Menschen verbrennen Erdöl, Erdgas und Kohle und beuten Wälder aus, ohne auf Nachhaltigkeit zu achten. Damit wird gebundenen Kohlenstoff in das Gas Kohlendioxid (CO2) umgewandelt. Seit Jahrzehnten ist bekannt, dass dieses CO2 lange in der Erdatmosphäre bleibt, wodurch die Konzentration in der Luft immer mehr ansteigt.
Grafik: NOAA Global Monitoring Laboratory, Scripps Institute of Oceanography at the University of California San Diego.
Die Angabe in ppm steht für englisch parts per million. Ein ppm entspricht einem Molekül pro einer Million Moleküle trockener Luft.
Wie viel CO2 ist menschgemacht?
Genaue Daten zu CO2 in der Luft gibt es seit 1958, als die bis heute fortgeführten Messreihen starteten. Allein in diesem Zeitraum hat der CO2-Anteil in der Atmosphäre von 315 auf 421 ppm zugenommen, also 33 Prozent.
1750 lag der Wert bei etwa 277 ppm, um 1890 dann bei 290 bis 295 ppm. Die Zunahme bis zum heutigen Stand seit 1890 liegt somit bei etwa 43 %. Insgesamt ist der Mensch für eine Zunahme von rund 140 ppm oder bereits um die 50 % verantwortlich.
Video: CO2-Entwicklung über 800’000 Jahre
Eisbohrkerne lieferten die Daten für weit zurückliegende Jahre. Im folgenden Video ist die Entwicklung über die letzten 800’000 Jahre dargestellt.
Das in der Luft messbare CO2 entspricht dabei nicht den gesamten von Menschen verursachten CO2-Emissionen. Schaut man nur auf das C in CO2, also den Kohlenstoff, dann summieren sich unsere Emissionen von 1850 bis 2019 auf etwa 650 GtC. Wo sind diese 650 Gigatonnen heute?
Luft: Die Atmosphäre hat etwa 265 GtC oder rund 40 % aufgenommen.
Pflanzen: Die Landvegetation hat zirka 210 GtC oder 32 % des CO2 absorbiert.
Wasser: Im Meer hat sich der Kohlenstoffgehalt um 160 GtC erhöht, was 25 % entspricht.
Eine Gigatonne Kohlenstoff ist mit 3,67 Gt CO2 gleichzusetzen, weil sich jedes C-Atom mit zwei etwas schwereren Sauerstoffatomen zu Kohlenstoffdioxid verbindet. Die Menschheit hat also von 1850 bis 2019 etwa 2’385 Milliarden Tonnen CO2 erzeugt, wovon 972 Milliarden Tonnen in der Atmosphäre gelandet sind.
In Szenarien des IPCC mit höheren CO2-Emissionen verbleibt anteilmässig mehr CO2 in der Atmosphäre, weil die Aufnahmefähigkeit von Landmassen und Ozeanen abnimmt.
Um unter 1,5 °C globaler Erwärmung zu bleiben, darf die Menschheit gemäss IPCC-Bericht von 2021 noch rund 300 Gt CO2 ausstossen. Denn vom dort genannten Budget von 400 Gt CO2 ab Anfang 2020 (Tabelle SPM.2) verbrauchen wir pro Jahr noch immer rund 40 Gt. Könnten wir das IPCC-Budget einhalten, würde der CO2-Gehalt der Atmosphäre unter 440 ppm bleiben.
Sofern sich auch die übrigen Klimagase (siehe Aufklapp-Element) entsprechend reduzieren lassen, könnten wir das 1,5-Grad-Ziel so mit einer Wahrscheinlichkeit von 67 Prozent erreichen. Oder mit einer Chance von einem Drittel verpassen. Der Physiker Henrik Nordborg plädiert darum für ein Ziel von 350 ppm, das er für langfristig sicher halten würde.
CO2-Budget pro Kopf 2022
Verteilen wir das Budget von 300 Gt CO2 auf die knapp 8 Milliarden Köpfe dieser Welt, bleiben uns pro Person 37,5 Tonnen CO2. Wer ein Tesla Model Y kauft und damit 200’000 Kilometer zurücklegt, braucht dafür schon mal 31 Tonnen.
Nehmen wir an, dass es bis 2050 dauert, bis unsere Gesellschaft einigermassen CO2-neutral funktioniert, bleiben bis dahin 28 Jahre. Pro Jahr und Kopf steht so ein CO2-Budget von weniger als 1,5 Tonnen zur Verfügung. – Wie viel brauchen wir heute im Durchschnitt? Gemäss Bundesamt für Umwelt verursachen Herr und Frau Schweizer je 4 Tonnen CO2 pro Jahr – Flüge und importierte Waren nicht eingerechnet.
Podcast-Tipp zu CO₂ und Klima: Die Quarks Science Cops analysieren die Behauptung …
Derzeit erhöht sich die weltweite Durchschnittstemperatur schneller als je zuvor. Früher schon hat es regional wärmere und kältere Phasen gegeben. Aber ein weltweiter Temperaturanstieg, wie er heute auf den Kontinenten und in den Meeren gemessen wird, ist neu. CO2 ist nicht allein dafür verantwortlich, aber es ist der wichtigste von Menschen verursachte Faktor.
CO2 ist nicht allein für den Klimawandel verantwortlich, aber es ist der wichtigste von Menschen verursachte Faktor.
Der Anteil von CO2 an der Erwärmung
Während Wasserdampf den natürlichen Treibhauseffekt massgeblich steuert, spielt bei den von Menschen verursachten Gasen das CO2 die Hauptrolle. So viel tragen die verschiedenen Klimagase zur Erwärmung bei:
Computersimulationen zeigen: Menschliche Aktivitäten haben den CO2-Gehalt in der Atmosphäre auf ein Niveau erhöht, das mindestens 3 Millionen Jahre lang nicht mehr geherrscht hat.
In der Mitteilung dazu schriebt schreibt das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung PIK: «Heute jedoch, so bestätigt die Analyse zugleich, ist es der Anstieg der Treibhausgase etwa durch das Verfeuern fossiler Brennstoffe, welcher unseren Planeten grundlegend verändert.»
Die Welt von heute zeigt, dass die Prognosen von vor 30 Jahren – und auch jene von vor 60 Jahren – eingetreten sind. Mit im Vergleich zu heute eher einfachen Modellen wurden schon damals gute Voraussagen erstellt, die inzwischen wahr geworden sind.
1959 sagte der Physiker Edward Teller, dass das Kohlendioxidmolekül infrarote Strahlung sehr gut absorbiert, weshalb eine Erhöhung der CO2-Konzentration der Atmosphäre zu einer Erwärmung des Planeten führen würde. Das daraus resultierende Schmelzen der Polkappen würde einen Anstieg des Meeresspiegels bewirken, welcher die Lebensgrundlagen vieler Millionen von Menschen gefährden und sämtliche grosse Hafenstädte der Welt unbewohnbar machen würde.
1982 zeigte ein interner Bericht der Ölfirma Exxon auf, dass bis 2060 das CO2-Niveau bei etwa 560 ppm liegen könnte – dem Doppelten des vorindustriellen Werts – und dass dies die Durchschnittstemperatur auf der Erde um etwa 2°C im Vergleich zu damals erhöhen würde (und noch mehr im Vergleich zur vorindustriellen Zeit).
Heute ist die Klimawissenschaft viel weiter, entsprechend gut und aussagekräftig sind die Prognosen.
Gärtnereien verwenden CO2, um das Pflanzenwachstum in ihren Treibhäusern zu fördern. Ist mehr CO2 in der Luft auch gut für die Pflanzen draussen? Dazu haben wir interessante Fakten gefunden:
«Der CO2-Düngeeffekt wurde wissenschaftlich recht intensiv erforscht. Die wichtigsten Ergebnisse sind: Im Freiland ist er schon sehr viel schwächer als im Labor.»
Mehr CO2 hilft nicht allen Pflanzen: «Bestimmte Pflanzen wie Mais oder Hirse können das zusätzliche CO2 gar nicht verarbeiten. Sie wachsen kein bisschen schneller.»
Oft schränken andere wichtige Faktoren das Wachstum ein: «Keine Pflanze lebt nur von CO2 alleine. Sie kann es nur dann verarbeiten, wenn auch andere Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff ausreichend vorhanden sind.»
Der Klimawandel gefährdet das Pflanzenwachstum: Wenn Hitzewellen, Wassermangel, Stürme und Überschwemmungen immer häufiger auftreten, führt das zu Schäden in Wäldern und Kulturen.
Quelle der Zitate: SWR Wissen – hier findest du weitere spannende Informationen und die Begründung dafür, warum grüner auch nicht immer besser ist (Lizenz: CC BY-NC-ND 4.0).
Veränderungen der Erdumlaufbahn um die Sonne führen ebenfalls dazu, dass sich die Temperatur auf der Erde verändert. Dies geschieht aber nicht schnell, sondern gemächlich über Jahrtausende. Erwärmen sich dadurch die Ozeane, geben sie CO2 in die Atmosphäre ab – aber wiederum mit einer Verzögerung von rund 1000 Jahren.
Zum menschgemachten CO2 in der Atmosphäre dürfte somit über die nächsten 800 bis 900 Jahre noch ein «natürlicher» Anteil dazukommen, der die Erwärmung nochmals verstärkt.
Ein Bild sagt manchmal mehr als viele Worte, oft hilft aber auch eine Zahl. Wenn es um Fakten im Bereich Energie geht, bin ich gerne dabei – mit Augen, Ohren und Taschenrechner.