Sonnenstrahlung, Erdatmosphäre und der Treibhauseffekt

Grundlagen der Sonnenstrahlung

Die im Inneren der Sonne erzeugte Energie wird in alle Raumrichtungen emittiert und als Sonnenstrahlung bezeichnet.

Je näher ein Planet der Sonne ist, desto mehr Energie empfängt er.

Die Atmosphäre filtert etwa 50 % der Sonnenstrahlung, bevor diese die Erdoberfläche erreicht.

Schichten der Erdatmosphäre

• Troposphäre: Die unterste Schicht, reicht bis etwa 15 km Höhe.
• Stratosphäre: Erstreckt sich von 15 km bis 85 km. Hier befindet sich die wichtige Ozonschicht.
• Ionosphäre: Reicht bis zu 600 km. Sie ist bereits eine sehr dünne Atmosphäre.
• Exosphäre: Die äußerste Schicht, die in den Weltraum übergeht.

Folgen der Kugelform der Erde

Die Kugelform der Erde führt dazu, dass die einfallende Sonnenstrahlung in verschiedenen Regionen unter unterschiedlichen Winkeln auftrifft.

Dies variiert die Länge des Weges, den die Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre zurücklegen muss.

Das Ergebnis: Ein Quadratmeter in Äquatornähe erhält eine wesentlich größere Menge an Solarenergie als ein Quadratmeter am Pol.

Folgen der Neigung der Erdachse

Die Neigung der Erdachse beeinflusst:

• Die Länge von Tag und Nacht.
• Den Neigungswinkel, mit dem die Strahlen auftreffen.

Entstehung der Jahreszeiten

Die Jahreszeiten sind das Ergebnis der Neigung der Rotationsachse der Erde und ihrer Bewegung entlang der elliptischen Umlaufbahn.

Der Treibhauseffekt und Treibhausgase (THG)

Der Treibhauseffekt ist das Phänomen, bei dem bestimmte Gase, die Bestandteile der Atmosphäre eines Planetensystems sind, einen Teil der Energie zurückhalten, die von der durch Sonnenstrahlung erwärmten Oberfläche emittiert wird.

Diese Gase werden als Treibhausgase (THG) bezeichnet, da sie zur Erwärmung der Atmosphäre beitragen.

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe erhöht die Konzentration der Treibhausgase und führt zum Klimawandel.

Folgen des Klimawandels

Zu den beobachteten Auswirkungen gehören:

• Erhöhung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde.
• Rückgang der Gletscher.
• Anstieg des Meeresspiegels.
• Zunahme extremer Wetterereignisse.
• Veränderung der Ökosysteme.

Bewegung der Luftmassen

Vertikale Bewegungen: Entstehen durch Dichteunterschiede. Weniger dichte (warme) Luft steigt auf.

Horizontale Bewegungen: Dies ist, was wir als Wind bezeichnen. Die Luft bewegt sich horizontal, um den Raum zu füllen, der durch aufsteigende warme Luft verlassen wurde.

Die Kombination von horizontalen und vertikalen Bewegungen wird als Konvektionsströmung bezeichnet.