Abbildung 1. Kohlendioxid kann mit Infrarotstrahlung interagieren, was zu einem Ungleichgewicht der in die Atmosphäre eintretenden und verlassenden Strahlung führt. ist nicht das größte Treibhausgas, aber der größte Grund für den Anstieg der Temperatur des Planeten kommt von der Zunahme des Menschen .

Treibhausgase oder Treibhausgase beziehen sich auf Gase, die Infrarotstrahlung einfangen, wenn sie in der Atmosphäre vorhanden sind. Die Zunahme der Menge und anderer Treibhausgase durch menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung fossiler Brennstoffe trägt zum globalen Klimawandel bei. Treibhausgase lassen sichtbares Licht gezielt durch, absorbieren und emittieren aber Strahlung im Infrarotbereich. Dies ist in Abbildung 1 zu sehen. Auch andere Planeten haben Treibhausgase.

Ungefährer Beitrag von Treibhausgasen:

• 36-72% Wasserdampf
• 9-26% Kohlendioxid
• 7-16% andere Spurengase.

Es ist wichtig zu beachten, dass Wasserdampf den größten Beitrag zum Treibhauseffekt leistet, aber derjenige ist, der zunimmt.

Treibhauspotenzial

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Das Treibhauspotenzial(GWP) eines Gases ist die relative Fähigkeit eines Gases, Wärme in der Atmosphäre einzufangen. Diese Messung erfolgt im Vergleich zu einer gleichen Masse Kohlendioxid. Viele Beschränkungen und Vorschriften für Stoffe sind auf hohe GWP-Werte zurückzuführen, wie sie im Kyoto-Protokoll enthalten sind

Wasserdampf

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Wasserdampf ist lediglich Wasser (H2O) in seiner gasförmigen Form. Es ist in der Atmosphäre reichlich vorhanden und das häufigste der Treibhausgase. Wasserdampf ist aufgrund der Hydroxylbindungen in seiner chemischen Struktur das stärkste der Treibhausgase. Wasserdampf existiert in der Atmosphäre in Form von Feuchtigkeit und Wolken und ist Teil des Wasserkreislaufs als Niederschlag, der Regen erzeugt. Der GWP-Wert für Wasserdampf muss noch berechnet werden.

Das interessanteste Merkmal von Wasser als Treibhausgas ist, dass es als positiver Rückkopplungsmechanismus für die globale Erwärmung dient. Je wärmer die Welt wird, desto mehr Wasserdampf befindet sich in der Luft, was zu einer stärkeren Erwärmung führt. Die Schlussfolgerung, dass Wasserdampf selbst den Klimawandel nicht antreibt, verstärkt jedoch die Auswirkungen, da mehr CO2 bedeutet, dass mehr Wasserdampf in der Atmosphäre sein wird.

Kohlendioxid

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Kohlendioxid (CO2) ist ein natürlich vorkommendes Gas, wichtig für den Kohlenstoffkreislauf für das Leben und ein Nebenprodukt vieler Formen der Energieerzeugung. Kohlendioxid wird hauptsächlich durch den Verbrauch aufgrund der Photosynthese durch Pflanzen zur Energieerzeugung und die Atmung von Tieren zum Energieverbrauch reguliert. Ein weiterer wichtiger Beitrag von Kohlendioxid in die Atmosphäre ist als Nebenprodukt der Verbrennung. Waldbrände und Energieerzeugung produzieren beide eine erhebliche Menge Kohlendioxid beim Verbrauch von organischem Material. Aufgrund seiner Natur als Referenzwert für das globale Erwärmungspotenzial, Kohlendioxid hat einen GWP-Wert von 1.

Methan

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Methan (CH4) ist ein natürlich vorkommendes Gas, das 90% des Erdgases ausmacht. Obwohl es in der Atmosphäre nicht so hoch konzentriert ist wie Kohlendioxid, hat Methan ein GWP, das 29-mal größer ist, was bedeutet, dass es immer noch ein sehr starkes Treibhausgas ist. Die Methangehalte sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen – ein Anstieg, der 2,5-mal höher ist als in der vorindustriellen Ära. Methan wird durch natürliche Prozesse in der Atmosphäre reguliert, an denen Wasserdampf und Sauerstoff beteiligt sind, obwohl der menschliche Einfluss diese Regulierung stören kann.

Über 3.Vor 5 Milliarden Jahren, vor der Photosynthese unter Verwendung von Pflanzen, waren die Methankonzentrationen 1000-mal höher als heute. Die Einführung des Sauerstoffverbrauchs in den Kohlenstoffkreislauf aufgrund der Photosynthese führte zu einer signifikanten Verringerung des Methans, das zu dieser Zeit von einigen der ersten Bakterien durch den Verbrauch von Wasserstoff und Kohlendioxid erzeugt wurde. Methan entsteht auf natürliche Weise tief im Boden, wenn organische pflanzliche und tierische Stoffe über Tausende von Jahren bei hohen Temperaturen komprimiert werden und gilt daher als fossiler Brennstoff.

Lachgas

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Lachgas (N2O), das aufgrund seiner Verwendung als Anästhetikum in der Chirurgie allgemein als Lachgas bekannt ist, ist ein natürlich vorkommendes Gas, das häufig in der Raketentechnik und im Rennsport verwendet wird, um die Leistung als Oxidationsmittel zu verbessern. Obwohl Lachgas in viel niedrigeren Konzentrationen als Kohlendioxid und Methan vorliegt, hat es ein GWP, das 298-mal höher ist als das von Kohlendioxid. Obwohl es einen wesentlichen Beitrag zum Treibhauseffekt leistet, ist Lachgas auch der primäre Regulator von Ozon in der Stratosphäre. Lachgas reagiert mit Sauerstoff unter Bildung von Stickoxid, das wiederum mit Ozon reagiert und das Konzentrationsgleichgewicht aufrechterhält. Lachgas wird auch häufig als Aerosoltreibstoff für Kanister verwendet, die mit Substanzen wie Schlagsahne gefüllt sind, und als Inertgas beim Abfüllen von Kartoffelchips und anderen Snacks, um sie während des Transports vor Kompression zu schützen. Lachgas wird natürlich in der Umwelt im Boden durch verschiedene organische chemische Reaktionen produziert.

Ozon

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Ozon (O3) ist ein Allotrop (alternative Form) von Sauerstoff, das in der oberen Atmosphäre vorkommt und wesentlich instabiler ist als zweiatomiger Sauerstoff, der häufig auf Meereshöhe vorkommt. Ozon existiert hauptsächlich in der oberen Atmosphäre, da es hauptsächlich durch die Absorption von ultravioletten Strahlen der Sonne erzeugt wird und in der unteren Atmosphäre aufgrund von Instabilität zusammenbricht. Eine weitere häufige Ozonquelle ist die elektrische Entladung in der Atmosphäre durch Blitzschlag. Obwohl der GWP-Wert für Ozon zwischen 918 und 1022 liegt — einer der höchsten gemessenen Werte —, handelt es sich aufgrund der Instabilität um eine kurzlebige chemische Spezies, und daher wird das GWP bei Betrachtung über einen Zeitraum von 20 Jahren nur auf 62-69 geschätzt. Die am Boden messbaren Ozonkonzentrationen sind heute wesentlich höher als in vorindustrieller Zeit, selbst in Gebieten, die vollständig von der industriellen Aktivität entfernt sind. Langfristige Exposition gegenüber bodennahem Ozon hat sich als gefährlich erwiesen, schädigt die Lungenfunktion und wurde mit dem vorzeitigen Tod durch verschiedene Atemwegserkrankungen und Herzinfarkt in Verbindung gebracht.

FCKW

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Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) ist eine organische Verbindung, die Kohlenstoff, Fluor und Chlor enthält und als flüchtiges Derivat fossiler Brennstoffe wie Methan entsteht. FCKW wurden als Kältemittel, Treibmittel und Lösungsmittel in der Produktion verwendet, obwohl die Produktion von FCKW in den letzten Jahren aufgrund des Montrealer Protokolls eingestellt wurde. Die FCKW-Produktion wurde schrittweise eingestellt und durch Kohlenwasserstoffe und Kohlendioxid ersetzt, da sie zum Abbau des Ozons beiträgt und als Treibhausgas wirkt.

Video

Das folgende Video ist ein Vortrag von Prof. David Archer, Department of Geophysical Sciences an der University of Chicago, der über Hurrikane und die Auswirkungen des Klimawandels auf Hurrikane spricht:

Weitere Informationen

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