Was verursacht atmosphärische Erwärmung?

Die Sonne ist die Hauptquelle der atmosphärischen Hitze.

Die Atmosphäre wird durch mehrere komplexe Prozesse erhitzt, aber die Quelle fast aller atmosphärischen Erwärmung ist die Sonne. Lokal kann Luft durch Prozesse erwärmt werden, die nicht direkt auf die Sonne angewiesen sind, wie Vulkanausbrüche, Blitzeinschläge, Waldbrände oder menschliche Aktivitäten, wie Stromerzeugung und Schwerindustrie, aber diese Wärmequellen sind im Vergleich zur Sonnenstrahlung unbedeutend.

Die Sonne

Die Sonne strahlt Energie in alle Richtungen in Form von Wärme, Licht und Strahlung aus. Diese Energie kann Objekte über unglaubliche Entfernungen erwärmen. Solare Erwärmung tritt auf, wenn Sonnenstrahlung auf ein Molekül eines Materials trifft und absorbiert wird. Sonnenstrahlung trifft auf reflektierende Materialien und reflektiert sie, ohne viel Wärme aufzunehmen. Transparente Materialien lassen die Sonnenstrahlung durch, ohne dass Wärme ausgetauscht wird.

Atmosphäre

Die Erdatmosphäre ist entweder reflektierend oder transparent, abhängig von der Wellenlänge der Strahlung, auf die sie trifft. Dadurch erhält die Atmosphäre nur wenig direkte Wärme von der Sonnenstrahlung. Sonnenenergie wird entweder zurück in den Weltraum reflektiert oder durchgelassen, ohne dass ihre Energie absorbiert wird. Mehr Energie wird von Wolken und chemischen Verbindungen wie Ozon reflektiert. Nur etwa 54 Prozent der Sonnenenergie gelangen durch die Atmosphäre an die Oberfläche.

Die Erde

Sobald die Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreicht, absorbieren der Boden und die Gewässer nahezu alles. Nur etwa 4 Prozent werden zurück in den Weltraum reflektiert. Durch die Absorption von Sonnenenergie erwärmen sich diese Oberflächen. Warme Objekte beginnen mit langwelliger Infrarotstrahlung. Ohne die Atmosphäre würde diese Energie in den Weltraum strahlen.

Der Treibhauseffekt

Aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Erdatmosphäre erreicht der größte Teil der von der warmen Oberfläche emittierten Infrarotstrahlung niemals den Raum. Stattdessen wird die Strahlung von Verbindungen, die als Treibhausgase bekannt sind, reflektiert oder absorbiert. Wenn diese Verbindungen die Infrarotstrahlung von der Oberfläche absorbieren, erwärmt sich die Atmosphäre. Die zur Erde zurückreflektierte Energie wärmt die Oberfläche weiter auf und lässt die Erde mehr Infrarotstrahlung emittieren. Dies erzeugt einen Kreislauf, der die Atmosphäre und die Oberfläche warm hält.

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