Archiv der Kategorie: Umweltschutz

Was ist der Treibhauseffekt und wie beeinflusst er unsere Erde?

Zu Zeiten eines amerikanischen Präsidenten, der den vom Menschen verursachten Klimawandel dementiert wird wieder viel über den so genannten Treibhauseffekt diskutiert. Doch was genau ist eigentlich dieser Treibhauseffekt und was bewirkt er?

Zuerst sollte man dazu sagen, dass der Treibhauseffekt nichts grundsätzlich schlechtes ist. Im Gegenteil: Ohne den Treibhauseffekt wäre ein Leben auf der Erde undenkbar.

Aber nun dazu, was dieser Effekt überhaupt ist. Die Atmosphäre, die unsere Erde umschließt besteht aus vielen verschiedenen Gasen. In Bodennähe ist das Hauptsächlich Stickstoff (ca. 78%), Sauerstoff (ca. 21%) und das Edelgas Argon (ca. 1%). Dazu kommen sehr geringe Anteile von Kohlendioxid (ca. 0,04%), Methan und Ozon. Natürlich gibt es noch viele andere Gase, die in Spuren in unserer Atmosphäre vorhanden sind, die Anteile sind allerdings verschwindend gering. Zusätzlich zu den Gasen befindet sich aber auch noch Wasserdampf in der Atmosphäre. Dieser entsteht durch Verdunstung in Meeren, Seen und Flüssen. Die für den Treibhauseffekt ausschlaggebenden Anteile sind genau dieser Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und Ozon, wobei der Wasserdampf den größten Anteil trägt. Diese Gase haben nämlich die Eigenschaft, das sie für kurzwellige Strahlung, also Strahlung mit einer geringen Wellenlänge, durchlässig sind. Langwellige Strahlung wird von ihnen hingegen absorbiert. Doch was hat das jetzt mit dem Treibhauseffekt zu tun?

Die Strahlung, die von der Sonne bei uns ankommt liegt zum größten Teil im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (ca. 400-800 Nanometer). Diese recht kurzwellige Strahlung kann mehr oder weniger ungehindert durch die Atmosphäre auf die Erdoberfläche gelangen. Durch das Auftreffen dieser Strahlung erwärmt sich die Erdoberfläche. Die Erde kann dann wiederum Strahlung in Richtung Weltall abgeben. Da die Wellenlänge der abgegebenen Strahlung von der Temperatur des „Strahlers“ abhängt und die Erde ja deutlich kälter ist als die Sonne, entsteht hier eine andere Strahlung. Nämlich sehr langwellige Infrarotstrahlung (ca. 10.000 Nanometer). Für eine Strahlung dieser Wellenlänge sind die oben genannten Treibhausgase nur sehr bedingt durchlässig. Die Strahlung wird von ihnen absorbiert und bleibt damit in der Atmosphäre der Erde. Durch diese Mechanismen stellt sich auf der Erde eine Gleichgewichtstemperatur ein.

Ohne den Treibhauseffekt wäre es deutlich kälter auf der Erde, da die ganze Wärme der Sonne von der Erde wieder an das Weltall abgegeben würde. Leben auf der Erde wäre dann kaum vorstellbar. Allerdings nimmt die Konzentration der Treibhausgase in unserer Atmosphäre vor allem durch den vom Menschen verursachten Ausstoß von Kohlendioxid zu. Durch diesen Anstieg der Konzentration sinkt der Anteil der Strahlung, die von der Erde wieder an das Weltall abgegeben werden kann. Dadurch steigt folglich auch die (Gleichgewichts-) Temperatur auf der Erde. Diesen Effekt des zusätzlichen Treibhauseffektes nennt man auch „anthropogener Treibhauseffekt„, also vom Mensch hervorgerufen.

Wenn jetzt demnächst mal wieder über den Treibhauseffekt diskutiert wird, weißt du um was es genau geht und dass dieser Effekt nicht grundsätzlich schlecht ist.

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Warum streut man im Winter Salz?

Jeder weiß, dass Streusalz dazu führt, dass Eis und Schnee auf der Straße oder dem Gehweg schmelzen. Doch warum ist das so? Was macht das Salz mit dem Eis, damit es taut?

Zuerst muss man wissen, dass flüssiges Wasser und festes Eis, also die beiden Aggregatzustände von Wasser (H2O), immer in einem, von der Temperatur abhängigen, Gleichgewicht vorliegen. Das heißt, dass sich selbst bei Minusgraden auf dem Eis ein leichter Film aus flüssigem Wasser befindet. Wenn man nun Kochsalz (NaCl – Natriumchlorid) auf das Eis streut, will sich das Salz in dem Wasser lösen. Das tut es auch und entzieht dem Eis somit seinen Wasserfilm. Das Streben nach dem genannten Gleichgewicht sorgt dafür, dass ein Teil des Eises schmilzt und einen neuen Wasserfilm bildet. Jetzt kann sich noch mehr Salz im Wasser lösen. Das Ganze geht so lange, bis das komplette Eis geschmolzen ist, vorausgesetzt man hat entsprechend viel Salz gestreut.

Wie kommt es aber, dass das jetzt vorhandene, flüssige Wasser mit dem Salz nicht einfach wieder gefriert? Die Temperatur liegt ja schließlich immer noch unter 0°C.

Hierfür ist die Gefrierpunkt absenkende Wirkung des Salzes verantwortlich. Eine Lösung von Salz in Wasser besitzt einen niedrigeren Gefrierpunkt als reines Wasser. So kann es also sein, dass die flüssige Kochsalzlösung bei -10°C immer noch nicht gefriert. Der Gefrierpunkt einer gesättigten Kochsalzlösung (gesättigt bedeutet, dass die maximale Menge an NaCl im Wasser gelöst ist) liegt bei etwa -21°C. Unterhalb dieser Temperatur würde also das Salzstreuen nicht mehr zum Auflösen des Eises führen und hätte nur noch eine ähnliche „Antirutschwirkung“ wie Sand oder Streugut.

Man sollte aber immer im Hinterkopf behalten, dass Salz bzw. NaCl- Lösungen in größeren Mengen schädlich für die Umwelt sind. Außerdem trägt es zur Korrosion von Asphalt und Metallen, beispielsweiße an Brücken oder Autos, bei. Aus diesem Grund wird immer häufiger auf den Einsatz von Kochsalz im Winterdienst verzichtet.

Was kostet eigentlich der Strom für meine Lichterkette?

Alle schmücken gerade wieder ihren Weihnachtsbaum oder dekorieren Balkon und Garten mit sämtlichen Lichterketten. Man hört oft, dass die Lichterketten ja so viel Strom verbrauchen.

Aber wie viel Strom ist das denn wirklich? Und was kostet mich das dann?

Natürlich hängt das von der Art, der Länge und der Größe der Birnen einer Lichterkette ab. Ich werde versuchen hier mal einen allgemeinen Überblick zu verschaffen was die entsprechende Kette an Strom kostet.

Normale nicht-LED Lichterkette:

Angenommen die Kette besteht aus 100 Lämpchen. Jedes dieser Lämpchen weist eine Leistung von 0,3 Watt auf (dieser Wert kann natürlich stark variieren). Die Gesamte Kette hat also eine Leistung von 30 Watt. Sagen wir mal die Kette brennt im Dezember, Januar und Februar jeden Tag von 16:00 bis 22:00 Uhr, also 6 Stunden. Die gesamte Brenndauer beträgt dann

(31+31+28) Tage  x  6 Stunden  =  540 Stunden

Die Leistung der Kette bleibt ja konstant bei 30 Watt, das heißt die in der gesamten Zeit verbrauchte Energie ergibt sich zu

540 Stunden  x  30 Watt  =  16200 Wattstunden (Wh)

Die Abrechnung des Stroms erfolgt immer in Kilowattstunden (kWh). Eine kWh entspricht 1000 Wh. D.h. der Energieverbrauch liegt bei 16,2 kWh.

Natürlich variiert auch der Preis für eine kWh. Um einfacher rechnen zu können nehme ich mal eine Preis von 30Cent/kWh an, was dem tatsächlichen Wert im Moment sehr nahe kommt. Die Gesamtkosten für den Betrieb der Kette errechnen sich also wie folgt:

16,2 kWh  x  30 Cent/kWh  =  486 Cent  =  4,86€

Normale LED-Lichterkette:

LED-Lichterketten sind deutlich sparsamer als die Ketten mit herkömmlichen Lämpchen. Die LED Technik verbraucht in etwa nur ein Zehntel an Strom im Vergleich zu Glühlampen. Folglich hat ein einzelnes LED-Lämpchen etwa eine Leistung von 0,03 Watt.

Der Gesamtenergieverbrauch einer vergleichbaren Lichterkette wäre somit auch um den Faktor 10 kleiner bei ca. 1,62 kWh. Die Kosten liegen damit bei nur knapp 50 Cent.

Für den Dauerbetrieb einer großen Anzahl an Lichterketten lohnt sich also durchaus der Umstieg auf LED Lichterketten, auch wenn diese noch etwas teurer in der Anschaffung sind.

Die Betriebskosten einer LED-Lichterkette sind also tatsächlich nicht mehr sehr hoch. Trotzdem sollte man die Ketten nur zu sinnvollen Zeiten brennen lassen und gegebenenfalls eine Zeitschaltuhr verwenden um unnötigen Stromverbrauch zu vermeiden.

Wer den genauen Stromverbrauch und die damit verbundenen Kosten seiner Lichterkette berechnen möchte, schaut am besten mal auf die Verpackung. Hier sollte eine Watt Angabe für die gesamte Kette stehen. Diese dann mit der ungefähren Brenndauer multiplizieren. Den hierbei erhaltenen Energiebedarf dann noch mit dem in der Stromrechnung aufgeführten Preis für eine kWh multiplizieren (auf Einheitenumrechnung von Wh auf kWh achten) und man erhält die Kosten für den Betrieb der Lichterkette.

Die Ozonschicht – Wie kann sie uns schützen?

Die Ozonschicht – Jeder hat schon einmal davon gehört und  auch oft, dass sie gut für uns ist bzw. ein Ozonloch sich negativ für uns auswirkt. Doch was ist Ozon überhaupt und was bewirkt es, dass seine Abwesenheit so gefährlich für uns sein kann?

Ozon ist erst einmal ein Molekül aus drei Sauerstoff Atomen (O3). Der normale Sauerstoff, den wir zum atmen brauch besteht nur aus zwei Atomen (O2). Grundsätzlich ist Ozon eher gesundheitsgefährdend. Es reizt Augen und Atemwege und ist somit in höheren Konzentrationen zu vermeiden. Die Ozonschicht, von der oft die Rede ist und in der eine erhöhte Ozonkonzentration vorliegt, befindet sich allerdings in etwa 15- 25 km Höhe, so dass sie für uns keine gesundheitlichen Schäden hervorrufen kann.

Viele haben vielleicht schon einmal gehört, dass das Ozon uns vor gefährlicher UV- Strahlung schützt. Das stimmt, denn Ozon wird gebildet, indem ein „normales“ Sauerstoffmolekül (O2) durch energiereiche ultraviolette Strahlung (UV) gespaltet wird. Es entstehen also zwei einzelne Sauerstoffatome (O). Jedes dieser beiden O- Atome kann sich nun an ein anderes O2– Molekül anheften. Ein Ozon- Molekül entsteht (O3). Genauso kann es aber auch sein, dass die UV- Strahlung auf ein Ozon- Molekül trifft. Auch hier wird ein einzelnes Sauerstoffatom ab gespaltet und es entsteht ein O- Atom und ein O2– Molekül . Das frei gewordene Sauerstoffatom verbindet sich wieder mit einem anderen Sauerstoffmolekül (O2) zu einem Ozon- Molekül.

Ozon kann also durch UV- Strahlung zerstört, aber eben auch indirekt wieder gebildet werden. Die UV- Strahlung, die in der Ozonschicht zur Spaltung und Bildung von Ozon beiträgt, kann schon nicht mehr bis zu uns auf die Erde gelangen. Und auf diese Weise schützt uns das Ozon vor gesundheitsschädlicher und teilweise Krebserregender UV- Strahlung.

Natürlich gelangt immer noch ein Teil des UV- Lichts bis zu uns auf die Erdoberfläche und aus diesem Grund kann Ozon auch dort gebildet werden. Deswegen ist an Tagen mit sehr hoher Sonneneinstrahlung oft die Rede von hohen Ozon Werten. Das kann sich im Extremfall durch gereizte Augen bemerkbar machen. Im Normalfall merken wir aber nichts davon.

Das viel diskutierte Ozon- Loch befindet sich übrigens über der Antarktis, also dem Südpol. Ausläufer gelangen allerdings teilweise bis nach Australien oder Südamerika, wodurch die UV- Strahlung dort extrem hohe Werte erreichen kann.

Wissenschaftlern zufolge, konnte allerdings schon ein Rückgang des Ozonloches festgestellt werden. Das liegt vor allem daran, dass der Ausstoß Ozonschädigender Halogene (v.a. Fluor, Chlor, Brom) reduziert, und in bestimmten Bereichen sogar verboten wurde.