URSACHEN DES KLIMAWANDELS
Der Treibhauseffekt einfach erklärt
INFOGRAFIK. Die Erde erhitzt sich immer mehr. Ursache für die globale Erwärmung ist der vom Menschen verstärkte Treibhauseffekt. Wie der Treibhauseffekt funktioniert und was wir Menschen dazu beitragen, erklären wir hier.
Von Günter Pilch und Günter Pichler
Die Entwicklung hat vor mehr als hundert Jahren eingesetzt, doch erst in den vergangenen Jahrzehnten hat sie massiv Fahrt aufgenommen: Der auf immer neue Rekordwerte wachsende menschliche Treibhausgasausstoß bringt das Klima aus seinem Gleichgewicht. Die Temperaturen in der Atmosphäre steigen global mit zunehmendem Tempo, die Folgen auf der Erde werden vor Jahr zu Jahr spürbarer. Doch womit haben wir es hier eigentlich zu tun? Scrollen Sie sich nach unten und gehen Sie mit uns auf eine Reise durch das Weltklima!
Die Erdatmosphäre
Die gasförmige Hülle, die die Erde umgibt – die Atmosphäre –, besteht aus fünf Schichten:
- Troposphäre,
- Stratosphäre,
- Mesosphäre,
- Thermosphäre und
- Exosphäre.
Insgesamt ist die Atmosphäre rund 10.000 Kilometer dick. Die Grenzen der Schichten zueinander sind fließend und nicht hart festlegbar. So endet zum Beispiel die Troposphäre an den Polen in rund sieben Kilometer und beim Äquator in rund 17 Kilometer Höhe.
Die Troposphäre
Die für das Wetter und den Wärmehaushalt wichtigste Schicht ist die ❶ Troposphäre. Dort, und zum Teil auch noch in der angrenzenden ❷ Stratosphäre, finden die wichtigsten Klimaprozesse statt. So sammeln sich in der Troposphäre die Treibhausgase.
Der natürliche Treibhauseffekt
Dass komplexes Leben auf der Erde überhaupt möglich ist, stellen natürlich vorhandene Treibhausgase in der Erdatmosphäre sicher. Dazu gehören zum Beispiel gasförmiges Wasser (Wasserdampf) als wichtigstes Treibhausgas, aber auch Kohlendioxid (CO2) und andere Gase. Ohne diese Gase würde die von der Erde abgegebene Wärmestrahlung zu 100 Prozent ins All entweichen. Auf dem Planeten wäre es im Schnitt um 33 Grad kälter. Diesen natürlichen Klimahaushalt unserer Erde bezeichnet man als "natürlichen Treibhauseffekt".
So funktioniert der natürliche Treibhauseffekt
Schematische Darstellung
Die kurzwellige Sonnenstrahlung trifft auf die Erdatmosphäre. Ein Teil wird direkt wieder ins All reflektiert.
Von der einfallenden Sonnenstrahlung erreichen am Ende 55 Prozent die Erdoberfläche.
Durch die auftreffende Strahlung erwärmt sich die Erde und gibt langwellige Wärmestrahlung ab.
Sie absorbieren einen Teil der langwelligen, von der Erde abgegebenen Strahlung.
Ein Teil der von den Gasen absorbierten Wärme wird neuerlich zur Erde zurückgeworfen.
Der CO2-Kreislauf
Ozeane, Wälder und andere Systeme geben regelmäßig CO2 in die Atmosphäre ab, nehmen aber in gleichem Ausmaß neues CO2 auf. Dieser natürliche Kreislauf sorgt für weitgehend konstante Temperaturbedingungen auf der Erde. Der Mensch stört das System.
Ozeane
In den Tiefen der Meere ist ein guter Teil des natürlichen CO2 gespeichert. Der Speicher droht instabil zu werden.
Wälder
Regenwälder und boreale (nördliche) Nadelwälder haben ebenfalls viel CO2 gespeichert. Immer mehr davon setzt die Abholzung frei.
Ewiges Eis
Große Mengen CO2 und Methan liegen in den Permafrostböden (etwa in Sibirien). Tauen sie auf, heizt dies das Klima an.
Vom Menschen verstärkter Treibhauseffekt
Die vom Menschen durch das Verbrennen fossiler Rohstoffe, Verkehr und die Entwaldung zusätzlich freigesetzten Treibhausgase (vor allem Kohlendioxid, aber auch Methan) lassen die Temperaturen ansteigen. Dadurch wird der natürliche Treibhauseffekt verstärkt. Das Klima ändert sich und die Erde erhitzt sich immer mehr. Das nennt man den "vom Menschen verstärkten Treibhauseffekt".
So funktioniert der vom Menschen verstärkte Treibhauseffekt
Schematische Darstellung
Die kurzwellige Sonnenstrahlung trifft auf die Erdatmosphäre. Ein Teil wird direkt wieder ins All reflektiert.
Von der einfallenden Sonnenstrahlung erreichen am Ende 55 Prozent die Erdoberfläche.
Durch die auftreffende Strahlung erwärmt sich die Erde und gibt langwellige Wärmestrahlung Richtung Weltraum ab.
Aufgrund der durch den Menschen erhöhten Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre kann weniger Wärme in den Weltraum abstrahlen. Die Treibhausgase nehmen immer mehr Wärme auf und strahlen sie in der Folge Richtung Erdoberfläche wieder ab. Die Folge ist steigende Hitze auf der Erde.
Hauptquellen menschlicher Treibhausgase
Das Verbrennen von Erdöl, Kohle und Erdgas sowie Abholzung und intensivierte Landwirtschaft sind die Hauptursachen der Erwärmung.
Energie
Etwa ein Viertel der menschlichen Treibhausgasemissionen ist dem Verbrennen fossiler Rohstoffe zur Strom- und Wärmegewinnung zuzurechnen.
Industrie
Die Industrie (inkl. der Zementproduktion) ist weltweit für rund 28 Prozent des Treibhausgasausstoßes verantwortlich.
Verkehr
Etwa 14 Prozent der vom Menschen zusätzlich emittierten Treibhausgase stammen aus dem Verkehrssektor.
Landwirtschaft
Die weltweite Landwirtschaft und Landnutzung verursachen rund ein Viertel der globalen Emissionen.
Dramatische
Auswirkungen
Die steigenden Temperaturen verändern die Bedingungen auf der Erde massiv. Polkappen und Gletscher schmelzen ab, der Meeresspiegel steigt an. Wie stark die Ozeane steigen, hängt davon ab, wie viel Treibhausgase noch ausgestoßen werden. Wird das 1,5-Grad-Ziel eingehalten, geht der Weltklimarat IPCC bis zum Ende des Jahrhunderts von einem mittleren Meeresspiegelanstieg von zusätzlich 25 bis 55 Zentimetern aus. Steigen die Temperaturen dagegen um mehr als drei Grad, ist mit einem Anstieg von bis zu einem Meter zu rechnen. Dazu kommt, dass trockene Regionen tendenziell noch trockener werden und Extremwetter-Ereignisse in vielen Regionen zunehmen. Bei einem Verpassen des Pariser Klimaziels drohen weite Teile der Welt unbewohnbar zu werden.
+1,2 Grad Celsius beträgt der globale Temperaturanstieg im Vergleich zum 19. Jahrhundert. Ohne Gegensteuern sind bis 2100 +4 Grad Celsius zu erwarten.
Das Klimasystem in Zahlen
280 ppm (parts per million, also Millionstelteile) betrug die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre in vorindustrieller Zeit.
420 ppm beträgt die CO2-Konzentration heute (Stand 2023). Der Zuwachs beträgt derzeit mehr als zwei ppm pro Jahr.
1000 Jahre verbleibt CO2 in der Atmosphäre, ehe rund zwei Drittel davon wieder von der Biosphäre der Erde aufgenommen werden.
800 Gramm CO2 wurden für jedes Kilogramm eines lebenden Baumes aus der Luft gefiltert. Zudem wurden 600 Gramm Sauerstoff produziert.
5 Prozent aller Arten sind laut einem UN-Bericht in ihrer Existenz bedroht, wenn die globalen Temperaturen um zwei Grad steigen.
Die wichtigsten Treibhausgase
Das berühmte Kohlendioxid (CO2) ist nicht das einzige Treibhausgas, das der Mensch zusätzlich in die Atmosphäre einbringt. Um ihre Klimawirksamkeit besser vergleichen zu können, werden die anderen Gase oft in CO2-Äquivalente umgerechnet.
CO2 – Kohlendioxid trägt als wichtigstes Treibhausgas aus Menschenhand zwei Drittel zur Erderwärmung bei.
CH4 – Methan etwa aus der Landwirtschaft und Erdölförderung verursacht 16 Prozent der Erderwärmung.
N2O – Lachgas, das durch künstliche Düngung und industrielle Prozesse entsteht, trägt sechs Prozent zur Erwärmung bei.
FKW – Fluorkohlenwasserstoffe und andere Spurengase steuern insgesamt zwölf Prozent zur Erderwärmung bei.
Wie sich Österreich und der ganze Globus aufheizen
Die Grafik veranschaulicht, wie rasch die Erwärmung weltweit und in Österreich (dafür bitte oben auswählen) fortschreitet. Als Referenzwert wird gemeinhin der Temperaturdurchschnitt der Jahre 1850–1900 herangezogen, der meist als "vorindustrieller" Wert bezeichnet wird.
Vor allem seit den 1990er-Jahren hat sich die globale Erwärmung deutlich beschleunigt. Aufgrund der natürlichen Variabilität des Klimasystems verläuft der Hitzeanstieg allerdings nicht linear, sondern weist durch vielfältige Einflüsse Schwankungen auf. Zudem handelt es sich hier um globale Durchschnittswerte, die sich in verschiedenen Erdteilen in unterschiedlichem Ausmaß niederschlagen können. So hat sich etwa die arktische Region wesentlich stärker aufgeheizt als der Rest der Welt. Auch in Österreich hat der Klimawandel bislang zu einer rund doppelt so starken Erwärmung geführt wie im weltweiten Schnitt. Die jährlichen Werte schwanken hier aufgrund der kleineren geografischen Einheit stärker als im globalen Mittel.
Den erweiterten Artikel mit zusätzlichen Daten und Grafiken zu diesem Thema finden Sie hier:
Hier können Sie die Infografik "Treibhauseffekt – Warum es immer wärmer wird" als PDF herunterladen:
Digitale Aufbereitung:
Günter Pichler
Text:
Günter Pilch
Grafik:
Günter Pichler
Fotos:
AdobeStock
Quellen:
"Sichere Energie im 21. Jh.", J. Petermann (Hrsg.); "Der Klimawandel und die int. Klimapolitik in Zahlen", St. Buhofer;
"CO2 – Lebenselixier und Klimakiller", J. Soentgen & A. Reller (Hrsg); nasa.gov; ipcc.ch, Kleine Zeitung.
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