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Info 02.02 Der menschliche Beitrag zum Treibhauseffekt | Umweltbewusstsein und Klimaschutz | bpb.de

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Info 02.02 Der menschliche Beitrag zum Treibhauseffekt

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Wissenschaftler beantworten Fragen zum Einfluss des Menschen und der Sonnenaktivität auf den Treibhauseffekt.

Ist nicht der menschliche Beitrag zum Treibhauseffekt gegenüber dem natürlichen sehr klein und daher unbedeutend?

Im Buch "Klimafakten" [Berner U. und Streif H.: Klimafakten - Der Rückblick, ein Schlüssel für die Zukunft] steht zum Treibhauseffekt: "Im Vergleich mit dem Gesamt-Treibhauseffekt unserer Erde machen die anthropogenen Anteile beim Kohlendioxid 1,2% und bei den Nicht-Kohlendioxid-Gasen 0,9% aus. Beide Werte liegen noch deutlich im Bereich der Unsicherheiten, die bei der heutigen Bestimmung des Gesamt-Treibhauseffekts zu veranschlagen sind."

Diese Aussage ist Wort für Wort gelesen zwar richtig, kann aber irreführend sein. Viele Laien verstehen unter dem Gesamttreibhauseffekt die gegenwärtige Erderwärmung. Sie sind deshalb überrascht, dass im Gegensatz zur allgemeinen "Panikmache" der Treibhauseffekt also nur zum kleinsten Teil (insgesamt 2%) vom Menschen verursacht sein soll. Die Zahl 2% trifft jedoch nur zu, wenn man den menschlichen Treibhauseffekt (der die derzeitige Erderwärmung überwiegend verursacht) mit dem natürlichen Treibhauseffekt vergleicht, der seit Urzeiten die Erde warm hält und etwa 33°C ausmacht. Schon eine grobe (weil lineare) Überschlagsrechnung ergibt, dass 2% von 33°C etwa 0,7°C ergibt - was ziemlich genau der im 20. Jahrhundert tatsächlich gemessenen Erderwärmung entspricht und daher die Warnungen der Klimaforscher stützt, nicht etwa relativiert. Dass eine kleine relative Änderung erhebliche Auswirkungen mit sich bringen kann, mag ein Blick auf die menschliche Gesundheit verdeutlichen: eine Erhöhung der (absoluten) Körpertemperatur um 1% bedeutet 40° Fieber! (313 anstelle von 310°K ).

Weiter wird suggeriert, der menschliche Einfluss auf die Strahlungsbilanz sei gar nicht sicher messbar, da er "noch deutlich im Bereich der Unsicherheiten" liegt. Diese Unsicherheit bezieht sich darauf, ob der natürliche Treibhauseffekt nun 33°C oder nur 32°C beträgt. Diese Aussage lässt sich am besten mit einer Analogie verstehen. Stellen Sie sich vor, bei Ihrem Nachbarn fahren LKW mit Erde vor und schütten sein Grundstück auf, bis es zwei Meter höher liegt als zuvor. Ihre Aussicht ist damit ruiniert, und sie beschweren sich. Ihr Nachbar antwortet: "Nun regen Sie sich nicht auf, ich habe mein Grundstück doch nur um 2% erhöht, denn die Höhe über dem Meeresspiegel war ja ohnehin schon hundert Meter. Die zwei Meter liegen noch im Bereich der Unsicherheit, da wir die Höhe über Meeresniveau ohnehin nur bis auf drei Meter Genauigkeit kennen." Selbstverständlich kann man die Erhöhung des Grundstücks um zwei Meter genau messen, selbst wenn die absolute Höhe über dem Meeresspiegel nur ungenau bekannt ist, und ähnlich verhält es sich auch mit dem vom Menschen verursachten Treibhauseffekt. Dabei ist der Meeresspiegel als Bezugsniveau noch vergleichsweise real - die zum 2%-Vergleich bemühte Erdatmosphäre ohne jeden Treibhauseffekt ist dagegen eine rein theoretische Bezugsgröße.

Ist nicht der anthropogene CO2-Ausstoß im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs sehr gering und daher unbedeutend?

Es ist richtig, dass im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs große Mengen ausgetauscht werden, zwischen Atmosphäre und Ozean im Mittel rund 90 Gt C pro Jahr, zwischen Atmosphäre und Vegetation rund 60 Gt C pro Jahr. Damit verglichen erscheint die anthropogene Emission von derzeit rund 8 Gt C pro Jahr gering. Doch besteht dabei ein ganz wesentlicher Unterschied: Der Ozean nimmt ungefähr gleichviel CO2, wie in die Atmosphäre abgegeben wird, auch wieder auf. Die CO2-Nettobilanz für die Atmosphäre ist also praktisch gleich Null. Das gleiche gilt für die Vegetation. Die anthropogene Emission ist hingegen kein Austauschprozess, sondern eine zusätzliche Quelle, die sozusagen das Fass zum Überlaufen bringt. Ein Teil dieser Emissionen werden vom Ozean und der Vegetation zusätzlich aufgenommen, aber nicht alles. Und genau darauf reagiert die atmosphärische CO2-Konzentration mit dem bekannten Anstieg von rund 280 ppm auf derzeit (2001) rund 370 ppm während des Industriezeitalters, während sie in den rund 10.000 Jahren davor (Holozän) in etwa konstant geblieben ist.

Ist nicht die Sonnenaktivität der wesentliche Faktor, der die Klimaänderungen bewirkt, und der menschliche Einfluss somit gering?

Bei der Diskussion der Ursachen von Klimaänderungen ist es wichtig, alle Faktoren zu betrachten, die für Änderungen in der jeweiligen zeitlichen und ggf. auch räumlichen Größenordnung in Frage kommen. Da zudem die Klimasteuerung stets sehr vielfältig funktioniert, ist es immer verdächtig, wenn jemand behauptet, nur ein Faktor sei wichtig. Auch greift das sozusagen Ausspielen nur eines Faktors gegenüber nur einem weiteren zu kurz. Im Falle von externen Einflüssen und Beschränkung auf das Industriezeitalter (etwa ab 1750/1800) lässt sich ein guter erster Überblick dadurch gewinnen, dass die in Frage kommenden Faktoren nach ihrem Strahlungsantrieb in eine Rangfolge gebracht werden. Nach IPCC erhält man dann gegenüber 1750 bis heute beispielsweise für den anthropogenen Treibhauseffekt (jeweils einschließlich Unsicherheitsbereich) 2,2 - 2,7 Wm-2, für die Auswirkungen der Veränderungen der Erdoberfläche (z.B. durch Landnutzung) 0 - 0,4 Wm-2, für die Sonnenaktivität 0,1 - 0,5 Wm-2. Dies zeigt deutlich, dass die Sonnenaktivität direkt wesentlich weniger wirksam ist als der anthropogene Treibhauseffekt.

Die vor allem bis Mitte des 20. Jahrhunderts relativ hohe Korrelation von Sonnenaktivität und Temperatur deutet darauf hin, dass der Einfluss der Sonne durch Rückkopplungsmechanismen indirekt auch größer sein könnte. Bisher konnte jedoch kein entsprechender Mechanismus identifiziert werden. [...] Doch kommen - in Übereinstimmung mit dem geringen Strahlungsantrieb - die Klimamodellabschätzungen zu dem Ergebnis, dass die Sonnenaktivität zum beobachteten Anstieg der global gemittelten bodennahen Lufttemperatur von etwa 0,6 °C während des letzten Jahrhunderts höchstens ca. 0,2 °C beigetragen haben. [...]

Korrelations-Analysen der Temperaturvariationen der letzten rund 1000 Jahre deuten, im Gegensatz zu den letzten 100 und vor allem den letzten 30 Jahren, auf eine mögliche erhebliche Klimawirkung der Sonnenaktivität hin. Verschiedene Hypothesen, die statt der Sonnenaktivität die variierende Länge des Sonnenfleckenzyklus oder Sonnendurchmesservariationen oder Gravitationseffekte der großen Planeten auf die Sonne postulieren, entbehren entweder jeglicher physikalischen Grundlage oder sind im Klimageschehen nicht erkennbar. Die anfangs der 90er Jahre von dänischen Forschern (Friis-Christensen und Lassen) aufgezeigte Korrelation zwischen der Länge des Sonnenfleckenzyklus und der Erdoberflächentemperatur beruhte v.a. für die letzten Jahrzehnte auf einer unzulässigen Vermischung unterschiedlich behandelter Daten und wurde von den Autoren mittlerweile korrigiert und durch neue Daten ergänzt. Trotzdem wird die alte (falsche) Kurve von Kritikern immer noch häufig verwendet.

Es ist nicht auszuschließen, dass künftig noch indirekte Wirkmechanismen der Sonne identifiziert werden können. Es scheint aber eher unwahrscheinlich, dass diese stärker sind als die direkte Wirkung der Strahlungsintensität. Und zwar aus folgendem Grund: die direkte Wirkung der Sonne, die heute schon in Modellen berücksichtigt wird, erklärt die beobachtete Reaktion des Klimasystems ja bereits ganz gut - etwa das Ausmaß der Abkühlung in den solaren Minima. Es gibt hier also keine "Erklärungslücke" - also keine beobachteten starken Schwankungen des Klimas, die durch die bislang bekannten Mechanismen nicht erklärbar sind. Auch wenn ein starker physikalischer Rückkopplungsmechanismus für die Wirkung der Sonnenaktivität gefunden würde, könnte die Erwärmung insbesondere der letzten drei Jahrzehnte trotzdem nicht mit dem Einfluss der Sonne erklärt werden. [...]

Aus: Bundesumweltamt (Hrsg.): Skeptiker fragen, Wissenschaftler antworten: Häufig vorgebrachte Argumente gegen den anthropogenen Klimawandel, Externer Link: http://www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/klimaaenderungen/faq/skeptiker.htm (30.5.2007).

Fussnoten