Treibhausgase

Definition von Treibhausgas

Ein Treibhausgas ist ein Gas in der Erdatmosphäre, das Infrarotstrahlung (Wärme) absorbiert und emittiert. Aufgrund ihrer Strahlungseigenschaften erzeugen Treibhausgase den Treibhauseffekt, der zu einer Erwärmung des Planeten durch eingefangene Wärme führt.

Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf (H₂O), Kohlenstoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Distickstoffoxid (N₂O). Wir hören viel Schlechtes über Treibhausgase im Zusammenhang mit der Klimakatastrophe, aber in der richtigen Menge sind sie nicht nur schlecht. Ohne Treibhausgase und den Treibhauseffekt läge die Oberflächentemperatur der Erde bei etwa -18 °C und damit etwa 33 °C kälter als die aktuelle Durchschnittstemperatur, die das vorhandene Leben unterstützt.

Zusammensetzung der Erdatmosphäre

Die Erdatmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff N₂ (78,08%), Sauerstoff O₂ (20,95%) und Argon Ar (0,93%), die jedoch keine Treibhausgase sind. Moleküle mit zwei gleichen Atomen (N₂ und O₂) und monoatomare Gase (Ar) sind von der Infrarotstrahlung fast vollständig unbeeinflusst und tragen daher nicht zum Treibhauseffekt bei.

Treibhausgase kommen in sehr geringen Mengen vor, so dass sie als “Spurengase” bezeichnet werden und weniger als 1% der Atmosphäre ausmachen (ohne Wasserdampf, der 0,2% - 4% ausmacht). Trotz ihrer geringen Präsenz haben sie über viele Jahre hinweg eine grosse Wirkung.

Langlebige vs. kurzlebige Treibhausgase

Je nach der Lebensdauer des Treibhausgases wird zwischen den langlebigen und kurzlebigen Treibhausgasen unterschieden. Langlebige Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Distickstoffoxid (N₂O) leben in der Atmosphäre über Zeiträume von Jahrzehnten bis Jahrhunderten oder länger. Sie sind chemisch stabil und haben einen langfristigen Einfluss auf das Klima. Der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) kategorisiert die folgenden als langlebige Treibhausgase:

  • Kohlenstoffdioxid (CO₂)
  • Methan (CH₄)
  • Distickstoffoxid (N₂O)
  • Chlorfluorkohlenwasserstoffe (CFCs)
  • Fluorkohlenwasserstoffe (HCFCs, HFCs)
  • Trichlorethan (CH₃CCl₃)
  • Tetrachlormethan (CCl₄)
  • Schwefelhexafluorid (SF₆)
  • Tetrafluormethan (CF₄)
  • Hexafluorethan (C₂F₆)

Kohlenstoffdioxid - das für den Klimawandel hauptverantwortliche Gas - kann über Millionen von Jahren als natürlicher Thermostat wirken: Wenn die Temperaturen steigen, beschleunigt sich die natürliche chemische Verwitterung der Gesteine und absorbiert mehr CO₂, wodurch der Treibhauseffekt abgeschwächt und die Temperatur gesenkt wird. Wenn die Temperaturen sinken, verlangsamt sich der chemische Verwitterungsprozess, so dass weniger CO₂ aufgenommen wird, was wiederum den Treibhauseffekt verstärkt und die Temperatur wieder ansteigen lässt. Die lange Anwesenheit von CO₂ und anderen langlebigen Treibhausgasen zeigt, wie wichtig es ist, die richtige Konzentration in der Atmosphäre zu halten, um schwerwiegende Klimaanomalien zu vermeiden, da es Hunderte bis Tausende von Jahren dauert, bis sich die Konzentration auf natürliche Weise anpasst.

Kurzlebige Treibhausgase wie Wasserdampf (H₂O), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Ozon (O₃) sind chemisch reaktiv und leben über Zeiträume von Tagen bis Jahren in der Atmosphäre, wodurch ihre Konzentrationen stark schwanken. Wasserdampf umfasst bei weitem die grösste Masse der atmosphärischen Treibhausgase, und seine Konzentration ist meist eine Funktion der Temperatur. Wenn die Temperatur steigt, wird die Wasserdampfmenge in der Atmosphäre innerhalb weniger Wochen zunehmen und umgekehrt - wenn die Temperatur abkühlt, wird die Wasserdampfmenge abnehmen. Gasförmiges H₂O in der Luft wird als Feedback im Klimasystem betrachtet: Wärmere Luft hat mehr Wasserdampf, was durch den Treibhauseffekt das System noch wärmer macht. Umgekehrt hat kältere Luft weniger Wasserdampf, was einen weniger starken Treibhauseffekt zur Folge hat, wodurch sich das System abkühlt.

Vom Menschen produzierte Treibhausgase

Heute produziert der Mensch drei Treibhausgase, die hauptverantwortlich für die Klimakrise sind: CH₄ ein Produkt der Viehzucht und von Mülldeponien; N₂O aus der Landwirtschaft, der Verbrennung fossiler Brennstoffe und industriellen Prozessen; und der Hauptverursacher, CO₂. CO₂ wird insbesondere durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt, die grosse Mengen an Gasen in die Atmosphäre abgeben. Leider hat unsere Gesellschaft in den letzten 300 Jahren immer mehr Kohle, Öl und Gas für Elektrizität, Industrie und Verkehr verbrannt und dabei mehr Gase freigesetzt, als die Erde von Natur aus verkraften kann. Diese vom Mensch produzierten Gase werden in einer zu grossen Menge und zu schneller Geschwindigkeit in the Atmosphäre freigesetzt, so dass das natürliche System nicht entfernen kann, was zu einem kontinuierlichen Temperaturanstieg führt. Wärmere Temperaturen führen zu mehr verdunstetem Wasser, was wie zuvor erwähnt die Effekte der lanlebigen Treibhausgase verstärkt und unsere Klimakrise beschleunigt.

Um den Treibhauseffekt ernsthaft zu verlangsamen und umzukehren, müssen wir diese Treibhausgase aus der Atmosphäre entfernen.

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