Theo schrieb:
Dummes Gas das CO2, schickt Strahlen wo von der Erde kommen zurück an diese anststt sie passieren zu lassen. Warum kommt diesem CO2 nicht in den Sinn die Strahlen der Sonne auch zurück an diese zu schicken?
Was ich eigentlich fragen will: Warum funktioniert das mit dem Strahlen reflektieren nur auf eine Seite und nicht auf die andere und warum passiert es auf dieser Seite und nicht auf der anderen?
Du darfst Reflexion und thermische Abstrahlung nicht durcheinanderbringen. 30 % der ankommenden Strahlung wird reflektiert: Diese 30% Sonnenstrahlung hat ihr Maximum im sichtbaren Bereich. Dieses geht durch die Atmosphäre durch, ohne von Treibhausgasen absorbiert zu werden. Ein kleinerer Teil ist aber auch Infrarotstrahlung. Dort wirkt dann in der Tat die Absorption durch CO2 und andere Treibhausgase in beide Richtungen, was sich ausgleicht.
70% der ankommenden Strahlung wird von der Erde absorbiert und Wärmesstrahlung wieder in den Weltraum in alle Raumrichtungen zurückgestrahlt. Diese Wärmestrahlung findet praktisch nur im Infrarotbereich statt und diese wird CO2 und anderen Treibhausgasen zu einem guten Teil absorbiert und dann zum Teil zur Erde wieder zurückgestrahlt.
Hätte die Erde keine Atmosphäre (oder eine Atmosphäre ohne Treibhausgase) würde sich ein Strahlungsgleichgewicht einstellen bei einer Temperatur von -19°C. Das bedeutet: Bei dieser sogenannten Gleichgewichtstemperatur ist die absorbierte Strahlungsleistung gleich groß wie die in den Weltraum abgestrahlte Wärmestrahlung und somit bleibt die Erdtemperatur konstant. Diese -19° C = 254 K kann man leicht nachrechnen:
Denn für die ankommende Strahlungsleistung gilt P = S * A , wobei S = 1361 W/m^2 die Solarkonstante und A=r^2* pi = (6370000 m)^2 * pi = 1,27*10^14 m^2 die Querschnittsfläche der Erde ist. Somit beträgt die ankommende Strahlungsleistung 1,7 * 10^17 Watt. 70% davon, also 1,2*10^17 Watt werden absorbiert.
Für die abgestrahlte Wärmestrahlung gilt nach dem Stephan-Boltzmann-Gesetz P = 5,67 * 10^-8 W/(m^2*K^4) * A * T^4 , wobei A jetzt die Oberfläche der Erde ist, da die Wärmeabstrahlung ja auf der gesamten Erdoberfläche erfolgt, also A = 4* (6370000 m)^2*pi=5,1*10^14 m^2. Geht. also P = 2,89*10^7 W/K^4 * T^4.
Setzt man nun die abgestrahlte Strahlungsleistung mit der absorbierten Strahlungsleistung gleich und löst anschließend nach T auf, dann erhält man T = (1,2*10^17 W / (2,89 *10^7 W) )^(1/4) K = 254 K .
Die Atmosphäre bewirkt mit ihren Treibhausgasen im Endergebnis eine Erhöhung der Gleichgewichtsstemperatur.
