Treibhausgas

Treibhausgase (THG) sind Spurengase, die zum Treibhauseffekt eines Planeten beitragen. Sie absorbieren einen Teil der von der Planetenoberfläche abgegebenen langwelligen Wärmestrahlung (Infrarote oder Thermische Strahlung), die sonst unmittelbar ins Weltall abgegeben werden würde. Die dabei aufgenommene Energie emittieren sie entsprechend ihrer lokalen Temperatur. Der dabei zur Planetenoberfläche gerichtete Anteil dieser Strahlung wird atmosphärische Gegenstrahlung genannt. Diese erwärmt die Oberfläche zusätzlich zum kurz- bis langwelligen direkten Sonnenlicht. Auf der Erde vollzieht sich dieser Effekt in der Troposphäre. Die beteiligten Treibhausgase können sowohl natürlichen Ursprungs sein, als auch durch menschliche Aktivitäten (anthropogen) entstanden sein.

Die natürlichen Treibhausgase, insbesondere Wasserdampf, heben die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche um etwa 33 K auf +15 °C an.^[1] Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt hätte die Erdoberfläche im globalen Mittel nur eine Temperatur von −18 °C, was höher organisiertes Leben auf der Erde kaum möglich machen würde.^[2]

Der gegenwärtige, anthropogen verursachte Anstieg der Konzentration verschiedener Treibhausgase, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO₂), verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zur globalen Erwärmung, die ihrerseits mit zahlreichen Folgen verbunden ist. Diesen zusätzlichen, menschlich verursachten Anteil am Treibhauseffekt bezeichnet man als anthropogenen Treibhauseffekt.^[3]

In der Klimarahmenkonvention erklärte 1992 die Staatengemeinschaft, die Treibhausgaskonzentrationen auf einem Niveau stabilisieren zu wollen, auf dem eine gefährliche Störung des Klimasystems verhindert wird. Sie vereinbarte im Kyoto-Protokoll (1997) und dem Übereinkommen von Paris (2015) die Begrenzung und Minderung ihrer Treibhausgasemissionen. Die Konzentrationen der wichtigsten langlebigen Treibhausgase Kohlenstoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) steigen unterdessen an.^[4] Die Konzentration von CO₂ stieg seit Beginn der Industrialisierung um 44 % auf rund 410 ppm (Stand 2019), den höchsten Wert seit mindestens 800.000 Jahren.^[5][6] Hauptursache ist die Nutzung fossiler Brennstoffe. Die energiebedingten CO₂-Emissionen wuchsen im Jahr 2018 mit einer Rekordrate von 1,7 %.^[7] Die atmosphärische Konzentration von Methan stieg 2017 auf über 1850 ppb, die von Lachgas auf etwa 330 ppb.^[5]

1. ↑ Gegenüber einem Toy-Modell, das unter Treibhauseffekt#Energiebilanz beschrieben ist.
2. ↑ W. Roedel: Physik unserer Umwelt: Die Atmosphäre. 2. Auflage. Springer, Berlin 1994, ISBN 3-540-57885-4, S. 16.
3. ↑ IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: T. F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P. M. Midgley (Hrsg.): Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
4. ↑ Weltorganisation für Meteorologie: Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet another high. 25. November 2019, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 7. April 2020; abgerufen am 25. November 2019 (englisch). 
5. ↑ ^{a b} Atmosphärische Treibhausgas-Konzentrationen. Umweltbundesamt, 3. Juni 2020, abgerufen am 24. Juni 2020. 
6. ↑ J. Blunden, G. Hartfield, D. S. Arndt: State of the Climate in 2017. Special Supplement to the Bulletin of the American Meteorological Society Vol. 99, No. 8, August 2018. August 2018, S. xvi (ametsoc.org [PDF; 18,7 MB]). 
7. ↑ International Energy Agency (Hrsg.): Global Energy & CO₂ Status Report 2018. März 2019.