Kohlenstoffdioxid, kurz CO2, gilt entweder als Hauptverursacher für die globale Erwärmung mit allen damit zusammenhängenden Auswirkungen, oder als absolut harmloses, zu Unrecht verteufeltes Gas – je nachdem, wen man fragt. Die wissenschaftlichen Tatsachen sprechen allerdings deutlich für den schädlichen Einfluss des drei-atomigen Gases.
Klimaskeptiker führen gerne die geringe Konzentration von CO2 in der Atmosphäre als Argument an. Bei nur rund 0,04 Volumenprozent Anteil könne das Gas nicht für den angeblich fiktiven Treibhauseffekt verantwortlich sein. Schließlich bestehen rund 99 Prozent aus Sauerstoff, Stickstoff und Argon – für das Klima keinesfalls schädliche Stoffe.
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CO2 wirkt auch in geringsten Menge klimaschädlich
Seit Ende des 19. Jahrhunderts hat sich die durchschnittliche Temperatur auf der Erde im etwa ein Grad Celsius erhöht. Bis Ende des Jahrhunderts könnte der Anstieg auf drei Grad anwachsen, so die Befürchtung von Klimaexperten. Mittlerweile steht unzweifelhaft fest, dass der Großteil dieser Entwicklung anthropogen ist, also auf menschlichen Einfluss zurückgeht.
Dass sich CO2 auch in geringsten Konzentrationen entscheidend auf die klimatischen Verhältnisse auf dem Planeten auswirkt, hängt mit der Funktion der Atmosphäre als bidirektional fungierendes Schutzschild zusammen. Zum einen filtert die Lufthülle überschüssige Sonneneinstrahlung aus und verhindert so eine Überhitzung und die Überdosierung an UV-Strahlung. Zum anderen sorgt sie dafür, dass nicht zu viel der eingefangenen Sonnenstrahlung nach der Reflektion am Boden wieder ins Weltall entweicht. Auf diese Weise sorgt die Atmosphäre für eine durchschnittliche Temperatur von 15 Grad – statt der minus 18 Grad, die auf der Erde ohne Atmosphäre herrschen würden.
Um dieses empfindliche Gleichgewicht zu stören, genügen bereits geringste Mengen an Substanzen, die aus Molekülen mit mindestens drei Atomen ausgestattet sind. Dazu gehören auf der Erde vor allem die Klimagase CO2 und Methan.
Steigt die Konzentration von CO2 auch nur um einen geringen Wert an, erhöht das die Reflektion von Wärmestrahlung zurück zum Boden – Wärme, die ansonsten in den Weltraum abgestrahlt wäre. Das führt zu einer allmählichen durchschnittlichen Erwärmung, dem Treibhauseffekt.
Anders als Sauerstoff oder Stickstoff sind drei- und mehratomige Gasmoleküle empfänglich für Wärmestrahlung, da sie exakt auf deren Wellenlänge reagieren. Die auftreffende Wärme versetzt die Moleküle in Schwingung, was Energie frei werden lässt, hauptsächlich in Form von Wärme, die in alle Richtungen abgestrahlt wird. Etwa die Hälfte davon gelangt wieder zurück zur Erdoberfläche.
Wasserdampf als Stabilisator
Neben dem anthropogenen Treibhauseffekt spielt auch eine natürliche Variante für das Klima eine entscheidende Rolle: der Wasserdampf, der durch Verdunstung von der Erdoberfläche aufsteigt und sich in Wolken manifestiert. Die Wolkendecke wirkt ebenfalls als Reflektor und sorgt dafür, dass ein Teil der vom Boden abgestrahlten Wärme wieder zurückgeworfen wird.
Genau an diesem Punkt kommt die enorme Hebelwirkung von CO2 als Klimafaktor zum Tragen. Für den anthropogenen Treibhauseffekt ist nicht nur die Wärme verantwortlich, die das CO2 selbst auf die Erde zurüfkleitet. Hinzu kommt ein Nebeneffekt, der eine Wirkspirale in Gang setzt.
Durch die Erwärmung, die das CO2 direkt verursacht, steigt die Verdunstung und damit die Wolkenbildung. Das Ergebnis: Eine dichtere Wolkendecke führt zu ihrem erhöhten Reflektionsverhalten und damit zu einer weiteren Erwärmung. Der Teufelskreis aus CO2-Reflexion, erhöhter Verdunstung und stärkerer Reflexion der Wolkendecke ist in Gang gesetzt.
Auf diese Weise kann CO2 auch in geringster Konzentration eine sich selbst verstärkenden Effekt auslösen. So würde eine Verdoppelung des CO2-Anteils von 0,04 auf “nur” 0,08 Volumenprozent zu einer weltweiten Temperaturerhöhung um durchschnittlich 4,5 Grad führen.
Unterschätzte Gefahr: Methan
Das Treibhausgas Methan ist laut Untersuchungen des Weltklimarats IPCC etwa 28 mal so wirksam wie CO2. Der Grund, warum das Gas bei den internationalen Bemühungen um Klimaneutralität noch nicht so intensiv im Mittelpunkt steht, hängt mit seiner vergleichsweise kurzen Wirkdauer zusammen: Methan bleibt rund zwölf Jahre in der Atmosphäre.
Allerdings kann das Gas wegen seiner hohen Wirksamkeit in dieser Zeit erheblichen Schaden anrichten. Daher nehmen die Bemühungen zu, Methan bei den Initiativen zur Reduzierung von Treibhausgasen mehr Beachtung zu schenken.
Trotz seiner im Vergleich zu Methan geringen Wirksamkeit stellt CO2 ein massives Problem dar, und das wegen seiner langen Wirkdauer. Einmal emittiert, bleibt CO2 mindestens 500 Jahre in der Atmosphäre, voraussichtlich erheblich länger.
Schlüsselstrategie: Verringerung der Treibhausgasemissionen
Der langfristige und nachhaltige Abbau von CO2-Emissionen ist der erfolgversprechendste Weg, den anstehenden Klimawandel noch im Griff zu behalten. Dabei fällt CO2 auch in Hinblick auf Methan eine zentrale Rolle zu, denn auch hier baut sich ein sich selbst verstärkender Prozess auf.
Die durch CO2 angestoßene Erwärmung führt zu einem beschleunigten Abschmelzen der polaren Eisflächen. Und das wiederum führt zu einem erhöhten Entweichen von Methan in die Atmosphäre, was die globale Erwärmung noch weiter beschleunigt.
Den CO2-Anteil in der Atmosphäre zu regulieren, stellt demnach die beste Methode dar, den globalen Anstieg der Temperaturen zu verlangsamen und auf lange Sicht zum Stillstand zu bringen. Hier kann nur eine weltweite und alle relevanten Bereiche betreffende Anstrengung den gewünschten Erfolg bringen. Klimaschutz ist eine konzertierte Aktion, die alle Elemente der Gesellschaft gleichermaßen betrifft.
