Okay, ich habe mich mit dem Thema beschäftigt und möchte meine Argumentation, warum die Treibhausgasemissionen der Menschheit der wesentliche Grund des Klimawandels des vergangenen und der kommenden Jahrhunderte sind, darlegen. Sie besteht aus zwei logischen Schritten:
Schritt 1: Der Strahlungsaustausch zwischen Erde und Weltall bestimmt das globale Klima.
Grob gilt für alle Planeten:
Ein Planet, der mehr Strahlungsenergie aufnimmt, als er abstrahlt, wird wärmer.
Ein Planet, der mehr Strahlungsenergie abstrahlt, als er aufnimmt, wird kälter.
Außerdem gilt: Je wärmer die Oberfläche eines Planeten ist, desto mehr Energie strahlt er ins Weltall ab.
Das führt dazu, dass die Oberflächentemperatur eines Planeten bei konstanten Bedingungen (eingestrahlte Leistung, atmosphärische Zusammensetzung, Reflexionsvermögen,...) automatisch auf eine sogenannte Gleichgewichtstemperatur, bei der sich Einstrahlung und Abstrahlung die Waage halten, zusteuert.
Denn oberhalb dieser Gleichgewichtstemperatur strahlt der Planet mehr ab, als er aufnimmt, und kühlt ab, während er unterhalb der Gleichgewichtstemperatur weniger abstrahlt, als er aufnimmt, und sich erwärmt. Allerdings wird die Geschwindigkeit, mit der die Gleichgewichtstemperatur angesteuert wird, mit der Zeit immer geringer, da der Unterschied zwischen Einstrahlung und Abstrahlung immer kleiner wird.
Außer durch Strahlungsaustausch mit dem Weltall kann die Energie des Klimasystems der Erde noch Energie durch interne Effekte, wie Wärmetransport aus dem Erdinneren oder Radioaktivität erhalten. Das sind auf die Erdoberfläche gemittelt etwa +0.1 Watt/m². Genau genommen wäre die Gleichgewichtstemperatur der Erdoberfläche also diejenige, bei der die Erde 0.1W/m² mehr ins All abstrahlt, als sie von dort aufnimmt. Aber da diese Leistung relativ gering ist und sich kaum ändert konzentriere ich mich zur Vereinfachung auf den Strahlungsaustausch mit dem Weltall.
Das Klimasystem ist komplex, so dass ständig große Energiemengen umverteilt und umgewandelt werden: Der Golfstrom transportiert Wärme nach Nordeuropa; bei el Nino gelangt Wärme aus tiefem Wasser an die Oberfläche, bei Niederschlägen wird Wärme frei; bei Verdunstung wird Wärme benötigt. Aber Umverteilungen und Umwandlungen innerhalb des Klimasystems ändern dessen Energiegehalt nicht (höchstens indirekt durch Einfluss auf den Strahlungshaushalt), das tut nur der Strahlungsaustausch mit dem Weltall.
Es natürlich keine einheitliche Oberflächentemperatur, sondern man wird an verschiedenen Orten zu verschiedenen Zeiten verschiedene Temperaturen messen. Über
mehrere Jahrzehnte und die ganze Erdoberfläche gemittelt ist die Oberflächentemperatur aber ein guter Repräsentant der Energie im Klimasystem.
Schritt 2: Von den verschiedenen Einflussfaktoren auf die Strahlungsbilanz der Erde, ist die Konzentration der sogenannten Treibhausgase derjenige mit der bedeutsamsten Änderung.
In der Erdgeschichte hat sich das Klima schon oft gewandelt. Aber eins hatten alle diese Klimawandel gemeinsam: Die Ursache war immer ein Ungleichgewicht im
Strahlungshaushalt der Erde. Der Strahlungshaushalt kann durch verschiedene Parameter verändert werden: Die Einstrahlung von der Sonne, die Erdbahn, die
Beschaffenheit der Erdoberfläche, die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Was sich in den letzten 250 Jahren stark geändert hat, sind die Konzentrationen der von Menschen produzierten sogenannten Treibhausgase. Das bedeutendste davon ist CO2, dessen Konzentration sich gegenüber der vorindustriellen Zeit mehr als verdoppelt hat. Dank der Quantenmechanik und moderner Spektroskopie sind die Strahlungseigenschaften von CO2 und anderer Treibhausgase hervorragend bekannt, so dass man einigermaßen berechnen kann, wieviel von der Erdoberfläche abgestrahlten Energie es in die Atmosphäre absorbiert, statt in den Weltraum zu lassen. Außerdem kann man durch Spektrometer in Satelliten bestätigen, dass die Abstrahlung der Erde genau bei den Wellenlängen verringert ist, bei denen die Treibhausgase aktiv sind.
Die derzeitigen Konzentrationen der anthropogenen Treibhausgase haben den Strahlungshaushalt der Erde im Vergleich zum Jahr 1750 wie folgt verschoben:
CO2: +29,1*10^21 Joule/Jahr (gemittelt 1,82 Watt/m²)
Methan: +7,7*10^21 Joule/Jahr (0,48W/m²)
FCKW: +5,6*10^21 Joule/Jahr (0,35W/m²)
Lachgas: + 2,9*10^21 Joule/Jahr (0,18W/m²)
Summe: 45,3*10^21Joule /Jahr (2,83 W/m²)
Angesicht dieser enormen jährlichen Energiemengen (die Zunahme der Energie im Klimasystem ist nur ca 12% davon, ca 88% werden durch Aerosol-Effekte und erhöhte Abstrahlung durch die gestiegenen Temperaturen kompensiert) ist offensichtlich, dass die Vermehrung dieser Treibhausgase durch den Menschen der Hauptgrund für die derzeitige globale Erwärmung sind.
Jetzt wüsste ich gerne, ob an meiner Argumentation etwas falsch ist.
Oder welche Argumentation dich dazu bringt, anzunehmen, Klimawandel durch CO2 sei ein Schwindel.
Am besten beides.
