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Klimasystem
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Vom Menschen gemacht |
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Der anthropogene Treibhauseffekt |
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Einführung
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Die Veränderung der Spurengase in der Atmosphäre durch den Menschen führt zum Klimawandel. Foto: franzernst, photocase.com
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Ohne den natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt wäre Leben auf unserem Planeten nicht möglich: Er bewirkt eine zusätzliche Erwärmung der Erdoberfläche um 33 Grad Celsius, wodurch die durchschnittliche globale Temperatur bei 15 Grad Celsius liegt. Ohne natürlichen Treibhauseffekt läge sie bei unwirtlichen minus 18 Grad Celsius. Eigentlich also eine gute Sache.
Das Klima ist jedoch nicht statisch. Über erdgeschichtlich sehr lange Zeiträume verändert es sich kontinuierlich, wobei es eine Vielzahl natürlicher Einflussfaktoren gibt, etwa Änderungen in der Umlaufbahn der Erde oder Vulkanismus.
Der anthropogene wird erst seit der Mitte des 20. Jahrhunderts erforscht. Die Grundlagen und Kenntnisse über die Ursachen sind heute soweit bekannt und abgesichert, dass “die Politik” national und international nach politischen Lösungen und Handlungsstrategien sucht, verabschiedet und umsetzt.
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Zur Person |
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Christiane Beuermann
geb. 1968; Studium der Volkswirtschaftlehre, Dipl.-Volkswirtin; derzeit stellvertretende Leiterin in der Forschungsgruppe "Energie, Verkehrs- und Klimapolitik" am Wuppertal Institut. Ihre Schwerpunkte der Arbeit sind: Klimapolitik, Ökonomische Instrumente, Nachhaltigkeitspolitik.
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Ursachen des Klimawandels
Die Treibhausgase in der oberen Atmosphäre bewirken den Treibhauseffekt. Vereinfacht dargestellt, lassen sie die kurzwellige von der Sonne kommende Strahlung weitestgehend ungehindert zur Erde durch. Langwellige Strahlung wird von der Erdoberfläche abgestrahlt und fast vollständig in der Atmosphäre absorbiert. Im thermischen Gleichgewicht strahlen die Treibhausgase die absorbierte Energie je zur Hälfte wieder zur Erdoberfläche zurück und in den Weltraum ab. In der Summe kommt mehr Strahlung auf der Erdoberfläche an als von der Sonne ausging, und die Erdoberfläche erwärmt sich stärker.
Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre
Ändern sich die Konzentrationen der Spurengase in der Atmosphäre, so wird dieses Gleichgewicht gestört. Es kommt zu Anpassungsprozessen, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist (Strahlungsantriebe). Diese Strahlungsantriebe der Faktoren, die das Klima seit Beginn der Industrialisierung beeinflussen, sind insgesamt positiv und summieren sich derzeit auf 2,4 Watt /m2. Eine Erhöhung der Konzentrationen führt also netto zu einer Erwärmung der Erdoberfläche und der unteren Atmosphäre bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist. Netto, weil es auch gegenläufige Effekte gibt, die aber eine geringere Wirkung haben (z.B. Abkühlung durch Sulfataerosole). Durch Rückkopplungseffekte (z.B. Wasserdampf) und indirekte Effekte wie die Ozonbildung wird der direkte Effekt noch verstärkt.
Für Kohlendioxid wird die Konzentrationsänderung bereits seit 1958 gemessen. Aus einer Kombination dieser Messungen mit indirekten Verfahren für die Zeit vor 1958 ergibt sich, dass sich die Konzentration um über 30 Prozent seit Beginn der Industrialisierung erhöht hat. Aber auch die Messungen anderer treibhausrelevanter langlebiger Spurengase zeigen eine entsprechende Entwicklung: So stiegen auch die Konzentrationen von Methan um 150 Prozent und Distickstoffoxid (Lachgas) um 17 Prozent seit Beginn der Industrialisierung sehr stark an, und es wurden dazu noch neue Stoffe entwickelt wie etwa die FCKW und FKW (fluorierte Verbindungen), die natürlicherweise nicht vorkommen und zum Teil eine vergleichsweise sehr hohe Klimawirkung über sehr lange Zeiträume haben. Kohlendioxid verbleibt im Durchschnitt etwa 100 Jahre in der Atmosphäre, bestimmte fluorierte Verbindungen jedoch deutlich länger (Tetrafluormethan, Handelsname Freon-14, länger als 50.000 Jahre). Würden die anthropogenen Emissionen auf Null abgesenkt, so würde die Wirkung entsprechend der Verweildauer länger anhalten.
Die absoluten Zahlen der Treibhausgasemissionen und deren Entwicklung in der Zukunft sind zentral für die Modellierung der Wirkungen.
Zuordnung der Treibhausgase zu menschlichen Aktivitäten
Den Hauptanteil am anthropogenen Treibhauseffekt hat mit 60 Prozent das Kohlendioxid. Es wird durch die Verbrennung fossiler Energieträger, Waldrodungen und Bodenerosion sowie Holzverbrennung freigesetzt.
Methan trägt zu 15 Prozent bei und wird durch Reisanbau, Viehhaltung, Erdgaslecks, Verbrennung von Biomasse aus Mülldeponien und die Nutzung fossiler Energieträger freigesetzt.
FCKW werden aus Leitungssystemen von Kühlaggregaten, Isoliermaterial, Reinigungsmitteln und Sprühdosen freigesetzt und tragen derzeit noch zu elf Prozent bei. Der Konzentrationsanstieg geht jedoch zurück, da der Einsatz inzwischen weitestgehend verboten ist.
Distickstoffoxid entsteht bei der Verbrennung von Biomasse und fossilen Energieträgern und wird aus Düngemitteleinsatz freisetzt. Es trägt zu vier Prozent zum anthropogenen Treibhauseffekt bei.
Zu acht Prozent trägt das Ozon bei, das indirekt durch photochemische Reaktionen gebildet wird und direkt bei der Verbrennung fossiler Energieträger durch Verkehrsmittel entsteht.
Wasserdampf aus Verbrennungsprozessen hat einen Einfluss von weniger als drei Prozent. Hochfliegende Flugzeuge bewirken dadurch Kondensstreifen und Zirruswolken.
Fasst man die Aktivitäten zusammen, lässt sich als Hauptursache für die veränderten Treibhausgaskonzentrationen die Nutzung und Verbrennung der fossilen Energieträger Braun- und Steinkohle, Erdöl sowie Erdgas ausmachen, der Anteil am Anstieg der Treibhausgase beträgt rund 50 Prozent. Zu ungefähr 20 Prozent trägt die Produktion und Freisetzung fluorierter Verbindungen zum Anstieg der Treibhausgase bei. Intensive Landwirtschaft, vor allem in den Bereichen Viehwirtschaft und Reisanbau sowie Änderungen in der Landnutzung wie die Abholzung der Wälder, tragen jeweils mit 15 Prozent bei.
10. Juli 2008 |
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Schriftenreihe |
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Erneuerbare Energien
Erneuerbare Energien sind die Energiequellen der Zukunft. Aber wie funktioniert die Energiegewinnung aus Sonne, Wasser und Wind und wann beginnt die Energiewende? |
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Informationen zur politischen Bildung |
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Umweltpolitik
Treibhauseffekt, Nahrungsmittelknappheit und das Wachstum der Erdbevölkerung: Die Welt steht vor großen umweltpolitischen Herausforderungen. Politiker, Medien und Umweltaktivisten diskutieren mögliche Lösungen für diese und weitere Probleme. Wie kann der Mensch das System Erde schützen? Das Heft gibt Antworten. |
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