Laut Umweltbundesamt (2021) enthält die Erdatmosphäre Gase, welche kurzwellige Sonnenstrahlung problemlos passieren lassen. Insofern jedoch durch bestimmte Gase Wärmestrahlung reflektiert wird, kommt es zu einer zusätzlichen Erwärmung der Erdoberfläche und damit zur Erwärmung des Gesamtsystems. Gase mit diesen Eigenschaften werden als Treibhausgase bezeichnet. Zu den Treibhausgasen (THG) gehören Kohlenstoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄), Lachgas (N₂O) und fluorierte Kohlenwasserstoffe (F-Gase). Sie sind in der Lage den sogenannten Treibhauseffekt zu verstärken. Regelmäßig erstellte Sachstandsberichte des zwischenstaatlichen Sachverständigenrates für Klimaänderungen, der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), bestätigen und dokumentieren die zunehmende Klimaerwärmung. Ursache ist die Zunahme der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen, ausgelöst u.a. durch die Industrialisierung. Durch den anthropogen bedingten und verstärkten Treibhauseffekt sinkt die in den Weltraum abgegebene Wärmestrahlung und das System, hier die Erdoberfläche bzw. die Erdatmosphäre, erwärmt sich fortlaufend (UBA 2021). Das Gesamtsystem könnte sich potenziell so lange erwärmen, bis ein Zustand erreicht werden kann, durch den die abgehende Wärmestrahlung gleichermaßen die ankommende Sonnenstrahlung ausgleicht. Übergeordnetes Ziel ist es, einen Ausgleich zu den anthropogen verursachte Treibhausgasen, welche in die Erdatmosphäre emittiert werden, zu schaffen, sodass sich im Idealfall, entsprechend des politischen Ziels, eine Treibhausgasneutralität durch ein entstehendes Netto-Null ausprägt.
Atmosphärische Treibhausgas-Konzentration und Temperaturanstieg
Kohlendioxid wird insbesondere durch die Verbrennung fossiler Energieträger, hier bspw. Kohle und Erdöl, sowie durch Entwaldung in die Erdatmosphäre angereichert. Mittels Langzeitmessungen lassen sich die CO²-Konzentrationen der Atmosphäre wissenschaftlich fundiert belegen. Institutionen wie das Umweltbundesamt, die NOAA Global Monitoring Division and Scripps Institution of Oceanography und die World Meteorological Organization erfassen atmosphärische CO²-Konzentrationen seit 1958. Die daraus resultierenden Messdaten legen dar, dass die atmosphärische CO²-Konzentration in der vorindustriellen Zeit bei etwa 280 µmol/mol (ppm) Kohlendioxid lag. Im Untersuchungsjahr 2023 lag die weltweite Kohlendioxid-Konzentration bereits bei 419,55 µmol/mol (ppm) Kohlendioxid, bezugnehmend auf Deutschland konnte 2023 auf der Zugspitze ein Jahresmittelwert von 420,7 µmol/mol (ppm) erfasst werden (UBA 2024f). Das ARD-Wetterkompetenzzentrum (2024) fasst zusammen, dass die CO2-Konzentration innerhalb der vergangenen 650.000 Jahre regelmäßig zwischen 180 und 300 ppm schwankte, jedoch gegenwärtig Werte von 420 ppm verzeichnet werden, sodass ein bedeutender Anstieg der CO²-Konzentration in der Erdatmosphäre ersichtlich wird.
Die Veränderungen der atmosphärischen CO²-Konzentration sowie die Temperaturschwankungen über Jahrzehnte werden durch wissenschaftliche Institutionen seit Jahren untersucht, um wissenschaftlich fundierte Ergebnisse beschreiben zu können. Im dritten Wissensstandsbericht (TAR) der Arbeitsgruppe I des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderung (AGI IPCC) werden klimarelevante Aspekte für politische Entscheidungsträger erläutert. An der Erstellung des Berichtes waren hundert Wissenschaftler/-innen zahlreicher Länder beteiligt. Wissenschaftliche Untersuchungen legen dar, dass seit 1750 die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre um 31 % zugenommen hat. Auffallend ist, dass die gegenwärtige CO2-Konzentration der Erdatmosphäre innerhalb der letzten 420.000 Jahre und wahrscheinlich während der letzten 20 Millionen Jahre nicht überschritten wurde. Die gegenwärtige Zuwachsrate der CO²-Konzentration in der Erdatmosphäre kann bezugnehmend auf die letzten 20.000 Jahre als beispiellos beschrieben werden (IPCC 2001).
Gleichermaßen kann nachweislich ein Temperaturanstieg der globalen Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche pro Jahrzehnt um +0,15 ± 0,05°C beschrieben werden. Diese Erwärmungsrate weist statistisch eine Signifikanz auf (IPCC 2001).
Woher wissen die Forscher wie das Klima vor tausenden Jahren war?
Radiokohlenstoffdatierung – 14C-Methode
Der Chemiker Willard Frank Libby entwickelte die Radiokohlenstoffdatierung, auch als 14C-Methode –oder Radiokarbonmethode beschrieben, welche zur Analyse des globalen Kohlenstoffkreislaufes dient. Die Methode beruht auf dem Zerfall eines bestimmten Kohlenstoffisotops. Dieses entsteht in den oberen Schichten der Atmosphäre und wird durch Organismen der Erde aufgenommen. Konservierte Pflanzenreste oder Knochen dienen als Grundlage zur Bestimmung. Auf Grundlage des radioaktiven Zerfalls von 14C sowie seiner Aufnahme in allen Lebewesen, erkannte Libby, dass sich über diesen Kreislauf das Alter bestimmen lässt: Denn stirbt ein Organismus, nimmt er kein neues 14C mehr auf, stattdessen sinkt die Zahl der Atome durch den radioaktiven Zerfall. Über die Halbwertszeit kann man dann zurückrechnen, wann der Stoffwechsel aussetzte. Diese Methode lässt Rückschlüsse auf die CO2-Konzentration der Erdatmosphäre vor tausenden Jahren zu. Libby erhielt für seine Analysemethode im Jahr 1960 den Chemienobelpreis (Hermann und Leander 2021).
Dendrochronologie - Baumringanalysen
Einer Veröffentlichung des Instituts für Archäologische Wissenschaften, Denkmalwissenschaften und Kunstgeschichte der Universität Bamberg (o.J.) kann entnommen werden, dass die Dendrochronologie als naturwissenschaftliche Methode zur Holzaltersbestimmung dazu dient, historische Klimabedingungen zu rekonstruieren. Es konnte erwiesen werden, dass Klimaschwankungen Einfluss auf die Struktur der charakteristischen Jahresringe von Bäumen nehmen. Das Datierungsverfahren beruht auf der Ringbreitenmuster-Ähnlichkeit von zeitgleich gewachsenen Jahrringen (Georg-August-Universität Göttingen o.J.). Als klimageschichtliches Archiv sind Bäume für die gegenwärtige Forschung von besonderer Bedeutung. Baumfunde aus Mooren und Kiesgruben lassen Analysen bis zu einer Zeit knapp 8000 v. Chr. zu.
Eisbohrkerne
Das ARD-Wetterkompetenzzentrum (2024) führt an, dass Bohrungen im Eis eine wichtige Methode zur Klimarekonstruktion darstellen. Eisbohrkerne der Antarktis aus einer Tiefe von 3.270 Metern haben Material hervorgebracht, welches über 900.000 Jahre alt ist. Die Rückschlüsse im Eis wie eingeschlossene Luftbläschen ermöglichen es den Forschern Aussagen zu Temperaturen und Spurengaskonzentrationen vor tausenden Jahren zu treffen. Konkret werden Isotope der Gase analysiert, um wissenschaftlich fundierte Erkenntnisse zu generieren.
Die Nationale Klimaschutzinitiative
Mit der Nationalen Klimaschutzinitiative initiiert und fördert die Bundesregierung seit 2008 zahlreiche Projekte, die einen Beitrag zur Senkung der Treibhausgasemissionen leisten. Ihre Programme und Projekte decken ein breites Spektrum an Klimaschutzaktivitäten ab: Von der Entwicklung langfristiger Strategien bis hin zu konkreten Hilfestellungen und investiven Fördermaßnahmen. Diese Vielfalt ist Garant für gute Ideen. Die Nationale Klimaschutzinitiative trägt zu einer Verankerung des Klimaschutzes vor Ort bei. Von ihr profitieren Verbraucherinnen und Verbraucher ebenso wie Unternehmen, Kommunen oder Bildungseinrichtungen.
Weitere Informationen zum Klimaschutz seitens des Projektträgers erhalten Sie unter dem Link: www.klimaschutz.de/kommunalrichtlinie.
Quellen:
ARD-Wetterkompetenzzentrum (2024): Eisbohrkerne, Online: https://www.tagesschau.de/wetter/wetterthema/eisbohrkerne-100.html (Zugriff am 20.11.2024).
Georg-August-Universität Göttingen (o.J.): Dendrochronologie, Online: https://www.uni-goettingen.de/de/dendrochronologie/72856.html (Zugriff am 19.11.2024).
Hermann, K. & L. Leander (2021): Wie funktioniert die C-14-Methode? – Welt der Physik, Projekt gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung und DPG; Online: https://www.weltderphysik.de (Zugriff am 13.11.2024).
Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2001): Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger Klimaänderung 2001: Wissenschaftliche Grundlagen Ein Bericht der Arbeitsgruppe I des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderung (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC).
Otto-Friedrich-Universität Bamberg (o.J.): Dendrochronologie (Methode), Online: https://www.uni-bamberg.de (Zugriff am 19.11.2024).
Umweltbundesamt - UBA (2024f): Atmosphärische Treibhausgas-Konzentrationen (Stand: 17.05.2024); Internetangebot herausgegeben von Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), dieses vertreten durch den Präsidenten des Umweltbundesamtes; Online: https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/atmosphaerische-treibhausgas-konzentrationen#kohlendioxid- (Zugriff am 01.10.2024).
Umweltbundesamt - UBA (2021): Wie funktioniert der Treibhauseffekt? (Stand: 11.08.2021); Internetangebot herausgegeben von Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV), dieses vertreten durch den Präsidenten des Umweltbundesamtes; Online: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/wie-funktioniert-der-treibhauseffekt (Zugriff am: 11.04.2024).
Letzte Aktualisierung: 21.11.2024
