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Energie, Atmosphäre, Klimaschutz

 

Gliederung dieser Seite

Treibhauseffekt und Klimawandel

Auswirkungen des Klimawandels

Verursacher des Klimawandels

Klimaschutz

Quellen

   
 

Begriffe

Treibhauseffekt: Die Atmosphäre der Erde enthält u.a. Wasserdampf und Kohlendioxid und wirkt damit wie ein Treibhaus: Sie lässt Sonnenlicht gut hinein, Wärme aber schlecht hinaus. Dadurch haben wir auf der Erde angenehme Temperaturen - eine der grundlegenden Voraussetzungen für das irdische Leben, wie wir es kennen.

Anthropogener Treibhauseffekt: Die Menschen setzen bestimmte Stoffe frei, die den natürlichen Treibhauseffekt verstärken. Dadurch heizt sich die Atmosphäre zusätzlich auf. Diese vom Menschen verursachte zusätzliche Temperaturerhöhung nennt man den anthropogenen Treibhauseffekt.

Strahlungsantrieb: Die Treibhausgase wirken sich auf die Temperatur der Erdatmosphäre genauso (Temperatur steigernd) aus, als ob die Erde zusätzlich beheizt würde (z.B. durch zusätzliche Sonnenstrahlung). Um diese Effekte miteinander vergleichen zu können, wurde die physikalische Größe "Strahlungsantrieb" (W/m²) eingeführt.

Emissionen: Ein anderer Begriff für das Freisetzen von Stoffen (hier in die Atmosphäre) bzw. für die freigesetzten Stoffe.

Klimawandel: Der Begriff steht dafür, dass es mit dem anthropogenen Treibhauseffekt nicht einfach ein bisschen wärmer wird - sondern dass grundlegende Veränderungen im langjährigen Wettergeschehen (=im Klima) zu erwarten sind.

Treibhausgase: Das sind im weiteren Sinne alle in der Atmosphäre vorhandenen Gase, die zum natürlichen bzw. anthropogenen Treibhauseffekt beitragen. Die wichtigsten Treibhausgase, die wir Menschen freisetzen, sind Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe, perfluorierte Kohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid.

Der CO2-Gehalt der Atmosphäre lag im Jahr 2005 bei 379 ppm, das sind 0,0379 Volumenprozent. Es sind zudem 35% mehr als noch 1750, also vor dem Beginn der Industrialisierung (Umweltbundesamt 2007). Im Zeitraum seit 1750 hat die Menschheit Entwicklungen durchgemacht, welche die Produktions- und Lebensverhältnisse gründlich - und so schnell wie nie zuvor in der Geschichte - verändert haben. Wir haben es gelernt, die Energieträger und Rohstoffe der Erde mit neuen Technologien auszubeuten und sie für viele Menschen in Wohlstand zu verwandeln (siehe auch Einführungen Energie und Abfall).

In den 100 Jahren von 1906 bis 2005 stieg die globale bodennahe Mitteltemperatur um 0,74°C (Umweltbundesamt 2007). Es gilt heute als weithin gesicherte Erkenntnis, dass dieser Temperaturanstieg auf von Menschen verursachte Emissionen zurückzuführen ist. Es gilt zudem als weitestgehend sicher, dass ein Anstieg um 2°C gegenüber der vorindustriellen Mitteltemperatur einen kritischen Wert darstellt, oberhalb dessen dramatische Schäden durch Klima- und Wetterphänomene drohen.

Niemand weiß heute schon genau, welche Temperaturen wir Mitte oder Ende des 21. Jahrhunderts auf der Erde haben werden. Mit Hilfe von Szenarien und Simulationen können wir dazu jedoch sehr gut begründete Abschätzungen treffen. Sie beruhen u.a. auf Annahmen zum Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum, zum Umweltschutz und zu künftigen technologischen Entwicklungen. Die aktuellsten Studien kommen in ihren jeweils besten Schätzungen zu dem Schluss, dass mit einem weiteren Temperaturanstieg um 1,8 bis 4,0°C zu rechnen ist, d.h. die Mitteltemperatur würde dann 2,3 bis 4,5°C über dem vorindustriellen Wert liegen (Umweltbundesamt 2007).

Die Kampagne Klimadetektive, zu der diese Seite gehört, will Sekundarschulen beim Klimaschutz unterstützen. Sie will Hintergrundinformationen vermitteln, bei der didaktischen Aufarbeitung des Themas helfen und vor allem zu folgenreichem Handeln anstiften.

Treibhauseffekt und Klimawandel

Wer sich mit dem Klimaschutz befasst, sollte zunächst den anthropogenen (vom Menschen gemachten) vom natürlichen Treibhauseffekt unterscheiden. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt hätte die Erde an ihrer Oberfläche eine Temperatur von ca. -18°C. Die Lufthülle unserer Erde enthält jedoch geringe Anteile an Gasen wie Kohlendioxid, Wasserdampf und Methan. Diese lassen das eintreffende Sonnenlicht durch, behindern aber die Abstrahlung von Wärme (von der Erde ins Weltall). Dadurch haben wir an der Erdoberfläche Lufttemperaturen von durchschnittlich +15°C. Dieser Wert gilt für die Zeit vor der Industrialisierung, also bis ca. 1750; der natürliche Treibhauseffekt der Erde macht somit in der jüngsten Erdgeschichte ca. 33°C aus (Latif 2006).

Hinzu kommt der anthropogene (vom Menschen verursachte) Treibhauseffekt. Hier ist klären, welche Auswirkungen man meint und um welchen Zeitraum und um welches Gebiet es geht:

Nachfolgend können und sollen nur wenige Auswirkungen skizziert werden. Es ist nicht das Anliegen von umweltschulen.de (und es würde auch meine Möglichkeiten als Herausgeber bei weitem übersteigen), hier den wissenschaftlichen Sachstand ausführlich wiederzugeben. Es wird jedoch Wert auf die pädagogische "Verarbeitung" der Phänomene und Daten gelegt.

Auswirkungen des Klimawandels

Bisherige Auswirkungen des Klimawandels

Im 20. Jahrhundert (präziser: zwischen 1906 und 2005) stieg die globale bodennahe Mitteltemperatur um 0,74°C. Zugleich nahmen im Mittel Gebirgsgletscher und Schneebedeckung auf der Nord- und Südhalbkugel ab. Der Meeresspiegel stieg im 20. Jahrhundert im globalen Mittel um etwa 17cm, weil sich das Meer aufgrund seiner Erwärmung ausdehnt und schmelzende Gletscher, Eiskappen und Eisschilde ihm zusätzliches Wasser zuführen. (IPCC 2007a, S. 5-9 und Umweltbundesamt 2007)

Der Beginn des Frühlings in Europa hat sich zwischen 1971 und 2000 um 6 bis 8 Tage verfrüht. Das konnte durch Auswertung von 254 Untersuchungen ermittelt werden, in denen das Verhalten von fast 550 Pflanzen- und Tierarten untersucht wurde. Passende Indikatoren sind z.B. das Datum, an dem sich die Blüten bestimmter Pflanzen öffnen. Dieser Trend trifft nicht auf ganz Europa gleichermaßen zu, in der Slowakei ist es im Beobachtungszeitraum kälter geworden, entsprechend kommt hier der Frühling später. (Obermayr, 2006a)

Schulen können an der Untersuchung derartiger Phänomene mitwirken:

Zukünftige Auswirkungen des Klimawandels

Blick in die Zukunft?

Können Wissenschaftler in die Zukunft sehen - oder wie können sie sonst Aussagen über zukünftige Entwicklungen machen? Um das Ausmaß und die künftigen Auswirkungen des Klimawandels abzuschätzen, haben sie:

  1. Szenarien entwickelt: Szenarien sind begründete Vorstellungen über künftige Entwicklungen und Zustände. Man weiß z.B., wie viele junge Menschen heute in den verschiedenen Teilen der Welt leben und wie viele Kinder dort jede Frau im Durchschnitt zur Welt bringt. Daraus lässt sich abschätzen, wie viele Kinder künftig geboren werden. Wenn man nun auch noch das voraussichtliche Alter der Menschen berücksichtigt, lässt sich die künftige Entwicklung der Bevölkerungszahlen abschätzen. - Ähnliche Betrachtungen lassen sich z.B. für das Wirtschaftswachstum oder für künftige technologische Fortschritte anstellen. - Hier muss insgesamt eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt werden (z.B. medizinischer Fortschritt könnte dazu führen, dass weniger Kinder sterben und somit die Bevölkerung schneller anwächst; medizinische Aufklärung und die Stärkung der Rolle der Frauen könnten dazu führen, dass die Frauen im Durchschnitt weniger Kinder zur Welt bringen...). Weil wir heute noch nicht wissen, wie künfitg die Weichen gestellt werden, können verschiedene Vorstellungen über die Zukunft gleiche Berechtigung haben - es werden daher mehrere alternative Szenarien aufgestellt. - Jedes Szenario führt letztlich zu konkreten Annahmen darüber, welche klimarelevanten Handlungen die Menschen ausführen, also z.B. wie viele Treibhausgase sie freisetzen oder wie viel Wald sie abholzen.
  2. Modellsimulationen berechnet: Die Wissenschaft hat inzwischen relativ brauchbare Kenntnis darüber, wie das System Erde auf die klimarelevanten Handlungen der Menschen reagiert - also z.B. darüber, wie viel CO2 bei der Brandrodung von 1.000 km² Urwald freigesetzt wird, welche Temperaturerhöhung zusätzliches CO2 in der Atmosphäre bewirkt, wie lange eine bestimmte Menge an CO2 in der Luft verbleibt, wie viel davon die Ozeane aufnehmen können etc. Wenn man diese Prozesse in Rechenformeln wiedergibt und diese in leistungsstarke Computer programmiert, können diese die künftigen Auswirkungen unserer klimarelevanten Handlungen errechnen (simulieren). Allerdings haben wir keine "Weltformel", die alle diese Prozesse und Wirkungen präzise abbilden würde - dafür ist das System Erde zu komplex. Es gibt vielmehr verschiedene Simulationen, und es wird daran gearbeitet, diese immer weiter zu verbessern.

Viele Szenarien sind denkbar (vgl. IPCC 2007a, S. 18); für jedes Szenario können unterschiedliche Simulationen durchgeführt werden - das ergibt eine große Zahl an Daten darüber, wie sich das Klima künftig entwickeln kann.

 

Künftige Auswirkungen - global

Im Jahr 2007 hat der Weltklimarat (Intergovernmental Panel of Climate Chance, IPCC) einen Bericht herausgegeben, der den aktuellen Stand der Klimaforschung zusamenfasst (IPCC 2007a-c). Ergebnisse aus drei besonders wichtigen Szenarien werden in der folgenden Tabelle vorgestellt:

Projizierte mittlere globale Erwärmung an der Erdoberfläche für den Zeitraum 2090 – 2099 gegenüber 1980 – 1999 (nach IPCC 2007a, S. 13 und Umweltbundesamt 2007, S.3)
Emissionsszenario Beste Schätzung der Veränderung gegenüber heute Beste Schätzung der Veränderung gegenüber dem vorindustriellen Niveau Wahrscheinliche Bandbreite der Veränderung gegenüber heute
B1 1,8°C 2,3°C 1,1 – 2,9°C
A1B 2,8°C 3,3°C 1,7 – 4,4°C
A1FI 4,0°C 4,5°C 2,4 – 6,4°C
kritische Grenze für extreme Klimaänderungen: 2,0°C
Die Szenarien werden in IPCC 2007a, S. 18 skizziert.

Es zeigt sich, dass in all diesen Abschätzungen der kritische Wert - ein globaler Temperaturanstieg von 2,0°C - bis zum Ende des 21. Jahrhunderts übertroffen wird.

Dieser Temperaturanstieg hat eine Vielzahl weiterer Folgen (Umweltbundesamt 2007, S.4 und IPCC 2007 b, S. 24ff), so unter anderem:

Bei einem mittleren Temperaturanstieg (1,5°C bis 3,5°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau) wird u.a. mit folgenden Auswirkungen gerechnet (Umweltbundesamt 2007, S.6-7):

Folgende Fragen können für Ihre Schüler von Bedeutung sein:

In den verschiedenen Regionen der Erde wird der Klimawandel voraussichtlich unterschiedlich stark ausfallen und unterschiedliche Folgen haben.

Künftige Auswirkungen - Deutschland

Das Klima in Deutschland wird sich bis zum Jahr 2100 spürbar ändern. „Es ist höchste Zeit, dass wir uns intensiver mit den Folgen des Klimawandels in Deutschland befassen. Wir müssen uns heute anpassen, um morgen nicht von seinen wirtschaftlichen und sozialen Folgen überrollt zu werden. Hierfür benötigen wir eine gemeinsame nationale Strategie. Alle wichtigen Akteure müssen hierfür mit ins Boot“, sagte Bundesumweltminister Sigmar Gabriel im Jahr 2006.

Modellrechnungen des UBA lassen einen Anstieg der Jahresmitteltemperatur bis zum Jahr 2100 im Vergleich zum Zeitraum 1961 bis 1990 um 1,5 bis 3,7°C erwarten. Als sehr wahrscheinlich gilt eine Erwärmung um 2 bis 3 °C, die sich saisonal unterschiedlich stark ausprägen wird. Der größte Temperaturanstieg ist im Winter zu erwarten.

Die sommerlichen Niederschläge könnten sich bis zum Jahr 2100 um 30 Prozent verringern. Am stärksten wäre dieser Niederschlagsrückgang im Nordosten und Südwesten Deutschlands ausgeprägt. Dort könnten gegen Ende dieses Jahrhunderts etwa nur noch zwei Drittel der bisher gewohnten Niederschläge fallen. - Andererseits werden die Niederschläge im Winterhalbjahr zunehmen (verbunden mit einer erhöhten Hochwassergefahr), so dass sich der Jahresniederschlag insgesamt eher wenig ändert.

Sonnenschein und blauer Himmel - das erfreut die Urlauber, und so könnte die Tourismuswirtschaft z.B. an Nord- und Ostsee profitieren (insbesondere wenn die Sommer in Südeuropa unerträglich heiß werden).

Die Erwärmung bringt aber auch Risiken für die Bevölkerung: So könnte es im Sommer neben größerer Hitze am Tag auch mehr "Tropennächte" geben: Dies sind Nächte, in denen die Temperatur nicht unter 20 °C sinkt. Klimatisch bedingte Gesundheitsbeschwerden wie Herz-Kreislauf-Probleme – vor allem bei alten und kranken Menschen – könnten die Folge sein.

Die Land- und Forstwirtschaft – die schon heute vor allem im Nordosten Deutschlands mit Trockenperioden zu kämpfen hat – müsste während der Vegetationsperiode mit noch weniger Wasser auskommen.

Unternehmen, Staat sowie Bürgerinnen und Bürger müssen sich rechtzeitig an diese und andere Veränderungen anpassen – aber wie? Im Hochwasserschutz etwa wären veränderte Niederschläge beim Bau neuer Deiche, Schutzmauern oder Rückhaltebecken zu berücksichtigen. Im Gesundheitswesen müssten Warnsysteme und Notfallpläne erarbeitet werden, damit Krankenhäuser oder Altenheime wirksam arbeiten können. Die Land- und Forstwirtschaft wird verstärkt Pflanzen anbauen müssen, die geänderten Temperaturen und Niederschlägen angepasst sind.

Kurz gesagt: Der Klimawandel wird unsere täglichen Lebensgewohnheiten ändern und viele Wirtschaftsbereiche betreffen – neben der Land- und Forstwirtschaft auch den Tourismus, die Energiewirtschaft oder das Versicherungswesen.

Dabei haben wir in Deutschland (in Europa) relativ gute Chancen, uns an den Klimawandel anzupassen, denn wir verfügen über eine ausgebaute Infrastruktur, eine leistungsfähige Wirtschaft, über staatliche Strukturen und über (erste) Erfahrungen mit der Bewältigung extremer Kimaereignisse.

Quellen: Umweltbundesamt (2006) und Umweltbundesamt 2007, S.5

Künftige Auswirkungen - Afrika

Für Afrika prognostiziert das IPCC (2007 b, S. 26-27), dass

Schon im 20. Jahrhundert gab es in Afrika immer wieder Hungersnöte. Bei zunehmender Bevölkerungszahl und abnehmender Versorgung mit Wasser und Nahrungsmitteln werden sich diese Probleme noch verschärfen.

Afrika ist somit existenziell vom Klimawandel betroffen: Der Kontinent hat - wenn man sich die politischen und wirtschaftlichen Verhältnisse vor Augen führt - zudem auch die geringsten Kapazitäten, sich an den Klimawandel anzupassen. Afrika wird damit vermutlich am stärksten unter dem Klimawandel leiden - und das, obwohl sein Beitrag dazu (der Ausstoß an Treibhausgasen) sehr gering ist.

Künftige Auswirkungen - Arktis

Die Arktis wird hier verstanden als das Gebiet oberhalb des nördlichen Wendekreises; sie umfasst also den größten Teil Grönlands, die nördlichsten Teile von Kanada, Alaska, Russland und Skandinavien sowie das Nordpolarmeer. Einige der künftigen Auswirkungen für diese Region werden hier stark verkürzt zitiert; für eine Vertiefung sei die gleichermaßen fachlich fundierte und anschaulich aufgemachte Veröffentlichung von Hassol (2005) empfohlen.

In der Arktis ist mit einer stärkeren Erwärmung zu rechnen als im globalen Durchschnitt. In Alaska und Westkanada haben die winterlichen Durchschnittstemperaturen seit 1950 bis Anfang des neuen Jahrtausends bereits um 3-4°C zugenommen. - Ein Grund dafür sind Verstärkungseffekte. Wenn sich z.B. an einem verschneiten Ort mit Temperaturen leicht unter dem Gefrierpunkt die Temperatur etwas erhöht, dann schmilzt der Schnee. Der dann zutage tretende dunklere Boden wandelt - anders als der helle Schnee - einen Teil des Sonnenlichts in Wärme um, was die Temperatur weiter ansteigen lässt. - Die Schneebedeckung der arktischen Landgebiete ist zwischen ca. 1975 und 2005 bereits um 10% zurückgegangen; ein weiterer Rückgang um 10-20% wird bis Ende des 21. Jahrhunderts erwartet.

Als Folge werden sich Vegetationszonen nach Norden verschieben, und die Vielfalt bzw. Verbreitung von Tieren wird sich ändern. Arktische Fischgründe werden dabei möglicherweise ertragreicher. Die für die lokale Bevölkerung wichtige Süßwasserfischerei wird hingegen voraussichtlich leiden.

Die Wirtschaft ist in vielfältiger Weise betroffen. Der Rückgang des Meereseises bietet die Chance, künftig Seefahrtsrouten durch das Nordpolarmeer einzurichten, was langfristig u.a. den interkontinentalen Warenaustausch beflügeln und den Abbau der Bodenschätze im Nordpolarmeer erleichtern könnte. Andererseits sind menschliche Siedlungen und Infrastruktur bedroht, wenn Stürme und Sturmfluten an den Küsten zunehmen, wenn die auftauenden Küsten künftig von diesen Gewalten stärker abgetragen werden und wenn der gefrorene Boden auftaut, auf dem Siedlungen oder Ölpipelines derzeit noch fest und sicher stehen.

Von diesen Veränderungen sind die im hohen Norden lebenden (indigenen) Menschen und ihre Kulturen besonders betroffen. Traditionelle - und Identität stiftende - Berufe wie die Jagd, der Fischfang oder die Rentierhaltung können nicht wie gewohnt fortgesetzt werden.

Die überdurchschnittliche Erwärmung der Arktis hat zudem weltweite Konsequenzen. Wenn Festlandseis abschmilzt, erhöht das den Meeresspiegel. Zudem wird die Erwärmung den Gasaustausch zwischen Boden und Luft bzw. Meer und Luft beeinflussen; es ist zu befürchten, dass künftig mehr Methan und Kohlendioxid freigesetzt werden, wenn Permafrostböden auftauen, Moore sich erwärmen oder am Meeresgrund gebundene Methanhydrate zerfallen.

Quelle: Hassol (2005)

Künftige Auswirkungen - Wirtschaft

Im Jahr 2006 veröffentlichte Sir Nicholas Stern (früherer Wirtschaftsprofessor, Weltbank-Ökonom und seit 2003 Berater im britischen Schatzkanzleramt) einen Bericht, der die ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels ins öffentliche Bewusstsein rückte.

Die Kernaussage lautete: Der Klimawandel ist unbezahlbar. Mit dem Klimawandel droht der Menschheit die schwerste Rezession der neueren Geschichte. Wenn die Menschheit nicht entschieden mit dem Klimaschutz ernst macht, drohen ökonomische Schäden in einer Größenordnung, die sich zwischen 5% und 20% der Bruttoinlandsprodukte aller Staaten der Welt bewegt - und das Jahr für Jahr.

Ein globales Aktions- und Investitionsprogramm zum Klimaschutz würde hingegen "nur" ca. 1% der Bruttoinlandsprodukte kosten, und es könnte - noch - den größten Teil der Schäden aufgrund des Klimawandels verhindern.

Die Vorteile eines entschiedenen Handelns jetzt überwiegen die Kosten des Nicht-Handelns bei weitem. Klimaschutz ist damit keine idealistische Lebenshaltung sondern (auch) klar kalkulierte ökonomische Vernunft.

Quellen: Thibaut (o.J.), HM Treasury (Hrsg. 2006a, b, c)

Das Umweltbundesamt rechnet für Deutschland damit, dass ein engagierter Klimaschutz maximal 0,5% des Bruttoinlandsprodukts oder 11 Milliarden € jährlich kosten würde. Damit wäre es möglich, die weiter unten benannten Klimaschutzziele für Deutschland zu erreichen. (Umweltbundesamt 2007)

Folgende Fragen können für Sie bzw. Ihre Schüler von Bedeutung sein:

Verursacher des Klimawandels - Stoffe

Der "natürliche" Treibhauseffekt wird vor allem durch Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan verursacht.

Die wichtigsten vom Menschen verursachten "Treibhausgase" sind

Der Ausstoß dieser Gase soll durch das Kyoto-Protokoll begrenzt werden. Drei dieser Gase sollen nachfolgend kurz "portraitiert" werden:

Kohlendioxid

Kohlendioxid (CO2) ist ein natürlicher Bestandteil der Luft. Alle Lebewesen geben bei der Atmung CO2 ab, und grüne Pflanzen nehmen es auf, um daraus in der Photosynthese Glucose als Ausgangsstoff für weitere organische Substanzen aufzubauen.

Der Mensch setzt zusätzlich CO2 frei , wenn er fossile Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) verbrennt. Auch das Abholzen von Wäldern erhöht die CO2-Konzentration der Atmosphäre, weil der vormals im Holz bzw. im Boden gespeicherte Kohlenstoff (früher oder später) in CO2 umgewandelt wird (vgl. Bäume, Wälder und Klimaschutz).

Im Jahr 2005 enthielt die Erdatmosphäre 379 ppm CO2 (das sind 0,0379 Volumenprozent; 1 ppm = 1 part per million = 1 Teil auf 1 Mio Teile). Damit war der CO2-Gehalt der Atmosphäre gegenüber der Zeit vor der Industrialisierung (ca. 1750) um 35% gestiegen. Der CO2-Ausstoß nimmt derzeit - allen Diskussionen um den Klimaschutz zum Trotz - immernoch zu. (IPCC 2007a, S. 2)

In den Jahren 2000 bis 2005 hat die Menschheit ca. 32,3 Gt CO2 (8,8 Gt Kohlenstoff) freigesetzt. Davon entstammen gut 80% der Nutzung fossiler Energieträger (Kohle, Öl, Gas), die anderen 20% entstammen "Landnutzungsänderungen" - also insbesondere dem Abholzen von Ländern und der Zerstörung von Böden, welche beide natürliche Kohlenstoffspeicher sind (dabei ist der Anteil aus Landnutzungsänderungen derzeit noch mit großen Unsicherheiten behaftet; IPCC 2007a, S. 2-3).

Im Jahr 2004 waren ca. 77% des anthropogenen Treibhauseffekts auf CO2 zurückzuführen (IPCC 2007c, S. 42).

Weil CO2 somit das wichtigste und bekannteste Treibhausgas ist und weil die anderen Treibhausgase in einem anderen Maße wirksam sind, hat es sich durchgesetzt, Treibhausgas-Emissionen in CO2-Äquivalenten anzugeben.

Methan

Auch Methan (CH4) ist ein natürlicher Bestandteil der Luft. Es ist in der Luft in einer wesentlich geringeren Konzentration vertreten als Kohlendioxid (2-3 Zehnerpotenzen weniger). Allerdings

Damit befindet sich jetzt wesentlich mehr Methan in der Atmosphäre als in den vergangenen 650.000 Jahren (aufgrund der Untersuchung von Eisbohrkernen konnte festgestellt werden, dass die Methankonzentration in diesem Zeitraum zwischen 320 und 790 ppb lag).

Das IPCC hält es für sehr wahrscheinlich, dass die heute erhöhte Methankonzentration auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist. Dem Menschen zuzurechnende Quellen sind allem

Wie hoch dabei der Beitrag der einzelnen Quellen ist, wurde aber noch nicht ausreichend erforscht.

Distickstoffoxid (Lachgas)

Noch geringer ist die atmosphärische Konzentration von Lachgas. Vor der Industrialisierung enthielt die Atmosphäre ca. 270 ppb (das sind 0,000027 Volumenprozent; 1 ppb = 1 part per billion = 1 Teil auf 1 Milliarde Teile), im Jahr 2005 waren es bereits 319 ppb (IPCC 2007a, S. 3).

Die Konzentration von Lachgas wächst damit weniger schnell als die von Methan oder Kohlendioxid; allerdings ist ein Molekül Lachgas für den Treibhauseffekt etwa 300 mal wirksamer als ein Molekül CO2.

N2O wird vor allem durch die Landwirtschaft freigesetzt, u.a. als eine Folge übermäßiger Stickstoffdüngung sowie der Güllewirtschaft.

Strahlungsantrieb

Um die Klimawirkung der Treibhausgase und weiterer Faktoren zu beziffern, wurde der Begriff des "Strahlungsantriebs" eingeführt. Das IPCC (2007a, S. 3-4) geht davon aus, dass die menschlichen Aktivitäten seit dem Beginn der Industrialisierung (also seit ca. 1750) zu einem zusätzlichen Strahlungsantrieb von 1,6 W/m² geführt haben. Man kann sich das so vorstellen, als ob an der Tropopause (der Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre) eine zusätzliche Heizung installiert wäre, die eine Leistung von 1,6 W/m² (oder z.B. 1,6 MW/km²) hat - und diese heizt die Erde langsam aber spürbar weiter auf.

Bedeutung für Schulen

Verschiedene einzelne Aspekte, die hier vorgestellt wurden, sind Lehrstoff in verschiedenen Fächern:

Wenn Sie sich diese Aspekte nicht aus der Fachperspektive sondern von der Umwelt-/ Klimaschutzperspektive her erschließen, können Sie damit einen Fächer übergreifenden Sinnzusammenhang schaffen. Sie können zudem Lernen und Handeln verbinden, denn mit ihrem Energieverbrauch, mit den täglichen Schulwegen, mit dem Materialverbrauch, der Abfallerzeugung und weiteren Bereichen des Alltagshandelns verursacht Ihre Schule CO2-Emissionen und trägt damit zum anthropogenen Treibhauseffekt bei. Informationen dazu, wie sie diese Emissionen erfassen und verringern können, finden Sie über die Startseite Klimadetektive.

Verursacher des Klimawandels - Sektoren des Wirtschaftens

Wichtige Verursacher des Klimawandels sind (u.a. nach IPCC 2007c, S. 42ff):

Schließlich sei noch einmal an die Probleme der Landnutzung erinnert, so die CO2-Freisetzung aus Brandrodungen und der Zerstörung von Böden / von Mooren oder die Freisetzung von Methan aus auftauenden Permafrostböden.

Da wir - zumindest wir reichen Einwohner der Industrieländer - von diesen Sektoren des Wirtschaftens profitieren, schlägt sich deren Beitrag zum Klimawandel dann auch in der persönlichen CO2-Bilanz nieder (siehe Rolle des Einzelnen).

Verursacher des Klimawandels - Länder

Welche Länder tragen die größte Verantwortung für den Klimawandel? Man kann das auf verschiedene Weise bilanzieren. Für Bildungszwecke in Schulen ist es meiner Meinung nach wichtig, aktuelles Datenmaterial zu haben und dabei nicht in unübersehbaren Datenfluten zu versinken.

In diesem Sinne bietet der Klimaschutz-Index, den die Organisation Germanwatch seit 2006 jährlich erstellt, eine hilfreiche Datengrundlage. In den Klimaschutz-Index 2008 wurden die hinsichtlich ihrer Emissionen wichtigsten 56 Staaten einbezogen, sie sind insgesamt für mehr als 90% der weltweiten CO2-Emittionen verantwortlich (energiebedingter CO2-Ausstoß, einschließlich Verkehr, Industrie etc. aber ohne Berücksichtigung von Landnutzungen wie z.B. Brandrodungen). Germanwatch hat einberechnet, wie viel CO2 die Staaten freisetzen, wie sich dieser Ausstoß entwickelt und wie die Staaten umweltpolitisch aktiv sind. Ergebnis ist ein Index auf einer Skala von null bis hundert, je höher der Index, desto besser schneidet ein Land ab. In der nachfolgenden Tabelle ist die Position der einzelnen Länder in der rechten Spalte vermerkt.

In der Dokumentation zum Klimaschutz-Index 2008 hat Germanwatch für die zehn wichtigsten Länder aufgelistet, wie hoch ihre Anteile am weltweiten (energiebedingten) CO2-Ausstoß und an der Weltbevölkerung sind, siehe Abbildung und nachfolgende Tabelle.

 

Wer heizt dem Klima ein?

Top-Ten beim CO2-Ausstoß (nach Germanwatch 2008)
Staat Anteil an den energiebedingten CO2-Emissionen (%) Anteil an der Weltbevölkerung (%) Position im Klimaschutz-Index
Deutschland 3,00 1,28 2
Indien 4,23 17,02 5
Großbritannien 1,95 0,94 7
China 18,8 20,39 40
Italien 1,67 0,91 41
Japan 4,47 1,99 42
Russische Föderation 5,69 2,23 50
Republik Korea 1,65 0,75 51
Canada 2,02 0,50 53
USA 21,44 4,61 55
Summe der Top Ten 64,92 50,62  

Dividieren Sie einmal für jedes Land den Wert aus Spalte 2 durch den aus Spalte 3. Ist das Ergebnis größer als 1, so setzt dieses Land im Verhältnis zu seiner Bevölkerung überproportional viel CO2 frei.

Quelle: Germanwatch (2008 a, b)

Lesen Sie mehr:

Verursacher des Klimawandels - Rolle des Einzelnen

Was trägt nun jeder Einzelne zum Klimawandel bei? Der Geschäftsmann, der täglich mit einem standesgemäßen Auto unterwegs ist oder der Naturliebhaber, der sich ein- bis zweimal jährlich eine Flugreise in einen der anderen Kontinente leistet, erzeugen mehr Treibhausgase z.B. eine Schülerin, deren Bewegungshorizont nur wenige Kilometer umfasst oder als ein Rentner, der seinen Lebensabend im eigenen Garten verbringt.

Durchschnittswerte für die verschiedenen Bereiche des Alltagslebens gibt die nachfolgende Abbildung wieder:

Klimabilanz eines Durchschnitt-Deutschen

Verschiedene Anbieter haben sogenannte Klima-Rechner entwickelt, das sind Tools im Internet, die Sie mit Ihrem Internetbrowser bedienen können. Informieren Sie sich über diese Tools und deren pädagogischen Einsatz auf der Seite Footprintrechner!

Klimaschutz - weltweit

Noch in den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde erbittert darüber gestritten, ob es überhaupt einen vom Menschen verursachten Treibhauseffekt gibt. Heute gilt dies als sicher, und eine zeitgemäße Klimaschutzpolitik steht auf zwei Säulen:

  1. deutliche Minderung der Treibhausgasemissionen
    und
  2. Anpassung an die heute unvermeidbaren Folgen des Treibhauseffekts.

Die Kampagne Klimadetektive vermittelt Ihnen vielfältige Informationen und Materialien, mit denen Sie in Ihrer Schule wirksam zur Minderung der Treibhausgasemissionen beitragen können.

Hier sollen einige Meilensteine der internationalen Klimaschutzpolitik vorgestellt werden.

IPCC-Berichte

Das Intergovernmental Panel of Climate Chance (IPCC / Zwischenstaatliche Kommission zum Klimawandel) wertet wissenschaftliche Untersuchungen zur Erderwärmung, ihren Ursachen und Auswirkungen aus und fasst diese für die Politik zusammen. Mit seinen Berichten hat es die weltweite Klimapolitik entscheidend beeinflusst (Müller / Fuentes / Kohl, 2007):

Die Berichte sind öffentlich; informieren Sie sich unter folgenden Adressen:

Klimarahmenkonvention

Auf der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung, die 1992 in Rio de Janeiro stattfand, haben die Vereinten Nationen neben der Agenda 21 auch die Klimarahmenkonvention beschlossen. Das Ziel ist, die Stabilisierung der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäreauf einem Niveau zu erreichen, auf dem eine gefährliche anthropogene Störung des Klimasystems verhindert wird.

Quelle: Vereinte Nationen (1992)

Kyoto-Protokoll

Die Klimarahmenkonvention setzt keinerlei Grenzen für den Ausstoß an Treibhausgasen bzw. beinhaltet keine konkreten Klimaschutzmaßnahmen.

Wie nun Klimaschutz konkret umgesetzt werden soll, wurde nach langwierigen Verhandlungen im sogenannten Kyoto-Protokoll festgelegt, das 1997 beschlossen wurde. Das Kyoto-Protokol ist ein völkerrechtlich bindendes Dokument, es bindet die Staaten, die es unterzeichnet haben, zur Umsetzung der entsprechenden Klimaschutzmaßnahmen.

Mit dem Kyoto-Protokoll soll die weltweite Emission wichtiger Treibhausgase (siehe Verursacher - Stoffe) bis zum Jahr 2012 um 5,2% gegenüber 1990 gesenkt werden. Das ist vorerst nur ein bescheidener Einstieg in den Klimaschutz, aber es ist immerhin ein Einstieg. Die Industrieländer haben sich verpflichtet, ihre Treibhausgas-Emissionen deutlich zu senken. Im Gegenzuge wurde Entwicklungs- und Schwellenländern zugestanden, geringere Beiträge zum Klimaschutz zu leisten, weil sie den bisherigen Treibhauseffekt kaum mitverursacht haben und für sie Aufgaben wie die wirtschaftliche Entwicklung und die Bekämpfung der Armut vorerst vordringlicher erschienen.

Als internationaler Vertrag musste das Kyoto-Protokoll von den Regierungen der Staaten ratifiziert werden, bevor es in Kraft treten konnte. Dafür war eine Zahl von Ländern erforderlich, die zusammen mehr als 55% der weltweiten Treibhausgas-Emissionen verursachten. Erst im Oktober 2004 ratifizierte Russland das Protokoll, woraufhin es im Februar 2005 in Kraft trat. Acht Jahre waren seit dem Beschluss vergangen - ein Armutszeugnis für die internationale Klimaschutzpolitik. Die USA haben das Kyoto-Protokoll bis heute (2008) nicht unterzeichnet.

Da das Kyoto-Protokoll nur bis zum Jahr 2012 Festlegungen beinhaltet, wird an einem daran anschließenden neuen Vertrag gearbeitet.

Ziele und Maßnahmen des Klimaschutzes

Wie bereits erwähnt, ist es ein zentrales Anliegen des Klimaschutzes, den globalen Temperaturanstieg auf maximal 2°C gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen, um somit extrem negative Auswirkungen des Klimawandels abzuwenden. Das ist z.B. offizielles Ziel der EU-Umweltpolitik, und das wird auch vom Umweltbundesamt (2007) gefordert.

Um das zu erreichen, sollte die Treibhausgas-Konzentration (alle Treibhausgase) in der Atmosphäre eine Marke von 400 ppm CO2-Äquivalenten niemals überschreiten.

Um dieses Ziel zu erreichen, muss der Zuwachs der Treibhausgas-Emissionen möglichst rasch gestoppt und dann drastisch verringert werden; derzeit nehmen diese Emissionen im globalen Maßstab - allen Klimaschutzbemühungen zum Trotz - nämlich immernoch zu. Das kann wie folgt zusammengefasst werden:

Übersicht Klimaschutzziele
Zustand der Atmosphäre Treibhausgas-Emissionen weltweit Treibhausgas-Emissionen von Deutschland* pro Kopf

Die globale Durchschnittstemperatur soll nicht um mehr als 2°C über das vorindustrielle Niveau steigen.

Dazu sollte die Konzentration aller Treibhausgase niemals 400 ppm CO2-Äquivalente überschreiten.

bis 2012 Reduzierung auf 96,8% von 1990** bis 2012 Reduzierung auf 79% von 1990***  
bis 2020 Stopp des Anstiegs bis 2020 Reduzierung auf 60% von 1990  
bis 2050 Reduzierung auf 50% von 1990 bis 2050 Reduzierung auf 20% von 1990 maximal 2 t CO2 pro Jahr
nach Umweltbundesamt (2005b und 2007)
* bzw. anderen Industrieländern
** Kyoto-Protokoll - Dieses Ziel wird voraussichtlich nicht erreicht, die Emissionen steigen derzeit weiter.
*** Statistisches Bundesamt, 2007; Dieses Ziel ist bereits fast erreicht.

Die Industrieländer sollten dabei überdurchschnittlich hohe Reduzierungen erbringen, weil sie in der Vergangenheit überproportional viel Treibhausgase freigesetzt und sich damit ihren heutigen Wohlstand geschaffen haben (siehe Klimagerechtigkeit). - Auch langfristig dürfen dann jedes Jahr höchstens noch halb so viele Treibhausgase freigesetzt werden wie im Jahr 1990.

Es sei daran erinnert, dass das IPCC auch in seinen optimistischsten / politisch anspruchsvollsten Szenarien zu Aussage kommt, dass eine Temperaturerhöhung von 2,3°C gegenüber dem vorindustriellen Wert zu erwarten ist. Das 2°C-Ziel der EU bzw. des Umweltbundesamtes muss daher als politisch außerordentlich ehrgeizig bezeichnet werden. Nichtsdestotrotz ist dieses Ziel mit Umweltschutz-Technologien erreichbar, die bereits heute verfügbar sind oder zumindest in naher Zukunft verfügbar werden. Dazu gehören insbesondere:

Die Klimaschutzstrategie des Umweltbundesamtes lässt sich kurz so zusammenfassen: "Halbierung des Primärenergieverbrauchs und der Ausbau der erneuerbaren Energien auf 50% der Energieversorgung" (UBA 2007, S. 12).

Ob wir den Klimawandel in Grenzen halten können, ist somit eher keine technische Frage (denn die notwendigen Techniken sind überwiegend bereits vorhanden oder in der Entwicklung). Die Frage ist vielmehr, ob Politiker die notwendigen Rahmenbedingungen schaffen, ob die Wirtschaft entsprechende Kurskorrekturen vornimmt und ob jeder Einzelne in seinem Verantwortungsbereich mitzieht.

Bedeutung für Schulen

Für Sie und Ihre Schüler könnten folgende Fragen von Interesse sein:

Quellen

 

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