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Zunutze gemacht haben sich die Menschen den Treibhauseffekt schon, bevor sie ihn verstanden. So wurden in Europa im Zeitalter des Barock Orangerien und Gewächshäuser gebaut, …
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… in denen exotische Pflanzen den Winter überstanden. Der Trick war einfach: …
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… Wenn die Sonne scheint, lässt Glas mehr Wärme rein als raus.
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Als Entdecker des atmosphärischen Treibhauseffekts gilt der französische Physiker Joseph Fourier, der sich 1824 mit der Frage beschäftigte, warum es auf der Erde warm ist. Ein Teil seiner Antworten war falsch, aber Fourier erkannte:
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"Die Wärme der Sonne, die als Licht (auf der Erde) ankommt, hat die Eigenschaft, durchsichtige Feststoffe oder Flüssigkeiten zu durchdringen, und verliert diese Fähigkeit nahezu vollständig, wenn sie durch die Einwirkung der irdischen Körper in obskure Strahlungswärme verwandelt."
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Was Fourier "obskure Strahlungswärme" nannte, kennen wir heute als Infrarotstrahlung. Wie er richtig beobachtete, kommt die kurzwellige Strahlung der Sonne weitgehend ungehindert durch die Atmosphäre und kann so die Erde erwärmen.
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Dass die Erde nicht gleich wieder auskühlt, liegt daran, dass die Atmosphäre für die langwellige Wärmestrahlung im Infrarotbereich, die von der erwärmten Erde ausgeht, nur teilweise transparent ist.
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Vereinfacht gesprochen funktioniert die Atmosphäre nach außen wie ein Sieb, nach innen wie ein Schirm: Für die Sonnenstrahlen ist die Atmosphäre durchlässig, …
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(Foto: Christoph S. - original image, freely redrawn by Gissi, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1798806)
... die von der Erde reflektierte langwellige Wärmestrahlung hingegen wird in der Atmosphäre vom Wasserdampf und den Treibhausgasen - etwa Methan (CH4), Kohlendioxid (CO2) und Distickstoffmonoxid, besser bekannt als Lachgas (N2O) - geschluckt und zum Teil zurückgeworfen.
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Ohne den sogenannten atmosphärischen Treibhauseffekt wäre die Erde mit einem Durchschnittswert von minus 18 Grad für den Menschen ein eher unangenehmer Lebensraum.
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Dank des Treibhauseffekts ist es auf der Erde zumindest im Durchschnitt nicht zu kalt und nicht zu warm - im Mittel etwa 15 Grad Celsius.
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Jahrzehnte nach Fourier kam der schwedische Physiker Svante Arrhenius bei Forschungen über die Entstehung von Eiszeiten darauf, dass eine Zunahme von Treibhausgasen in der Atmosphäre den Treibhauseffekt verstärkt.
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CO2 entsteht bekanntlich nicht nur durch natürliche Prozesse, sondern auch durch das Verbrennen fossiler Energieträger, also von Torf, Kohle, Gas oder Öl. Ende des 19. Jahrhunderts, als Fabriken und Hochöfen in weiten Teilen Europas längst zum Alltag gehörten, …
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… schätzte Arrhenius, dass eine Verdoppelung des CO2 in der Atmosphäre einen Temperaturanstieg von 5 bis 6 Grad zur Folge haben würde. Als akutes Problem sah er das nicht - mit einem so starken Anstieg von CO2 rechnete Arrhenius erst in 3000 Jahren.
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(Foto: picture alliance / akg-images)
Dem deutsch-amerikanischen Physiker James Franck zufolge überlegte sein deutscher Kollege Walther Nernst (Bild) sogar, schwer erreichbare Kohleflöze in Brand zu setzen, um die Erderwärmung zu beschleunigen.
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Weder die Erkenntnisse von Joseph Fourier noch die von Svante Arrhenius etablierten eine Klimaforschung. Das änderte sich nach dem Zweiten Weltkrieg. Dem US-Chemiker Charles David Keeling gelang es in den 1950er-Jahren, …
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(Foto: NOAA, https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/)
… ein Verfahren zur Messung von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre zu entwickeln. Auf ihn geht die Keeling-Kurve zurück, die den Anstieg von CO2 in der Atmosphäre zeigt. Gemessen wird die Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre in "parts per million", kurz ppm. Im September 2021 waren es bereits 413,30 ppm. Mitte des 19. Jahrhunderts, also vor Beginn der Industriellen Revolution, lag dieser Wert noch bei 260 bis 280 ppm.
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Es dauerte weitere Jahrzehnte, bis der menschengemachte Treibhauseffekt allgemein als Tatsache anerkannt wurde. Noch im ersten Sachstandsbericht des 1988 gegründeten Weltklimarats IPCC hieß es, es gebe nur wenige Belege für einen Einfluss des Menschen auf das Klima.
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(Foto: picture alliance / Photoshot)
Sechs Jahre später, 1996, war die Forschungslage klarer. Nun schrieben die Wissenschaftler, unterm Strich deute die Datenlage darauf, "dass es im 20. Jahrhundert einen wahrnehmbaren menschlichen Einfluss auf das globale Klima gab".
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(Foto: picture alliance / ZUMAPRESS.com)
Seither wird unterschieden zwischen dem natürlichen und dem anthropogenen (also menschengemachten) Treibhauseffekt. Diese Unterscheidung zu machen, …
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(Foto: picture alliance/dpa)
… fällt nicht allen leicht. Es war den Medien eine Schlagzeile wert, als der damalige US-Präsident Donald Trump im Oktober 2020 im Wahlkampf einräumte, dass zumindest ein Teil der Ursachen für die Erderwärmung auf den Ausstoß von Treibhausgasen zurückgehe.
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(Foto: picture alliance/AP Photo)
Nur einen Monat zuvor hatte Trump noch verkündet, das Klima werde auch wieder kühler.
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(Foto: dpa)
Das ist nicht nur unwahrscheinlich, sondern ausgeschlossen. Anders als gelegentlich behauptet, machen weder Erderwärmung noch CO2-Konzentration in der Atmosphäre eine Pause.
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(Foto: picture alliance / Hinrich Bäsemann)
Die sogenannte Sättigungsthese etwa, nach der die Atmosphäre gar kein zusätzliches Kohlendioxid mehr aufnehmen könne, ist längst widerlegt. Das illustriert nicht zuletzt ein Blick auf den Schwesterplaneten der Erde, …
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(Foto: picture alliance)
… die Venus. Durch einen starken Treibhauseffekt herrschen auf der Oberfläche dort mehrere Hundert Grad Celsius. Zum Vergleich: Der CO2-Gehalt auf der Venus liegt bei 96,5 Prozent, in der Erdatmosphäre sind es rund 0,04 Prozent.
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(Foto: picture alliance / photothek)
Da die CO2-Emissionen allen politischen Bekundungen zum Trotz immer weiter ansteigen, …
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(Foto: dpa)
… wird es immer wärmer. Die wärmsten sechs Jahre seit Beginn der Messungen waren alle Jahre seit 2015, mit 2016, 2019 und 2020 in den Top drei.
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(Foto: picture alliance / Eibner-Pressefoto)
Experten sprechen davon, dass wir längst in der Epoche des "Anthropozän" leben, in einem erdgeschichtlichen Zeitalter also, in dem der Mensch die Ökosysteme spürbar verändert. Das gilt für den Klimawandel ebenso wie für das Aussterben von Tier- und Pflanzenarten.
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(Foto: picture alliance / SULUPRESS.DE)
Weltweit hat sich das Klima mittlerweile im Vergleich zum vorindustriellen Niveau bereits um 1,1 Grad erwärmt.
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(Foto: dpa-infografik GmbH)
Das hat drastische Folgen: Der Meeresspiegel steigt so schnell wie seit 3000 Jahren nicht, der Gletscherrückgang ist so stark wie seit etwa 2000 Jahren nicht, berichtete der Weltklimarat IPCC im August.
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(Foto: picture alliance / ASSOCIATED PRESS)
"Jede Tonne CO2, die wir emittieren, trägt zum Temperaturanstieg bei", sagte Brigitte Knopf, Physikerin und Generalsekretärin des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC, im Interview mit ntv.de. "Das Problem des Klimawandels ist schon lange verstanden - spätestens seit der Konferenz in Rio im Jahr 1992 war es auf der politischen Tagesordnung. …
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(Foto: picture alliance / Rupert Oberhäuser)
… Seither hätte man wirklich etwas tun können. Aber selbst Jahre später wurden noch neue Kohlekraftwerke gebaut, auch in Deutschland war das der Fall und selbst letztes Jahr ist noch ein neues Kohlekraftwerk ans Netz gegangen."
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(Foto: dpa)
Ein besonders gefährlicher Aspekt bei der Erderwärmung sind die sogenannten Kipppunkte, also Mechanismen, die den Klimawandel noch beschleunigen.
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Ein solcher selbstverstärkender Prozess ist das Auftauen der arktischen Permafrostböden in Sibirien und Nordamerika. Dadurch können Milliarden Tonnen CO2 und Methan freigesetzt werden.
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(Foto: picture alliance / photothek)
Die Forschung hat eine ganze Reihe solcher Kipppunkte identifiziert. "Wir sprechen gewissermaßen von einer Brandmauer", sagte der Klimaforscher Hans Joachim Schellnhuber der FAZ. "Wenn ich sie durchbreche - das Paris-Abkommen hat als Grenze eineinhalb bis zwei Grad vorgegeben -, dann riskiere ich große Unfälle im System."
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(Foto: picture alliance/dpa)
"Unterhalb der eineinhalb Grad können wir relativ ruhig schlafen", so der frühere Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK). "Sowohl mit Blick in die Erdgeschichte als auch mit Blick auf die Modellanalysen. Jenseits der zwei Grad wird es ungemütlich."
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(Foto: REUTERS)
Wenn etwa der stellenweise drei Kilometer dicke Eispanzer auf Grönland abschmelze, dann werde er kleiner und die Kappe gerate in Gefilde, wo es wärmer sei - "dadurch kann das Eis noch leichter abschmelzen".
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(Foto: picture alliance / Helena Larsson)
Ein weiterer Kipppunkt ist das Abschmelzen des Arktischen Meereises. Da Wasser dunkler ist als Eis, nimmt es Wärme stärker auf. Je stärker die Meereisdecke verschwindet, umso stärker die Erwärmung.
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"Der 1,5-Grad-Bericht des IPCC folgert, dass schon bei 2 Grad Erwärmung der arktische Ozean jeden zehnten Sommer eisfrei sein wird", sagte Schellnhubers Kollege Stefan Rahmstorf 2019. "Bei ungebremstem Wachstum der Emissionen wäre sogar die Existenz der Eisdecke im Winter gefährdet."
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Eine der Leitautorinnen des 1,5-Grad-Berichts war die Klimaökonomin Sabine Fuss. Im Interview mit ntv.de sagt sie: "Aufgrund des Risikos, Kipppunkte zu überschreiten, lohnt es sich auf jeden Fall, die Emissionen so weit wie möglich zu senken."
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(Foto: dpa-infografik GmbH)
Auf der UN-Klimakonferenz in Glasgow geht es derzeit vor allem um die Einhaltung des 1,5-Grad-Ziels. Da klimapolitisch in den vergangenen Jahren viel zu wenig passiert ist, muss die Welt ihren CO2-Ausstoß mittlerweile in sehr kurzer Zeit beenden, um den Treibhauseffekt nicht noch weiter zu verstärken.
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"Es ist ganz klar, dass wir zu spät dran sind", sagt Sabine Fuss. "Aber ich denke, es ist eine angemessenere Rolle für die Wissenschaft, statt Pessimismus zu verbreiten, auch auf mögliche Lösungen hinzuweisen." Zum Beispiel beschäftige sie sich damit, wie CO2 wieder aus der Atmosphäre entfernt werden könne.
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(Foto: picture alliance / Andreas Franke)
Schellnhuber geht davon aus, "dass wir zwischenzeitlich über die zwei Grad hinausschießen", wie er der "taz" sagte. "Aber mit der Stärkung der Kohlenstoffsenken durch Wiederaufforstung, Rückgewinnung von Feuchtgebieten, organische Architektur können wir uns langsam in einen erträglichen Temperaturbereich zurückarbeiten. Hoffentlich sogar wieder unter 1,5 Grad." (hvo)
Segensreich und gefährlich Was ist der Treibhauseffekt und welche Auswirkungen hat er?
Ohne den Treibhauseffekt wäre die Erde eiskalt und unbewohnbar. Durch den ungebremsten Ausstoß von CO2 hat der Mensch diesen Mechanismus so verstärkt, dass seine Folgen gefährlich werden.
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