War das Klima schon immer so?

Nein – das Klima hat sich schon immer mal wieder geändert – aber anders. Darüber haben schon vor mehr als 200 Jahren Menschen nachgedacht.Diesen Gedanken wollen wir hier kurz folgen.

Die Erde und die anderen Planeten des Sonnensystems bewegen sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne, die Monde auf diese Weise um ihre Planeten. Eine Ellipse hat zwei besondere Punkte, die Brennpunkte. In einem dieser Brennpunkte befindet sich die Sonne oder für die Monde ein Planet. Beschrieben wird dies durch die Keppler’schen Gesetze.

Die Sonne sendet elektromagnetische Strahlung aus. Ein Teil dieser Strahlung ist das sichtbare Licht, ein Teil ist Wärmestrahlung. Die Sonneneinstrahlung wärmt die Erde auf wie ein Heizkörper das Wohnzimmer oder ein Kaminfeuer einen davor stehenden Sessel. Der Sessel wird aber nicht immer heißer, sondern kühlt sich auch ständig in die Umgebung ab. Dabei wird irgendwann eine Gleichgewichtstemperatur erreicht. Diese hängt vom Abstand zwischen Kaminfeuer und Sessel und von der Größe des Feuers ab. Eine heiße Tasse Tee kühlt auch ab, indem sie in die Umgebung Wärmeenergie in Form elektromagnetischer Strahlung abstrahlt. Die Wärmestrahlung können wir nicht sehen. Das Gleichgewicht ist erreicht, wenn genau so viel Strahlungsenergie ankommt, wie abgegeben wird. In ähnlicher Weise gibt es ein Gleichgewicht zwischen Erde und Sonne. Wenn die Sonnentemperatur sich nicht ändert und der Abstand zwischen Erde und Sonne gleich bleibt, gibt es eine bestimmte Temperatur auf der Erde, bei der die Erde im Temperaturgleichgewicht mit der Sonne ist. Das entspricht unserer alltäglichen Erfahrung vor einer Heizung oder einem Kaminfeuer.

Vor etwa 150 Jahren wurde das physikalische Gesetz gefunden, mit dem das Strahlungsgleichgewicht zwischen zwei Körpern berechnet werden konnte. Das Gesetz ist nach den Physikern Josef Stefan und Ludwig Boltzmann benannt (Stefan-Boltzmann-Gesetz).

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