WAS IST DER TREIBHAUSEFFEKT?

1. Man kann 2 Arten von Treibhauseffekten unterscheiden

1. Den natürlichen Treibhauseffekt

2. Den anthropogenen ( vom Menschen erzeugten ) Treibhauseffekt

Der natürliche Treibhauseffekt ist lebensnotwendig, da die Durchschnittstemperatur der Erde ohne ihn -18 Grad C. betragen würde. Der natürliche Treibhauseffekt wird durch Spurengase in der Atmosphäre ( u. a. Wasserdampf und Kohlendioxid ) verursacht.

2. Entstehung

Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche und der Atmosphäre mit kurzwelliger Strahlung. Von der direkten Sonneneinstrahlung werden ca. 45% von der Erdoberfläche und. ca. 25% von der Atmosphäre absorbiert, der Rest wird zu 5% vom Erdboden und 25% von der Atmosphäre in das Weltall reflektiert.

Die von der Erde und von der Atmosphäre absorbierte Energie ( ca. 70% der direkten Sonneneinstrahlung ) wird in Wärme umgesetzt und muß zur Gänze wieder in das Weltall abgestrahlt werden. Nur dann ist das Strahlungsgleichgewicht zwischen absorbierter Sonnenenergie und abgestrahlter Wärmeenergie gegeben.

Die Wärmeabstrahlung erfolgt im langwelligen ( IR ) Strahlungsbereich. Zum Teil gleicht die Erdoberfläche ihre Wärmebilanz durch turbulente Flüsse fühlbarer und latenter Wärme aus (29%). Nur ein Teil der Wärmestrahlung kann direkt in das Weltall abgegeben werden ( 4% ). Der größte Teil wird von Wolken und bestimmten atmosphärischen Gasen absorbiert. Von der Atmosphäre wird diese absorbierte Wärmestrahlung zum größten Teil wieder an die Erdoberfläche zurückgestrahlt ( 88% ), ein kleiner Teil wird ins Weltall abgegeben ( 12% ). Diese Rückreflexion führt zu einer Erwärmung der Erde.

Steigt die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre durch anthropogene Emissionen, so wird zusätzlich Wärmeenergie an die Erdoberfläche zurückreflektiert. Die Temperatur der Erde muß ansteigen, damit auf noch höherem Temperaturniveau wieder ein Strahlungsgleichgewicht gegeben ist. Diesen Vorgang nennt man anthropogenen Treibhauseffekt. Jede Anderung des Gehaltes von Treibhausgasen in der Atmosphäre wirkt sich somit auf den Strahlungshaushalt der Erde aus, beeinflußt die mittlere Temperatur der Erde und kann zu globalen Klimaänderungen führen.

Ob Gase zum Treibhauseffekt beitragen, hängt davon ab, ob sie im kurzwelligen Strahlungsbereich relativ schwach, im langwelligen jedoch stark absorbieren. Für Wasserdampf ( H2O ), dem wichtigsten natürlichen Treibhausgas, ist das der Fall. Die wichtigsten Treibhausgase sind: Kohlendioxid ( CO2 ), Methan ( CH4 ) und vom Menschen geschaffene Gase wie die halogenierten Kohlenwasserstoffe ( FCKWs ).

Durch die Störung des Strahlungshaushaltes muß mit einer Reihe von Rückkoppelmechanismen gerechnet werden, die die ablaufenden Klimaveränderungen entweder verstärken oder abschwächen können.

Eine Erhöhung der Treibhauskonzentration durch anthropogene Aktivitäten führt jedoch nicht sofort zu klimatischen Veränderungen. Durch die große thermische Trägheit vor allem der. Ozeane verzögert sich die Erwärmung der Atmosphäre um mehrere Jahre bis Jahrzehnte.

Die Ozeane sind durch ihre Klimastabilisierende Wirkung von enormer Bedeutung. Sie tragen aber auch dazu bei, daß die Folgen unseres Handelns erst dann für jedermann offensichtlich werden, wenn es für ein Gegensteuern vielleicht bereits zu spät ist. Denn zu diesem Zeitpunkt werden die ablaufenden Klimaveränderungen eine Eigendynamik erreicht haben, der wir dann nichts mehr entgegenzustellen haben.

2.1.Zusammensetzung der Luft

In chemischer Hinsicht setzt sich die Atmosphäre aus drei Komponenten zusammen: Erstens aus einem Gasgemisch, zu dessen wichtigsten Bestandteilen in trockener, nicht verunreinigter Luft der Stickstoff mit 78, der Sauerstoff mit 21, das Argon mit 0,9 und das Kohlendioxid mit 0,035 Prozent gehören. Zweitens aus festen und flüssigen Schwebeteilchen ('Aerosole') wie beispielsweise Staub, Ruß, Salze, Pflanzenpollen etc. sowie drittens aus Wassertropfen und Eispartikel ('Hydrometeore').

2.2. Klimawirksame Spurengase führen zur Erwärmung der         Erdoberfläche

Der atmosphärische Wasserdampf ist auch als wichtigstes klimarelevantes Spurengas von Bedeutung. Spurengase kommen nur in sehr geringer Konzentration vor. Klimawirksame Spurengase besitzen zudem die Eigenschaft, die einfallende Sonnenstrahlung nahezu ungehindert passieren zu lassen, die von der Erdoberfläche ausgehende Infrarotstrahlung hingegen zu absorbieren, in Wärme umzuwandeln und teilweise wieder auf die Erde zurückzustrahlen. Durch diese 'Wärmerückführung' kommt es zwischen der Erdoberfläche und der unteren Atmosphäre, wie in einem Treibhaus zu einer Erwärmung von ca. 33 Grad Celsius.

2.3. Ohne Treibhauseffekt gäbe es auf der Erde nur Dauerfrost

Ohne die Mitwirkung der Treibhausgase wäre die Erde eine lebensfeindliche Eiswüste mit einer mittleren Temperatur von -18 Grad Celsius. Statt dessen garantiert der Treibhauseffekt angenehme + 15 Grad Celsius, woran allein der Wasserdampf mit 62 Prozent und das Kohlendioxid mit 22 Prozent beteiligt sind. Dennoch darf der Einfluß der übrigen Treibhausgase nicht unterschätzt werden. Sobald nämlich ihre Konzentration und damit die Lufttemperatur zunimmt, verdunstet auf der Erde mehr Wasser, was wiederum den atmosphärischen Wasserdampfgehalt erhöht und den Treibhauseffekt verstärkt.

2.4. Methan, Lachgas, Ozon und FCKW verstärken ebenfalls den Treibhauseffekt!

Noch höhere Zuwachsraten werden bei den übrigen, bereits genannten Spurengasen, verzeichnet, die aber eine erheblich niedrigere atmosphärische Konzentration aufweisen als das Kohlendioxid. So hat sich das vorindustrielle Mischungsverhältnis von Methan (CH₄) bis heute mit einer jährlichen Steigerung von 0,75 Prozent von 0,8 auf 1,74 ppm mehr als verdoppelt. Die Ursache dafür liegt hauptsächlich im globalen Bevölkerungswachstum begründet und geht im einzelnen auf die Ausweitung des Reisanbaus und der Rinderhaltung, die Emissionen aus Mülldeponien sowie auf die Verluste bei der Erdgas- und Erdölgewinnung zurück. Ahnlich verhält es sich beim Distickoxid oder Lachgas (N₂O), dessen atmosphärische Anreicherung pro Jahr 0,25 Prozent beträgt.

Seine Zunahme beruht vor allem auf dem überhöhten Einsatz von stickstoffhaltigem Dünger und der Verbrennung von Biomasse.

In unmittelbarem Zusammenhang mit der anhaltenden Luftverschmutzung, insbesondere dem Verkehrsbedingten 'Photosmog', steht dagegen das verstärkte Aufkommen des bodennahen und überaus treibhauswirksamen Ozons (O₃). Seine Konzentration steigt jährlich um 0,5 bis 1 Prozent - im Unterschied zum lebenswichtigen Ozon in der oberen Atmosphäre - und erreicht immer häufiger gesundheitsschädliche Spitzenwerte. Um ein absolut künstliches und ausschließlich vom Menschen geschaffenes Produkt handelt es sich bei den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW). Sie dienten bisher als Treibgase für Spraydosen, zur Herstellung von Kunststoffschäumen sowie als Reinigungsmittel in der Elektronikindustrie. Trotz ihres äußerst geringen Volumenanteils und des eingeleiteten Produktionsverbots bis zum Jahr 2000 tragen die FCKW heute schon über 20 Prozent zum 'Zusatz'-Treibhauseffekt bei.

Im Wärmeabsorptionsvermögen liegt die Gefährlichkeit vieler Spurengase

Dies beweist jedoch auch, daß die Wirksamkeit eines Treibhausgases nicht allein von dessen atmosphärischem Mischungsverhältnis abhängt. Ein ebenso großer Einfluß kommt der Molekülstruktur eines Spurengases und dem sich daraus ergebenden Wärmeabsorptionsvermögen zu. Das heißt, die Fähigkeit die von der Erdoberfläche reflektierte Wärmestrahlung aufzunehmen und treibhauswirksam umzusetzen. Darüber hinaus spielt die atmosphärische Verweilzeit der Treibhausgase eine maßgebliche Rolle. Sie beschreibt die durchschnittliche atmosphärische Aufenthaltsdauer der Gasteilchen, bevor diese wieder durch chemische Reaktion oder durch den Übergang in die Biosphäre aus der Atmosphäre verschwinden. Deshalb werden die niedrigen Konzentrationen vieler Spurengase durch Wärmeabsorptionsvermögen und ihre lange atmosphärische Verweilzeit mehr als ausgeglichen. So ist etwa die Treibhaus-Wirksamkeit eines Methanmoleküls Siebenundzwanzigmahl, die eines Lachgasmoleküls zweihundertsechsmal und die von FCKW-Molekülen Sechzehntausendmahl höher als die eines Kohlendioxid-Moleküls. Das erklärt auch, warum bereits 50 Prozent des zusätzlichen Treibhauseffekts den 'Nicht-CO2-Spurengasen' zuzuschreiben sind. Dieser Prozentsatz dürfte sich, trotz Einstellung der FCKW-Produktion, auf absehbare Zeit kaum verringern, sondern aufgrund der langen atmosphärischen Verweilzeit der 'Nicht-CO2-Spurengase' eher noch vergrössern. Nichtsdestoweniger bleibt das Kohlendioxid mit seinem 50-Prozent-Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt das wichtigste Spurengas anthropogenen Ursprungs.

3. Folgen und Auswirkungen

Eine globale Erwärmung der Atmosphäre hat folgende fatale Auswirkungen: Wärmere Luft kann wesentlich mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kältere. Stärkere Niederschläge sind die Folge, da es parallel zu vermehrter Wolkenbildung kommt. Wärmere Luft steigt höher und schneller auf als kühlere und führt in der Regel auch zu höherem Luftdruck in Hochdruckgebieten, und aufgrund des stärkeren Soges zu tieferem Druck in Tiefdruckgebieten. Mithin werden die Luftdruckunterschiede zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten größer, und aufgrund des größeren Druckgefälles entstehen auch stärkere Winde, besonders in den Sommermonaten, wenn der Lichteinfall sehr steil erfolgt. Das planetarische Windsystem wird verändert, die regenreichen Zonen verschieben sich nach Norden, die Wüstengürtel und regenarmen Zonen werden breiter. Dabei spielt auch die Temperatur für die Natur eine große Rolle.

Die Klimaparameter Temperatur, Niederschlag und Bodenfeuchte bestimmen die Zusammensetzung von Ökosystemen und die Anbaugebiete für Kulturpflanzen. Eine Klimaänderung würde die Zusammensetzung von Ökosystemen beeinflussen und deren Stabilität beeinträchtigen. Die optimalen Lebensbedingungen für Kulturpflanzen würden in den gegenwärtigen Anbaugebieten beeinträchtigt.

Als Folge des Temperaturanstiegs in der Atmosphäre würden sich die Ozeane erwärmen. Ein Anstieg des Meeresspiegels aufgrund der damit einhergehenden thermischen Wasserausdehnung würde dicht bevölkerte Küstenregionen überfluten und zum Verlust fruchtbarer Niederungen führen. Die resultierenden wirtschaftlichen und politischen Folgen sind nicht absehbar.

Viele Detailfragen in Bezug auf die Auswirkung einer Klimaänderung sind Gegenstand der Klimaforschung. Häufig sind die Prognosen der Klimamodelle noch zu ungenau, als dass sie als Basis für eine quantitative Folgenabschätzung nutzbar wären.

Hinzu kommt, dass die Klimaveränderungen regional unterschiedlich ausfallen werden, z. B. ist über Ozeanen ein geringerer Temperaturanstieg zu erwarten als über Landmassen.

3.1. Folgen hinsichtlich des Klima

Man hat bereits herausgefunden, dass die Weltmitteltemperatur seit 1860 kontinuierlich zunimmt. Durch meteorologisch - klimatologische Messungen lassen sich solche Temperaturanstiege messen und auch ableiten. Seit Mitte des letzten Jahrhunderts liegen repräsentative Messreihen für die bodennahe Mitteltemperatur auf der Nord- und Südhalbkugel vor. Durch beziehungsweise mit diesen Messreihen kann man einen eindeutigen Erwärmungstrend für den Zeitraum der letzten 130 Jahre feststellen auch wenn es hin und wieder zu Temperaturschwankungen kam. Dieser Erwärmungstrend lag bei einer Größenordnung von ca. 0,5 bis 0,7 Grad Celsius.

Wenn man den Erwärmungstrend auf regionale Ebene betrachtet muss man sagen, dass dieser höchst unterschiedlich ausfällt. Die Aussagekraft dieses weltweit gültigen Durchschnittswertes ist jedoch begrenzt, da hierbei die vielfältigen räumlichen und jahreszeitlichen Unterschiede unberücksichtigt bleiben. So fand beispielsweise in den tropischen Breiten nur eine geringe Temperaturzunahme statt, während in Nordamerika und Sibirien die Temperatur um bis zu fünf Grad Celsius anstieg. Gänzlich anders verhielt sich wiederum der europäische Sommer, wo es in einzelnen Regionen sogar zu Abkühlungseffekten kam. Dagegen brachte der Herbst durchgängig wärmere Temperaturen nach Europa.

Es gibt mehrere Hinweise darauf, dass es eine Umstellung des Klimas gibt. Im Zuge der weltweiten Erwärmung ergaben sich eine Reihe weiterer klimawirksamer Veränderungen, die einen bereits eingetretenen Klimawandel wahrscheinlich erscheinen lassen: Die Alpengletscher zogen sich in den vergangenen 140 Jahren um mehr als ein Drittel zurück. Parallel dazu nahm die jährliche Schneebedeckung auf der nördlichen Erdhalbkugel seit 1973 um rund acht Prozent ab. Gleichzeitig erhöhten sich die Oberflächentemperaturen der tropischen Ozeane zwischen 1949 und 1989 um 0,5 Grad Celsius. Durch die damit verbundene Wärmeausdehnung des Meerwassers und das Abschmelzen der Festlandgletscher stieg wiederum der Meeresspiegel in den letzten hundert Jahren weltweit um durchschnittlich 10 bis 15 Zentimeter.

Durch diese klimatische Veränderung gibt es eine ungewisse Zukunft der Erde.

Die negativen Auswirkungen der beginnenden Klimaänderung zeigen sich seit einiger Zeit in der besonders anfälligen wechselfeuchten Klimazone der nordafrikanischen Sahel-Region. Hier führten bereits geringe Temperaturerhöhungen zu einer Ausweitung des Wüstengürtels und Austrocknung der Böden sowie zu verstärkten Erosionserscheinungen und einer Häufung von Dürreperioden im Wechsel mit Starkniederschlägen. Diese Entwicklung verschärfte zwangsläufig die ohnehin angespannte Ernährungssituation und machte die Sahel-Zone zu einem riesigen Hungergebiet.

Die weitere Klimaentwicklung hängt entscheidend von der Menge der anthropogen emittierten Treibhausgase ab. Bezogen auf die gleiche Masse (1 kg) sind FCKW die stärksten anthropogenen Treibhausgase. Aufgrund der durch den Einsatz fossiler Brennstoffe ungeheuer großen CO2-Emission kommt die überragende Bedeutung diesem Stoff zu, der aufgrund seiner Emissionsmenge mit 61 Prozent den überwiegenden Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt aufweist.

Aufgrund der vielfältigen Zusammenhänge lassen sich Vorhersagen über Art und Umgang von Klimaveränderungen nur mit Hilfe von komplizierten Modellen treffen. Die Ergebnisse aller Modellrechnungen stimmen darin überein, dass zunehmende Treibhausgaskonzentrationen eine Erhöhung der mittleren Temperatur zur Folge haben werden. Die vorhergesagte Temperaturzunahme aufgrund einer Verdoppelung der CO2-Konzentration schwankt zwischen 1,5 und 4,5 °C. Eine Abschätzung der Klimaentwicklung unter der Annahme, dass die gegenwärtige Wachstumsrate der CO2-Emission konstant bleibt, führt zu einer Temperaturzunahme von ca. 0,3 °C pro Jahrzehnt.

Der Temperaturanstieg aufgrund einer Zunahme der Treibhausgaskonzentrationen verzögert sich - vor allem aufgrund der Wärmekapazität der Ozeane - um ungefähr 30 Jahre; das heißt die Temperaturentwicklung bis mindestens zum Jahr 2020 ist durch die bisherigen Veränderungen der Treibhausgaskonzentrationen bereits vorprogrammiert. Um einen darüber hinausgehenden Temperaturanstieg zu vermeiden, ist den Modellprognosen zufolge eine Reduktion der derzeitigen weltweiten CO2-Emissionen um 60 % notwendig.

3.2 Folgen hinsichtlich der Energie

Am erfolgreichsten verliefen die Bemühungen um eine rationellere Energieanwendung bisher bei der Verbesserung der Wirkungs- und Nutzungsgrade. Das gilt sowohl für die Umwandlung der Primärenergieträger in den Kraftwerken, als auch für die Umwandlung der Endenergie beim Verbraucher. So stiegen die Wirkungsgrade bei der Stromerzeugung durch die Fortschritte in der Kraftwerkstechnik von circa vier Prozent um die Jahrhundertwende auf mittlerweile 40 Prozent. Und die Entwicklung bleibt nicht stehen: Neue Kraftwerkstypen, wie die Gas- und Dampfturbinen-Kombikraftwerke (GUD-Kraftwerke), arbeiten heute mit Wirkungsgraden von über 50 Prozent. Daneben befinden sich Kombikraftwerke mit Druckaufgeladener Wirbelschichtfeuerung und integrierter Kohlevergasung in der Erprobung, die ebenfalls eine effektivere Umwandlung der eingesetzten Primärenergie erlauben.

Im Kraftwerksbetrieb kommt es aber nicht nur auf den Wirkungsgrad, sondern noch mehr auf den Nutzungsgrad einer Anlage an. Dieser besagt, in welchem Umfang der eingesetzte Brennstoff während eines bestimmten Zeitraums tatsächlich genutzt wurde. Einen maßgeblichen Beitrag leistet dabei seit langem die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme ('Kraft-Wärme-Kopplung') in Heizkraftwerken. Ihr Nutzungsgrad liegt bis zu 50 Prozent über dem der getrennten Strom- und Wärmegewinnung, sofern für beide Kopplungsprodukte - elektrische Energie und Wärme - eine sinnvolle Verwendungsmöglichkeit besteht. Angesichts des rückläufigen industriellen Wärmebedarfs dürften künftig vor allem kleinere Anlagen mit höherer Stromkennzahl (Verhältnis Strom- zur Wärmeerzeugung) gefragt sein, wobei Energieeinsparungen bis zu 20 Prozent als realisierbar erscheinen.

Wärmepumpen erlauben natürlich nicht nur die Nutzung anfallender Wärmeverluste, sondern auch die Gewinnung der in der Luft, im Erdreich und im Wasser gespeicherten Sonnenenergie. Sie geben damit ein gutes Beispiel, wie durch den Einsatz erneuerbarer Energien endliche, also fossile und nukleare Energieträger eingespart werden können. Immerhin eignen sich drei viertel aller Ein- und Zweifamilienhäuser für eine nachträgliche Installation von Wärmepumpen, welche bei Neubauten ohnehin keine Probleme bereitet. Demnach ließen sich, bei einem langfristigen Sättigungswert von 20 bis 30 Prozent aller Wohnungen und der heute gebräuchlichen Wärmedämmung, pro Jahr etwa 14 Millionen Liter Heizöl mit Raumheiz-Wärmepumpen-Anlagen einsparen. Dies bedingt allerdings massive preispolitische Unterstützungsmaßnahmen, ohne die es den erneuerbaren Energiequellen an Konkurrenzfähigkeit fehlt.

In diesem Zusammenhang sollten wir aber nicht übersehen, dass der Einsatz regenerativer Energiequellen oftmals nicht zu einer rationelleren Energieanwendung führt. Es handelt sich dabei vielmehr um einen reinen Substitutionsvorgang, um den Austausch von nicht-erneuerbaren mit erneuerbaren Energieträgern, der in der Summe eher eine Steigerung als eine Minderung des Verbrauchs bewirkt. Streng genommen bringt nur die passive Solarenergienutzung eine echte Energieeinsparung, nicht jedoch all die anderen aktiven Systeme zur Nutzung der Sonnen- und Windenergie beziehungsweise der Wasserkraft und Biomasse. Gleichwohl ist der Einbezug regenerativer Energiequellen in die Bedarfsdeckung aus ökologischen Gründen zur Schonung unserer Vorräte an Kohle und Kohlenwasserstoffen sowie zur Minderung der Umwelt- und Immissionsbelastungen dringend geboten.

Genau umgekehrt verhält es sich beim Verkehrssektor, dessen Anteil am Endenergieverbrauch seit 1960 um über 70 Prozent zunahm. Er übertraf damit in den letzten Jahren sogar die Anteile der Privathaushalte sowie der Industrie und stellt inzwischen den mengenmäßig bedeutendsten Endenergiebereich dar. Die Verantwortung hierfür trägt ausschließlich der Straßenverkehr, der 1960 erst 56 Prozent, 30 Jahre später aber bereits 87 Prozent der für den Verkehrssektor erforderlichen Endenergie in Anspruch nahm. Demgegenüber spielt der Schienenverkehr heute mit einem Anteil von drei Prozent hinsichtlich des Energieverbrauchs nur eine untergeordnete Rolle. Der Luftverkehr bringt es immerhin auf einen Anteil von neun Prozent und die Binnenschifffahrt gerade noch auf ein Prozent. Insofern liegt das Energiesparpotential des Verkehrssektors vor allem im Straßenverkehr und dies gilt es mit Nachdruck zu erschließen.

Eine differenziertere Betrachtung empfiehlt sich auch beim energieintensiven Sektor der Haushalte und Kleinverbraucher. In ihrem Bereich entfällt der überwiegende Teil des Endenergiebedarfs gemäß der gesamtdeutschen Verbrauchsbilanz auf die Raumheizung. Im einzelnen benötigen die Haushalte 62 Prozent und die Kleinverbraucher 29 Prozent, zusammen also 91 Prozent, des gesamten Heizwärme-Bedarfs. Wenn wir dem Haushalt und Kleinverbrauch somit sektoral gesehen die größte Bedeutung in Bezug auf Energiesparmaßnahmen beimessen, dann trifft dies in erster Linie auf die Raumheizwärme zu. Die privaten Haushalte bezogen dabei ihre Heizenergie zu 41 Prozent aus Erdöl, zu 39 Prozent aus Erdgas, zu 8 Prozent aus Fernwärme, zu 5 Prozent aus Strom sowie zu 7 Prozent aus Kohle und erreichten insgesamt einen Nutzungsgrad von 72 Prozent der eingesetzten Heizungs-Endenergie.

Wegen des überragenden CO2-Anteils am zusätzlichen Treibhauseffekt müssen Minderungsmaßnahmen vor allem hier ansetzen! Der Ausstieg Deutschlands aus Produktion und Verwendung von FCKW (zunächst mit dem Ziel der Beseitigung der Ozonloch-Ursachen;) bewirkt ebenfalls eine Eindämmung des zusätzlichen Treibhauseffektes. Ein vollständiger Ausstieg wäre in seiner Wirkung vergleichbar mit einem Totalverzicht auf den Einsatz fossiler Brennstoffe und der daraus resultierenden CO2-Emission.

Wird davon ausgegangen, dass Ökosysteme Klimaänderungen in der Größenordnung der natürlichen Klimaschwankungen ohne nachteilige Folgen ertragen können, so ist eine weltweite Reduktion der derzeitigen CO2-Emissionen um mindestens 25 Prozent erforderlich. Die Bemühungen der Bundesrepublik Deutschland gehen in diese Richtung. Vom Land Nordrhein-Westfalen wurden konkrete Energiesparmöglichkeiten aufgezeigt und im Klimabericht der Landesregierung veröffentlicht.

Ein weltweiter Konsens über ein Reduktionsziel ist bisher nicht in Sicht. Insbesondere in den Schwellenländern nehmen Energieverbrauch und somit auch die CO2-Emissionen weiter zu. Würde der um 25 Prozent reduzierte weltweite Energieverbrauch gleichmäßig auf die Weltbevölkerung verteilt, so müsste der Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland um 75 % gesenkt werden. Die Hauptlast der CO2-Emissionsminderung muss deshalb von den Industrieländern getragen werden. Hinzu kommt deren

Verantwortung für eine Vorbildfunktion sowie für die Entwicklung und Bereitstellung technologischer und anderer Energiesparmaßnahmen.

3.3. Folgen hinsichtlich der Natur

Die Pflanzen haben sich im Verlauf von Jahrtausenden an die bestehenden Niederschlagsmengen und Temperaturverhältnisse angepasst, und geringere Schwankungen machen ihnen nichts aus. Wenn sich die Niederschlagsverhältnisse jedoch dramatisch verändern, sind bestimmte Arten, die auf weniger Niederschlag angewiesen sind, ebenso bedroht wie solche, die größere Niederschlagsmengen bräuchten, die dann aber aufgrund einer Verschiebung der gemäßigten Regenwaldzonen plötzlich fehlen. Die Sahara hat sich gebildet, weil es nach der Eiszeit plötzlich wärmer wurde. Nun wird es noch wärmer, und die Wüste schreitet voran, der Raum für Kulturboden wird knapper. Dort, wo die mageren Böden liegen, regnet es plötzlich viel, und die ohnehin dünne Erdkruste wird weggeschwemmt. Auswaschungen, Murenabgänge und Überflutungen vernichten zunehmend Ernten, Fluren und Straßen, nicht zu sprechen von den finanziellen Schäden, die damit verbunden sind. Orkanartige Winde knicken Stangenwälder wie Strohhalme, von den Gefahren für die Schifffahrt ganz zu schweigen. Eine globale Erwärmung bringt Gletscher und Polkappen zum Schmelzen, die Wasserreservoire versiegen, der Meeresspiegel steigt. Das Meeresplankton ist an exakt konstante Temperaturverhältnisse gewöhnt, Fischgründe könnten versiegen, die Korallenbildung wird ausgesetzt. Die Tierwelt ist eng an die Pflanzenwelt gekoppelt, und mit dem Niedergang der letzteren könnte auch der Niedergang der ersteren eingeleitet werden. Ökosysteme sind empfindlich und fein aufeinander abgestimmt, und die Natur verkraftet keine abrupten Übergänge. Dass mit der Natur am Ende immer der Mensch betroffen ist, liegt auf der Hand.

Für die Erhaltung des Weltklimas ist das Kohlendioxid von großer Bedeutung: Sonnenstrahlen, welche auf den Erdboden auftreffen, wandeln sich in Wärmestrahlung um. Ein großer Teil dieser Wärmestrahlung strahlt jedoch wieder in das Weltall zurück und geht der Erdatmosphäre verloren. Das Kohlendioxid der Luft hält sich in Bodennähe auf, es besitzt die Eigenschaft eines Treibhausgases: Es bildet eine 'Schutzglocke' und verhindert, dass die Wärmestrahlung in das Weltall zurückstrahlt. Dieser Treibhauseffekt innerhalb des natürlichen Rahmens ist für die Warmblüter der Erde lebensnotwendig, ohne Kohlendioxid wäre die Atmosphäre bedeutend kälter. 
Problematisch wird der Treibhauseffekt erst dann, wenn durch unvorhergesehene Eingriffe des Menschen der Kreislauf der Natur gestört wird. Durch eine schonungslose Verfeuerung der fossilen Brennstoffe, wie zum Beispiel von Benzin, Öl oder Kohle, entstehen riesige Mengen an zusätzlichem Kohlendioxid. Fossile Brennstoffe haben sich im Laufe von Millionen Jahren aus ehemaligen Pflanzenresten gebildet. Sie sind organischen Ursprungs.

Zusammenfassen ist also zu sagen, dass die Hauptkonsequenz des Treibhauseffektes eine globale Temperaturerhöhung ist. Daraus entwickeln sich weitere Probleme wie die die Verschiebung der einzelnen Klimazonen und eventuelle Überflutungen der Gebiete, die halt nah an der Küste situiert sind.

Damit es nicht zu solchen Negativereignisse kommt müssen Maßnahmen erfolgen.

4. Maßnahmen

 Alle Lösungen, die bisher angeboten wurde, gelten nicht als ökonomisch sinnvoll. Was aber sofort und unabdingbar notwendig wäre, ist ein sofortiger Stopp der Verbrennung fossiler Brennstoffe, ein Verzicht auf Heizöl und Verbrennungsmotoren weltweit. Dies dürfte die Erträge der Erdölgesellschaften schmälern, und mit deren Widerstand ist zu rechnen. Die eigentliche Ursache des Treibhauseffektes und seiner Nebeneffekte dürfte auch jedermann klar sein. Wenn die Erdbevölkerung eine Gesamtzahl nicht überstiegen hätte, wie sie noch vor dem Beginn des rasanten Bevölkerungswachstums vorgelegen hat, wäre der Verbrauch an fossilen Brennstoffen natürlich weitaus geringer gewesen, und wer weiß, ob der Gleichgewichtszustand dann überhaupt gestört worden wäre. Der Energie-Pro-Kopf-Verbrauch ist vielleicht das geringere Problem, doch mit der Kopfzahl multipliziert bilanziert ein Energie-Gesamtverbrauch, der augenscheinlich zu hoch ist. In einer Gleichung, wo Energieverbrauch gleich Pro-Kopf-Verbrauch mal Kopfzahl ist, kann zur Einsparung entweder der Pro-Kopf-Verbrauch gesenkt werden oder aber die Kopfzahl. Da ein konstanter Pro-Kopf-Verbrauch unserem Wohlstand gleichgesetzt wird, muss, wenn es dafür nicht ohnehin zu spät ist, die Kopfzahl gesenkt werden, d.h. ein Geburtenrückgang muss unausweichlich folgen. Dies wiederum gilt als sozial nicht verträglich, weil der Welt dann die Versorger entzogen würden. Der Mensch muss jedoch wissen, was er will. Will er selbst um jeden Preis überleben, oder sollte dies nicht besser seinen Nachkommen, als den Trägern des Lebens, vorbehalten sein? Die Menschheit wird sich wohl oder übel zu dem Entschluss durchringen müssen, die unkontrollierte Fortpflanzung als einen Verstoß gegen das Überleben aller anzusehen, besonders dort, wo Populationen ohnehin über ein vernünftiges Maß bereits weit hinausgeschossen sind, denn sonst wird der uns allen bevorstehende Wärmetod schon deutlich früher als vorgesehen eintreten. Es gibt Thesen, wonach bestritten wird, dass es einen Treibhauseffekt überhaupt gibt, mit der Begründung, dass die Absorptionsbanden des CO₂ bereits gesättigt seien und damit weiteres ausgestoßenes Kohlendioxid zu keiner weiteren Erwärmung der Erdatmosphäre führen könne. Dass dem nicht so ist, lässt sich mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes, den wir dazu hinschreiben müssen, leicht beweisen. An jeder sphärischen Grenzschicht der Atmosphäre, deren Mittelpunkt mit dem Erdmittelpunkt zusammenfällt, bleibt die Summe aus absorbierter und durchgelassener Energie konstant. Der Einfluss der Reflexion kann für die folgende Betrachtung vernachlässigt werden. Normiert auf die von der Erdoberfläche abgestrahlte Intensität J₀ lässt sich der Energieerhaltungssatz auf folgende einfache Form bringen: A + T = 1, wobei A die Absorption und T die Transmission des Mediums bedeuten. Die Transmission wiederum ist definiert als das Verhältnis von durchgelassener zu einfallender Intensität, T = J/J₀, wobei die durchgelassene Intensität J eine Funktion der von der elektromagnetischen Strahlung durchlaufenen Wegstrecke d ist, J = J₀·exp, und einem Exponentialgesetz gehorcht. a gibt den Absorptionskoeffizienten des Mediums an und ist das Produkt aus Extinktion E und Konzentration c des Absorbers. Mithin gilt: a = E·c. Die Extinktion ist eine mediumspezifische Konstante, die für Kohlendioxid einen bestimmten Wert besitzt. Nachdem nun der Absorptionskoeffizient proportional zur Konzentration des Kohlendioxids in der Erdatmosphäre ist, könnte er theoretisch einen Wert erreichen, der einer hundertprozentigen CO₂-Konzentration entspricht, wie er etwa in einer Atmosphäre vorliegen würde, die ausschließlich aus Kohlendioxid besteht. Noch ist CO₂ in der Atmosphäre nur als Spurengas vorhanden, aber jede Verdoppelung der Konzentration wirkt sich aufgrund des Absorptionsgesetzes quadratisch in der ursprünglichen Transmission aus, und desto schneller geht die Absorption A = 1 - T gegen 1, d.h in die Sättigung. Nun zu behaupten, die Absorption wäre bereits in Sättigung, d.h. A = 1, wäre eine völlige Verkennung der logarithmischen Natur des Absorptionsverhaltens, ln(J/J₀) = E·c·d. Eine Exponentialfunktion kann niemals Null werden, außer wie hier für d gleich Unendlich; aber der Weg durch die Erdatmosphäre ist nicht unendlich. Deshalb ist eine Sättigung von Absorptionsbanden schlichtweg nicht zu erreichen, selbst wenn eine hundertprozentige Konzentration des Absorbers vorläge, also a = a_max. Die maximal mögliche Absorption beträgt also A_max = 1 - exp < 1, und ein Ende des Treibhauseffektes ist nicht in Sicht. Übrigens finden einige Leute auch den Namen Treibhauseffekt nicht passend, weil angeblich die Glasscheibe fehlt, die zu jedem Treibhaus gehört. So wie aber Glas absorbiert und Wärmestrahlung am Austritt hindert, so verhindert hier eine Gasschicht aus CO₂-Molekülen ein Entkommen der Infrarotphotonen ins All. Also ist der Begriff durchaus anschaulich und zutreffend gewählt. Wem nun noch einfällt zu behaupten, andere Spurengase seien viel aggressiver als Kohlendioxid, der mag zwar formal recht haben, braucht sich jedoch nur die Relation vor Augen führen, in welchem Ausmaß Methan produziert wird und in welchem CO₂, und er wird erkennen, dass die anderen Gase kaum eine Rolle spielen. Außerdem haben Wissenschaftler herausgefunden das Meeresalgen, das Klima mit beeinflussen können. Angeblich helfen sie dabei die Luft zu kühlen. Würde man das Algenwachstum fördern, so glauben Forscher zu wissen, könnte man dadurch die globale Erwärmung, den Treibhauseffekt ausgleichen, das heißt die Temperaturen konstant halten. Allerdings wird diese Art der Bekämpfung des Treibhauseffekts zunehmend schwieriger durchzuführen sein, weil die Algen aufgrund der Verschmutzung der Ozeane sowieso schon stark eingeschränkt sind.

5. Protokoll von Kyoto über Klimaänderungen

In diesem Protokoll geht es darum gegen die Klimaänderungen durch eine internationale Aktion zur Verringerung der Emissionen bestimmter Treibhausgase, die zur weltweiten Erwärmung beitragen anzukämpfen. Das Ziel ist es durch die Europäische Gemeinschaft eine Vereinbarung zu finden um dieses Problem so gut es geht zu lösen.

Dazu hat man 23. 23. März 1998 durch den Rat einen Beschluss erfasst für die Unterzeichnung eines Protokolls zum Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen durch die Europäische Gemeinschaft.

5.1. Zusammenfassung

Am 4. Februar 1991 ermächtigte der Rat die Kommission, im Namen der Gemeinschaft an den Verhandlungen zu einem Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen teilzunehmen. Dieses Übereinkommen wurde am 9. Mai 1992 in New York angenommen. Das Rahmenübereinkommen wurde von der Gemeinschaft nach einem Beschluss vom 15. Dezember 1993 ratifiziert (angenommen). Es ist am 21. März 1994 in Kraft getreten.        Das Übereinkommen von New York gilt als Erfolg, da es dazu beigetragen hat, weltweit das öffentliche Bewusstsein für die mit den Klimaänderungen verbundenen Probleme zu schärfen. Doch wurde das Ziel einer Stabilisierung der Treibhausgasemissionen und insbesondere der CO2-Emissionen nicht erreicht. Daher haben die Vertragsparteien des Übereinkommens auf ihrer ersten Konferenz im März 1995 in Berlin beschlossen, ein Protokoll über Maßnahmen zur Verringerung der Emissionen nach dem Jahr 2000 in den Industrieländern auszuhandeln. Nach den Arbeiten der Ad-hoc-Gruppe 'Berliner Mandat' wurde das Protokoll am 10. Dezember 1997 in Kyoto verabschiedet. Das Protokoll ist nicht so ehrgeizig wie die Verhandlungsziele der Europäischen Union, die vorgeschlagen hatte, die Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Stickoxiden bis zum Jahr 2010 um 15 Prozent zu senken (mit einem Zwischenziel von 7,5 Prozent für das Jahr 2005). Dennoch bedeutet es einen wichtigen Schritt im Kampf gegen die globale Erwärmung, da es verbindliche und mengenmäßige Ziele für die Begrenzung der Treibhausgasemissionen enthält.

Das Protokoll von Kyoto betrifft folgende sechs Treibhausgase:

Kohlendioxid (CO)

Methan (CH4)

Distickstoffoxid (N2O)

teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (H-FCKW)

perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW / PFC)

Schwefelhexafluorid (SF6)

Die Vertragsparteien verpflichten sich, ihre Treibhausgasemissionen im Zeitraum 2008 - 2012 um mindestens 5 Prozent unter das Niveau von 1990 zu senken.                             Die Mitgliedstaaten der Europäischen Gemeinschaft müssen ihre gesamten Treibhausgasemissionen im Zeitraum 2008 - 2012 um 8 Prozent gegenüber 1990 verringern. Für den Zeitraum vor 2008 verpflichten sich die Vertragsparteien, bis spätestens 2005 nachweisbare Fortschritte bei der Erfüllung ihrer Verpflichtungen zu erzielen. In dem Protokoll werden mehrere Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele vorgeschlagen:

• Verschärfung oder Aufstellung einer nationalen Strategie zur Verringerung der Emissionen (Verbesserung der Energieeffizienz, Förderung einer umweltverträglichen Landwirtschaft, verstärkte Nutzung erneuerbarer Energieträger )
• Zusammenarbeit mit den anderen Vertragsparteien (Erfahrungs- und Informationsaustausch, Koordinierung der nationalen Strategien zur Verbesserung ihrer Wirksamkeit, Zusammenarbeit in Bezug auf Emissionsrechte, gemeinsame Umsetzung, nachhaltige Entwicklung)

Die Vertragsparteien führen spätestens ein Jahr vor Beginn des ersten Verpflichtungszeitraums ein nationales System zur Abschätzung der anthropogenen Emissionen aller nicht durch das Montrealer Protokoll geregelten Treibhausgase aus Quellen und des Abbaus solcher Gase durch Senken ein.                Eine Prüfung der Verpflichtungen ist spätestens 2005, für den zweiten Verpflichtungszeitraum, vorgesehen. Das Protokoll wurde im Namen der Europäischen Gemeinschaft am 29. April 1998 unterzeichnet.

5.2. weitere Arbeiten

Am 23. Oktober 2001 hat die Kommission einen Vorschlag für eine Entscheidung des Rates über die Genehmigung des Protokolls von Kyoto zum Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen im Namen der Europäischen Gemeinschaft sowie die gemeinsame Erfüllung der daraus erwachsenden Verpflichtungen vorgelegt.
Durch diesen Vorschlag soll das Protokoll von Kyoto im Namen der Europäischen Gemeinschaft (EG) genehmigt werden, damit es bis zum im September 2002 stattfindenden Weltgipfel von Johannesburg über die nachhaltige Entwicklung in Kraft treten kann. Da die Umsetzung des Protokolls teilweise unter die Zuständigkeit der EU und teilweise unter die Zuständigkeit der Mitgliedstaaten fällt, wurde beschlossen, dass die Mitgliedstaaten ihre Ratifikationsurkunden gleichzeitig mit der EU, spätestens jedoch am 14. Juni hinterlegen, so dass ein Inkrafttreten am 11. September möglich ist. Die Mitgliedstaaten werden gemäß ihren Verpflichtungen aus dem Protokoll dafür sorgen, dass die festgelegten Emissionsmengen nicht überschritten werden.

5.3 Klimapolitik

Zwei Schritte nach vorne - ein Schritt zurück. So sieht derzeit die weltweite Klimapolitik aus. Doch die vereinbarten Reduzierungen können auch ohne Schönrechnerei oder Taschenspielertricks erreicht werden. Wie das geht, machen Deutschland und Großbritannien vor. Die beiden Länder sind zwei der wenigen Industriestaaten, die aus eigener Kraft die Vorgaben des Kyoto-Protokolls erfüllen können. In Deutschland ist es in den vergangenen zehn Jahren bereits gelungen, den Ausstoß von Treibhausgasen um 18 Prozent zu reduzieren. 21 Prozent im Vergleich zum Jahr 1990 sollen zwischen 2008 und 2012 insgesamt erreicht werden. Das Vereinigte Königreich strebt eine Reduktion von 12,5 Prozent an. Für den Ausstoß von Kohlendioxid allein haben sich beide Länder noch ehrgeizigere nationale Ziele gesetzt: Deutschland will bis zum Jahr 2005 die CO₂-Emissionen um 25 Prozent und Großbritannien bis zum Jahr 2010 um 20 Prozent senken. Zeigt die Klimapolitik Wirkung? Oder macht sich in Deutschland lediglich die Umstrukturierung in den neuen Bundesländern nach dem Mauerfall bemerkbar, wie vor allem die neue Regierung der USA vermutet? »Die erzielte Reduzierung der Treibhausgase geht nur etwa zur Hälfte auf den glücklichen Umstand der deutschen Einheit zurück«, berichtet Dr. Harald Bradke, Leiter der Abteilung Energietechnik und Energiepolitik am Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung. Ohne den Wiedervereinigungseffekt - auch »wallfall profits« genannt - hat Deutschland seine Emissionen von Treibhausgasen um neun Prozent gesenkt. Das hat eine gemeinsame Studie des Science and Technology Policy Research SPRU und des Deutschen Instituts für Wirtschaftsförderung DIW unter Federführung des Fraunhofer ISI ergeben. Gezielte politische Maßnahmen wie strenge Wärmeschutzverordnungen, die Förderung erneuerbarer Energien, die Ökosteuer sowie freiwillige Selbstverpflichtungen zur Klimavorsorge haben entscheidend dazu beigetragen, die Treibhausgase zu reduzieren.

6. Schlusswort

Zusammenfassend ist zu sagen, das der anthropogener Treibhauseffekt das Klima sowohl als auch das Ökosystem belastet und der Mensch daran die Hauptlast trägt. Dennoch ist der natürliche Triebhauseffekt für den Menschen überlebenswichtig.

Der Treibhauseffekt zieht verheerende Folgen für die Pflanzen- und Tierwelt mit sich. Wir haben festgestellt dass die Welt ohne den Treibhauseffekt nicht existieren würde, dennoch wir die Welt schützen sollten vor der globalen Erwärmung. Man sollte Rücksicht nehmen in den Haushalten und den Müll recyceln, das kann der Natur schon helfen und wenn jeder so etwas tut, dann könnte die Welt noch ein paar Jahre länger leben!