KLIMA

STATEMENT

Der Mensch ist zum wichtigsten Einflussfaktor des Klimas geworden. Vor allem durch die Verbrennung fossiler Energieträger verstärken wir den natürlichen Treibhauseffekt und verändern so das Klima. Die Experten sagen für die kommenden Jahrzehnte eine deutliche Erwärmung der Erde und die Häufung von Wetterextremen voraus.

EINLEITUNG

Unter dem Begriff „Klima“ versteht man den langjährigen, mittleren Zustand der Atmosphäre. Dagegen beschreibt „Wetter“ die kurzfristigen Klimaereignisse in der Atmosphäre, etwa Regenfälle, Hitze oder Stürme. Das Klima wird gesteuert vom Zusammenspiel externer und interner Einflussfaktoren, die gemeinsam als Klimasystem bezeichnet werden.

Der dominierende externe Faktor ist die Sonnenstrahlung. Zu den internen Faktoren gehören die fünf Untersysteme Atmosphäre, Hydrosphäre (Gewässer, vor allem die Ozeane), Biosphäre (vor allem die Vegetation), Kryosphäre (eisbedeckte Meer und Festlandflächen) und die Lithosphäre (Gesteinszone). Zwischen diesen Teilsystemen laufen vielfältige Austauschprozesse ab. (Abb.1). So schwankt zum Beispiel die Stärke der Sonnenstrahlung, verdunsten große Mengen von Wasser von den Ozeanen in die Atmosphäre, Pflanzen nehmen Kohlendioxyd aus der Atmosphäre auf und Vulkane stoßen Stäube und Gase aus. Das natürliche Zusammenspiel im Klimasystem hat von je her zu Schwankungen des Klimas geführt. So wechselten im Laufe der jüngeren Erdgeschichte Warm- und Kaltzeiten einander ab.

Während der letzten Jahrhunderte wuchs der Einfluss der Menschen auf das natürliche Klimasystem. Waldrodungen und die Freisetzung klimawirksamer Gase griffen in den Wärmehaushalt der Erde ein und es änderte sich auch die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. Seit der industriellen Revolution wird der Energiehunger der Menschheit vor allem durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas gestillt. Es gilt heute als sicher, dass – vor allem durch diese Abgase – die Menschen das natürliche Klima der Erde verändern.

Erste Anzeichen sind nicht mehr zu übersehen: Bereits heute ist ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur feststellbar, es häufen sich extreme Wetterereignisse wie Überflutungen, Stürme und Dürren, Gletscher schmelzen ab und ein Anstieg des Meeresspiegels ist zu beobachten. All das sind Indizien dafür, dass die Klimaänderung bereits im vollen Gange ist.

DAS TREIBHAUS ERDE

Die Atmosphäre besteht zu etwa 78% aus Stickstoff, zu 21% aus Sauerstoff und zu knapp 1% aus Edelgasen. Dazu kommt eine Gruppe von Gasen, die zusammen gerade einmal 0,1 % ausmachen, ohne die es jedoch kein Leben auf der Erde gäbe: Die Treibhausgase. Diese wirken wie die Glasscheiben eines Treibhauses. Indem sie das einstrahlende Sonnenlicht in Richtung Erdboden passieren lassen, jedoch die vom Erdboden zurückstrahlende Wärme zum Teil reflektieren.

Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die globale Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche bei etwa -18°C, anstatt bei den komfortablen +15°C. Die Differenz geht zu rund zwei Dritteln (20,5°C) auf den in den in der Atmosphäre enthaltenen Wasserdampf zurück. Doch auch Kohlendioxid (7,2°C), Ozon und Lachgas (je etwa 2,5°C), Methan (0,8°C) und andere Gase (ca. 0,6°C) erhöhen die Temperatur.

Durch die Freisetzung von Treibhausgasen dreht der Mensch an der „Klimaschraube“ und verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt. Diese Verstärkung wird als „anthropogener“ (=vom Menschen verursachter) oder „zusätzlicher Treibhauseffekt“ bezeichnet. Das Treibhauspotential einzelner Gase lässt sich berechnen. So führt allein der Anstieg des Kohlendioxid (Abb.2) dazu, dass pro Quadratmeter Erdoberfläche etwa 1,5 Watt mehr Energie in der Atmosphäre verbleiben. Das Treibhauspotenzial von Methan beträgt rund 0,5 Watt/m² zusätzlichen Treibhauseffektes, weitere 0,5 Watt/m² gehen auf die als „Ozonkiller“ bekannten Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zurück. Ebenfalls treibhausrelevant sind Lachgas (N2O), Schwefelhexafluorid (SF6) und die als FCKW-Ersatzstoffe eingesetzten Fluorkohlenwasserstoffe (FKW).

Der „Energiegewinn“ aus diesem zusätzlichen Treibhauseffekt führt zu einem Anstieg der Temperaturen und zu einer Verstärkung der atmosphärischen Prozesse (z.B. Verdunstung, Wind).
 

Jahr	Kohlendioxid (ppm)	Methan (ppb)	Lachgas (ppb)	FCKW (ppb)
1765	279	790	285	---
1900	296	974	293	---
1970	325	1421	299	0,12
1980	337	1569	303	0,27
2000	370	1700	310	0,50

Abb.1
Atmosphärische Mischungsverhältnisse treibhausrelevanter Spurengase seit 1765
ppm = parts per million (10 hoch 6) und ppb = parts per billion (10 hoch 9)

DAS KLIMA ÄNDERT SICH

Klimaänderungen sind bereits in vollem Gange. So ist die weltweite Durchschnittstemperatur im vergangenen Jahrhundert um 0,6°C angestiegen. Die 1990er Jahre waren das wärmste Jahrzehnt im 20. Jahrhundert und 1998 das wärmste Jahr seit Beginn der systematischen Klimaaufzeichnungen.

In Zukunft werden Klimaänderungen weiter fortschreiten. Wissenschaftler versuchen das Ausmaß und die regionale Verteilung der Veränderungen mit Hilfe von Klimamodellen vorherzusagen. Demnach wird sich die globale Durchschnittstemperatur im Verlaufe dieses Jahrhunderts um 1,4 bis 5,8°C erhöhen und der Meeresspiegel um 20 bis 70 cm ansteigen.

Als besonders gravierend ist die ebenfalls prognostizierte Häufung extremer Wetterereignisse einzuschätzen. Die Zahl großer wetterbedingter Naturkatastrophen ist weltweit von 10 in den 1950er auf 66 in den 1990er Jahren gestiegen, davon waren 35 Sturm-, 26 Überschwemmungs- und 5 sonstige Katastrophen. Die volkswirtschaftlichen Schäden durch große Naturkatastrophen sind von den 1950er zu den 1990er Jahren von etwa 40 auf 540 Mrd. Euro gestiegen. Der Trend setzt sich offensichtlich fort, denn im Jahr 2001 richteten Naturkatastrophen Schäden in Höhe von 700 Mrd. Euro an, klimabedingte Katastrophen wie Überschwemmungen und Stürme machten dabei rund 60% aus. Und im Sommer 2002 verursachte allein die Flut in Ostdeutschland Schäden in Höhe von etwa 15 – 20 Mrd. Euro. Für die Zukunft wird eine weitere Zunahme klimatischer Extremereignisse erwartet.

ENERGIE UND KOHLENDIOXID

Die bedeutendste anthropogene Quelle klimarelevanter Gase ist die Verbrennung der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Erdgas. Seit der industriellen Revolution Mitte des 19. Jahrhunderts hat sich der weltweite Primärenergieverbrauch um das Vierzigfache erhöht. Im Jahr 2000 betrug er knapp 420 Exajoule (1 EJ = 10 hoch16 J). Unter Primärenergie wird die Bereitstellung der nutzbaren Energieträger (z.B. Treibstoffe, Heizöl, Strom) eingesetzte Rohenergie verstanden. Diese wird zu 34,9% aus Rohöl, 23,5% aus Kohle und 21,1% aus Erdgas gewonnen. Die letztendlich genutzte Endenergiemenge betrug 290 EJ. Die restlichen 130 EJ gingen in Kraftwerken oder bei der Verteilung ungenutzt verloren. Allgemein wird von einem weiteren Wachstum des Energieverbrauchs in den kommenden Jahrzehnten ausgegangen, allerdings werden die erneuerbaren Energien hierzu einen immer größeren Beitrag leisten.

Die globale Energieversorgung basiert derzeit zu 80% auf fossilen Energieträgern. Rund 14% des Primärenergie wird aus Erneuerbaren Energien gewonnen, vor allem aus Brennholz und Abfällen (11%) sowie der Wasserkraft (2,3%). „Moderne“ erneuerbare Energien wie die Solarenergie, Windkraft oder Geothermie machen bislang nicht einmal ein halbes Prozent des weltweiten Energiebedarfes aus.

Dieses Energiemix führte im Jahr 2000 zur Freisetzung von 23,4 Mrd. Tonnen Kohlendioxid. Über die Hälfte davon entfiel auf die westlichen Industrienationen, allein 24% auf die USA. Doch auch Deutschland trägt mit 3,5% bei einem Anteil von 1% an der Weltbevölkerung überproportional zum globalen CO2-Ausstoß bei.

WO BLEIBT DAS CO2

Zu den 23,4 Mrd. Tonnen CO2 aus der Verbrennung fossile Brennstoffe kommen noch einmal 6,3 Mrd. Tonnen CO2 durch die Vernichtung der Wälder, so dass zurzeit jährlich rund 30 Mrd. Tonnen CO2 in die Atmosphäre und damit in den Kohlenstoffkreislauf gelangen. Der „CO2-Quelle“ Mensch stehen in der Natur verschiedene CO2-Senken gegenüber. So verbleibt ein Teil des Klimagases in der Atmosphäre, deren Gehalt an Kohlenstoff (C) sich durch die anthropogene CO2-Emmissionen von 600 Mrd. Tonnen C im Jahre 1800 auf heute etwa 760 Mrd. Tonnen C erhöht hat.

Weitaus mehr Kohlendioxid, nämlich rund 5 bis 10 Mrd. Tonnen, bzw. 1,4 bis 2,8 Mrd. Tonnen Kohlenstoff, „verschwinden“ jährlich in den Ozeanen, wo sie zum Teil über Jahrtausende gebunden bleiben. Und schließlich nehmen auch die Waldökosysteme einen Teil der CO2- Emissionen auf. Während dieser Anteil für die 1980er Jahre in etwa nur so groß eingeschätzt wird, wie durch die Waldvernichtung freigesetzte Menge an CO2, geht man für die 1990er Jahre von einer deutlichen Senkenwirkung der Wälder aus. Gründe dafür sind die sich ausweitenden Waldflächen auf der Nordhemisphäre sowie die vermutete Dünge-Wirkung des erhöhten CO2-Gehaltes der Luft. Netto dürften die Wälder der Atmosphäre zurzeit etwa 1,8 bis 5,1 Mrd. Tonnen CO2 jährlich entziehen.

KLIMAPOLITIK

Der Schutz des Klimas erfordert das Engagement der Bürger und der Politik im gleichen Maße. Wissenschaftler geben davon aus, dass die CO2- Emissionen bis zur Mitte dieses Jahrhunderts um 80% reduziert werden müssen, um die Klimaänderung noch eindämmen zu können…

 

Quelle:

FACHINFORMATIONSZENTRUM KARLSRUHE
Gesellschaft für wissenschaftlich-technische Information mbH

76344 Eggenstein-Leopoldshafen