Wie ist der Zusammenhang von Infrarotstrahlung und Treibhausgasen?

6 Antworten

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Die Sonne sendet ca. 1350 W/m^2 auf die Erde (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.

(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

Das Sonnenlicht durchdringt die Atmosphäre und erwärmt den Erdboden. Der erwärmte Boden gibt seinerseits wieder Wärmestrahlung ab, die aber langwelliger ist und darum durch die Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf teilweise absorbiert wird. Das führt zu einer zusätzlichen Erwärmung, vergl. Effekt durch Glasscheibe beim Treibhaus.

Ohne Treibhauseffekt wäre es auf der Erde rund 30 Grad kälter, er ist also bis zu einem gewissen Grad erwünscht, d.h. für das Leben auf der Erde nützlich. Zuviel sind jedoch die von Menschen zusätzlich freigesetzten Treibhausgase.

Woher ich das weiß:Recherche

Du beschreibst den initialen Prozess ganz richtig, aber nicht, warum es zur weiteren Temperaturerhöhung kommt. Im Besonderen, weil der CO2-Anteil in der Atmosphäre ja recht gering ist.

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@MacMadB

Es ist auch nicht 50 grad wärmer geworden sondern nur 1 grad. Folgen sind aber fatal

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@Miaunzer

Die menschlich zusätzliche Erderwärmung ist mir bekannt, ich bitte nur den Mechanismus bis zu ende zu erklären und nicht mittendrin aufzuhören. Denn IMHO gegen dies Unvollständige könnte argumentiert werden, dass 400 ppm-CO2 viel zu gering für diesen Effekt wären, was rechnerisch auch stimmte, aber den wesentlichen Aspekt der Wärmeabstrahlung außer Acht lässt.

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Tolle Antworten, ihr Spezialisten.

Die Sonne bestrahlt unseren Planeten mit einem breiten Spektrum. Infrarotstrahlung ist weniger energiereich als z. B. blaues Licht. Die Treibhausgase schlucken einen Teil der kurzwelligen und energiereichen Strahlung und geben dafür infrarotes Licht ab. Das blaue Licht würde wieder ins All reflektiert werden, die Infrarotstrahlung (Wärme) bleibt gefangen. Funktioniert in einem Treibhaus genau so, da macht das Glas die Umformung der Strahlung.

Woher ich das weiß:Berufserfahrung

Deine Antwort ist im Gegensatz zu denen der Spezialisten eher "speziell", nämlich falsch.

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@ThomasJNewton

Der Effekt entsteht dadurch, dass die Atmosphäre weitgehend transparent für die von der Sonne ankommende kurzwellige Strahlung ist, jedoch wenig transparent für die langwellige Infrarotstrahlung, die von der warmen Erdoberfläche und von der erwärmten Luft emittiert wird.

Die Analogie zwischen dem atmosphärischen Treibhauseffekt und einem Gewächshaus besteht in der Gemeinsamkeit, dass Licht nahezu ungehindert in das System eindringt, während die daraus entstehende Wärme das System weniger leicht verlassen kann.

Noch Fragen, Spezialagent Newton?

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@Matsch12

Klar, zwei Fragen:

  1. Warum zitierst du hier Sachen, die mir bekannt sind?
  2. Warum meinst du, dass für dich das Urheberrecht nicht gilt?
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kann man auf hunderten Ergebnissen bequem selbst finden, wenn Treibhausgas oder Treibhauseffekt googelt.

m.f.G.

anwesende

Könnte man. So man denn läse, was da steht. Und verstände, was man liest. Diese Gabe ist leider nicht jedem gegeben.

Leider ergibt sich beim Lesen der Antworten hier dann das gleiche Problem.

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Der Treibhauseffekt ist der Zusammenhang. Das muss ich dir jetzt nicht erklären, googel einfach Treibhauseffekt und du hast deine Antwort

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