Unsere Atmosphäre und der Treibhauseffekt. 1/2

Von Michel Gravereau
Kaum ein Tag vergeht, an dem nicht in den Medien berichtet wird, dass dies oder jenes Ereignis auf die „globale Erwärmung“ zurückzuführen sei. Sie ist ein bequemer Sündenbock.

Zweifellos blinken die Warnsignale rot, und trotz der guten Entscheidungen einiger halten sich schlechte Gewohnheiten hartnäckig. Der jüngste Bericht prognostiziert für Frankreich bis 2025 eine Verlangsamung des Rückgangs der Treibhausgasemissionen und einen deutlichen Anstieg in den Vereinigten Staaten. Frankreich ist nur für 1 Prozent der globalen Emissionen verantwortlich.
Ich möchte Sie daran erinnern, dass die Besorgnis der Wissenschaftler über die globale Erwärmung nicht neu ist. Bereits 1873 hielt die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) Treffen zu diesem Thema ab. Dies führte viel später zum ersten Erdgipfel, der 1992 in Rio de Janeiro stattfand. Damals hatte Herr Diesel seinen Motor noch nicht erfunden, und Flugzeuge durchquerten noch nicht unsere Atmosphäre. Versuchen wir, ein klareres Bild von der Erdatmosphäre und den sogenannten Treibhausgasen zu gewinnen.

99,999 % der Luft befinden sich unterhalb von 80 km Höhe. Deshalb gehen wir oft davon aus, dass die Erdatmosphäre dort endet.
Luftpartikel finden sich jedoch noch in einer Höhe von 750 km. Somit gibt es keine klar definierte physikalische Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum, genauso wenig wie es einen exakten Zeitpunkt für den Übergang von Tag zu Nacht gibt.
In unseren Breitengraden wissen wir, dass es um Mitternacht dunkel und um Mittag hell ist. Aber wann genau findet der Übergang von Tag zu Nacht statt? Gar nicht so einfach zu sagen… Die gleiche Schwierigkeit besteht darin, die Grenze zwischen Erdatmosphäre und interplanetarem Raum zu bestimmen.

Zwar wird die Luft mit zunehmender Höhe in der Atmosphäre allmählich dünner, aber es gibt keine exakte Höhe, in der man abrupt von Luft in ein Vakuum übergeht, anders als beim Übergang von Wasser zu Luft.

Aus physikalischer Sicht geht man davon aus, dass ab einer Höhe von 800 km der durchschnittliche Abstand zwischen den Luftmolekülen so groß ist, dass man nicht mehr von einer Atmosphäre sprechen kann. Aus demselben Grund kann man auch eine Gruppe von Menschen, die mehrere hundert Kilometer voneinander entfernt leben und nicht miteinander kommunizieren, nicht als „Gesellschaft“ bezeichnen.

Zur Erinnerung: Ein Molekül ist eine Ansammlung von Atomen. In unserer Atmosphäre bestehen diese hauptsächlich aus Stickstoff- (80 %) und Sauerstoffmolekülen (19 %).

Für Raumfahrtingenieure stellt die 110-km-Marke jedoch eine kritische Grenze dar, da in dieser Höhe Objekte, die auf unseren Planeten zurasen (Meteoriten, Raumfahrzeuge usw.), aufgrund der Reibung der Luftmoleküle zu verglühen beginnen.

Laut internationalen Bestimmungen beginnt der Weltraum ab einer Höhe von 80 km. Dort befinden sich 99,999 % der Luftmoleküle.

Es ist wichtig zu beachten, dass 0,999 % einen entscheidenden Unterschied machen, da sich 99 % der Luft unterhalb von 31 km Höhe befinden. Die meisten Wetterphänomene, die unsere Atmosphäre beeinflussen, treten in der sogenannten Troposphäre auf, deren Dicke zwischen 8 km an den Polen und 18 km am Äquator variiert.

Für Astronauten ist die Grenze zu den dichteren Atmosphärenschichten (in etwa 110 km Höhe) eine sehr reale Gefahr. Denn ist der Anstellwinkel zu groß, besteht für ein zur Erde zurückkehrendes Raumschiff die Gefahr, an diesen Schichten abzuprallen, wie ein Kieselstein auf dem Wasser, und wieder ins All abzutreiben.
Das Problem trat 1970 während der Rückkehr der Apollo-13-Mission dramatisch zutage, deren Navigationssysteme vollständig ausgefallen waren. Die Kapsel navigierte „nach Sicht“ bei einer Geschwindigkeit von 40.000 km/h und konnte sich so korrekt orientieren und eine Katastrophe verhindern.

Die Atmosphäre speichert die von der Erde abgegebene Wärme, die ihrerseits von der Sonne erwärmt wird. Sie funktioniert wie ein Gewächshaus: Das Glas lässt Sonnenlicht ins Innere dringen, verhindert aber, dass die Wärme entweicht.

Dieser natürliche Treibhauseffekt ist ein Segen. Ohne ihn läge die Oberflächentemperatur der Erde bei -22 °C. Doch menschliche Aktivitäten verstärken diesen Effekt und bergen die Gefahr einer Überhitzung des Planeten. Seit einigen Jahren wird der Begriff „Treibhauseffekt“ direkt mit der Angst vor einer verheerenden globalen Erwärmung in Verbindung gebracht.

Dabei wird jedoch übersehen, dass der Treibhauseffekt einer der Mechanismen ist, der es der Erdatmosphäre ermöglicht hat, eine globale Temperatur von 15 °C aufrechtzuerhalten und unseren Planeten somit lebensfreundlich zu gestalten.

Fortsetzung folgt…