Der Strahlungshaushalt der Erde

Der Strahlungshaushalt der Erde beschreibt die komplexen Wechselwirkungen zwischen der eingehenden Sonnenstrahlung und der ausgehenden Erdstrahlung. Dieses Gleichgewicht ist entscheidend für das Klima und die Temperatur auf der Erde.

Die Sonne sendet kurzwellige Strahlung aus, von der etwa 30% direkt von der Atmosphäre und der Erdoberfläche reflektiert werden. Diese Reflexion wird als Albedo bezeichnet. Körper mit einer hohen Albedo reflektieren große Mengen kurzwelliger Strahlung, während Körper mit einer niedrigen Albedo mehr Strahlung absorbieren.

Definition: Strahlungsbilanz der Erde einfach erklärt: Die Strahlungsbilanz beschreibt, wie viel Sonnenenergie die Erde aufnimmt und wie viel sie wieder in den Weltraum abgibt.

Von der eingehenden Sonnenstrahlung erreichen etwa 50% die Erdoberfläche als Globalstrahlung, die sich aus diffuser und direkter Einstrahlung zusammensetzt. Die restliche Strahlung wird in der Atmosphäre absorbiert oder gestreut.

Example: Ein Strahlungshaushalt der Erde Arbeitsblatt könnte Schüler dazu anregen, die verschiedenen Strahlungskomponenten zu visualisieren und zu berechnen, wie viel Energie in den verschiedenen Teilen des Systems aufgenommen oder abgegeben wird.

Die Erde selbst strahlt langwellige Wärmestrahlung ab. Ein Teil dieser Strahlung wird von Treibhausgasen in der Atmosphäre absorbiert und als Gegenstrahlung zurück zur Erde gesendet. Dieser natürliche Treibhauseffekt sorgt dafür, dass die durchschnittliche Temperatur auf der Erde etwa 33°C höher ist, als sie ohne Atmosphäre wäre.

Highlight: Der Strahlungs- und Wärmehaushalt der Erde einfach erklärt zeigt, wie das Zusammenspiel von Sonneneinstrahlung, Reflexion, Absorption und Wärmeabstrahlung das Klima auf der Erde bestimmt.

Die Prozesse im Strahlungshaushalt der Erde umfassen:

1. Absorption: Strahlungsenergie wird von einem Körper aufgenommen und in eine andere Energieform (z.B. fühlbare Wärme) umgewandelt.
2. Reflexion: Die Strahlung wird unverändert zurückgeworfen.
3. Emission: Körper geben Wärmestrahlung ab, abhängig von ihrer Temperatur.

Vocabulary: Strahlungsbilanz der Erde Formel: Die Strahlungsbilanz lässt sich vereinfacht als die Differenz zwischen eingehender Sonnenstrahlung und ausgehender Erdstrahlung darstellen.

Das Verständnis des Strahlungshaushalts der Erde ist entscheidend für die Klimaforschung und hilft uns, die Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen und vorherzusagen.

Zusammensetzung der Atmosphäre

Die Zusammensetzung der Atmosphäre ist ein wichtiger Aspekt ihres Aufbaus. Die Hauptbestandteile der trockenen Luft sind:

• Stickstoff: 78%
• Sauerstoff: 21%
• Argon: 0,9%
• Kohlenstoffdioxid: 0,04%
• Spurengase: 0,002%

Diese Zusammensetzung bleibt in der unteren Atmosphäre, der sogenannten Homosphäre, relativ konstant. Die Homosphäre erstreckt sich bis zu einer Höhe von etwa 100 km und wird auch als Turbosphäre bezeichnet.

Definition: Homosphäre - Der untere Teil der Atmosphäre, in dem die Zusammensetzung der trockenen Luft annähernd einheitlich ist.

Oberhalb der Homosphäre befindet sich die Heterosphäre, in der es zur Entmischung der Luftbestandteile kommt. Hier ordnen sich die Gase nach ihrer Molekülmasse an, wobei im unteren Teil der relativ schwere Stickstoff überwiegt und zum Rand der Atmosphäre hin leichtere Gase wie Helium und Wasserstoff dominieren.

Vocabulary: Heterosphäre - Schichten der Atmosphäre oberhalb der Turbopause, in denen es zur Entmischung der Bestandteile der Luft kommt.

Ein weiterer wichtiger Bereich der Atmosphäre ist die Ionosphäre, die sich zwischen der Stratosphäre und der Exosphäre in einer Höhe von etwa 50 km bis 400 km über der Erdoberfläche befindet. Sie spielt eine wichtige Rolle für die Ausbreitung von Funkwellen und enthält große Mengen von Ionen und freien Elektronen.

Highlight: Die Zusammensetzung und Struktur der Atmosphäre sind entscheidend für ihre Funktionen und beeinflussen maßgeblich das Klima und die Lebensbedingungen auf der Erde.