Treibhausgas

Entwicklung des Anteils von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre seit 1978 bzw. 1979

Verteilung des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre. Die Wasserdampfmenge der gesamten Luftsäule über der Erdoberfläche wird als Dicke einer daraus kondensierbaren Wasserschicht in cm angegeben.

Anteil verschiedener Treibhausgas-Emissionen nach menschlichen Verursachern im Jahr 2000. Große Grafik: alle Treibhausgase

Treibhausgase sind strahlungsbeeinflussende gasförmige Stoffe in der Luft, die zum Treibhauseffekt beitragen und sowohl einen natürlichen als auch einen anthropogenen Ursprung haben können. Sie absorbieren einen Teil der vom Boden abgegebenen Infrarotstrahlung, die sonst in das Weltall entweichen würde. Entsprechend ihrer Temperatur emittieren sie Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung), deren auf die Erde gerichteter Anteil als atmosphärische Gegenstrahlung die Erdoberfläche zusätzlich zum Sonnenlicht erwärmt. Die natürlichen Treibhausgase heben die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche um etwa 33 °C auf +15 °C an. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt hätte die untere Atmosphäre im globalen Mittel nur −18 °C, was Leben auf der Erde kaum möglich machen würde.

Die Störung des natürlichen Gleichgewichts der Atmosphäre durch Eingriffe in den Naturhaushalt und durch anthropogene Emission von Treibhausgasen verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zur globalen Erwärmung, die ihrerseits mit zahlreichen Folgen verbunden ist.

Die Zunahme, das heißt, der in der Atmosphäre ansteigende Gehalt bestimmter Treibhausgase wird großteils auf menschliche Aktivitäten zurückgeführt.

Im November 2008 gab das UN-Klimasekretariat bekannt, dass die Treibhausgasemissionen in erfassten 40 Industriestaaten zwischen den Jahren 2000 und 2006 um 2,3 % gestiegen sind, und mahnte einen dringenden Handlungsbedarf der Politik an.^[1]

Treibhausgase des Kyoto-Protokolls

Anthropogene Treibhausgasemissionen 2004 der 20 größten Emittenten weltweit Staat CO2-Äquivalente in Mio. t Anteil an den weltweiten Emissionen Emissionen in t pro Einwohner USA 000000000007068.00000000007.068 000000000000023.800000000023,8 % 000000000000023.550000000023,55 Europäische Union 000000000004228.00000000004.228 000000000000014.300000000014,3 % 000000000000008.00000000008 China 000000000004057.00000000004.057 000000000000013.700000000013,7 % 000000000000003.10000000003,1 Russische Föderation 000000000002024.00000000002.024 000000000000006.80000000006,8 % 000000000000014.200000000014,2 Japan 000000000001355.00000000001.355 000000000000004.60000000004,6 % 000000000000010.700000000010,7 Indien 000000000001214.00000000001.214 000000000000004.10000000004,1 % 000000000000001.10000000001,1 Deutschland 000000000001015.00000000001.015 000000000000003.40000000003,4 % 000000000000012.300000000012,3 Kanada 000000000000758.0000000000758 000000000000002.60000000002,6 % 000000000000024.100000000024,1 Vereinigtes Königreich 000000000000665.0000000000665 000000000000002.20000000002,2 % 000000000000011.200000000011,2 Brasilien 000000000000658.0000000000658 000000000000002.20000000002,2 % 000000000000003.80000000003,8 Italien 000000000000582.0000000000582 000000000000002.00000000002,0 % 000000000000010.100000000010,1 Frankreich 000000000000562.0000000000562 000000000000001.90000000001,9 % 000000000000009.40000000009,4 Australien 000000000000529.0000000000529 000000000000001.80000000001,8 % 000000000000026.900000000026,9 Spanien 000000000000427.0000000000427 000000000000001.40000000001,4 % 000000000000010.400000000010,4 Ukraine 000000000000413.0000000000413 000000000000001.40000000001,4 % 000000000000008.50000000008,5 Polen 000000000000388.0000000000388 000000000000001.30000000001,3 % 000000000000010.000000000010,0 Iran 000000000000385.0000000000385 000000000000001.30000000001,3 % 000000000000005.90000000005,9 Mexiko 000000000000383.0000000000383 000000000000001.30000000001,3 % 000000000000003.80000000003,8 Südafrika 000000000000380.0000000000380 000000000000001.30000000001,3 % 000000000000008.40000000008,4 Indonesien 000000000000323.0000000000323 000000000000001.10000000001,1 % 000000000000001.50000000001,5 Türkei 000000000000293.0000000000293 000000000000001.00000000001,0 % 000000000000004.20000000004,2 Total 23.479 79,2 % —

Alle Angaben ohne Veränderungen der Landnutzung. Angaben für China, Indien, Brasilien, Iran, Mexiko, Südafrika und Indonesien nur CO2, CH4 und N2O. Angaben für Annex I-Länder des Kyoto-Protokolls von 2004; für Nicht-Annex I-Länder abweichend.

Stand: 2004; Quelle: UNFCCC, PDF-1 und PDF-2

Emissionen pro Einwohner

Die mit Abstand meisten Treibhausgase pro Einwohner werden in den Industrienationen ausgestoßen. Beim Vergleich muss berücksichtigt werden, dass in Ländern mit kälterem Klima durch das Heizen mehr Treibhausgase entstehen als in Ländern mit einem wärmeren Klima. Um den Klimawandel zumindest zu verlangsamen, muss also besonders in der 1. Welt viel mehr für die Reduzierung des Ausstoßes der Treibhausgase getan werden.

Im Kyoto-Protokoll wurde ein völkerrechtlich verbindliches Abkommen zur Reduzierung des anthropogenen Ausstoßes von wichtigen Treibhausgasen (direkte Treibhausgase) beschlossen. Andere Treibhausgase, die sog. indirekten Treibhausgase, wie z. B. Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NO_x) oder flüchtige Kohlenwasserstoffe ohne Methan, sogenannte NMVOC, sind im Montreal-Protokoll geregelt, weil sie zur Zerstörung der Ozonschicht beitragen.

Die USA verweigern bisher eine Unterzeichnung des Kyoto-Protokolls. In Kalifornien wurde am 30. August 2006 beschlossen, den CO₂-Ausstoß bis 2020 um 25 % zu reduzieren.^[2]

Im Kyoto-Protokoll sind neben den oben genannten Treibhausgasen auch fluorierte Treibhausgase (F-Gase) aufgenommen worden, da diese aufgrund ihrer hohen Verweildauer in der Atmosphäre ein hohes Treibhauspotenzial besitzen.

Die im Kyoto-Protokoll reglementierten Gase sind: Kohlenstoffdioxid (CO₂, dient als Referenzwert), Methan (CH₄), Distickstoffmonoxid (Lachgas, N₂O), Fluorkohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid (SF₆).

Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid (CO₂) ist mit einem Anteil von etwa 0,039 Prozent (ca. 390 ppm, Stand 2011) in der Atmosphäre enthalten und hat einen Anteil von ca. 20 % am natürlichen Treibhauseffekt. Es entsteht u.a. bei der Verbrennung fossiler Energieträger (durch Verkehr, Heizen, Stromerzeugung, Industrie) und wird im Schnitt erst nach 120 Jahren in der Atmosphäre abgebaut.

Kohlenstoffdioxid macht etwa 60 % des vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekts aus. Der weltweite anthropogene CO₂-Ausstoß betrug im Jahr 2006 ca. 32 Gt. Die geogene, also natürliche CO₂-Produktion beträgt ca. 550 Gt pro Jahr.^[3] Dieser steht jedoch ein etwa gleich hoher natürlicher Verbrauch, insbesondere durch Photosynthese, aber auch durch Bindung in kalkbildenden Organismen gegenüber.

Der menschliche Ausstoß wird jedoch durch Zunahme dieser Bindungsmechanismen nur zu einem Teil ausgeglichen. Der Grad der Bindung zusätzlichen Kohlenstoffdioxides ist ein Unsicherheitsfaktor der Klimamodelle zum anthropogenen Treibhauseffekt. Hinweise darauf, dass der Ausgleich nicht ausreichend stattfindet, lieferten auch Vulkanausbrüche in der Vergangenheit und die mit deren Kohlenstoffdioxid-Ausstoß korrelierenden Klimaschwankungen.

Methan

anthropogene Methan-Emissionen weltweit in Mrd. t CO₂-Äquivalent, Gesamtsumme 5,9 Mrd. t^[4]

Methan (CH₄) kommt nur in Spuren in der Atmosphäre vor (< 2 ppm). Anthropogenes Methan entsteht circa zur einen Hälfte in der Land- und Forstwirtschaft und anderweitiger Nutzung von Land und Biomaterial, in der Tierproduktion, in Klärwerken und Mülldeponien. Zur anderen Hälfte wird es durch die Industrie durch Leckagen bei Förderung, Transport und Verarbeitung vor allem von Erdgas und bei der nie ganz vollständigen Verbrennung beim Abfackeln von nicht marktfähigen oder technisch nicht verwertbaren Gasen frei. Methan wird auch bei vielen Stauseen freigesetzt. Der See wird geflutet ohne organisches Material abzubauen und es wird im Verlauf organisches Material über Zuläufe zugeschwemmt. Das lagernde organische Material wird von Mikroorganismen zersetzt und dabei wird Methan produziert. Ein indirekter Effekt ist dessen Freisetzung beim weiteren Auftauen von Dauerfrostböden. Eine weitere solche Quelle ist in großen Mengen an und in den Kontinentalrändern untermeerisch lagerndes Methanhydrat, ein Feststoff, der bei Erwärmung zu Methan und Wasser zerfällt.

Methan trägt aufgrund seiner hohen Wirkung (25-mal so wirksam wie CO₂^[5]) mit rund 20 % zum anthropogenen Treibhauseffekt bei. Die Verweildauer in der Atmosphäre ist mit 9 bis 15 Jahren deutlich kürzer als bei CO₂. Von der weltweit anthropogen emittierten Methan-Menge (etwa 5,9 Gt CO₂-Äquivalent) stammen etwa 37 % direkt oder indirekt aus der Viehhaltung. Davon wiederum stammt der größte Teil aus Fermentationsprozessen im Magen von Wiederkäuern.^[4]

Der globale mittlere Methan-Gehalt der Atmosphäre hat sich seit vorindustriellen Zeiten (1750) von rund 600 ppb auf 1.751 ppb im Jahr 1999 erhöht.^[4] Im Zeitraum von 1999 bis 2007 hat der Methan-Gehalt der Atmosphäre nicht mehr zugenommen.^[6] Es ist damit weit mehr Methan in der Atmosphäre, als jemals während der letzten 650.000 Jahre. In dieser Zeit schwankte der Methangehalt zwischen 320 und 790 ppb, wie anhand von Eisbohrkernen nachgewiesen werden konnte.^[7]

Distickstoffoxid (Lachgas)

anthropogene Lachgas-Emissionen weltweit in Mrd. t CO₂-Äquivalent, Gesamtsumme 3,4 Mrd. t, Quelle ^[4]

Lachgas (N₂O) ist ein Treibhausgas, dessen Treibhauswirksamkeit 298-mal so groß ist wie die von CO₂^[5]. Menschenverursachte Emissionen stammen hauptsächlich aus der Landwirtschaft (Viehhaltung, Düngemittel und Anbau von Leguminosen, Biomasse), weniger aus der Medizintechnik sowie aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken und dem Verkehr. Die wichtigste Quelle für N₂O sind mikrobielle Abbauprozesse von Stickstoffverbindungen in den Böden. Diese erfolgen sowohl unter natürlichen Bedingungen als auch durch Stickstoffeintrag aus Landwirtschaft, Industrie und Verkehr. Die Lachgasentstehung ist bislang noch unzureichend erforscht. Bekannt ist jedoch, dass insbesondere bei schweren, überdüngten und feuchten Böden besonders viel N₂O in die Luft entweicht. Auch der Niederschlag von Ammonium-Stickstoff aus der Luft, der von Gülleverdunstungen herrührt, kann zur Bildung von Lachgas beitragen.

Mit einer mittleren atmosphärischen Verweilzeit von 114 Jahren^[5] und einem relativ hohen Treibhauspotenzial ist es ein klimarelevantes Gas. Der Abbau des N₂O erfolgt im Wesentlichen durch Reaktion mit dem Sonnenlicht in der Stratosphäre. Sein Beitrag zum anthropogenen Treibhauseffekt beträgt heute etwa 5–6 %.

N₂O spielt auch eine Rolle bei Vorgängen in der Ozonschicht, die ihrerseits auf den Treibhauseffekt wirken: Die z. B. durch Halogen-Radikale katalysierte Spaltung von Ozon führt in der unteren Stratosphäre zu einer Reihe von chemischen Prozessen, in denen Methan, Wasserstoff und flüchtige organische Stoffe oxidiert werden. N₂O ist insbesondere bei Kälte und Dunkelheit in der Lage, mit den Radikalen sogenannte Reservoirspezies zu bilden, wodurch die Radikale vorübergehend für den Ozonabbau unwirksam werden (siehe Ozonloch).

Fluorchlorkohlenwasserstoffe

Während die klassischen Treibhausgase meist als unerwünschte Nebenprodukte entstehen, werden Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) zum überwiegenden Teil gezielt produziert und als Treibgas, Kälte- oder Feuerlöschmittel eingesetzt. Zur Reduzierung dieser Stoffe ist daher neben technischen Maßnahmen vor allem die Entwicklung von Ersatzstoffen gefragt. Sie werden heute in ähnlicher Weise verwendet wie früher die seit 1995 nur noch eingeschränkt verwendbaren Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die nicht nur für die Zerstörung der Ozonschicht verantwortlich sind, sondern auch eine starke Klimawirksamkeit besitzen. Die fluorierten Kohlenwasserstoffe tragen derzeit etwa 10 Prozent zur Erderwärmung bei. Einige dieser Stoffe sind bis zu 14.800-fach stärker klimawirksam als Kohlenstoffdioxid. Bei einem weiteren Anstieg könnten sie den Treibhauseffekt zusätzlich massiv ankurbeln.

Bei den Fluorkohlenwasserstoffen wird zwischen den teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (H-FKW) und den vollständig halogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (FKW) unterschieden. Sind FKWs vollständig fluoriert (also keine Wasserstoffatome mehr enthalten), nennt man diese auch perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe (PFC).

Tetrafluormethan (CF₄) in der Atmosphäre ist teilweise natürlichen Ursprungs. Größere Emissionen stammen aus der Primäraluminiumproduktion. Ethan und Propanderivate (C2, C3) der fluorierten Kohlenwasserstoffe werden als Kältemittel eingesetzt. Einige höhermolekulare fluorierte Kohlenwasserstoffe (C6–C8) werden als Reiniger eingesetzt. Weiterhin werden FKWs in der Kunststoff- und Polymerindustrie großtechnisch als Ausgangsmaterialien zur Erzeugung fluorierter Kunststoffe, Öle, Fette und anderer Chemikalien eingesetzt (die Herstellung erfolgt oft über eine FCKW-Vorstufe), dienen in der Elektronik- und Bildschirmindustrie als Ätzgas u. v. a. m.

In der europäischen F-Gase-Verordnung (veröffentlicht am 14. Juni 2006) und der Umsetzung in nationales Recht durch die Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV) sind Maßnahmen zur Reduzierung von Emissionen aus Kälteanlagen getroffen worden.^[8] Es handelt sich im Gegensatz zu der FCKW-Halon-Verbots-Verordnung nicht um ein Verwendungsverbot, sondern durch höhere Anforderung an die Ausführung und Wartung von Kälteanlagen sollen die durch Lecks freigesetzten Mengen reduziert werden. Im Zeitraum von 2008 bis 2012 sollen sie um 8 % gegenüber dem Stand von 1990 verringert werden. Zusätzlich ist die Anwendung der fluorierten Treibhausgase für bestimmte Tätigkeiten ab bestimmten Stichtagen (4. Juli 2006, 4. Juli 2007, 4. Juli 2008 und 4. Juli 2009) nicht mehr zulässig.

Der Gehalt an Fluorkohlenwasserstoffen in der Erdatmosphäre ist seit 1999 konstant bzw. nimmt sogar teilweise wieder ab.^[6]

Schwefelhexafluorid und Stickstofftrifluorid

Laut den Studien des Intergovernmental Panel on Climate Change ist Schwefelhexafluorid SF₆ das stärkste bekannte Treibhausgas. Die mittlere Verweilzeit von SF₆ in der Atmosphäre beträgt 3200 Jahre. Sein Treibhauspotenzial ist 22.800-mal so hoch wie das von Kohlenstoffdioxid (CO₂)^[5]. Aufgrund der sehr geringen Konzentration von SF₆ in der Erdatmosphäre (ca. 0,005 ppb volumenbezogen, was 0,12 ppmV CO₂-Äquivalent entspricht; CO₂ ca. 390 ppm) ist sein Einfluss auf die globale Erwärmung jedoch gering.

Schwefelhexafluorid, SF₆ wird als Isolationsgas oder Löschgas in Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt sowie als Ätzgas in der Halbleiterindustrie verwendet. Bis etwa zum Jahr 2000 wurde es auch als Füllgas für Autoreifen und als Füllgas in Schallschutz-Isolierglasscheiben eingesetzt; die Verwendung von Schwefelhexafluorid als Reifenfüllgas ist seit dem 4. Juli 2007 verboten. Eine wichtige Bedeutung hat das Gas auch bei der Herstellung von Magnesium. Es verhindert, dass die heiße Metallschmelze mit der Luft in Berührung kommt. Prozessbedingt entweichen bei dieser Anwendung größere Mengen in die Atmosphäre, daher werden alternative Schutzgase untersucht.^[9]

Daneben gibt es noch andere hochwirksame Treibhausgase, wie z. B. Stickstofftrifluorid, dessen Treibhauswirkung 17.200-mal größer als die des CO₂ ist. Sie spielen aber aufgrund ihrer sehr geringen atmosphärischen Konzentration keine Rolle bei der Abschätzung der durch den Menschen verursachten globalen Erwärmung.

Weitere zum Treibhauseffekt beitragende Stoffe

Wasserdampf

Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas.^[10] Sein Beitrag zum natürlichen Treibhauseffekt wird auf etwa 60 % beziffert.^[11] Er entstammt überwiegend dem Wasserkreislauf (Ozean – Verdunstung – Niederschlag – Speicherung im Erdreich) plus einem kleinen Anteil aus dem Vulkanismus. Der Mensch erhöht indirekt den Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre, weil durch die globale Erwärmung die Lufttemperatur und damit die Verdunstungsrate steigt. Dadurch konkurrieren zwei entgegengesetzte Effekte:

• Es könnte eine „positive Rückkopplung“ des Klimasystems überwiegen, welche den Treibhauseffekt weiter verstärkt, weil mehr Infrarotstrahlung gehindert wird, in das Weltall zu entweichen.
• Es könnte aber auch die mittlere Temperatur der Erdoberfläche sinken, weil durch vermehrte Wolkenbildung mehr Sonnenlicht gehindert wird, bis zum Erdboden vorzudringen und diesen zu erwärmen.

Teilweise kompensieren sich beide Effekte. Dafür spricht, dass die mittlere Temperatur z. B. durch Verdunkelung nach Vulkanausbrüchen seit sehr vielen Jahrtausenden geringfügig um wenige Grad geschwankt hat, wie sich aus der Untersuchung von Eisbohrkernen ergeben hat.

Ozon

Ozon ist ebenfalls ein klimarelevantes Gas, das vom Menschen jedoch nicht direkt, sondern nur indirekt beeinflusst wird.

Die Ozonschicht befindet sich in der Stratosphäre oberhalb der Tropopause, also in einer Schicht, in der kein Wasser mehr vorkommt. Die Stratosphäre weist durch das Ozon, das die UV-Strahlung aus dem Sonnenlicht absorbiert, einen inversen Temperaturverlauf auf, d.h. die Luft erwärmt sich hier mit zunehmender Höhe. Das unterscheidet sie von den sie einschließenden Luftschichten. Am stärksten ist die Aufheizung im Bereich der Ozonschicht, dort steigt die Temperatur von ca. −60 °C bis auf knapp unter 0 °C an. Wird diese Ozonschicht beschädigt, gelangt mehr energiereiche Ultraviolettstrahlung zur Erdoberfläche.

Die höchste Dichte von Ozon befindet sich in gut 20-30 km Höhe, der höchste Volumenanteil in ca. 40 km Höhe. Würde man alles Ozon, das sich in der Atmosphäre befindet, extrahieren und auf Normaldruck komprimieren, ergäbe das eine 3 mm hohe Schicht auf der Erdoberfläche. Zum Vergleich: Die Luftsäule mit den anderen Gasen (vor allem Stickstoff und Sauerstoff) wäre 8 km hoch.

Die stratosphärische Ozonschicht ist nicht zu verwechseln mit dem bodennahen Ozon. Dieses bildet sich aus verschiedenen Vorläufersubstanzen (Stickoxide, Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid) unter Sonneneinstrahlung (Sommersmog). Es ist in höheren Konzentrationen gesundheitsschädlich.

Aerosole und Rußpartikel

Die Aerosole, z. B. Partikel aus Dieselruß gehören nicht zu den Treibhausgasen. Man könnte sie noch als Treibhauspartikel bezeichnen, allerdings bewirken Aerosole wohl eher eine Absenkung der Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche. Auf hellen Flächen wie Schnee jedoch führen Rußpartikel zu einer Absenkung der Albedo und damit zu einer Erwärmung.

Hinsichtlich der Treibhauswirkung von Rußpartikel vertritt Mark Z. Jacobson, Professor der Stanford Universität, seit 2002 die These, dass die Wirkung von Ruß aus fossilen Energieträgern und anderen Aerosolen neben CO₂ und CH₄ ebenfalls einen Beitrag zum Klimawandel liefert. Ob diese Effekte eher eine Abkühlung oder eine Erderwärmung fördern, ist aufgrund der komplexen Wirkungszusammenhänge noch nicht genau geklärt.

Wirkung von Treibhausgasen

→ Hauptartikel: Treibhauseffekt

Die kurzwellige Sonnenstrahlung wird an der Erdoberfläche zu einem großen Teil absorbiert, in Wärme abgewandelt und in Form von Wärmestrahlung wieder abgegeben. Treibhausgase können aufgrund ihrer chemischen Natur in unterschiedlichem Ausmaß die Wärmestrahlung absorbieren und so die Wärme in die Atmosphäre abgeben. Das Treibhauspotenzial eines Gases hängt ganz wesentlich davon ab, inwieweit sein Dipolmoment durch Molekülschwingungen geändert werden kann. Die zweiatomigen Gase Sauerstoff und Stickstoff verändern ihr Dipolmoment durch Molekülschwingungen nicht, sind also transparent für Infrarotstrahlung. Große Moleküle, wie u.a. FCKWs besitzen dagegen sehr viele Schwingungsebenen und damit ein Vielfaches des Treibhauspotentials von beispielsweise CO₂.^[12]

Die Treibhauswirksamkeit eines Gases, also wie stark die Freisetzung eines Gases zum Treibhauseffekt beitragen kann, hängt im Wesentlichen von drei Faktoren ab: Der pro Zeiteinheit freigesetzten Gasmenge (Emissionsrate), den spektroskopischen Eigenschaften des Gases, d.h. wie stark es die Wärmestrahlung in bestimmten Wellenlängenbereichen absorbiert, und seiner Verweilzeit in der Atmosphäre. Die atmosphärische Verweilzeit ist die Zeit, die ein Stoff im Durchschnitt in der Atmosphäre verbleibt, bevor er durch chemische oder andere Prozesse wieder aus ihr entfernt wird. Je länger die Verweilzeit eines Treibhausgases, desto höher ist auch die theoretische Wirkung.

Ein Maß für die Treibhauswirkung eines Gases pro Kilogramm Emissionsmenge ist das stoffabhängige sog. relative Treibhauspotenzial (global warming potential, GWP), in dem die Absorptionseigenschaften und die Verweilzeit berücksichtigt sind. Das relative Treibhauspotenzial ist eine auf Kohlenstoffdioxid normierte Größe, mit der die Wirkung eines Treibhausgases mit der äquivalenten Menge Kohlenstoffdioxid verglichen wird. So hat beispielsweise Methan ein relatives Treibhauspotenzial von 25, d. h. 1 kg Methan hat die gleiche Treibhauswirkung wie 25 kg Kohlenstoffdioxid.

Das relative Treibhauspotenzial wird in der Regel auf einen Zeithorizont von 100 Jahren bezogen, das heißt, es wird die über einen Zeitraum von 100 Jahren nach der Emission gemittelte Erwärmungswirkung betrachtet. Bezieht man es auf einen anderen Zeithorizont, verändert sich, entsprechend der atmosphärischen Verweildauer, auch das relative Treibhauspotenzial. Enthält ein Treibhausgas ein oder mehrere Chlor- bzw. Fluoratome, so erhöht sich dessen relatives Treibhauspotenzial aufgrund der hohen chemischen Stabilität deutlich gegenüber Treibhausgasen ohne Halogenatom(e).^[13]

Satellitengestützte Messungen

Seit Januar 2009 wird die Konzentration der wichtigsten Treibhausgase auch vom Weltraum aus überwacht. Der Satellit Ibuki (Atem) liefert aktuelle Daten zur Verteilung und Konzentration von Kohlenstoffdioxid und Methan auf dem ganzen Globus. Die Klimatologie bekommt dadurch eine bessere Datenbasis für die Berechnung der Erderwärmung. Ibuki umrundet die Erde in 666 Kilometer Höhe 14 Mal täglich in jeweils 100 Minuten und kehrt alle drei Tage an dieselben Stellen zurück. Dadurch kann der Orbiter die Gaskonzentrationen an 56.000 Punkten in einer Höhe von bis zu drei Kilometern über der Erdoberfläche messen.^[14]

Siehe auch

• Deutsche Emissionshandelsstelle
• Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz
• Liste der größten Kohlenstoffdioxidemittenten
• Liste europäischer Kraftwerke nach Emission
• Carbon Disclosure Project
• Luftschadstoff

Literatur

• P. Fabian: Kohlenstoffdioxid und andere Treibhausgase: Luftverschmutzung und ihre Klimawirksamkeit. Praxis der Naturwissenschaften Chemie 45(2), S. 2 ff. (1996), ISSN 0177-9516
• Hans-Joachim Ziesing: Treibhausgas-Emissionen nehmen weltweit zu – Keine Umkehr in Sicht. Wochenbericht – Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung 70(39), S. 577–587 (2003), ISSN 0012-1304 (PDF)
• Eike Roth: Globale Umweltprobleme – Ursachen und Lösungsansätze, Friedmann Verlag, München 2004, ISBN 3-933431-31-X

Weblinks

• Greenhouse Gas Inventory Data des United Nations Framework Convention of Climate Change (UNFCCC)
• Treibhausgase und Aerosole (Hamburger Bildungsserver)
• Treibhausgase: Daten/Statistiken/Infografiken im „Agenda 21 Treffpunkt“
• Current Greenhouse Gas Concentrations – regelmäßig aktualisierte Seite mit Messwerten der Treibhausgaskonzentrationen (englisch)
• Methan und Lachgas – Die vergessenen Klimagase. Studie im Auftrag des WWF (PDF; 1,09 MB)
• Carbon Monitoring for Action (CARMA) – Datenbank mit Informationen zu den Kohlenstoffdioxidemissionen von über 50.000 Kraftwerken und 4.000 Energieunternehmen weltweit.
• PCF-Projekt zur Ermittlung von produzierten Treibhausgasmengen durch Alltagsprodukte im Haushalt

Einzelnachweise

1. ↑ UN Climate Change Secretariat (Bonn, 17. November 2008): Greenhouse gas emissions in industrialized countries continue to rise • urgent need for political action on climate change at Poznan meeting (PDF-Datei, ca. 175 kB)
2. ↑ NZZ Online: „Kalifornien gibt sich grün“ (31. August 2006)
3. ↑ Siehe: Online
4. ↑ ^{a b c d} FAO-Studie „Livestock's long shadow“ 2006
5. ↑ ^{a b c d} Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)], Chapter 2, Table 2.14. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. (PDF)
6. ↑ ^{a b} NOAA Earth System Research Laboratory: THE NOAA ANNUAL GREENHOUSE GAS INDEX (AGGI)
7. ↑ IPCC, 2007: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Online (pdf)
8. ↑ Text der Chemikalien-Klimaschutzverordnung
9. ↑ SF6 Emission Reduction Partnership for the Magnesium Industry
10. ↑ Stefan Rahmstorf: Klimawandel – einige Fakten in: Aus Politik und Zeitgeschichte (APuZ 47/2007)
11. ↑ J.T. Kiehl, K.E. Trenberth (1997):Earth's annual global mean energy budget, in: American Meteorological Society, Vol. 78, S. 197-208, siehe online (PDF)
12. ↑ Chemie im Alltag.de, der Treibhauseffekt aus chemischer Sicht
13. ↑ IPCC: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge University Press, Cambridge (U.K.) 2001
14. ↑ „Das fliegende Öko-Auge“die tageszeitung 23. Januar 2009