Sexl Physik 8, Schulbuch

61 | 61.1 „ China has overtaken the United States as the world’s biggest producer of carbon dioxide, the chief greenhouse gas, figures released today show.” (guardian.co.uk , Tuesday 19 June 2007). Das Bild zeigt die Smogsituation Peking am 12. Jänner 2013. 61.2 Aus Satellitenbeobachtungen kann man auf die Konzentration des Phytoplanktons in den Weltmeeren schließen (violett ist geringe, rot hohe Chlorophyllkonzentration). Welche Auswirkungen könnte der Treibhauseffekt haben? Überlege mögliche Rückkopplungs- effekte. 61.3 Tabelle: Die wichtigsten anthropogenen Treibhausgase Treibhaus- gas Quelle Treibhaus- wirksamkeit (relativ zu CO 2 ) ppm vorindus- triell ppm 2005 Verweil- dauer in der Atmosphäre in Jahren CO 2 fossile Energieträger; Biomasse (Wald-/Brand- rodung) 1 280 385 30–1000 Methan CH 4 Reisanbau, Viehzucht, Mülldeponien, Erdöl- und Erdgasproduktion 25 0,73 1,75 9–15 N 2 O Stickstoffdünger in der Landwirtschaft, Ver- brennung von Biomasse 298 0,27 0,31 120 FCKW Kühlmittel, chemische u. industrielle Prozesse 120–11 900 bei den meisten Gasen 0 bis zu 0,014 ppb bis 50 000 ppm = parts per million; ppb = parts per billion Quelle: IPCC (2007); Climate Change 2007 Experiment: CO 2 als Treibhausgas 61.1 Du brauchst : eine Infrarotlampe als Wärmestrahler (funktioniert auch mit der Hand als Wärmestrahler), einen mit CO 2 (Kohlenstoffdioxid) gefüllten Ballon, einen gleich gro- ßen, mit Luft gefüllten Ballon, ein Infrarotthermometer (oder Thermosäule + Mikrovolt- verstärker + Messgerät, Messbereich 1 mV + Kabel). Was ist zu tun ? Strahle mit der Lampe auf das Infrarotthermometer (oder die Thermos- säule, sodass der Ausschlag auf ca. 0,5 mV geht, vgl. Experiment 63.2 ). Lege nun den mit CO 2 gefüllten Luftballon dicht vor das Thermometer, dann zum Vergleich den mit Luft gefüllten Ballon. Was kannst du beobachten? 5.000 bis 10.000 fosile Brennstoffe 38.000 Tiefsee 1720 Erdreich, Humus, Torf 3 fällt aus Atmosphäre 800 (2012) + 3 jährlich Zuwachs 1 Entwaldung 5 Verbrauch fossiler Brennstoffe 1000 Oberfläche 93 biologische und chemische Prozesse 90 biologische und chemische Prozesse 60 Pflanzen- atmung 120 Photo- synthese 60 Zersetzung 550 Pflanzen 61.4 Die Grafik zeigt die globalen Kohlenstoffspeicher, sowie Zu- und Abflüsse aus diesen Speichern. Die Flüsse sind in Gt/Jahr angegeben und beziehen sich auf die 1990iger Jahre (Quelle: Climate Change 2007: The Physical Scientific Basis, IPCC). Die vorindustriellen (natürlichen) Zu- und Abflüsse sind schwarz beschriftet, die anthropogenen rot. Die Zahlen sind Schätzwerte mit einem Unsicherheitsfak- tor von zumindest 20 %. Die wesentlichen globalen Kohlenstoffspeicher sind Atmosphäre, Biosphäre (CO 2 wird in Pflanzen gebunden, nach deren Absterben teilweise wieder freigesetzt) und Hydrosphäre. Die Atmosphäre speichert etwa 0,001 % der globalen Kohlenstoffmenge als CO 2 . Die Atmosphäre und die Biosphäre sind die kleinsten Kohlenstoffspeicher, wesentlich für alle Austauschprozesse sind die Ozeane. (Eine wichtige Rolle spielt auch das in Meeressedimenten und Permafrostböden gebundene Methan, weil es vor allem durch Temperaturänderungen in die Atmosphäre gelangen kann.) Zwischen der Atmosphäre, der Biosphäre und den Ozeanen erfolgt ein ständiger Austausch durch chemische, physikalische, geologische und biologische Prozesse. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, durch Brandrodung, Tierhaltung usw. hat der Mensch in diesen Kreislauf eingegriffen und bewirkt damit eine jährliche Erhöhung des Kohlenstoffgehalts der Atmosphäre um 3 Gt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv