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Serie Klimaschutz konkret
Kleine Gase – große Wirkung

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Klimawandel_9_6sp FOTO: TV / Lambrecht, Jana
Trier. So funktioniert der menschengemachte Treibhauseffekt – Auszüge aus einem aktuellen Buch über den Klimawandel Von Katharina De Mos

„Erklärungen ohne Scheuklappen, einleuchtend und klar, sind ein Schutzschild gegen Fake News. Dieses erstaunliche Buch liefert sie“, schreibt ZDF-Nachrichtenmoderator Claus Kleber über das Klimawandel-Buch, das David Nelles und Christian Serrer veröffentlicht haben. Im Rahmen unserer Serie „Klimaschutz konkret“ stellen die Autoren Auszüge ihrer Texte und Grafiken zur Verfügung, die den Klimawandel erklären. Zum Auftakt – die Ursachen.

Menschengemachter Treibhauseffekt: Seit Beginn der Industrialisierung ist neben der durchschnittlichen globalen Lufttemperatur auch die Konzentration des Kohlenstoffdioxids (CO2) und weiterer Treibhausgase in der Erdatmosphäre gestiegen. Ursache dafür sind menschliche Aktivitäten, insbesondere die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Diese durch den Menschen freigesetzten Gase werden als menschengemachte Treibhausgase bezeichnet, da sie genau wie die natürlichen Treibhausgase den direkten Austritt der Wärmestrahlung von der Erde ins Weltall verhindern. Durch den menschengemachten Treibhauseffekt trifft mehr Wärmestrahlung auf die Erd­oberfläche, was dazu beigetragen hat, dass die bodennahe Lufttemperatur in den vergangenen 150 Jahren angestiegen ist. Der Anstieg der Temperatur – vom Beginn der Industrialisierung bis heute – wird daher als menschengemachter Klimawandel bezeichnet.

Anteile an der globalen Erwärmung: Einige Studien haben den Beitrag natürlicher Faktoren – wie der Sonne und der Vulkane – sowie den Beitrag des Menschen zur globalen Erwärmung untersucht. Dabei wurde deutlich, dass der Anstieg der globalen Lufttemperatur seit Beginn der Industrialisierung ohne den menschlichen Einfluss nicht zu erklären ist.

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Klimawandel_4_3sp FOTO: TV / Lambrecht, Jana

Die durchschnittliche globale bodennahe Lufttemperatur wurde im Zeitraum von 1870 bis 2010 durch Vulkanausbrüche immer wieder kurzfristig abgekühlt. Die Schwankungen der Sonnenaktivität haben ebenfalls nur einen geringen Einfluss auf das Klima. Weitere relativ kurzfristige Temperaturänderungen sind vor allem auf natürliche Schwankungen zurückzuführen, die unabhängig von der einfallenden Sonnenstrahlung und der abgegebenen Wärmestrahlung der Erde auftreten. Dazu zählen zum Beispiel die Wechselwirkungen zwischen der ozeanischen und der atmosphärischen Zirkulation (Winde). Genau wie in der Grafik dargestellt, geht der Weltklimarat (IPCC) davon aus, dass die Erwärmung um 0,7 Grad Celsius von 1951 bis 2010 hauptsächlich menschengemacht ist. Hingegen wird der Beitrag der natürlichen Faktoren zum Temperaturanstieg lediglich auf rund 0,1 Grad geschätzt. Daher spricht man zurecht vom menschengemachten Klimawandel.

 Der Ausstoß von Treibhausgasen bewirkt, dass es immer wärmer wird. Die Grafiken stammen aus dem Buch „Kleine Gase – Große Wirkung: Der Klimawandel“ von David Nelles und Christian Serrer.
Der Ausstoß von Treibhausgasen bewirkt, dass es immer wärmer wird. Die Grafiken stammen aus dem Buch „Kleine Gase – Große Wirkung: Der Klimawandel“ von David Nelles und Christian Serrer. FOTO: TV / Lambrecht, Jana

Menschengemachte Treibhausgase: Die durch menschliche Aktivitäten emittierten (ausgestoßenen) Treibhausgase werden als menschengemachte Treibhausgase bezeichnet. Wie stark die CO2-, CH4- und N2O-Emissionen zum menschengemachten Treibhauseffekt beitragen, hängt von ihrer Konzentration in der Erdatmosphäre (Menge) und von ihrem Treibhausgaspotenzial (Wirkung) ab.

Der Anteil der Treibhausgase – Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) – an der Erdatmosphäre ist im Vergleich zu Sauerstoff (21 Prozent) und Stickstoff (78 Prozent) nach wie vor gering. Jedoch sind die Konzentrationen seit Beginn der Industrialisierung durch den Ausstoß menschengemachter Treibhausgase stark angestiegen. Sie verhindern – genau wie die natürlichen Treibhausgase – den direkten Austritt der Wärmestrahlung von der Erde ins Weltall und tragen damit zur globalen Erwärmung bei. Außerdem beeinflussen sie das Klima langfristig, da ihre Verweilzeit in der Atmosphäre hoch ist, das heißt es dauert lange, bis sie durch chemische oder physikalische Prozesse aus der Atmosphäre entfernt bzw. abgebaut werden.

Die Wirkung der Treibhausgase hängt von ihrem Treibhausgas- beziehungsweise Erwärmungspotenzial (Global Warming Potential = GWP) ab.

Es drückt aus, wie stark die Gase, im Vergleich zur gleichen Menge CO2, in einem bestimmten Zeitraum (meist 100 Jahre) das Klima erwärmen. Beispielsweise bedeutet ein GWP von 28 für Methan, dass das heute ausgestoßene CH4, im Vergleich zur gleichen Menge CO2, das Klima im Laufe der nächsten 100 Jahre 28-mal stärker erwärmen wird. Obwohl das GWP von CO2 deutlich kleiner ist als das von CH4 und N2O, ist der Beitrag der CO2-Emissionen zum gesamten menschengemachten Treibhauseffekt mit 76 Prozent am größten, da durch menschliche Aktivitäten viel größere Mengen CO2 als CH4 oder N2O ausgestoßen werden.

Was spricht noch für den Einfluss des Menschen? Mit Hilfe von Satelliten hat man die von der Erdoberfläche ins All abgestrahlte Wärmestrahlung gemessen. Dabei wurde beobachtet, dass genau der Anteil der Strahlung, die von Treibhausgasen aufgenommen werden kann, seit 1970 immer weniger ins Weltall abgestrahlt wird. Dies liegt daran, dass durch den Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen der direkte Austritt der Wärmestrahlung zunehmend verhindert wird. Außerdem hat man festgestellt, dass mehr Wärmestrahlung auf die Erdoberfläche zurückgestrahlt wird. Dadurch hat sich die Troposphäre (untere Atmosphäre) erwärmt und die Stratosphäre (die darüberliegende Atmosphärenschicht) nachweislich abgekühlt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Theorie des menschengemachten Klimawandels in der Natur nachgewiesen und damit bestätigt wurde. Des Weiteren zeigen Klimamodellsimulationen, dass der gemessene Temperaturanstieg ohne den Einfluss des Menschen nicht zu erklären ist.

„Kleine Gase – Große Wirkung: Der Klimawandel“ von David Nelles und Christian Serrer, ISBN: 978 - 3 - 9819650 - 0 - 1, fünf Euro.