Was ist Strahlungsantrieb?
Die Erde erhält Energie von der Sonne, hauptsächlich in Form von Licht, von dem ein Teil absorbiert wird und den Planeten erwärmt, wodurch Energie in Form von Wärme oder Infrarotstrahlung abgestrahlt wird und ein Gleichgewicht zwischen einfallender und ausfallender Energie entsteht. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Menge des absorbierten Sonnenlichts und die Geschwindigkeit, mit der Energie von der Erde abgestrahlt wird. Wenn diese Faktoren über einen Zeitraum konstant bleiben, kann erwartet werden, dass sich die Energieflüsse bei einer bestimmten durchschnittlichen Jahrestemperatur im Gleichgewicht befinden, wobei die gleiche Menge an Energie verbraucht wird, die hereinkommt Nichtübereinstimmung zwischen ein- und ausgehender Energie, was insgesamt zu einem Anstieg oder Abfall der globalen Durchschnittstemperaturen führt. Eine allgemeine Definition des Strahlungsantriebs ist der Grad der positiven oder negativen Änderung dieses Gleichgewichts und wird normalerweise in Watt pro Quadratmeter (W / m 2 ) ausgedrückt.
Im Zusammenhang mit dem Klimawandel ist eine spezifischere Definition des Strahlungsantriebs, die vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) vereinbart wurde, das Ausmaß, in dem ein Faktor die Energiebilanz in der Troposphäre, der untersten Ebene der Atmosphäre, verändert. wo fast unser ganzes Wetter stattfindet. Unter Verwendung von 1750 als Basisdatum, das für die vorindustrielle Zeit repräsentativ ist, wurde laut IPCC der gesamte Strahlungsantriebswert ab 2007 auf +1,6 W / m 2 geschätzt. Die Faktoren, die die Energiebilanz beeinflussen, können natürlicher oder künstlicher Natur sein. Zu den natürlichen Faktoren zählen Schwankungen der Sonnenenergie und der durch Vulkanausbrüche verursachte Staub in der Atmosphäre. Es sind jedoch die vom Menschen verursachten Faktoren, die am meisten Sorge bereiten: Es herrscht weitgehende Übereinstimmung darüber, dass menschliche Aktivitäten zu einem positiven Strahlungsantrieb beitragen und zu einem globalen Temperaturanstieg führen.
Das Verbrennen fossiler Brennstoffe seit der industriellen Revolution hat die Menge bestimmter Gase, insbesondere Kohlendioxid (CO 2 ) und Aerosole wie Rauch und Rußpartikel, in der Atmosphäre erhöht. Die Auswirkungen von CO 2 sind allgemein bekannt. Es ist im Wesentlichen für Sonnenlicht durchlässig, absorbiert jedoch Infrarot, sodass es zwar die Sonnenenergie einlässt, aber die Wärmeabstrahlung nach außen behindert, was zu einem positiven Strahlungsantrieb führt. Es wird geschätzt, dass der atmosphärische CO 2 -Gehalt von ungefähr 270 ppm in vorindustriellen Zeiten auf fast 390 ppm im Jahr 2010 angestiegen ist.
Das Erzwingen von Aerosolstrahlung ist schwieriger zu quantifizieren, da verschiedene Aerosole hinsichtlich ihrer Transparenz, ihres Reflexionsvermögens und ihrer Absorption in Bezug auf Licht und Wärme variieren. In der Regel neigen Ruß- und Rauchpartikel dazu, Wärme zu absorbieren und zum positiven Strahlungsantrieb beizutragen, während sich stärker reflektierende Aerosole wie Sulfate, die beim Verbrennen von schwefelhaltigen Kraftstoffen entstehen, negativ auswirken können. Schätzungen der Aerosoleffekte werden durch die Tatsache erschwert, dass sie möglicherweise auch die Menge des Sonnenlichts verringern, das die Oberfläche erreicht.