Das Klima
Nach der ersten, unruhigen Phase der Erdgeschichte blieb das Klima auf unserem Planeten erstaunlich stabil. Über eine Zeit von 2,5 Milliarden Jahren wurde es nie so heiß, dass die Ozeane verdampften und nie so kalt, dass die Weltmeere gefroren. Beides hätte ein rasches Ende des Lebens bedeutet. Es waren die natürlichen Treibhausgase, die das Klima warm und weitgehend so hielten wie bisher. Sie lassen das wärmende Sonnenlicht bis zur Erde hindurch, verhindern aber, dass die Wärmestrahlung der Erde vollständig in den Weltraum entweichen kann. Dieser Treibhauseffekt hält die Erde am Leben. Ohne ihn läge die Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche statt bei plus 15 bei minus 15 Grad. Eis würde große Teile des Globus bedecken.
Wärmestrahlung ist das unsichtbare, langwellige, infrarote Licht, das beispielsweise ein Kachelofen abgibt. Aber nicht nur ein Ofen, der uns angenehm ,,warm" erscheint, jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes strahlt infrarotes Licht aus. Je wärmer der Körper, desto energiereicher und kurzwelliger die Strahlung. Auch die Erde, von der Sonne auf eine Durchschnittstemperatur von plus 15 Grad aufgewärmt, funktioniert wie ein gigantischer Heizkörper. Sie strahlt unentwegt Wärme Richtung All ab, die jedoch nicht ungehindert entweichen kann. Denn im Weg stehen die Treibhausgase. Während das kurzwellige ,,sichtbare" Sonnenlicht größtenteils durch die Atmosphäre auf die Erde dringt, bleibt die langwellige Wärmestrahlung auf dem Rückweg ins All meist an einem Treibhausgas hängen. Die Erde versucht zwar, die Wärmestrahlung abzugeben, diese stößt jedoch in der Atmosphäre gegen jene Gase, die wie die Scheibe eines Glashauses wirken. Die Folge: Im Treibhaus Erde staut sich die warme Luft unter einer ,,Scheibe" aus Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon, u.s.w.
Genau betrachtet ist der längst eingebürgerte Vergleich mit dem Treibhaus nicht ganz korrekt. Dort ist es warm, weil das Glas die erhitzte Luft am Entweichen hindert. In der Atmosphäre hingegen ist es die Luft, die verhindert, dass die Strahlung entweicht. Verändert sich die Konzentration dieser Gase in der Atmosphäre, dann stellt sich darunter ein neues Temperaturgleichgewicht ein.
Nichts anderes geschieht im Moment: Die Menge der Treibhausgase in der ,,Glashülle" der Erde nimmt dramatisch zu. Es ist eine physikalische Notwendigkeit, dass sich dabei auch die Temperatur und das Klima weltweit ändern. Schon in den sechziger Jahren war klar, dass es neben dem Wasserdampf und dem Kohlendioxid noch eine Reihe von anderen Spurengasen gibt, die allesamt die Wärmestrahlung der Erde absorbieren und den noch offenen Bereich des ,,Fensters" zum All teilweise blockieren. Dies ist die sogenannte greenhouse gang aus Ozon, Lachgas und Methan, sowie den Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen, den ,,FCKW". Die Gase kommen-mit Ausnahme der FCKW-im Ökokreislauf vor. Aber sie nehmen durch das Wirken der Menschen drastisch zu, und sie ergänzen sich beim Treibhauseffekt. Je mehr sie das Fenster zum All verdunkeln, um so mehr Wärme bleibt auf der Erde gefangen. Die Verteilung des Spurengases Ozon ist sehr verwirrend:
Erstens nimmt es in den unteren Schichten der Atmosphäre zu. Hier schädigt es als Giftgas alle Lebewesen.
Zweitens schwindet es weiter oben in der Atmosphäre, insbesondere über der Antarktis, wo in jedem Frühjahr ein ,,Ozonloch" zu beobachten ist. Der Ozonschwund läßt vermehrt die gefährliche ultraviolette Strahlung bis zur Erdoberfläche dringen.
Drittens sorgt der Mangel an Ozon in den oberen Teilen der Stratosphäre für einen zusätzlichen Treibhauseffekt.
Das Ozon und die anderen Mitglieder der ,,Treibhausbande" sind Teile einer komplizierten Kette von chemischen Reaktionen. Die Atmosphäre gleicht dadurch einem schwer kontrollierbaren Chemiebaukasten, der zusehends aus dem Gleichgewicht gerät. Ein Resultat dieser Reaktionen ist beispielsweise der Ozonabbau, beziehungsweise das ,,Ozonloch", in der Stratosphäre. Mit diesen drei Vertretern der greenhouse gang bleibt der Erde letztlich noch ein Wellenlängenbereich zwischen acht und neun, sowie zwischen zehn bis 13 Mikrometern, über dem die Wärme mehr oder weniger ungehindert abfließen kann. Genau diese Stellen verdunkeln die FCKW, jene Kunstprodukte mit denen sich Spraydosen unter Druck setzen und Kunststoffe aufschäumen lassen, die als Kühlmittel in Gefrier-und Klimaanlagen und als Reinigungsmittel für elektronische Bauteile oder Textilien dienen. Diese FCKW haben sich als die effektivsten Treibhausgase entpuppt, die der Himmel zu bieten hat. Wie Untersuchungen ergeben haben, ist die weltweite CO -Emission inzwischen auf rund 6 Milliarden Tonnen pro Jahr angestiegen. Immer mehr Energie wird benötigt, immer mehr fossile Brennstoffe werden verbrannt.
Hauptemittenten sind die Industrieländer, und zwar zum einem wegen des hohem Energiebedarfs bei den industriellen Fertigungsprozessen und zum anderem wegen des hohen Lebensstandards der Bevölkerung. Allein im Haushalt geht ohne elektrische Energie nichts mehr. Ob Kühlschänke, Gefriertruhen, Spül-und Waschmaschienen, Staubsauger, Heizlüfter, Fernseher oder Fernheitswärme, alles hängt an der Stromerzeugung in den Kraftwerken. In unserem täglichen Leben ist der hohe Bedarf, sogar die Verschwendung von Energie, zur Selbstverständlichkeit geworden. Energie ist die Grundlage unserer Mobilität und unserer Lebensqualität. Beim Wochenendausflug mit dem Auto ins städtische Umland wird ebenso CO freigesetzt, wie beim Flug in den sonnigen Süden, bei der Herstellung und Verteilung von Waren ebenso wie beim Heizen oder bei den weltweiten kriegerischen Auseinandersetzungen.
In Deutschland verteilt sich die CO -Emission wie folgt:
Industrie 34%
Haushalte 28%
Verkehr (incl. Flugzeuge) 21% Kleinbetriebe 17%
Dabei ist der Industrieanteil seit 1960 um mehr als 10% zurückgegangen. Je weniger Energie benötigt wird, um so kostengünstiger wird die Herstellung von Waren. Hingegen hat sich der Verkehrsanteil um 5% erhöht. Auch ist aufgrund höherer Ansprüche an Komfort und Sicherheit bei den Autos der durch sparsamere Motoren erzielte Einspareffekt teilweise wieder aufgezehrt worden. Haushalte und Kleinbetriebe sind zwar in den letzten 30 Jahren praktisch unverändert geblieben, doch gilt auch hier, dass der durch moderne, energiesparende Geräte erzielte Effekt durch eine Zunahme der elektrischen Geräte wieder ausgeglichen worden ist.
Die größten CO -Produzenten (1990) weltweit sind:
USA 23% Großbritannien 3%
GUS 18% Indien 3%
China 11% Polen 2%
Japan 5% Frankreich 2%
Deutschland 5% Rest der Welt 28%
Bei tieferen Temperaturen läßt sich Kohlendioxid (CO ) verflüssigen und schließlich auch zu Kohlensäureschnee gefrieren, wie er früher in Feuerlöschern verwendet wurde.
Was passiert, wenn es einen Temperaturanstieg von 1,5 bis 4,5 Grad in den nächsten 100 Jahren gibt? Wenn die Temperaturen global steigen, verändert sich das Klima an fast allen Orten der Welt. Sicher ist auch, dass wir auf eine Erwärmung zusteuern, die drei bis siebenmal stärker ist, als jene, die sich während der letzten 100 Jahre ereignet hat. Die Klimaforscher rechnen bei Kohlendioxyid-Verdoppelung zwischen dem 40, und 60. Breitengrad, also etwa von Sizilien bis Mittelschweden oder von New York bis zur Südspitze von Grönland, mit einer Erwärmung von zwei Grad im Sommer und fünf Grad im Winter. Nach allen Klimamodellen erwärmt sich die Luft in den hohen Breitengraden stärker als in den Tropen. Das liegt daran, dass die zusätzliche Wärme in Äquatornähe vor allem mehr Wasser verdampfen läßt und so insbesondere den Ozeanen Wärmeenergie entzogen wird. Dadurch wachsen in den inneren Tropen die Niederschläge. Aller Voraussicht nach nimmt dann die Bodenerosion zu und durch die globale erwärmung steigt der Meeresspiegel an, wodurch es häufiger zu Überschwemmungen kommt, vor allem in Zonen, wo der Regenwald schwindet. Letzteres führt zu lokalen Klimaveränderungen, die unmittelbar gar nichts mit dem Treibhauseffekt zu tun haben. In höheren Breiten steigen die Temperaturen relativ stärker, weil der Ausgangswert tiefer liegt.und daher pro Grad Temperaturanstieg weniger zusätzliches Wasser verdampft. Da im Winter obendrein seltener Schnee fällt und sich nicht mehr so viel Meereis bildet, erwärmen sich Boden und Ozean auf schnee- und eisfreien Flächen leichter. Deshalb bekommen wir in Mittel- und Nordeuropa den Treibhauseffekt im Winter stärker zu spüren als im Sommer.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Treibhauseffekt und warum ist er wichtig?
Der Treibhauseffekt ist ein natürlicher Prozess, bei dem bestimmte Gase in der Erdatmosphäre die Wärme der Sonne einfangen. Diese Gase, die sogenannten Treibhausgase, lassen das Sonnenlicht zur Erde durch, verhindern aber, dass die Wärmestrahlung der Erde vollständig in den Weltraum entweichen kann. Dieser Effekt hält die Erde warm genug, um Leben zu ermöglichen. Ohne ihn wäre die Durchschnittstemperatur auf der Erde deutlich niedriger.
Welche Gase sind Treibhausgase?
Zu den wichtigsten Treibhausgasen gehören Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2), Ozon (O3), Lachgas (N2O), Methan (CH4) und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW).
Warum nimmt die Menge der Treibhausgase in der Atmosphäre zu?
Die Menge der Treibhausgase in der Atmosphäre nimmt hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten zu. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl, Gas) zur Energiegewinnung, die industrielle Produktion, die Landwirtschaft und die Entwaldung tragen alle zur Erhöhung der Treibhausgaskonzentration bei.
Was sind die Folgen des zunehmenden Treibhauseffekts?
Der zunehmende Treibhauseffekt führt zu einer globalen Erwärmung, d.h. zu einem Anstieg der Durchschnittstemperaturen auf der Erde. Dies hat eine Reihe von Folgen, darunter:
- Veränderungen des Klimas mit häufigeren und intensiveren Extremwetterereignissen (z.B. Hitzewellen, Dürren, Überschwemmungen, Stürme)
- Anstieg des Meeresspiegels durch das Schmelzen von Gletschern und Eisdecken
- Veränderungen in den Ökosystemen und der Artenvielfalt
- Auswirkungen auf die Landwirtschaft und die Ernährungssicherheit
- Gesundheitliche Auswirkungen durch Hitzewellen und die Ausbreitung von Krankheiten
Was ist das Ozonloch und wie hängt es mit dem Treibhauseffekt zusammen?
Das Ozonloch ist eine Ausdünnung der Ozonschicht in der Stratosphäre, insbesondere über der Antarktis. Es wird hauptsächlich durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) verursacht, die früher in Kühlmitteln, Sprays und anderen Produkten verwendet wurden. Obwohl das Ozonloch und der Treibhauseffekt unterschiedliche Probleme sind, gibt es Verbindungen zwischen ihnen. Einerseits sind einige Treibhausgase (wie FCKW) auch ozonschädigend. Andererseits beeinflusst der Mangel an Ozon in der Stratosphäre den Treibhauseffekt.
Welche Rolle spielt der tropische Regenwald im Klimasystem?
Der tropische Regenwald spielt eine wichtige Rolle im Öko- und Klimasystem der Erde. Er speichert große Mengen Wasser, dämpft die regionalen Temperaturverhältnisse, speichert Kohlendioxid (CO2) und produziert Sauerstoff. Die Zerstörung des Regenwaldes durch Brandrodung führt nicht nur zur Freisetzung des gespeicherten CO2, sondern verringert auch die Fähigkeit der Erde, CO2 aus der Atmosphäre zu absorbieren.
Wer sind die größten CO2-Produzenten weltweit?
Laut den Daten aus dem Jahr 1990 waren die größten CO2-Produzenten weltweit die USA, die GUS (Gemeinschaft Unabhängiger Staaten), China, Japan und Deutschland. Die Verteilung der CO2-Emissionen hat sich seitdem jedoch verändert.
Was passiert, wenn die Temperaturen weiter steigen?
Wenn die Temperaturen global weiter steigen, wird sich das Klima an fast allen Orten der Welt verändern. Es wird erwartet, dass sich die Luft in den hohen Breitengraden stärker erwärmt als in den Tropen. Es ist auch wahrscheinlich, dass der Meeresspiegel ansteigt, was zu häufigeren Überschwemmungen führt. Die genauen Auswirkungen hängen von der Höhe des Temperaturanstiegs ab.
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- Maitreyi Schang (Author), 2000, Klima und Ozonloch. Kurze Einführung, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/98066
