Keypoints

  • Der natürliche Treibhauseffekt wird von Treibhausgasen wie Wasserdampf und Kohlendioxid verursacht. Ohne ihn wäre die Erdoberfläche im globalen Mittel etwa 18°C kälter als beobachtet.
  • Natürliche und vom Menschen gesteuerte Verbrennungs- und Verrottungsprozesse setzen in Pflanzen und fossilen Energieträgern gebundenes Kohlendioxid frei.
  • Die zusätzlich zu den natürlichen Freisetzungen vom Menschen verursachten Kohlendioxid-Emissionen verbleiben lange Zeit in der Atmosphäre, und verursachen daher einen stetigen Anstieg der Treibhausgas-Konzentrationen.
  • Die Menge der laufend vom Menschen verursachten Treibhausgas-Emissionen hängt von der wirtschaftlichen und politischen Entwicklung auf der Welt ab. Die unterschiedlichen zukünftigen Entwicklungsmöglichkeiten entsprechen den einzelnen Klimaszenarien

 

Natürlicher Treibhauseffekt

Das Klima auf der Erde ist insbesondere vom Abstand von der Sonne und vom Treibhauseffekt bestimmt. Die Veränderung der Erdbahn um die Sonne ist zum Beispiel für die Entstehung der Eiszeiten von Relevanz, der natürliche Treibhausgaseffekt bewirkt, dass die Erde insgesamt um rund 18 Grad Celsius wärmer ist als ohne ihn. Der natürliche Treibhauseffekt ist dadurch verursacht, dass neben den Hauptbestandteilen der Luft, Stickstoff und Sauerstoff, auch Kohlendioxid und Wasserdampf vorkommen. Obwohl sie nur einen sehr geringen Anteil an der gesamten Atmosphärenmasse haben, ist ihre Wirkung auf die Temperatur so groß. Dies liegt daran, dass beide Gase zwar die kurzwellige Sonnenstrahlung (also im wesentlichen das sichtbare Licht) bis zur Erde durchlassen, die Wärmestrahlung, die von der Erde ausgeht (entsprechend zum Beispiel der Strahlung, die von einer heißen Herdplatte ausgeht) aber nicht. Diese Wärmestrahlung wird also in der Atmosphäre absorbiert. Die damit etwas erwärmte Atmosphäre gibt wiederum auch Wärmestrahlung ab, und zwar sowohl nach oben in Richtung Weltall, wie nach unten in Richtung Erde. Die Strahlungsanteile, die in Richtung Erdoberfläche gerichtet sind, bewirken dann die erhöhte Temperatur auf der Erdoberfläche.

Treibhausgas-Freisetzung

Verbrennung von kohlestoffhaltigen Stoffen wie Pflanzen, Kohle oder Öl setzt Kohlendioxid frei, das sonst in diesen Stoffen gebunden ist. Dies kann natürliche Vorgänge beinhalten, wie Waldbrände durch Blitzschlag, oder menschengemachten Ursprungs sein. Die industrielle Entwicklung mit Dampfmaschinen, Kraftwerken und Kraftfahrzeugen hat zu dem beobachteten Anstieg der Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre geführt, und damit zu der bisher beobachteten Erderwärmung geführt. Da die Rück-Umwandlung des atmosphärischen Kohlendioxids in kohlenstoffhaltige Stoffe (Pflanzenwachstum und Verbleib der Stoffe in der Erde, wenn sie nicht durch Verrottung wieder freigesetzt werden) sehr langsam vor sich geht, ist durch die fortgesetzte Nutzung fossiler Brennstoffe ein weiterer Anstieg der Konzentrationen und damit eine Verstärkung des Treibhausgaseffekts zu erwarten. Wie stark diese Entwicklung ist, und ob sie sogar umgekehrt werden kann, hängt von der Entwicklung und dem Einsatz von Maßnahmen zur Vermeidung von Treibhausgas-Freisetzungen abhängig. Dabei ist die Entwicklung in allen Teilen der Erde wichtig. Dies hängt unter anderem damit zusammen, dass die wirtschaftliche Entwicklung und Lebensqualität überall auf den fossilen Brennstoffen beruht, und zusätzlich zu den fortgesetzten Freisetzungen in den entwickelten Ländern auch die Entwicklung in den bisher pro Person wenig emittierenden Staaten in steigendem Maße beiträgt, zusätzlich zum fortgesetzten Bevölkerungswachstum.

Klimaszenarien

Die zukünftige Freisetzung von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen hängt von Faktoren wie der wirtschaftlichen Entwicklung in den verschiedenen Teilen der Welt ab, genau wie von der technischen Entwicklung und der Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Da es hier sehr unterschiedliche Möglichkeiten geben kann, wie eine solche Entwicklung aussieht, sind entsprechend unterschiedliche Entwicklungen der Treibhausgaskonzentration möglich. Aus der Vielzahl von möglichen Entwicklungen wurden verschiedene ausgewählt, die dann in die Klimasimulationen auf dem Computer als Vorgabe eingespeist werden. Die Klimasimulationen, die jeweils eine mögliche Wetter- und Klimaentwicklung berechnen, reagieren entsprechend auf diese Vorgabe. Damit hängt der berechnete Einfluss auf das Klima von dem jeweils gewählten Szenario, und von dem Zeitpunkt innerhalb der Zukunftsberechnungen ab.

Weltweite Treighausgasemissionen nach verschiedenen Klimaszenarien. Quelle: IPCC AR6 SPM Abbildung SPM.4