Der zukünftige Treibhauseffekt - Ursachen, Folgen, Gegenmaßnahmen von Dieter Teufel

Seit Mitte des vorigen Jahrhunderts steigt die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre an. Es entsteht bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Zerstörung von Biomasse. In den 150 Jahren von 1750 1900 erhöhte sich seine Konzentration um 17 ppm (von 278 ppm auf 295 ppm), in den 60 Jahren bis zum Jahr 1960 um weitere 17 ppm und in den letzten 40 Jahren um 48 ppm auf 360 ppm.

Damit ist die CO2-Konzentration der Erdatmosphäre seit Beginn der Industrialisierung um 30 Prozent gestiegen. Sie liegt heute so hoch wie noch nie in den letzten 450 000 Jahren. Tag für Tag bläst die Menschheit weitere 80 Millionen Tonnen CO2 in die Luft.

CO2 absorbiert die kurzwellige Sonnenstrahlung und wandelt sie in Wärme um. CO2 trägt damit zum Treibhauseffekt der Erde bei. Seit 1900 ist die bodennahe Durchschnittstemperatur der Erdatmosphäre weltweit im Mittel um 0,7 Grad angestiegen, in Europa sogar um 0,9 Grad. Von den 10 wärmsten Jahren seit Beginn der meteorologischen Aufzeichnungen Mitte des letzten Jahrhunderts lagen 7 im vergangenen Jahrzehnt.

Der Meeresspiegel der Ozeane stieg seither um 15 bis 20 cm an. Die Windenergie hat vorsichtigen Schätzungen zufolge um 10 bis 20 % zu-genommen, die Wahrscheinlichkeit und die Stärke extremer Stürme etwa doppelt so stark. Messungen des Meteorologischen Observatoriums Hohenpeißenberg zeigen in den vergangenen 30 Jahren in Deutschland einen erheblichen Anstieg der UV-Strahlung, ausgelöst durch die Emission von Fluorkohlenwasserstoffen. Im langfristigen Trend ergab sich in den Frühjahren der vergangenen Jahren eine Verdoppelung der gesundheitsschädlichen kurzwelligen (<305 nm) UV-Strahlung seit 1968, später im Jahr liegt die Zunahme der UV-Strahlung bisher bei maximal 40%.

Für das Jahr 2050 ist mit einem Anstieg der durchschnittlichen globalen Temperaturen um 2 - 3o C zu rechnen, in einzelnen Regionen (z.B. Polar-regionen) werden sich die durchschnittlichen Temperaturen um 8 - 12o C erhöhen. Parallel dazu wird der mittlere globale Niederschlag um 3 - 15% zunehmen. Der Anstieg des Niederschlags wird in erster Linie in den höheren Breiten und im Winterhalbjahr erwartet, die Sommer werden voraussichtlich trockener werden. Generell muß mit einer Verschärfung der Wetterextreme gerechnet werden. Sowohl Starkniederschläge wie Trockenperioden werden häufiger auftreten. Die Energie in der Atmosphäre wird zunehmen und damit alle von ihr abhängigen Phänomene wie Luftbewegungen, Niederschlagsereignisse und Temperatur.

Bereits in den nächsten Jahrzehnten wird ein Großteil der tropischen Regenwälder weitgehend vernichtet sein. Damit werden große Kohlenstoff-Speicher zerstört und in CO2 umgewandelt. Durch die zunehmende UV-Strahlung wird die Biomasse des Planktons der Weltmeere geschädigt, wodurch weiterer Kohlenstoff als CO2 in die Atmosphäre freigesetzt und eine der wichtigsten CO2-Senken beeinträchtigt wird. Die Biomasse der Ozeane und der tropischen Wälder leisten heute noch über die Hälfte des biogenen Kohlenstoff-Kreislaufs. Gleichzeitig wird durch die Schädigung des Planktons die erste und wichtigste Stufe der Nahrungskreisläufe der Meere geschädigt, was verheerende Auswirkungen auf die marinen Nahrungsketten und damit auf die Fischereiwirtschaft haben wird.

Rückkopplungen im Klimawandel

Alle relevanten Klimamodelle prognostizieren eine Zunahme der Temperaturen und der Energie in der Atmosphäre durch die vom Menschen freigesetzten Treibhausgase. Das Problem wird jedoch dadurch verschärft, daß in den bisherigen Klimamodellen mehrere in der Natur wirksame positive Rückkopplungen noch nicht enthalten sind, die den Treibhauseffekt beschleunigen könnten. Solche Rückkopplungen sind:

Durch den Rückgang der Vereisung, der Gletscher und der Schneegrenzen sinkt die Rückstrahlung von Sonnenenergie ins Weltall (Albedo-Effekt). Die auf den Boden auftreffende Sonnenenergie wird in Wärme umgewandelt und verstärkt die Erwärmung der Erdatmosphäre.
Durch die Verschiebung von Klimazonen werden die Lebensgrundlagen für in Jahrtausenden eingespielte Öko-Systeme und Wälder zerstört, große Teile der Wälder (z.B. im Innern Alaskas) könnten dadurch absterben. Dadurch würde der in der Biomasse der alten Baum-stämme gespeicherte Kohlenstoff abgebaut und in CO2 umgewandelt.
Durch zunehmende Trockenheit im Innern von Kontinenten und durch Verschiebung von Klimazonen wird wahrscheinlich die Häufigkeit von Waldbränden und die Anfälligkeit von Wäldern gegenüber Schädlingsbefall erhöht werden. Dadurch wird die Freisetzung von CO2 aus gespeicherter Biomasse weiter beschleunigt.
Die Zunahme von Überschwemmungen, extremer Klima-Ereignisse und der Rückgang der Vegetation wird die Auswaschung von Nährstoffen aus Böden und die Erosion von Böden beschleunigen. Dadurch werden der Wechsel und die Anpassung von Ökosystemen sowie die Nahrungsgrundlagen von Menschen zusätzlich beeinträchtigt.
Daneben treten eine Reihe weiterer Rückopplungen auf, etwa der Anstieg der Konzentration von Wasserdampf in der Atmosphäre und die Freisetzung großer Mengen Methan infolge des Auftauens der Dauerfrostböden vor allem im Norden der GUS und in Alaska. Ein Großteil dieser positiven Rückkopplungen, die den Treibhauseffekt in exponentieller Weise verstärken und beschleunigen könnten, ist in den bisherigen Klimamodellen noch nicht enthalten. Es ist möglich, daß die mittel- und langfristigen Folgen des Treibhauseffektes deshalb wesentlich gravierender ausfallen werden als bisher berechnet. Das gleiche gilt für Umkippeffekte wie z.B. die mögliche Umkehrung des Golfstroms infolge des Treibauseffekts, die in bisherigen Klimamodellen nicht berücksichtigt werden.

Der Vielzahl positiver Rückkopplungen wirkt in der Natur im wesentlichen nur eine negative Rückkopplung stabilisierend entgegen: der Düngeeffekt durch CO2. Bei Erhöhung der atmosphärischen CO2-Konzentration kann das Wachstum von Pflanzen beschleunigt werden, wenn die Versorgung der Pflanzen mit anderen Faktoren wie Wasser, Mineralien etc. ausreichend ist. Dadurch kann es vorrübergehend zu einer erhöhten Senke für CO2 kommen. Diese ist jedoch abhängig vom Vorhandensein funktionierender Ökosysteme. Die Zerstörung der Wälder und des ozeanischen Planktons wirkt diesem negativen Rückkopplungseffekt entgegen.

Die aufgeführten natürlichen positiven Rückkopplungseffekte waren in der Erdgeschichte wahrscheinlich die Hauptursache für den Wechsel von Eis- und Warmzeiten. Die Unterschiede in der globalen durchschnittlichen Temperatur zwischen Eis- und Warmzeiten betrugen dabei lediglich 4 - 5o C.

Im Gegensatz zu diesen natürlichen, wahrscheinlich im wesentlichen nur durch Rückkopplungen ausgelösten Temperaturänderungen stellt die Freisetzung großer Mengen Treibhausgase durch den Menschen inner-halb kürzester Zeit einen massiven und unkalkulierbaren Eingriff in das natürliche Klimageschehen dar.

Folgen des Klimawandels

Durch die Zunahme der Energie in der Atmosphäre werden extreme Wetterereignisse wie Stürme und Orkane, Trockenperioden sowie Starkniederschläge und in deren Folge Überschwemmungen, Erosion und Erdrutsche zunehmen.

Heute lebt ein großer Teil der Erdbevölkerung an Küsten. Der Anstieg des Meeresspiegels um etwa einen Meter wird zum Verlust der Lebensgrundlagen von hunderten Millionen Menschen in armen Ländern führen. Noch größere Auswirkungen als der Anstieg des Meeresspiegels wird dabei die Zunahme der Stürme und Orkane haben, in deren Folge Sturmfluten küstennahe Bereiche überspülen und erodieren werden. Durch Eindringen von Meerwasser wird es zur Versalzung von Grundwasserbeständen und damit in betroffenen Küstenabschnitten zu einer Verringerung von Trinkwasservorräten kommen. Viele Inselstaaten im Pazifik, die nur 50 bis 250 cm über dem Meeresspiegel liegen, werden von der Landkarte verschwinden.

Durch Verschieben von Klimazonen werden heute noch dicht besiedelte und landwirtschaftlich bewirtschaftete Gebiete versteppen. Während es in Mittel- und Nordeuropa künftig mehr Westwindlagen und regenreiche und milde Winter geben wird, werden in Südeuropa und im Innern von Kontinenten generell die Niederschläge abnehmen. In unseren Breiten ist im Sommer mit einer Abnahme der Niederschläge zu rechnen.

Die Vernichtung der Lebensgrundlagen für hunderte Millionen Menschen wird, zusammen mit dem Bevölkerungsdruck einer auf 8 bis 9 Milliarden Menschen angestiegenen Erdbevölkerung, zu einer Explosion der Zahl von Umweltflüchtlingen führen. Ganze Völker werden sich in Völkerwanderungen auf die Suche nach neuen Lebensgrundlagen machen müssen.

Durch den Klimawandel wird das Aussterben von Tier- und Pflanzenarten erheblich beschleunigt. Die globale Erwärmung wird Lebensräume so rasch wandern lassen, daß viele ihrer Bewohner nicht folgen können. In wichtigen Klimazonen müssten Tiere und Pflanzen rund einen Kilometer pro Jahr schnell wandern, um ihren angepaßten Lebensraum nicht zu verlieren. Dies ist rund zehnmal schneller als am Ende der letzten Eiszeit. Viele Arten werden diese Geschwindigkeit nicht mithalten können und werden aussterben.

Die Verschiebung von Klimazonen wird andererseits zu vermehrten Schädlingsplagen führen. Mikroorganismen und Insekten können sich an geänderte Temperaturbedingungen durch Migration wesentlich schneller anpassen als der Mensch oder gefährdete Arten. In Mitteleuropa muß deshalb in Zukunft mit dem Auftreten neuer Krankheiten gerechnet werden. Die klimatische Grenze des Ausbreitungsgebietes von Malaria hat in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich zugenommen. Der Temperaturgrenzwert für die Vermehrung der Malariaerreger in Stechmücken der weltweit vorkommenden Gattung Anopheles liegt bei 14°C (Plasmodium vivax) bzw. 18°C (Plasmodium falciparum). In Mitteleuropa muß deshalb durch die Klimaerwärmung mit dem Wiederauftreten von Malaria gerechnet werden. Auch andere, für den Menschen schädliche Organismen werden durch den Klimawandel häufiger. Bereits heute ist ein deutlicher Anstieg der durch Zecken übertragenen Erkrankungen Lyme-Borreliose und Frühsommer-Menigoenzephalitus (FSME) zu verzeichnen.

In Mitteleuropa wird die Wintersportwirtschaft im Bereich der Alpen und der Mittelgebirge ihre Grundlage verlieren. Die Fremdenverkehrswirt-schaft an Stränden wird durch die Zunahme der UV-Strahlung beeinträchtigt werden. Die drastische Zunahme von Hautkrebs und Grauem Star durch längeren Aufenthalt im Freien wird zu einer Verschiebung der Freizeitgewohnheiten führen. Statt Aufenthalt in freier Natur und Urlaub am Strand gewinnen hochtechnisierte künstliche Freizeitanlagen in Hal-len an Bedeutung. Der dadurch erhöhte Energieverbrauch des Freizeitverhaltens verstärkt den Treibhauseffekt zusätzlich.

Die für unsere Region wichtigen Flüsse Rhein und Donau (Schiffahrt, Grundwasser- und Trinkwasserversorgung) sind in ihrem jahreszeitlichen Verlauf vom Klima in den Alpen abhängig. Im niederschlagsreichen Winterhalbjahr werden in den Alpen große Mengen Niederschläge in Form von Schnee und Eis gespeichert, die im Sommerhalbjahr als Schmelzwasser die Flüsse speisen und für eine jahreszeitlich relativ ausgeglichene Wasserführung der Flüsse sorgen. Durch den Treibhauseffekt wird sich die Schneegrenze der Alpen deutlich nach oben verschieben, wodurch sich die Flächen verringern, auf denen Wasser in den Wintermo-naten gespeichert wird. Dies wird in Zukunft zu einer Zunahme von Win-terhochwassern bei gleichzeitiger Abnahme der Wasserführung im Sommer führen. Davon betroffen werden die durch Hochwasser beeinträchtigten Flächen in der Umgebung der Flüsse, die Schiffahrt, die Wasserversorgung und die Energieerzeugung aus Wasserkraft.

Das Gefälle zwischen wenigen reichen Nationen, die durch Kapitaleinsatz einige der Folgen des Treibhauseffektes und des Ozonloches mildern können und dem Großteil der Erdbevölkerung, der dies nicht kann, wird zunehmen. Dadurch können soziale Spannungen und kriegerische Auseinandersetzungen ausgelöst werden. Es ist zu erwarten, daß Verteilungskämpfe und Kriege um Wasser, Nahrung und landwirtschaftlich nutzbare Landflächen ausgelöst werden.

CO2-Minderungsziel der Bundesrepublik Deutschland

Als Maßnahme gegen den anthropogenen Treibhauseffekt beschloß die Bundesregierung Ende der 90er Jahre, einer Empfehlung der Enquete-kommission "Schutz der Erdatmosphäre" des Deutschen Bundestages folgend, die CO2-Emissionen der Bundesrepublik Deutschland bis zum Jahr 2005 um "mehr als 25%" zu senken. In einem zweiten Beschluß im Jahr 1991 bekräftigte das Bundeskabinett, daß das 25 %-Minderungsziel für die alten Bundesländer weiterhin Gültigkeit besitzt, während in den neuen Bundesländern von einer deutlich höheren prozentualen CO2-Verminderung bis zum Jahr 2005 ausgegangen wird.

Das 25 %-CO2-Minderungsziel der Bundesregierung wurde unter anderem auf dem ersten globalen Umweltgipfel in Rio de Janeiro 1992 als weltweites Beispiel einer fortschrittlichen Umweltpolitik dargestellt.

Die Grafik "CO2-Emission BRD ABL und Minderungsziel" zeigt, daß die gesamten CO2-Emissionen 1999 um rund 20 % höher liegen als das Minderungsziel.

Das Hauptproblem liegt im Verkehrsbereich, die CO2-Emissionen des Kraftfahrzeugverkehrs liegen im Jahr 1999 sogar um 50 % über dem Minderungsziel. Im April 1994 änderte die Bundesregierung deshalb die Strategie und definierte das Ziel um: Ab 1995 soll das Ziel einer 25%-igen Minderung der CO2-Emissionen nur noch für das gesamte Bundesgebiet gelten, das Stichjahr wurde auf 1990 verschoben. In den letzten Jahren konnten dadurch jeweils Erfolgsmeldungen veröffentlicht werden, nach der die CO2-Emissionen der Bundesrepublik Deutschland z.B. von 1990 bis 1999 um 15% zurückgegangen seien. Bei genauerer Betrachtung allerdings zeigt sich, daß dieser Rückgang fast ausschließlich durch den Zusammenbruch der Wirtschaft in den neuen Bundesländern und erst im letzten Jahr in sehr geringem Maße durch Klima- und Energiepolitik verursacht wurde.

Sieht man von dem in der Bundesrepublik Deutschland einmaligen Glücksfall der Einspareffekte durch die Deutsche Einheit ab, ist es bisher kaum gelungen, die CO2-Emissionen zu senken. In den USA, dem mit über 20% Anteil weltweit größten Produzent von Treibhausgasen, sind die jährlichen CO2-Emissionen in den neunziger Jahren um 10,7 % angestiegen. Ähnliches gilt für Japan (+9,5 %) und Australien (+12 %). Lediglich Großbritannien gelang es, vor allem durch eine konsequente Verteuerung seiner Energiepreise, die CO2-Emissionen um 8,5 % zu senken.

Die Industrieländer sind bisher für über 90 % des insgesamt freigesetzten Kohlendioxids und für rund 98 % der Fluorchlorkohlenwasserstoffe verantwortlich. Der Energieverbrauch und der Lebensstandard in den einzelnen Ländern ist extrem unterschiedlich. 250 Millionen Amerikaner verbrauchen zusammen über doppelt soviel Energie und setzen über doppelt soviel Treibhausgase frei wie 2,5 Milliarden Chinesen, Inder und Afrikaner zusammen.

1990 erschien der erste wissenschaftliche UNO-Bericht, der vor den weitreichenden Konsequenzen des Klimawandels warnte. Seit 1992 bekunden die Industrienationen die Absicht, die Emission von Treibhausgasen in den Griff zu bekommen. Bisher blieb es allerdings bei unverbindlichen Absichtserklärungen. Auf der Kyoto-Konferenz 1997 unterzeichneten zwar 83 Länder das Protokoll zur Reduktion ihrer Treibhausgas-Emissionen, aber erst 22 Länder haben es bislang (September 2000) ratifiziert.