Zukünftige Treibhausgaskonzentrationen

Aus Klimawandel

Das Klima des 21. Jahrhunderts ist selbstverständlich auch von natürlichen Schwankungen abhängig, wird aber nach heutiger Kenntnis vor allem von der Entwicklung der Weltgesellschaft und ihren Emissionen an Treibhausgasen und Aerosolen beeinflusst. Da diese Entwicklung nicht vorhergesagt werden kann, hat der IPCC verschiedene mögliche Szenarien aufgestellt, von denen wiederum die künftigen Treibhausgas- und Aerosol-Emissionen abhängig sind. Aus den möglichen Emissionen können mit Klimamodellen die möglichen Konzentrationen der Treibhausgase und Aerosole in der Atmosphäre berechnet werden.

Emissionsentwicklung

Szenarien der globalen Emissionen von Treibhausgasen (CO2, CH4, N2O, FCKW) in CO2-Äquivalenten pro Jahr

Die Emission von Treibhausgasen hat im Zeitraum 1970-2004 um 70 % zugenommen. Am stärksten war daran CO2 mit einer 80prozentigen Zunahme beteiligt.[1] Hauptverursacher für diese Entwicklung war der Energieverbrauch, der auch in den nächsten Jahrzehnten weiter zunehmen wird. Nach Berechnungen der Internationalen Energieagentur IEA[2] von 2008 wird sich der weltweite Energiebedarf zwischen 2006 und 2030 um 45 % erhöhen, was eine Wachstumsrate von 1,6 % pro Jahr bedeutet.[3] Die IEA geht davon aus, dass sich die Dominanz der fossilen Energieträger Öl, Gas und Kohle bei Fortsetzung der gegenwärtigen Energiepolitik bis 2030 nicht wesentlich ändern wird. Am Energiemix 2030 werden die fossilen Energieträger mit 80 % ähnlich wie heute beteiligt sein. 87 % des Wachstums werden durch die nicht zur OECD[4] gehörenden Länder, vor allem China, Indien und den Mittleren Osten, verursacht, deren Anteil am gesamten Energieverbrauch in der Welt von 51 % auf 62 % steigen wird. Die Kohlendioxid-Emissionen aus der Energienutzung werden danach bis 2030 von 28 auf 41 Gigatonnen (Gt) pro Jahr bzw. um 45 % steigen.

Berücksichtigt man auch das aus der Änderung der Landnutzung und der Zementproduktion stammende Kohlendioxid sowie die weiteren Treibhausgase Methan, Distickstoffoxid und die FCKWs, so werden laut IEA die Emissionen im Jahre 2030 etwa 60 Gt CO2-Äquivalente betragen, gegenüber 45 Gt CO2-Äquivalenten im Jahr 2005. Dieser Trend könnte bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zu einer Treibhausgaskonzentration von 1000 ppm CO2-Äquivalenten und einer Temperaturzunahme um 6 °C führen.

Die IEA-Berechnungen für das Jahr 2030 liegen etwa im mittleren Bereich der Szenarien des Weltklimarates IPCC. Die IPCC-Szenarien gehen wie die der IEA von einer gegenüber heute unveränderten Klimaschutzpolitik aus; sie berücksichtigen aber unterschiedliche Szenarien für die Entwicklung der globalen Gesellschaft (Bevölkerungs-, Wirtschafts-, Technologieentwicklung u.a. Faktoren). Dadurch ergibt sich eine größere Bandbreite bei den möglichen Emissionen.

Auf der Basis der IPCC-Szenarien werden die Emissionen bei 80 % der Berechnungen für 2030 zwischen 45 und 70 Gt CO2-Äq. pro Jahr liegen und im Extrem als Minimum 30 und als Maximum 95 Gt CO2-Äq./Jahr betragen können. 2100 können die Emissionen nach den A1Fl- und A2-Szenarien sogar knapp 140 Gt CO2-Äq./Jahr erreichen, eine Verdreifachung des jetzigen Wertes. Die Szenarien A1T und B1 würden am Ende des 21. Jahrhunderts allerdings niedriger als die gegenwärtigen Emissionen liegen. Bei diesen Szenarien, aber auch bei dem Szenario A1B geht man von einem Maximum um die Jahrhundertmitte aus, wonach sich die Emissionen wieder verringern würden.

Konzentrationsszenarien

Kohlendioxid

Auch aus den vorgegebenen Emissionsszenarien lassen sich nur mit großen Unsicherheiten die entsprechenden Konzentrationsszenarien abschätzen. Der Grund liegt darin, dass das emittierte CO2 in einen Kreislauf eingeht, der aus komplizierten Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Landbiosphäre und Ozean besteht.

Methan und Distickstoffoxid

Methan- und Distickstoffkonzentrationen 2000-2100 nach verschiedenen IPCC-Szenarien

Während die gegenwärtige Methan-Konzentration bei ca. 1800 ppb liegt (s. Abb. ), wird damit gerechnet, dass sie bis zur Jahrhundertmitte in den meisten Szenarien auf ca. 2500 ppb ansteigt, um dann je nach Szenario abzusinken oder bis über 3000 ppb anzusteigen. An dieser Entwicklung sind jedoch nicht nur die anthropogenen Emissionen beteiligt, sondern überwiegend die indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf natürliche Methansenken wie Feuchtgebiete und Permafrostböden.

Beobachtungen zeigen bisher schon deutliche Freisetzungen von CH4 bei auftauendem Permafrost. Bei einer Erwärmung um 2 °C und einer Zunahme der Niederschläge um 10 % wird mit einer Steigerung der Emission von Methan aus Feuchtgebieten um 21 % gerechnet, bei einer Temperaturzunahme um 3,4 °C sogar um 78 %. Andererseits haben Untersuchungen gezeigt, dass Methan durch die Reaktion mit dem Hydroxyl-Radikal OH, dessen atmosphärische Konzentration bei steigender Temperatur zunimmt, in einer wärmeren Atmosphäre auch verstärkt entfernt wird.[5]

Eine weitere Möglichkeit der Methanfreisetzung in einer wärmeren Welt besteht langfristig gesehen bei den Methan-Hydraten im Ozean, in denen große Mengen an Methan gespeichert sind. Studien gehen davon aus, dass sich der Methanbestand in Hydraten bei einer Erwärmung des ozeanischen Bodenwassers über den Hydraten um 3 °C um 85 % verringern würde. Dazu könne es jedoch erst in mehreren Jahrtausenden kommen.[6]

Die Hauptquelle von anthropogenem Distickstoffoxid (N2O), auch Lachgas genannt, ist die Emission aus der Landwirtschaft. Da auch in Zukunft mit einer zunehmenden Einbringung von Stickstoffdünger gerechnet werden muss, zeigen alle Szenarienrechnungen eine Zunahme der N2O-Konzentration.

Troposphärisches Ozon

Das Ozon in der Troposphäre wird bis 2100 um 40 bis 60 % zunehmen. Ursache sind vor allem die Emissionen der Vorläuferstoffe NOx, CH4 und CO. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Zuwächse vor allem in den tropischen und subtropischen Regionen zu finden sein werden, bes. in Indien, Südostasien und Mittelamerika. Da in diesem Jahrhundert auch die Konzentration des stratosphärischen Ozons wieder zunehmen wird, kommt auch von dieser Seite ein Erwärmungseffekt hinzu.

Einzelnachweise

  1. ↑ IPCC WGIII (2007): Mitigation of Climate Change, Technical Summary, S. 27
  2. ↑ International Energy Agency
  3. ↑ Vgl. IEA: World Energy Outlook 2008, Fact Sheets
  4. ↑ Die aus 30 Staaten bestehende Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD = Organisation for Economic Cooperation and Development) umfasst im wesentlichen die traditionellen Industrieländer: EU, USA, Kanada, Japan, Australien u.a.
  5. ↑ IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.4.3.
  6. ↑ IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.4.1.2.

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