Astronomie

Was ist der Treibhauseffekt?

Was ist der Treibhauseffekt?

Wenn wir sagen, dass ein Objekt "transparent" ist, weil wir durch es hindurchsehen können, bedeutet dies nicht unbedingt, dass alle Arten von Licht durch es hindurchtreten können. Zum Beispiel durch einen roten Kristall kann man sehen, dass er daher transparent ist. Stattdessen geht das blaue Licht nicht durch. Gewöhnliches Glas ist für alle Lichtfarben transparent, für ultraviolette und infrarote Strahlung jedoch sehr wenig.

Denken Sie jetzt an ein Open-Air-Glashaus in voller Sonne. Das sichtbare Licht der Sonne fällt durch das Glas und wird von den Gegenständen im Haus absorbiert. Infolgedessen werden diese Objekte erwärmt, genau wie die Objekte im Freien, die direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind.

Durch Sonnenlicht erhitzte Gegenstände geben diese Wärme wieder in Form von Strahlung ab. Da sie sich jedoch nicht auf der Temperatur der Sonne befinden, emittieren sie kein sichtbares Licht, sondern eine Infrarotstrahlung, die viel weniger energiereich ist. Nach einer Weile geben sie in Form von Infrarot die gleiche Energiemenge ab, die sie in Form von Sonnenlicht absorbieren, sodass ihre Temperatur konstant bleibt (obwohl sie natürlich heißer sind, als wenn sie nicht der direkten Einwirkung von Sonnenlicht ausgesetzt wären So).

Objekte im Freien können problemlos von Infrarotstrahlung befreit werden. Bei Objekten, die sich in der Sonne im Inneren des Glashauses befinden, sieht das jedoch anders aus. Nur ein kleiner Teil der von ihnen emittierten Infrarotstrahlung kann den Kristall durchdringen. Der Rest spiegelt sich in den Wänden und sammelt sich im Inneren.

Die Temperatur der inneren Objekte steigt viel stärker als die der äußeren. Und die Temperatur im Haus steigt, bis die durch das Glas gefilterte Infrarotstrahlung ausreicht, um das Gleichgewicht herzustellen. Es ist ein Gewächshaus geworden.

Das ist der Grund, warum Pflanzen in einem Gewächshaus wachsen können, obwohl die Außentemperatur ausreicht, um sie einzufrieren. Die zusätzliche Wärme, die sich im Gewächshaus ansammelt - dank der Tatsache, dass das Glas für sichtbares Licht ziemlich transparent ist, für Infrarot jedoch sehr wenig -, wird als "Gewächshauseffekt" bezeichnet.

Die Erdatmosphäre besteht fast ausschließlich aus Sauerstoff, Stickstoff und Argon. Diese Gase sind sowohl für sichtbares Licht als auch für die Art der Infrarotstrahlung, die die Erdoberfläche in heißem Zustand abgibt, recht transparent. Die Atmosphäre enthält jedoch auch 0,03 Prozent Kohlendioxid, das für sichtbares Licht transparent, für Infrarotstrahlen jedoch etwas undurchsichtiger ist. Das Kohlendioxid in der Atmosphäre speichert die Wärme und fungiert als Glas im Gewächshaus.

Da die Menge an Kohlendioxid in unserer Atmosphäre sehr gering ist, ist der Effekt relativ zweitrangig. Trotzdem ist die Erde etwas heißer als ohne Kohlendioxid. Wenn der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre doppelt so hoch wäre, würde der Treibhauseffekt, der jetzt größer ist, die Erde um ein paar Grad erwärmen, was das allmähliche Auftauen der Polkappen zur Folge hätte.

Ein Beispiel für einen großflächigen Treibhauseffekt ist die Venus, deren dichte Atmosphäre fast ausschließlich aus Kohlendioxid besteht. Aufgrund der größeren Nähe zur Sonne erwarteten die Astronomen, dass die Venus heißer sein würde als die Erde. Da sie die genaue Zusammensetzung ihrer Atmosphäre nicht kannten, hatten sie nicht mit der zusätzlichen Erwärmung des Treibhauseffekts gerechnet. Ihre Überraschung war groß, als sie feststellten, dass die Oberflächentemperatur der Venus weit über dem Siedepunkt des Wassers lag, Hunderte von Grad mehr als erwartet.

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