Experiment als - Der NachhaltigkeitsSchultag

Klimamodell des Treibhauseffektes
Die Folgen des Klimawandels zeigen sich in den unterschiedlichen Regionen
der Welt auf vielfache Weise, wodurch eine Vereinheitlichung aller
zugrundeliegenden Phänomene äußerst schwierig ist. Ursache dafür ist die
hohe Komplexität des Weltklimas, wodurch sämtliche Zusammenhänge erst
langsam verstanden werden.
Einigkeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft besteht seit Langem darin,
dass der steigende Anteil von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre zu
einem Anstieg der durchschnittlichen Erdtemperatur führt. Dabei ist ein
natürlicher Anteil der Treibhausgase (Bsp. Kohlenstoffdioxid und Methan)
immer in der Atmosphäre enthalten, jedoch führt die vom Menschen
vorangetriebene Industrialisierung zu einer deutlich höheren Konzentration
dieser Gase in der Erdatmosphäre, wodurch das Weltklima vom Menschen
verändert wird.
Dieses Phänomen wird als Treibhauseffekt bezeichnet und wird als
Hauptverursacher des Klimawandels betrachtet. In Abb. 1 ist die
Konzentration des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (CO2) und die
durchschnittliche Temperatur auf der Erde seit dem Jahr 1855 dargestellt.
Abb. 1: Zusammenhang der Veränderung der globalen Durchschnittstemperatur im Vergleich
zur Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre im Verlauf der letzten 160 Jahre
(aus Bericht IPCC).
Der Verlauf der Temperaturkurve wurde von seinem Entdecker als
„Eishockeyschläger-förmig“ bezeichnet. Die Ähnlichkeit des Verlaufes im
Vergleich zur globalen Durchschnittstemperatur wird als klares Indiz
betrachtet, dass der Anstieg von Treibhausgasen in der Atmosphäre einen
Anstieg der globalen Temperatur zur Folge haben und dadurch das
Weltklima verändert wird.
Der Versuch der Gesamtschule Aspe soll die globale Erwärmung der
Erde infolge der menschenverursachten Konzentrationssteigerung von
Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre modellhaft darstellen. Dabei
werden in zwei Aquarien Landschaftsmodelle mit Berg, Gletscher und
Meer aufgebaut. In dem einen Modell wird die Umgebungsluft als
Atmosphäre belassen, während in dem anderen Modell die Luft mit
Kohlenstoffdioxid verdrängt wird, um eine Atmosphäre mit gesteigerten
Treibhausgasen zu simulieren. Beide Modelle werden dann mit einem
Temperatursensor versehen, mit einer Glasplatte abgedeckt und mit
einer 150 W Infrarotwärmelampe (IR-Lampe) bestrahlt. Die IR-Lampe
soll im Experiment die Sonnenenergie simulieren, welche für die
natürliche
und
menschenverursachte
Erwärmung
der
Erde
verantwortlich ist. Dann wird die Temperaturveränderung über die Zeit
in beiden Systemen dokumentiert und Veränderung am Modellaufbau
beobachtet.
Zu erwarten ist ein deutlich schnellerer Temperaturanstieg des
Kohlenstoffdioxid befüllten Modells, infolge der höheren Absorption der
IR-Strahlung im Treibhausgas-reichen System. Dabei kann zusätzlich
ein schnelleres Schmelzen des als Gletschermodell installierten
Eisblocks beobachtet werden, welcher den an der Glaswand markierten
Meeresspiegel ansteigen lässt.
Damit zeigt das Modell über den Verlauf der Kongresszeit den
Treibhauseffekt und den Anstieg des Meeresspiegels infolge des
Schmelzen von Gletschern und Polkappen.