Der natürliche TreibhauseffektWas eine Gashülle bewirken kann

Das sich auf dem Planeten Erde überhaupt solch ein reichhaltiges Leben entwickeln konnte, wie wir es heute vorfinden, hängt an vor allem an drei Faktoren. Dies sind:

1.      -  Die Lage der Erde im Vergleich zur Sonne und den anderen Planeten

2.      -  Eine Gashülle, die den Planeten vor kosmischer Strahlung schützt

3.      -  Ausreichend Wasser in fester, flüssiger und gasförmiger Form

In diesem Themenbereich beschäftigen wir uns mit Punkt 2, der Gashülle oder auch Atmosphäre. Diese schützt uns nicht nur vor auftreffender Strahlung aus dem All, sie ist vor allem dafür verantwortlich, dass es bei uns wesentlich wärmer ist  wie aufgrund der Lage zur Sonne als Energiequelle zu erwarten wäre. Zudem ist ihr unterer Teil, die Troposphäre, der Bereich, in welchem sich unser Wettergeschehen abspielt.

Abb.1 zeigt schematisch die Vorgänge innerhalb der Atmosphäre, welche dafür verantwortlich sind, dass die globale Durchschnittstemperatur mit ca. 15°C ideale Voraussetzungen für die Entwicklung von Leben bietet.

Motor aller Prozesse ist die Energie der Sonne, welche als kurzwellige Strahlung an der Obergrenze der Atmosphäre ankommt. Beim Auftreffen am  Erdboden wird diese Strahlung in langwellige Energie umgewandelt und dort wieder in die entgegengesetzte Richtung reflektiert. An dieser Stelle geschieht nun der entscheidende Prozess, denn ohne eine atmosphärische Schutzwirkung  würde die Strahlung den Reflexionseigenschaften der Erde entsprechend (Albedo) wieder zurückgeworfen (linke Seite der Graphik). Berechnungen zufolge läge die Mitteltemperatur der Erde in diesem Fall bei frostigen -18°C.

Natürlich vorkommende Gase, die sich an der Obergrenze der Atmosphäre festsetzen, verhindern, dass ein Teil dieser Strahlung zurückgehalten und auf der Erde durch verschiedenste Prozesse in Wärme umgewandelt wird. Da sich diese Wirkung auch in einem Treibhaus  zu nutze gemacht wird, nennt man den beschriebenen Prozess auch Treibhauseffekt.  Die mit einem Anteil von rund 65 % größte Rolle spielt dabei der Wasserdampf (H20), es folgen das Kohlenstoffdioxid (CO2) mit etwa 15 % sowie das Methan (CH4) mit 3 %. Nur diese Gase ermöglichen, dass die Temperatur auf der Erde mit im Durchschnitt rund 15°C für Leben geeignet ist. Diese Prozesse liefen vor der Besiedlung des Planeten durch den Menschen bereits exakt so ab. Durch sein Leben und Wirtschaften beeinflusst und verstärkt er aber diese Heizung der Erde und erzeugt den