Kohlendioxid und der Treibhauseffekt
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Grundlagen zum Thema Kohlendioxid und der Treibhauseffekt
Nach dem Schauen dieses Videos wirst du wissen, wie der Treibhauseffekt funktioniert.
Transkript Kohlendioxid und der Treibhauseffekt
Kohlendioxid ist ein ungiftiges Gas. Es wird in unserem Körper und in der Natur bei der Verbrennung von Kohlenstoffen gebildet. Diese sind in allen organischen Materialien enthalten. Kohlendioxid oder einfach CO2 ist ein sogenanntes Treibhausgas. Es ruft den Treibhauseffekt hervor und bestimmt somit das Klima auf unserer Erde. Erst dadurch wird das Leben, wie wir es kennen, möglich. Aus dem Segen kann aber schnell ein Fluch werden, wenn die Treibhausgase durch Menschenhand vermehrt werden. Das verstärkt den Treibhauseffekt und erwärmt die Erde. Der daraus resultierende Klimawandel ist das große Problem unseres Jahrhunderts. CO2 ist nur eines von vielen Treibhausgasen. Aber es ist das entscheidende, da die Menschen seine Konzentration in der Luft beeinflussen und damit das Klima. Aber was ist der Treibhauseffekt eigentlich? Um ihn zu verstehen, muss man wissen, dass die Sonne die Erde mit Energie bestrahlt. Die Erde muss so warm sein, dass sie genau diese Energie wieder abstrahlt. Bestünde die Atmosphäre nur aus Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf, hätte die Erde eine Durchschnittstemperatur von minus 18 Grad Celsius. Hier kommt nun der Treibhauseffekt ins Spiel. Die Treibhausgase fangen, ähnlich wie die Glasscheiben eines Treibhauses, die Strahlung der Sonne ein und erwärmen damit die Erde. So bestimmt die Konzentration der Treibhausgase die Temperatur auf der Erde. Alleine die Treibhausgase, die ohne menschlichen Einfluss in der Atmosphäre sind, erhöhen die Durchschnittstemperatur der Erde auf 13,5 Grad Celsius. Der menschengemachte Treibhauseffekt wird auch als „Anthropogener Treibhauseffekt“ bezeichnet. Er wird vor allem durch das von Menschen verursachte CO2 in der Luft ausgelöst. Und woher kommt dieses zusätzliche CO2? In der Erde lagern 6500 Gigatonnen Kohlenstoffe in Öl, Kohle und Gas. Wir befördern jährlich vor allem mit unseren Fabriken, Kraftwerken und Autos sieben Gigatonnen Kohlenstoffe in die Luft, die sich durch Verbrennung mit Sauerstoff zu Kohlendioxid verbinden. Während langfristig drei Viertel des Kohlendioxids wieder in der Biomasse und den Meeren gespeichert werden, lagert sich ein Viertel in der Erdatmosphäre ab und erhöht dort dauerhaft die Treibhausgaskonzentration. Wie hat sich in den letzten tausend Jahren die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre entwickelt? Über mehrere Jahrhunderte betrug sie um 280 ppm, das sind 280 CO2-Moleküle auf eine Million Moleküle in der Luft. Seit Beginn der Industrialisierung stieg dieser Wert nun aber auf 380 ppm. Eine solch hohe Konzentration hat es in den letzten 800000 Jahren nicht gegeben. Die Veränderung in der Kohlendioxidkonzentration wirkt sich auch auf die durchschnittliche Temperatur unserer Erde aus. Diese hat sich seit Beginn der Industrialisierung bereits um ein Grad Celsius erhöht. Ändern wir an unserem Verhalten nichts, so wird bis zum Jahr 2100 ein Temperaturanstieg von 3,5 bis 6,1 Grad Celsius gegenüber vorindustrieller Zeit auf über 17 Grad vorhergesagt. Was sind die Konsequenzen, mit denen wir rechnen müssen? Die Folgen dieses Anstiegs kann man bereits heute sehen. Das Eis des Nordpols schmilzt. Aber auch in den Alpen sehen wir Veränderungen. Die Gletscher werden immer kleiner. Küstennahen Gebieten droht durch den Anstieg des Meeresspiegels die Überflutung, Inseln sogar der Untergang. Schwere Stürme werden häufiger auftreten, überall auf der Welt. Dramatische Ernteausfälle drohen, vor allem in Afrika. Das Hungerproblem wird größer. Armut wird in vielen Ländern zunehmen. Die Folge sind soziale Konflikte und gewalttätige Auseinandersetzungen.
Kohlendioxid und der Treibhauseffekt Übung
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Definiere den Begriff Kohlendioxid.
TippsWeitere Darstellungsmöglichkeiten für Kohlendioxid können sein: a) Kohlenstoffdioxid und b) CO₂.
Weitere Definitionsmerkmale für Kohlendioxid sind: a) ungiftiges Gas und b) oft ein Nebenprodukt.
LösungKohlendioxid CO₂ kommt in der Natur also häufig vor.
- Zum einen entsteht Kohlendioxid durch unsere Atmung und zum anderen als Abfallstoff bei der Verbrennung von Kohlenstoffen.
- Es kann auch beim Zerfall organischer Materialien und als Gas bei Vulkanausbrüchen vorkommen.
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Beschreibe den Ablauf des natürlichen Treibhauseffekts.
TippsBeginne mit dem Satz „Die Sonne sendet...".
Treffen die langwelligen Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche, werden sie als kurzwellige Strahlen zurückreflektiert.
Eine zweite Reflexion erfolgt dann an der Treibhausschicht oben in der Atmosphäre.
LösungDer natürliche Treibhauseffekt ist ziemlich effektiv von der Erde angelegt:
- Sonnenstrahlen treffen auf die Erde, werden reflektiert und dann an der Treibhausschicht erneut an die Erdoberfläche zurückgestrahlt.
- Würde die Atmosphäre nur aus Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf und keinen Treibhausgasen bestehen, dann würde diese Rückstrahlung auf die Erde nicht erfolgen.
- Die mittlere Temperatur auf der Erde läge dann bei -18 °C.
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Untersuche die Konzentration von Kohlendioxid in der Luft.
TippsVerbrennt man Kohlenstoff (C), reagiert dieser mit Sauerstoff (O₂) zu Kohlendioxid (CO₂).
Menschen erzeugen Kohlendioxid durch die Nutzung von Autos und Flugzeugen sowie durch den Ausstoß bei Fabriken.
Die Konzentration von Kohlendioxid hat sich in den letzten 150 Jahren stark erhöht, von 280 ppm auf über 400 ppm.
LösungJetzt weißt du schon ziemlich viel über das Treibhausgas Kohlendioxid.
- Es entsteht unter anderem bei der Verbrennung von Kohlenstoff.
- C + O₂ = CO₂ ist die chemische Entstehungsformel, die zeigt, dass Kohlenstoff mit Sauerstoff zu Kohlendioxid reagiert.
- ppm ist eine Maßeinheit und steht für „parts p*er **million".
- Dies zeigt an, wie viele CO₂-Moleküle auf eine Million Moleküle kommen.
- Vor der Erbauung von Fabriken lag der Wert bei ca. 280 ppm und heute liegt die Konzentration bei über 400 ppm.
- Pro eine Million Moleküle schweben also 400 CO₂-Moleküle durch die Luft.
- ABER bedenke, dass sich dieser Wert in den letzten 150 Jahren um die Hälfte erhöht hat.
- Diese Erhöhung ist eben kein natürlicher Vorgang, sondern alleine durch die Menschen verursacht.
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Stelle den Treibhauseffekt und die globale Erwärmung gegenüber.
TippsAnthropogen bedeutet menschengemacht. Der anthropogene Treibhauseffekt beschreibt also menschliche Maßnahmen, die zur Erhöhung des Kohlendioxid-Gehalts führen.
Die Reflexion der Strahlen an der Treibhausgasschicht schickt die Wärmestrahlen wieder zurück auf die Erde, die sich dadurch weiter erwärmt.
Wird durch ein Anstieg der Kohlendioxid-Gase mehr Wärme auf die Erde zurückgestrahlt, könnte die mittlere Erdtemperatur im Jahr 2100 bei 17 bis 19 °C liegen.
LösungDie Erhöhung der Kohlendioxid-Konzentration kann enorme Folgen für die gesamte Menschheit haben.
Wichtig ist zu erkennen, dass auf der Erde vieles miteinander zusammenhängt. Ein Beispiel:
- Erwärmt sich die Erde, schmelzen die Eisgebiete an den Polen.
- Dies verändert das Leben für die dort ansässige Tierwelt drastisch.
- Auch verändert sich dadurch der Salzgehalt im Meer, was zu globalen Änderungen der Meeresströmungen führen kann.
- Der Meeresspiegel steigt und Küstenregionen sind durch Überflutung gefährdet.
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Skizziere den natürlichen und den anthropogenen Treibhauseffekt.
TippsDer natürliche Treibhauseffekt ist grundlegend für unser Leben und führt zu einem lebenswichtigen Gleichgewicht.
Anthropogen bedeutet von den Menschen gemacht.
Lösung$\rightarrow$ Der natürliche Treibhauseffekt ist für das Überleben auf der Erde grundlegend. Dadurch wird die Durchschnittstemperatur auf der Erde auf 13,5 °C erhöht.
$\rightarrow$ Leider haben sich die Treibhausgase durch menschliche Aktivitäten stark vermehrt. Dies nennt man den anthropogenen Treibhauseffekt.
Da der natürliche Effekt ein optimales Gleichgewicht darstellt, führt jede Veränderung daran zu drastischen Folgen.
- Eine sehr wahrscheinliche Folge ist die globale Erderwärmung.
- Davon hast du sicher schon gehört. In den nächsten Aufgaben kannst du dies weiter untersuchen.
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Deute die Folgen des anthropogenen Treibhauseffektes.
TippsAchtung: Ein Begriff ist zu viel.
Eine höhere Kohlendioxid-Konzentration hat verschiedene Folgen, wie z. B. Eisschmelze, Meeresspiegelanstieg und Überflutungen.
Schmelzen Eisschichten, gelangt ein größerer Anteil Süßwasser in die Ozeane. Dadurch ändert sich der Salzgehalt der Meere, der wiederum Einfluss auf die Meeresströmungen hat.
LösungDiese weitreichenden Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts müssen möglichst allen Bewohner/-innen der Erde bekannt sein. Nur so kann ein Umdenken und das Umsetzen von Veränderungen erfolgen.
- Übrigens ist Kohlendioxid nicht das einzige Treibhausgas. Es gibt noch weitere. Ein bekanntes Treibhausgas ist Methan.
- Auch Methan kann den Treibhauseffekt maßgeblich verändern.
- Große Methan-Mengen werden zum einen bei der Massentierhaltung von Rindern sowie beim Auftauen von Permafrostböden in der Tundra freigesetzt.
- Die Energieerzeugung muss auf alternative Energien, wie Sonne, Wind und Wasser, umgestellt werden.
- Verkehrsabgase müssen stark reduziert werden.
- Menschen müssen ihr Konsumverhalten ändern. Das heißt in erster Linie weniger konsumieren.
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