Woraus besteht unsre Atmosphaere?
Kohlendioxid (CO2)
Die Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff ist der Grundstoff für organisches Material auf der Erde. Alle grünen Pflanzen benötigen ihn zum Aufbau ihre Körpersubstanz, wovon wir Menschen letztendlich leben.
Graphik 1: Kohlendioxidabgabe
Nachts ist der Kohlendioxidgehalt am Erdboden höher, als tagsüber. Das kommt daher, dass Pflanzen bei Dunkelheit Kohlendioxid freisetzen, wohingegen sie am Tag Kohlendioxid verbrauchen. Diesen Atmungsvorgang nennt man Respiration. Zu Beginn der Hauptvegetationszeit in den Monaten März und April (auf der Nordhalbkugel) sind die Maxima der Konzentration besonders stark ausgeprägt. Ebenso verhält es sich mit den Minima am Ende der Vegetagionszeit im Oktober und November.
Graphik 2: Kohlendioxidaufnahme
Mit dem Beginn der Heizperiode ist zudem ein deutlicher Anstieg der Kohlendioxidfreisetzung zu messen. Entgegengesetzt dazu verhält es sich auf der Südhalbkugel. Da dort jedoch wesentlich weniger Land mit Vegetation bedeckt ist, nimmt die Amplitude der Jahresschwankung von Süden nach Norden hin zu. Auch im Verlauf der Erdentwicklung unterlag der Kohlendioxidgehalt beträchtlichen Schwankungen, die biologisch, chemisch physikalisch bedingt waren. Seit 650.000 Jahren ist der Gehalt mit 280 ppm (0,028%vol) ungefähr gleich geblieben.
Graphik 3: Industrieanlage in Bamberg [private Aufnahme, 2008]
Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert hat die Konzentration um 25% zugenommen und steigt derzeit exponentiell an. Durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas, wächst die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre jährlich um 1,5 – 2 ppm.Ozeane und Vegetation können nur rund die Hälfte des vom Menschen künstlich produziertem Anteil aufnehmen. Die Oberfläche der Weltmeere entzieht der Atmosphäre ca. 2 – 3·109t pro Jahr, die Vegetation bindet jährlich ca. 1 – 2·109t. Die andere Hälfte des anthropogen emittierten Kohlenstoffs reichert sich in der Atmosphäre an.
Fernerkundlich spielt die
Konzentration von Kohlendioxid eine wesentliche Rolle:
Graphik 4: Transmissionsspektrum der Atmosphäre für Kohlendioxid in Abhängigkeit der Wellenlänge [Quelle: Petty, 2006]
Kohlendioxid absorbiert einen Teil des thermalen und nahen Infrarots. Kurzwellige Strahlung kann dagegen gut passieren. Durch diese Eigenschaft wird er auch als Treibhausgas bezeichnet.