Was sind Treibhausgase? Unser Meteorologe Markus Köss erklärt es für alle verständlich

Im Zusammenhang mit dem Klimawandel fällt immer wieder der Begriff der Treibhausgase in der Atmosphäre, die den sogenannten Treibhauseffekt verursachen. Welche Gase spielen dabei überhaupt eine Rolle und was hat das alles mit der globalen Erwärmung zu tun?

Gletscher
Der Ausstoß von Treibhausgasen hat Auswirkungen auf das Klima und führt u.a. zur Gletscherschmelze

Wohl fast jeder hat im Zusammenhang mit dem Klimawandel schon von Treibhausgasen und dem Treibhauseffekt gehört. Die Begriffe Kohlendioxid (CO2) und Methan werden in diesem Zusammenhang häufig genannt. Doch was verbirgt sich hinter diesen Begriffen genau und was hat das für Auswirkungen auf unser Klima?

Treibhausgase sind gasförmige Stoffe in der Atmosphäre, welche den sogenannten Treibhauseffekt verursachen. Dabei absorbieren sie langwellige Strahlung (Wärmestrahlung), die von der Erdoberfläche, den Wolken und der Atmosphäre selbst abgestrahlt wird. Normalerweise würde diese Strahlung wieder an die Atmosphäre abgegeben werden.

Ohne Treibhausgase wäre die Erde vereist

Die Treibhausgase strahlen die Wärme nun jedoch sowohl Richtung Weltall als auch Richtung Erdoberfläche ab. Der in Richtung Erdoberfläche abgegebene Anteil führt zu einer zusätzlichen Erwärmung der unteren Atmosphäre und Erdoberfläche. Wichtig dabei ist zu verstehen, dass der natürliche Treibhauseffekt erst dazu führt, dass auf unserer Erde menschliches Leben überhaupt möglich ist. Die Erde wäre sonst komplett vereist.

Das Klima auf der Erde bleibt durch die natürlichen Treibhausgase in einem Gleichgewicht. Das wichtigste natürliche Treibhausgas ist übrigens der Wasserdampf in der Atmosphäre, dessen Beitrag zum natürlichen Treibhauseffekt zwei- bis dreimal so hoch wie der von Kohlendioxid (CO2) ist.

Soweit so normal, doch seit der Industrialisierung verursachen wir Menschen eine ständige Zunahme der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen. Dadurch verringert sich die in den Weltraum abgegebene Wärmestrahlung und das System (Erdoberfläche/Atmosphäre)⁠ erwärmt sich. Damit dieses System wieder im Gleichgewicht ist, erwärmt es sich so lange, bis die abgehende Wärmestrahlung wieder die ankommende Sonnenstrahlung ausgleicht. Den vom Menschen verursachten Anteil nennt man den "anthropogenen Treibhauseffekt".

Treibhausgase und deren Klimawirkung

Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Ozon (O3). Diese sind sowohl natürlichen als auch durch den Menschen ("anthropogen") verursachten Ursprungs. Außerdem gibt es eine Anzahl von ausschließlich vom Menschen produzierten Treibhausgasen in der Atmosphäre, wie die Halogenkohlenwasserstoffe und andere chlor- und bromhaltige Substanzen.

Kohlendioxid (CO2) ist ein geruch- und farbloses Gas, das aus sehr stabilen Molekülen besteht. Es entsteht vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, wie Kohle, Öl und Gas und macht den Großteil des vom Menschen zusätzlich verursachten Treibhauseffektes aus. Es wird im Erdsystem nur sehr langsam abgebaut, selbst nach 1000 Jahren sind davon noch etwa 15 bis 40 Prozent in der ⁠Atmosphäre übrig. Der gesamte Abbau dauert jedoch mehrere hunderttausend Jahre.

Methan (CH4) ist ebenfalls ein geruch- und farbloses Gas, jedoch hoch entzündlich. Die Lebenszeit in der Atmosphäre beträgt zwar "nur" 12,4 Jahre, das Gas ist jedoch 25-mal so wirksam wie Kohlendioxid. Es entsteht vorwiegend in der Landwirtschaft, insbesondere bei der Massentierhaltung.

Lachgas (N2O) ist ein farbloses, süßlich riechendes Gas. Die durchschnittliche Lebenszeit in der Atmosphäre beträgt etwa 121 Jahre. Es gelangt vor allem über stickstoffhaltigen Dünger und die Massentierhaltung in die Atmosphäre, denn es entsteht immer dann, wenn Mikroorganismen stickstoffhaltige Verbindungen im Boden abbauen. Es ist 298-mal so klimawirksam wie CO2.

Fluorierte Gase (F-Gase) kommen im Gegensatz zu den anderen Gasen in der Natur nicht vor. Diese werden künstlich hergestellt, so zum Beispiel in Kühlmitteln oder Industrieprozessen. Auch ihre Verweildauer in der ⁠Atmosphäre⁠ ist enorm lang.

Durch diese zusätzlichen Aktivitäten verstärkt sich der natürliche Treibhauseffekt und führt zur globalen Erwärmung, dem (anthropogenen) Klimawandel. Die bekannten Folgen sind u.a. extremere Hitzewellen, Meeresspiegelanstieg, Extremwetterereignisse und das Schmelzen der Gletscher.