Der Treibhauseffekt

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A2 Geben Sie an, wie hoch Sie den Anteil von Kohlenstoffdioxid an der gesamten Atmosphäre schätzen (in %).

Ein höherer Anteil an infrarotaktiven Gasen in der Atmosphäre führt in der Regel zu höheren Durchschnitts-temperaturen in der Atmosphäre. Doch warum ist das schlecht?

A3 Bearbeiten Sie die folgenden Aufgaben.

A1 Notieren Sie mögliche Probleme und Gefahren steigender Durchschnittstem-peraturen, die Ihnen bereits bekannt sind.

Menge der atmosphärischen Gase

Treibhauspotential der Gase

A4 Der Inselstaat Tuvalu im Südpazifik ist in vielerlei Hinsicht vom anthropogenen Treibhauseffekt betroffen.

Recherchieren Sie Informationen zu den folgenden Fragen und erklären Sie den Zusammenhang zum Treibhauseffekt.

Radial orange

Inhaltsverzeichnis <a href="bookcreator://page/8jQN8bDaRUiK4hAZ4H218w/left">1. Hinweise zur Verwendung</a> <a href="bookcreator://page/lEYMuwdhTqq2Sv7BK6nM4Q/left">2. Treibhauseffekt, Klimawandel und co.</a> <a href="bookcreator://page/DM95olSxSVGoBvdUWWkq3A/left">3. Modellexperiment Treibhauseffekt</a> <a href="bookcreator://page/We7UIGkAQtax8HZZdOK0VQ/left">4. Auswertung des Experiments</a> <a href="bookcreator://page/-UzUG_haQcC2A8JmOI6e3w/left">5. Probleme und Gefahren</a> <a href="bookcreator://page/olOXmSzjQ7C4CKD1i4Hi6g/left">6. Lösungsansätze</a>

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Die Sonne sendet ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung aus, dessen größter Bestandteil sichtbares Licht ist. Relevant für die Betrachtung im Sinne des Treibhauseffekts ist das sichtbare Licht. Dieses wird zum Teil durch Aerosole und Wolken reflektiert, zum größten Teil trifft es jedoch auf die Erdoberfläche, wo es überwiegend absorbiert wird. Dort kann es in Wärme und insbesondere Wärmestrahlung (auch infrarote Strahlung genannt) umgewandelt werden. Diese Infrarotstrahlung kann nicht wie die sichtbare Strahlung die Atmosphäre passieren, sondern wird dort von sogenannten Treibhausgasen absorbiert

und in Form von Wärme (Molekül-schwingungen) gespeichert. Das folgende Video des Umweltbundes-amtes zeigt die Prozesse und vertieft diese etwas.

UBA-Erklärfilm: Treibhausgase und Treibhauseffekt

Verschiedene Treibhausgase besitzen unterschiedliche Effektstärken hin-sichtlich des Treibhauseffekts, was über das sogenannte Global Warming Potential (GWP) angegeben wird.

Material <a href="https://chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/fileadmin/Chemie/chemiedidaktik/images/mitarbeiter/Nuno/Infusionsbeutel.JPG">Infusionsbeutel (vorbereitet)</a>, <a href="https://chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/fileadmin/Chemie/chemiedidaktik/images/mitarbeiter/Nuno/Luer-Lock.JPG">Luer-Lock-Einwege-Hahn</a>, Temperatursensor, LED-Taschenlampen, Spritzen, Stativmaterial, Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Raumluft, ggf. weitere zu untersuchende Gase Skizze

Durchführung Der Infusionsbeutel wird mit 200 mL des zu untersuchenden Gases (Kohlenstoff-dioxid, Raumluft, Stickstoff) befüllt. Nun werden die Lichtquellen am Stativ so fixiert, dass sie im rechten Winkel auf den Infusionsbeutel strahlen (vgl. Skizze), damit Reflexionserscheinungen an der Kunststoffoberfläche reduziert werden. Dieser Aufbau wird für 20 Min bestrahlt. Es werden Temperatur-Zeit-Kurven gegeneinander aufgetragen und verglichen.

Hinweis In der Wartezeit können Sie mit dem <a href="bookcreator://page/-UzUG_haQcC2A8JmOI6e3w/left">Abschnitt Probleme und Gefahren</a> fort-fahren.

Beobachtung Temperaturveränderung bei Luft: Temperaturveränderung bei Kohlenstoffdioxid: Temperaturveränderung bei weiteren Gasen:

Auswertungshilfen &amp; -fragen a) Beschreiben Sie den Weg der Strahlung. b) Erklären Sie, was mit dem (sichtbaren) Licht passiert, wenn es auf die Pappe trifft. c) Begründen Sie die unterschied-lichen Temperaturanstiege in den Gasproben. d)* Begründen Sie unter Zuhilfenahme der GWP-Werte der verwendeten Gase die beobachteten Temperaturunter-schiede.

b) Erklären Sie die nebenstehende Abbildung unter Verwendung der fol-genden Fachbegriffe: Absorp-tion, infrarote Strahlung, Emission, sichtbares Licht, Atmosphäre, Treibhausgase

A6 Folgen Sie einem Link und lesen Sie sich die Darstellungen dieser Organisationen bzw. Personen durch. Notieren Sie Argumente für eine nachfolgende Diskussion. a) <a href="https://www.greenpeace.de/klimaschutz/energiewende/kohleausstieg/mogelpackung-ccs?BannerID=0322000015001483">Greenpeace</a> b) <a href="https://www.faz.net/aktuell/wissen/erde-klima/ccs-technologie-in-deutschland-eine-forschungspause-die-dem-klima-nicht-hilft-17408711.html">Geologe Niels ­Hovius</a> c) <a href="https://www.aramco.com/en/sustainability/climate-change/managing-our-footprint/carbon-capture-utilization-and-storage?utm_source=googleads&amp;utm_medium=ppc&amp;utm_campaign=GO_DE_EN_CCUS_PH">Aramco</a>

Treibhauseffekt, Klimawandel und co.

herein zu lassen, aber Wärme nicht heraus. Das funktioniert bekanntermaßen

Folgen Sie dem Link auf <a href="http://menti.com">menti.com</a> und geben den Zahlencode ein, der Ihnen präsentiert wird. Das Ergebnis können Sie später über den Link im Kasten unterhalb des Textes einsehen.

durch lichtdurchlässiges Glas. Während sichtbares Licht das Glas passieren kann, wird die warme Luft "eingefangen". Natürlich finden dennoch Wärme-austauschprozesse statt und ein Gewächshaus ist nie völlig luftdicht. Die Analogie findet hier schnell ihre Grenze.

Treibhauseffekt im Gewächshaus. Gelbe Pfeile stehen für sichtbares Licht und rote Pfeile für Wärme(-strahlung).

Ergebnis der Umfrage

Haben Sie sich schon einmal Gedanken dazu gemacht, warum es Treibhauseffekt heißt? Ein Treibhaus bezeichnen wir heute meist als Gewächshaus. Die Idee eines Treibhauses ist es, Sonnenlicht

Für eine erste einfache Analogiebildung und Veranschaulichung genügt das Bild. Der Übergang zu den planetaren Prozessen folgt auf der nächsten Seite.

Weitere Auswertungsaufgaben a) Ordnen Sie den Komponenten des Versuchsaufbaus ihre Entsprechung in der Realität zu: Atmosphäre, Sonne, Erdboden

A4 Um den Klimawandel zu stoppen, gibt es eine Vielzahl von Handlungsstrategien. Wir fokussieren uns zunächst auf das Konzept Carbon Capture and Storage. Recherchieren Sie zunächst die grundlegenden Informationen zu dem Konzept und halten Sie die wichtigsten Aspekte stichpunktartig fest.

A5 Folgen Sie dem <a href="https://www.faz.net/aktuell/wissen/erde-klima/dauerhafte-co-speicherung-auf-island-verwandlung-im-untergrund-16715109.html">Link</a> und lesen den Artikel einer bekannten Zeitung. Geben Sie an, welche chemischen Sachverhalte in dem Text dargestellt werden.

d) Erweitern Sie die Concept Map auf Basis der unten abgebildeten Vorlage mit den erhaltenen Ergebnissen.

a) Wie wirkt sich der globale Klimawandel auf die Natur in Tuvalu aus? b) Welche Folgen hat die globale Erderwärmung für die Menschen dort? c) Was machen die Politiker*Innen Tuvalus, um den Menschen dort zu helfen?

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