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CO2 und Klimawandel --> FAKTEN
Hallo,
da mich die ganze Panikmache wegen dem CO2 nervt, würde ich gerne handfeste Beweise wissen, die belegen, dass dass CO2 keine Schuld am Treibhauseffekt hat !!! Ich habe im Fernsehen schon Diagramme gesehen, aber das bringt mir nichts, ich möchte das gerne schriftlich.
Ich bitte um hilfreiche Posts.
Beste Antwort im Thema
Der Treibhauseffekt aus chemischer Sicht
Oliver Reiser
Wie funktioniert der Treibhauseffekt, und wie ist die Emission von Kohlendioxid und anderer Spurengase auf das Klima zu bewerten? © Chemie-im-Alltag 2004-2007.
Der Ausstoß von Kohlendioxid aufgrund industrieller Verbrennungsprozesse wird als eine der größten ökologischen Bedrohungen in unserer Welt empfunden. Als Folge wird eine globale Klimaerwärmung von bis zu 5°C postuliert, mit Auswirkungen wie dem Abschmelzen der Polkappen und der Ausweitung von Dürrezonen, die zu gigantischen Flutkatastrophen und zu Hungersnöten nicht gekannten Ausmaßes führen würden. Andererseits sagten Klimaexperten noch bis vor kurzem eine neue Eiszeit voraus; fraglos gehören Klimaprognosen aufgrund der vielen unwägbaren Parameter zu den schwierigsten Dingen überhaupt - eine für jeden nachvollziehbar alltägliche Erfahrung, oder verlassen Sie sich auf die täglichen Wettervoraussagen?
Die Vorhersage zukünftiger, starker Klimaerwärmungen auf der Erde beruhen meist auf Messungen eines Temperaturanstiegs seit der Industrialisierung im frühen 20. Jahrhundert, die offensichtlich mit dem kontinuierlichen Anstieg der Kohlendioxidkonzentration aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe korreliert.
Kohlendioxid hat sich zum Klimagas Nummer eins entwickelt, dessen Reduktion mit der Ratifizierung des Klimaprotokolls von Kyoto eine der weltweit wichtigsten Aufgaben werden wird. Jedoch sind die Effekte von Kohlendioxid auf unser Klima keinesfalls so klar wie in der Öffentlichkeit dargestellt. Gerade die physikalischen und chemischen Grundlagen des Treibhauseffekts, die stets in den meisten Diskussionen beharrlich ignoriert werden, machen es nämlich schwer, die von Klimaexperten vorausgesagten, dramatischen Temperaturanstiege zu erklären.
Wie funktioniert der Treibhauseffekt?
Das auf die Erde fallende Sonnenlicht gelangt etwa zur Hälfte zum Boden und wird dann zum Teil (Abbildung1) rechts, zur Vergrößerung anklicken) als Infrarotstrahlung zurückgeworfen - das, was wir als Wärme spüren -, die einen Wellenlängenbereich von 1 bis 40 µm (µm = Mikrometer = Millionstel Meter) überstreicht.
Einige Gase - so genannte Treibhausgase - in der Atmosphäre sind in der Lage, Infrarotstrahlung zu absorbieren und auf diese Weise Wärme zurückzuhalten, ein Temperaturanstieg auf der Erde ist die Folge.
Wie funktioniert der Treibhauseffekt, und wie ist die Emission von Kohlendioxid und anderer Spurengase auf das Klima zu bewerten?
Wann wird ein Gas zum Treibhausgas?
Die Wellenlängen der Infrarotstrahlung können nur solche Moleküle absorbieren, die durch Schwingungen ihr Dipolmoment ändern. Diese Bedingung erfüllen Moleküle, die aus zwei verschiedenen oder aus mindestens drei Atomen zusammengesetzt sind. Zweiatomige Gase wie Sauerstoff O2 und Stickstoff N2, die Hauptkomponenten in unserer Atmosphäre, können nur symmetrische Schwingungen ausführen, die das Dipolmoment nicht verändern. Kohlendioxid, ein dreiatomiges Gas, kann neben symmetrischen auch unsymmetrische Schwingungen ausführen (Abbildung unten, zur Vergrößerung anklicken). Infrarotlicht regt letztere Schwingungen an und wird dadurch absorbiert. Allerdings wird nicht der gesamte Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung (1 bis 40 µm; Mikrometer = 10-6m) absorbiert, sondern nur ein kleiner Bereich, der für jedes Klimagas verschieden ist. Kohlendioxid absorbiert in zwei engen Bereichen des Infrarotspektrums, nämlich bei 4.3 und 15.3 µm.
Klimaerwärmung und Kohlendioxid
Bewirkt das in der Atmosphäre befindliche Kohlendioxid durch die Absorption der Infrarotstrahlung in den Bereichen von 4.3 und 15.3 µm eine Klimaerwärmung? Die eindeutige Antwort auf diese Frage lautet ja. Ohne jeglichen Treibhauseffekt wäre die mittlere Temperatur auf der Erde um 33°C niedriger, sodass ein Leben auf der Erde, zumindest so wie wir es kennen, kaum möglich wäre. Den größten Anteil am Treibhauseffekt, nämlich von etwa 66 Prozent oder 22°C hat aber der Wasserdampf, der somit das effektivste aller Treibhausgase darstellt. Das natürlich in der Atmosphäre befindliche Kohlendioxid steuert dagegen etwa 15 Prozent bei, was einem Temperaturanteil von etwa 5°C entspricht.
Wie viel Kohlendioxid ist in der Atmosphäre?
Der natürliche Anteil des Kohlendioxids in der Luft beträgt ungefähr 0.03 Prozent, damit sind in der gesamten Atmosphäre etwa 2700 Milliarden Tonnen Kohlendioxid vorhanden -- eine gigantische Menge, die aufgrund des so genannten Kohlenstoffkreislauf (Emission von Kohlendioxid durch Lebewesen und Absorption durch Photosynthese von Pflanzen) in etwa konstant bleibt. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Vernichtung von Wäldern durch Brandrodung kommen gegenwärtig pro Jahr 25 Milliarden Tonnen dazu, also etwa ein Prozent.
Tatsächlich steigt die jährliche Konzentration in der Atmosphäre aber nur um etwa 0.3 Prozent, da vor allem die Ozeane als sehr guter Speicher für Kohlendioxid dienen. Der jährliche Anstieg scheint insgesamt gering zu sein, aber im Verlauf der Jahrzehnte kam es trotzdem zu einer signifikanten Erhöhung des Kohlendioxidgehalts, von etwa 0.028 Prozent (280 pm, ppm = parts per million) im 19. Jahrhundert auf 0.036 Prozent (360 ppm) Ende des 20. Jahrhunderts.
Weitere Klimaerwärmung durch industrielle Kohlendioxidemission?
Bewirkt nun die durch die Industrialisierung des 20. Jahrhunderts gestiegene Kohlendioxidemission einen Klimaanstieg und wie groß ist der Effekt? Genau diese Frage ist gar nicht so leicht zu beantworten. Im ersten Moment wäre man geneigt zu sagen, dass durch zusätzliches Kohlendioxid natürlich auch die Temperatur ansteigen sollte. Wenn der natürliche Anteil von 300 ppm Kohlendioxid eine Temperaturerhöhung von 5°C bewirkt, sollte dann eine Verdopplung auf 600 ppm nicht noch einmal einen Anstieg um 5°C bewirken?
Genau diese plausibel erscheinende Rechnung ist mit Sicherheit falsch: Aufgrund der natürlich vorhandenen Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre sind die Bereiche, in denen Kohlendioxid die Infrarotstrahlung absorbiert, schon nahezu vollkommen gesättigt. Eine Erhöhung der Konzentration kann daher nur noch einen geringen Effekt haben. Man kann sich dies mit folgendem Bild veranschaulichen: Wenn vor einem Fenster eine dunkelbrauner Vorhang hängt, kommt fast kein Licht hindurch, und wenn man stattdessen einen schwarzen Vorhang nimmt, ändert sich für die Lichtdurchlässigkeit nicht mehr viel. Andere äußere Einflüsse, etwa von draußen kommender Straßenlärm, werden weder durch den braunen noch durch den schwarzen Vorhang abgehalten. Mit anderen Worten, die Absorption von Wärmestrahlung in anderen Wellenlängenbereichen des Infrarotspektrums wird durch das Kohlendioxid nicht beeinflusst.
Wie groß ist die Temperaturerhöhung durch zusätzlichen Kohlendioxid?
Diese Frage wird heftig und sehr kontrovers diskutiert. Aufgrund der obigen Analyse kommt man zu der Voraussage, dass durch das zusätzlich emittierte Kohlendioxid die Temperatur auf der Erde nur um wenige Bruchteile eines Grades erhöht wird. Die tatsächliche Erhöhung dürfte aufgrund von so genannten Sekundäreffekten etwas höher liegen. Durch eine Temperaturerhöhung verdampft mehr Wasser aus den Ozeanen, und da Wasserdampf ebenfalls ein effektives Klimagas ist, ist ein weiterer Temperaturanstieg denkbar. Andererseits führt der zusätzliche Wasserdampf in der Atmosphäre zu einer verstärkten Wolkenbildung, die - je nach Art der Wolken - zu einer Erwärmung oder einer Abkühlung der Erde führen könnten. Das Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg berechnete für die globale Erwärmung seit Ende des 19. Jahrhunderts etwa 0.7°C. Dieser Wert liegt innerhalb des Bereichs verschiedener Abschätzungen aufgrund von Temperaturmessungen (0.4 bis 0.8 °C). Die globale Erwärmung bis zur Mitte des nächsten Jahrhunderts wir auf etwa 0.9 °C geschätzt, wobei die Auswirkung auf den Kontinenten mit etwa 1.4°C größer ist als bei den Ozeanen.
Natürliche Klimaschwankungen
Tatsache ist, dass in den letzten 100 Jahren das Klima um etwa 1°C auf der Erde wärmer geworden ist. Dass auch natürliche Klimaschwankungen hierfür verantwortlich sein können, ist nicht ohne weiteres von der Hand zu weisen. Es hat immer wieder Warmzeiten gegeben, etwa während der Eem-Interglazialzeit vor etwa 100.000 Jahren, als das Klima etwa 4.5°C wärmer war als heute, und Elefanten und Löwen durch Europa streiften.
Macht die Begrenzung der Emission von Kohlendioxid also Sinn?
Der Ausstieg der USA aus dem Klimaprotokoll von Kyoto im Jahre 2001 wurde damit begründet, dass das Kohlendioxid lange nicht die negativen Einflüsse auf das Klima ausübt, wie behauptet wird. Dies ist, wie auch in diesem Artikel ausgeführt wird, nicht ohne weiteres von der Hand zu weisen. Dennoch ist die Begrenzung der Emission von Kohlendioxid in jedem Fall zu fordern, da auf diese Weise fossile Brennstoffe wie Erdöl und Erdgas geschont werden -- Rohstoffe, die viel zu schade sind, als sie nur zu verbrennen (Energieverbrauch pro Kopf, Abbildung links, zur Vergrößerung anklicken.
Auch sollte man sich bemühen, der Brandrodung des Regenwalds zur Gewinnung von Nutzflächen in Südamerika Einhalt zu gebieten, um das Ökosystem nicht aus dem Gleichgewicht zu bringen. Da dies von globalen Interesse ist, auf der anderen Seite der Wunsch nach Entwicklung der südamerikanischen Staaten aber auch verständlich ist, wird man bereit sein müssen, den betroffenen Ländern einen finanziellen Anreiz für die Erhaltung des Regenwaldes zu gewähren.
Kohlendioxidhandel / Kohlendioxidspeicherung
Momentan werden einige Konzepte zur Begrenzung der Kohlendioxidemission diskutiert. Die unterirdische Speicherung von Kohlendioxid, etwa in leeren, ehemaligen Ölfeldern, ist ein populäres Szenario. Ich bezweifele jedoch, dass der Nutzen für das Klima den zur Kohlendioxidspeicherung benötigten Energieaufwand rechtfertigt, ganz zu Schweigen von den Sicherheitsrisiken, die hiermit verbunden sind. Zur Speicherung muss Kohlendioxid stark komprimiert werden, also unter hohen Druck gesetzt werden. Lecks im unterirdischen Speicher könnten zu einer Katastrohe führen: man sollte sich klar machen, dass Kohlendioxid bei einer Konzentration von 8 Vol% bereits tödlich ist, eine Konzentration, die leicht erreicht werden kann, da es schwerer ist als Luft und daher zu Boden sinkt.
Der Handel mit Kohlendioxid in einer Vielzahl von Variationen wird ebenfalls für positiv für das Klima eingeschätzt. Jedoch kann das simple Verkaufen von Kohlendioxid an ärmere Länder, die eine gegebene maximale Kohlendioxidemission nicht erreichen, keine akzeptable Lösung sein: Weder die Einsparung von Energie noch die Begrenzung von Kohlendioxid wird auf diese Weise erreicht. Kohlendioxidhandel zur Finanzierung von Projekten, die das Ziel der Aufforstung von Wäldern haben, sind sicherlich vernünftige Maßnahmen, die allerdings auch nicht zum Ziel der Einsparung fossiler Brennstoffe beitragen. Neuere Studien belegen zudem, dass die Aufforstung in kälteren Regionen kontraproduktiv ist, da Sonnenlicht von einem Wald absorbiert wird und nicht reflektiert wird, wie es bei Bestrahlung auf einem leeren, Schnee-bedecktem Feld der Fall ist.
Gefahren durch andere Spurengase
Weiterhin sollte man die Emission anderer Gase, die viel mehr zur Klimaerwärmung beitragen, nachhaltig reduzieren. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) absorbieren die Infrarotstrahlung in einem vollkommen freien Wellenlängenbereich und haben daher ein etwa 15.000-faches Klimaerwärmungspotenzial als Kohlendioxid. Das Verbot von FCKWs tut daher nicht nur der Ozonschicht, sondern auch dem Klima gut.
Das oftmals als Biogas gepriesene Methan, das bei der Verrottung organischer Substanzen in Mülldeponien, im Magen von Rindern (Günther Jauch: Biogas ist das, was hinten aus der Kuh herauskommt) und durch den Reisanbau entsteht, hat ein etwa 20-faches Wärmepotenzial des Kohlendioxids aufgrund der Absorption der Infrarotstrahlung in einem offenen Wellenlängenbereich. Besonders bedenklich ist, dass der Methangehalt in der Atmosphäre seit Beginn der Industrialisierung um 120 Prozent gestiegen ist.
Erneuerbare Energien - Die Sonne scheint für alle!
Ganz egel, wieviel Energie wir einsparen und wie stark wir den Ausstoß von Kohlendioxid reduzieren können: Wenn wir nicht unsere Energie aus anderen Quellen als bisher beziehen und vor allem die Menge gleichzeitig dramatisch vergrößern können - Schätzungen aus verschiedenen Quellen sind sich einig, dass der jährliche Energiebedarf bis zum Jahr 2050 sich zum gegenwärtigen Stand mindestens verdoppeln wird -, wird die Kohlendioxidemission steigen von momentan 380 ppm auf einen Wert zwischen 550 bis 750 ppm. Jedoch werden wir nicht einmal in der Lage sein, nach momentanem Stand diesen Energiebedarf zu decken, selbst wenn wir weiterhin fossile Brennstoffe wie bisher zur Energiegewinnung nutzen, und zusätzlich andere Energiequellen wie Kernkraft, Biomasse, Wind- und Wasserenergie, und Solarenergie bis zum maximal denkbaren nutzen.
Doch wird in der weiteren Entwicklung von Sonnenergie in der Tat die Lösung unserer Energieprobleme liegen. Wenn man 8% der Sahara mit Solarzellen auslegen würde, würde dies den gegenwärtigen Weltenergiebedarf decken. Dies ist natürlich unrealistisch - wie transportiert man von dort die gewonnene Energie? - zeigt jedoch, welch ungeheure Energiemengen die Sonne uns kostenfrei zur Verfügung stellt. Zwei aus der Natur bekannte Prozesse müssen wir in Zukunft im Labor meistern, und die Chemie wird mit der Entwicklung von Katalysatoren hierfür die tragende Rolle bei diesen Entwicklungen spielen müssen: Photosynthese, also die Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenstoff und Sauerstoff, und die photochemische Zerlegung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff - der umgekehrte Prozess der Brennstoffzelle - scheinen die einzigen, nachhaligen Szenarios für die Zukunft zu sein: Auf diese Weise würde sowohl eine Lösung für unser Energieproblems, als auch für die Begrenzung der Treibhausgasemissionen gefunden sein. Investitionen in die Entwicklung dieser Techniken sind daher sehr viel sinnvoller als zum Teil mehr als zweifelhafte Ansätze, die Emission von Kohlendioxid anders als durch Energieeinsparungen zu begrenzen.
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Der Treibhauseffekt aus chemischer Sicht
Oliver Reiser
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Der Ausstoß von Kohlendioxid aufgrund industrieller Verbrennungsprozesse wird als eine der größten ökologischen Bedrohungen in unserer Welt empfunden. Als Folge wird eine globale Klimaerwärmung von bis zu 5°C postuliert, mit Auswirkungen wie dem Abschmelzen der Polkappen und der Ausweitung von Dürrezonen, die zu gigantischen Flutkatastrophen und zu Hungersnöten nicht gekannten Ausmaßes führen würden. Andererseits sagten Klimaexperten noch bis vor kurzem eine neue Eiszeit voraus; fraglos gehören Klimaprognosen aufgrund der vielen unwägbaren Parameter zu den schwierigsten Dingen überhaupt - eine für jeden nachvollziehbar alltägliche Erfahrung, oder verlassen Sie sich auf die täglichen Wettervoraussagen?
Die Vorhersage zukünftiger, starker Klimaerwärmungen auf der Erde beruhen meist auf Messungen eines Temperaturanstiegs seit der Industrialisierung im frühen 20. Jahrhundert, die offensichtlich mit dem kontinuierlichen Anstieg der Kohlendioxidkonzentration aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe korreliert.
Kohlendioxid hat sich zum Klimagas Nummer eins entwickelt, dessen Reduktion mit der Ratifizierung des Klimaprotokolls von Kyoto eine der weltweit wichtigsten Aufgaben werden wird. Jedoch sind die Effekte von Kohlendioxid auf unser Klima keinesfalls so klar wie in der Öffentlichkeit dargestellt. Gerade die physikalischen und chemischen Grundlagen des Treibhauseffekts, die stets in den meisten Diskussionen beharrlich ignoriert werden, machen es nämlich schwer, die von Klimaexperten vorausgesagten, dramatischen Temperaturanstiege zu erklären.
Wie funktioniert der Treibhauseffekt?
Das auf die Erde fallende Sonnenlicht gelangt etwa zur Hälfte zum Boden und wird dann zum Teil (Abbildung1) rechts, zur Vergrößerung anklicken) als Infrarotstrahlung zurückgeworfen - das, was wir als Wärme spüren -, die einen Wellenlängenbereich von 1 bis 40 µm (µm = Mikrometer = Millionstel Meter) überstreicht.
Einige Gase - so genannte Treibhausgase - in der Atmosphäre sind in der Lage, Infrarotstrahlung zu absorbieren und auf diese Weise Wärme zurückzuhalten, ein Temperaturanstieg auf der Erde ist die Folge.
Wie funktioniert der Treibhauseffekt, und wie ist die Emission von Kohlendioxid und anderer Spurengase auf das Klima zu bewerten?
Wann wird ein Gas zum Treibhausgas?
Die Wellenlängen der Infrarotstrahlung können nur solche Moleküle absorbieren, die durch Schwingungen ihr Dipolmoment ändern. Diese Bedingung erfüllen Moleküle, die aus zwei verschiedenen oder aus mindestens drei Atomen zusammengesetzt sind. Zweiatomige Gase wie Sauerstoff O2 und Stickstoff N2, die Hauptkomponenten in unserer Atmosphäre, können nur symmetrische Schwingungen ausführen, die das Dipolmoment nicht verändern. Kohlendioxid, ein dreiatomiges Gas, kann neben symmetrischen auch unsymmetrische Schwingungen ausführen (Abbildung unten, zur Vergrößerung anklicken). Infrarotlicht regt letztere Schwingungen an und wird dadurch absorbiert. Allerdings wird nicht der gesamte Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung (1 bis 40 µm; Mikrometer = 10-6m) absorbiert, sondern nur ein kleiner Bereich, der für jedes Klimagas verschieden ist. Kohlendioxid absorbiert in zwei engen Bereichen des Infrarotspektrums, nämlich bei 4.3 und 15.3 µm.
Klimaerwärmung und Kohlendioxid
Bewirkt das in der Atmosphäre befindliche Kohlendioxid durch die Absorption der Infrarotstrahlung in den Bereichen von 4.3 und 15.3 µm eine Klimaerwärmung? Die eindeutige Antwort auf diese Frage lautet ja. Ohne jeglichen Treibhauseffekt wäre die mittlere Temperatur auf der Erde um 33°C niedriger, sodass ein Leben auf der Erde, zumindest so wie wir es kennen, kaum möglich wäre. Den größten Anteil am Treibhauseffekt, nämlich von etwa 66 Prozent oder 22°C hat aber der Wasserdampf, der somit das effektivste aller Treibhausgase darstellt. Das natürlich in der Atmosphäre befindliche Kohlendioxid steuert dagegen etwa 15 Prozent bei, was einem Temperaturanteil von etwa 5°C entspricht.
Wie viel Kohlendioxid ist in der Atmosphäre?
Der natürliche Anteil des Kohlendioxids in der Luft beträgt ungefähr 0.03 Prozent, damit sind in der gesamten Atmosphäre etwa 2700 Milliarden Tonnen Kohlendioxid vorhanden -- eine gigantische Menge, die aufgrund des so genannten Kohlenstoffkreislauf (Emission von Kohlendioxid durch Lebewesen und Absorption durch Photosynthese von Pflanzen) in etwa konstant bleibt. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Vernichtung von Wäldern durch Brandrodung kommen gegenwärtig pro Jahr 25 Milliarden Tonnen dazu, also etwa ein Prozent.
Tatsächlich steigt die jährliche Konzentration in der Atmosphäre aber nur um etwa 0.3 Prozent, da vor allem die Ozeane als sehr guter Speicher für Kohlendioxid dienen. Der jährliche Anstieg scheint insgesamt gering zu sein, aber im Verlauf der Jahrzehnte kam es trotzdem zu einer signifikanten Erhöhung des Kohlendioxidgehalts, von etwa 0.028 Prozent (280 pm, ppm = parts per million) im 19. Jahrhundert auf 0.036 Prozent (360 ppm) Ende des 20. Jahrhunderts.
Weitere Klimaerwärmung durch industrielle Kohlendioxidemission?
Bewirkt nun die durch die Industrialisierung des 20. Jahrhunderts gestiegene Kohlendioxidemission einen Klimaanstieg und wie groß ist der Effekt? Genau diese Frage ist gar nicht so leicht zu beantworten. Im ersten Moment wäre man geneigt zu sagen, dass durch zusätzliches Kohlendioxid natürlich auch die Temperatur ansteigen sollte. Wenn der natürliche Anteil von 300 ppm Kohlendioxid eine Temperaturerhöhung von 5°C bewirkt, sollte dann eine Verdopplung auf 600 ppm nicht noch einmal einen Anstieg um 5°C bewirken?
Genau diese plausibel erscheinende Rechnung ist mit Sicherheit falsch: Aufgrund der natürlich vorhandenen Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre sind die Bereiche, in denen Kohlendioxid die Infrarotstrahlung absorbiert, schon nahezu vollkommen gesättigt. Eine Erhöhung der Konzentration kann daher nur noch einen geringen Effekt haben. Man kann sich dies mit folgendem Bild veranschaulichen: Wenn vor einem Fenster eine dunkelbrauner Vorhang hängt, kommt fast kein Licht hindurch, und wenn man stattdessen einen schwarzen Vorhang nimmt, ändert sich für die Lichtdurchlässigkeit nicht mehr viel. Andere äußere Einflüsse, etwa von draußen kommender Straßenlärm, werden weder durch den braunen noch durch den schwarzen Vorhang abgehalten. Mit anderen Worten, die Absorption von Wärmestrahlung in anderen Wellenlängenbereichen des Infrarotspektrums wird durch das Kohlendioxid nicht beeinflusst.
Wie groß ist die Temperaturerhöhung durch zusätzlichen Kohlendioxid?
Diese Frage wird heftig und sehr kontrovers diskutiert. Aufgrund der obigen Analyse kommt man zu der Voraussage, dass durch das zusätzlich emittierte Kohlendioxid die Temperatur auf der Erde nur um wenige Bruchteile eines Grades erhöht wird. Die tatsächliche Erhöhung dürfte aufgrund von so genannten Sekundäreffekten etwas höher liegen. Durch eine Temperaturerhöhung verdampft mehr Wasser aus den Ozeanen, und da Wasserdampf ebenfalls ein effektives Klimagas ist, ist ein weiterer Temperaturanstieg denkbar. Andererseits führt der zusätzliche Wasserdampf in der Atmosphäre zu einer verstärkten Wolkenbildung, die - je nach Art der Wolken - zu einer Erwärmung oder einer Abkühlung der Erde führen könnten. Das Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg berechnete für die globale Erwärmung seit Ende des 19. Jahrhunderts etwa 0.7°C. Dieser Wert liegt innerhalb des Bereichs verschiedener Abschätzungen aufgrund von Temperaturmessungen (0.4 bis 0.8 °C). Die globale Erwärmung bis zur Mitte des nächsten Jahrhunderts wir auf etwa 0.9 °C geschätzt, wobei die Auswirkung auf den Kontinenten mit etwa 1.4°C größer ist als bei den Ozeanen.
Natürliche Klimaschwankungen
Tatsache ist, dass in den letzten 100 Jahren das Klima um etwa 1°C auf der Erde wärmer geworden ist. Dass auch natürliche Klimaschwankungen hierfür verantwortlich sein können, ist nicht ohne weiteres von der Hand zu weisen. Es hat immer wieder Warmzeiten gegeben, etwa während der Eem-Interglazialzeit vor etwa 100.000 Jahren, als das Klima etwa 4.5°C wärmer war als heute, und Elefanten und Löwen durch Europa streiften.
Macht die Begrenzung der Emission von Kohlendioxid also Sinn?
Der Ausstieg der USA aus dem Klimaprotokoll von Kyoto im Jahre 2001 wurde damit begründet, dass das Kohlendioxid lange nicht die negativen Einflüsse auf das Klima ausübt, wie behauptet wird. Dies ist, wie auch in diesem Artikel ausgeführt wird, nicht ohne weiteres von der Hand zu weisen. Dennoch ist die Begrenzung der Emission von Kohlendioxid in jedem Fall zu fordern, da auf diese Weise fossile Brennstoffe wie Erdöl und Erdgas geschont werden -- Rohstoffe, die viel zu schade sind, als sie nur zu verbrennen (Energieverbrauch pro Kopf, Abbildung links, zur Vergrößerung anklicken.
Auch sollte man sich bemühen, der Brandrodung des Regenwalds zur Gewinnung von Nutzflächen in Südamerika Einhalt zu gebieten, um das Ökosystem nicht aus dem Gleichgewicht zu bringen. Da dies von globalen Interesse ist, auf der anderen Seite der Wunsch nach Entwicklung der südamerikanischen Staaten aber auch verständlich ist, wird man bereit sein müssen, den betroffenen Ländern einen finanziellen Anreiz für die Erhaltung des Regenwaldes zu gewähren.
Kohlendioxidhandel / Kohlendioxidspeicherung
Momentan werden einige Konzepte zur Begrenzung der Kohlendioxidemission diskutiert. Die unterirdische Speicherung von Kohlendioxid, etwa in leeren, ehemaligen Ölfeldern, ist ein populäres Szenario. Ich bezweifele jedoch, dass der Nutzen für das Klima den zur Kohlendioxidspeicherung benötigten Energieaufwand rechtfertigt, ganz zu Schweigen von den Sicherheitsrisiken, die hiermit verbunden sind. Zur Speicherung muss Kohlendioxid stark komprimiert werden, also unter hohen Druck gesetzt werden. Lecks im unterirdischen Speicher könnten zu einer Katastrohe führen: man sollte sich klar machen, dass Kohlendioxid bei einer Konzentration von 8 Vol% bereits tödlich ist, eine Konzentration, die leicht erreicht werden kann, da es schwerer ist als Luft und daher zu Boden sinkt.
Der Handel mit Kohlendioxid in einer Vielzahl von Variationen wird ebenfalls für positiv für das Klima eingeschätzt. Jedoch kann das simple Verkaufen von Kohlendioxid an ärmere Länder, die eine gegebene maximale Kohlendioxidemission nicht erreichen, keine akzeptable Lösung sein: Weder die Einsparung von Energie noch die Begrenzung von Kohlendioxid wird auf diese Weise erreicht. Kohlendioxidhandel zur Finanzierung von Projekten, die das Ziel der Aufforstung von Wäldern haben, sind sicherlich vernünftige Maßnahmen, die allerdings auch nicht zum Ziel der Einsparung fossiler Brennstoffe beitragen. Neuere Studien belegen zudem, dass die Aufforstung in kälteren Regionen kontraproduktiv ist, da Sonnenlicht von einem Wald absorbiert wird und nicht reflektiert wird, wie es bei Bestrahlung auf einem leeren, Schnee-bedecktem Feld der Fall ist.
Gefahren durch andere Spurengase
Weiterhin sollte man die Emission anderer Gase, die viel mehr zur Klimaerwärmung beitragen, nachhaltig reduzieren. Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) absorbieren die Infrarotstrahlung in einem vollkommen freien Wellenlängenbereich und haben daher ein etwa 15.000-faches Klimaerwärmungspotenzial als Kohlendioxid. Das Verbot von FCKWs tut daher nicht nur der Ozonschicht, sondern auch dem Klima gut.
Das oftmals als Biogas gepriesene Methan, das bei der Verrottung organischer Substanzen in Mülldeponien, im Magen von Rindern (Günther Jauch: Biogas ist das, was hinten aus der Kuh herauskommt) und durch den Reisanbau entsteht, hat ein etwa 20-faches Wärmepotenzial des Kohlendioxids aufgrund der Absorption der Infrarotstrahlung in einem offenen Wellenlängenbereich. Besonders bedenklich ist, dass der Methangehalt in der Atmosphäre seit Beginn der Industrialisierung um 120 Prozent gestiegen ist.
Erneuerbare Energien - Die Sonne scheint für alle!
Ganz egel, wieviel Energie wir einsparen und wie stark wir den Ausstoß von Kohlendioxid reduzieren können: Wenn wir nicht unsere Energie aus anderen Quellen als bisher beziehen und vor allem die Menge gleichzeitig dramatisch vergrößern können - Schätzungen aus verschiedenen Quellen sind sich einig, dass der jährliche Energiebedarf bis zum Jahr 2050 sich zum gegenwärtigen Stand mindestens verdoppeln wird -, wird die Kohlendioxidemission steigen von momentan 380 ppm auf einen Wert zwischen 550 bis 750 ppm. Jedoch werden wir nicht einmal in der Lage sein, nach momentanem Stand diesen Energiebedarf zu decken, selbst wenn wir weiterhin fossile Brennstoffe wie bisher zur Energiegewinnung nutzen, und zusätzlich andere Energiequellen wie Kernkraft, Biomasse, Wind- und Wasserenergie, und Solarenergie bis zum maximal denkbaren nutzen.
Doch wird in der weiteren Entwicklung von Sonnenergie in der Tat die Lösung unserer Energieprobleme liegen. Wenn man 8% der Sahara mit Solarzellen auslegen würde, würde dies den gegenwärtigen Weltenergiebedarf decken. Dies ist natürlich unrealistisch - wie transportiert man von dort die gewonnene Energie? - zeigt jedoch, welch ungeheure Energiemengen die Sonne uns kostenfrei zur Verfügung stellt. Zwei aus der Natur bekannte Prozesse müssen wir in Zukunft im Labor meistern, und die Chemie wird mit der Entwicklung von Katalysatoren hierfür die tragende Rolle bei diesen Entwicklungen spielen müssen: Photosynthese, also die Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenstoff und Sauerstoff, und die photochemische Zerlegung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff - der umgekehrte Prozess der Brennstoffzelle - scheinen die einzigen, nachhaligen Szenarios für die Zukunft zu sein: Auf diese Weise würde sowohl eine Lösung für unser Energieproblems, als auch für die Begrenzung der Treibhausgasemissionen gefunden sein. Investitionen in die Entwicklung dieser Techniken sind daher sehr viel sinnvoller als zum Teil mehr als zweifelhafte Ansätze, die Emission von Kohlendioxid anders als durch Energieeinsparungen zu begrenzen.
danke !