Energie- und Treibhausgasbilanz der Hansestadt Greifswald als ...

2.2 Treibhausgaseffekt und Klimawandel
2.2.1 Strahlungsbilanz und Treibhauseffekt
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Das Klimasystem der Erde erhält seine Energie von der Sonne. Diese liefert ca. 1370
W/m² Strahlungsenergie. Dieser als Solarkonstante bezeichnete Wert drückt die Strah-
lungsenergie aus, die sekundlich durch einen „senkrecht zur Strahlungsrichtung expo-
nierten Quadratmeter hindurchströmt, der sich in einer mittleren Erddistanz r von der
Sonne befindet“ (GASSMANN 1994, S.10).
Diese Energie der Sonne trifft in kurzwelliger Form auf die Erde. Etwa 30 % werden
von der planetaren Albedo direkt in den Weltraum zurück reflektiert. Die übrigen 70%
erreichen die Erde und werden dort in Wärmeenergie transformiert. Diese langwellige
Energieform wird von der Erdoberfläche und der Atmosphäre wiederum als Wärme-
strahlung emittiert. Messungen haben ergeben, daß die Erde dieselbe Menge Energie
aussendet, die sie von der Sonne empfängt, d.h. sie befindet sich in einem stationären
Gleichgewicht. Mit Hilfe der Stefan-Boltzmannkonstante lässt sich aus diesen Angaben
die mittlere Oberflächentemperatur der Erde mit -18° C ermitteln. Tatsächlich liegt die
mittlere Temperatur der Erdoberfläche mit 15° C um ca. 33° C höher. (vgl. FABIAN
2002, S. 43 f.)
„Die Ursache ist das als Treibhauseffekt bezeichnete Phänomen, das darauf beruht, daß
die von der Erdoberfläche ausgestrahlte Energie nicht ungehindert in den Weltraum
entweicht, sondern in der Atmosphäre teilweise absorbiert und wieder zurückgestrahlt
wird.“ (FABIAN 2002, S. 44) Verantwortlich für diese Absorption sind die sogenannten
Treibhausgase. Ihre besondere Fähigkeit besteht darin, daß sie in der Lage sind, die
kurzwellige Energieeinstrahlung der Sonne passieren zu lassen, jedoch die langwellige
Wärmestrahlung der Erde zu absorbieren und wieder abzustrahlen. Auf Art und Menge
dieser Treibhausgase wird im Abschnitt 2.2.3 näher eingegangen.
Abbildung 2 verdeutlicht unter Einbeziehung des Treibhauseffektes die Energieflüsse,
die für die Strahlungsbilanz der Erde relevant sind. Die planetare Albedo in Höhe von
30 % der einfallenden Strahlung, setzt sich aus der Reflektion an der Atmosphäre, Re-
flektion der Wolken und Erdoberflächenreflektion zusammen. Die übrigen 70 % der
Energie werden durch die Wolken, die Atmosphäre und vor allem den Boden absorbiert
und in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Wärmeenergie der Erdoberfläche geht nun
teilweise in einen Zustand sogenannter latenter Energie über. Damit wird die Energie-