Das Wetter und der Klimawandel

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Beweise für die Klimawirksamkeit der Treibhausgase

Ein verstärkter Treibhauseffekt infolge der fortlaufenden Emission von Treibhausgasen – vor allem Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) – durch den Menschen  soll für die globale Erwärmung auf der Erde verantwortlich sein. Die meisten Klimaforscher sehen das so. Aber es gibt auch sogenannte Klimaskeptiker, die genau dies entscheiden bestreiten. Manche von ihnen stellen sogar den Treibhauseffekt als solchen in Frage. Doch sie liegen damit eindeutig falsch und das läßt sich sogar recht einfach beweisen…

Dazu schauen wir uns einmal genauer an, wie der Treibhauseffekt funktioniert: Die von der Sonne eintreffende Strahlung geht – abgesehen von dem Anteil der durch die Wolken reflektiert wird – nahezu ungehindert durch die Atmosphäre. Die Planetenoberfläche  der Erde absorbiert die Strahlung und wandelt sie in Wärme um. Ein Teil dieser Wärme wird als Infrarotstrahlung wieder direkt in Richtung Weltraum abgestrahlt. Die infrarotaktiven Treibhausgase absorbieren jedoch, entsprechend ihren Eigenschwingungen, ausgewählte Wellenlängen im Infraroten. Den einen Teil der so empfangenen Energie geben sie durch Zusammenstösse an andere Gasmoleküle ab und erwärmen so die Troposphäre, die unterste Atmosphärenschicht in der sich praktisch das gesamte Wetter abspielt. Doch den anderen Teil geben sie als Infrarotstrahlung wieder ab, in Richtung Weltraum und als Gegenstrahlung in Richtung Erdboden. Diese Gegenstrahlung erwärmt die Erdoberfläche zusätzlich. Mehr Treibhausgase lassen also die Temperaturen am Erdboden und in der Troposphäre global ansteigen. Der Treibhauseffekt lässt sich auch noch über eine andere Argumentation begründen: Durch das Vorhandensein infrarotaktiver Treibhausgase wird ein Teil der aufgenommenen Sonnenenergie als Infrarotstrahlung nicht von der Erdoberfläche, sondern aus größerer Höhe von der Atmosphäre wieder in den Weltraum abgegeben. Doch da oben ist es kühler als an der Erdoberfläche und die Infrarotabstrahlung ist dementsprechend geringer. Damit das Gleichgewicht von eingestrahlter und abgestrahlter Energie aber trotzdem erhalten bleibt, muß die Erdoberfläche durch vermehrte Infrarotabstrahlung einen Ausgleich schaffen. Dafür muß  sie aber wärmer sein als ohne  Treibausgase! Je mehr infrarotaktive Treibhausgase in der Atmosphäre, umso wärmer die Planetenoberfläche!

In der nächsthöheren Atmosphärenschicht,  der Stratosphäre, da ist jedoch alles ganz anders. Hier wirken die Treibhausgase abkühlend. Das gilt insbesondere für das Kohlendioxid (CO2), denn Wasserdampf ist in der im Gegensatz zur Troposphäre sehr trockenen Stratosphäre kaum noch vorhanden!

Satellitenmessungen zeigen: Die Troposphäre wird immer wärmer, die Stratosphäre aber immer kühler. Ein überzeugender Beweis für die Klimawirksamkeit der Treibhausgase! Quelle: http://hadobs.metoffice.com/

Das erscheint erst einmal überraschend, doch der Grund dafür ist nicht schwer zu verstehen: Die von der Erdoberfläche ausgehende Infrarotstrahlung wird von den Treibhausgasen in der Troposphäre schon (nahezu) vollständig absorbiert und kann daher die Stratosphäre und die dort vorhandenen infrarotaktiven Treibhausgase nicht mehr erreichen. Doch sie werden trotzdem noch durch Zusammenstöße mit benachbarten Molekülen anderer Atmosphärengase angeregt. Da die Luft in dieser großen Höhe schon sehr dünn ist, strahlen sie einen Großteil der so gewonnnenen Energie in den Weltraum ab, bevor diese durch erneute Zusammenstöße wieder an die Stratosphäre  zurückgegeben werden kann. So geht die Energie unwiderruflich verloren und die Stratosphäre kühlt ab. Soweit die Theorie und so auch die Fakten. Die Meßwerte der letzten Jahrzehnte zeigen beide Effekte wie vorhergesagt: Eine globale Erwärmung der Troposphäre und eine globale Abkühlung der Stratosphäre! Ein klares Indiz für die Klimawirksamkeit der Treibhausgase! 

Jens Christian Heuer

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