Treibhauseffekt

Gliederung
1. Natürlicher Treibhauseffekt
2. Anthropogener Treibhauseffekt
3. Klima im Wandel
4. Modell für weltweiten
Temperaturanstieg
5. Auswirkungen des
Temperaturanstiegs
6. Das Kyoto-Protokoll
1. Natürlicher Treibhauseffekt
Auch ohne den Einfluss des Menschen unterliegt das Klima der
Erde einem natürlichen Treibhauseffekt. Ohne dieses
Wärmeschutzschild läge die Durchschnittstemperatur mehr als
30 Grad tiefer: bei frostigen minus 18 Grad.
Kohlendioxid
Kohlendioxid (CO2) verursacht etwa ein Fünftel des natürlichen
Treibhauseffekts. Das Gas wird vor allem bei
Vulkanausbrüchen freigesetzt. Auch im Stoffwechsel von Tieren
und Menschen entsteht CO2. Die ausgeatmete Luft eines
Menschen besteht zu etwa fünf Prozent aus Kohlendioxid.
Pflanzen dagegen nehmen CO2 auf und wandeln das Gas mit
Hilfe des Sonnenlichtes in Kohlenhydrate um. In der
pflanzlichen Biomasse sind riesige Mengen Kohlendioxid
gebunden. Auch die Ozeane sind gigantische Kohlendioxid-
Speicher. Im Wasser der Weltmeere ist etwa fünfzigmal mehr
CO2 gelöst als in der Atmosphäre vorhanden ist.
Distickstoffoxid
N2O (Lachgas) entsteht durch mikrobielle Prozesse in den
Böden der tropischen und gemäßigten Zone sowie in den
Ozeanen. Das Gas ist sehr stabil, es wird nur durch Photolyse
(Zersetzung durch Licht) oder durch die Reaktion mit atomaren
Sauerstoff abgebaut.
Ozon
Ozon (O3) ist eine besondere Form des Sauerstoffs, bei der
das Molekül aus drei statt den normalerweise zwei Atomen
besteht. Das Ozon entstammt zwei Hauptquellen: In der oberen
Atmosphäre entsteht Ozon aus der Spaltung von
Sauerstoffatomen durch UV-Licht. In der unteren Atmosphäre
ist die Ozonbildung aus O2 mangels energiereicher Strahlung
nicht mehr möglich. Das Gas entsteht dort aus Stickoxiden und
Kohlenwasserstoffen. Ozon absorbiert vom Erdboden
ausgehende Wärmestrahlung. Die Wirkung ist dabei umso
geringer, je weiter die Gasmoleküle vom Erdboden entfernt
sind. Zum Treibhauseffekt trägt deshalb vor allem das
bodennahe Ozon bei.
Methan
Das Gas entsteht durch mikrobielle Prozesse beim Abbau von
organischem Material ohne Sauerstoff- Zufuhr. Die wichtigsten
natürlichen Methanquellen sind Feuchtgebiete, Seen und
Ozeane. Auch in den Mägen einiger Tiere wie Termiten und
Wiederkäuern leben methanbildende Bakterien. In der
Atmosphäre wird Methan chemisch abgebaut. Wichtigste Senke
ist die chemische Reaktion mit dem Hydroxyl-Radikal OH, das
hauptsächlich durch die Wirkung von UV-Strahlung auf das
bodennahe Ozon entsteht.
Wasserdampf
Zwei Drittel des natürlichen Treibhauseffekts werden von
Wasserdampf (H2O) verursacht. Je mehr sich die Erde
erwärmt, desto mehr Wasser verdampft und erhöht in den
oberen Luftschichten wiederum den Treibhauseffekt.
Treibhauseffekt
Die Gase wirken in der Atmosphäre wie die Glasscheibe eines
Gewächshauses: Sie lassen die kurzwelligen Sonnenstrahlen
weitgehend ungehindert ins Innere. Die vom Boden und den
Pflanzen wieder abgegebenen, langwelligeren Wärmestrahlen
werden von den Gasmolekülen dagegen zum Teil reflektiert und
heizen so die Atmosphäre auf.
Anteile am natürlichen Treibhauseffekt
Rund zwei Drittel des natürlichen Treibhauseffekts werden vom
Wasserdampf in der Atmosphäre verursacht. In geringerem
Maße tragen auch Kohlendioxid, Stickstoffdioxid (Lachgas),
Ozon und Methan zu für uns angenehmen Temperaturen bei.
2. Anthropogener Treibhauseffekt
Seit Beginn der Industrialisierung vor etwa 150 Jahren verstärkt
der Mensch den natürlichen Treibhauseffekt durch die
Verbrennung fossiler Energieträger und die Abholzung von
Wäldern. Größter “Sündenbock” ist das Kohlendioxid.
Insgesamt kennen Forscher etwa 40 Gase, die zur Erwärmung
beitragen.
Kohlendioxid
CO2 entsteht seit Jahrhunderten bei der Brandrodung von
Wäldern. Eine weitere Hauptquelle ist die Verbrennung von
Kohle und Erdöl beziehungsweise Erdölprodukten und Erdgas.
Kohlendioxid entweicht im Kraftverkehr, aus den Heizungen
privater Haushalte und bei all den Industrien, die mit Kohle, Öl
oder Gas betrieben werden.
Methan
Vom Menschen beeinflusste Quellen sind beispielsweise die
überfluteten Felder beim Reisanbau, die intensive
Rinderhaltung und organische Abfälle auf Deponien. Bakterien
zersetzen unter Luftabschluss organisches Material. Dabei
entsteht CH4. Eine einzige Kuh kann täglich bis zu 300 Liter
des Treibhausgases ausstoßen. Außerdem wird das Gas bei
der Förderung von fossilen Brennstoffen und beim Transport
von Erdgas freigesetzt.
Fluor-Chlor Kohlenwasserstoffe
FCKW sind niedermolekulare organische Verbindungen. Sie
wurden jahrzehntelang als Kältemittel, als Treibgas für
Spraydosen, als Treibmittel für Schaumstoffe sowie als
Reinigungs-, Feuerlösch- und Lösungsmittel eingesetzt. Seit
einigen Jahren ist die Nutzung stark eingeschränkt, da FCKW
zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen. Ihre hohe chemische
Stabilität macht diese Gase in der Atmosphäre nur schwer
abbaubar. Die mittlere Verweildauer kann je nach Produkt bis
zu 200 Jahre betragen.
Treibhauseffekt
Seit Anfang des 20. Jahrhunderts ist die globale Lufttemperatur
um etwa 0,8 Grad angestiegen. Berechnungen des Kieler
Klimaforschers Mojib Latif zufolge wurden bis zu 80 Prozent der
Erwärmung der vergangenen 100 Jahre vom Menschen
verursacht. Andere Forscher gehen allerdings von einem
geringeren menschlichen Einfluss aus. Sie nehmen an, dass
auch die Sonne und andere natürliche Faktoren die Erwärmung
beeinflussten.
Anteile des Anthropogenen Treibhauseffektes
Der Mensch hat die Konzentration mehrerer Treibhausgase in
der Erdatmosphäre seit der vorindustriellen Zeit wesentlich
erhöht. Der Kohlendioxidgehalt in der Luft stieg nach
Berechnungen des zwischenstaatlichen Klimarates IPCC
(International Panel On Climate Change) zwischen 1750 und
2005 von 200-280 PPM (Teile pro Million) auf 380 PPM. Das ist
eine Erhöhung um 35 Prozent – nie in den vergangenen
650.000 Jahren war die CO2-Konzentration in der Atmosphäre
höher. Dabei wird etwa die Hälfte des zusätzlich verursachten
Treibhauseffekts von Kohlendioxid verursacht. Methan und
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe tragen ebenfalls erheblich zum
Treibhauseffekt bei.
3. Klima im Wandel
Plötzliche Klimaumschwünge hat es im Lauf der Erdgeschichte
immer wieder gegeben. Forscher fanden in den vergangenen
2000 Jahren aber keinen einzigen Zeitraum, in dem die
Temperaturen ähnlich hoch waren wie seit 1990. Die Grafik
zeigt die Abweichung der Oberflächentemperatur der Erde vom
Mittelwert der Jahre 1961 bis 1990 bis Herbst 2006. Die gelbe
Kurve gibt den Fünf- Jahres-Mittelwert wieder: Insgesamt ist ein
deutlicher Anstieg
in den letzten Jahrzehnten zu erkennen.
4. Modell für weltweiten
Temperaturanstieg
Für das gerade angebrochene Jahrhundert geht der
zwischenstaatliche Klimarat IPCC (Intergovernmental Panel on
Climate Change) von drastischen Veränderungen aus:
Zwischen 1,8 bis 4,0 Grad Celsius werden sich demnach die
globalen Durchschnittstemperaturen bis 2099 erhöhen. Die
tatsächlich eintretende Erhöhung ist abhängig von
verschiedenen Faktoren wie der Entwicklung des
Bevölkerungswachstums oder der Nachhaltigkeit im Umgang
mit Energieträgern: Je mehr Menschen auf der Welt leben und
je mehr fossile Brennstoffe wie Kohle und Öl verfeuert werden,
desto wärmer wird das Klima. Im ungünstigsten Fall erwärmt
sich das Klima bis zum Ende des Jahrhunderts bis zu 6.4 Grad.
Die Animation zeigt ein Szenario mit eher pessimistischen
Vorgaben zu Kohlendioxid-Ausstoß, Bevölkerungswachstum,
technologischen Veränderungen und Ressourcen-Verbrauch.
Gezeigt ist der Anstieg der Durchschnittstemperatur bis 2099
bezogen auf die Mittelwerte der Jahre 1961-1990. Die stärkste
Temperaturzunahme würde über den Polen und den
Kontinenten auftreten. Über den puffernd wirkenden Ozeanen
wäre der Effekt hingegen geringer.
5. Auswirkungen des
Temperaturanstiegs
Ein weltweiter Temperaturanstieg könnte folgende
naturrelevante und humane Auswirkungen haben: Pole und
Gletscher schmelzen, Anzahl und Ausmaß der
Naturkatastrophen erhöhen sich, Schwächung des Golfstroms,
erhöhte Gefahr von Krankheiten, Meeresspiegel steigt und
Regen und Trockenheit verschieben sich. Die Industriestaaten
verpflichteten sich 1997 mit dem Kyoto-Protokoll zur
Reduzierung von sechs Treibhausgasen (CO2, CH4, N2O,
FCKW-Ersatzstoffe HFC (Teilhalogenierte Fluor-Chlor-
Kohlenwasserstoffe), PFC (Perlfluorierte Fluor-Chlor-
Kohlenwasserstoffe) und SF6 (Schwefelhexafluorid). Der
Ausstoß soll bis 2012 um 5,2 Prozent unter die Menge von
1990 gesenkt werden. Das Protokoll wurde allerdings erst im
November 2004 mit dem formellen Beitritt Russlands
verbindlich. Bis heute haben 169 Staaten, die für rund zwei
Drittel des Kohlendioxidausstoßes verantwortlich sind, das
Protokoll ratifiziert. Kroatien hat angekündigt, das Protokoll
ratifizieren zu wollen. Kasachstan hat das Abkommen
unterzeichnet, eine Ratifizierung ist jedoch offen.
6. Das Kyoto-Protokoll
Weltweit größter Kohlendioxidproduzent sind die USA. Das
Land lehnt das Protokoll mit der Begründung ab, es schade der
eigenen Wirtschaft. Deutschland hat den Ausstoß von
Kohlendioxid seit 1990 um 16 Prozent vermindert. Die im
Kyoto- Protokoll genannten sechs Treibhausgase sind seit 1990
sogar um 19 Prozent gesenkt worden, wobei Deutschland bis
2012 eine Reduktion um 21 Prozent zugesagt hat. Anders sieht
es europaweit aus: Das “Deutsche Institut für
Wirtschaftsforschung” sagt voraus, dass Europa die Kyotoziele
verfehlen wird. Die Kohlendioxid-Emissionen haben in Spanien
(+62 %), Irland (+45 %), Österreich und Griechenland (je +30
%), Niederlande (+16 %) und Italien (+13 %) deutlich
zugenommen. Der Trend für die EU wiederholt sich auch
weltweit: Global stieg der Kohlendioxidausstoß seit 1990 um 27
% an.

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