Warum wäre es ohne Atmosphäre so kalt auf der Erde?

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5 Antworten

Die Frage ist so etwas unklar gestellt und unterstellt auch eine nicht zutreffende Behauptung:

Ohne Atmosphäre wäre "es" auf der Erde weder kalt noch warm, weil wir mit "es" gewöhnlich die Luft meinen. Und eine Lufttemperatur kann es nur mit Atmosphäre geben.

Jetzt können wir uns Gedanken machen über die Temperaturen beliebiger Gegenstände auf der Erde ohne Atmosphäre. Bekanntlich hängt in der Natur die Temperatur von Körpern zunächst von der jeweiligen Sonnenbestrahlung ab, von ihrer Wärmekapazität und ihrer Gestalt. Die Gestalt, besonders die Größe, beeinflusst die Abstrahlung, mithin die Abkühlung. Kleine Körper sind schnell aufzuheizen und kühlen schnell ab. Auf der realen Erde werden die Temperaturen von Körpern ziemlich schnell ausgeglichen durch die Luft. Das gilt besonders für den Erdboden durch die Luftbewegungen. Die Atmosphäre sorgt also dafür, dass Körper nicht sehr heiß oder sehr kalt werden. Ohne Atmosphäre wäre das ganz anders: Körper unter Sonnenbestrahlung würden glühend heiß, Körper im Schatten würden extrem kalt.

Natürlich würden auch Körper im Schatten etwas bestrahlt durch die natürliche Erdstrahlung, besonders der Boden. Trotzdem würde der Boden nachts grausig kalt werden, während man in der Sonne auf den Felsen Eier braten könnte. Die würden sich so lange aufheizen, bis die Einstrahlung durch die Sonne mit der Wärmeabstrahlung in ein Gleichgewicht käme.

Die Strahlungsbilanz der Erde findest Du bei http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsbilanz_der_Erde

Ohne Atmosphäre wären die Temperaturen ähnlich extrem wie auf dem Mond. Die Sonne würde die Oberfläche sehr stark aufheizen, und in der Nacht würde die Oberfläche ebenso extrem abkühlen. Durch die Drehung der Erde in 24h wird das etwas abgemildert, dennoch würden sich eine Durchschnittstemperatur auf der Oberfläche von etwa -18°C einstellen.

Der Treibhauseffekt sorgt nun dafür, dass von der Erdoberfläche ausgehende Wärmestrahlung nicht mehr so leicht in den Weltraum abgestrahlt wird, und bringt so die Oberflächentemperatur der Erde auf weit wohnlichere ca. +15°C.

Eine genaue Erklärung des natürlichen Treibhauseffektes z.B. durch Schönwiese 2002: ww.mpimet.mpg.de/fileadmin/grafik/presse/FAQs/BRPromet2802.pdf

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Strahlenbelastung bei Wiki: http://de.wikipedia.org/wiki/Strahlenbelastung#Strahlenexposition_durch_nat.C3.BCrliche_Quellen

Treibhauseffekt - (Physik, Erde, strahlung)

Die Atmosphäre ist unsere Luft. Ohne Atmosphäre würde die Erde so aussehen wie der Mond. Ziemlich staubig, kein Wind (da keine Luft) und auch keine Lebewesen. "Warm" wäre es auch nicht weil die "Wärme" die wir draußen wahrnehmen in der Luft gespeichert wird. Der Treibhauseffekt braucht eine Atmosphäre allerdings auch noch Treibhausgase. Das stärkste Treibhausgas was wir kennen ist Wasserdunst aka Wolken. Wenn es im Winter bewölkt ist, ist es deshalb sofort viel milder. Richtig kalt wird es erst wenn es keine Wolken gibt. Dann erst verhindern die Treibhausgase hoch oben in der Atmosphäre eine Abkühlung auf den Nullpunkt (-373°C)

Bujin 12.05.2013, 13:48

Die Sonne heizt tagsüber den Boden auf. In der Nacht gibt der Boden seine wärme teilweise als Wärmestahlung wieder ab. Diese langwellige Wärmestrahlung wird von den Treibhausgasen zu einem Teil wieder zurückreflektiert so dass die Wärme länger gespeichert wird. Ohne Treibhausgase würde die Erde nachts viel schneller auskühlen. Wahrscheinlich wäre der ganze Planet mit Eis bedeckt.

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Also die Atmosphäre dient des natürlichen Treibhauseffektes, somit prallen die Strahlen erneut von der Atmo ab. Somit erhöht sich die Energiebilanz um ein vielfaches. Zusätzlich wäre es ohne Atmo aber auch viel wärmer, da einige langwelligen Strahlen die Atmosphäre ablenkt (Zum Glück ansonsten wäre es viel zu gefährlich). Jedoch wären die Temperaturunterschiede dann auch extrem zwischen Nacht und Tag. Somit ist die Atmo eigentlich der Ausgleich damit wir ein Klima haben welches uns erlaubt zu Leben.

schuwald45 12.05.2013, 13:45

... und nicht zu vergessen: Die Erde selbst ist noch nicht ganz ausgekühlt. Sie besitzt auch noch eine gewisse Eigentemperatur aus dem Erdinneren, deren Abstrahlung/Verlust ins All durch die Atmosphäre gedämpft wird.

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DonDeSilva 12.05.2013, 13:50
@schuwald45

Ja, die Erde ist überhaupt nicht ausgekühlt!! Sie ist fast so heiß wie vor 4 Milliarden Jahren :-) Die ErdKRUSTE ist ein toller Wärmeisolator.

Eigentlich bräuchten wir die Sonne nicht, wir müssten uns nur ein bisschen eingraben :-)

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Bujin 12.05.2013, 13:52
@DonDeSilva

Es liegt eher an den radioaktiven Stoffen im Erdinneren. Die heizen das Erdinnere ordentlich auf. Sobald die radioaktiven Stoffe ausgebrannt haben wird das Erdinnere erstarren, der Vulkanismus aufhören und das Magnetfeld der Erde verschwinden. Wir werden der kosmischen Strahlung ausgesetzt werden und vermutlich wird alles Leben auf der Erde enden. Eine ähnliche Geschichte hat der Mars erlebt!

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DonDeSilva 12.05.2013, 14:24
@Bujin

Der radioaktive Zerfall ist (nach sehr windigen Abschätzungen) für etwa die Hälfte der Erdwärme zuständig, die andere Hälfte stammt noch "von früher". Immerhin haben wir noch gemütliche 5000K .

Der Mars war einfach zu klein, für Alles sozusagen, selbst für eine richtige Atmosphäre, der Arme!

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realfacepalm 14.05.2013, 10:00
@DonDeSilva

Ihr habt noch die Einwirkung des Mondes durch die Gezeiten und die daraus folgende Reibung vergessen.

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DonDeSilva 12.05.2013, 13:56

Somit ist die Atmo eigentlich der Ausgleich damit wir ein Klima haben welches uns erlaubt zu Leben.

Vergiss das Wasser nicht (die "Aquasphäre"); bis vor 400 Millionen Jahren war die Atmosphäre für die Lebewesen ohne viel Bedeutung

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Das Wort "Treibhauseffekt" wird ziemlich missbraucht und kann verschieden interpretiert werden.

Was in einem Treibhaus geschieht ist Folgendes: Die Sonnenstrahlen (T =5700K) dringen durch die Glasfenster ein und erwärmen den Boden. Die Wärnestrahlen (T=300K) dringen aber nicht nach draußen, weil Glas im Infrarotbereich undurchlässig ist. Außerdem wird die erwärmte Luft im Treibhaus nicht mit der kälteren Umgebungsluft vermischt.

Die Atmosphäre ist erst mal nur ein Wärmeausgleicher, der die Tag- und Nachtemperaturen ausgleicht. Das kann allerdings Wasser viel, viel besser. In der Atmosphäre bilden sich aber Wolken, die wesentlichen Einfluss auf die Ein- und Abstrahlung der Erde haben.

Ideal wäre es, wenn es tagsüber keine Wolken gäbe, und Nachts eine dichte Wolkenschicht. Wir hätten dann in Deutschland tropische Temperaturen.

Wolken sind Wasserbildungen, und auch der Wassergehalt der Atmosphäre selbst wirkt "Temperatur erhöhend". Ob man dies den "natürlichen Treibhauseffekt" nennen will, ist jedem selbst überlassen. Wie viel Wasserdampf übrigens in der Atmosphäre ist, ist eine ziemlich komplizierte Angelegenheit, die sehr viel mit den Meerestemperaturen zu tun hat...

Gase wie (vor allem ) Ammoniak und Kohlenoxide wirken in die gleiche Richtung. Hier gibt es einen "natürlichen Anteil (Vulkanismus), und einen "anthropogenen" Anteil. Dieses Fass will ich jetzt aber nicht aufmachen.


Gefährliche Strahlung auf die Erde ist der UV-Anteil des Sonnenlichts und Sekundärstrahlung, die in der oberen Atmosphäre aus der kosmischen Strahlung erzeugt wird. Es wird hier 0,3 mSv (= Millisievert) auf Meereshöhe angegeben.

Solche Werte kann man leicht ergooglen, weil sie für die Luftfahrt (Strahlenschutz von Flugpersonal) ein gewisse Rolle spielen

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