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Treibhausgase
So eine große Wirkung hat so wenig CO2
Klimaskeptiker sagen: Die Atmosphäre enthält zu wenig Kohlenstoffdioxid für einen Klimawandel. Sie haben unrecht.
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Treibhausgase führen zu einer Erderwärmung
Wie du selbst CO2 einsparen kannst, erklären wir hier ausführlich.
Denn je mehr davon in der Atmosphäre ist, desto heißer wird es auf unserem Planeten. Seit der industriellen Revolution bringen die Schlote immer mehr Abgase in die Luft ein, seitdem steigt die Konzentration von CO2 stetig an – mit Folgen für das Klima. Heute ist es schon rund ein Grad wärmer als noch Ende des 19. Jahrhunderts. Dieser Trend könnte sich weiter fortsetzen, fürchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
Die Klimamodelle besagen, dass der Anstieg bis Ende des Jahrhunderts zu einer um etwa drei Grad höheren Durchschnittstemperatur führen könnte.
Wenn du wissen möchtest, wie viel CO2 etwa dein Auto ausstößt, findest du hier unseren CO2-Rechner.
Artikel Abschnitt: Darum müssen wir drüber sprechen:
Darum müssen wir drüber sprechen:
Klimaskeptiker behaupten, der geringe CO2-Anteil bewirke nichts
Das Argument der Klimaskeptiker mag aufgrund des geringen CO2-Anteils (rund 0,04 Volumenprozent) auf den ersten Blick einleuchtend sein. Doch der geringe Wert täuscht über die Klimawirkung von Kohlendioxid hinweg. Wichtiger als die Konzentration ist schließlich die Wirkung, so wie der Mensch kiloweise Zucker essen kann, aber wenige Nanogramm eines Giftes ausreichen können, um zu töten.
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Aber:
Auch wenig CO2 reicht aus
Unser Mond zum Beispiel hat keine Atmosphäre. Die Sonnenstrahlung heizt die Oberfläche tagsüber auf mehr als 100 Grad Celsius auf, nachts fällt sie auf etwa minus 160 Grad. Ohne die Atmosphäre würde auch auf der Erde ein viel größerer Temperaturunterschied herrschen. Forschende haben berechnet, dass die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei minus 18 Grad liegen würde. Tatsächlich liegt sie aber bei 15 Grad Celsius – also rund 33 Grad mehr.
Dass die Temperaturen weder tags- noch nachtsüber so extrem sind, hängt mit unserer Atmosphäre zusammen, die auch als Schutzschild fungiert. Zuerst einmal verhindert unsere Atmosphäre, dass die gesamte Sonnenstrahlung auf die Erde trifft. Insgesamt gelangt weniger als die Hälfte der Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche. Wolken etwa reflektieren ein Viertel der Sonnenstrahlung direkt wieder ins All, die Schneemassen einen weiteren Teil.
Die übrige Energie gelangt auf die Erdoberfläche, wird dort umgewandelt und in Form von Wärmestrahlung wieder Richtung Weltall geschickt. Wichtig hierbei ist: Was von der Erdoberfläche zurückstrahlt, ist eine andere Strahlung als jene, die aus Richtung der Sonne kommt. Die von der Erde ausgehende Wärmestrahlung kann jedoch zwischen Atmosphäre und Boden reflektiert und in einem gewissen Sinne von Treibhausgasen gefangen werden.
Diese Gase (Wasserdampf, CO2, Methan und andere) verhindern also, dass die Wärmestrahlung sofort ins Weltall entweicht. Stattdessen wird sie teils erneut zurück zur Erde geschickt - und hierin liegt die Klimawirkung von CO2 und anderen: entscheidend ist die chemische Struktur der Gase in der Atmosphäre. Treibhausgase setzen sich aus drei oder mehr Atomen zusammen. Kohlenstoffdioxid beispielsweise aus einem Kohlenstoff und zwei Sauerstoffatomen.
Diese Gasmoleküle sind – anders als Sauerstoff oder Stickstoff (zwei Atome) – empfänglich für bestimmte Strahlung. Entscheidend dafür ist deren Wellenlänge. Die Strahlungsenergie wird aufgenommen und versetzt die Moleküle in Bewegungen, konkret in Schwingungen. Bei der Bewegung wiederum wird Energie frei, die etwa als Wärmestrahlung in verschiedene Richtung – circa zur Hälfte auch in Richtung Erdoberfläche – abgegeben wird.
Nur drei- oder mehratomige Moleküle wirken aufs Klima
Stickstoff und Sauerstoff, die Hauptbestandteile der Atmosphäre, interagieren in höheren Atmosphärenschichten zwar ebenfalls mit Strahlung und führen beispielsweise zu den bekannten Polarlichtern. Mit Wärmestrahlung aus Richtung der Erdoberfläche reagieren sie aber nicht. Nur drei- oder mehratomige Moleküle, wie Kohlenstoffdioxid oder Methan, haben das Potenzial, den Planeten zu erwärmen. Für den Treibhauseffekt spielt der Großteil der Atmosphärengase daher keine Rolle.
Den größten Effekt auf unsere stabile Temperatur hat der Wasserdampf (Wolken), der zwischen null und vier Volumenprozent ausmacht – an den Polen etwa weniger, in den Tropen mehr. Er trägt daher vor allem zum natürlichen Treibhauseffekt bei. Das Problem: Der Anteil von Wasserdampf in der Atmosphäre hängt von der Temperatur ab. Mehr CO2 führt zu steigenden Temperaturen, das führt zu mehr Wasserdampf und verstärkt den Treibhauseffekt - eine positive Rückkopplung, die große Auswirkungen haben kann.
Aus diesem Grund führen höhere Konzentrationen der Treibhausgase, auch wenn sie nur wenige Volumenprozente der Atmosphäre ausmachen, zu sich selbst verstärkenden Effekten – sogenannten Feedback Loops. Daraus berechnen die Forscher eine um bis zu 4,5 Grad höhere Durchschnittstemperatur, wenn sich das CO2 in der Atmosphäre verdoppelt – auch wenn das "nur" weitere 0,028 Volumenprozent wären. Die Konzentration der Gase allein sagt nichts aus, denn einige wenige Moleküle an CO2 können eine große Wirkung haben, viele Stickstoffmoleküle dagegen für die globale Temperatur bedeutungslos bleiben.
Auch Methan schädigt das Klima - stärker und kurzfristiger
Die Klimawirkung anderer Treibhausgase als CO2 wird oft als ein Vielfaches der Klimawirksamkeit von CO2 angegeben. Man nennt das ihr Treibhausgaspotenzial. Ein Methan-Molekül beispielsweise ist laut Intergovernmental Panel on Climate Change, auch "Weltklimarat“ (IPCC), ungefähr 28-mal wirksamer als CO2. Es verbleibt etwa 12 Jahre in der Atmosphäre. So hat jedes Treibhausgas seine Eigenheiten und Nachteile.
Mehr zu den Auswirkungen von Methan auf das Klima, erklären wir hier.
CO2 hingegen kann dort bis zu 500 Jahre oder länger bleiben, bis klimawirksames CO2 über natürliche Prozesse in der Tiefsee landet (ein einzelnes Molekül verweilt tatsächlich nur einige Jahre in der Atmosphäre, anschließend findet ein Austausch mit CO2-Molekülen aus Ozeanen statt. Die jahrhundertelange Verweildauer bezeichnet die Zeitspanne, bis natürliche Prozesse das CO2-Molekül endgültig wieder aus der Atmosphäre holen). Die Einschätzung, wie viele Jahre oder gar Jahrhunderte CO2 die Klimawirkung entfaltet, gehen allerdings auseinander – sie liegen jedoch in der Regel bei über 100 Jahren.
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Und jetzt?
Die CO2-Emissionen müssen langfristig sinken
Auch andere klimarelevante Gase müssen in die Berechnungen und damit auch die Klimadebatten mit einbezogen werden. Große Quellen für Methan können das Klima auch maßgeblich verändern. So kann etwa durch das Entweichen aus Permafrostböden, die Tierhaltung, aber auch durch die Tropen und andere Feuchtgebiete Methan freisetzen. Diese Prozesse müssen in Zukunft noch genauer untersucht werden.
Temperaturanstieg weniger als zwei Grad Celsius
Die politischen Forderungen, um eine globale Erwärmung möglichst gering zu halten, sind schon seit Jahren klar: Die Emissionen müssen in den nächsten Jahren und Jahrzehnten bedeutend niedriger sein. Laut der UN-Klimakonferenz in Paris haben sich die Länder darauf verständigt, die Emissionen so zu steuern, dass die Temperaturerhöhung weniger als zwei Grad beträgt. Konkret bedeutet das, dass sich die einzelnen Länder ehrgeizige Ziele setzen müssen.
In Deutschland sinken die Emissionen kontinuierlich, müssen aber für die kommenden Jahrzehnte weitaus drastischer reduziert werden.
Ansatzpunkte dafür sind klimaneutrale Energieerzeugung, weniger Verkehrs- und Industrieabgase, ökologischere Formen der Landwirtschaft und auch ein anderes Konsumverhalten. Immer wieder im Gespräch ist auch eine CO2-Steuer.
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In wie weit spielt die steigende Weltbevölkerung eine Rolle?
Ist hier nicht auch ein Faktor zu suchen?
Ja, aber die größten (Haupt)-Faktoren sind: Energie, Industrie, Verkehr, Gebäude & Landwirtschaft. Siehe dazu auch unser YT-TabulaRasa zum Klimawandel: https://www.youtube.com/watch?v=itllxeBM8ro&t=621s
Ja aber
Größere Weltbevölkerung ergibt größere Nachfrage.
Also mehr von Allem von Ihnen genannten Verursachern.
Dazu kommt mehr benötigte landwirtschaftlich genutzte Fläche. Dadurch wieder weniger Wald, dieser würde ja das böse CO2 aufnehmen…..
Das ist Quatsch FAKT ist 96% des Heutigen CO2 ausstosses macht die Natur selber.
Liebes Quarks-Team, Informiert doch mal den deutschsprachigen Raum über Judith Curry und Ihren nachprüfbaren Argumenten bezüglich der CO2-Thematik: “ … Fossil fuel emissions as the climate ‘control knob’ is a simple and seductive idea. However this is a misleading oversimplification, since climate can shift naturally in unexpected ways. Apart from… Weiterlesen »
Es bezweifelt niemand, dass es schon immer natürliche Schwankunkungen bzw. einen natürlichen Klimawandel gegeben hat. Allerdings sollte man sich hier auch mal die Zeiträume anschauen und in einen Vergleich setzen: In den letzten 800.000 Jahren war der CO2-Gehalt der Atmosphäre relativ konstant. Eisbohrkerne aus der Antarktis belegen, dass er nie… Weiterlesen »
@Quarks
Die Antarktis war früher eisfrei und die Temperaturen im Schnitt wärmer als hierzulande. Das konnten Geologen nun zweifelsfrei nachweisen.
Hallo Quarks, Ich warte immer noch auf meinen Kommentar. Ich habe auf eure Netiquette geachtet, war sachlich, fair und passend beim Thema, gegen kein Gesetz verstoßen, noch nicht einmal ein Link hinzugefügt und beleidigt sowieso niemanden. Lediglich gesalzen mit ganz viel konstruktiver Kritik. So sollten doch auch fruchtbare/-bringende, wissenschaftliche Diskurse… Weiterlesen »
Das Bundesamt für Strahlenschutz informiert hier über elektrische und magnetische Felder der Stromversorgung. Ihre Stärke wird geringer, umso höher der Abstand zu dem elektrischen Leiter ist. https://www.bfs.de/SharedDocs/Downloads/BfS/DE/broschueren/emf/stko-strom.pdf?__blob=publicationFile&v=10
Wer sich kritisch mit dem Thema Strahlen und Einfluss auf Organismen auseinandersetzt, der lernt relativ schnell, dass Grenzwerte nichtsaussagend sind und es nicht auf die ‚Stärke‘ ankommt. Vielmehr sind es Frequenz, Signal und Amplitude, um biologische Effekte zu erzielen. Buchempfehlungen: Arthur Firstenberg (‘Die Welt unter Strom’), Robert O. Becker (‘Heilkraft… Weiterlesen »
Sich auf eine zunehmende Erwärmung und einen hohen Meeresspiegel einzurichten ist ebenso wichtig wie Maßnahmen zur Reduktion von Co2 und Methan. Die gesteckten Klimaziele zu verfehlen ist nämlich sehr gut möglich. Was immer nicht berücksichtigt wird, ist, dass jeder Mensch, jede Regierung auf die Lösung der augenblicklichen Probleme konzentriert ist,… Weiterlesen »
Das von uns betrachtete System besteht aus zwei turbulenten Fluiden, die miteinander wechselwirken. Sie befinden sich auf einem rotierenden Planeten, der von der Sonne unterschiedlich aufgeheizt wird. Ein wesentlicher Bestandteil der atmosphärischen Komponente ist Wasser in flüssiger, fester und dampfförmiger Form, und die Phasenwechsel haben enorme energetische Auswirkungen. Der Energiehaushalt… Weiterlesen »