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Das Zeitalter der Industrie Hintergrundinformation Vom Menschen freigesetzte Treibhausgase und andere Emissionen sind die wichtigste Ursache des derzeitigen Klimawandels (>> hier). Auf dieser Seite finden Sie weitere Informationen zu den wichtigsten Treibhausgasen und anderen Emissionen, die das Klima beeinflussen. Beitrag der Treibhausgase zum Klimawandel Treibhausgase sind Gase in der Erdatmosphäre, die von der Erdoberfläche abgestrahle Infrarot(=Wärme)strahlung absorbieren, sich dabei erwärmen und Wärme wieder zur Erde zurückstrahlen (>> hier). Dadurch ist die Erde an ihrer Oberfläche wärmer, als nach ihrer Energiebilanz zu erwarten wäre (>> mehr). Kohlendioxid (CO2) Kohlendioxid wurde bereits Mitte des 19. Jahrhunderts von dem irischen Physiker John Tyndall als Treibhausgas erkannt (>> mehr); es ist die Ursache für mehr als drei Viertel Anteil der vom Menschen verursachten Erwärmung, und damit heute das mit Abstand wichtigste “künstliche” Treibhausgas. Eine Verdoppelung des Gehalts an Kohlendioxid in der Atmosphäre könnte die Temperatur der Erde zwischen 2 und 4,5 °C erhöhen (>> mehr). Durch energiebedingte Emissionen - die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl, Gas) zur Stromerzeugung, in der Industrie, in Hausheizungen und im Straßenverkehr1 werden weltweit jedes Jahr über 26 Milliarden Tonnen2 (2006: 27,3 Milliarden Tonnen) dieses Treibhausgases freigesetzt. Dazu kommen knapp 6 Milliarden Tonnen aus dem Abbrennen von Wäldern, vor allem der tropischen Regenwäldern Amazoniens und Südostasiens. Etwa die Hälfte der Emissionen werden von natürlichen
Damit verbleiben durchschnittlich 15 Milliarden Tonnen pro Jahr in der Atmosphäre, und lassen deren Kohlendioxid-Gehalt um 2 ppm pro Jahr ansteigen. Die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre stieg von vorindustriellen 280 In Deutschland hat Kohlendioxid heute schon einen Anteil von 85 Prozent an allen Treibhausgasen; die energiebedingten Emissionen betragen ca. 865 Millionen Tonnen/Jahr. Anmerkung: Die Durchschnittsangaben (außer Emissionen 2006) beziehen sich auf den Zeitraum 2000 - 2005 und stammen aus dem >> IPCC-Klimareport 2007, Arbeitsgruppe 1 “Wissenschaftliche Grundlagen”. >> mehr zum Kohlenstoffkreislauf & Klimawandel |
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Woher weiß man eigentlich, woher das Kohlendioxid stammt? Die Quellen des Kohlendioxids konnten mit verschiedenen Methoden ermittelt werden, besonders aussagekräftig ist die Isotopenanalyse: Kohlenstoff kommt in zwei verbreiteten
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Die anderen Treibhausgase und Schadstoffe, die das Klima verändern Methan (CH4) trägt mit einem Treibhauspotential von 21 weltweit mit knapp 15 Prozent zum Treibhauseffekt bei (bei den deutschen Emissionen beträgt der Anteil gut 7 Prozent). Methan entsteht immer, wenn organisches Material unter Sauerstoffabfluss abgebaut wird; dies geschieht vor allem in den Mägen von Wiederkäuern (Rindern und Schafen), beim Nassreisanbau sowie in Mülldeponien. In manchen Staaten Lateinamerikas ist Methan aufgrund der Rinderhaltung das wichtigste Treibhausgas aus der Landwirtschaft; die Methankonzentration in der Atmosphäre hat seit Beginn der Industrialisierung um 151 Prozent zugenommen.
Methan reagiert in der Erdatmosphäre mit Hydroxyl-Radikalen (“Radikale” in der Chemie sind besonders reaktionsfähige Atome oder Moleküle mit ungepaarten Elektronen) und wird dadurch über einen Zeitraum von 10 bis 12 Jahren zu Kohlendioxid und Wasserdampf abgebaut, das entstehende Kohlendioxid hat ein geringeres Treibhauspotenzial als Methan. Allerdings sind die Hydroxyl-Radikale auch an der Enstehung von Sulfat- und anderen Aerosolen in der Atmosphäre beteiligt, und wenn die Radikale mit Methan anstatt mit anderen Luftschadstoffen reagieren, sinkt die Konzentration an kühlenden (>> hier) Aerosolen: Rechnet man diesen Effekt mit ein, könnte der Anteil von Methan an der Erhöhung des Treibhauseffekts höher sein als bisher vermutet (Literatur: Shindell, D.T. et al.: Improved attribution of climate forcing to emissions. Science 326: 716-718). Rußpartikel in der Atmosphäre führen zu einer Erwärmung, da sie Sonnenstrahlung absorbieren (sie sind also kein “Treibhausgas”, da diese die von der Erde abgestrahlte Wärme absorbieren - sie sind nicht einmal ein Gas, sondern kleine, schwebende Festkörper). Auf Schneeflächen abgesunkene Rußpartikel verringern die Albedo (>> hier) und verstärken damit die Erwärmung noch. Außerdem beschleunigt eine Rußschicht auf den Gletschern im Himalaya deren Abschmelzen; die Entstehung dieser Rußschicht wird auf dem indischen Subkontinent durch Inversions-Wetterlagen (warme Luft lagert über erdnaher Kaltluft und verhindert einen Luftaustausch) zwischen den Monsunregen gefördert. Ruß stammt vor allem aus der Verbrennung von Biomasse; den größten Anteil haben die Brandrodung von Wäldern, einen kleineren - etwa ein Fünftel - die Verbrennung von Biomasse zu Koch- und Heizzwecken. Weitere Quellen sind Kohleöfen (vor allem in China) und Dieselfahrzeuge ohne Rußfilter. Insgesamt haben Rußpartikel einen Anteil an 10 Prozent am Strahlungsantrieb durch Treibhausgase und andere Emissionen. Distickstoffoxid (Lachgas, N20) entsteht im Boden beim Abbau von mineralischem Stickstoffdünger. Weltweit ist es das wichtigste Treibhausgas, das von der Landwirtschaft freigesetzt wird. Das Treibhauspotenzial von Lachgas liegt bei 310; sein Anteil am Treibhauseffekt liegt bei rund acht Prozent, und die Konzentration in der Atmosphäre hat seit Beginn der Industrialisierung um 17 Prozent zugenommen.
Troposphärisches Ozon (O3) entsteht unter der Einwirkung von Sonnenlicht aus Stickoxiden und Kohlenwasserstoffen (Sommersmog). Nicht zu verwechseln mit dem stratosphärischen Ozon, das die Ozonschicht bildet, die die Erde vor der UV-Strahlung der Sonne schützt (>> Die Atmosphäre). Die Zunahme liegt - mit großen regionalen Unterschieden - bei 357 Prozent. FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) wurden vor allem als Treibgase und Kältemittel verwendet, da sie zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen, wurde ihre Verwendung seit 1990 stark reduziert (>> hier); die als Ersatz eingesetzten Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) schädigen die Ozonschicht nicht - sind jedoch ebenfalls Treibhausgase. Im Kyoto-Protokoll sind außerdem noch die in der Aluminium-Industrie entstehenden perflourierten Kohlenwasserstoffe (PFC) und das als Isolationsgas in Hochspannungsschaltern verwendete Schwefelhexafluorid (SF6) berücksichtigt. |
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Und was ist mit dem Wasserdampf? Wasserdampf ist das wichtigste natürliche Treibhausgas (>> hier). Da der Wassergehalt in der Luft von der Temperatur abhängig ist, nimmt der Gehalt an Wasserdampf in der Atmosphäre mit steigenden Temperaturen zu und verstärkt damit die Auswirkungen anderer Treibhausgase. Die Treibhauswirkung von Kohlendioxid etwa wäre in absolut trockener Luft nur etwa halb so groß wie sie tatsächlich ist, wird durch den Wasserdampf also verdoppelt. Dieser Effekt wird aber bei der Betrachtung des Treibhauspotenzials von Kohlendioxid und der anderen Treibhausgase schon mitbetrachtet. Abgesehen davon, wird der der Gehalt an Wasserdampf durch menschliche Aktivitäten nur regional verändert - etwa durch Abholzung von Regenwäldern oder die Einführung von Bewässerung. Bedeutende globale Auswirkungen auf den Wasserhaushalt in der Atmosphäre haben diese Eingriffe jedoch nicht (Quelle: Synthesis Report Climate Change: Global Risks, Challenges & Decisions. Copenhagen 2009, 10-12 March, page 10); und daher wird Wasserdampf bei der Diskussion der Erderwärmung nicht gesondert betrachtet. |
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Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen stammt vor allem aus der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas bei der Stromerzeugung, im Verkehr, in Gebäuden und in der Industrie. In der Industrie entsteht weiteres Kohlendioxid bei manchen Prozessen - in der Zementindustrie beispielsweise entweicht etwa genausoviel Kohlendioxid aus dem Kalkstein wie aus fossilen Brennstoffen stammt. Dazu kommt das Kohlendioxid aus der Forstwirtschaft, im wesentlichen aus der Rodung von Tropenwäldern, sowie die Treibhausgase, die in der Landwirtschaft freigesetzt werden. Die Rodung von Tropenwäldern (mehr >> hier) ist der größte Beitrag zu den Treibhausgasemissionen von Ländern wie Brasilien und Indonesien (in Indonesien stammen 70 Prozent des Kohlendioxid aus der Waldvernichtung); das wichtigste Treibhausgas aus der Landwirtschaft ist Lachgas aus den Böden, dicht gefolgt von Methan aus den Mägen von Wiederkäuern wie Rindern und Schafen. Eine bedeutende Quelle ist auch der Nassreisanbau. Insgesamt ergeben sich für die einzelnen Sektoren folgende Anteile an der Produktion von Treibhausgasen: Die Quellen der Treibhausgase
Die historische Verantwortung für die Treibhausgase, die sich heute in der Atmosphäre befinden, wird deutlich, wenn wir uns die angesammelten Emissionen einzelner Länder für den Zeitraum von 1880 bis 2004 ansehen. In der folgenden Abbildung ist diese zur Verdeutlichung als Pro-Kopf-Emissionen dargestellt, die Größe des Rechecks zeigt die Gesamtemissionen des Landes: Die historische Verantwortung - Treibhausgasemissionen 1880-2004
Allem Wissen über die Rolle, die die Treibhausgase bei der Erderwärmung spielen, und allen politischen Willenserklärungen zum Trotz nehmen die Emissionen an Treibhausgasen bisher ungebrochen zu: Die Emissionen nehmen zu >> Zurück zur Hauptseite “Klimawandel” |
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© Jürgen Paeger 2006 - 2010 |
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Ist Kohlendioxid wirklich ein Treibhausgas? Manche “Skeptiker” behaupten, Kohlendioxid sei gar kein (relevantes) Treibhausgas, dafür sei seine Konzentration viel zu gering. Abgesehen davon, dass wir von Millarden Tonnen reden, die jedes Jahr freigesetzt werden: Die Absorption von Wärmestrahlung und ihre Wiederabstrahlung kann im Labor gemessen werden, die Zunahme der Temperatur alleine hierdurch betrüge bei einer Verdoppelung der Konzentration 1 °C. Dazu kommt: Der Gehalt an Wasserdampf in der Luft hängt von der Temperatur ab (>> hier), und damit mit dem Kohlendioxid-Gehalt zusammen. Dieser Zusammenhang kann heute durch Satelliten- Messungen gezeigt werden. Dann beginnen aber die Unsicherheiten: Wasserdampf etwa kann Wolken bilden, die die Temperatur je nach Höhe und Form weiter ansteigen, aber auch senken können. Die Auswirkungen komplexer Rückkoppelungen (>> hier) sorgen zwar für Unsicherheit beim genauen Ausmaß der Temperaturerhöhung; aber: Wäre Kohlendioxid wirklich kein Treibhausgas, gäbe es kein Leben auf der Erde, sie wäre zu kalt (>> hier). |
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