Treibhauseffekt und Emissionsszenarien Wie wirken sich Änderungen in der Zusammensetzung unserer Atmosphäre auf das Klimageschehen aus?

Anthropogener Treibhauseffekt

Zu dem natürlichen Treibhauseffekt kommt ein anthropogener Treibhauseffekt hinzu, durch den die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme zunehmend verstärkt zurückgehalten wird. Seit vielen Jahren beobachten Wissenschaftler einen deutlichen globalen Erwärmungstrend, der hauptsächlich auf dieses Phänomen zurückzuführen ist.

Ursache für den anthropogenen Treibhauseffekt ist, dass die Konzentrationen dieser strahlungswirksamen Spurengase (außer Ozon) seit Beginn der Industrialisierung beträchtlich angestiegen sind. Hierbei kommt dem Kohlendioxid die größte Bedeutung zu, denn Hauptursache für den anthropogenen Treibhauseffekt ist die Verbrennung fossiler Energieträger.

© Max Planck Institut für Meteorologie. Die Komponenten des Treibhauseffektes. Eine ausführlichere Erklärung des Treibhauseffektes finden Sie auf folgender Webseite:

 Der Treibhauseffekt - Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg

Aktuelle Emissionen durch die Verbrennung fossiler Energieträger

Im Jahr 2014 wurden 35,9 Gt CO2 emittiert, das entspricht einer Zunahme von 0,6 % gegenüber dem Vorjahr 2013. Die Emissionen von Kohlendioxid erreichten in dem Jahr 2014 tatsächlich einen neuen Rekordwert: sie sind um 60% höher als im Jahr 1990 (das Referenzjahr aus dem Kyoto Protokoll). Die Gesamtemissionen für das Jahr 2015 sind gegenüber 2014 leicht rückläufig um 0,6% (-1,6% bis +0,5%), allerdings handelt es sich bei dieser Zahl nur um einen zum Zeitpunkt der Berichtserstellung (2015) geschätzten Wert.

© Global Carbon Project 2015 - Emissionen von Treibhausgasen durch Verbrennung fossiler Energieträger und Zementproduktion (in Gt Kohlendioxid pro Jahr)

Trotz der Klimaschutzbemühungen vieler Nationen nimmt der weltweite Verbrauch von Kohle, Öl und Erdgas derzeit immer noch zu.

Auf der jüngsten Weltklimakonferenz in Paris (COP21) wurde ein Klimaschutzabkommen mit dem völkerrechtlich, verbindlichen Ziel vereinbart, die Erderwärmung auf 2 °C zu begrenzen. Um diese Obergrenze einzuhalten, muss das globale Maximum der Treibhausgasemissionen so bald wie möglich erreicht werden bzw. sollte die Emission der Treibhausgase zukünftig deutlich reduziert werden. Des Weiteren legt das Abkommen fest, dass die Weltgemeinschaft in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts treibhausgasneutral werden muss.

Treibhausgase: FCKWs und das Ozonloch

Im Zuge der industriellen Entwicklung sind noch andere Treibhausgase wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) als Emittenten hinzugekommen. FCKWs gehören neben Kohlendioxid, Methan und Distickstoffmonoxid (Lachgas) zu den bekanntesten Treibhausgasen heutzutage. Nachdem das starke ozonschichtschädigende Potenzial („Ozonloch“, also die Verdünnung der stratosphärischen Ozonschicht) dieses Stoffes entdeckt wurde, wurden weltweit ab 1987 mit dem Montrealer Protokoll Produktionsverbote festgelegt.

Die Gesamtkonzentration der FCKWs in der Atmosphäre sinkt seitdem. Dies wird langfristig zu einer vollständigen Erholung der Ozonschicht führen, wenn das Montrealer Protokoll weiterhin eingehalten wird. Als Alternative kamen nun teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe (HFCKW) zum Einsatz, deren Konzentration nun ansteigt. Das Treibhauspotenzial dieser Gase ist zwar geringer als das der FCKWs, aber höher als das von Kohlendioxid. Aufgrund des Rückgangs der FCKWs durch das Montrealer Protokoll trägt Lachgas (N2O) seit 2011 den drittgrößten Anteil zum Strahlungsantrieb bei. Der anthropogene Anteil des Lachgases wird durch intensive Landwirtschaft und industrielle Aktivitäten emittiert, es entsteht sowohl bei der Verbrennung von Biomasse als auch bei der Abfalllagerung.

Neben der anthropogenen Freisetzung klimawirksamer Spurengase tragen aber auch andere menschliche Aktivitäten zum anthropogenen Klimawandel bei. Hierzu gehören u.a. die Freisetzung anthropogener Aerosole bzw. Aerosolteilchen (siehe Link unten) und ihrer Vorläufergase sowie die Veränderungen der Oberflächeneigenschaften der Erde durch Landnutzung (siehe Link unten).