CO2 Ausstoß und Klimaerwärmung,der Tod der Erde.

Die von der NASA 1994 publizierte Karte zur Verteilung des Ozons in der Atmosphäre basiert auf einer Vielzahl digitaler Daten. Geringe Ozonkonzentrationen (in der Karte blau dargestellt) herrschen demnach nahe der Antarktis vor.

Ozonschicht, Bereich in der Atmosphäre, der sich etwa 20 bis 30 Kilometer oberhalb der Erdoberfläche befindet.

In der Ozonschicht herrscht eine Ozonkonzentration von bis zu 10 ppm (Anzahl der Teilchen pro Million Teilchen: parts per million). Das Ozon entsteht dort durch die Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Sauerstoff. Diese Einwirkung findet seit Millionen von Jahren statt, doch haben Stickstoffverbindungen in der Atmosphäre die Ozonkonzentration auf einem etwa stabilen Niveau gehalten. Derart große Ozonkonzentrationen am Erdboden würden die menschliche Gesundheit gefährden – aber da die Ozonschicht das Leben auf der Erde vor der krebserregenden ultravioletten Sonnenstrahlung schützt, ist sie von größter Wichtigkeit. Aus diesem Grund waren Wissenschaftler beunruhigt, als sie entdeckten, dass chemische Gase, darunter vor allem die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs; Fluorverbindungen) – lange Zeit als Kühlmittel und als Treibmittel in Spraydosen benutzt – eine Bedrohung für die Ozonschicht darstellen. In die Atmosphäre freigesetzt, steigen die chlorhaltigen Gase auf und werden vom Sonnenlicht gespalten, woraufhin das freigesetzte Chlor mit den Ozonmolekülen reagiert und diese zerstört. Deswegen wurde der Gebrauch von FCKWs in vielen Ländern verboten.

Mitte der achtziger Jahre des 20. Jahrhunderts wiesen Forscher einen Rückgang von Ozon in der Atmosphäre über der Antarktis nach. Das so genannte Ozonloch entsteht im antarktischen Frühling und bleibt für einen Zeitraum von mehreren Monaten bestehen, bis es sich wieder schließt. Wie andere Untersuchungen ergaben, bei denen Höhenballons und Wettersatelliten eingesetzt wurden, ging der Gesamtanteil des Ozons in der Ozonschicht über der Antarktis zurück. Messungen zufolge erreichte der Rückgang der Ozonschicht über der Antarktis 1998 höhere Werte als in den Vorjahren. Flüge über der Arktis zeigten ähnliche Entwicklungen. Im Jahr 1985 wurde eine Konvention von den Vereinten Nationen verabschiedet, bekannt als Protokoll von Montreal, in dem 49 Unterzeichnerstaaten ein Auslaufen der FCKW-Produktion bis zum Ende des Jahrhunderts zusagten; 1987 wurde ein Abkommen zum Schutz der Ozonschicht von 36 Staaten signiert und später ratifiziert. Die Europäische Gemeinschaft (heute Europäische Union) schlug 1989 ein vollständiges Nutzungsverbot von FCKWs während der neunziger Jahre vor, dem sich die USA anschlossen. Um die Verminderung des Ozons weltweit zu beobachten, schoss die NASA 1991 einen sieben Tonnen schweren Forschungssatelliten in eine Umlaufbahn. In einer Höhe von 600 Kilometern kreist das Weltraumfahrzeug um die Erde, misst Ozonschwankungen in verschiedenen Höhen und verschafft zum ersten Mal ein vollständiges Bild von der chemischen Struktur der oberen Atmosphäre.

Im September 1997 wurde auf der internationalen Konferenz zum Schutz der Ozonschicht in Montreal der Ausstieg aus dem Pilzbekämpfungsmittel Methylbromid beschlossen. Diese Substanz trägt ebenfalls zur Schädigung der lebenswichtigen Ozonhülle der Erde bei. Der von der Europäischen Union (EU) eingebrachte Vorschlag einer vom Jahr 2030 auf 2015 vorgezogenen Beendigung des Verbrauchs von teilhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (H-FCKWs) vom Jahr 2030 auf 2015 scheiterte u. a. am Widerstand der Vereinigten Staaten von Amerika. In den USA wurden die mittlerweile in Industriestaaten verbotenen FCKWs vor allem in Klimaanlagen durch H-FCKWs ersetzt; diese sind zwar weniger aggressiv, schädigen die Ozonschicht jedoch auch.

Für Industriestaaten wurde bei Methylbromid das Ausstiegsdatum auf den 1. Januar 2005 (bei Reduktionsschritten von 25 Prozent bis 1999, von 50 Prozent bis 2001 und von 70 Prozent bis 2003) festgelegt. Für Entwicklungsländer gilt der 1. Januar 2015 als endgültiger Ausstiegstermin; bis zum Jahr 2005 soll dort der Ausstoß um wenigstens 20 Prozent vermindert werden. Bei den Industrieländern galt bislang das Jahr 2010 als Ausstiegsziel. Für Entwicklungsländer war vorher kein Datum fixiert worden. Methylbromid wird vor allem in den Entwicklungsländern, in den USA und in einigen südeuropäischen Ländern u. a. zum Haltbarmachen von Obst und Blumen eingesetzt.

Globale Erwärmung, Anstieg der Temperatur des Systems Erde und Atmosphäre aufgrund der Verbrennung fossiler Energieträger und anderer industrieller Prozesse, die zur Steigerung der Emission von Treibhausgasen (vor allem Kohlendioxid, Methan, Stickstoffoxide und Fluorchlorkohlenwasserstoffe) in der Atmosphäre führen.

Schon seit 1896 ist bekannt, dass Kohlendioxid dazu beiträgt, dass die Wärmestrahlung der Erde nur noch in verringertem Ausmaß in das Weltall entweichen kann. Dadurch wird die Wärmeabgabe nach außen vermindert, und es kommt zur Aufheizung der Erdatmosphäre, dem so genannten Treibhauseffekt. Dieser Effekt ergibt sich aus den natürlichen Bedingungen und war für die Entstehung von Leben auf der Erde absolut notwendig. Zum Problem wurde der Treibhauseffekt erst durch verstärkten Eintrag der ihn verursachenden Substanzen durch menschliche Aktivitäten. Der verstärkte Ausstoß von – auch in der natürlichen Atmosphäre vorkommenden – Gasen etwa durch Verbrennungsprozesse führt zusammen mit der Emission von in der Atmosphäre ursprünglich nicht vorhandenen Substanzen (z. B. Fluorchlorkohlenwasserstoffe) zu einer Erhöhung des Treibhauseffekts. Eine Konsequenz davon ist die globale Erwärmung. Mögliche Folgen dieser globalen Erwärmung könnten das verstärkte Abschmelzen der Eismassen in Polargebieten und der Gletscher sein. Dieser Effekt würde einen Anstieg des Meeresspiegels nach sich ziehen, der weltweite Überschwemmungen zur Folge hätte. Dies wäre insbesondere in Ländern mit flachen, weit ins Landesinnere reichenden Küstenbereichen wie in Bangladesh oder den Niederlanden katastrophal und würde u. a. den Verlust großer landwirtschaftlicher Nutzflächen nach sich ziehen. Weitere Folgen wären die Verschiebung von Klimagürteln und eine Ausweitung der Gebiete mit wüsten- oder steppenartigen Bedingungen. Der Verlust von Siedlungs- und Agrarflächen könnte zu massiven Bevölkerungsbewegungen führen.

Seit 1850 ist die Temperatur weltweit um etwa 1 °C angestiegen. Nach wie vor nicht ganz geklärt ist jedoch, ob dieser nachweisbare Anstieg nur auf den Einfluss des Menschen – etwa die gestiegenen Kohlendioxidemissionen – zurückzuführen ist oder ob und inwieweit auch natürliche Klimaveränderungen daran beteiligt sind. Schließlich wäre es auch plausibel, dass der Anstieg innerhalb einer natürlichen Schwankungsbreite des globalen Klimas liegt. Derartige Schwankungen wurden für Zeiträume von Zehntausenden von Jahren festgestellt, und sie zeigen sich sowohl in längeren wie kürzeren Zyklen. Wissenschaftliche Untersuchungen ergaben, dass vor allem die vergleichsweise hohen Temperaturen während der Winter im Lauf des 20. Jahrhunderts zur globalen Erwärmung beitrugen. Seit 1890 sind mit Ausnahme der sechziger Jahre die durchschnittlichen Wintertemperaturen aller Dekaden als sehr mild bewertet worden. Nach Angaben der World Meteorological Organization (WMO) war 1998 das wärmste Jahr seit dem Beginn der Temperaturmessungen. Die Unsicherheiten in der Ursachenerforschung sind aber auch einer der Gründe, weshalb Maßnahmen zur Begrenzung des Kohlendioxidausstoßes von manchen Ländern wie etwa den USA immer noch nicht – oder nicht in dem Ausmaß wie in anderen Staaten – gesetzlich durchgesetzt werden. Dennoch sind die Gefahren, die mit einer globalen Erwärmung zusammenhängen, so groß und die Folgen so weit reichend, dass alle international führenden Wissenschaftler ein schnelles Handeln und eine internationale Zusammenarbeit fordern.

Ende 1997 einigten sich 160 Länder in Kyoto auf ein Abkommen zur Reduzierung der Treibhausgase, das den Ausstoß der klimaschädlichen Gase um 5,2 Prozent (ausgehend von 1990) verringern soll. Die Europäische Union hatte sich für eine 15-prozentige Minderung ausgesprochen. Auf der vierten UN-Klimakonferenz in Buenos Aires Anfang November 1998 wurde ein „Aktionsplan von Buenos Aires" zur Senkung der Treibhausgase verabschiedet. Gleichzeitig wurde eine Arbeitsgruppe zur Kontrolle des Protokolls von Kyoto gebildet.

Klimaänderung, im Unterschied zu Klimaschwankungen grundlegene Wandlung des Klimas von langer Dauer. Klimaschwankungen sind verhältnismäßig kurzfristige Schwankungen (Jahrzehnte bis wenige Jahrhunderte) ohne Veränderung des allgemeinen Klimacharakters. Im Gegensatz dazu haben Klimaänderungen eine Dauer von bis zu einer Million Jahre und mehr. Klimaänderungen lassen sich nur bei Betrachtung langer erdgeschichtlicher Zeiträume erkennen. Im Laufe der Erdgeschichte war das weltweite Klima immer wieder zum Teil starken Änderungen unterworfen (siehe geologische Zeitrechnung).

Für die Ursachen von Klimaänderungen wurde bis heute trotz zahlreicher Theorien keine befriedigende Erklärung gefunden. Ursächlich für die Schwankungen der zugestrahlten Sonnenenergie sind die gewaltigen Eruptionen der Sonne. Neben den Elementen der Erdbahn, die periodischen Schwankungen unterliegen, sowie der Bewegung des Sonnensystems in der Milchstraße werden zur Erklärung von Klimaänderungen auch die Plattentektonik und die damit verbundene Bewegung von Platten herangezogen. Die Lage eines Kontinents in polaren Regionen (z. B. Antarktis) sowie die Herausbildung von Gebirgen (z. B. Himalaya) sind von großer Bedeutung für das Klima. Durch das Auseinanderbrechen oder durch die Kollision von Platten öffnen bzw. schließen sich Meeresarme, entstehen neue Meeresströmungen oder werden abgelenkt; dadurch ändert sich die Wärmeverteilung in den Weltmeeren, was wiederum zu Auswirkungen auf das Weltklima führen kann.

Erdgeschichtliche Klimaänderungen lassen sich u. a. in Sedimentfolgen, durch Vereisungsspuren und in Eisbohrkernen nachweisen. In der Sahara herrschte beispielsweise ein semihumides bis humides Klima, bevor sich im Ordovizium (vor etwa 440 Millionen Jahren) große Teile der Sahara mit Gletschern überzogen, denn die heutige Wüstenregion lag damals im Bereich des Südpols. Im frühen Tertiär, vor etwa 65 Millionen Jahren, herrschte dort ein tropisch-wechselfeuchtes Klima.

Im Pleistozän (Beginn vor 1,8 bis 1,6 Millionen Jahren) wechselten sich Kalt- und Warmzeiten ab, mit einer Dauer von jeweils bis zu 100 000 Jahren. In den Kaltzeiten bedeckten in Mitteleuropa gewaltige Eismassen das nördliche Europa und den Alpenraum (siehe Vergletscherung). Im Umland der vereisten Gebiete war Permafrost (siehe Dauerfrostboden) verbreitet. Die ständig in bis zu 300 Meter Tiefe gefrorenen Böden tauten in den kurzen Sommern nur oberflächlich auf – Bedingungen, die heute noch in weiten Teilen Sibiriens gegeben sind. Die mittleren Jahrestemperaturen lagen damals um bis zu 15 °C niedriger als heute. In den Warmzeiten wurden bis zu 3 °C höhere Temperaturen als heute erreicht. Bis heute sind sechs pleistozäne Eiszeiten (auch Kaltzeiten oder Glaziale) bekannt, die jeweils von Warmzeiten (auch Interglaziale) abgelöst wurden. Es wurden auch mehrere erdgeschichtlich ältere Eiszeiten nachgewiesen.

Treibhauseffekt, bezeichnet den Einfluss der Atmosphäre auf den Wärme- und Strahlungshaushalt der Erde.

Die Atmosphäre ist in hohem Maß durchlässig für einfallende kurzwellige Sonnenstrahlung, die von der Erdoberfläche absorbiert wird. Als langwellige Wärmestrahlung wird sie von hier wieder an die Atmosphäre abgegeben. Befinden sich jedoch so genannte Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan, Stickstoff und Ozon in zu hoher Konzentration in der Atmosphäre, kann die Wärmestrahlung nicht mehr komplett ins Weltall abgestrahlt werden. Sie wird in der Atmosphäre absorbiert, was zu einer globalen Erwärmung führt. In den vergangenen 100 Jahren ist es – sehr wahrscheinlich aufgrund der Treibhausgase – zu einem globalen Temperaturanstieg von 0,3 bis 0,6 °C gekommen. Nach Angaben der World Meteorological Organization (WMO) war 1998 das wärmste Jahr seit dem Beginn der Temperaturmessungen.

Das Vorkommen von Kohlendioxid in der Atmosphäre steigt wegen der Nutzung fossiler Brennstoffe wie Öl, Gas und Kohle jährlich um 0,4 Prozent an; das Roden und Verbrennen in den tropischen Wäldern ist ebenfalls ein wichtiger Faktor im Kohlenstoffkreislauf. Die Vereinigten Staaten haben allein ein Viertel des weltweiten CO2-Ausstoßes zu verantworten. Andere Gase wie Methan und Fluorchlorkohlenwasserstoffe nehmen sogar noch schneller zu. Diese Zunahmen könnten zu einem weltweiten Temperaturanstieg von 2 bis 6 °C in den nächsten 100 Jahren führen. Eine Erwärmung dieses Ausmaßes würde das Klima auf der ganzen Erde verändern, Ernten beeinflussen und den Meeresspiegel deutlich ansteigen lassen. Letzteres wiederum würde Millionen von Menschen durch Flutkatastrophen bedrohen.

Im März 1997 einigten sich die Umweltminister der Mitgliedsstaaten der Europäischen Union darauf, dass in ihren Ländern der Ausstoß an Treibhausgasen bis zum Jahr 2010 um 15 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden soll; die deutsche Bundesregierung ging noch weiter und legte sich im November 1997 auf die Verringerung des Kohlendioxid-Ausstoßes bis zum Jahr 2005 um 25 Prozent gegenüber 1990. Vertreter aus 160 Staaten verständigten sich auf der UNO-Klima-Gipfelkonferenz im japanischen Kyoto am 11. Dezember 1997 auf einen Kompromiss zur Verminderung der Treibhausgasemissionen. Das Abschlussprotokoll sieht eine weltweite Reduzierung des Gesamtausstoßes an klimaschädigenden Gasen in Höhe von 5,2 Prozent (ausgehend von 1990) innerhalb eines Zeitrahmens von 22 Jahren vor. Auf der vierten UN-Klimakonferenz in Buenos Aires Anfang November 1998 wurde ein „Aktionsplan von Buenos Aires" zur Senkung der Treibhausgase verabschiedet. Gleichzeitig wurde eine Arbeitsgruppe zur Kontrolle des Protokolls von Kyoto gebildet.