Der Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt - Globale Bedrohung
Der Klimawandel ist eine Tatsache. Das Eis der Pole schmilzt.
Der Meeresspiegel steigt. Gletscher und Seen verschwinden.
Ob der Temperaturanstieg vor
allem menschengemacht oder
überwiegend natürlichen Ursprungs ist, ist unter Forschern
noch umstritten. Als sicher gilt,
dass der vom Menschen verursachte Treibhauseffekt zumindest
ein Mitverursacher des Wandels
ist.
1. Natürlicher Treibhauseffekt
Auch ohne den Einfluss des Menschen unterliegt das Klima der
Erde einem natürlichen Treibhauseffekt.
Ohne dieses Wärmeschutzschild
läge die Durchschnittstemperatur
mehr als 30 Grad tiefer: bei frostigen minus 18 Grad.
Kohlendioxid
Kohlendioxid (CO2) verursacht
etwa ein Fünftel des natürlichen
Treibhauseffekts. Das Gas wird
vor allem bei Vulkanausbrüchen
freigesetzt.
Auch im Stoffwechsel von Tieren
und Menschen entsteht CO2. Die
ausgeatmete Luft eines Menschen
besteht zu etwa fünf Prozent aus
Kohlendioxid.
Pflanzen dagegen nehmen CO2
auf und wandeln das Gas mit Hilfe
des Sonnenlichtes in Kohlenhydrate um.
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In der pflanzlichen Biomasse sind riesige Mengen Kohlendioxid gebunden.
Auch die Ozeane sind gigantische Kohlendioxid-Speicher. Im Wasser der Weltmeere ist etwa fünfzigmal
mehr CO2 gelöst als in der Atmosphäre vorhanden ist.
Distickstoffoxid
N2O (Lachgas) entsteht durch
mikrobielle Prozesse in den Böden
der tropischen und gemäßigten
Zone sowie in den Ozeanen.
Das Gas ist sehr stabil, es wird
nur durch Photolyse (Zersetzung
durch Licht) oder durch die Reaktion mit atomaren Sauerstoff
abgebaut.
Ozon
Ozon (O3) ist eine besondere
Form des Sauerstoffs, bei der das
Molekül aus drei statt den normalerweise zwei Atomen besteht.
Das Ozon entstammt zwei
Hauptquellen: In der oberen Atmosphäre entsteht Ozon aus der
Spaltung von Sauerstoffatomen
durch UV-Licht.
In der unteren Atmosphäre ist die
Ozonbildung aus O2 mangels
energiereicher Strahlung nicht
mehr möglich. Das Gas entsteht
dort aus Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen. Ozon absorbiert
vom Erdboden ausgehende Wärmestrahlung. Die Wirkung ist dabei umso geringer, je weiter die Gasmoleküle vom Erdboden entfernt
sind. Zum Treibhauseffekt trägt deshalb vor allem das bodennahe Ozon bei.
Methan
Das Gas entsteht durch mikrobielle
Prozesse beim Abbau von organischem Material ohne SauerstoffZufuhr.
Die wichtigsten natürlichen Methanquellen sind Feuchtgebiete,
Seen und Ozeane.
Auch in den Mägen einiger Tiere
wie Termiten und Wiederkäuern
leben methanbildende Bakterien.
In der Atmosphäre wird Methan
chemisch abgebaut. Wichtigste
Senke ist die chemische Reaktion
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mit dem Hydroxyl-Radikal OH, das hauptsächlich durch die Wirkung von UV-Strahlung auf das bodennahe
Ozon entsteht.
Wasserdampf
Zwei Drittel des natürlichen
Treibhauseffekts werden von
Wasserdampf (H2O) verursacht.
Je mehr sich die Erde erwärmt,
desto mehr Wasser verdampft und
erhöht in den oberen Luftschichten
wiederum den Treibhauseffekt.
Die Gase wirken in der Atmosphäre wie die Glasscheibe eines
Gewächshauses:
Sie lassen die kurzwelligen Sonnenstrahlen weitgehend ungehindert ins Innere.
Die vom Boden und den Pflanzen
wieder abgegebenen, langwelligeren Wärmestrahlen werden von
den Gasmolekülen dagegen zum
Teil reflektiert und heizen so die
Atmosphäre auf.
Rund zwei Drittel des natürlichen
Treibhauseffekts werden vom
Wasserdampf in der Atmosphäre
verursacht.
In geringerem Maße tragen auch
Kohlendioxid, Stickstoffdioxid
(Lachgas), Ozon und Methan zu
für uns angenehmen Temperaturen bei.
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2. Anthropogener Treibhauseffekt
Seit Beginn der Industrialisierung
vor etwa 150 Jahren verstärkt der
Mensch den natürlichen Treibhauseffekt durch die Verbrennung
fossiler Energieträger und die
Abholzung von Wäldern.
Größter "Sündenbock" ist das
Kohlendioxid. Insgesamt kennen
Forscher etwa 40 Gase, die zur
Erwärmung beitragen.
Kohlendioxid
CO2 entsteht seit Jahrhunderten
bei der Brandrodung von Wäldern.
Eine weitere Hauptquelle ist die
Verbrennung von Kohle und Erdöl
beziehungsweise Erdölprodukten
und Erdgas.
Kohlendioxid entweicht im Kraftverkehr, aus den Heizungen privater Haushalte und bei all den
Industrien, die mit Kohle, Öl oder
Gas betrieben werden.
Methan
Vom Menschen beeinflusste
Quellen sind beispielsweise die
überfluteten Felder beim Reisanbau, die intensive Rinderhaltung
und organische Abfälle auf Deponien.
Bakterien zersetzen unter Luftabschluss organisches Material.
Dabei entsteht CH4.
Eine einzige Kuh kann täglich bis
zu 300 Liter des Treibhausgases
ausstoßen.
Außerdem wird das Gas bei der
Förderung von fossilen Brennstoffen und beim Transport von
Erdgas freigesetzt.
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Fluor-Chlor Kohlenwasserstoffe
FCKW sind niedermolekulare
organische Verbindungen.
Sie wurden jahrzehntelang als
Kältemittel, als Treibgas für
Spraydosen, als Treibmittel für
Schaumstoffe sowie als Reinigungs-, Feuerlösch- und Lösungsmittel eingesetzt.
Seit einigen Jahren ist die Nutzung
stark eingeschränkt, da FCKW
zur Zerstörung der Ozonschicht
beitragen.
mittlere Verweildauer kann je nach Produkt bis zu 200 Jahre betragen.
Ihre hohe chemische Stabilität
macht diese Gase in der Atmosphäre nur schwer abbaubar. Die
Seit Anfang des 20. Jahrhunderts
ist die globale Lufttemperatur um
etwa 0,8 Grad angestiegen.
Berechnungen des Kieler Klimaforschers Mojib Latif zufolge
wurden bis zu 80 Prozent der
Erwärmung der vergangenen 100
Jahre vom Menschen verursacht.
Andere Forscher gehen allerdings
von einem geringeren menschlichen Einfluss aus. Sie nehmen
an, dass auch die Sonne und
andere natürliche Faktoren die
Erwärmung beeinflussten.
Der Mensch hat die Konzentration
mehrerer Treibhausgase in der
Erdatmosphäre seit der vorindustriellen Zeit wesentlich erhöht.
Der Kohlendioxidgehalt in der Luft
stieg nach Berechnungen des
zwischenstaatlichen Klimarates
IPCC (International Panel On
Climate Change) zwischen 1750
und 2005 von 200-280 PPM (Teile
pro Million) auf 380 PPM. Das ist
eine Erhöhung um 35 Prozent nie in den vergangenen 650.000
Jahren war die CO2-Konzentration in der Atmosphäre höher.
Dabei wird etwa die Hälfte des
zusätzlich verursachten Treibhauseffekts von Kohlendioxid
verursacht.
Methan und Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe tragen ebenfalls erheblich zum Treibhauseffekt bei.
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3. Motoren des Treibhauseffekts
4. Klima im Wandel
Plötzliche Klimaumschwünge hat
es im Lauf der Erdgeschichte
immer wieder gegeben.
Forscher fanden in den vergangenen 2000 Jahren aber keinen
einzigen Zeitraum, in dem die
Temperaturen ähnlich hoch waren
wie seit 1990.
Die Grafik zeigt die Abweichung
der Oberflächentemperatur der
Erde vom Mittelwert der Jahre
1961 bis 1990 bis Herbst 2006.
Die gelbe Kurve gibt den FünfJahres-Mittelwert wieder:
Insgesamt ist ein deutlicher Anstieg in den letzten Jahrzehnten
zu erkennen.
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5. Modell für weltweiten Temperaturanstieg
Für das gerade angebrochene Jahrhundert geht
der zwischenstaatliche Klimarat IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) von drastischen Veränderungen aus: Zwischen 1,8 bis
4,0 Grad Celsius werden sich demnach die globalen Durchschnittstemperaturen bis 2099 erhöhen.
Die tatsächlich eintretende Erhöhung ist abhängig
von verschiedenen Faktoren wie der Entwicklung
des Bevölkerungswachstums oder der Nachhaltigkeit im Umgang mit Energieträgern: Je
mehr Menschen auf der Welt leben und je mehr
fossile Brennstoffe wie Kohle und Öl verfeuert
werden, desto wärmer wird das Klima. Im ungünstigsten Fall erwärmt sich das Klima bis zum
Ende des Jahrhunderts bis zu 6.4 Grad.
Die Animation zeigt ein Szenario mit eher pessimistischen Vorgaben zu Kohlendioxid-Ausstoß, Bevölkerungswachstum, technologischen Veränderungen und Ressourcen-Verbrauch. Gezeigt ist der Anstieg
der Durchschnittstemperatur bis 2099 bezogen auf die Mittelwerte der Jahre 1961-1990.
Die stärkste Temperaturzunahme würde über den Polen und den Kontinenten auftreten. Über den puffernd
wirkenden Ozeanen wäre der Effekt hingegen geringer.
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6. Auswirkungen des Temperaturanstiegs
Ein weltweiter Temperaturanstieg
könnte folgende naturrelevante und
humane Auswirkungen haben:
Pole und Gletscher schmelzen,
Anzahl und Ausmaß der Naturkatastrophen erhöhen sich,
Schwächung des Golfstroms, erhöhte Gefahr von Krankheiten,
Meeresspiegel steigt und Regen
und Trockenheit verschieben sich.
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7. Das Kyoto-Protokoll
Die Industriestaaten verpflichteten
sich 1997 mit dem Kyoto-Protokoll
zur Reduzierung von sechs
Treibhausgasen (CO2, CH4, N2O,
FCKW-Ersatzstoffe HFC (Teilhalogenierte Fluor-ChlorKohlenwasserstoffe), PFC (Perlfluorierte Fluor-ChlorKohlenwasserstoffe) und SF6
(Schwefelhexafluorid).
Der Ausstoß soll bis 2012 um 5,2
Prozent unter die Menge von 1990
gesenkt werden.
Das Protokoll wurde allerdings erst
im November 2004 mit dem formellen Beitritt Russlands verbindlich.
Bis heute haben 169 Staaten, die für rund zwei Drittel des Kohlendioxidausstoßes verantwortlich sind,
das Protokoll ratifiziert. Kroatien hat angekündigt, das Protokoll ratifizieren zu wollen. Kasachstan hat das
Abkommen unterzeichnet, eine Ratifizierung ist jedoch offen.
8. Top-Ten der Verursacher
Weltweit größter Kohlendioxidproduzent sind die USA. Das Land
lehnt das Protokoll mit der
Begründung ab, es schade der
eigenen Wirtschaft.
Deutschland hat den Ausstoß von
Kohlendioxid seit 1990 um 16
Prozent vermindert. Die im KyotoProtokoll genannten sechs
Treibhausgase sind seit 1990
sogar um 19 Prozent gesenkt
worden, wobei Deutschland bis
2012 eine Reduktion um 21
Prozent zugesagt hat.
Anders sieht es europaweit aus:
Das "Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung" sagt voraus,
dass Europa die Kyotoziele verfehlen wird. Die Kohlendioxid-Emissionen haben in Spanien (+62 %), Irland (+45 %), Österreich und
Griechenland (je +30 %), Niederlande (+16 %) und Italien (+13 %) deutlich zugenommen.
Der Trend für die EU wiederholt sich auch weltweit: Global stieg der Kohlendioxidausstoß seit 1990 um
27 % an.
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