Sexl Physik 7, Schulbuch

? Antwort auf die Eingangsfrage Das Bild basiert auf Beobachtungsdaten zweier Weltraumteleskope der NASA: dem Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) und dem Solar Dynamics Obser- vatory (SDO). Die NuSTAR-Daten sind auf dem Bild in grünen und blauen Farbtönen dargestellt. Grüne Bereiche markieren Bereiche mit hochenergetischen Emissionen. Es handelt sich um Röntgenstrahlen, deren Energien zwischen zwei und drei Kiloelektronen- volt liegen. Blau lässt auf noch höhere Energien zwischen drei und fünf Kiloelekt- ronenvolt schließen. Die roten Bilddaten stammen vom SDO und wurden im Ultra- violettbereich bei einer Wellenlänge von 17nm gesammelt. Das Bild zeigt den westlichen Rand der Sonne. Anhand der NuSTAR-Daten können Astronomen erkennen, dass ein Teil der heißeren Emissionen aus anderen Berei- chen stammt als die kühleren Emissionen. Die langfristige Aufzeichnung und Aus- wertung der Sonnenaktivität kann dabei helfen, die aktuellen Theorien und Mo- delle zu verfeinern. Ein Ziel dieser Forschung ist es, die Position und Stärke von Sonneneruptionen besser vorauszusagen, die auch große Auswirkungen auf den erdnahen Weltraum haben können. Im Extremfall können Satelliten und sogar Stromnetze auf der Erde beschädigt werden. Schwankungen der Sonnenaktivität haben zudem einen spürbaren Effekt auf das Klima der Erde. 82.1 Nuclear Spectroscopic Telescope Array ist ein orbitales Röntgenteleskop für die Beobach- tung von Röntgenquellen wie schwarzen Löchern. 82.1 Wie kann man die Temperatur der Erde berechnen? 82.2 Welche Argumente sprechen dafür, dass der derzeitige globale Temperaturanstieg der Erde vom Menschen verursacht ist? 82.3 Was versteht man unter dem Treibhauseffekt? 82.4 Welches sind die wichtigsten Treibhausgase? Welche davon sind anthropogen? 82.5 Bei steigenden globalen Temperaturen könnten Meeresströmungen versiegen. Begründe! 82.6 Welche Rolle spielen die Ozeane für den Strahlungs- haushalt der Erde? 82.7 Welche Rolle spielen die Polgebiete für den Strahlungs- haushalt der Erde? 82.8 Welche Einfluss hat die Rodung von Wäldern auf den Strahlungshaushalt der Erde? Teste dein Wissen W 1 Globales Klima Das globale Klima unterlag starken Schwankungen. Seit Beginn der Industrialisierung hat sich global gesehen die Temperatur um 0,85 °C erhöht. Als Ursache nimmt man den Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre an. Der An- stieg des CO 2 durch Verbrennung fossiler Brennstoffe gilt als Hauptverursacher. Ohne Atmosphäre und natürliche Treibhausgase, vor allem Wasserdampf und natürliches CO 2 , hätte die Erde eine mitt- lere Temperatur von –15 °C. Klimamodelle zeigen, welche unterschiedlichen Einflus- sfaktoren das Klima beeinflussen. Exakte Prognosen sind daher schwierig. Einflussfaktoren sind die großen Eisflä- chen der Erde, die Ozeane, die Permafrostböden, die weite- re Entwicklung der Treibhausgase. Gesichert ist, dass es zu einem weiteren Anstieg des Meeresspiegels kommen wird, zu extremen Wetterereignissen und zu einer Verschiebung der großen Meeresströmungen, Temperaturstrahlung Jeder Körper emittiert und absorbiert elektromagnetische Strahlung. Ideale Schwarze Strahler absorbieren die auf- treffende Strahlung vollständig. Die emittierte Strahlung hat ein kontinuierliches Spektrum. Emission und Absorption von Strahlung mit der Frequenz f erfolgt als „Energiepakete“ E mit E = h · f . Das Plancksche Wirkungsquantum h ist eine Naturkonstante. Die gesamte Strahlungsleistung P eines Schwarzen Strah- lers mit der Temperatur T ist proportional zu T 4 . ( Stefan- Boltzmann-Gesetz ) Die Wellenlänge, bei der ein Schwarzer Strahler mit der Temperatur T am intensivsten strahlt, ist umgekehrt pro- portional zur Temperatur. ( Wien’sches Verschiebungsge- setz ) Zusammenfassende Übersicht 82 STRAHLUNGSHAUSHALT DER ERDE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv