132 6.5 Mensch und Umwelt Treibhauseffekt und Klimawandel Abb. 24: Der natürliche Treibhauseffekt ermöglicht lebensfreundliche Temperaturen auf der Erde. Atmosphärengase 24 % 6 % 53 % der Sonnenstrahlung dringen zur Erdboberfläche durch, werden dort großteils absorbiert und erwärmen die Erde. 17 % der Sonnenstrahlung werden durch Wolken und Spurengase absorbiert. 30 % der Sonnenstrahlung werden in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche reflektiert. Atmosphärengase und Wolken absorbieren und reflektieren einen großen Teil der von der Erde abgestrahlten Energie. Die Erde strahlt die absorbierte Sonnenenergie als Wärmeenergie ab. Wäre es nicht schön, in einem Haus zu wohnen, ohne heizen zu müssen? Im Gartenbau funktioniert das, wenn die Sonne lange genug scheint. Treibhäuser nutzen den Glashauseffekt: Sonnenlicht durchdringt das Glas nahezu ungehindert. Im Innenraum wird die kurzwellige Lichtstrahlung größtenteils absorbiert und als langwellige Wärmestrahlung wieder abgegeben. Deren Abstrahlung wird vom Glasdach vermindert. Dadurch heizt sich der Innenraum auf. In der Atmosphäre spielen Spurengase und Wolken die Rolle des Glasdachs (kAbb. 24). Sie absorbieren die von der Erde abgestrahlte Wärmeenergie und sorgen so für lebensfreundliche Temperaturen auf unserem Planeten (natürlicher Treibhauseffekt). Wenn die auf die Erdoberfläche auftreffende Sonnenstrahlung komplett wieder ins All reflektiert würde, betrüge die Durchschnittstemperatur –18 °C statt +15 °C. Menschliche Aktivitäten von Brandrodung bis zum Verbrauch fossiler Brennstoffe haben die Konzentration mancher der etwa 30 verschiedenen Treibhausgase stark ansteigen lassen, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4). Allein in den vergangenen 50 Jahren stieg die CO2-Konzentration von 315 ppm (ppm = parts per million) auf heute ca. 420 ppm. Dieser anthropogene Treibhauseffekt verstärkt den natürlichen und führt zum „global warming“, dem schnellen Anstieg der Durchschnittstemperaturen auf der Erde. Die Folgen davon beobachten wir schon jetzt: Abschmelzen der Gletscher in den Bergen und der Eisschilde an den Polen, steigender Meeresspiegel, mehr Unwetter. Der Zusammenhang zwischen atmosphärischer CO2-Konzentration und Lufttemperatur wurde ua. durch Messungen an einem Eiskern bei der antarktischen Forschungsstation Vostok bestätigt (kAbb. 25). Einen Teil des zusätzlichen CO2 können Kohlenstoffsenken aufnehmen. So wird organisches Material in Mooren in Torf umgewandelt und dabei CO2 der Atmosphäre entzogen. Vor allem die Ozeane nehmen enorme Mengen an CO2 auf (kS. 128, Abb. 19). Doch der höhere CO -Gehalt führt zu einer messbaren Versauerung der Ozeane. Das trägt zum Absterben von Korallen und verkalkenden Algen bei, weil der Aufbau der stützenden Kalkstrukturen gestört wird (siehe S. 100 f.). Sinken nun dünnere Kalkschalen abgestorbener Algen auf den Meeresgrund, gelangt weniger Kohlenstoff in die Tiefe. Rückkopplungen wie diese machen Prognosen extrem kompliziert – ein Beispiel dafür, wie sehr verschiedene Systeme vernetzt sein können. Um den Klimawandel zu verhindern oder zumindest abzuschwächen, sind weltweite Anstrengungen nötig. Jede/r einzelne von uns kann dazu beitragen (siehe S. 133, Aufgabe 1 und 2). Der natürliche Treibhauseffekt ermöglicht Leben auf der Erde Der anthropogene Treibhauseffekt könnte einen dramatischen Klimawandel bewirken Abb. 25: Messdaten aus dem 3 623m langen Vostok- Eiskern der Antarktis. Temperatur und CO2-Gehalt schwankten in den vergangenen 400 000 Jahren fast parallel. Im Eiskern sind vier Kaltzeiten dokumentiert. Die letzte endete vor 10 000 Jahren. Zeit (Jahre) 400 000 300 000 200 000 100 000 CO2-Konzentration (ppm) 160 200 240 280 4 Temperaturabweichung, Bezug 1950 (°C) 0 –4 –8 heute heute 2 Steuerung und Regelung Die Veränderung eines ökologischen Faktors hat immer die Veränderung mindestens eines anderen Faktors zur Folge. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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