Wetterthema Treibhausgase
Kohlendioxid ist zwar das wichtigste, jedoch nicht das wirksamste Treibhausgas.
Steigende Treibhausgaskonzentrationen verursachen eine globale Erwärmung. Am häufigsten hört man vom Kohlendioxid, es gibt jedoch auch eine ganze Reihe anderer Gase, deren Treibhauswirkung zum Teil tausendfach höher ist. Zudem wird die Wirkung mancher industriell hergestellten Gase bisher noch unterschätzt.
Allen Treibhausgasen ist gemeinsam, dass sie einen Teil der von der Erde abgestrahlten Wärme aufnehmen und davon wiederum einen Teil zur Erde zurückwerfen. Dies ist zunächst mal ein ganz natürlicher Vorgang und das wirkungsvollste Treibhausgas ist der natürlich vorkommende Wasserdampf. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt betrüge die globale Mitteltemperatur lebensfeindliche minus 18 Grad!
Doch seit der Industrialisierung ab etwa 1750 bringt der Mensch bekanntermaßen zusätzlich klimawirksame Spurengase in die Atmosphäre ein. Die Konzentration dieser Treibhausgase ist zwar sehr gering, deren Wirkung ist aber trotzdem spürbar, da sie Wärmestrahlung ziemlich genau in dem Wellenlängenbereich absorbieren, welcher sonst ungestört von der Erde in den Weltraum abgestrahlt werden kann.
So ist die Konzentration des Kohlendioxids von vorindustriellen 280 ppm auf aktuell etwa 423 ppm angestiegen (Stand: Januar 2024). Das Kürzel ppm steht hierbei für „parts per million“, also für Teile pro Million Teile Luft. Die längste direkte Messreihe wird auf dem Mauna Loa auf Hawaii gepflegt, weit abseits jeglicher Emissions-Quellen. Trotzdem ist diese Reihe repräsentativ für die atmosphärische CO2-Konzentration, da sich das Gas aufgrund seiner langen Verweilzeit von etwa 100 Jahren global gleichmäßig verteilt.
Andere wichtige Treibhausgase sind das Methan, welches bei der Massentierhaltung und in der Landwirtschaft (vor allem beim Reisanbau) freigesetzt wird und das Lachgas, welches ebenfalls überwiegend bei der Viehhaltung und der Landwirtschaft (Düngung) entsteht. Ein weiteres Treibhausgas ist das Ozon, welches in der unteren Atmosphäre durch Photosmog entsteht. Jedoch gibt es hier auch noch die indirekte Treibhauswirkung des stratosphärischen Ozonabbaus: In etwa 20 bis 30 km Höhe existiert eine natürliche Ozonschicht, die uns vor schädlicher UV-Strahlung schützt. Durch den Ozonabbau dort gelangt nun vermehrt energiereiche Strahlung in die unteren Atmosphärenschichten, wodurch hier eine Erwärmung begünstigt wird.
Eine weitere Klasse hochpotenter Treibhausgase umfasst die auch teilweise für den Abbau des stratosphärischen Ozons verantwortlichen sogenannten halogenierten Kohlenwasserstoffe. Diese Stoffe werden gezielt beispielsweise als Kühl- oder Lösungsmittel eingesetzt. Ihre unerwünschte Treibhauswirkung wurde erst nach und nach bekannt und manche Stoffe sind in dieser Hinsicht noch nicht ausreichend erforscht.
Die Klimawirkung eines Stoffes hängt neben seiner Fähigkeit zur Energieumwandlung durch Absorption und Re-Emission von langwelliger Strahlung auch von seiner mittleren Verweilzeit in der Atmosphäre ab. Setzt man das Treibhauspotenzial von CO2 bezogen auf den Zeithorizont von 100 Jahren gleich eins, so ergibt sich für Methan ein Wert von etwa 25, für Lachgas sogar von etwa 300. Halogenierte Kohlenwasserstoffe kommen zwar nur in äußerst geringen Konzentrationen in der Atmosphäre vor, besitzen jedoch extrem hohe Treibhauspotenziale.
So hat beispielsweise Schwefelhexafluorid eine mittlere Verweilzeit in der Atmosphäre von 3200 Jahren und ein Treibhauspotenzial, das über 22 tausendmal größer ist als jenes des CO2. Ein weiteres extrem wirksames Treibhausgas ist das Stickstofftrifluorid, welches unter anderem bei der Produktion von LCD-Flachbildschirmen verwendet wird. Sein Treibhauspotenzial ist etwa 17 tausendmal größer als das von CO2.