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Wie funktioniert der Treibhauseffekt?

Die Erdatmosphäre enthält Gase, die kurzwellige Sonnenstrahlung zum großen Teil passieren lassen, (langwellige) Wärmestrahlung jedoch absorbieren und damit das System erwärmen. In Analogie zu einem Treibhaus – das Sonnenstrahlung durchlässt und Wärmestrahlung „festhält” – werden diese Gase auch als Treibhausgase bezeichnet. Vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid absorbieren einen Teil der von der Erdoberfläche abgegebenen Wärmestrahlung und verringern deshalb den Anteil der in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung. Dieser – natürlicheTreibhauseffekt bewirkt, dass das globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur 15°C beträgt. Ohne Treibhausgase in der Atmosphäre läge die Mitteltemperatur bei -18°C und die Erde wäre vereist.

Seit der Industrialisierung verursachen wir Menschen eine ständige Zunahme der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen. Durch diesen anthropogenen (durch den Menschen verursachten) Treibhauseffekt verringert sich die in den Weltraum abgegebene Wärmestrahlung und das System Erdoberfläche / Atmosphäre erwärmt sich. Durch die Erwärmung nimmt aber auch die in den Weltraum abgehende Wärmestrahlung wiederum zu. Das System erwärmt sich nun so lange, bis die abgehende Wärmestrahlung wieder die ankommende Sonnenstrahlung ausgleicht und sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre unzweifelhaft fest. Die globale atmosphärische Konzentration des wichtigsten anthropogenen Treibhausgases – Kohlendioxid (CO2)– ist von einem Wert in vorindustrieller Zeit (um 1750), der bei etwa 280 ppm (parts per million, das heißt 280 CO2-Moleküle auf eine Million Luftmoleküle) lag, auf 384 ppm im Jahre 2008 angestiegen. Dieser Wert liegt erheblich über der aus Eisbohrkernen bestimmten natürlichen Bandbreite der letzten 650 000 Jahre (180 bis 300 ppm). Die hohe Kohlendioxidkonzentration wird hauptsächlich durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe und zu einem geringeren Teil durch Landnutzungsänderungen (zum Beispiel durch Rodungen von Wäldern) verursacht.

Die Temperaturbeobachtungen zeigen, dass sich das Klima in den letzten 100 Jahren erwärmt hat. Der lineare Erwärmungstrend der globalen Mitteltemperatur in Bodennähe beträgt zwischen 1906 und 2005 etwa 0,74°C. Nun können wir diese Erwärmung nicht ohne weitere Untersuchungen auf den Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückführen. Denn Klimaänderungen haben viele Ursachen, die zeitweise auch gleichzeitig auftreten und sich in ihren Wirkungen beeinflussen können. Wenn beispielsweise gleichzeitig Treibhausgase und Aerosole (Schwebeteilchen, die das Sonnenlicht reflektieren) in der Atmosphäre zunehmen, würde eine – zwar abgeschwächte – Erwärmung resultieren, wenn der zusätzliche Treibhauseffekt stärker wäre. Im umgekehrten Fall, wenn der Aerosoleffekt überwiegen würde, würde eine abgeschwächte Abkühlung eintreten.

Im Hinblick auf die Erwärmung im vergangenen Jahrhundert kamen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu folgendem Ergebnis: Der größte Teil des Anstiegs der mittleren Temperatur seit Mitte des 20. Jahrhunderts geht sehr wahrscheinlich auf die Zunahme der vom Menschen verursachten Treibhausgase in der Atmosphäre zurück. „Sehr wahrscheinlich” bedeutet, dass die Wissenschaftler nicht zu 100% sicher sind, aber die Eintrittswahrscheinlichkeit für diese Aussage liegt oberhalb von 90% (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

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Schlagworte:
 Klimawandel

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