 Als Treibhausgase werden diejenigen Gase bezeichnet, die in der Erdathmosphäre den so genannten Treibhauseffekt bzw. Glashauseffekt bewirken: einfallendes sichtbares Licht wird weitgehend durchgelassen während die längerwellige Rückstrahlung (IR-Strahlung) stärker absorbiert wird. Der natürliche Teil der Erdatmosphäre hebt die durchschnittliche Temp. der Erdoberfläche von ca. -18° auf ca. +15°C. Damit verhält sich die Atmosphäre ähnlich wie das Glasdach eines Treibhauses, das das Sonnenlicht passieren lässt und eine Aufheizung bewirkt. Der natürliche Teil der Erdatmosphäre geht zu
zwei Dritteln auf Wasserdampf, zu einem Viertel auf Kohlendioxid, zu ca. 2% auf Methan und zu rund einem Zehntel auf andere Klima-wirksame Atmosphärenbestandteile zurück. Wird heute von Treibhauseffekt gesprochen, ist oft eine zusätzliche Erwärmung gemeint, die der Konzentrations-Zunahme von Kohlendioxid, Methan, FCKW, Distickstoffoxid sowie anderen Spurengasen zugeschrieben wird. Dabei sagen die meisten Modelle einen Temperaturanstieg von 2-4° voraus, je nach Annahme über Emissionen, ihre Wirkungen und die Wechselwirkungen mit anderen Umweltfaktoren. Die Annahme, dass die vom Menschen verursachten Treibhausgase einen ernstzunehmenden Einfluss auf die Erderwärmung haben, ist unter Experten jedoch durchaus umstritten. Mechanismus
Die auf die Erdoberfläche fallenden Sonnenstrahlen werden dort fast vollständig absorbiert und als Wärmestrahlung mit Wellenlängen von 4-100 mm in die Atmosphäre abgestrahlt. Der wichtigste "Wärmeschlucker" in der Erdatmosphäre ist Wasserdampf – er absorbiert fast alle Wärmestrahlung mit Wellenlängen kleiner als 8 mm und größer als 18 mm. In gleicher Weise absorbiert das in der Atmosphäre vorhandene Kohlendioxid fast die gesamte Wärmestrahlung zwischen 13 und 18 mm. Das bewirkt ein Aufwärmen der unteren Atmosphärenschichten und der Erdoberfläche und verzögert die Wärmeabgabe ins Weltall. Für die direkte Wärmeabstrahlung von der Erdoberfläche bleibt nur der Spektralbereich zwischen 8 und 13 mm, das so genannte atmosphärische Fenster. Eine Änderung der Kohlendioxid- oder Wasserdampf-Konzentration in der Erdatmosphäre würde sich praktisch nur im Randbereich des Fensters auswirken, wo bei den herrschenden Konzentrationen noch nicht die gesamte Wärmestrahlung absorbiert wird. Deshalb ist, obwohl die Konzentration dieser Spurengase in der Atmosphäre deutlich zunimmt, ihr zusätzlicher Treibhauseffekt relativ klein. Da Wasserdampf in der Atmosphäre sowieso sehr unregelmäßig verteilt ist, ist der zusätzliche Treibhauseffekt einer höheren Wasserdampfkonzentration kaum berechenbar. Im Unterschied zu Kohlendioxid und Wasser absorbieren einige Spurengase auch im Bereich des atmosphärischen Fensters sehr stark. Das dabei wichtigste Spurengas ist Ozon, das in Tropo- und Stratosphäre einen wesentlichen Teil der Strahlung zwischen 9,5 und 10 mm absorbiert. Ein Anstieg der Ozon-Konzentration würde demnach deutlich zum Treibhauseffekt beitragen. Dasselbe gilt für Spurengase wie Methan, Distickstoffoxid und FCKW. |
