Der Treibhauseffekt

Was ist Treibhauseffekt?

Der Treibhauseffekt ist ein Erwärmungseffekt in der Atmosphäre, der dadurch zustande kommt, dass die kurzwellige Sonnenstrahlung fast ungehindert zum Erdboden durchdringt. Die von der erwärmten Erdoberfläche ausgesandte langwellige Strahlung (Infrarotstrahlung) jedoch weitgehend absorbiert und in Wärmeenergie umgesetzt wird. Da die Atmosphäre im Gegensatz zu einem Gewächs- oder Treibhaus nach oben offen ist, gibt sie einen Teil der umgewandelten Strahlungsenergie an den Weltraum ab (atmosphärisches Fenster). Die Absorption beruht auf dem in der Atmosphäre enthaltenen Spurengasen ("Treibhausgasen"), vor allem Wasserdampf und CO₂, die die mittlere globale Temperatur in Erdbodennähe auf +15°C (statt sonst -18°C) steigen lassen. Dieser natürliche Treibhauseffekt ist Voraussetzung für Entstehung und Erhaltung des irdischen Lebens. Bedenklich ist dagegen der zusätzliche Treibhauseffekt (anthropogener Treibhauseffekt), der auf die vom Menschen verursachte Zunahme der Spurengase (vor allem CO₂- Kohlendioxid, FCKW - Fluorchlorkohlenwasserstoffe, CH₄ - Methan, O₃ - Ozon und N₂O - Lachgas) zurückzuführen ist.

Ursachen

Der Klimaeffekt der einzelnen Treibhausgase hängt sowohl von ihrer atmosphärischen Konzentration wie auch von der unterschiedlichen spezifischen Wirksamkeit ab.

Das quantitativ bedeutendste dieser 40 - 50 Spurengase ist CO₂, das mit 50% zum künstlichen Treibhauseffekt beiträgt. Ursache für die steigende Emission von CO₂, sind besonders die Verbrennung fossiler Energierohstoffe ( Erdöl, Erdgas, Kohle), Abgase aus Industriebetrieben und aus der Landwirtschaft sowie die Vernichtung von Wald, letztlich auch das starke Wachstum der Weltbevölkerung. Dieses zusätzlich erzeugte CO₂ verbleibt fast zur Hälfte in der Atmosphäre und wird in weiterer Folge teilweise von Landvegetation und Ozeanen gebunden. Ein kleiner Teil des zusätzlich erzeugten CO₂ wird durch höhere Produktivität der Vegetation verbraucht, der Rest vom Ozean aufgenommen. Der Austausch mit den tieferen Schichten vollzieht sich wesentlich langsamer, und nur ein äußerst geringer Teil des CO₂ wird durch organischen Substanzen gebundenen und durch deren Ablagerung in den ozeanischen Sedimenten längerfristig dem Kreislauf entzogen.

Neben dem Kohlendioxid spielen vor allem die FCKWs eine Rolle bei der Erwärmung der Atmosphäre. Der Anteil der FCKWs wird nach neueren Untersuchungen sogar auf 25% geschätzt. Schließlich trägt auch noch das bodennahe Ozon zum Treibhauseffekt bei.

Da die Erwärmung seit 1851 nicht stetig verlief, spielen noch andere Faktoren, wie zum Beispiel Vulkanausbrüche eine große Rolle. Bei Vulkanausbrüchen werden feste Partikel und Gase in die Stratosphäre geschleudert und in Folge von Absorption wird die Luft erwärmt, in Erdbodennähe dagegen abgekühlt. Ohne den zusätzlichen Einflüssen wäre die Globaltemperatur von 1851 bis 1970 um 0,6 bis 1°C gestiegen; dies entspräche eher einem anthropogenen Treibhauseffekt.

Folgen

In den letzten 800 000 Jahren schwankte die Durchschnittstemperatur zwischen 10 und 17°C. Diese Schwankungen führten zu extremen Verschiebungen der Vegetationszonen, zu Änderungen in der Höhe des Meeresspiegels und der Niederschläge, Abschmelzen außerpolarer Gletscher usw. Die langfristigen Temperaturschwankungen beruhen auf der wechselnden Charakteristik der Erdbahn um die Sonne. Erdgeschichtlich betrachtet bedeutet die heute durch den Menschen bewirkte Temperaturerhöhung demgegenüber einen jähen Temperaturanstieg, denn sie vollzieht sich etwa hundertmal schneller als die durch natürliche Veränderungen hervorgerufenen Temperaturanstieg. Wenn es nicht gelingt, die Emission der Treibhausgase in die Atmosphäre zu reduzieren, wird die Temperatur weiter ansteigen, und zwar weit schneller, als es viele Ökosysteme verkraften könnten. So reagieren zum Beispiel Wälder sehr empfindlich auf rasche Temperaturveränderungen.

Nun darf man sich die beschriebene Erwärmung der Erdatmosphäre nicht als einen geradlinigen, kontinuierlich verlaufenden Prozess vorstellen. Es wird nicht von Jahr zu Jahr ein kleines bisschen wärmer. Die Temperaturkurve der Erde ist von einem jährlichen Auf und Ab unterlegt, und erst die Betrachtung der Jahreswerte über einen längeren Zeitraum lässt den allgemeinen Trend erkennen. Die meisten Klimamodelle errechnen bei ungebremster Entwicklung der Spurengas-Emissionen im Verlauf des nächsten Jahrhunderts einen Temperaturanstieg um insgesamt 3 bis 9 °C.

Veränderungsmöglichkeiten

Da vor allem der Energiebedarf von Entwicklungsländern stark wachsen wird und Einsparungen sich allenfalls in den Industrieländern durchsetzen lassen, wird der CO₂-Ausstoß auch in Zukunft kräftig zunehmen. Die darauf basierenden Klimamodelle und die vorausgesagten Klimaänderungen mögen mit manchen Unsicherheiten behaftet sein. Wenn aber die letzten Zweifel über den anthropogenen Treibhauseffekt beseitigt sind, könnte es für Gegenmaßnahmen zu spät sein. Die unter anderem auf zahlreichen nationalen und internationalen Klimakonferenzen erhobenen Forderungen (z.B. Verminderung der CO₂-Emissionen, Klimasteuern, Erhaltung des tropischen Regenwaldes) haben daher größte Dringlichkeit.