Der ökologische Treibhauseffekt
Der ökologische Treibhauseffekt ist von der Natur erschaffen. Er wird durch die Sonne, Wolken, der Erdoberfläche und der Atmosphäre beeinflusst. Dieser Effekt macht das Leben auf der Erde erst richtig möglich, da hier ohne ihn eine Temperatur von -18°C wäre. Dagegen liegt der heutige Temperaturdurchschnittswert der Erde etwa bei 15°C.
Die Sonne
Sie trägt im Wesentlichen zum Treibhauseffekt bei, weil sie der größte Energielieferant der Erde ist. Sie ist der wichtigste Bestandteil des Treibhauseffekts und ohne sie würde es auch den Treibhauseffekt nicht geben. Die Photonenwellenlänge ist bei den von der Sonne abgestrahlten Lichtstrahlen kurzwellig.
Kurzwellige Strahlung
Seine Spektralfarben liegen im Bereich das sichtbaren Lichts(500nm=> grünes Licht). Deshalb ist es für die Lufthülle der Erde transparent. Das heißt, dass die Lichtstrahlen(Photonenwellen) fast ungehindert in die Atmosphäre eindringen können und dabei nur wenig Energie ins Weltall verloren geht. Die Gegenstände im Treibhaus(Erdoberfläche, Treibhausgase u. s. w.) absorbieren die Lichtstrahlen und erwärmen sich der Lichtmenge entsprechend stark.
Die Atmosphäre
In der Atmosphäre sind Treibhausgase, wie CO2(Kohlendioxid), O3(Ozon), CH4(Methan), N2O(Stickstoffdioxid) und Wasserdampf (H2O) in Form von Wolken. Doch es sind auch industriell gefertigte Treibhausgase, wie z.B. FCKW(Fluorchlorkohlenwasserstoffe) und PFC(Perfluorkohlenstoffe) vorhanden. Diese Gase sind mit einer Glasscheibe in einem Gewächshaus zu vergleichen. Sie sorgen dafür, dass die Wärme(Infrarotstrahlung) in der Atmosphäre beziehungsweise im Glashaus bleibt.
Die Wolken
Sie sind natürliche Treibhausgase in der Atmosphäre und bestehen aus einer Ansammlung an kleinen Wassertropfen, wie auch bei Dunst und Nebel. Ihr Anteil am Treibhauseffekt beträgt bis zu 70%. Jedoch kann die Wirkung unterschiedlich sein. Stehen die Wolken sehr niedrig, sind sie für den Treibhauseffekt nicht so bedeutend. Wie an der Zeichnung zu erkennen ist (siehe Anhang, Bild Nr. 1) wird bei niedrigen Wolken ein Großteil der Lichtstrahlen wieder abgestrahlt. Die Wolken sind dann auch immer sehr hell (weil sie die kurzwellige Energie absorbieren oder reflektieren). Dadurch, dass die Lichtstrahlen nun nicht mehr bis zum Boden reichen, wird die Erde nicht so stark erhitzt. Bei hochstehenden Wolken ist es genau umgekehrt. Die kurzwelligen Lichtstrahlen gehen so durch die Wolken hindurch, werden dann von der Erde als langwellige Wärmestrahlung zurückgestrahlt und schließlich von den Wolken und anderen Treibhausgasen absorbiert.
Die Erdoberfläche
Die Erdoberfläche wird durch zwei Arten erwärmt. Einmal durch den Erdkern, der Wärme nach außen abstrahlt, und dann noch durch die Sonne in Verbindung mit dem Treibhauseffekt.
Absorbierung
Hierbei ist die Erde für die Lichtstrahlen wie ein schwarzes Blatt Papier. Die kurzwelligen Lichtstrahlen werden absorbiert, das Blatt(die Erde) heizt sich auf und gibt diese als langwellige Wärmestrahlung zurück.
Langwellige Strahlung
Die erwärmten Gegenstände strahlen Wärmestrahlung (meist Infrarotstrahlung) ab, deren Wellenlänge im Bereich des nicht sichtbaren Lichtes, bei 1000nm, liegt. Die nun abgestrahlte langwellige Energie kann jedoch aufgrund ihrer Wellenlänge nicht so einfach durch die Treibhausgase durch die Außenschicht der Atmosphäre dringen, da diese Moleküle für langwellige Strahlen nicht transparent sind. Aufgrund dieser Tatsache kann ein Großteil der Lichtstrahlen nicht in den Weltraum zurück. Sie werden von den Treibhausgasen erneut absorbiert oder reflektiert, sodass sich die Treibhausgase aufheizen oder die Wärmestrahlen erneut zur Erde zurück reflektiert werden. Durch diese Eigenschaften erwärmt sich die Erde gleich doppelt.
Abstrahlung
Nicht alle kurzwelligen Lichtstrahlen werden absorbiert, ein Bruchteil wird von den Treibhausgasen reflektiert. Wenn der Einfallswinkel größer als 42.5° ist, oder ein Körper eine reflektierende Oberfläche besitzt (z.B. die polaren Eisflächen), werden diese Lichtstahlen in den Weltraum reflektiert.
Der anthropogene Treibhauseffekt
Der anthropogene Treibhauseffekt ist kein natürlicher Treibhauseffekt wie der ökologische, sondern ein von Menschenhand verursachter Effekt. Mit Beginn der Industrialisierung entstanden immer mehr und auch neue Treibhausgase(z.B. CO2, CH2, N2O), die bedeutenden Einfluss auf das Klima haben. Die anthropogenen Treibhausgase machen zwar nur 2% des Gesamteffekts aus, doch da er in extrem kurzer Zeit abläuft, ist er trotzdem bedrohlich. Er bewirkt einen kurzen aber kräftigen Temperaturanstieg.
Treibhausgase
Die in großen Mengen, vom Menschen erschaffenen Treibhausgase sind die Verursacher des anthropogenen Treibhauseffekts. Sie schweben in der Atmosphäre und reflektieren Infrarotstrahlung. Es gibt viele Treibhausgase und so ziemlich alle haben sich in den letzten Jahren vermehrt. Wie z.B. das Methan, das um 150% angestiegen ist, Diese Gase sind nicht nur unterschiedlich oft in der Atmosphäre enthalten, die sind auch unterschiedlich stark schädlich. So ist ein Methan Molekül 21mal so schädlich wie ein CO2 Molekül. Und ein FCKW Molekül hat das Treibhauspotential von 14000-17000 CO2 Molekülen. Koc da Kohlendioxid das mit Abstand meist ausgestoßene Gas ist, macht es das durch die Masse wieder weg.
