08.04.2019, Berlin: Die Sonne geht hinter dem Fernsehturm auf. (Quelle: dpa/Zinken)
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Video: rbb|24 | Neele Westphal | 08.04.2019 | Bild: dpa

Klimawandel | Hintergrund - Wie funktioniert der Treibhauseffekt?

Ohne den natürlichen Treibhauseffekt hätte die Menschheit ein Problem, denn nur durch ihn ist es auf der Erde angenehm warm. Seit einigen Jahrzehnten allerdings mischt der Mensch mit und verstärkt diesen Effekt. Von Friederike Steinberg

Ist die Rede vom Klimawandel, fällt schnell auch der Begriff Treibhauseffekt. In diesem Zusammenhang klingt er erstmal negativ - nach zu großer Hitze und Schwüle -, der Treibhauseffekt ist aber an sich keine schlechte Sache. Er hat nämlich das Leben auf der Erde erst möglich gemacht.

Eine wichtige Rolle beim Treibhauseffekt in der Erdatmosphäre spielen bestimmte Gase, auch Treibhausgase genannt. Dazu gehören beispielsweise Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan, Ozon, aber auch Wasserdampf.

Strahlung von der Sonne durchquert auf dem Weg zur Erde die Atmosphäre. Da es sich um kurzwellige Strahlung handelt, kann sie die Atmosphäre - mit den dort befindlichen Treibhausgasen - leicht durchdringen.

Wenn die kurzwellige Strahlung auf der Erde auftrifft, setzt sie dort Energie frei. Die Erde erwärmt sich. Allerdings verändert sich dabei die Struktur der Strahlung: Aus Kurzwellen werden Langwellen.

Diese langwellige Strahlung wird nun von der Erde wieder Richtung All abgestrahlt. Sie kann  allerdings die Atmosphäre nicht mehr so gut durchdringen wie vorher die kurzwellige Strahlung. Die Langwellen werden teils von den dort befindlichen Treibhausgasen aufgenommen - und erneut zur Erde zurückgestrahlt. Dort setzen sie erneut Wärmeenergie frei.

Der natürliche Treibhauseffekt hält das globale Mittel der Lufttemperatur auf der Erde bei ungefähr 15 Grad Celsius.

Bleibt die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre gleich, bleibt auch die Erde auf ungefähr demselben Wärmelevel. Die Treibhausgase legen der Erde sozusagen eine gleichmäßig wärmende Decke um. Mehr Treibhausgase bewirken, dass es auf der Erde wärmer wird. Um im Bild zu bleiben: Wird auf die Decke noch eine Decke gelegt, wird es heißer.

Seit Beginn der Industrialisierung sorgt vor allem der Mensch dafür, dass immer mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen: vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, wie Öl, Gas, Torf oder Kohle. Mit der dabei freiwerdenden Energie befeuert der Mensch Flugzeuge oder Autos, treibt Maschinen in Fabriken an, heizt, pumpt oder kocht Wasser.

Die Erde ist eigentlich in der Lage, Schwankungen bei der Konzentration der Treibhausgase durch Puffer abzufedern. Ozeane, Pflanzen und Moore speichern große Mengen an CO2. Ist das Angebot an Kohlenstoffdioxid größer, bauen sie mehr ein und verringern entsprechend den Anteil in der Atmosphäre.

Der Ozean ist jedoch zunehmend gesättigt und versauert, was Meereslebewesen bedroht. Der Mensch reduziert zudem selbst Zwischenspeicher: Er holzt Wälder ab und legt Moore trocken. So gelangen nicht nur zusätzliche Treibhausgase in die Atmosphäre, sondern es fallen gleichzeitig auch Speicher weg.

In vorindustrieller Zeit lag die weltweite Kohlendioxid-Konzentration laut Bundesumweltamt bei etwa 280 ppm. ppm bedeutet "parts per million", also ein Molekül Kohlendioxid auf eine Million Moleküle trockener Luft. Im Jahr 2017 wurden über 405 ppm Kohlendioxid erreicht.

Entwicklung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre 1979 bis 2017 - Quelle: NOAA's Global Monitoring Division/Andy Jacobson

Ausschnitt aus CO2-Video von NOAA's Global Monitoring Division/Andy Jacobson
NOAA's Global Monitoring Division/Andy Jacobson


Es ist schwer abzuschätzen, wie stark das Klima auf die ausgestoßenen Treibhausgase reagiert - vor allem auch durch Rückkopplungen. Durch diese könnten sich Klimaänderungen gegenseitig verstärken. Zum Beispiel werden, wenn in Sibirien oder Alaska Permafrost-Böden auftauen, zusätzliche Treibhausgase frei. Das ist auch der Fall, wenn Pflanzen durch die Klimaveränderungen sterben. Schmelzen Eis und Schnee, sind die freigelegten Erd- oder Gewässeroberflächen viel dunkler und reflektieren weniger Sonnenstrahlung.

Inzwischen debattiert die Wissenschaft auch über "Kipp-Punkte" ("tipping points"). Die Frage ist dabei, ob, wann und wo ein Punkt erreicht sein könnte, an denen ein bestimmter Teil des Klimasystems "kippt" - sich also so verändert, dass es nicht mehr umkehrbar ist, selbst wenn die Ursache danach verschwindet. Beispiele für solche Kipp-Punkte wären das mögliche Abreißen der Umwälzzirkulation im Nordatlantik oder das Abrutschen von Teilen der Eisschilde in Grönland und der Antarktis. In letzter Zeit wird zudem diskutiert, ob sich sogar mehrere solcher Kipp-Punkte wie Dominosteine gegenseitig auslösen können. [mehr Infos beim PIK]

Beitrag von Friederike Steinberg

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Antwort auf [Christian Möser ] vom 10.04.2019 um 19:01
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1 Kommentar

  1. 1.

    Ich habe da mal eine Verständnisfrage.
    In ihrer Erklärung reduziert sich der Wärmeenergiefluß in der Atmosphäre auf die langweilige Infrarotstrahlung.
    In wie weit verändert jetzt mein "schwitzen " , das "hecheln des Hundes " sowie der "Wind " mein Albedo bzw. das des Hundes, oder wie kommt es dazu das die Oberflächentemperatur unserer Körper bei wechselnden Verhältnissen derart schwankt?

    Mit freundlichen Grüßen!
    Christian Möser
    Zimmerer

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