strahlungsbilanz
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Wie stark beeinflusst die Atmosphäre die bodennahe Temperatur?

Mittwochfrüh lagen die Tiefstwerte, gemessen in Zwei Metern Höhe in der Nordosthälfte verbreitet im Frostbereich. Direkt über dem Erdboden sank die Temperatur in der klaren Nacht vor allem in Mecklenburg-Vorpommern und in Schleswig-Holstein sogar bis auf minus 10 Grad ab. Dagegen war es in der Mitte und im Süden unter dichten Wolken frostfrei, mancherorts blieb es mit fast 10 Grad plus sogar ungewöhnlich mild.

 Wolken behindern zwar die nächtliche Abkühlung, die irdische Lufthülle aber sorgt auf unserem Planeten insgesamt für ein erträgliches Temperaturniveau. Wie kalt wäre es ohne Atmosphäre? Ohne unsere schützende Lufthülle sind die Vorgänge, die die Temperatur am Erdboden bestimmen recht überschaubar. Die Sonne liefert Energie in Form kurzwelliger Strahlung. Davon werden von der recht dunklen Erdoberfläche nur etwa zehn Prozent wieder ins Weltall zurückreflektiert, der Rest erwärmt den Erdboden. Nun gibt die Erde ihrerseits Energie in Form von langwelliger Wärmestrahlung in den Weltraum ab, und zwar je mehr, desto höher ihre Temperatur ist.

Somit stellt sich eine Gleichgewichtstemperatur ein, bei sich der Ein- und Ausstrahlung gerade die Waage halten. Diese beträgt bei einer angenommenen Reflexion von zehn Prozent der Sonnenstrahlung am Erdboden etwa minus zwei Grad. Würden nun die Ozeane teilweise vereisen und dadurch heller werden, so stiege auch der Anteil des reflektierten Sonnenlichtes und die Temperatur würde immer weiter absacken. Die Folge wäre noch mehr Eis, was die Reflektivität der Erdoberfläche, die sogenannte Albedo, weiter erhöhen und die Temperatur weiter verringern würde. Bei einer Albedo von 30 Prozent wäre es minus18 Grad kalt, wird die Hälfte der einfallenden Sonneneinstrahlung zurückgespiegelt, sogar etwa minus 35 Grad!

Prozesse in der Atmosphäre regeln die Temperatur am Erdboden aktuell auf durchschnittlich etwa 15 Grad. Denn über 80 Prozent der vom Erdboden abgegebenen Wärmestrahlung wird von Treibhausgasen, allem voran dem Wasserdampf, am Entweichen gehindert. Würde ausschließlich dieser Effekt wirksam sein, so betrüge die mittlere Temperatur am Erdboden etwa 160 Grad Celsius. Glücklicherweise behindert die Atmosphäre auch die einfallende Sonnenstrahlung, denn nur etwa die Hälfte kommt am Erdboden an. Jedoch würde sich die Erde unter Berücksichtigung dieses Effektes nur auf ungefähr 90 Grad abkühlen.

Erst das Wetter senkt die Temperatur auf unserem Heimatplaneten auf ein erträgliches Niveau. Denn durch aufsteigende Luftmassen, der sogenannten Konvektion, gelangen zusätzlich große Wärmemengen vom Erdboden in höhere Atmosphärenschichten und können aus dem Klimasystem entweichen, so dass derzeit weltweit eine mittlere Temperatur von ungefähr 15 Grad resultiert.

Mittwoch, 10. April 2019

Tim Staeger

hr-Wetterredaktion

Sendung: "alle wetter!", hr-fernsehen, 10.04.2019 19:15 Uhr