Techniklexikon

Strahlungshaushalt

Umwelt- und Geophysik, Strahlungsbilanz, Gesamtheit der Wechselwirkungen elektromagnetischer Strahlung mit der Erdoberfläche und der Atmosphäre. Sowohl die Energie, die der Erde durch die solare Strahlung zugeführt wird, als auch die Energie, die von der Erde als Infrarotstrahlung abgegeben wird, muss die Atmosphäre ganz oder teilweise durchdringen, wird von ihr teilweise reflektiert, absorbiert oder auch emittiert. Die auf der Erde herrschenden Temperaturen stellen sich dabei so ein, dass die thermische Abstrahlung der Erde die einfallende solare Strahlung gerade kompensiert. Auf Grund der Absorptionsbanden vieler atmosphärischer Spurengase im infraroten Spektralbereich ist die Atmosphäre in weiten Teilen des infraroten Spektralbereichs für die irdische Abstrahlung undurchlässig; ein grosser Teil der Strahlung wird von der Atmosphäre zum Erdboden zurückgestrahlt. Diese sogenannte Gegenstrahlung ist Ursache des natürlichen Treibhauseffekts, auf Grund dessen die bodennahen Temperaturen um etwa 30 bis 33 K über den Temperaturen liegen, die sich für eine hypothetische, im infraroten Spekralbereich transparente Atmosphäre einstellen würden. Durch die vom Menschen verursachte Zunahme der Treibhausgase (vor allem CO₂, CH₄, N₂O und FCKW) verstärkt sich die Gegenstrahlung, wodurch mit einer Temperaturzunahme der Erdoberfläche in der Zukunft zu rechnen ist. Auf Grund der unterschiedlichen Tageslängen und der unterschiedlichen Einfallswinkel der Sonnenstrahlen variiert die auf die Erde auftreffende solare Strahlung stark mit der geographischen Breite und der Jahreszeit. Diese Unterschiede sind Ursache der grossräumigen atmosphärischen Zirkulation, die durch meridionalen Transport fühlbarer und latenter Wärme die auf Grund der unterschiedlichen solaren Einstrahlung zu erwartenden starken Temperaturunterschiede teilweise ausgleicht. (Atmosphäre)