Strahlungsbilanz der Erde?
Hallo, Ich habe eine kurze allgemeine Frage zum Strahlungshaushalt der Erde.
So ein Bild kennt man ja. Aber ich frage mich immer, wie kann es sein, dass die Erde mehr Energie an der Oberfläche abstrahlen kann (hier 398) als sie durch Sonnenlicht absorbiert (hier 161) ? Wo liegt mein Denkfehler?
4 Antworten
Hallo Mango1358,
diese Grafik stellt die physikalischen Wirkzusammenhänge stark vereinfacht dar, aber:
Sonneneinstrahlung erwärmt die Erdoberfläche durch kurzwellige Strahlung. Diese verlässt die Erde in der aufsteigenden Luft in Form von langwelliger Infrarot-Strahlung, als Verdunstungswärme (sog. "latente Wärme") oder als fühlbare/sensible Wärme. Alle dieser drei Wärmeflüsse erwärmen die Luft über der Erdoberfläche, entweder:
- direkt (bei sensibler Wärme)
- sobald Luftfeuchte kondensiert und latente Wärme dabei freisetzt (bei latenter Wärme)
oder
- sobald Infrarotstrahlung bestimmter Wellenlängen auf ein Molekül treffen, das durch die Kollision angeregt wird ("Treibhauseffekt").
Jede Substanz, die eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt aufweist, gibt Wärmestrahlung ab. Folgerichtig trifft das auf alle Gase der Atmosphäre zu - diese Strahlung ist nicht orientiert. Es gilt also nicht nur "von warm zu kalt", sondern "mehr von warm, als von kalt". Genau deshalb ist ein Teil der Strahlung zurück zur Erdoberfläche gerichtet. Bei Treibhausgasen wie CO2, CH4 oder N2O ist diese Strahlung besonders stark.
Die abgestrahlte Energie ist keine reine Sonnenenergie und setzt sich auch aus Geothermie und von Menschen und anderen Organismen/Reaktionen freigesetzten zusammen. Erdwärme, Feuer, Vulkane, Körperwärme usw. würde ich hier mal behaupten.
Zumal der Teil, der von der Atmosphäre absorbiert wird immer höher wird, da die enthaltenen / zugeführten Gase in der Atmosphäre entsprechend mit der Sonneneinstrahlung reagieren...
Erdwärme und direkte Wärmeerzeugung durch Menschen incl. ihrer Technik sind vernachlässigbar gering.
Die gegenstahlung kommt wieder rein. Die musst du beim wert der abgestahlt wird mit einrechnen. (Das ist der ganz rechte orange balken im bild. Der dicke mit dem wert von 342)
Du kannst dir das so vorstellen:
3 menschen. Du ich und n kumpel von dir.
Ich bin die sonne und werfe dir 10 bälle pro spielzug zu.
Du wirfst die 10 bälle zu deinen Kumpel. Und der fängt 9 auf und wirft sie dir wieder zurück.
Dann hast du am ende 9 bälle.
In der nächsten runde machen wir das nochmal.
Ich werfe dir 10 bälle zu. Dur wirftst 19 bälle (10 neue plus die 9 die du noch hast) deinen Kumpel zu. und er wirft dir 17 bälle zurück weil er 2 nicht auffängt.
usw.
Irgendwann wird sich ein gleichgewicht einstellen. (Wenn du 90 bälle hast.)
Dann kriesgt du quasi 10 bälle von der sonne. Strahlst 100 in die atmosphäre ab. (Du hast ja noch 90 von der letzten runde) und kriegst wieder 90 davon zurück.
Das gleiche prinzip gibt es auch eben auf unserer erde. Und das gnaze nennt sich treibhaus effekt.
Je mehr zurückgestrahlt wird. Desto dicker werden quasi die beiden rechten balken.
Die Erdoberfläche empfängt auch Strahlung aus der Atmosphäre, mehr sogar als direkt von der Sonne, mehr als das doppelte sogar, 342 W/m².