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Treibhausgase und der Klimawandel

(Nach dem Lesen gibt es ganz unten ein kleines Memory!)

Der Nachweis
Nachgewiesen werden konnten die Veränderungen der Gaskonzentrationen für die letzten 650.000 Jahre zum Beispiel an Hand von Eiskernbohrungen (sog. Proxidaten). In Gletschern (etwa Grönlands) werden im Eis winzige Luftmengen eingeschlossen. Jede Jahreslage Schnee, die sich zu Firn, Firneis und schließlich Gletschereis verdichtet, überlagert die früheren Schichten. Diese Schichten oder Eislagen können eindeutig zeitlich zugeordnet werden. Auch aus Baumringen konnten Daten erhoben werden. Erst ab etwa 1960 werden diese Messdaten direkt erhoben.

Sicher ist, dass die Konzentration der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und der Stickoxide derzeit höher ist, als die letzten 650.000 Jahre! Es gab zwar auch deutliche natürliche Anstiege, etwa am Ende der letzten Eiszeit, diese waren aber weder so massiv, noch war das Tempo der Zunahme so schnell.

Nachweisbar ist inzwischen eindeutig, dass in den letzten Kaltzeiten die Kohlendioxidkonzentration nie über 200 ppm lag, in den Warmzeiten nie über 300 ppm. Derzeit haben wir einen Wert, der vergleichbar ist mit den ca. 420 ppm, die vor etwa 5,3 bis 2,6 Millionen Jahren in der Atmosphäre vorhanden waren, als die gesamte Nordhalbkugel eisfrei gewesen ist. In der Erdgeschichte waren nie beide Pole vereist, wenn der Kohlendioxidgehalt 360 ppm überschritten hat.
[Spurenleser im Klimalabyrinth. SdW 03/2010, 78ff.]

Die Gase
Der wichtigste Stoff, der am Treibhauseffekt beteiligt ist, ist Wasser. In der Atmosphäre liegt Wasser meist als Wasserdampf vor, aber auch in Tröpfchenform oder als Eis in den hohen Wolken. Der Wasserdampf trägt etwa zu 62% zum natürlichen Treibhauseffekt bei. Ebenfalls einen geringen Beitrag leisten die hohen Wolken (ca. 5%), deren Eiskristalle Wärmestrahlung absorbieren.

Oben übrigens der Tageswert aus Hawaii (täglich aktualisiert) - vom Mauna Loa...

Kohlendioxid ist das zweitwichtigste Treibhausgas insgesamt, aber über 55% des anthropogenen Treibhauseffekts sind auf CO₂ zurückzuführen. Seit 1958 wird der Gehalt der Atmosphäre direkt in Gebieten ohne eigene Luftbelastung (Reinluftgebiete) gemessen, so dass falsch überhöhte Werte, verursacht durch benachbarte Industriestandorte, ausgeschlossen werden können.

Werte in den letzten 650.000 Jahren: 180 - 300 ppm

anthropogene Quellen: Verbrauch fossiler Brennstoffe (Erdöl, Kohle, Gas, ...), Brandrodung

Senken: Ozeane, Photosynthese, ...
(ohne die gewaltigen Mengen an Kohlendioxid, die insbesondere in den Weltmeeren gespeichert werden, wäre der gemessene Anstieg wesentlich höher)

Verweildauer in der Atmosphäre: - 120 Jahre

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: 1

Methan macht etwa 15% des vom Menschen verursachten Treibhauseffktes aus.

Werte in den letzten 650.000 Jahren: 320 - 790 ppb

anthropogene Quellen: Reisfelder, Rindermägen, Verbrennung von Biomasse (z.B.: Brandrodungen), Mülldeponien, Erdgaslecks, Gasaustritt aus Bergwerken

Senken: OH-Radikale

Verweildauer: 9 - 15 Jahre

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: 21x

 
Alle Grafiken: NOAA

Distickstoffoxid (Lachgas) trägt zu etwa 5% zum anthropogen verursachten Treibhauseffekt bei. Mehr als ein Drittel aller Distickstoffoxid-Emissionen sind vom Menschen verursacht.

anthropogene Quellen: Stickstoffdünger in der Landwirtschaft, Verbrennung von Biomasse

Senken: Abbau durch Ozon, ...

Verweildauer: -120 Jahre

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: 310x

FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) tragen etwa 10% zum Treibhauseffekt bei.

nur vom Menschen erzeugt (kommen nicht natürlich vor!)

anthropogene Quellen: Sie sind ungiftige und nicht brennbare Substanzen, die technisch hergestellt wurden (und werden), um zum Beipiel als Treibmittel in Sprühdosen, als Mittel zum Aufschäumen von Kunststoffen und als Kältemittel in Kühlschränken zu dienen.

Senken: Abbau in der Stratosphäre, also der oberen Atmosphäre, durch Photolyse, d.h. durch Einwirkung von Sonnenlicht

Verweildauer: 20 - 300 Jahre

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: - 12.000x

Bodennahes (troposphärisches) Ozon trägt zu etwa 10% zum zusätzlichen Treibhauseffekt bei. Es ist jahreszeitlich und regional sehr unterschiedlich verteilt. Man darf es nicht mit der stratosphärischen Ozonschicht verwechseln, die uns vor der gefährlichen UV-Strahlung schützt.

anthropogene Quellen: photochemische Reaktion mit Luftschadstoffen, insbesondere mit Stickoxiden, Kohlenmonoxid, Methan, ...

Senken: Abbau durch Reaktion mit anderen Luftschadstoffen, oft in Verbindung mit Licht

Verweildauer: - einige Tage

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: ein Mehrfaches

Perfluorokarbone (PFCs): Ihre Menge ist extrem gering.

anthropogene Quellen: Nebenprodukte aus der Aluminiumschmelze und Urananreicherung.
Auch ersetzen sie die Chlorofluorkarbone bei der Herstellung von Halbleitern.

Verweildauer: - 50.000 Jahre

Klimawirksamkeit im Vergleich zu CO₂: - 9.000x

Daneben spielen noch eine Rolle z.B.: Halogenfluokohlenwasserstoffe,...

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