2. Temperaturstrahlung

Der Treibhauseffekt    (2/4)

Wie viel Sonnenstrahlung absorbiert die Erde?

Von der Sonne aus betrachtet erscheint die Erde wie eine bestrahlte Scheibe. Mit dem Erdradius R_E = 6371 km ist die Fläche der Scheibe:

Eine vollkommen schwarze Erde würde die gesamte auftreffende Strahlung absorbieren. Die absorbierte Leistung wäre:

Die Erde als blauer Planet absorbiert nur einen Teil der auftreffenden Strahlung. Die Albedo beschreibt den Anteil der reflektierten Strahlung. Die Albedo der Erde hat den Wert A = 0,3. Das heißt, (1 - A) = 0,7 oder 70% der auftreffenden Strahlung werden absorbiert:

Wie strahlt die Erde in den Weltraum?

Die Erde wird nur zur Hälfte von der Sonne bestrahlt. Sie strahlt selbst jedoch mit ihrer gesamten Oberfläche. Dies ist zwar von vielen Faktoren wie der geografischen Breite, den Jahreszeiten, und dem regionalen Klima und Wetter abhängig. In unserem einfachen Modell soll es nicht um solche Details gehen. Wir interessieren uns für den Mittelwert der Temperatur der gesamten Erdoberfläche.

Die Ausstrahlung der Erdoberfläche ergibt sich wie im Fall der Sonne aus dem Produkt der Oberfläche mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz,

wobei T_rad,E die mittlere Strahlungstemperatur der Erdoberfläche ist. Nun geht es darum, diese Temperatur zu finden.