Der Treibhauseffekt

Die folgenden Animationen und Erklärungen sind vereinfacht dargestellt und berücksichtigen nicht den Unterschied zwischen langwelliger und kurzwelliger Strahlung.

Die Erde ohne Atmosphäre

Im Weltraum herrschen extreme Temperaturen von etwa -270 °C. Ohne die Atmosphäre würde ein Teil der Sonnenstrahlen zwar die Erdoberfläche erwärmen, jedoch würde ein großer Teil der Strahlung wieder ins All reflektiert werden. Dadurch läge die Durchschnittstemperatur auf der Erdoberfläche bei etwa -18 °C.

Der natürliche Treibhauseffekt

Natürliche Treibhausgase sind Gase, die bereits vor dem Einfluss des Menschen in der Atmosphäre vorhanden waren. Das wichtigste dieser natürlichen Treibhausgase ist Wasserdampf, der etwa zwei Drittel des natürlichen Treibhauseffekts ausmacht.

Unsere Atmosphäre wirkt wie eine isolierende Decke. Die in der Atmosphäre vorhandenen Treibhausgase absorbieren einen Teil der Sonnenenergie und strahlen diese in alle Richtungen ab, auch zurück zur Erdoberfläche. Mit der Energie des direkt auftreffenden Sonnenlichtes stellt sich eine Durchschnittstemperatur von 14 Grad ein.

Die Verstärkung durch den Menschen

Der Mensch setzt täglich neue Treibhausgase frei, wodurch die Konzentration dieser Gase in der Atmosphäre steigt. Je mehr Treibhausgase vorhanden sind, desto mehr Sonnenenergie kann absorbiert und zurück zur Erdoberfläche gestrahlt werden. Dadurch erhöht sich die Temperatur weiter.

Unterschiede der Treibhausgase

Bei den Treibhausgasen sind immer drei Werte wichtig:

die Wirkung, die Menge und die Verweildauer

Um die Wirkung der Treibhausgase vergleichbar zu machen, werden sie in Kohlenstoffdioxid-Äquivalente umgerechnet. Ein anschauliches Beispiel zur Verdeutlichung bietet der Vergleich mit Alkohol.

Wie man aus eigener Erfahrung weiß, haben verschiedene Getränke unterschiedliche Wirkungen: Ein 0,5-l-Glas Bier hat eine geringere Wirkung als ein 0,1-l-Glas Martini. Um dieselbe Wirkung wie bei einem Martini zu erreichen, müsste man zwei Bier trinken. Ein ähnlicher Vergleich lässt sich bei Treibhausgasen anstellen. Verschiedene Gase werden in CO₂-Äquivalente umgerechnet, da auch sie unterschiedliche Wirkungen auf das Klima haben.

Die Verweildauer von Alkohol im Blut beträgt etwa 0,15 Promille pro Stunde. Bei Treibhausgasen hingegen variiert die Verweildauer stark – von wenigen Jahren bis zu mehreren hundert oder sogar tausend Jahren.

Der Alkoholgehalt im Blut wird in Promille angegeben. Das heißt, dass 1 Promille im Körper 0,001g Alkohol pro Gramm Blut entspricht. Dies ist eine sinnvolle und gut lesbare Einheit. Treibhausgase hingegen werden in „ppm“ (parts per million) angegeben, was „Teile pro Million“ bedeutet. Wenn die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre bei 415 ppm liegt, befinden sich auf eine Million Teilchen etwa 415 CO₂-Teilchen.

Die Wirkung, die Menge und die Verweildauer müssen also bei der Gefahrenbewertung zusammen betrachtet werden.

Gefahrenanalyse der Treibhausgase

Die folgende Tabelle vergleicht verschiedene Treibhausgase und deren Gefährdungspotenzial. Neben den aktuellen Mengen in der Atmosphäre im Jahr 2023 zeigt sie auch die Veränderung gegenüber 2020. Obwohl Schwefelhexafluorid (SF₆) derzeit noch keinen erheblichen Beitrag zum Treibhauseffekt leistet, wurde es aufgrund seiner in den letzten Jahren stark gestiegenen Emissionen und extremen Klimaschädlichkeit ebenfalls in die Liste aufgenommen.

Auch weitere Veränderungen im historischen Kontext lassen sich nur mit der menschengemachten Erderwärmung erklären: