Der verstärkte Treibhauseffekt als Modell
Ein Modell zeigt vereinfacht, wie zusätzliche Treibhausgase die Erde wärmer machen. Es erklärt viel, hat aber Grenzen.
Das lernst du heute
- Ich kann den menschlich verstärkten Treibhauseffekt mit einem Modell beschreiben.
- Ich kann an einem Zahlenbeispiel zeigen, wie eine Atmosphäre die Erdoberfläche wärmer macht.
- Ich kann Grenzen des Modells nennen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Der Treibhauseffekt: natürlich und vom Menschen verstärkt
Die Erde wird von der Sonne erwärmt und sendet selbst Wärmestrahlung aus. Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Methan in der Atmosphäre nehmen einen Teil dieser Wärmestrahlung auf. Sie senden sie in alle Richtungen wieder aus, auch zurück zur Erde. Das ist der natürliche Treibhauseffekt. Ohne ihn läge die mittlere Temperatur bei etwa −18 °C. Mit ihm liegt sie bei etwa +15 °C. Der Mensch gibt zusätzlich Treibhausgase ab, vor allem durch das Verbrennen von Kohle, Erdöl und Erdgas. So verstärkt er den Effekt. Die Atmosphäre schluckt dann mehr Wärmestrahlung, und die Gegenstrahlung wird größer. Die mittlere Temperatur steigt. Das nennt man den menschlich verstärkten Treibhauseffekt. Man beschreibt ihn mit einem theoretischen Modell. Ein Modell vereinfacht die Wirklichkeit, damit man sie erklären und vorhersagen kann. Das bekannte Gewächshaus-Bild ist so ein Modell. Es passt nur teilweise: Im Gewächshaus hält das Glas auch die warme Luft zurück, in der Atmosphäre wirkt vor allem die Aufnahme von Strahlung.
| Schritt im einfachen Modell | Einheiten |
|---|---|
| Erde nimmt Sonnenstrahlung auf | 70 |
| Erde sendet Wärmestrahlung nach oben | 140 |
| Atmosphäre nimmt davon auf | 140 |
| Atmosphäre sendet nach oben ins All | 70 |
| Atmosphäre sendet nach unten zur Erde (Gegenstrahlung) | 70 |
| Erde erhält insgesamt: Sonne + Gegenstrahlung | 70 + 70 = 140 |
Das Zahlenmodell nachrechnen
- Ohne Atmosphäre: Die Erde nimmt 70 Einheiten auf und strahlt im Gleichgewicht 70 ab.
- Mit einer Schicht nimmt die Atmosphäre alle abgestrahlten Einheiten auf. Sie sendet die Hälfte nach unten und die Hälfte nach oben.
- Nach oben muss insgesamt 70 entweichen. Also sendet die Schicht 70 nach oben und 70 nach unten.
- Die Erde erhält 70 + 70 = 140 und strahlt 140 ab.
- Ergebnis: Die Erdoberfläche strahlt doppelt so viel ab wie ohne Schicht. Sie ist wärmer.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Gase in der Luft halten Wärme zurück.
Mehr Gase heißt mehr Wärme.
Das Modell ist eine Vereinfachung.
Ein Beispiel
Eine Bettdecke hält die Körperwärme zurück. Eine dickere Decke hält mehr Wärme zurück. Dir wird wärmer. Die Treibhausgase wirken ähnlich wie eine Decke für die Wärmestrahlung der Erde.
Schritt für Schritt
Du erklärst den Effekt in vier Schritten.
- Die Sonne wärmt die Erde.
- Die Erde sendet Wärmestrahlung aus.
- Treibhausgase nehmen einen Teil auf und senden ihn teilweise zurück.
- Mehr Treibhausgase: mehr Gegenstrahlung, höhere Temperatur.
Mit einem Bild erklärt
| Aussage | Natürlicher Effekt | Verstärkter Effekt |
|---|---|---|
| Ursache | Gase, die es von Natur aus gibt | zusätzliche Gase durch den Menschen |
| Folge | Mittel etwa +15 °C statt −18 °C | weitere Erwärmung |
| Gase (Beispiele) | Wasserdampf, CO2 | CO2 aus Kohle, Erdöl, Erdgas; Methan |
Zur Grundlage zurück
- Der Treibhauseffekt: natürlich und vom Menschen verstärkt – Du kennst den natürlichen und menschlichen Treibhauseffekt.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Im Zahlenmodell nimmt die Erde 70 Einheiten Sonnenstrahlung auf. Die Gegenstrahlung beträgt 70 Einheiten. Wie viele Einheiten erhält die Erdoberfläche insgesamt?
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne Sonnenstrahlung + Gegenstrahlung.
Lösung ansehen
Lösung: 140
70 + 70 = 140 Einheiten.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Ohne Atmosphäre strahlt die Erde im Modell 70 Einheiten ab. Mit Atmosphärenschicht sind es 140. Um wie viele Einheiten ist es mehr?
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne 140 − 70.
Lösung ansehen
Lösung: 70
140 − 70 = 70. Die Erdoberfläche strahlt 70 Einheiten mehr ab, weil sie wärmer ist.
Tipp: Frage bei jedem Modell: Was zeigt es gut? Was lässt es weg? Nur so erkennst du seine Grenzen.
Merksatz: Treibhausgase nehmen Wärmestrahlung auf und senden einen Teil zur Erde zurück (Gegenstrahlung). Mehr Treibhausgase bedeuten mehr Gegenstrahlung und eine wärmere Erde.
Typischer Fehler: Das Ozonloch und der Treibhauseffekt werden oft verwechselt. Das Ozonloch betrifft die UV-Strahlung der Sonne. Der Treibhauseffekt betrifft die Wärmestrahlung der Erde.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Zeig mir den ersten Schritt
Was passiert mit der Strahlung in der Atmosphäre?
Lösung ansehen
Lösung: Sie nehmen einen Teil auf und senden ihn auch zurück zur Erde.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Für eine Vereinfachung, mit der man etwas erklären kann.
Lösung ansehen
Lösung: Im Gewächshaus hält das Glas auch warme Luft zurück.
Geschafft
Treibhausgase halten Wärmestrahlung zurück und senden einen Teil zur Erde. Der Mensch verstärkt den Effekt durch zusätzliche Treibhausgase. Das Modell erklärt dies vereinfacht und hat Grenzen.
Kannst du das schon?
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