Klimawandel

Der menschengemachte Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unseres Jahrhunderts. Temperaturanstieg, Zunahme von Extremwetterereignissen, Ozeanversauerung, Gletscherschmelze und der Anstieg des Meeresspiegels haben nicht nur verheerende Auswirkungen auf die Lebensräume von Tieren und Pflanzen, sondern auch auf uns Menschen.

Untersuche mit uns die Ursachen und Folgen des Klimawandels und finde heraus, wie wir das Fortschreiten aufhalten und die Schäden minimieren können.

Was ist Klimawandel?

Klimawandel bedeutet, dass sich die durchschnittlichen Temperaturen, Niederschläge und Windverhältnisse auf der Erde langfristig ändern.

In der Geschichte unseres Planeten hat es schon mehrere Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten gegeben. Und obwohl sich diese viel langsamer vollzogen als der momentan durch uns Menschen verursachte Klimawandel, starben bei den Klimaereignissen der Vergangenheit viele Arten aus. Um eine erneute Klimakatastrophe zu verhindern, müssen wir den Hauptgrund für die globale Erwärmung stoppen – die Zunahme von Treibhausgasen in der Atmosphäre.

 

Was sind Treibhausgase?

Treibhausgase sind ein wichtiger natürlicher Bestandteil unserer Atmosphäre. Ohne sie wären die Durchschnittstemperaturen auf der Erde ca. 33 Grad niedriger. Es gäbe kein Leben in der Form, wie wir es kennen.

Treibhausgase sorgen dafür, dass ein Teil der Wärmestrahlung nicht direkt ins Weltall zurückgeworfen wird. Dadurch haben wir auf unserem Planeten ein lebensfreundliches Klima. Bringen wir nun aber immer mehr Treibhausgase in die Atmosphäre, verstärkt sich dieser Effekt.

Woraus besteht unsere Atmosphäre überhaupt?

Die Erdatmosphäre setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Hauptsächlich sind das verschiedene Gase. Hinzu kommen Wasserdampf und Aerosole (winzige Partikel wie Staub, Pollen oder Flüssigkeitströpfchen).

Weißt du, zu wie viel Prozent die vier häufigsten Gase in unserer Erdatmosphäre vorkommen?

Alle Gase, die weniger als ein Prozent der Erdatmosphäre ausmachen, nennt man Spurengase. Unter ihnen machen klimaneutrale Gase (z. B. Argon, Neon, Helium) den größten Teil aus. Das Verhältnis zwischen klimaneutralen Spurengasen und Treibhausgasen beträgt etwa 22:1.

Was sind die wichtigsten Treibhausgase?

In der folgenden Übersicht lernst du die wichtigsten Treibhausgase kennen. Du erfährst, wie sie in der Natur vorkommen und durch welche anthropogenen (= durch Menschen verursachte) Prozesse weitere Mengen in die Atmosphäre gelangen.

Kohlendioxid

Kohlendioxid (CO2) ist das wichtigste Treibhausgas. Es macht etwa 0,04 Prozent der Erdatmosphäre aus und trägt maßgeblich zur globalen Erwärmung bei. Kohlendioxid (auch: Kohlenstoffdioxid) ist eine Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und entsteht zum Beispiel bei der Verwitterung von Gestein, bei vulkanischer Aktivität, bei der Zellatmung von Lebewesen und bei natürlichen Bränden.

Im Wasser gebundenes CO2 kann ebenfalls wieder in die Atmosphäre abgegeben werden. Dies ist der Fall, wenn abgesunkene Nährstoffe wieder an die Oberfläche kommen oder wenn sich die Wassertemperatur erhöht, weil dann die Löslichkeit von Kohlendioxid abnimmt.

Im Laufe des industriellen Zeitalters hat der Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre stark zugenommen. Hauptgründe dafür sind die Verbrennung fossiler Rohstoffe (Kohle, Öl, Erdgas), industrielle Prozesse (z. B. die Herstellung von Zement und Stahl) und Entwaldung.

Kohlendioxid hat von allen Treibhausgasen den größten Einfluss auf den Klimawandel. Es macht ca. 76 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen aus und verbleibt mehrere Jahrhunderte in der Atmosphäre. Kohlendioxid wurde als Referenz für das Treibhauspotential der verschiedenen Gase festgelegt und hat einen Wert von 1.

Methan

Methan (CH4) entsteht, wenn sich organische Stoffe anearob (ohne Zufuhr von Sauerstoff) zersetzen. Dies passiert unter anderem beim Verfaulen von organischem Material in Sümpfen und Mooren. Beim Verdauungsprozess von Wiederkäuern (Rinder, Schafe usw.) wird ebenfalls Methan freigesetzt.

Die Konzentration von Methan ist im Vergleich zu Kohlendioxid in der Atmosphäre deutlich geringer. Es macht nur etwa 0,00018% der Erdatmosphäre aus – unter einer Million Luftteilchen befinden sich also nur 1,8 Teilchen Methan. Methan hat aber eine deutlich stärkere Treibhauswirkung.

Massentierhaltung von Wiederkäuern, Reisanbau, Mülldeponien, Abwasserbehandlung sowie die Förderung und Verbrennung von fossilen Brennstoffen vergrößern den Methan-Gehalt in der Atmosphäre.

Methan macht ca. 16 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen aus und verbleibt etwa 12 Jahre in der Atmosphäre. Sein Treibhausgaspotiential hat einen Wert von 28–36 (verglichen mit dem Referenzwert 1 von Kohlendioxid).

Distickstoffmonoxid

Distickstoffmonoxid (= Lachgas, N2O) hat einen Anteil von 0,00003 Prozent an der Erdatmosphäre – 0,3 Teilchen pro eine Million Teilchen in der Luft. Es ist ein starkes Treibhausgas und trägt zusätzlich zur Zerstörung der Ozonschicht bei.

Distickstoffmonoxid entsteht, wenn Stickstoffverbindungen durch Bakterien zersetzt werden. Dieser Vorgang verringert die Nitratkonzentration in Erde und Wasser, was gut für die Bodenfruchtbarkeit und Wasserqualität ist.

Die hauptsächlichen anthropogenen Quellen für Distickstoffmonoxid sind die chemische Industrie sowie die Herstellung und der Einsatz von Düngemitteln (Stickstoffdünger). Auch bei der Verbrennung von Biomasse und fossilen Brennstoffen wird Distickstoffmonoxid freigesetzt.

Distickstoffmonoxid macht ca. 6 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen aus und verbleibt etwa 114 Jahre in der Atmosphäre. Sein Treibhausgaspotiential hat einen Wert von 298 (verglichen mit dem Referenzwert 1 von Kohlendioxid).

Ozon

Ozon (O3) hat in der Erdatmosphäre einen Anteil von nur 10-100 Teilchen innerhalb einer Milliarde Luftteilchen.

Ozon hat positive und negative Effekte. In der Stratosphäre (in ca. 10-50 km Höhe) absorbiert Ozon den größten Teil der schädlichen krebserregenden UV-Strahlung der Sonne. Die dabei erzeugte Wärme hat Einfluss auf Wetter und Klima.

In der untersten Schicht der Erdatmosphäre befindet sich das „schlechte“ Ozon. Es ist ein Hauptbestandteil von Smog, kann die Photosynthese von Pflanzen beeinträchtigen, zu Atemwegserkrankungen führen und wirkt hier ebenso als Treibhausgas.

Durch seine abtötende Wirkung wird Ozon zur Desinfektion und bei der Wasseraufbereitung verwendet. Auch beim industriellen Bleichen von Textilien setzt man Ozon ein.

Da Ozon nur einige Tage bis Wochen in der Atmosphäre verbleibt und ganz unterschiedliche Effekte hat, wird für dieses Gas üblicherweise kein Treibhausgaspotenzial angegeben.

Fluorierte Gase

Fluorierte Gase (F-Gase: HFKW, PFKW, SF, FCKW) tragen gleichfalls erheblich zum Klimawandel bei. Diese Gase kommen in der Natur nicht vor, sondern werden synthetisch hergestellt.

Zum Einsatz kommen sie unter anderem als Kältemittel, in Schaumstoffen und Feuerlöschsystemen, in der Elektroindustrie sowie in medizinischen Anwendungen. FCKW ist inzwischen verboten, kann aber beispielsweise noch bei einer unsachgemäßen Entsorgung alter Kühlschränke austreten.

Fluorierte Gase machen weniger als 2 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen aus und können mehrere tausend Jahre in der Atmosphäre verbleiben. Ihr Treibhausgaspotiential einen Wert von über 10.000 (verglichen mit dem Referenzwert 1 von Kohlendioxid).

Wasserdampf

Wasserdampf (H₂O) macht mit 0,1 Prozent bis 4 Prozent einen erheblichen Anteil der Treibhausgase in der der Erdatmosphäre aus.

Der gasförmige Zustand von Wasser zählt aber nicht als eigenständiges Gas. Seine Konzentration hängt außerdem stark von verschiedenen Faktoren ab, zum Beispiel von der Temperatur, Jahreszeit, Vegetation und der Klimazone. Deshalb betrachtet man den Einfluss von Wasserdampf auf den Treibhauseffekt normalerweise nicht separat und es wird kein Treibhausgaspotential für Wasserdampf angegeben. Auch beim Anteil der verschiedenen Gase an der Erdatmosphäre wird Wasserdampf nicht eingerechnet – man spricht dann vom Anteil an der trockenen Luft.

Hauptquellen für den menschengemachten Klimawandel

Wie du bereits gelesen hast, verdanken wir das lebesfreundliche Klima auf der Erde verhältnismäßig geringen Mengen an Treibhausgasen in der Atmosphäre. Dies macht aber auch deutlich, was für eine große Wirkung zusätzliche Mengen haben und warum wir die Treibhausgasemissionen unbedingt einschränken müssen.

Wer ist nun aber für wie viele Emissionen verantwortlich? Das Thema ist sehr komplex und viele Bereiche greifen ineinander. Je nach Art der Zurechnung unterscheiden sich die Zahlen verschiedener Quellen. Wir haben in unserem Kreisdiagramm deshalb auf konkrete Zahlen verzichtet, trotzdem erkennt man gut die ungefähre Aufteilung. Klicke auf die Info-Punkte, um mehr zu erfahren.

Vulkane und Sonne

Gelegentlich wird auf die Auswirkung von Vulkanen und Sonne verwiesen, die für den Klimawandel verantwortlich sein sollen. Was ist da dran?

Bei den derzeitigen Vulkanaktivitäten werden durch Ausbrüche pro Jahr bis zu 300 Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Luft geschleudert. Verglichen mit dem anthropogenen Anteil von bis zu 40 Milliarden Tonnen pro Jahr macht das aber weniger als ein Prozent aus.

Der sich etwa alle 11 Jahre wiederholende Zyklus von stärkerer und schwächerer Sonnenaktivität hat geringfügige Einflüsse auf das Klima, steht aber ebenfalls in keinem Verhältnis zum Ausmaß des Temperaturanstiegs in den letzten Jahrzehnten.

Es lässt sich nicht leugnen, dass der derzeitige Klimawandel durch uns Menschen verursacht wird. In Hinblick auf die Naturgewalten sollten wir uns aber ganz besonders angespornt fühlen, die Treibhausgas-Emissionen zu senken. Unvorhergesehene Ereignisse können ganz schnell dazu führen, dass kritische Schwellenwerte (sogenannte Kipppunkte) überschritten werden und sich eine Klimakatastrophe dann nicht mehr verhindern lässt.

 

Folgen des menschengemachten Klimawandels

Der von uns Menschen verursachte Klimawandel hat weitreichende Auswirkungen auf alle Bereiche des Lebens. Einige davon bekommen wir schon jetzt zu spüren. Neben dem Temperaturanstieg sind das:

  • häufigere und intensivere Extremwetterereignisse
  • Anstieg des Meeresspiegels
  • veränderte der Lebensräume für Menschen, Tiere und Pflanzen

Wie beeinflusst der Klimawandel Tiere und Pflanzen?

Der Klimawandel führt zu Verschiebungen in den Verbreitungsgebieten von Tieren und Pflanzen. Wechselwarme Tiere und viele Pflanzen haben eine besonders begrenzte Toleranz für Extreme. Außerdem können bestimmte Lebewesen ihre Ökosysteme nicht einfach verlassen (z. B. Korallen). Das beeinträchtigt die Überlebensfähigkeit vieler Arten. Auch die Verfügbarkeit von Nahrung ist davon betroffen. Müssen die Tiere auf andere Nahrungsquellen zurückgreifen, kann das Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem haben.

Ein wärmeres Klima begünstigt zudem die Verbreitung von Parasiten, Schädlingen und Krankheiten. Mildere Winter erhöhen die Überlebensrate der Überträger von Krankheiten und längere Sommer führen zu einer stärkeren Ausbreitung. Sind die Lebewesen bereits durch andere Faktoren des Klimawandels geschwächt, steigt außerdem ihre Anfälligkeit für Krankheiten.

Die Ökosysteme können Veränderungen bis zu einem bestimmten Grad abfedern. Allerdings haben wir Menschen die Umwelt durch Verschmutzung, Überfischung und Urbanisierung schon so stark geschwächt, dass eine zusätzliche Krise für viele Lebewesen das Aus bedeuten könnte.

Welchen Effekt hat das auf uns Menschen?

Wir Menschen sind ebenfalls von der Natur abhängig und von den Folgen des Klimawandels betroffen.

Extremwetter-Ereignisse: Stürme, Überschwemmungen, Dürren und Flächenbrände führen zu Ernteausfällen und schädigen die Infrastruktur, indem sie Gebäude und Straßen zerstören.

Anstieg des Meeresspiegels: Etwa 10 Prozent der Weltbevölkerung lebt in unmittelbarer Nähe zur Küste und ist durch den Anstieg des Meeresspiegels bedroht – es wird zu häufigeren Überflutungen und verstärkter Küstenerosion kommen. Der Meeresspiegelanstieg kann zusätzlich auch Süßwasserquellen versalzen und damit Wasserknappheit verursachen.

Krankheiten: Nicht nur Hitzschläge und dehydrierungsbedingte Krankheiten bringt der Klimawandel mit sich. Auch psychische Belastungen werden zunehmen sowie tropische Krankheiten, die über bestimmte Mücken- und Zeckenarten auch in kühlere Gebiete vordringen.

Soziales Ungleichgewicht: Ärmere Länder und Bevölkerungsschichten sind am stärksten vom Klimawandel betroffen, wenn die nötige Infrastruktur oder der Zugang zu Gesundheitsversorgung fehlt.

Klimawandel und Ozeane

Ozeane beherbergen eine Vielzahl an Lebensformen und Ökosystemen, von denen auch wir profitieren. Die biologische Vielfalt in den Meeren spielt eine wichtige Rolle beim Speichern von Kohlenstoff und Wärme, als Küstenschutz und nicht zuletzt als Nahrung für uns Menschen. Der Klimawandel bedroht aber auch die Stabilität mariner Ökosysteme.

Klimawandel und Ozeane

Klicke dich durch unsere Übersicht und erfahre, welche wichtige Rolle die Ozeane im Kampf gegen den Klimawandel spielen und warum sie selbst bedroht sind.

Plankton

Plankton ist Lebensgrundlage für alle anderen Tiere in den Meeren. Phytoplankton ist nicht nur für den Sauerstoffgehalt in den Meeren verantwortlich. Auch 50 Prozent des Sauerstoffs in der Atmosphäre verdanken wir diesen Einzellern, die gleichzeitig als Nahrung für das Zooplankton dienen, von dem sich wiederum größere Tiere ernähren.

Veränderte Temperatur- und Nährstoffbedingungen können Zeitpunkt, Verbreitungsgebiet und Menge bestimmter Planktonarten beeinflussen. Das wirkt sich auf die Nahrungskette und das gesamte Ökosystem aus.

Kohlenstoff

Die Ozeane mildern den Treibhauseffekt ab. Sie absorbieren etwa ein Drittel des Kohlendioxids aus der Atmosphäre und dienen als wichtige Kohlenstoffsenken, da Ausscheidungen und sterbliche Überreste von Meeresorganismen absinken und der Kohlenstoff somit nicht an der Luft in Kohlendioxid umgewandelt werden kann.

Ein Teil des von den Meeren absorbierten Kohlendioxids wird zur Photo­synthese benötigt. Zu viel Kohlendioxid wirkt sich jedoch negativ aus und führt zur Versauerung der Ozeane. Davon sind vor allem marine Organismen betroffen, die kalkhaltige Strukturen bilden (z. B. Korallen, Schalentiere).

Wärme

Wasser erwärmt sich langsamer als Luft, deshalb können Ozeane viel Wärme aus der Atmosphäre aufnehmen und den Klimawandel abmildern. Trotzdem erwärmen sich auch die Ozeane immer mehr.

Das Schmelzen von Meereis bedroht die Lebensräume von Eisbären, Pinguinen und Robben. Doch auch in wärmeren Gebieten geraten Ökosysteme in Gefahr: Korallenriffe als Lebensraum für eine Vielzahl von Meeresbewohnern sind durch die Korallenbleiche gefährdet, deren Hauptursache erhöhte Wassertemperaturen sind.

Meeresströmungen

Die Meeresströmungen in den Ozeanen verteilen Nährstoffe und Wärme und beeinflussen Wetter und Klima auf der Erde.

Durch die Eisschmelze nimmt nun aber der Salzgehalt in den Polarregionen ab, sodass das kalte Wasser aufgrund der geringeren Dichte nicht mehr so tief absinken kann. Man befürchtet, dass dies die Meeresströmungen beeinträchtigt. Ein abgeschwächter Golfstrom hätte beispielsweise nicht nur Auswirkungen auf das Klima in Nordeuropa. Er könnte die globale Ozeanzirkulation stören und so die biologische Artenvielfalt oder auch das Klima in anderen Teilen der Welt ändern.

Kipppunkte und Kippelemente

Im Klimasystem greifen viele Elemente ineinander und beeinflussen sich gegenseitig. Kipppunkte sind Schwellenwerte, bei deren Überschreitung es zu einem abrupten Zusammenbruch solcher Elemente kommen kann. Die Veränderungen lassen sich ab da nicht wieder rückgängig machen, selbst wenn wir keine Treibhausgase mehr ausstoßen.

Einige dieser Elemente sind ausgesprochen wichtig. Das Überschreiten ihrer Kipppunkte hat verheerende Folgen für das globale Klima, die Ökosysteme und uns Menschen. Zu den wichtigsten Kippelementen des Klimasystems gehören:

  • Verlust der Eisschilde auf Grönland
  • Rückgang des Westantarktischen Eisschildes
  • Schmelzen des Arktisches Meereises
  • Auftauen der Permafrostgebieten
  • Abschwächung Ozeanzirkulation (inkl. Golfstrom)
  • Zusammenbruch der Korallenriffe
  • Abholzung des Amazonas-Regenwaldes

Klicke in der Infografik auf die einzelnen Punkte und sieh dir unsere Videos zu den Kippelementen und ihren Kipppunkten an.

Maßnahmen gegen den Klimawandel

Die Auswirkungen des Klimawandels sind bereits jetzt zu spüren und werden sich in Zukunft noch verstärken, wenn wir nichts dagegen tun. Um den Klimawandel einzudämmen, müssen wir einerseits die Ursachen angehen, andererseits aber auch Anpassungsmaßnahmen ergreifen, um auf unaufhaltsame Veränderungen vorbereitet zu sein. Wichtige Punkte dabei sind:

  • erneuerbare Energien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei der Erzeugung von Strom und Wärme
  • Waldschutz durch Aufforstung, Schaffung von Schutzgebieten, nachhaltige Forstwirtschaft
  • Meeresschutz durch Meeresschutzgebiete, nachhaltige Fischerei, Wiederherstellung von Lebensräumen
  • Küstenschutz durch den Bau von Deichen/Dämmen und der Wiederherstellung von Mangrovenwäldern, Seegraswiesen und Dünen
  • nachhaltige Landwirtschaft zur Schonung natürlicher Ressourcen durch Verzicht auf Massentierhaltung, chemische Pestizide/Dünger
  • politische Maßnahmen zur Förderung des Klimaschutzes sowie zur Gewährleistung sozialer Gerechtigkeit durch Einführung von CO2-Preisen, Regulierungen zur Begrenzung von Treibhausgasemissionen, die Förderung von erneuerbaren Energien und nachhaltiger Landwirtschaft

1,5-Grad-Ziel

Wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass die Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5 Grad im Vergleich zu 2 Grad Celsius einen großen Unterschied macht. Durch diesen Grenzwert können wir extreme Wetterereignisse, den Anstieg des Meeresspiegels und den Verlust der Artenvielfalt deutlich minimieren.

Das 1,5-Grad-Ziel ist deshalb wichtiger Bestandteil des Pariser Abkommens, das 2015 auf der 21. UN-Klimakonferenz verabschiedet wurde. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Treibhausgasemissionen bis etwa 2050 auf null gesenkt werden.

Was kann jeder Einzelne gegen den Klimawandel tun?

Klimaschutz geht uns alle an, denn unsere Entscheidungen beeinflussen letztendlich auch Politik und Wirtschaft. Überlege dir zu jedem der folgenden Punkte, was du in dieem Bereich tun könntest oder bereits tust. Schau dir dann die Kärtchen an und vergleiche deine Ideen mit unseren Vorschlägen.

  • Energieverbrauch
  • Mobilität
  • Ernährung
  • Konsumverhalten
  • Ressourcen schonen
  • Engagement für mehr Umweltschutz

 

Zusammenfassung

Du hast in dieser Lektion gelernt, was die Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels sind und was wir dagegen tun können. Hast du dir alles Wichtige gemerkt? Teste dein Wissen in unserem Abschlussquiz.

Wie möchtest du weitermachen?

Was interessiert dich als Nächstes? Möchtest du weitere Lernthemen auf firmm-education entdecken oder dich noch intensiver mit dem Klimawandel auseinandersetzen? Für beides haben wir hier ein paar Empfehlungen.

Lernthemen-Empfehlungen

Einige hier erwähnte Informationen werden an anderer Stelle noch ausführlicher behandelt. Du könntest zum Beispiel mit einem der folgenden Themen weitermachen:

Quellen und Zusatzinfos

Du willst noch mehr über den Walfang wissen? In unseren Quellen für dieses Lernthema findest du viele zusätzliche Informationen:

 

Walfang

Infos zur IWC

Bestände vor Walfang und heute

Beschreibung und Gefährdung einzelner Arten

    Stiftung firmm

    Die Stiftung firmm setzt sich aktiv für die Erforschung und den Schutz von Walen und Delfinen und ihres Lebensraums Meer ein.

    Unser Standort Tarifa an der Straße von Gibraltar dient als Forschungs­station und bietet allen Besuchern die Möglich­keit, die faszinierenden Meeressäugetiere in ihrem natürlichen Lebens­raum zu erleben.