Was ist ein Wärmebudget?
Das Gleichgewicht zwischen Wärmeeintrag und -austritt ist das Wärmebudget. Dieser Begriff kann in vielen Zusammenhängen verwendet werden, bezieht sich jedoch häufig speziell auf die Erde, die Wärme von der Sonne erhält und auf verschiedene Weise Wärme verliert, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Wenn die Erde mehr verlor als gewann, würde sie sich abkühlen, und wenn sie Wärme behielt, würde sie sich erwärmen. Einige Forscher interessieren sich für den Wärmehaushalt bestimmter Gebiete der Erde, wie der Ozeane, weil er eine wichtige Rolle im Klima spielt.
Ein Großteil der Erdwärme kommt von der Sonneneinstrahlung, der einfallenden Sonnenstrahlung. Ein Teil davon prallt ab, bevor er die Oberfläche des Planeten erreicht, wo er von Luft, Wasser und Boden absorbiert wird. Im Laufe des Jahres kann die einfallende Sonneneinstrahlung je nach Region variieren, da sich die Erde im Weltraum bewegt. Es gibt auch sekundäre Wärmequellen bei der Arbeit, wie biologische und chemische Prozesse auf der Erde, die Wärme erzeugen. Beispielsweise erzeugt radioaktiver Zerfall Wärme.
Wärme bleibt nicht an Ort und Stelle, wenn sie auf die Erde trifft. Andernfalls würden einige Gebiete der Erde extrem heiß werden, während andere ziemlich kalt wären. Es zirkuliert durch eine Vielzahl von Mechanismen. Beispielsweise strahlen die Ozeane die von ihnen gesammelte Wärme ab, die die Luft über ihnen erwärmt. Erwärmte Luftmassen beginnen sich zu bewegen und bringen Wärme mit sich. Die Zirkulation dieser Luftmassen kann eine Vielzahl von Wetterbedingungen hervorrufen, die die Wärme verteilen und langsam wieder in den Weltraum zurückstrahlen lassen.
Ungleichgewichte von Region zu Region gleichen sich im Laufe der Zeit mit der Wärmezirkulation durch die Atmosphäre aus. Klimaforscher verwenden das Wärmebudget in ihren Berechnungen und Prognosen, um mehr über aktuelle Wettermuster zu erfahren und vorherzusagen, was in Zukunft passieren könnte. Wenn Forscher mehr lernen, widerlegen sie manchmal frühere Hypothesen oder decken neue Informationen über die Ursprünge des Erdklimas auf. Das Wärmebudget der Erde war nicht immer perfekt ausbalanciert, und dies änderte sich, als sich die Bedingungen änderten und zur Bildung der Atmosphäre beitrugen.
Zahlreiche Instrumente stehen zur Verfügung, um die einfallende Wärme, die Wärmequellen auf der Erde und verschiedene Mittel zu messen, mit denen der Planet Wärme verlieren kann, um die Bedingungen stabil zu halten. Die Wärmehaushaltsforschung kann Satellitenbeobachtungen aus dem Weltraum sowie Laborexperimente und Beobachtungen umfassen, um mehr über physikalische, chemische und biologische Prozesse im Zusammenhang mit Wärme zu erfahren. Die Forscher können Computermodelle auch verwenden, um beispielsweise vorherzusagen, was passieren könnte, wenn die Fläche der polaren Eiskappen abnimmt.