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Treibhausgase (engl.: green house gases)

Treibhausgase sind gasförmige Bestandteile der Atmosphäre (sowohl natürlichen wie anthro­pogenen Ursprungs), die die Strahlung, die von der Erdoberfläche, der Atmosphäre selbst und den Wolken abgestrahlt wird, in spezifischen Wellenlängenbereichen innerhalb des Spektrums der thermischen Infrarotstrahlung absorbieren und wieder ausstrahlen.

Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Lachgas (N2O), Methan (CH4) und Ozon (O3) sind die wichtigsten (auch natürlich vorkommenden) Treibhausgase in der Atmosphäre. Daneben gibt es eine Vielzahl ausschließlich anthropogener Treibhausgase wie z. B. Halogenkohlen­wasserstoffe und andere chlor- und bromhaltige Substanzen. Neben CO2, N2O, und CH4 er­fasst das Kyoto-Protokoll auch Schwefelhexafluorid (SF6), Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKWs) und perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKWs) (IPCC 2007c).

Die Treibhausgase heben durch den sog. Treibhauseffekt die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche an: Die kurzwelligen Sonnenstrahlen erwärmen die Erdoberfläche. Diese gibt langwellige Infrarotstrahlung ab, welche von den Treibhausgasen aufgenommen wird und zurück zur Erdoberfläche gesendet wird. Dadurch gelangt weniger Energie ins Weltall und die Temperatur auf der Erdoberfläche steigt. Durch den Temperaturanstieg nimmt die Wärmestrahlung der Erde zu und das Strahlungsgleichgewicht wird wieder hergestellt. Man unterscheidet zwischen dem natürlichen Treibhauseffekt, der seit Entwicklung der Erd­atmosphäre immer stattfindet und das Leben auf der Erde erst ermöglicht hat (ohne natürliche Treibhausgase läge die globale Mitteltemperatur momentan bei etwa -15 °C), und dem zu­sätzlichen anthropogenen Treibhauseffekt (Rahmsdorf, Schellnhuber 2006; Endlicher, Gers­tengarbe 2007).

Die Stärke des Einflusses eines Treibhausgases hängt von zwei Größen ab. Erstens von der Konzentration des Gases in der Atmosphäre und zweitens von der Treibhauswirksamkeit des Gases. Die Treibhauswirksamkeit ist eine Maßzahl für die relative Wirkung einzelner Treib­hausgase im Vergleich zu CO2. Als Maßeinheit dient daher das CO2-Äquivalent bzw. Treib­hauspotenzial. Tab. 2 zeigt die wichtigsten (anthropogenen) Treibhausgase und ihre Bedeu­tung.

Tab. 2: Ausgewählte Treibhausgase im Überblick

 

CO2

CH4

N2O

FCKW

Prozentanteil der anthropogenen Emissionen am gesamten Stoff­fluss in der Atmosphäre

5

70

40

100

Mittlere Lebenszeit in Jahren nach anthropogener Emission

50-200

15

120

100

Relatives Treibhauspotenzial für einen Zeithorizont von 100 Jah­ren (CO2-Äquivalent)

1

25

300

>4000

Prozentanteil am natürlichen Treibhauseffekt

22

2

4

0

Prozentanteil am anthropogenen Treibhauseffekt

60

15

4

11

Anthropogene Emissionsorte der Gase

Verbrennung fossiler Ener­gieträger

½ Land-Forstwirt­schaft,

½ Industrie

Landwirtschaft

Chemische Industrie

Quelle: Endlicher, Gerstengarbe 2007