Page - 108 - in Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung

108 4 Ökosysteme, Landnutzung & Biodiversität Ein weiteres bedeutendes Spurengas ist der atmosphärische Wasserdampf, dessen Kon- zentration räumlich und zeitlich stark variieren kann. In den warmen, bodennahen Luftschichten der Tropen kann sie bis zu 4% erreichen, in den kalten Polarregionen beträgt sie nur einen Bruchteil eines Prozents (Ahrens 2001). Während die meisten atmosphärischen Gase unsichtbar sind, manifestieren sich die Kondensationsprodukte des Wasserdampfs in Form von Wolken. Die Zugbahnen der Wolken veranschau- lichen atmosphärische Bewegungen (Kraus 2004). Bei atmosphärischen Spurengasen unterscheidet man zwischen variablen und perma- nenten Gasen. CH4 und CO2 zählen zu den permanenten, global gut gemischten Treibhausgasen. Wasserdampf, O3 oder Stickoxide (NOx) sind raum-zeitlich variabel. Ihre Konzentration hängt maßgeblich von den atmosphärischen Bedingungen sowie vom Vorliegen natürlicher oder anthropogener Quellen oder Senken ab. Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmt auch ihren vertikalen Aufbau. Die Meteorologie und Klimatologie betrachtet zumeist den Bereich zwischen der Erdoberfläche und einer Höhe von ca. 11 km, die sogenannte Troposphäre. In dieser Atmosphärenschicht läuft das globale Wettergeschehen ab. Mit zunehmender Höhe sinkt die Temperatur in der Troposphäre stetig und erreicht ihr Minimum an der sogenannten Tropopause. Unter den dort herrschenden Bedingungen konden- siert der Wasserdampf fast vollständig. Dies erklärt die trockenen Bedingungen in der Stratosphäre, die über der Troposphäre anschließt. Aufgrund der Absorption von ultra- violetter Strahlung durch die Ozonschicht steigt die Temperatur in der Stratosphäre mit zunehmender Höhe an. Die seit den 1980er-Jahren beobachtete Ausbildung des antarktischen Ozonlochs, bedingt durch die anthropogene Emission von Fluorchlor- kohlenwasserstoffen (FCKWs), verdeutlicht anschaulich den Einfluss des Menschen auf die Zusammensetzung der Atmosphäre und zeigt, welch große Umweltverände- rungen durch geringe Mengen an Spurengasen ausgelöst werden können. 4.2.3 Strahlungs- und Energiehaushalt Physikalisch bedeutet der Ausstoß von Treibhausgasen durch menschliche Aktivität v.a. eine Veränderung der atmosphärischen Konzentration der Gase (sowie der Konzen- tration im ozeanischen Speicher) und somit eine Veränderung im Strahlungs- und Energiehaushalt (Wild et al. 2015). Welcher Anteil der einfallenden, direkten und diffusen (gestreuten) solaren Strahlung an der Erdoberfläche reflektiert wird, hängt maßgeblich von den Oberflächeneigenschaften ab. Der Reflexionsgrad einer Ober- fläche wird als „Albedo“ bezeichnet. Diese Größe wirkt klimadifferenzierend, d.h., Regionen mit unterschiedlicher Albedo erwärmen sich bei gleichem Strahlungsan- gebot unterschiedlich (Chmielewski et al. 1998). Erdoberfläche und Erdatmosphäre