Gase dämmen unser Himmelsdach
Verschiedene Faktoren beeinflussen das Klima der Erde. Heute geht es um die Treibhausgase. Sie sind die Dämmstoffe unseres Himmelsdachs : wichtig und problematisch zugleich.
99 Prozent der Luft bestehen aus Sauerstoff und Stickstoff. Nur ein winziges Prozent der Atmosphäre besetzen Gase wie Wasserdampf, Methan, Lachgas, FCKW oder Kohlendioxid. Doch die Winzlinge haben eine große Wirkung. Ohne sie wäre es auf der Erde eisig wie im Tiefkühlfach. Ein Jahresmittel von minus 18 Grad würde alles erstarren lassen. Tatsächlich aber herrschen im globalen Mittel milde 15 Grad plus. ( Bei uns in den gemäßigten Breiten sind es 8 Grad ). Für das Plus von 33 Grad verantwortlich sind Gase wie Wasserdampf und Kohlendioxid. Die Sonne allein könnte das nicht leisten, da die Erde die Wärme recht schnell wieder ins Weltall abstrahlen würde. Die Gase bremsen diese Abstrahlung, sie sorgen für eine Art Wärmestau – ähnlich wie ein Treibhaus oder ein gut gedämmtes Dach.
Das Plus von 33 Grad zeigt aber auch die enorme Kraft der Treibhausgase. Wird ihr Dämmeffekt nur um einige Prozent erhöht, kann die Temperatur gleich deutlich steigen.
Zwei Drittel des natürlichen, wärmenden Effekts gehen auf die Kappe des Wasserdampfes. Seine Konzentration beträgt im Mittel 0, 25 Prozent, fast zehnmal so viel CO 2. Besonders stark dämmt Wasserdampf dann, wenn er als Wolke kondensiert. Ins wissenschaftliche Visier rückte aber mehr und mehr das Kohlendioxid ( CO 2 ), obgleich es nur etwa 0, 038 Prozent der Atmosphäre ausmacht. Warum ?
Nun – Wasserdampf wird enorm schnell umgesetzt. Pro Jahr verdunstet weltweit etwa die 20-fache Menge der Ostsee, die dann wieder als Regen oder Schnee zur Erde fällt. Der von der Industrie erzeugte zusätzliche Dampf fällt da kaum ins Gewicht.
Anders beim CO 2. Seit gut 150 Jahren nutzt der Mensch massenhaft Kohle, Öl und Gas. Eine über Jahrmillionen gespeicherte Menge fossilen Kohlenstoffs wird in kurzer Zeit verbrannt. So wurden zig Milliarden Tonnen CO 2 in die Luft gepustet. Meer, Pflanzen und Erde konnten eine Menge aufnehmen – aber nur etwa die Hälfte. Die Folge : Die CO 2 -Konzentration in der Luft stieg. Im frühen 19. Jahrhundert lag sie noch bei etwa 0, 0275 %, oder besser gesagt bei 275 ppm ( parts per million / ein Millionstel ). Mittlerweile liegt sie bei 380 ppm. Das ist ein Anstieg um 40 Prozent. Zum Vergleich : Das sehr wirksame Treibhausgas Methan ( CH 4 ) hat nur einen Luftanteil von etwa 1, 7 ppm.
Messungen im polaren Eis ergaben : Der aktuelle CO 2 -Wert ist der höchste seit mindestens 700 000 Jahren. Seit den 50 er Jahren wird CO 2 direkt gemessen. Resultat : Die Konzentration steigt. Vor allem aber nimmt jenes CO 2 zu, das aus fossilen Brennstoffen stammt. Das ist wegen der spezifischen Eigenschaften fossilen Kohlenstoffs gut nachweisbar.
Es gibt zwei weitere klimabedeutsame Fakten : Kohlendioxid verbleibt deutlich länger in der Luft als Wasserdampf. Zudem reichen schon kleine Mengen CO 2 für einen wärmedämmenden Effekt aus. Bereits 1896 beschrieb der schwedische Chemiker und Nobelpreisträger Svante Arrhenius die enorme thermische Hebelwirkung. Spätere Laborversuche zeigten : Verdoppelt man die CO 2 -Konzentration, erwärmt sich die Luft um 1, 2 Grad.
Einen weiteren Hinweis für die wärmeblockende Kraft des CO 2 liefert die Venus. Dort herrschen mehr als 400 Grad. Nun ist die Venus recht nahe an der Sonne, allerdings dämpft eine dichte Wolkenschicht sie so stark, dass am Ende weniger Sonnenstrahlung am Venusboden ankommt als auf der Erde. Dass es dort dennoch tödlich heiß ist, dürfte an der Atmosphäre liegen : Die Venusluft besteht zu 98 Prozent aus CO 2.
Das Klimaarchiv aus dem Polareis belegt ein Auf und Ab des CO 2. War es mild, lag die Konzentration bei 280 ppm ; in Kaltzeiten fiel der Gehalt auf 200 ppm. Das Verblüffende war die Abfolge. Stets veränderten sich erst die Temperaturen ( u. a. durch die geänderte Bahn der Erde um die Sonne ) und erst danach die CO 2-Werte. Eine Ursache : Kaltes Wasser schluckt mehr CO 2 als warmes. Fallen die Temperaturen, werden die Ozeane kälter – die CO 2 -Konzentration der Luft sinkt. Das löste Fragen aus : Wird die Temperatur gar nicht vom Kohlendioxidgehalt gesteuert ? Sondern umgekehrt der CO 2 -Gehalt von der Temperatur ?
Dagegen sprechen der Laborversuch sowie jüngste Klimadaten. Obgleich die Leuchtkraft der Sonne seit den 40 er Jahren recht stabil ist, stieg die globale Temperatur deutlich. Die meisten Forscher sind sich einig : Das lag am angestiegenen CO 2 -Gehalt. Es gibt eine Wechselwirkung zwischen Temperatur und CO 2 : Dreht man an einem der beiden Schalter, bewegt sich auch der jeweils andere. Fazit : Der natürliche Treibhauseffekt ist wichtig und wird am stärksten vom Wasserdampf verursacht. Der zusätzliche, menschengemachte Treibhauseffekt wird vor allem vom CO 2 angetrieben.
