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Die Erde als Treibhaus. Bild: Vitoriano Junior, shutterstock.com

27.12.2016

Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist seit Jahren immer wieder Gesprächsthema, vor allem im Zusammenhang mit dem vom Menschen verursachten Klimawandel. Dass ohne den natürlichen Treibhauseffekt kaum hochentwickeltes Leben auf der Erde möglich wäre, wird jedoch gerne verschwiegen.

Der Treibhauseffekt beschreibt ein Phänomen, durch das die mittlere Temperatur auf der Erdoberfläche höher liegt, als durch die einfallende Strahlungsmenge von der Sonne möglich wäre. Einfach gesagt kommt der Effekt daher, dass die Atmosphäre zwar für die Strahlung der Sonne durchlässig ist, die ausgehende Strahlung aufgrund einer Veränderung der Wellenlänge aber die Atmosphäre nicht mehr gänzlich verlassen kann. Damit bleibt ein großer Teil der einfallenden Energie in der Atmosphäre "gefangen", während die Sonne ständig weitere Strahlung in Richtung Erde schickt. Die Strahlungsbilanz an der Erdoberfläche wird dadurch in eine positive Richtung verändert und die Temperatur erhöht sich.

Das Märchen vom Treibhaus

Dass dieser Effekt als "Treibhauseffekt" bezeichnet wird, und oftmals auch mit den hohen Temperaturen in einem gläsernen Gewächshaus verglichen wird, ist rein physikalisch falsch. Es ist zwar korrekt, dass die gläsernen Scheiben die infrarote Wärmestrahlung nicht mehr aus dem Glashaus entweichen lassen, der eigentliche Grund für die hohen Temperaturen liegt hier aber woanders. Denn auch in einem Haus mit einem Material, das für Wärmestrahlung durchlässig ist, wird im Inneren beinahe die gleiche Temperatur erreicht. Der eigentliche Grund für die höheren Temperaturen in einem abgeschlossenen Gewächshaus hat also nichts mit den Eigenschaften im infraroten Frequenzbereich zu tun. Entscheidend ist hier vielmehr, dass die Wärme im Boden, die in Verdunstung von Wasser sowie in Konvektion umgewandelt wird, nicht ins Freie gelangen kann.

In einem kleinen, lokalen Treibhaus ist die Erklärung basierend auf der Undurchlässigkeit für Wärmestrahlung zwar falsch, auf dem großen Maßstab der Erdatmosphäre ist dies aber dennoch der Grund für die höheren Temperaturen. Da sich die Bezeichnung als 'Treibhauseffekt' aber im Sprachgebrauch festgesetzt hat, ist hier keine Änderung zu erwarten.

Kein Leben ohne Treibhauseffekt

Dass auf der Erde überhaupt Leben möglich ist, wird oftmals darauf zurückgeführt, dass Wasser in allen drei Zustandsformen vorhanden ist: Flüssig, fest und gasförmig. Berechnet man die mittlere Temperatur welche sich auf der Erde ohne natürlichen Treibhauseffekt einstellen würde, dann kommt man auf einen Wert der bei etwa -18 Grad Celsius liegt. Bei diesen Werten wäre an (menschliches) Leben also nicht mehr zu denken. Tatsächlich misst man auf der Erde aber eine mittlere Temperatur von etwa +15 Grad Celsius, und somit um etwa 33 Grad mehr als ohne den natürlichen Treibhauseffekt.

Die wichtigsten Treibhausgasse

Kohlendioxid und Methan zählen hierbei zu den wohl bekanntesten Treibhausgasen, die auch den Löwenanteil am Treibhauseffekt tragen. Sie stammen einerseits aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, andererseits kommt der Hauptteil des Methans durch den Ausstoß von Rinderherden in die Luft.