Luft - Bildungsserver Rheinland-Pfalz

Das vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehende CO 2 wirkt in
doppelter Weise an der steigenden Erwärmung der Erdatmosphäre mit. Einerseits
wirkt das CO 2 gemeinsam mit den sog. Treibhausgasen in den höheren Schichten als
„Glasplatte“, die die Wärmestrahlen zurückhält, andererseits wird ein Luftgemisch um
so stärker erwärmt, je höher der Anteil des CO 2 -Gases ist, da CO 2 Wärmestrahlung
stärker absorbiert als das normale Gasgemisch Luft.
Die Anreicherung des Kohlenstoffdioxids in der Atmosphäre wird von vielen Fachleuten
als eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit beurteilt.
Es gibt eine Reihe von Szenarien, in denen mögliche Folgen eines weiteren Anstiegs
der CO 2 -Konzentration beschrieben werden. Am häufigsten wird prognostiziert, dass
die Polkappen abschmelzen, die Wasserhöhe der Ozeane zunehmen und riesige
Landflächen überschwemmt werden würden. Die politischen Folgen seien unabsehbar,
da sich große Bevölkerungsgruppen auf den Weg machen würden, um neue
Lebensräume zu finden. Politiker fast aller Länder haben sich daher in der Konferenz
von Rio 1992 und den Nachfolgekonferenzen (Kyoto, Den Haag) verpflichtet, den
CO 2 -Ausstoß deutlich zu reduzieren.
Um den Treibhauseffekt durch CO 2 im Schulexperiment nachzuweisen, gibt es
grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
Variante I: Ein geschlossenes System (Modellatmosphäre) wird mit einer künstlichen
Lichtquelle bestrahlt. Die Absorption des sichtbaren Lichtes am Boden des Gefäßes
wird durch eine geschwärzte Einlage (berußte Metallplatte o. ä.) bewirkt. Die durch
die Erwärmung der Bodenplatte abgestrahlten Wärmestrahlen (Infrarotstrahlen) werden
vom Gas in dem Gefäß teilweise absorbiert. Dadurch sollte diese Modellatmosphäre
sich etwas aufheizen. Um Konvektionseffekte auszuschließen, wird nach
oben hin das Gefäß mit einer lichtdurchlässigen PE-Folie abgedeckt. Ziel ist es,
durch Parallelversuche mit Luft und mit CO 2 in vergleichbaren Gefäßen verschiedene
Temperaturerhöhungen zu erfassen, da CO 2 im Infrarot(IR)-Bereich stärker absorbiert
als die anderen Luftbestandteile
(N 2 ,O 2 usw.).
Nebenstehende Versuchsanordnung
findet man in ähnlicher Form in sehr
vielen Veröffentlichungen, vor allem
auch in Schulbüchern. Aber auch bei
Einhaltung gleicher Versuchsbedingungen
führen sie nicht zu befriedigenden
Ergebnissen. Die Temperaturunterschiede
sind so gering
(< l°C), dass sie nicht eindeutig dem
Treibhauseffekt zuzuordnen sind.
Daher sind solche Versuche nicht
empfehlenswert.
Variante 2: Dabei wird nicht die Temperaturerhöhung durch CO 2 oder andere Treibhausgase,
sondern die Absorption (d. h. die Abnahme der Intensität von IR-Strahlen)
bei Durchgang durch eine mit Luft bzw. mit CO 2 gefüllte „Messzelle“ nachgewiesen.
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