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9.11.2007 | Von:
Stefan Rahmstorf

Klimawandel - einige Fakten

Der Treibhauseffekt

Der Grund für den befürchteten Temperaturanstieg als Folge des steigenden CO2-Gehalts der Atmosphäre liegt im so genannten Treibhauseffekt. Die mittlere Erdtemperatur ergibt sich aus einem einfachen Strahlungsgleichgewicht. Einige Gase in der Atmosphäre greifen in die Strahlungsbilanz ein, indem sie zwar die ankommende Sonnenstrahlung passieren lassen, jedoch nicht die von der Erdoberfläche abgestrahlte langwellige Wärmestrahlung. Dadurch kann Wärme von der Oberfläche nicht so leicht ins All abgestrahlt werden; es kommt zu einer Art "Wärmestau" in der Nähe der Erdoberfläche. Anders formuliert: Die Oberfläche strahlt, wie jeder physikalische Körper, Wärme ab - je höher die Temperatur, desto mehr. Diese Wärmestrahlung entweicht aber nicht einfach ins Weltall, sondern wird unterwegs in der Atmosphäre absorbiert, und zwar von den Treibhausgasen (oder "klimawirksamen Gasen" - nicht zu verwechseln mit den "Treibgasen", die in Spraydosen Verwendung fanden und die Ozonschicht schädigten).

Die wichtigsten dieser Gase sind Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan. Diese Gase strahlen die absorbierte Wärme in alle Richtungen gleichmäßig ab - einen Teil also auch zurück zur Erdoberfläche, was die Oberfläche aufheizt. Von außen betrachtet: Je undurchlässiger die Atmosphäre für langwellige Strahlung wird, aus desto höheren Luftschichten stammt die Strahlung, die ins All entweichen kann, um die ankommende Sonnenstrahlung auszugleichen. Umso höhere Luftschichten müssen also die nötige Temperatur für diesen Ausgleich haben, was die Atmosphäre darunter erwärmt. Das ist der Treibhauseffekt - ein ganz natürlicher Vorgang. Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan kommen von Natur aus seit jeher in der Atmosphäre vor. Der Treibhauseffekt ist sogar lebensnotwendig - ohne ihn wäre unser Planet völlig gefroren. Der Grund zur Sorge über die globale Erwärmung liegt darin, dass der Mensch diesen Treibhauseffekt verstärkt. Da der Treibhauseffekt insgesamt für eine Temperaturdifferenz von 33 Grad verantwortlich ist, kann bereits eine prozentual geringe Verstärkung desselben zu einer Erwärmung um mehrere Grad führen.

Ein Vergleich mit unserem Nachbarplaneten Venus zeigt, welche Macht der Treibhauseffekt entfalten kann. Die Venus ist viel näher an der Sonne als wir, daher ist die ankommende Sonnenstrahlung fast doppelt so stark. Allerdings ist die Venus in eine dichte Wolkendecke gehüllt, die 80 Prozent der Sonnenstrahlung reflektiert - auf der Erde beträgt dieser Anteil nur 30 Prozent. Die auf der Venus absorbierte Sonnenenergie - die Differenz zwischen ankommender und reflektierter Strahlung - ist deutlich geringer als auf der Erde. Man könnte daher erwarten, dass die Venusoberfläche kälter ist als die Erdoberfläche. Das Gegenteil ist der Fall: Auf der Venus herrschen siedend heiße 460 Grad. Grund dafür ist ein extremer Treibhauseffekt: Die Atmosphäre der Venus besteht zu 96 Prozent aus Kohlendioxid. Wie konnte es dazu kommen? Auf der Erde begrenzt über Jahrmillionen die Verwitterung von Gestein die CO2-Konzentration. Da auf der Venus das zur Verwitterung benötigte Wasser kaum vorhanden ist, kann der geschilderte Regelkreis, der auf der Erde zur langfristigen Stabilisierung von CO2 und Klima führt, auf der Venus nicht funktionieren.