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Abb. 6.1 Weltenergieverbrauch
in den Jahren 1971, 2000 und
2010 sowie für das Jahr 2030
vorhergesagter Verbrauch an
Primärenergie in EJ ( linke Achse )
bzw. Megatonnen Öläquivalent
(Mtoe, rechte Achse ); 1 Mtoe
700
682
15000
600
D
41,868 PJ (Daten: IEA 2010 )
507
500
420
10000
400
300
5000
209
200
1970
1980
1990
2000
2010
2020
2030
Kalenderjahr
Die größte innere Energiequelle der Erde steht im Zu-
sammenhang mit dem Zerfall radiogener Isotope in den
Krustengesteinen der Erde. Die auf diese Weise innerhalb
eines Jahres erzeugte Wärme, 860 EJ (berechnet aus der
mittleren terrestrischen Wärmeproduktionsrate, siehe Ab-
schn. 6.2.1.2 ) , entspricht dem 1,7-fachen des weltweiten
Primärenergieverbrauchs im Jahr 2008 (IEA 2010 ; Abb. 6.1 ) .
Die Größe dieser enormen Energiequelle übersteigt den für
die Jahre 2000 bis 2030 vorhergesagten weltweiten jährli-
chen Energiebedarf. Könnte sie genutzt werden, so würde
allein sie bereits genügen, den weltweiten Bedarf an Primär-
energie im gesamten 21. Jahrhundert zu decken.
allerdings näher bei 1361Wm 2 . Bezogen auf ihren Quer-
schnitt von  . r E / 2 empfängt die Erde somit von der Sonne
eine Strahlungsleistung von P D S
r E / 2
PW, wo-
bei r E D 6371 km der bestangepasste Kugelradius für die
Erde ist. Eine Bilanz des globalen Strahlungshaushalts zeigt,
wie viel von dieser Einstrahlung die Erdoberfläche erreicht
(vgl. Peixóto & Oort 1984 ; Hantel 1997 ) : Entsprechend ei-
ner Albedo der Erde von 0,30 (Tab. 6.5 ) werden 30% dieses
Energieflusses, also 52,5 PW, unmittelbar durch die Atmo-
sphäre (25%) und Erdoberfläche (5%) reflektiert. Hierbei
bemisst die Albedo den Bruchteil des von nicht spiegelnden
Oberflächen diffus reflektierten Lichts. Von den verblei-
benden 122,5 PW (70%) werden 43,75 PW (25%) in der
Atmosphäre gestreut und absorbiert, bevor sie schließlich
als langwellige Strahlung ebenfalls zurückgestrahlt werden,
während 78,75 PW (45%) die Erdoberfläche erreichen und
in der Hydrosphäre und Lithosphäre absorbiert werden. In
der terrestrischen Wärmebilanz wirkt somit weniger als die
Hälfte der Gesamteinstrahlung der Sonne als äußere Quel-
le. Darüber hinaus wird der Großteil dieser Energie ohnehin
sofort als langwellige Strahlung zurückgestrahlt (siehe Ab-
schn. 6.2.2 ) .
Die mittlere Albedo der Erde ist 0,30, die von Vulkan-
asche und Schnee 0,2 bzw. 0,5-0,9 und die von Wald- und
Wiesenflächen 0,04-0,1 bzw. 0,02-0,15. Somit geht eine
Veränderung der Reflexionseigenschaften der Erdoberfläche,
sei es durch das Abschmelzen der Gletscher, durch Vul-
kanausbrüche oder durch Veränderungen der Landnutzung,
mit einer starken Rückkopplung auf die Wärmebilanz an
der Erdoberfläche einher. Daher führt jegliche Störung des
empfindlichen Gleichgewichts zwischen solarer Einstrah-
lung und terrestrischer Rückstrahlung zu einer Aufheizung
 .
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6.2.1.1 Äußere Quellen
Die Erde empfängt Energie hauptsächlich von zwei äuße-
ren Quellen: (i) Solare Einstrahlung elektromagnetischer
Energie (Licht) und (ii) Gezeitenreibung durch Umwandlung
kinetischer Rotationsenergie durch die von Mond und Sonne
ausgeübten Gezeitenkräfte.
(i) Solare Einstrahlung : Die Solarkonstante S D 1373
Wm 2 bemisst die spezifische solare Einstrahlung (bzw.
die auf die Erde einfallende solare Strahlungsflussdichte)
senkrecht zur Einstrahlung an der äußeren Begrenzung der
Erdatmosphäre in einer Entfernung von einer astronomi-
schen Einheit (ua, siehe Tab. 7.6 ) von der Sonne. Lang-
zeitbeobachtungen der Sonneneinstrahlung durch Satelliten
zeigen, dass diese „Konstante“ mit der Zeit aufgrund von
Änderungen der Sonnenaktivität um Bruchteile eines Pro-
zents schwankt. Der Mittelwert 66 der Jahre 2003-2010 liegt
66 SO lar R adiation and C limate E xperiment (SORCE): http://lasp.
colorado.Auflu/sorce/data/tsi_data.htm
 
 
 
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