Treibhauseffekt

Die Energiebilanz einer Atmosphaere ist dominiert durch das Gleichgewicht zwischen eingestrahlter und abgestrahlter Energie. Sind die beiden nicht im Gleichgewicht, so erwärmt sich die Atmosphäre (bei höherer Einstrahlung gegenüber der Abstahlung) oder kühlt sich ab (bei höherer Abstrahlung gegenüber der Einstrahlung). Die Temperatur in der Atmosphäre ergibt sich aus dem "Niveau" der Enerigen, das heisst, haben Einstrahlung und Abstrahlung hohe Werte, so liegt die Temperatur hoch, bei geringen Werten liegt sie tief.

Treibhausgase

Treibhausgase wie Kohlendioxid und Wasser (weit verbreitet, aber relativ ineffizient als Treibhausgas), Methan und Ozon (seltener, effizienter) oder gar (Fluor-)Chlorkohlenwasserstoffe (praktisch nur künstlich hergestellt, sehr effizient) behalten einen Teil der Energie, die eigentlich abgestrahlt worden wäre, zurück (sie absorbieren sie). Dadurch erhöht sich der Energieinhalt und damit letztlich die Temperatur der Atmosphäre. Durch Treibhausgase kann eine Atmosphäre bei gleicher Einstrahlung also eine höhere Temperatur erreichen.

Treibhäuser im Sonnensystem

Der Treibhauseffekt spielt vor allem auf den terrestrischen Planeten eine Rolle.

So erwärmt der natürliche Treibhauseffekt die Erde auf angenehme 15°C (ohne natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde bei -18°C!). Vom anthropogenen Treibhauseffekt, der vor allem über die Freisetzung von Kohlendioxid aus der Verbrennung von fossilen Rohstoffen wie Erdöl gespiesen wird, erwartet man, dass er die Durschnittstemperatur um weitere 4 bis 6° C erhöhen könnte.

Der Treibhauseffekt auf dem Mars ist aufgrund der dünnen Atmosphäre äusserst gering, obwohl diese praktisch nur aus Kohlendioxid besteht: maximal beträgt er dort 3°C.

Auf der Venus hingegen hat so etwas wie ein Supertreibhauseffekt (manchmal auch Runaway Greenhouse Effekt genannt) stattgefunden: Langsam verdampfende Ozeane einer frühen Venus verstärkten über das Treibhausgas Wasser(dampf) den Treibhauseffekt so lange, bis alle Ozeane verdampft waren. Danach wurde das Wasser in der Hochatmosphäre durch Ultraviolettes Licht in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten, der Wasserstoff entwich und der Sauerstoff verband sich mit den Oberflächengesteinen, färbte diese Rot (ein ähnlicher Effekt sorgte vermutlich für die rote Färbung des Mars). Heute besteht die Atmosphäre der Venus aus über 90% Kohlendioxid und hat an der Oberfläche den 90fachen Druck der Erdatmosphäre.

Auf dem Saturnmond Titan, dem einzigen Mond mit einer nennenswerten Atmosphäre, sorgt der Treibhauseffekt (verursacht hauptsächlich durch Methan und einige Stickstoffverbindungen) für eine Erwärmung um einige 10°C.