Treibhauseffekt

Der Treibhaus- oder Glashauseffekt verursacht eine Erwärmung an der Erdoberfläche. Wasserdampf und die atmosphärischen Spurengase verhalten sich dabei so wie das Glas beim Gewächshaus. Kurzwellige Strahlung kann die Gase, ähnlich wie Glas, relativ ungehindert passieren. Die Erdoberfläche absorbiert je nach Beschaffenheit einen gewissen Teil davon und erwärmt sich. In der Folge daraus ergibt sich, dass in zunehmendem Maße langwellige Thermalstrahlung von der Erde emittiert wird. Wellenlängen > 3μm werden jedoch zu großen Teilen von den Gasen absorbiert und können durch diese Schicht nicht zurück ins Weltall gelangen. Die Gase senden nun ihrerseits ebenso langwellige Strahlung aus, von der ein Teil die Erde erreicht und ein Teil in den Weltraum abgestrahlt wird. Ein Teil der Strahlungsenergie wird somit in den unteren Atmosphärenschichten gefangen gehalten und dadurch eine Erhöhung des Temperaturniveaus erreicht.

Kohlenmonoxid und Kohlendioxid liefern die wesentlichen Beiträge zum atmosphärischen Glashauseffekt. Trotz ihres geringen Anteils in der Luft (im ppm Bereich) sind sie deutlich effizienter als die Hauptbestandteile Stickstoff und Sauerstoff. Eine Erklärung liefert die Entstehung langwelliger Strahlung aus Rotations- und Schwingungsanregungen dreiatomiger Moleküle [siehe Modul 3, 4.]. In diese Molekülgruppe fallen alle oben genannten Spurengase und lösen somit den Glashauseffekt aus.

Im Vergleich dazu besteht die Atmosphäre unsres Nachbarplaneten Venus zu 95% aus CO2. Durch diese hohe Konzentration wird ein enormer Glashauseffekt hervorgerufen. Die Oberflächentemperaturen der Venus können auf Werte über 460°C steigen. Hätten wir keinen Wasserdampf und keine Spurengase in der Atmosphäre, so würde sich an unserer Oberfläche eine Temperatur von -18°C einstellen. Die Erde wäre ein vereister Planet auf dem Leben kaum möglich wäre. Daraus wird ersichtlich, welch große Bedeutung der atmosphärische Treibhauseffekt für uns hat.