Da die globale Erwärmung und der Klimawandel in den letzten Jahren immer auf der Tagesordnung standen, hört man häufig vom Treibhauseffekt als einem großen Problem. Tatsächlich handelt es sich um ein natürliches Phänomen auf dem Planeten Erde, und ohne es gäbe es hier möglicherweise nicht einmal Leben.
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Wie der Treibhauseffekt funktioniert
Der Treibhauseffekt hat seinen Namen, weil es sich um ein physikalisches Phänomen handelt, das dem ähnelt, was in Strukturen für den Pflanzenanbau auftritt. In einem Gewächshaus dringt Sonnenlicht durch das Glas oder den durchsichtigen Kunststoff ein, aus dem Dach und Wände bestehen. Ein Teil dieser Strahlung wird absorbiert und in Wärme umgewandelt.
Wenn Wärme freigesetzt wird, wird sie mit einer anderen Wellenlänge, im Infrarotbereich, länger abgestrahlt als bei ihrem Eintritt. Diese Strahlung kann das Glas nicht durchdringen und wird im Gewächshaus gehalten, wodurch die Umgebung erwärmt wird.
In der Atmosphäre findet ein ähnlicher Prozess statt. Anstelle von Glas, das die Wärme speichert, gibt es in der Luft eine Reihe von Substanzen, die diese absorbieren können. Dadurch wird verhindert, dass Sonnenstrahlung, die den Planeten erreicht, in den Weltraum zurückkehrt.
Wenn diese Gase, die einen Teil der Wärme des Planeten speichern, nicht vorhanden wären, würde die Erde eine ähnliche Situation wie Merkur erleben. Auf dem sonnennächsten Planeten herrschen tagsüber sehr hohe Temperaturen von über 400 °C. Diese Wärme wird jedoch vollständig in den Weltraum zurückgeführt und die Temperatur des Planeten sinkt nachts auf -180 °C.
Merkur hat eine sehr dünne Atmosphäre, die aufgrund seiner geringen Schwerkraft praktisch nicht existiert und Gase nicht in der Nähe des Planeten halten kann. Venus hingegen hat eine extrem dichte Atmosphäre und erzeugt den größten Treibhauseffekt im Sonnensystem. Die durchschnittliche Temperatur des Planeten wird im Bereich von 460 °C gehalten.
Der Treibhauseffekt und die globale Erwärmung
Die Stoffe, die auf der Erde den Treibhauseffekt erzeugen, werden Treibhausgase (THG) genannt. Wie bereits gesagt: Ohne sie gäbe es kein Leben auf der Erde. Der starke Anstieg der Konzentration dieser Gase in der Atmosphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten hat jedoch seit der industriellen Revolution zu einem raschen Anstieg der globalen Temperaturen geführt.
Die Hauptgase, die für den Treibhauseffekt auf der Erde verantwortlich sind, sind:
- Kohlendioxid (CO2): Kohlendioxid ist für 60% des gesamten Treibhauseffekts verantwortlich und seine Verweildauer in der Atmosphäre beträgt einhundert Jahre. Zu den menschlichen Aktivitäten, die dieses Gas in die Atmosphäre freisetzen, gehören die Verbrennung fossiler Brennstoffe und Waldbrände.
- Methan (CH4): Trägt etwa 15 bis 201 TP3T zum Treibhauseffekt bei, Methan entspricht Erdgas, das als Kraftstoff verwendet wird. Es entsteht auch beim Abbau von Biomasse und wird beispielsweise auf Mülldeponien und in Überschwemmungsgebieten beim Bau von Staudämmen freigesetzt. In der Tierhaltung geben Rinder durch ihren Verdauungsprozess große Mengen dieses Gases ab.
- Lachgas (N2O): Lachgas ist Teil des von Bodenbakterien betriebenen Stickstoffkreislaufs und hat durch den übermäßigen Einsatz von Düngemitteln seine Präsenz in der Atmosphäre erhöht. Es wird auch bei der Verbrennung bestimmter Kraftstoffe freigesetzt und ist heute für etwa 61 TP3T des Treibhauseffekts verantwortlich.
- Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW): Gase bestehend aus Kohlenstoff, Chlor und Fluor, die häufig in Kühlschränken, Klimaanlagen und Aerosolen verwendet wurden. Sie wurden wegen ihrer zerstörerischen Wirkung auf die Ozonschicht und ihres Beitrags zum Treibhauseffekt verboten.
- Ozon (O3): Ozon ist auch an einem zweiten wesentlichen Phänomen für das Leben auf der Erde beteiligt, nämlich der Existenz der Schicht, die seinen Namen trägt. Die Ozonschicht in der oberen Atmosphäre verhindert, dass ein Teil der ultravioletten Sonnenstrahlung die Oberfläche erreicht. In der unteren Atmosphäre trägt dieses Element jedoch zum Treibhauseffekt bei und ist außerdem giftig für den Menschen.
