Treibhauseffekt

Die bestimmenden Faktoren der klimatischen Verhältnisse am Erdboden wie mittlere Jahrestemperatur, Wolkenbildung, Niederschläge sowie die Hauptströmungsrichtungen der Luftmassen und Meere sind abhängig von der Intensität der Sonneneinstrahlung und der Zusammensetzung der Erdatmosphäre.
Wie an den Glasscheiben eines Treibhauses wird in der Troposphäre Sonnenenergie eingefangen, indem Sonnenlicht durchgelassen und die Infrarotstrahlung zurückgehalten wird. Dieser sogenannte \"natürliche Treibhauseffekt\" verhindert, daß die von der Sonne ausgehende und die Erde erwärmende Infrarotstrahlung wieder in den Weltraum reflektiert wird. Ohne diesen Effekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde nicht bei +15°C, sondern bei -18°C. Die Absorptionsfähigkeit der Spurengase im Infrarotbereich hat einen wichtigen Einfluß auf den Wärmehaushalt der Erdatmosphäre und damit auf das Klima und die Temperatur der Erdoberfläche. Der Treibhauseffekt wird durch klimarelevante Gase wie z.B. Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid und vor allem FCKW verstärkt, so daß es zu einer (unerwünschten) Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Erde kommt (\"anthropogener Treibhauseffekt\"). Die Folgen eines Anstieges um nur 1-2 Grad sind insbesondere Klimazonen- und Artenverschiebungen sowie ein Ansteigen des Weltmeeresspiegels. Alle Gase der Atmosphäre unterliegen einem Kreislauf, bei dem sich Entstehungs- und Abbauraten über lange Zeit die Waage hielten. Heute aber bewegen sich die Mengenanteile der Spurengase nicht mehr in einem konstant bleibenden Gleichgewicht, vielmehr nehmen die Konzentrationen dieser Gase, mit Ausnahme des Ozons in der Stratosphäre, zu.
Dieses Ungleichgewicht wurde durch den Menschen verursacht. Die Konzentration des atmosphärischen Kohlendioxids hat z.B. während der letzten 500000 Jahre zwischen Werten von 200 ppm (ppm = Parts per million, d.h. ein Teil auf eine Million andere Teile) während der großen Eiszeiten und 300 ppm in den Zwischeneiszeiten geschwankt.
Der CO2-Gehalt in der Atmosphäre ist vor allem seit Beginn der Industrialisierung stark gestiegen (um ca. 27%). Die Konzentration von Methan hat sich sogar verdoppelt und die von Distickstoffoxid hat besonders in den letzten drei Jahrzehnten zugenommen. FCKW´s waren vor 1930 überhaupt nicht in der Atmosphäre vorhanden. Analysen von Luftblasen im antarktischen und grönländischen Eis ergaben, daß um 1800, zu Beginn des Industriezeitalters, nur 280 ppm waren und noch 1950 erst 310 ppm. Der Anstieg läßt sich deutlich mit dem Beginn der Industrialisierung Mitte des 19. Jahrhunderts verbinden.


Treibhausgas
CO2 CH4 N2O Ozon FCKW 11 FCKW 12
c in ppm 346 1,65 0,31 0,02 0,0002 0,00032
t in Jahren 100 10 150 0,1 65 110
c (in %/Jahr) 0,4 1,0 0,2-0,3 0,5 5 5
spez. THP 1 32 150 2000 14000 17000

Anteil (in %) 50 19 4 8 5 10


C Konzentration
T Verweilzeit in der Atmosphäre und Biosphäre

c Konzentrationsanstieg
THP spezifisches Treibhauspotential bezogen auf ein Molekül CO2
Anteil Mengenanteil der einzelnen Treibhausgase am Treibhauseffekt, der durch die anthropogenen Spurengase hervorgerufen wurde, in den achtziger Jahren dieses Jahrhunderts