Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist die Wirkung von Treibhausgasen in einer Atmosphäre auf die Temperatur der Planetenoberfläche wie die der Erde. Er bewirkt dort eine Temperaturerhöhung. Der Effekt entsteht dadurch, dass die Atmosphäre weitgehend transparent für die von der Sonne ankommende kurzwellige Strahlung ist, jedoch wenig transparent für die langwellige Infrarotstrahlung, die von der warmen Erdoberfläche und von der erwärmten Luft emittiert wird. Die Analogie zwischen dem atmosphärischen Treibhauseffekt und einem Gewächshaus (oder Treibhaus) besteht in der Gemeinsamkeit, dass Licht nahezu ungehindert in das System eindringt, während die daraus entstehende Wärme das System weniger leicht verlassen kann. Je stärker der Wärmetransport nach draußen durch eine Barriere behindert wird, desto höher steigt die innere Temperatur (Wärmestau), bis die eingestrahlte Wärme durch den Wärmeverlust nach außen kompensiert wird. Ein Gewächshaus gibt die überschüssige Wärme durch die warmen Glaswände an die Umgebungsluft weiter. Ein Planet kann dagegen im Vakuum des Weltalls die empfangene Heizleistung nur durch Abgabe von Wärmestrahlung kompensieren und so den Anstieg seiner Temperatur begrenzen. Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Methan stellen dabei ein Hindernis für die Wärmestrahlung dar und streuen einen Teil davon zurück zur Oberfläche, welche dadurch weiter erwärmt wird bis zu einer Gleichgewichtstemperatur, die empfindlich von der Treibhausgaskonzentration abhängt. Weitere Effekte der Atmosphäre wie Verdunstung, Wolkenbildung und Konvektion (Thermik) können den Treibhauseffekt zum Teil weiter verstärken oder abschwächen.