Wie kann Kohlenstoff aus der Atmosphäre die Erde erwärmen?

5 Antworten

Alsooo ...

Die Sonne sendet ca. 1350 W/m^2 zur Erdumlaufbahn (senkrecht zur Einstrahlrichtung). Hierdurch wird die Erdoberfläche, mit allem was da drauf ist, erwärmt. Im Wesentlichen durch die Erdoberfläche wird auch die Atmosphäre erwärmt. In der Atmosphäre sind vor allem Wasserdampf (und auch kondensiertes Wasser in Wolken), aber auch Kohlendioxid, Methan usw. die die Wärme aufnehmen und wieder abstrahlen. Hierdurch entsteht eine "warme" Atmosphäre. Oder:

Dieser Teil des Prozesses führt zur Aufwärmung der Erde und des Klimas.

Nun wird es auf der Erde nicht immer und immer wärmer, die Wärme wird auch wieder abgestrahlt. Solange die Konzentration von Wasserdampf und im zweiten von CO2 oder bspw. auch C2H6 hoch genug ist, strahlen H2O-Moleküle Infrarotstrahlen ab und andere Moleküle absorbieren sie wieder. Das gleiche für CO2 et al. In diesen Luftschichten ist die Wärme im Gleichgewicht.

In höheren Luftschichten wird die Konzentration im Besonderen von CO2 dünner, hier gibt es immer noch CO2-Moleküle, die Infrarot abstrahlen, aber weniger, die es wieder aufnehmen. An diesem "CO2-Spiegel" (als Analogon zu Wasserspiegel) wird netto Wärme wieder in den Weltraum abgestrahlt.

Dieser Teil des Prozesses führt dazu, dass sich die Erde nicht immer weiter aufheizt.

Betrachten wir nur einmal den CO2-Spiegel. Die Temperatur des CO2-Spiegels bestimmt, wieviel Wärme abgestrahlt wird. Das ist zueinander proportional. Läge der CO2-Spiegel etwas niedriger, wäre die Temperatur etwas höher und es würde mehr Wärme abgestrahlt.

Durch immer mehr CO2 in der Atmosphäre ist der CO2-Spiegel aber gestiegen. Seine Temperatur ist niedriger und dadurch wird netto weniger Wärme abgestrahlt.

Et voilà: Es kommt zur Klimaerwärmung.

Entsprechend für Methan.

(Anm.: Daher kann CO2 mit einem Anteil von rund nur 400 ppm das Klima so stark beeinflussen.)

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Diplom in Physik

Damit ein Körper in einem nicht isolierten System eine konstante Temperatur hat, muss er ein stabiles thermisches Gleichgewicht mit seiner Umgebung haben. Vor allem die Sonne erwärmt die Erde, aber die Erde muss genausoviel Energie wieder abgeben, da sie ja sonst sehr schnell immer heißer wird.

Allerdings gibt es sehr viele kleine Stellschrauben, die die Lage der Gleichgewichtstemperatur beeinflussen! Oberfläche, Wasser, Atmosphäre, ...

Kohlenstoffdioxid wirkt wie eine kleine Isolationsschicht (im infraroten Bereich), weshalb sich die mittlere Temperatur leicht erhöht. Allerdings haben schon kleine Änderungen in dem Bereich weitere Auswirkungen. ZB schmelzen schnee- und eisbedeckte Flächen ab, wodurch dunkles Gestein an die Oberfläche kommt. Die dunklen Oberflächen verringern aber die Rückstrahlungseigenschaften der Oberflächen (die sogn. Albedo) und die Gleichgewichtstemperatur erhöht sich weiter!

DieHomosapie1 
Fragesteller
 26.03.2024, 12:18

Hey, die Reflektion der von der Meeresoberfläche (sowie vom Rest der Welt) abprallenden Sonnenstrahlen zurück zur Erde aufgrund einer Schicht von Treibshausgasen und der Treibhauseffekt im Allgemeinen sind mir schon klar gewesen. Ich finde die These des menschengemachten Klimawandels jedoch an der von mir aufgeführten Stelle paradox und fragte deswegen explizit danach.

Auch gibt es keinen einzigen Beweis dafür dass das System dermaßen sensibel reagieren würde. Die Menschheit ist gar nicht so schlau um das berechnen zu können.

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Haltlose Meinungen sind an dieser Stelle nicht gefragt,

aber haltlose Fragen sind gestattet - oder.

Die "Erde" war schon mal wärmer und die Situation entsprechend. Die Poole waren eisfrei, der Meeresspiegel wohl 50-100m höher, die Wettersituation entsprechend mit üppigem Pflanzenwuchs welcher wohl ständig den CO2- Gehalt der Erdatmophäre reduzierte.

DieHomosapie1 
Fragesteller
 24.03.2024, 16:05

Ich bin nur derjenige der die Frage stellt und nicht der sein Halbwissen verbreiten möchte.

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Es gibt sogenannte Treibhaus Gase. Siese wirken eben wie ein Treibhaus. Sie reflektieren die Wärmestrahlung, so wie das Dach in einem Gewächshaus...

Manche Stoffe können das besser als andere, deshalb spricht man von CO2 Äquivalenten. Oft wir das übergangen und einfach nur CO2 gesaht, wenn man aber CO2 Äquivalente meint. Lachgas ist zum Beispiel effektiver als CO2.

Wärmestrahlung ist Infrarotstrahlung. Du erinnerst ich an das elektromagnetische Spektrum?

Du kennst bestimmt das Grundprinzip wie das mit den Treiphausgasen Funktionieren soll? Licht/wärme von Sonne-> Erde -> erte reflektiert -> Treibhausgase reflektieren Teil zurück zur Erde.

Man kann natürlich nicht zu 100% vorraussagen was passiert. Es ist ein Experiment die Atmosphäre mit Treibhausgasen anzureichern. Man hat eben festgestellt dass die globale Durchschnittstemperatur steigt in relation zum Treibhausgas ausstoß... Jedenfalls sagen das die Institute und Wissenschaftler. Ab dem Punkt musst du dich einfach dafür eintscheiden wem du vertraust. Du kannst nicht alleine alle experimente und Messungen wiederholen.

Kann mir jemand erklären, wieso wir einen Klimawandel erleben sollen, wenn wir einen minimalen prozentualen Anteil der insgesamt vorhandenen fossilen Brennstoffe des Planeten verbrennen und dessen CO2 zurück in die Atmosphäre und den Boden freigeben?

Es kann nicht folgenlos bleiben, wenn der Mensch durch seine Aktivitäten jährlich 40 Milliarden Tonnen CO2 zusätzlich in die Atmosphäre einbringt. CO2 ist ein Treibhausgas, das die Atmosphäre aufheizt. Die bis jetzt schon stattgefundene Erwärmung führt vermehrt zu Waldbränden, die ihrerseits wieder große Mengen CO2 freisetzen. Permafrostböden können auftauen und zusätzlich Methan frei setzen. So gerät man in eine Spirale, die das Überschreiten gewisser Kipppunkte wahrscheinlicher macht. Wenn die Kipppunkte überschritten werden, ist menschliches Eingreifen kaum noch möglich.