Strahlungsbilanz

Strahlungsbilanz bezeichnet das energetische Gleichgewicht eines Körpers oder planetaren Systems mit Blick auf Strahlung. Im Zusammenhang mit der Erde beschreibt sie den Ausgleich zwischen der von der Sonne kommenden Strahlung und der von der Erde abgegebenen Strahlung, wobei zusätzlich der Anteil der reflektierten Energie durch die Erdoberfläche und die Atmosphäre berücksichtigt wird. Die Bilanz wird durch kurzwelliges Sonnenlicht, Albedo und langwellige Infrarotstrahlung geprägt und ist der zentrale Treiber des Erdklimas.

Die Zufuhr erfolgt überwiegend durch die solare Kurzwelleneinstrahlung. Ein Teil davon wird durch die Erdoberfläche und die Atmosphäre reflektiert (Albedo). Der verbleibende Anteil wird absorbiert und erwärmt Oberflächen, Wasser und Luft. Die Abfuhr erfolgt durch die langwellige Infrarotstrahlung, die von Oberfläche und Atmosphäre ins All abgegeben wird. In globalem Mittel beträgt die zugeführte solarbedingte Energie rund 238 Watt pro Quadratmeter; die oberflächennahe Emission und die atmosphärische Absorption führen zu einer annähernd gleichen Ausstrahlung nach außen, sodass sich die Strahlungsbilanz im Gleichgewicht weitgehend ausgleicht. Der Treibhauseffekt sorgt dafür, dass die effektive Ausstrahlung der Erde nach oben geringer ist als die vom Planeten absorbierte Energie, wodurch Oberflächenwärme gehalten wird.

Wichtige Einflussfaktoren sind Wolken, Aerosole, Treibhausgase und die geographische Verteilung der Sonnenenergie. Änderungen in der Strahlungsbilanz durch natürliche Variabilität oder menschengemachte Treibhausgasemissionen führen zu Radiative-Forcing-Effekten, die das Gleichgewicht verschieben und langfristig das Klima beeinflussen. Messungen der Strahlungsbilanz erfolgen über Satelliten, bodennahe Strahlungsmessungen und Radiometrie, die zur Bewertung des globalen Klimasystems dienen.