Was ist Strahlungsantrieb?

Erde erhält Energie von der Sonne, hauptsächlich in Form von Licht, von denen einige auf dem Planeten absorbiert werden und wärmt, was ihn in Form von Wärme oder Infrarotstrahlung ausstrahlt und zu einem Gleichgewicht zwischen eingehender und ausgehender Energie führt. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Menge an absorbiertem Sonnenlicht und die Geschwindigkeit, mit der Energie von der Erde abstrahlt wird. Wenn diese Faktoren über einen bestimmten Zeitraum konstant bleiben, kann erwartet werden, dass die Energieflüsse bei einer bestimmten durchschnittlichen Jahrestemperatur in das Gleichgewicht eingehen, wobei die gleiche Menge an Energie eingeht. Wenn sich einer dieser Faktoren ändert, kann dies zu einer Missverhältnis zwischen eingehender und ausgehender Energie führen, was zu einem Anstieg oder einer Abnahme der globalen Durchschnittstemperaturen führt. Eine allgemeine Definition des Strahlungsantriebs ist der Grad der positiven oder negativen Veränderung zu diesem Gleichgewicht und wird normalerweise in Watt pro Quadratmeter ausgedrückt (w/m ).

Im Kontext des Klimawandels ist eine spezifischere Definition des Strahlungszwingens, das durch das zwischenstaatliche Gremium zum Klimawandel (IPCC) vereinbart wird - das Ausmaß, in dem ein Faktor die Energiebilanz in der Troposphäre verändert, die niedrigste Ebene der Atmosphäre, in der fast das gesamte Wetter stattfindet. Laut IPCC wurde die Verwendung von 1750 als Basisdatum, das für die vorindustriellen Zeiten repräsentativ ist, der Gesamtstrahlungszweckwert bis 2007 auf +1,6 W/m ² geschätzt. Die Faktoren, die die Energiebilanz beeinflussen, können natürlich oder künstlich sein. Zu den natürlichen Faktoren zählen Variationen des Energiemittels und des Staubes der Sonne in der durch vulkanischen Ausbrüche erzeugten Atmosphäre. Es sind jedoch die von Menschen hergestellten Faktoren, die am besten sind: Es besteht weit verbreitete Übereinstimmung darüber, dass menschliche Aktivitäten zu einem positiven Strahlungsantrieb beitragen, was zu einem globalen Gesamttemperaturanstieg führt.

Das Verbrennen fossiler Brennstoffe seit der industriellen Revolution hMit zunehmender Menge bestimmter Gase, insbesondere Kohlendioxid (CO ₂ ) und Aerosole wie Rauch- und Rußpartikel in der Atmosphäre. Die Auswirkungen von CO ₂ sind gut verstanden. Es ist im Wesentlichen für Sonnenlicht transparent, absorbiert aber Infrarot, so dass es zwar die Energie der Sonne erlaubt, aber die äußere Strahlung von Wärme behindert, was zu einem positiven Strahlungsantrieb führt. Es wird geschätzt, dass atmosphärische CO ₂ in den vorindustriellen Zeiten auf fast 390 ppm im Jahr 2010 von etwa 270 Teilen pro Million (ppm) gestiegen ist.

Aerosolstrahlungsantrieb ist schwieriger zu quantifizieren, da unterschiedliche Aerosole in Bezug auf Licht und Wärme in ihrer Transparenz, Reflexion und Absorption variieren. In der Regel neigen Ruß- und Rauchpartikel dazu, Wärme zu absorbieren und zu einem positiven Strahlungsantrieb beizutragen, während mehr reflektierende Aerosole wie Sulfate, die sich aus der Verbrennung von Schwefel enthalten, negativ auswirken könnten. Schätzungen von AerosolDie Effekte werden durch die Tatsache erschwert, dass sie auch die Sonneneinstrahlung reduzieren können, die die Oberfläche erreicht.