Ein Teil der Sonnenstrahlen, die auf der Erde ankommen, werden durch Spurengase und Partikel in der Luft teilweise daran gehindert, die Erde in Form von Infrarotstrahlung wieder zu verlassen. Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O), sind dabei die wichtigsten Treibhausgase.
Treibhausgase sind ein wesentlicher Grund warum Leben auf der Erde möglich ist, da ohne sie die Temperatur sonst bei -19 °C liegen würde. Durch ihre Anwesenheit und den Treibhauseffekt steigt die Temperatur um 32 °C auf ca. 14 °C.
Zunahme der Treibhausgase
Weil seit der Industrialisierung (Ende des 18. Jh.) zunehmend kohlenstoffhaltige Energieträger, die im Laufe der Erdgeschichte entstanden sind („fossile Energieträger“) – vor allem Kohle, Erdöl und Erdgas - verbrannt werden, nimmt die Kohlendioxidkonzentration seitdem kontinuierlich und rasant zu.
Die intensive Landwirtschaft (insbesondere die Nutztierhaltung) und die Nutzung fossiler Energieträger (unter anderem durch Lecks an Erdgasbohrlöchern oder -leitungen) sind die Hauptquellen für den Anstieg der Methankonzentration. Lachgas wird vor allem durch den landwirtschaftlichen Einsatz von Kunstdünger freigesetzt.
Zugleich wurden und werden große Waldflächen abgeholzt oder abgebrannt, Moore trockengelegt, die Nutzungen von Böden verändert. Dadurch werden Treibhausgase freigesetzt und der Baumbestand reduziert, welcher Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre aufnehmen und binden würde.
Die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre lag 2021 im Jahresmittel bei 416,45 ppm (Teilchen pro Million Luftmoleküle, gemessen an der Referenzstation Mauna Loa auf Hawaii und repräsentativ für die Nordhalbkugel). Dies bedeutet eine Zunahme um fast 50 Prozent gegenüber dem Niveau vor Beginn der Industrialisierung. Besonders steil war der Anstieg in den vergangenen drei Jahrzehnten. Die CO2-Konzentration liegt damit viel höher als jemals in den zurückliegenden 800.000 bis wahrscheinlich sogar drei Millionen Jahren.
Treibhaus-Emissionen und Treibhaus-Gase
Als Treibhausgase werden diejenigen Gase in der Atmosphäre mit einem Einfluss auf die Energiebilanz der Erde bezeichnet. Sie bewirken also den sogenannten Treibhauseffekt.
Treibhausgase: Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O), Schwefelhexafluorid (SF6), Stickstofftrifluorid (NF3) sowie teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) und perfluorierte Kohlenwasserstoffe (PFKW) gemäß Anhang V Teil 2 der Europäischen Governance-Verordnung in der jeweils geltenden Fassung.
Treibhausgasemissionen: die anthropogene Freisetzung von Treibhausgasen in Tonnen Kohlendioxidäquivalent, wobei eine Tonne Kohlendioxidäquivalent eine Tonne Kohlendioxid oder die Menge eines anderen Treibhausgases ist, die in ihrem Potenzial zur Erwärmung der Atmosphäre einer Tonne Kohlendioxid entspricht.
Kohlenstoffdioxid-Äquivalent oder CO₂-Äquivalent
Ein Kohlenstoffdioxid-Äquivalent oder CO₂-Äquivalent gilt als Maßeinheit und gibt die Klimawirkung von unterschiedlichen Treibhausgasen an. Sie werden dabei verglichen mit der Wirkung von CO₂, daher auch die namentliche Bezeichnung.
Beispiele:
Klimaänderung: Ursachen Intern
Das Klima wird durch Biosphäre, Atmosphäre, Land, Ozeane und Eismassen und deren Energieaustausch beeinflusst. So entstehen die Schwankungen, die in verschiedenen Klima und Konzentrationsdiagrammen sichtbar werden. Die Energie, die die Menschen dem Klimasystem zusätzlich zu den natürlichen Effekten hinzufügen, wird zu 93% im Weltmeer angereichert. Deshalb eignen sich die Ozeane besser als Indikator für die Klimaerwärmung.
Klimaänderung: Ursachen Extern
Die Veränderung des Klimas auf der Erde kam in den letzten Jahrmillionen Jahren hauptsächlich durch Änderungen im Erdbahnverlauf um die Sonne zustande. Die Erkenntnisse und Daten werden durch Bohrungen im Eis gewonnen, die mitunter 800.000 Jahre alt sind. Es gibt starke Bemühungen die Klimaerwärmung und ihre Ursachen nachzuvollziehen. Dabei wird unter anderem die Sonne untersucht. Obwohl ihre Leuchtkraft in den letzten 50 Jahren nachgelassen hat, ist im gleichen Zeitraum der stärkste Temperaturanstieg der mittleren Erdoberflächentemperatur gemessen worden.
Begrenzung des zukünftigen Klimawandels
Damit der Anteil der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung begrenzt werden kann müssen die kumulativen Treibhausgasemissionen auf ein bestimmtes Niveau begrenzt werden. Wesentliche Teilziele sind dabei Netto-Null Treibhausgasemissionen.
1,5-Grad-Grenze
Die fünf verschiedenen Szenarien die der IPCC im sechsten Sachstandbericht herbeinimmt um verschiedene Emissionsszenarien zu vergleichen basieren auf verschiedenen Annahmen hinsichtlich der zukünftig ausgestoßenen Treibhausgase, ab wann Klimaschutz betrieben wird und wie stark. In allen diesen Szenarien wird mit mehr als 50 prozentiger Wahrscheinlichkeit eine Erwärmung von 1,5 Grad Celsius (gegenüber des vorindustriellen Zeitraums) stattfinden - durchschnittlich (innerhalb der Szenarien) passiert das in den 2030er Jahren.
Um das zu vermeiden müssen Emissionen weltweit auf Netto-Null gebracht werden. Netto Null Emissionen entstehen dann, wenn unvermeidbare Emissionen an anderer Stelle wieder kompensiert werden. (z.B. durch Wiederaufforstung oder Langzeitspeicherung von CO2)
Von Kompensieren wird gesprochen, wenn beispielweise eine bestimmte Menge an Treibhausgasen ausgestoßen wird, bestimmte andere Trebhausgase aber durch ein bestehendes Klimaschutzprojekt an anderer Stelle wieder, in mindestens der gleichen Klimawirksamkeit, vermieden werden.
Klar ist, dass durch laufende Systeme in unserem Alltag stets Emissionen entstehen und diese auch in Zukunft entstehen werden. Um dennoch das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, muss eine bestimmte Maßnahmenpriorität eingehalten werden; diese werden in den drei folgenden Schritten beschrieben:
Emissionen, die vermieden werden können, sollten auch vermieden werden! Hierfür sollte sich jede und jeder einzelne in ihrem oder seinem Alltag angesprochen fühlen, denn nur gemeinsam kann das bestmögliche Ergebnis erzielt werden!
Entstehende und notwendige Emissionen (z.B. Stromverbrauch) müssen in der Folge bestmöglich reduziert werden. Möglich ist dies durch nachhaltige und energieeffiziente Technologien und bestehende Verfahren.
Unvermeidbare Emissionen und alle, die übrigbleiben, müssen im letzten und dritten Schritt ausgeglichen werden, beispielsweise über die Förderung bestehender Forst- oder anderer Naturschutzprojekte.