Sexl Physik 7, Schulbuch

Experiment: Das Minitreibhaus 76.1 E 1 Du brauchst : Infrarotlampe, Plexiglasscheibe (ca. 5mm dick) Setze dich vor die Lampe und zwar so, dass du ihre Wärmestrahlung auf deiner Wange fühlst. Halte nun die Plexiglasscheibe zwischen dein Gesicht und die Lam- pe. Was spürst du? Erkläre deine Beobachtung. Experiment: Absorption und Reemission von Wärmestrahlung 76.2 E 2 Du brauchst : Infrarotlampe, IR Thermometer (oder Thermosäule +Mikrovolt- verstärker +Messgerät, Messbereich 1mV+Kabel), Plexiglasscheibe Schalte die Lampe ein und miss die Temperatur mit dem IR Thermometer (oder bei Verwendung der Thermosäule halte die Lampe so, dass der Ausschlag auf ca. 0,5mV geht). Halte die Plexiglasplatte zwischen die Lampe und das Thermometer (oder die Thermosäule) und halte die Platte dort einige Zeit. Was beobachtest du? Erkläre. Treibhausgase: Neben dem natürlichen, in der Hauptsache durch Wasserdampf und den natürlichen CO 2 -Gehalt der Atmosphäre verursachten Treibhauseffekt gibt es einen zusätzlichen, vom Menschen verursachten anthropogenen Treib- hauseffekt . Verursacht wird er durch Gase, die durch Aktivitäten des Menschen freigesetzt werden (s. Tabelle 76.1 ). Das wichtigste dieser Treibhausgase ist CO 2 . Die Konzentration von CO 2 in der Atmosphäre hat sich seit Beginn der industriellen Revolution um mehr als ein Drittel erhöht. Sein Anteil am anthropogenen Treib- hauseffekt wird auf etwa 60% geschätzt. Andere Gase, wie etwa Methan, sind zwar in der Atmosphäre wesentlich weniger konzentriert vorhanden, absorbieren aber genau in jenen Bereichen des Spektrums, in denen andere Gase nicht absor- bieren. Sie tragen dadurch beträchtlich zum Treibhauseffekt bei ( 76.1 ). Maßgeb- lich für die Wirksamkeit der Treibhausgase ist, welche Wellenlänge im Infrarot vom Gas absorbiert wird und die Konzentration des Gases in der Atmosphäre. Der CO 2 -Gehalt der Atmosphäre steigt kontinuierlich an, er nahm von 320ppm im Jahr 1965 auf 405ppm im Jahr 2017 zu. In der Tabelle nicht berücksichtigt ist der Wasserdampf. Durch den Temperaturan- stieg verdunstet mehr Wasser und es erhöht sich der Wasserdampfgehalt der At- mosphäre. Der zusätzliche Wasserdampf trägt beträchtlich zum Temperaturanstieg bei (je nach Modell bis zu 50% ). 76.3 Das obere Satellitenbild zeigt die Konzen- tration von Chlorophyll in den Weltmeeren (blau bedeutet geringe, grün hohe Chlorophyll- konzentration). Bei geringer Chlorophyllkon- zentration ist die Anzahl von Phytoplankton gering, bei hoher Chlorophyllkonzentration hoch. Das untere Bild ist eine Darstellung der Ober- flächentemperaturen der Weltmeere (beide Bilder März 2018). Welche Auswirkungen könnte der Treibhaus- effekt haben? Überlege mögliche Rück- kopplungseffekte. Siehe auch http://physik plus.oebv.at . 76.2 „ 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 in Peking am 12. Jänner 2013. China unternimmt gegen- wärtig große Anstrengungen im Bereich alter- native Energie. Lexikon: Phytoplankton (Kieselalgen, Blaualgen, Grün- algen etc.): Durch Photosynthese wird die Sub- stanz aus Kohlenstoffdioxid und anorganische Nährstoffen aufgebaut. Dient vielen Tieren als Nahrungsgrundlage und ist wichtig für die Nahrungskette. Es wird geschätzt, dass Phyto- plankton für zumindest die Hälfte des Sauer- stoffs in der Atmosphäre verantwortlich ist. Durch den Anstieg der Meerestemperatur ist die Menge des marinen Phytoplanktons seit 1950 um 40% zurückgegangen. 76.1 Der Treibhausgasgehalt der Atmosphäre wird in ppm (parts per million; Anzahl der Teilchen pro Million Moleküle) angegeben. Der CO 2 -Gehalt der Atmosphäre betrug im 18.Jahrhundert 280 ppm, gegenwärtig (2018) beträgt er 410 ppm und steigt jährlich um 2,5 ppm. Treibhaus- gas vorindustrielle Konzentration Konzentration 2011 Verweilzeit in Jahren Treibhaus- potential CO 2 279 ppm 391 ppm ~ 30 – ~ 1000 1 CH 4 0,73 ppm 1,803 ppm 9,1 25 N 2 O 0,27 ppm 0,324 ppm 131 298 FCKW 0 0,528 · 10 −3 ppm 100 5 200 Quelle: IPCC (2007, 2013) 76 STRAHLUNGSHAUSHALT DER ERDE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum de Verlags öbv