Lachgas

Aus Klimawandel
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1 Atmosphärische Konzentrationsänderungen

Distickstoffoxid (N2O), auch Lachgas genannt, gehört zu den langlebigen Treibhausgasen, denn es besitzt eine Verweilzeit in der Atmosphäre von etwa 114 Jahren. Wie Kohlendioxid kommt es in der Atmosphäre daher überall gut durchmischt vor. Eisbohrkerndaten der letzten 2000 Jahre zeigen, dass sich vor der Industrialisierung der N2O-Gehalt der Atmosphäre kaum verändert hat. Von 1750 bis 2005 dagegen ist die Konzentration von 270 ppb auf 319 ppb um 18% angestiegen. Die Wachstumsrate der atmosphärischen Konzentration lag in den letzten Jahrzehnten nahezu linear bei 0,8 ppb/Jahr. Der Strahlungsantrieb beträgt +0.16 W/m2, womit Distickstoffoxid nach CO2, CH4 und den FCKWs das viertwichtigste langlebige Treibhausgas ist.[1]. Aufgrund des allmählichen Rückgangs der FCKW-Konzentrationen wird Stickstoffdioxid in Zukunft aber sogar an dritter Stelle der Treibhausgase liegen.

2 Quellen und Senken

Distickstoffoxid besitzt wie Methan sowohl natürliche wie anthropogene Quellen und wird ebenfalls durch chemische Reaktionen aus der Atmosphäre wieder entfernt. Die gesamten Emissionen werden für das Jahr 1994 auf 17,7 Tg pro Jahr geschätzt.[2] Davon entfallen etwas mehr als die Hälfte auf natürliche Quellen wie den Ozean und Böden (insbesondere der tropischen Zone), der Rest auf anthropogene Quellen wie industrielle Produktion und landwirtschaftlich genutzte Böden. Auffällig ist die Zunahme der Emissionen aus sowohl natürlich wie agrarisch genutzten Böden. Die Ursache wird im vermehrten Eintrag von Stickstoff (N) aus der Luft und in der Landwirtschaft zusätzlich im gestiegenen Gebrauch von Stickstoffdünger gesehen. Außerdem wird die N2O-Emission durch Temperatur und Bodenfeuchte geregelt und reagiert damit auch auf klimatische Veränderungen. Industrielle Quellen für N2O sind die Nylon-Produktion, die Salpetersäure-Produktion und die Verbrennung fossiler Rohstoffe. Bezüglich der genauen Anteile der Quellen bestehen jedoch Unsicherheiten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sowohl die Emissionen von Mikroorganismen im Ozean als auch die Austauschrate von Luftmassen zwischen Troposphäre und Stratosphäre (wodurch N2O-arme Luft heruntergemischt wird) schlecht bekannt sind. Die Abschätzung der anderen Quellen gestaltet sich daher schwierig. Beide genannten Effekte verursachen übrigens einen Jahresgang der Lachgaskonzentrationen in der Troposphäre. Da die leichteren Stickstoffisotope in der Stratosphäre schneller vernichtet werden, ist es auch möglich, aus Isotopenmessungen Rückschlüsse auf Quellen und Senken zu ziehen.

Die hohe Treibhauswirkung von N2O liegt zum einen an der langen atmopshärischen Verweilzeit, die darin begründet ist, dass Distickstoffoxid ausschließlich in der Stratosphäre durch Photolyse bzw. durch die Reaktion mit atomarem Sauerstoff abbaubar ist. Zum anderen aber hat N2O-Molekül eine etwa 200mal größere Strahlungseffizienz als ein CO2-Molekül.


  1. nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.4.2
  2. IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York 2001, 4.2.1.2


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