Treibhauseffekt einfach erklärt | Geographie

Strahlung transportiert Energie in Form von Wellen. Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen. Kurzwellige Sonnenstrahlung hat kürzere Wellenlängen als die langwellige Wärmestrahlung der Erde. Treibhausgase lassen kurzwellige Sonnenstrahlung zum großen Teil hindurch. Die Erdoberfläche nimmt einen Teil der Sonnenstrahlung auf und erwärmt sich.

Die erwärmte Oberfläche sendet selbst langwellige Wärmestrahlung aus. Diese entsteht nicht dadurch, dass die Oberfläche Sonnenlicht unverändert zurückspiegelt. Treibhausgase nehmen einen Teil der Wärmestrahlung auf. Aufnehmen heißt hier auch absorbieren. Die Gase geben selbst Wärmestrahlung in verschiedene Richtungen ab. Ein Teil gelangt zur Erdoberfläche und trägt zu ihrer Erwärmung bei. Ein Teil der Wärmestrahlung gelangt ins All, also in den Weltraum.

Zu den Treibhausgasen gehören Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan. Wasserdampf ist Wasser im gasförmigen Zustand. Treibhausgase erzeugen keine zusätzliche Energie und wirken nicht wie Spiegel. Sie beeinflussen, wie Energie durch Strahlung zwischen Erdoberfläche, Atmosphäre und All ausgetauscht wird.

Treibhausgase waren schon vor dem Einfluss des Menschen in der Atmosphäre vorhanden. Ihre Wirkung heißt natürlicher Treibhauseffekt. Er macht die Erdoberfläche wärmer, als sie ohne diese Wirkung wäre. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre die Erde weitgehend vereist.

Menschen erhöhen durch ihre Tätigkeiten die Menge bestimmter Treibhausgase in der Luft. Dadurch verstärken sie den vorhandenen Treibhauseffekt. Anthropogen bedeutet durch Menschen verursacht. Der anthropogen verstärkte Treibhauseffekt kommt zur natürlichen Wirkung hinzu. Menschen haben die Treibhausgase also nicht erstmals auf die Erde gebracht.

Bei mehr Treibhausgasen und zunächst gleicher Temperatur entweicht weniger Wärmestrahlung ins All. Dafür muss die Sonne nicht stärker strahlen. Die zusätzliche Erwärmung entsteht auch nicht durch neue Energie, die die Gase erzeugen. Zunächst nimmt das System aus Erdoberfläche und Atmosphäre mehr Energie auf, als es abgibt. Es erwärmt sich. Mit steigender Temperatur nimmt die abgegebene Wärmestrahlung wieder zu.

Ein neues Gleichgewicht wäre erreicht, wenn die ins All abgegebene Energie wieder die aufgenommene Sonnenenergie ausgleicht. Bei gleichbleibenden Bedingungen wäre das ein möglicher Endzustand bei höherer Temperatur. Diese Erklärung behauptet nicht, dass die Erde heute bereits in diesem Gleichgewicht ist.

Ein Gewächshaus ist ein Gebäude mit lichtdurchlässigen Wänden und einem Dach, zum Beispiel aus Glas. Darin werden Pflanzen gezogen. Sonnenstrahlung kann durch das Glas gelangen. Boden und andere Gegenstände im Inneren nehmen Strahlung auf und erwärmen sich. Auch die Erdoberfläche erwärmt sich durch aufgenommene Sonnenstrahlung. Diese Gemeinsamkeit macht den Vergleich nützlich.

Die Grenze liegt beim Weg, auf dem Energie abgegeben wird: Das geschlossene Glasdach bremst vor allem den Austausch warmer Innenluft mit der Außenluft. Erwärmte Luft kann das Haus nicht frei verlassen. Die Atmosphäre hat dagegen kein festes Glasdach, das warme Luft einschließt. Der atmosphärische Treibhauseffekt wird durch die Aufnahme und Abgabe langwelliger Wärmestrahlung erklärt.

Der Vergleich hilft also beim Einstieg. Er ersetzt keine Erklärung des Strahlungswegs. Treibhausgase sind weder eine feste Luftsperre noch Spiegel, die Sonnenstrahlung zum Boden lenken.

Beim Verbrennen von Kohle, Erdöl und Erdgas wird Kohlendioxid frei. Menschen nutzen diese Brennstoffe zum Beispiel für Strom, Wärme und Fahrzeuge. Bei der Verdauung von Rindern entsteht Methan, das in die Luft gelangt. Die Haltung von Rindern ist deshalb eine weitere menschlich beeinflusste Quelle von Treibhausgasen. Nicht jede Tätigkeit setzt dieselben Gase frei.

Zusätzliche Treibhausgase verstärken den Treibhauseffekt. Die dadurch zunehmende mittlere Temperatur nahe der Erdoberfläche gehört zur globalen Erwärmung. Global bedeutet weltweit. Gemeint ist eine langfristige Veränderung des weltweiten Durchschnitts. Nicht jeder Ort erwärmt sich gleich stark. Ein einzelner heißer Nachmittag ist noch keine globale Erwärmung: Er gehört zum Wetter, also zum kurzfristigen Zustand der Luft an einem Ort. Klima beschreibt dagegen typische Wetterverhältnisse über lange Zeiträume.

Die Erwärmung kann zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen. Meeresspiegel heißt die Höhe der Meeresoberfläche. Wärmeres Meerwasser nimmt mehr Raum ein. Außerdem kann schmelzendes Eis vom Land zusätzliches Wasser ins Meer bringen. Auch Lebensräume können sich verändern, sodass manche Arten schlechter passende Bedingungen finden.

Die Folgen hängen unter anderem davon ab, wie stark die Erwärmung ausfällt und welcher Ort betrachtet wird. Sie treten nicht überall gleichzeitig oder gleich stark auf. Aus einer einzelnen zusätzlichen Verbrennung lässt sich deshalb kein sofortiger, überall gleicher Meeresspiegelanstieg ableiten.