Mario Sedlak
Wissenschaft
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Irrtümer über den Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist physikalisch vollkommen klar. Nur Klimaskeptiker zweifeln an ihm. Von Laien wird er oft falsch verstanden und von Journalisten zuweilen falsch dargestellt.

Skeptische Einwände

Irrtum Fakt
  • Die Erdatmosphäre ist kälter als die Erdoberfläche und kann daher letztere nicht wärmen.
Netto fließt keine Wärme vom kalten zum wärmeren Körper. Dennoch strahlt jeder Körper entsprechend seiner Temperatur. Es macht einen fühlbaren Unterschied, ob man neben einer 0°C kalten oder 20°C warmen Fensterscheibe sitzt. In beiden Fällen verliert der menschliche Körper netto Wärme, aber einmal mehr und einmal weniger.
Sogar ein Körper, der gar keine Sonnenenergie absorbiert, strahlt Wärme ab. Bei Raumtemperatur strahlt ein Tisch mit 400 W/m2.[1] Da er von den Zimmerwänden eine Wärmestrahlung derselben Intensität empfängt, ist das Gesetz der Energieerhaltung nicht verletzt. Ebenso wird zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre Energie hin- und hergestrahlt. In der Bruttobilanz kommt es daher quasi zu einer Doppelzählung.
In großer Höhe (Stratosphäre), wo es noch dazu tw. relativ warm ist, wirken zusätzliche Treibhausgase tatsächlich kühlend, weil Treibhausgase viel besser als die sonstige Luft strahlen können. Sie strahlen aber nicht nur nach oben ins All, sondern auch nach unten Richtung Erde und wärmen diese.
  • Sobald es auf der Erdoberfläche wärmer wird, erhöht sich ihre Abstrahlung. Es kann daher nicht wärmer werden.
Im Zuge des Klimawandels wird es auf der Erdoberfläche wärmer, weil die Wärmestrahlung der Atmosphäre ("Gegenstrahlung") stärker wird. Die Abstrahlung der Erde insgesamt erhöht sich dadurch nicht.
  • In den Wellenlängenbereichen, wo Kohlendioxid absorbiert, ist die Luft sowieso schon undurchsichtig. Eine Verstärkung des Treibhauseffekts ist daher nicht möglich.
Je mehr Treibhausgas in der Luft ist, desto weniger weit kommt die Strahlung, bevor sie absorbiert wird. Im Extremfall empfängt die Erdoberfläche eine Gegenstrahlung von den Treibhausgasen direkt oberhalb. In dem Fall ist die Temperatur praktisch gleich und der Netto-Strahlungsverlust geht gegen 0. Außerdem weiten sich die Wellenlängenbereiche, die für eine Absorption effektiv sind, mit zunehmender Konzentration.
  • Kohlendioxid sendet gar keine Wärmestrahlung aus, weil es durch Stöße mit anderen Molekülen gestört wird.
Unter den Bedingungen, wie sie in der Erdatmosphäre herrschen, kommt es genauso häufig vor, dass eine Ausstrahlung durch einen Stoß unterdrückt wird, wie eine Ausstrahlung durch einen Stoß angeregt wird.

Falsche Vorstellungen und Ungenauigkeiten

Irrtum Fakt
Wind und Wetter sorgen für eine gute Durchmischung bis in 90 km Höhe.
  • Treibhausgase reflektieren die Wärmestrahlung der Erdoberfläche zurück zu dieser.
Treibhausgase absorbieren Wärmestrahlung und senden selbst eine solche aus (entsprechend ihrer Temperatur). Sie strahlen in alle Richtungen gleich stark.
  • Am Tag absorbiert die Erde Sonnenstrahlen, in der Nacht sendet sie Wärmestrahlung ins All.
Wärmestrahlung wird jederzeit abgegeben. Jeder Körper strahlt ständig entsprechend seiner Temperatur.
  • Treibhausgase absorbieren die Strahlung der Sonne nicht, aber die der Erde.
Die Sonne strahlt auch in allen Wellenbereichen, die von der Erde abgegeben werden. Von den 1367 W/m2, mit denen uns die Sonne beglückt, entfallen jedoch nur 13 W/m2 (0,96%)[2] auf den Bereich der irdischen Wärmestrahlung (Wellenlänge>4 µm), während die Erdoberfläche 396 W/m2 abstrahlt.
  • Ohne Atmosphäre hätte es auf der Erde –18°C.
Ohne Treibhauseffekt hätte es auf der Erde –18°C. Ohne Atmosphäre gäbe es auch keine Wolken. Dadurch kommt das ganze Sonnenlicht am Boden an und es hätte –2°C. Wenn die Ozeane zufrieren und sich Schnee ausbreitet, wird mehr Sonnenlicht reflektiert und die Temperatur sinkt.
  • Der atmosphärische Treibhauseffekt funktioniert so wie in einem Treibhaus, wo es warm wird, weil die Wärmestrahlung nicht hinaus kann.
In einem Treibhaus wird es auch dann warm, wenn es aus einem Material ist, das alle Wärmestrahlung passieren lässt.

Weiter

Treibhauseffekt im Treibhaus – Interessanterweise wird ein Treibhaus nicht durch den Treibhauseffekt warm, sondern weil es die erwärmte Luft am Entweichen hindert!

Quellen

[1] Stefan-Boltzmann-Gesetz mit Emissionsgrad 0,95
[2] Habe ich mit dem Planckschen Strahlungsgesetz numerisch berechnet. Die Sonne strahlt näherungsweise wie ein idealer Strahler ("schwarzer Körper"). Vgl. Spektrum der Sonne