Treibhauseffekt: Was erwärmt unsere Erde?

6 Minuten

Aktualisiert am: 14 Dec 2020

Schauen wir uns den Treibhauseffekt einmal im Detail an.

Image of Es gibt eine ganze Reihe von Treibhausgasen

Es gibt eine ganze Reihe von Treibhausgasen

Wie viel von jedem Treibhausgas befindet sich in unserer Atmosphäre?

Image of Emissionsanteil der Treibhausgase

Emissionsanteil der Treibhausgase

Die Treibhausgase unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, Strahlung zu absorbieren sowie in der Verweildauer in der Atmosphäre (die „Lebensdauer") .

Fluorierte Treibhausgase werden bei einer Vielzahl industrieller Prozesse freigesetzt, z. B. bei der Herstellung von Kältemitteln, Aerosol-Treibmitteln und brandhemmenden Stoffen . Sie können für mehrere Tausend Jahre in der Atmosphäre verbleiben .

Beim Vergleich der Treibhausgase müssen wir auf folgende Punkte eingehen: Wie viel Wärme absorbieren sie? Wie lang ist die Lebensdauer? Wie viel emittiert die Menschheit?

Wie vergleicht man Treibhausgase?

Die meistgenutzte Methode zum Vergleich von Treibhausgasen ist die Messung ihres Treibhauspotenzials (GWP) .

Das GWP misst die relative Erwärmungswirkung einer Tonne des Treibhausgases im Vergleich zu einer Tonne CO₂.

Image of GWP-Werte im Zeitverlauf für Methan, Distickstoffmonoxid und Kohlendioxid

GWP-Werte im Zeitverlauf für Methan, Distickstoffmonoxid und Kohlendioxid

Diese Grafik zeigt die GWP-Werte verschiedener Treibhausgase zu einem gegebenen Zeitpunkt nach der Emission. Weil Treibhausgase sich in ihrer Lebensdauer unterscheiden, finden wir stark unterschiedliche GWPs, je nachdem welche Zeitspanne wir betrachten (z.B. 20 oder 100 Jahre) .

Typischerweise interessiert uns die Gesamtauswirkung über eine gegebene Anzahl von Jahren und nicht nur der momentane Effekt. Damit berücksichtigen wir die verschiedenen Lebensdauern :

  • GWP20: Erwärmungspotenzial eines Treibhausgases im Vergleich zu CO₂ nach 20 Jahren
  • GWP100: Erwärmungspotenzial eines Treibhausgases im Vergleich zu CO₂ nach 100 Jahren . Diese Einheit ist am weitesten verbreitet .

Wir erklären das anhand eines Beispiels: Das GWP₁₀₀ von Methan liegt bei 28. Das heißt, dass eine Tonne Methan innerhalb von 100 Jahren einen 28-mal höheren Beitrag zur globalen Erwärmung leistet als CO₂ . Dieser „Beitrag” liegt in der Änderung des Strahlungsantriebs, der Bilanz aus ein- und ausfallender Strahlung zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre .

Image of GWP₁₀₀-Werte im Zeitverlauf für Methan, Distickstoffmonoxid und Kohlendioxid

GWP₁₀₀-Werte im Zeitverlauf für Methan, Distickstoffmonoxid und Kohlendioxid

Image of GWP₁₀₀-Werte für Methan und Kohlendioxid

GWP₁₀₀-Werte für Methan und Kohlendioxid

Mit Hilfe der GWP-Werte kann man verschiedene Treibhausgase vergleichen. Diese Werte geben an, wie viel CO₂ zu derselben Erwärmung führen würde wie ein anderes Treibhausgas. Daher verwendet man die Einheit CO₂-Äquivalent (CO₂-Äq.) .

Das CO₂-Äquivalent wird berechnet, indem man die Emissionen eines bestimmten Treibhausgases mit dessen GWP₁₀₀-Wert multipliziert . Schauen wir uns dies für das obige Beispiel an: zwei Kilogramm Methan mit einem GWP-Wert von 28 ergeben 56 kg CO₂-Äq. Jetzt, wo wir in der Lage sind, verschiedene Treibhausgase zu vergleichen, schauen wir uns die Gase mal im Detail an.

Kohlenstoffdioxid (CO₂)

CO₂ ist das prominenteste Treibhausgas, das auf menschliche Aktivität zurückzuführen ist . Wir emittieren es in großen Mengen und es verbleibt für lange Zeit in der Atmosphäre .

Image of GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von CO₂

GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von CO₂

Methan (CH₄)

Methan verbleibt sehr viel kürzer in der Atmosphäre als CO₂. Es absorbiert jedoch weitaus mehr Strahlung .

Image of GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von Methan

GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von Methan

Distickstoffmonoxid (N₂O)

Distickstoffmonoxid hat einen viel höheres GWP als CO₂. Es wird jedoch aus weniger Quellen und in geringerer Menge emittiert. Stickoxide tragen daher aktuell weniger zur globalen Erwärmung bei .

Image of GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von N₂0

GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung von N₂0

Fluorierte Treibhausgase

Fluorierte Treibhausgase können für mehrere Tausend Jahre in der Atmosphäre verbleiben und haben einen hohen GWP-Wert. Sie werden aber in geringeren Mengen als die anderen Treibhausgase emittiert . Ein Beispiel eines fluorierten Treibhausgases ist HCF-23 (CHF₃) .

Image of GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung fluorierter Gase

GWP-Wert (gemessen in CO₂-Äq.), Anteil an den Gesamtemissionen, Lebensdauer und Ursprung fluorierter Gase

Ist das GWP₁₀₀ eine gute Kenngröße zum Vergleich verschiedener Treibhausgase?

GWP₁₀₀ und CO₂‑Äq. sind weitverbreitete Maßzahlen, die zudem einfach zu nutzen sind. Gute Wissenschaftler prüfen die Aussagekraft ihrer Messungen jedoch sorgfältig. GWP₁₀₀ und CO₂‑Äq. überbewerten den Beitrag kurzlebiger Treibhausgase zur globalen Erwärmung .

Wir haben gesehen, dass Methan ein höheres GWP₁₀₀ als CO₂ hat. In der Realität beobachtet man jedoch, dass – obwohl Methan stark zur globalen Erwärmung beiträgt – dieser Einfluss nach einigen Jahrzehnten rasch abnimmt . CO₂ auf der anderen Seite sammelt sich in der Atmosphäre und verursacht dabei eine kontinuierliche Erwärmung .

Image of Wie wirken sich steigende, konstante oder sinkende CO₂- und Methanemissionen auf die globale Erwärmung aus ?

Wie wirken sich steigende, konstante oder sinkende CO₂- und Methanemissionen auf die globale Erwärmung aus ?

Könnten wir die Methanemissionen auf Null senken, würde die Erwärmung rasch enden. Wären wir in der Lage, selbiges für CO₂ zu erreichen, würde sich die Erde trotzdem für eine lange Zeit weiter erwärmen !

Gibt es eine bessere Möglichkeit, Treibhausgase zu vergleichen?

Jede Maßzahl, die die Langzeitwirkungen korrekt abbildet, könnte irreführend für kurze Zeitspannen sein. Selbiges gilt natürlich auch umgekehrt . Ein zeitveränderlicher Indikator könnte Abhilfe verschaffen. Dies würde jedoch zu einer höheren Komplexität sowie zusätzlichen Unsicherheiten führen .

Zusammenfassung

Die von den Menschen verursachten Treibhausgasemissionen führen zu einem rasanten Klimawandel . Wir haben uns verschiedene Treibhausgase und deren Beitrag zur globalen Erwärmung angesehen.

In den nächsten Kapiteln schauen wir uns an, woher diese Emissionen kommen.

Nächstes Kapitel