Der natürliche Effekt macht die Erde bewohnbar. Zusätzliches CO2 verschiebt die Bilanz.
Das Auto in der Sonne
Das Auto steht in der Sonne. Das Licht kommt durch die Scheibe. Die Sitze werden heiß. Die Wärme bleibt eine Weile im Auto.
Um die Erde ist keine Glasscheibe. Trotzdem passiert etwas Ähnliches. Sonnenlicht kommt an. Der Boden wird warm und schickt Wärmestrahlen los. Manche Gase in der Luft schicken einen Teil davon zur Erde zurück.
Ohne diese Gase wäre es auf der Erde im Mittel viel kälter. Mit zu vielen zusätzlichen Gasen bleibt mehr Wärme da.
Merksatz
Der Treibhauseffekt lässt Sonnenlicht herein und schickt einen Teil der Wärme zurück. Ein Teil davon ist nötig. Ein zusätzlicher Teil macht es wärmer.
Licht hinein, Wärme hinaus
Sonnenlicht kommt an. Der Boden sendet Wärmestrahlung zurück. Gase in der Luft schicken einen Teil davon wieder nach unten.
Wasserdampf, Kohlendioxid und weitere Gase gab es schon vorher. Sie halten die Erde im Mittel warm genug für flüssiges Wasser. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre die Oberfläche eisig.
Kurz-Quiz
Warum wird es im geschlossenen Auto in der Sonne heiß?
Licht herein, Wärme zurück
Die Sonne schickt Licht. Boden und Meer werden warm. Warme Dinge senden Wärmestrahlung aus, die du nicht siehst.
Wasserdampf und Kohlendioxid in der Luft nehmen einen Teil dieser Wärmestrahlung auf und senden sie in alle Richtungen, auch zurück zur Erde. Das ist der Treibhauseffekt. Ohne ihn wäre die Erde im Mittel eisig. Flüssiges Wasser, wie du es kennst, gäbe es so nicht. Das ist der natürliche Anteil.
Autos, Heizungen und Kraftwerke verbrennen Kraftstoff. Dabei kommt zusätzliches Kohlendioxid in die Luft, das vorher in Kohle, Öl oder Gas feststeckte. Mehr von diesem Gas schickt mehr Wärmestrahlung zurück. Die Oberfläche wird im Mittel wärmer.
Das Autofenster ist nur ein Bild. Eine Glasscheibe hält auch die Luft fest. Die Atmosphäre wirkt anders: über die Strahlung, nicht als Deckel aus Glas.
Licht hinein, Wärme hinaus
Sonnenlicht kommt an. Der Boden sendet Wärmestrahlung zurück. Gase in der Luft schicken einen Teil davon wieder nach unten.
Wasserdampf, Kohlendioxid und weitere Gase gab es schon vorher. Sie halten die Erde im Mittel warm genug für flüssiges Wasser. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre die Oberfläche eisig.
Kurz-Quiz
Was wäre anders, wenn es den natürlichen Treibhauseffekt nicht gäbe?
Zwei Effekte in einem Bild
Mittags wird ein Auto heiß, weil Licht durch das Glas kommt und die Sitze Wärmestrahlung abgeben, die nicht ebenso leicht hinausfindet. Die Erde hat kein Glasdach. Sonnenlicht (kurzwelliger) kommt weitgehend an. Der Boden strahlt langwellige Wärmestrahlung ab. Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan absorbieren Teile davon und strahlen sie auch nach unten.
Das ist der Treibhauseffekt. Der natürliche Anteil hebt die mittlere Oberflächentemperatur von etwa minus 18 Grad, die ohne ihn zu erwarten wäre, auf etwa plus 15 Grad. Er ist die Bedingung für das Klima, in dem Menschen leben.
Der zusätzliche Anteil ist jünger. Seit der Industrialisierung steigt vor allem das CO2, weil Kohle, Öl und Gas verbrannt werden und weil sich Landnutzung ändert. Mehr dieser Gase, mehr zurückgeschickte Wärmestrahlung. Die Oberfläche wird wärmer, bis sie so stark abstrahlt, dass die Bilanz wieder stimmt. Das Glas-Bild trägt nur die Richtung. Die Physik läuft über Wellenlängen, nicht über eine stehende Luftschicht hinter einer Scheibe.
Licht hinein, Wärme hinaus
Sonnenlicht kommt an. Der Boden sendet Wärmestrahlung zurück. Gase in der Luft schicken einen Teil davon wieder nach unten.
Wasserdampf, Kohlendioxid und weitere Gase gab es schon vorher. Sie halten die Erde im Mittel warm genug für flüssiges Wasser. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre die Oberfläche eisig.
Kurz-Quiz
Warum ist der Treibhauseffekt nicht dasselbe wie eine schädliche Decke?
Dasselbe Auto, und wo das Bild endet
Licht kommt durch die Scheibe, die Sitze emittieren Infrarot, das Glas lässt dieses Infrarot schlechter hinaus und unterbindet außerdem den Luftaustausch. Die Atmosphäre teilt nur den ersten Teil der Analogie. Sie ist kein fester Deckel. Treibhausgase absorbieren in bestimmten Wellenlängen der Wärmestrahlung und emittieren in alle Richtungen.
Ohne diesen natürlichen Effekt läge die Strahlungstemperatur der Erde bei etwa minus 18 Grad. Mit ihm liegt die mittlere Oberfläche bei etwa plus 15 Grad. Wasserdampf trägt daran den größten Anteil, CO2 einen kleineren, aber unverzichtbaren. Der menschengemachte Zusatz ist vor allem extra CO2 aus fossilen Brennstoffen und Landnutzung, plus Methan und weiterer Gase. Wasserdampf reagiert danach mit: Wärmere Luft kann mehr davon halten. Er ist damit eine Verstärkung, nicht der Auslöser des Zusatzes.
Mehr CO2 wirkt auch dann noch, wenn einige Wellenlängen schon stark absorbiert werden. Andere Wellenlängen am Rand dieser Bereiche waren zuvor durchlässiger und werden es weniger. Die Oberfläche muss wärmer werden, damit die gesamte ausgehende Strahlung wieder zur Einstrahlung passt. Das ist der Übergang vom Treibhauseffekt zum Klimawandel, ohne eine zweite, unabhängige Ursache.
Licht hinein, Wärme hinaus
Sonnenlicht kommt an. Der Boden sendet Wärmestrahlung zurück. Gase in der Luft schicken einen Teil davon wieder nach unten.
Wasserdampf, Kohlendioxid und weitere Gase gab es schon vorher. Sie halten die Erde im Mittel warm genug für flüssiges Wasser. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt wäre die Oberfläche eisig.
Kurz-Quiz
Warum bleibt zusätzliches CO2 wirksam, obwohl ein Teil der Wärmestrahlung schon stark absorbiert wird?
