strahlungsbilanz

Wie stark beeinflusst die Atmosphäre die bodennahe Temperatur?

Am Montagfrüh lagen die Tiefstwerte in den Aufklarungsgebieten in der Mitte und vor allem im Süden verbreitet im Frostbereich, in Oberstdorf wurden minus 19 Grad Celsius gemessen, direkt über dem Boden in 5 cm Höhe sank die Temperatur in Reit im Winkel in der klaren und trockenen Luft sogar bis auf minus 22 Grad ab. Unter einer kompakten Wolkendecke blieb es ganz im Norden verbreitet jedoch frostfrei. In Bremerhaven sank die Temperatur nur auf 3 Grad, auf Helgoland wurde eine Tiefstwert von 5 Grad registriert.

Die Wolken behindern die nächtliche Abkühlung, die irdische Lufthülle insgesamt sorgt auf unserem Planeten für ein erträgliches Temperaturniveau. Wie kalt wäre es ohne Atmosphäre?

Ohne unsere schützende Lufthülle wären die Vorgänge, welche die Temperatur am Erdboden bestimmen recht überschaubar. Die Sonne liefert Energie in Form kurzwelliger Strahlung. Davon werden von der recht dunklen Erdoberfläche nur etwa 10 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 würde sich eine Gleichgewichtstemperatur einstellen, bei sich der Ein- und Ausstrahlung gerade die Waage halten. Diese beträgt bei einer angenommenen Reflexion von 10 Prozent der Sonnenstrahlung am Erdboden etwa minus 2 Grad. Würden nun die Ozeane teilweise vereisen und es 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 noch weiter verringern würde. Bei einer Albedo von 30 Prozent wäre es minus18 Grad kalt, würde die Hälfte der einfallenden Sonneneinstrahlung zurückgespiegelt, sogar minus 34 Grad!

Zum Glück gibt es die Atmosphäre, wodurch die mittlere Temperatur am Erdboden etwa plus15 Grad beträgt. 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 in etwa160 Grad. Glücklicherweise behindert die Atmosphäre auch die einfallende Sonnenstrahlung, nur etwa die Hälfte kommt am Erdboden an. Trotzdem kühlt sich die Erde dadurch nur auf etwa 90 Grad ab.

Erst das Wetter senkt die Temperaturen 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 etwa 15 Grad resultiert.

Montag, 11. Januar 2021

Tim Staeger

ARD-Wetterredaktion

Sendung: "alle wetter!", hr-fernsehen, 11.01.2121 19:15 Uhr