Benutzer:FvSS 18-19 G8b Schüler10

Treibhausgase

Allgemeines:

Infrarotaktive Gase, auch Treibhausgase (THG) genannt, sind Gase die zum Treibhauseffekt beitragen. Sie können einen natürlichen, aber auch anthropogenen (durch den Menschen entstanden) Ursprung haben. Ein Teil der vom Boden abgegebenen langwelligen (infraroten) Wärmestrahlungen wird von den Gasen absorbiert. Diese Strahlungen würden sonst in das Weltall entweichen. Der lokalen Temperatur entsprechend, emittieren sie auch Wärmestrahlung. Der Anteil, der zur Erde gerichtet ist, wirkt als atmosphärische Gegenstrahlung. Zusätzlich zum Sonnenlicht wird die Erde dadurch erwärmt. Die natürlichen Treibhausgase, insbesondere Wasserdampf, erwärmen die Erde auf etwa +15°C. Ohne den Treibhauseffekt läge die Temperatur der Erde bei einem Mittelwert von ca. −18°C. Durch den Anstieg der Konzentration verschiedener Gase, wie Kohlenstoffdioxid, wird der Treibhauseffekt angekurbelt und das führt zu einer Globalen Erwärmung, welche mit weiteren Folgen verbunden ist. Dieser Anstieg ist größtenteils auf Aktivitäten der Menschen zurück zu führen.

Die sechs Treibhausgase:

Kohlenstoffdioxid:

Kohlenstoffdioxid hat einen Anteil von 9-26% am Treibhauseffekt und einen Anteil von ca. 0,04% (etwa 400 ppm Stand 2013) in der Atmosphäre. Die natürliche Produktion beträgt ca. 550 Gt (1 Gigatonne = 1.000.000.000 Tonnen) im Jahr. Der natürliche Verbrauch ist fast gleich hoch. CO₂entsteht zum Beispiel durch die Verbrennung fossiler Energieträger (Verkehr, Industrie, Stromerzeugung, Heizen). Die Verweilzeit (Zeit in der Atmosphäre) beträgt ca. 120 Jahre. Weltweit betrug der anthropogene CO₂-Ausstoß in 2006 etwa 32 Gt. Das sind ca. 60% des vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekt.

Methan:

Methan kommt nur spurenweise (<2 ppm) vor. Das anthropogene Methan entsteht zur etwa der Hälfte in der weltweiten Land- und Forstwirtschaft z. B. in der Tierproduktion vor allem von Wiederkäuern wie Rindern, Schafen und Ziegen. Die andere Hälfte im industrieellen Bereich. Durch Leckagen bei der Förderung, Transport und Verarbeitung. Das passiert vor allem bei Erdgas. Es trägt mit rund 20% zum anthropogenen Treibhauseffekt bei. Grund dafür ist die hohe Wirkung (25-mal wirksamer als CO₂). Die Verweilzeit beträgt ca. 9-15 Jahre. Etwa 37% der weltweiten anthropogenen Methan-Menge stammen aus der Viehhaltung.

Distickstoffmonoxid (Lachgas):

Die Wirksamkeit von N₂O (Lachgas) ist 298-mal höher als die von CO₂. Der Anteil am anthropogenen Treibhauseffekt beträgt ca. 5-6%, die Verweilzeit etwa 114 Jahre. Die menschenverursachten Emission stammen ebenfalls hauptsächlich aus der Landwirtschaft (Viehhaltung, Düngemittel und Anbau von Legominosen). Aber auch aus der Medizintechnik sowie fossil betriebenen Kraftwerken.

Fluorkohlenwasserstoffe:

Die klassischen Treibhausgase entstehen meist als unerwünschte Nebenprodukte. Fluorkohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenwasserstoffe gezielt produziert und für Treibgas, Feuer- und Kältelöschmittel genutzt. Die Fluorkohlenwasserstoffe tragen mit etwa 10% zu Erderwärmung bei. Sie sind 14.800-fach wirksamer als Kohlenstoffdioxid. Sollte ein weiterer Anstieg erfolgen, könnte das den Treibhauseffekt weiter ankurbeln.#

Schwefelhexalfluorid und Stickstofftrifluorid:

Studien des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sagen, dass Schwefelhexalfluorid das stärkste bekannte Treibhausgas ist. Die Verweilzeit beträgt 3200 Jahre. Das Treibhauspotenzial ist 22.800-mal höher als das von Kohlenstoffdioxid. Es trägt nur gering zur Erderwärmung bei, da es nur einen sehr kleinen Anteil in der Atmosphäre hat (ca. 0,005 ppb). Es wird als z. B. Löschgas in Hochspannungsschaltanlagen verwendet. Bis zum Jahr 2002 wurde es auch als Füllgas für Autoreifen verwendet. Das ist seit dem 4. Juli 2007 verboten. Dazu gibt es noch andere Treibhausgase, zum Beispiel Stickstofftrifluorid. Die Treibhauswirkung 17.200-mal größer als die des CO₂ist. Im Jahr 2008 enthielt die Erdatmosphäre 5400 Tonnen Stickstofftrifluorid.

Weitere zum Treibhauseffekt beitragende Stoffe:

Wasserdampf:

Das wichtigste Treibhausgas ist Wasserdampf, dessen Anteil am natürlichen Treibhauseffekt bei klarem Himmel sich auf etwa 60% beläuft. Es entstammt hauptsächlich dem Wasserkreislauf (Ozean – Verdunstung – Niederschlag – Speicherung im Erdreich).

Ozon:

Innerhalb der Stratosphäre, oberhalb der Tropopause, befindet sich die Ozonschicht. Sie liegt in einer Schicht in der kein Wasser mehr vorkommt. Dadurch, dass das Ozon die UV-Strahlung aus dem Sonnenlicht absorbiert, weist die Stratosphäre einen inversen Temperaturverlauf auf. Das heißt, dass die Luft sich mit zunehmender Höhe erwärmt. Dadurch unterscheidet sie sich von den einschließenden Luftschichten. Im Bereich der Ozonschicht ist die Aufheizung mit einer Erwärmung von −60 °C bis knapp unter 0° am stärksten. Sollte diese Schicht verletzt werden, würde mehr UV-Strahlung auf die Erdoberfläche gelangen. Am höchsten ist die Dichte von Ozon in einer Höhe von 20-30 km. Der höchste Volumenanteil in etwa 40 km.

Kohlenmonoxid:

Kohlenmonoxid ist ein ''indirektes Treibhausgas'', da es die Bildung von bodennahem Ozon fördert. Die Verweilzeit liegt zwischen zwei bis sechs Monaten. Es stammt z. B. aus mikrobiellen Umsetzungen in Pflanzen, Böden und im Meer.

Wolken:

Kondensierter Wasserdampf (Wolken) sind genau genommen kein Treibhausgas. Infrarot-Strahlungen werden von ihnen ebenfalls absorbiert. Sie reflektieren einen Teil der einfallenden Sonnenenergie. Dadurch haben sie auch einen Kühlungseffekt.

Aerosole und Rußpartikel:

Aerosole sind flüssige oder feste Partikel in der Luft. Sie gelangen unteranderem durch die Menschen in die Atmosphäre. Dazu zählen Partikel aus der Verbrennung von Holz und Kohle, sowie Dieselruß. Sie sind ebenfalls keine Treibhausgase, haben aber trotzdem einen Einfluss auf den globalen Klimawandel. Sie wirken direkt durch Absorption und Reflexion von Solarstrahlung. Außerdem wirken Aerosole indirekt, dadurch, dass sie als Kondensationskeime zur Wolkenbildung beitragen. Zusammenfassend hat die Produktion von Aerosolen sogar dämpfend auf die globale Erderwärmung gewirkt.

Quelle: Wikipedia