Grundlagen der Klimakrise

Die Klimakrise ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Wir können uns niemanden vorstellen, der gar nichts über die Gefährdung allen Lebens durch die Erderwärmung weiß. Trotzdem möchten wir jeden Besucher mit seinen individuellen Vorkenntnissen ansprechen.

Unter diesem Button erfährst du – wenn vielleicht nicht alles, so doch – das Wichtigste über die Klimakrise, beginnend also bei den Grundlagen.

pexels-pok-rie-4703288.jpg

Der Treibhauseffekt

Die Treibhausgase in der Erdatmosphäre gewährleisten das Leben auf der Erdoberfläche. Sie lassen die Strahlung von der Sonne hindurch, aber reflektieren die Wärmestrahlung von der Erde. Durch diesen sogenannten natürlichen Treibhauseffekt ist es auf der Erdoberfläche im Mittel angenehm warm.

Es gibt verschiedene Treibhausgase, eines der wichtigsten ist Kohlenstoffdioxid (CO2). Es entsteht zum Beispiel bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas. Wir Menschen stoßen riesige Mengen CO2 in die Atmosphäre aus und sorgen auf diese Weise dafür, dass der Treibhauseffekt verstärkt wird. Die natürliche Balance wird damit gestört und es wird mehr Wärmestrahlung von der Atmosphäre aufgenommen, was zu einer weltweiten Erhitzung führt.

Etwa seit Beginn des 20. Jahrhunderts steigt die Temperatur auf der Erde. Im weltweiten Durchschnitt hat sich die Temperatur seit damals um 1,1 °C erhöht. Allerdings ist der Temperaturanstieg nicht überall gleich schnell. In Deutschland beträgt die Erhitzung zum Beispiel bereits 1,6 °C.

Dieser Zusammenhang zwischen der Anreicherung der Atmosphäre mit Treibhausgasen und der Erderhitzung ist schon seit Jahrzehnten bekannt und wurde teilweise bewusst von Ölkonzernen verschwiegen. Bereits in den 1950er Jahren haben Forschende vor der Gefahr durch die steigende CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre gewarnt. Seitdem ist die Treibhausgaskonzentration immer schneller angestiegen. 

In den vergangenen mehreren hunderttausend Jahren lag die CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre stets im Bereich von 200 bis 300ppm (Teilchen pro Million Teilchen Luft, engl. parts per million). Die vorindustrielle Konzentration lag bei 280ppm, weshalb Forschende davon ausgehen, dass dies die ideale Konzentration für menschliches Leben ist. Schließlich konnten sich bei diesen Bedingungen Zivilisationen weltweit entwickeln.

Im Jahr 2021 lag die CO2-Konzentration bei 416ppm und steigt schneller als jemals zuvor seit Beginn der Messungen. Wir sind inzwischen weitab vom Bereich, in dem menschliches Leben für die letzten Hunderttausende von Jahren stattgefunden hat.

Quellen
  • What is the ideal level of carbon dioxide in the atmosphere for human life? (Andrew Moseman, Noelle Eckley Selin) 05. 2021 Climate Portal
  • Trends in Atmospheric Carbon Dioxide 11. -0001 Global Monitoring Laboratory - Earth System Research Laboratories
treibhauseffekt.jpg

Die Erderhitzung

Der Anstieg der CO2-Konzentration wird immer weiter beschleunigt und somit steigt durch den Treibhauseffekt auch die durchschnittliche Temperatur immer schneller an. Dabei erhitzt sich die Erde nicht gleichmäßig, beispielsweise beobachten Wissenschaftler:innen, dass die Temperaturen an Nord- und Südpol viel schneller ansteigen als im Rest der Welt. Grundsätzlich erhitzt sich die Atmosphäre über Land stärker als über den Ozeanen, weil diese wie große Wärmespeicher träge reagieren. 

Die Erderhitzung betrug im weltweiten Durchschnitt 1,1°C im Jahr 2022, für Deutschland lag sie bereits bei 1,6°C. Dabei waren die letzten neun Jahre bis 2022 weltweit die heißesten seit 1880 (Stand 2022).

Die Erderhitzung hat bereits jetzt gravierende Auswirkungen weltweit. Um diese Entwicklung aufzuhalten, haben sich 2015 fast alle Länder der Welt in Paris darauf geeinigt, die Erderhitzung auf möglichst 1,5°C zu begrenzen. Dieses Ziel wurde im sogenannten Pariser Klimaabkommen festgesetzt. Mit den bis 2022 weltweit verabschiedeten Gesetzen wird die Temperaturerhöhung bis 2100 aber ca. 3°C betragen und dies auch nur, wenn die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden. Deutschland verfehlt beispielsweise die selbst gesteckten Ziele seit Jahren.

Auslöser für die meisten Folgen der Klimakrise ist nicht direkt die erhöhte Konzentration von Treibhausgasen, sondern die durch sie verursachte Erderhitzung. Dies wirkt sich in direkter Weise auf das Abschmelzen von Gletschern und anderen Eisvorkommen aus und sorgt vermehrt für extreme Hitze, unter der bereits jetzt immer mehr Menschen leiden. Indirekt hat die Erderhitzung einen großen Einfluss auf das gesamte Wettersystem. Das liegt unter anderem daran, dass heiße Luft mehr Wasser aufnehmen kann als kältere. Dies kann zum Beispiel zum häufigeren Auftreten von Wirbelstürmen und Starkregenereignissen führen. Insgesamt nehmen Extremwetterlagen zu.

Von dem zahlenmäßig geringen Temperaturanstieg sollte man sich nicht täuschen lassen. Schon die heutige Erderhitzung hat gravierende Auswirkungen mit längeren Dürren, kräftigeren Stürmen, heftigeren Regenfällen, sich zuspitzenden geopolitischen Konflikten und der Ausbreitung von Krankheiten. Teilweise wird die Erderhitzung mit einer Fiebererkrankung verglichen, um die Auswirkung vermeintlich kleiner Temperaturerhöhungen zu veranschaulichen.

Während 38°C noch ein normales Fieber darstellt, kann eine Körpertemperatur von 40°C tödlich sein. Eine scheinbar kleine Abweichung führt zum Versagen lebenswichtiger Prozesse. Diese Analogie kann auch auf das Klimasystem übertragen werden. 

Quellen
  • Trends in Atmospheric Carbon Dioxide 11. -0001 Global Monitoring Laboratory - Earth System Research Laboratories
  • Klimaausblick Schleswig-Holstein (S. Pfeifer, D. Rechid, & S. Bathiany) 11. 2020 Climate Service Center
  • Fact Sheets 11. -0001 Germany (GERICS)
  • IPCC Sixth Assessment Report, Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change (P.R. Shukla, J. Skea, R. Slade, A. Al Khourdajie, R. van Diemen, D. McCollum, M. Pathak, S. Some, P. Vyas, R. Fradera, M. Belkacemi, A. Hasija, G. Lisboa, S. Luz, J. Malley) 11. 2021 IPCC
  • Temperturanstieg 11. -0001 NASA Earth Observatory
klimawandel_barcode.jpg
klima_bus_kiel.jpg

Treibhausgase

treibhausgas_deutschland.jpg

Sehr viele gasförmige Stoffe tragen zur Erderhitzung bei. Der Effekt, den die Gase auf unser Klima haben, ist dabei unterschiedlich ausgeprägt und hängt davon ab, wie das Gas atomar aufgebaut ist und für wie lange es durchschnittlich in der Atmosphäre bleibt. Man spricht entweder von Emissionen, auch Treibhausgasquellen genannt. Oder von Immissionen, also Treibhausgassenken. 

Das sogenannte Treibhauspotential (engl. Global Warming Potential, GWP) gibt an, wie groß der Treibhauseffekt eines Gases im Vergleich zu COist. Es wird meistens über einen Zeitraum von 20 (GWP20) oder 100 Jahren (GWP100) angegeben. Methan wirkt sich beispielsweise über einen Zeitraum von 100 Jahren 28-mal stärker auf die Erderhitzung aus als Kohlenstoffdioxid, also hat Methan ein Treibhauspotential von GWP100=28.

Je höher das Treibhauspotential eines Gases ist, desto weniger sollte davon in die Atmosphäre gelangen. Zum Beispiel haben Gase, die in Kühlanlagen verwendet werden, häufig eine tausendfach stärkere Wirkung auf den Treibhauseffekt als CO2, sodass Leckagen hier unbedingt vermieden werden müssen. 

Kohlendioxid

Das bekannteste Treibhausgas ist Kohlenstoffdioxid (CO2), welches bei der Verbrennung von Öl, Gas und Kohle, aber auch Holz und Biomasse freigesetzt wird. All diese Materialien bestehen zu einem großen Anteil aus Kohlenstoff, der bei der Verbrennung an zwei Sauerstoffatome gebunden wird, sodass Kohlenstoffdioxid entsteht.

Die meisten Szenarien des Weltklimarats IPCC zur Begrenzung der Erderhitzung auf die rechtlich vorgeschriebenen 1,5°C gehen inzwischen von einem sogenannten „Overshoot“ aus. Das bedeutet, dass erst einmal mehr Treibhausgase emittiert werden, als für eine Erderhitzung von 1,5°C erlaubt wären. Anschließend muss das überschüssige CO2 so schnell wie möglich der Atmosphäre wieder entzogen werden. Auf diese Weise wird versucht, etwas mehr Zeit für die klimaneutrale Transformation zu gewinnen. Dieses Vorgehen ist mit erheblichen, teilweise noch nicht ausreichend erforschten Risiken verbunden.

Die CO2-Mengen des Overshoots können mit verschiedenen Methoden wieder der Atmosphäre entzogen werden. Die Aufnahmekapazitäten von Wäldern und anderen pflanzlichen Ökosystemen sind allerdings begrenzt, vielfach werden sie zurzeit ebenfalls aktiv vom Menschen reduziert, beispielsweise durch Rodung. Vermehrt werden deshalb auch technische Methoden erforscht, um die CO2-Konzentration in der Atmosphäre wieder zu verringern. Diese variieren jedoch stark in Bezug auf Technologiereife, potenzielle Risiken und Kosten. Zudem sind sie ebenfalls nur in begrenztem Maße einsetzbar.

Aufforstung leistet unter Berücksichtigung ökologischer Bedingungen einen Beitrag zum Klima- und Naturschutz. Die Pflanzen nehmen über die Photosynthese Kohlenstoffdioxid auf und erfüllen häufig noch weitere sinnvolle Funktionen. Zum Beispiel bieten Mangroven zusätzlich Schutz vor Erosion und Überschwemmungen.

Folgende weitere Möglichkeiten bestehen theoretisch, um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen:

  • CO2-Filteranlagen mit anschließender CO2-Einspeicherung
  • Nutzung von Bioenergie mit anschließender CO2-Einspeicherung
  • Erhöhung der CO2-Aufnahmefähigkeit von Böden, insbesondere landwirtschaftlich genutzte Flächen durch bestimmte, tiefwurzelnde Pflanzen und geringeres Umpflügen
  • Anreicherung der Ozeane mit Mineralien, um die CO2-Aufnahmefähigkeit zu steigern und der Ozeanversauerung entgegenzuwirken
  • Künstlich beschleunigte Verwitterung von Mineralien an Land, um dadurch CO2 aus der Atmosphäre zu binden

Diese Methoden werden derzeit intensiv erforscht. Zurzeit (Stand 2022) werden außer Aufforstung und der Nutzung von Bioenergie mit anschließender CO2-Einspeicherung kaum weitere Reduzierungsmöglichkeiten von atmosphärischem CO2 in Szenarien berücksichtigt, weil noch zu viele Fragen ungeklärt sind.

Treibhausgase

Methan

Methan wird zum Beispiel in der Massentierhaltung freigesetzt sowie bei der Trockenlegung von Mooren. Im Gegensatz zu CO2-Emissionen ist es bei Methan nicht unbedingt notwendig, den Ausstoß komplett zu vermeiden, um die Erderhitzung auf 1,5°C zu begrenzen. Trotzdem müssen auch die Methan-Emissionen drastisch reduziert werden.

Moore und Permafrostböden binden riesige Mengen Methan. Der Zustand dieser Ökosysteme kann einen signifikanten Einfluss auf das gesamte verbleibende Treibhausgas-Budget haben. Während der Erhalt und die Wiedervernässung von Mooren sich positiv auswirken, also Methan binden, führt das Trockenlegen von Mooren sowie das Auftauen der Permafrostböden dazu, dass große Mengen zusätzlichen Methans in die Atmosphäre ausgestoßen werden.

Die Permafrostböden, die beispielsweise in der sibirischen Tundra vorkommen, sind ein Kippelement im Klimasystem. Tauen sie auf, wird das Treibhausgas Methan freigesetzt, was zu einer stärkeren Erhitzung führen kann und so zu einem noch schnelleren Auftauen führt. In der Folge wird weiteres Methan freigesetzt – ein sich selbstverstärkender Effekt mit gravierenden Konsequenzen.

Auch der Verzicht auf tierische Lebensmittel führt zu einer Reduktion der Methan-Emissionen.

Wasserdampf

Wasserdampf ist überwiegend für den natürlichen Treibhauseffekt verantwortlich, wir Menschen beeinflussen den Gehalt in der Luft nur indirekt. Durch die Erderhitzung steigt die Temperatur der Luft in der Atmosphäre, wodurch diese mehr Wasser in Form von Wasserdampf aufnehmen kann.

treibhausgasquellen_in_schleswig-holstein_und_deutschland.svg
Quellen
  • Special Report on Global Warming of 1.5°C 11. -0001 IPCC,
  • Soil Carbon Sequestration (Jerry Melillo, Elizabeth Gribkoff) 04. 2021 MIT
  • Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands (D.J. Beerling, E.P. Kantzas, M.R. Lomas et al.) 06. 2020 Nature (Scientific Journal)
  • Ocean alkalinity enhancement – avoiding runaway CaCO3 precipitation during quick and hydrated lime dissolution (Charly A. Moras, Lennart T. Bach, Tyler Cyronak, Renaud Joannes-Boyau, Kai G. Schulz) 08. 2022 European Geosciences Union

Das Pariser Klimaabkommen

Auf der Klimakonferenz der Vereinten Nationen (engl. United Nations, UN) 2015 in Paris haben sich fast alle Länder der Welt darauf geeinigt, die Erderhitzung auf möglichst 1,5°C zu begrenzen. Der Vertrag, den sie dazu unterschrieben haben, wird das Pariser Klimaabkommen genannt und er enthält neben der 1,5°C-Grenze noch weitere wichtige Punkte.

Artikel 3 - Globale Bestandsaufnahme (Global Stocktake)

In Artikel drei des Abkommens wird das Werkzeug eingeführt, mit dem die Erderhitzung gestoppt werden soll, der sogenannte Global Stocktake (Globale Bestandsaufnahme). Jedes Land soll alle fünf Jahre einen Klimaschutzplan (engl. Nationally Determined Contribution, NDC) vorlegen, in dem es unter anderem die Einsparziele für Treibhausgasemissionen angibt. All diese Pläne werden im 5-Jahres-Rhythmus darauf überprüft, ob die Menschheit noch auf Kurs mit der 1,5°C-Grenze ist. Zudem können die Klimaschutzziele der Länder nur verschärft werden.

Die Klimaschutzpläne werden auf einer öffentlich einsehbaren Plattform, der sogenannten NDC Registry, hochgeladen und stehen dort allen Menschen auf der Welt kostenfrei zum Download als PDF zur Verfügung. Um die Vergleichbarkeit der Pläne zu erleichtern, müssen sie nach festgelegten Kriterien ausgearbeitet werden.

global_stocktake.svg

Das Pariser Klimaabkommen

pariser_klimaabkommen.jpg

Artikel 8 und 9 – Schäden, Verluste und ein internationaler Klimafonds

Zum ersten Mal wird von allen UN-Mitgliedstaaten anerkannt, dass die Klimakrise zu Schäden und Verlusten führt. Extreme Wetterphänomene nehmen weltweit zu und auch langsamere Prozesse wie die Desertifikation stellen schon heute enorme Herausforderungen dar, denen sich viele Menschen nicht mehr widersetzen können. Die Länder sichern sich in Artikel acht Kooperation und gegenseitige Unterstützung beispielsweise bei der Entwicklung von Frühwarnsystemen und der Erhöhung der Widerstandsfähigkeit zu. 

Der neunte Artikel schreibt fest, dass Anpassungsmaßnahmen und Anstrengungen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen in Entwicklungsländern aus einem Klimafonds finanziert werden sollen. Entwickelte Länder wie Deutschland, die historisch gesehen hauptsächlich für die Klimakrise verantwortlich sind, zahlen in diesen Fond ein und berichten alle zwei Jahre über die bereitgestellten Mittel. Auf der Website des Klimafonds, dem sogenannten „Green Climate Fund“, kann verfolgt werden, welche Projekte und Programme unterstützt werden und auch welches Land wieviel Geld eingezahlt hat. Im Vergleich zu den Kosten, die derzeit weltweit bereits durch die Folgen der Klimakrise entstehen, sind die Summen eher gering. Deutschland hat beispielsweise seit Bestehen des Fonds im Jahr 2020 insgesamt ca. 2,25 Mrd. € beigesteuert (Stand 2023). 

Bedeutung und Rechtliche Verbindlichkeit

Das Pariser Klimaabkommen ist völkerrechtlich bindend und die daraus abgeleiteten nationalen Klimaschutzmaßnahmen können eingeklagt werden. Genauso ist es 2021 in Deutschland passiert. Das Bundesverfassungsgericht hat das Klimaschutzgesetz der Regierung von CDU und SPD in Teilen für verfassungswidrig erklärt, weil Maßnahmen zur Bekämpfung der Erderhitzung zu lange aufgeschoben werden. Mehrfach haben sich die Richter:innen in ihrem Urteil auf das Pariser Klimaabkommen berufen. Im Kern argumentierten sie, dass die Freiheitsrechte der jüngeren und zukünftigen Generationen durch versäumte Klimaschutzpolitik heute zu sehr eingeschränkt werden.

Häufig wird das Abkommen als historisch bezeichnet. Dass sich fast die gesamte Welt auf dieses Dokument geeinigt hat, ist eine herausragende Leistung, doch es wird auch Kritik daran geübt, dass die Maßnahmen zu sehr auf Freiwilligkeit basieren und nicht weit genug gehen. Ob das Pariser Klimaabkommen also als ein historischer Erfolg in die Geschichte eingehen wird, liegt an uns allen. Indem wir die Einhaltung der dort festgeschriebenen Ziele und die internationale Solidarität immer wieder einfordern, unsere Gesetze und unser Handeln danach ausrichten, können wir zu diesem Erfolg beitragen.

Quellen
  • Paris Agreement 12. 2015 UNFCCC
  • Bundesverfassungsgericht :Klima-Urteil: Klatsche für den Bund 04. 2021