Treibhauseffekt

Treibhauseffekt:

Der Name kommt von den Vorgängen in einem Gewächshaus( Treibhaus), denn in einem Gewächshaus kann kurzwelliges Sonnenlicht eindringen und erwärmt dort den Boden. Dieser gibt langwellige Wärme ab, die aber nur in geringen Mengen durch das Glas wieder hinaus kann. Der andere Teil bleibt im Gewächshaus und erzeugt eine höhere Temperatur als draußen.
Dieser Prozess findet täglich um uns herum, ohne dass wir es wirklich wahrnehmen, statt, denn die Erdatmosphäre ist mit einem Gewächshaus vergleichbar.

Der natürliche Treibhauseffekt

Das sichtbare, kurzwellige Sonnenlicht trifft auf die Erde und wird von ihr in Wärme umgewandelt. Die aufgeheizte Erde funktioniert wie jeder warme Körper und reflektiert die Energie wieder zurück: unsichtbare, langwellige Wärmestrahlung. Trifft die Wärmestrahlung der Erde auf ihrem Weg ins All beispielsweise auf Moleküle des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid, absorbiert dieses einen Teil der Wärme und heizt sich dadurch auf. Die erwärmten CO2 – Moleküle wirken nun als Wärmestrahler und senden einen Teil ihrer Energie zur Erdoberfläche zurück. Würde aber diese Wärmestrahlung ungehindert ins Weltall entweichen, wäre es auf der Erde unerträglich kalt. Die Durchschnittstemperatur läge nicht bei +15 ° C, sondern bei -18°C.
Große Teile der Erde wären von ewigem Eis bedeckt.
Glücklicherweise kann die langwellige Wärmestrahlung der Erde nicht ungehindert ins Weltall entweichen, denn die Erde besitzt eine Hülle aus verschiedenen Gasen: die Atmosphäre.
Diese besteht zum größten Teil aus Stickstoff(N2) und Sauerstoff (O2). In sehr geringen Konzentrationen enthält sie außerdem weitere gasförmige Stoffe. Einige davon wirken als „Treibhausgase“: Kohlendioxid (CO2), Fluorchlorkohlenwasserstoffe FCKW, Methan (CH4), Ozon (O3) und das als Lachgas bekannte Distickstoffoxid (N2O).
Der anthropogene Treibhauseffekt
„Anthropogener Treibhauseffekt“, bedeutet auch von Menschen verursachter Treibhauseffekt.
Durch menschliche Aktivitäten wird der natürliche Treibhauseffekt verstärkt und dadurch das Erdklima zusätzlich erwärmt. Kohlendioxid wird auf der Erde in großen Mengen freigesetzt, z.B. durch die Zerstörung von Pflanzen, Emissionen der Ozeane usw….Diese natürlichen CO2- Quellen und CO2- Senken stellen ein Gleichgewicht zwischen Freisetzung und Bindung dar. Aber seit Beginn der Industrialisierung hat sich die Konzentration an Kohlenstoffdioxid in der Luft um über 25% erhöht. Die Menschen begannen für die industrielle Entwicklung Wälder, die als CO2- Speicher gewirkt hatten, abzubrennen und Kohle, Gas und Öl in ständig wachsenden Mengen zu verbrauchen. Dadurch wird das Gleichgewicht gestört und die verbliebenen Schadstoffe steigen in die Atmosphäre auf und bewirken zusätzlich den natürlichen Treibhauseffekt.

Treibhausgase

Gase in der Atmosphäre , die am Treibhauseffekt beteiligt sind:
Kohlendioxid (CO2 ) :
Anteil von 50% am Treibhauseffekt.
Verursacher: Verkehrsabgase, Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe wie z. B. Erdöl, Erdgas, Kohle, Holz,…
Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs):
Anteil von 22% ist 18.000-mal schädlicher als CO2.
Verursacher: Treibgase, Kühlmittel, Lösemittel
Methan (CH4) :
Anteil von 13%.Entstehung bei Zersetzung von organischer Materie unter Sauerstoffausschluss z.B. bei Förderung von fossilen Brennstoffen , in Mülldeponien , Rinder
Bodennahes Ozon (O3):
Anteil von 7%. Schädlich für Menschen, Tiere und Pflanzen. Entsteht bei starker Sonneneinstrahlung (Sommer).
Verursacher: Autoabgase, Hausbrand, Industrie, Lösemittel.
Distickstoffoxid (Lachgas) (N2O) :
Anteil von 5%. Entstehung durch Mikroorganismen bei stickstoffreicher Nahrung.
Verursacher: Landwirtschaft, Verbrennung von Biomasse und Kohle
Folgen/ Auswirkungen

Rückkopplungen im Klimawandel:

Rückgang der Vereisung, der Gletscher und Absenken der Schneegrenzen:
Sonnenenergie wird in Wärme umgewandelt und verstärkt die Erwärmung der Erdatmosphäre

Verschiebung der Klimazonen:
Zerstörung der Lebensgrundlage für eingespielte Ökosysteme und Wälder

Zunehmende Trockenheit im Inneren von Kontinenten und Verschiebung von
Klimazonen:
Häufigkeit von Waldbränden und Anfälligkeit von Wäldern gegenüber Schädlingsbefall erhöhen sich

Zunahme von Überschwemmungen, extremer Klimaereignisse und Rückgang
der Vegetation:
Beschleunigung der Auswaschung von Nährstoffen aus Böden sowie Erosion von Böden
Wechsel und Anpassung von Ökosystemen sowie die Nahrungsgrundlagen von Menschen werden beeinträchtigt

Direkte Auswirkungen:

Abrodung der Regenwälder:
Freisetzung von Kohlenstoff aus der Biomasse
Anstieg der CO2 Konzentration

UV-Strahlung schädigt Plankton:
Schädigung der ersten Stufe der Nahrungskette im Ozean
verheerende Auswirkungen auf Nahrungskette und Fischereiwirtschaft

Bedrohung von Lebensräumen:

Erhöhung des Meeresspiegels und die Zunahme von Stürmen und Orkanen:
Überspülung von küstennahen Gebieten
Inselstaaten im Pazifik (50 -250 m über NN) werden von der Landkarte
verschwinden
Lebensgrundlage von Hunderten Millionen Menschen wird zerstört
Umweltflüchtlinge

Ausstreben von ganzen Tier- und Pflanzenarten:
Lebensräume vieler Arten verschieben sich zu schnell (10x schneller als bei
einer Eiszeit):
Bewohner können sich nicht anpassen sterben aus

Vermehrte Schädlingsplagen:
Mikronorganismen und Insekten passen sich schneller an als andere
Lebewesen
Auftreten neuer Krankheiten (in Mitteleuropa: Anophelesmücke und Zecken,
d.h. Malaria, FSME und Borreliose)

Auswirkung auf die Atmosphäre(Ozonschicht):

Zerstörung der Ozonschicht z.B. durch Flugzeugabgase und die Verwendung von Kühlmitteln sowie Treibmitteln in Spraydosen (in Spraydosen und Kühl- und Klimaanlagen befindet sich FCKW).

Die Folgen sind katastrophal. Über der Antarktis befindet sich bereits ein riesiges Ozonloch. Seit einiger Zeit ist auch über Deutschland und über Europa eine deutliche Abnahme der Ozonschicht zu beobachten.

Ozon und Ozonschicht:

Ozonschicht

Ozonschicht ist die Bezeichnung für die Schicht der Atmosphäre. Hier kommt das Gas Ozon(O3) in höchster Konzentration vor. Die Ozonschicht schützt die Erde vor der gefährlichen ultravioletten Strahlung der Sonne. Der Mensch zerstört die Ozonschicht z.B. durch Flugzeugabgase und die Verwendung von Kühlmitteln sowie Treibmitteln in Spraydosen (in Spraydosen und Kühl- und Klimaanlagen befindet sich FCKW).
Was ist Ozon?
Ozonmoleküle sind nichts anderes als eine Verbindung aus drei Sauerstoffatomen. Ozon entsteht durch eine physikalische Anlagerung eines einzelnen Sauerstoffatomes an den Luftsauerstoff, den wir atmen und in dem zwei Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. In der Stratosphäre werden einzelne Sauerstoffatome erzeugt, indem ultraviolette Strahlung den Luftsauerstoff in zwei Sauerstoffatome aufspaltet. Die freien Atome bilden dann mit dem Luftsauerstoff das Ozon der Stratosphäre. Ozon wird aber auch auf natürlichem Weg wieder abgebaut. Natürliche Gase wie Kohlenmonoxid und Wasserdampf trennen die Ozonmoleküle wieder zu Luftsauerstoff. Beide Reaktionen stehen normalerweise im Gleichgewicht zueinander. Durch menschliche Eingriffe hat ein seit Mitte der siebziger Jahre erkennbarer, künstlicher Abbau der Ozonschicht eingesetzt.
O2 homolytische Spaltung O –O O O
(O- Radikale reagieren mit allem!)
O2+ O O3
Ozonloch

Man spricht dann von einem Ozonloch, wenn die Ozonschicht, teilweise zerstört und so dünn geworden ist, dass ein größerer Teil der UV-Strahlung bis zur Erdoberfläche gelangt. Zuerst etwa 1985 über der Antarktis, später auch über der Arktis beobachtete.
Durch die Ausdünnung der Ozonschicht gelangt vor allem mehr UV-Strahlung auf die Erde und stellt für alle Lebewesen eine große Bedrohung dar:
UV Strahlung

UV Strahlung, also Ultraviolette Strahlung ist ähnlich wie sichtbares Licht, Mikrowellen oder Infrarot eine Strahlungsart des Lichts im nicht sichtbaren Bereich. UV Besitzt jedoch eine sehr hohe Energie und eine kurze Wellenlänge. Das führt dazu dass es mit allen möglichen chemischen Verbindungen wechselwirken kann, um genauso wie bei der Ozonbildung Radikale zu bilden. Diese freien Radikale können in unserem Körper jede Verbindung angreifen die sie finden, und diese können folgenden Auswirkungen haben.
Sie verursacht stärkere Sonnenbrände und Hautkrebs,
sie schädigt die Augen, fördert den Grauen Star und kann bis zur Erblindung führen,
sie schwächt das Immunsystem,
sie schädigt die Erbsubstanz, es wäre denkbar, dass die Menschen unfruchtbar werden, dass die Krebsrate ansteigt oder dass vermehrt Missbildungen bei Kindern vorkommen.
Doch selbst wenn ab sofort keine weiteren FCKW produziert und angewendet würden, wird die Zerstörung der Ozonschicht weitergehen. Denn FCKW benötigen durchschnittlich 10-15 Jahre, bis sie die Ozonschicht erreichen.

Möglichkeiten zur Verringerung des Treibhauseffektes
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Meeresalgen das Klima beeinflussen können. Angeblich helfen sie dabei, die Luft abzukühlen. Würde man das Algenwachstum fördern, so glauben Forscher zu wissen, könnte man dadurch die globale Erwärmung, den Treibhauseffekt ausgleichen, d.h. die Temperaturen konstant halten. Allerdings wird diese Art der Bekämpfung des Treibhauseffektes zunehmend schwieriger durchzuführen sein, weil die Algen aufgrund der Verschmutzung der Ozeane sowieso schon stark eingeschränkt sind.
Die wohl wichtigste Maßnahme gegen den Treibhauseffekt muss weltweit das sinnvolle ENERGIESPAREN sein. Vor allem die Schwellenländer China Indien und Afrika investieren nahezu kein Geld in die Nachhaltigkeit ihrer Industrie, so das Abwässer verschmutzt und die Luft vergiftet werden.
Viele, in letzter Zeit von Politikern gemachte, Aussagen zum Klimaschutz sind jedoch mit Vorsicht zu genießen. So sind wirklich wichtige Beitrage zum Klimaschutz das Sparen oder gar nicht erst verbrauchen von fossiler Energie. Wo Passivhäuser, sinnvolle Solaranlagen auf Häusern, bessere Isolierungen und Heizungen sicherlich dazugehören, fügt beispielsweise der oft gelobte Biosprit mittlerweile zu Hunger in den Dritte Welt Ländern, und ist auch nicht wirklich Umweltfreundlich. Genauso wie das ebenfalls bedenkliche Wasserstoffauto, ist wichtig nicht nur zu sehen was kommt aus dem Auspuff des Autos raus, sondern was musste gemacht werden um es dorthin zu bringen. Der unglaubliche Stromaufwand um Wasserstoff zu produzieren, sorgt allerdings dafür, dass diese Autos viel umweltschädlicher sind als heutige Autos, und auch die Anbau-Bilanz des Ökobenzins ist, aufgrund der nötigen Düngemittel, nicht wirklich gut. Hier gilt also wie überall auch, Augen auf beim Energiesparen.

Populäre Maßnahmen wie der Verzicht auf das Auto hätten allerdings rein für den CO2 Haushalt wenig Effekt, und wären vor allem nicht ohne einen ganz drastischen finanziellen Kollaps der Weltwirtschaft machbar, da unser heutiger Reichtum ganz wesentlich auf Mobilität beruht. Auch hier liegt der Schlüssel in umweltfreundlichen Autos, die wenig oder besser gar kein gesamt Kohlenstoffdioxid ausstoßen.
Außerdem muss der Einsatz fossiler Brennstoffe drastisch verringert werden. Greenpeace fordert sogar, dass bis zur Mitte des nächsten Jahrhunderts überhaupt keine fossilen Brennstoffe mehr verwendet werden sollen (wenn sie bis dahin nicht schon verbraucht sind).
Auch müsste die Zerstörung des Regenwaldes sofort gestoppt und neue Wälder aufgeforstet werden. Doch um dem Treibhauseffekt beizukommen, müsste man eine Fläche von ganz Europa bewalden, da ein Wald an sich fast CO2 neutral ist, d.h. er produziert genauso viel wie er verbraucht. Allerdings gehen mit der Waldrodung unglaubliche Mengen CO2 in die Luft, vom Effekt auf die Tierwelt dort ganz zu schweigen.
Wie man sieht, ist der so genannte Treibhauseffekt ein auf unserer Erde nicht zu unterschätzendes Problem. Er könnte die Menschheit neben der Gefahr des Ozonlochs und der Umweltverschmutzung eines Tages noch in den Ruin führen.
Das Kyoto- Protokoll

Die Industriestaaten verpflichteten sich 1997 mit dem Kyoto- Protokoll zur Reduzierung von sechs Treibhausgasen (CO2, CH4, N2O, FCKW-Ersatzstoffe HFC (Teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe), PFC (Perlfluorierte Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe) und SF6 (Schwefelhexafluorid).Der Ausstoß soll bis 2012 um 5,2Prozent unter die Menge von 1990 gesenkt werden. Das Protokoll wurde allerdings erst im November 2004 mit dem formellen Beitritt Russlands verbindlich. Bis heute haben 169 Staaten, die für rund zwei Drittel des Kohlendioxidausstoßes verantwortlich sind, das Protokoll ratifiziert. Kroatien hat angekündigt, das Protokoll ratifizieren zu wollen. Kasachstan hat das Abkommen unterzeichnet, eine Ratifizierung ist jedoch offen.

Top-Ten der Verursacher

Weltweit größter Kohlenstoffdioxidproduzent sind die USA. Das Land lehnt das Protokoll mit der Begründung ab, es schade der eigenen Wirtschaft. Deutschland hat den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid seit 1990 um 16 Prozent vermindert. Die im Kyoto-Protokoll genannten sechs Treibhausgase sind seit 1990 sogar um 19 Prozent gesenkt worden, wobei Deutschland bis
2012 eine Reduktion um 21 Prozent zugesagt hat. Anders sieht es europaweit aus:
Das “Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung” sagt voraus, dass Europa die Kyotoziele verfehlen wird. Die Kohlendioxid-Emissionen haben in Spanien (+62 %), Irland (+45 %), Österreich und Griechenland (je +30 %), Niederlande (+16 %) und Italien (+13 %) deutlich zugenommen. Der Trend für die EU wiederholt sich auch weltweit:
Global stieg der Kohlendioxidausstoß seit 1990 um 27 % an.