CO₂: Wenig aber wirksam?

Der CO₂-Gehalt der Atmosphäre ist gerade auf über 415 ppm gestiegen, wie Messungen der NASA zeigen. Leider ist sogar die Rate dieses Anstiegs noch immer zunehmend, trotz aller Klimaschutzbekundungen – selbst nach einem Jahr mit Corona lässt sich kein Knick erkennen – dazu ist die Minderung der Emissionen einfach zu klein und zu kurzfristig. Oft werde ich gefragt, warum der scheinbar so geringe CO₂-Anteil von 0,0415% einen so großen Einfluss auf das Klima hat, wo der Anteil an der Luft doch so klein ist.

Gemessener Anstieg von CO2 in der Atmosphäre. Quelle: https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/

So formuliert klingt die Frage ja auch erstmal vernünftig. Sie ist zugleich aber ein gutes Beispiel dafür, wie viele rein logisch betrachtet vollkommen willkürliche und unsinnige Annahmen man als Laie machen kann, ohne es selbst zu bemerken. Auch beim scheinbaren CO₂-Paradoxon wird etwas miteinander verglichen, was nicht zusammengehört, nämlich der Einfluss des zunehmenden CO₂-Gehalts der Atmosphäre auf die Temperatur, und die Menge an anderen Molekülen, die mit diesem Effekt gar nichts zu tun haben. Wie z.B. ist es gemeint, wenn man sagt, die Menge von CO₂ sei “klein”, aber sein Einfluss auf das Klima sei “groß”? Groß im Vergleich womit? Gemeint ist offensichtlich der menschliche Einfluss auf das Klima durch den Ausstoß von CO₂. Und im Vergleich mit dem natürlichen Gehalt von CO₂ in der Luft ist dieser Ausstoß tatsächlich groß, denn der CO₂-Gehalt ist durch den Menschen von 280 ppm (Millionstel Volumenanteilen) auf derzeit 415 ppm angestiegen.

Auch was den Einfluss dieses Anstiegs auf den Energiehaushalt der Erde betrifft, ist der Effekt groß. Jedes einzelne Kilogramm Luft (in Bodennähe misst dies etwa 0,83 Kubikmeter) enthält im globalen Mittel 8,2 · 10²¹ Moleküle CO₂, also eine Acht mit 21 Nullen. Vor Beginn der industriellen Revolution waren es noch 6,1 · 10²¹. Jedes einzelne dieser zusätzlichen Moleküle absorbiert ein bisschen zusätzliche Strahlung und erwärmt die Erde zusätzlich. Rechnet man diese Erwärmungsrate z.B. mit einem Klimamodell aus, bekommt man heraus, dass die derzeitigen menschlichen Emissionen den Planeten um mehrere Grad pro Jahrhundert erwärmen. Die Erwärmungsrate ist damit um ein Vielfaches größer als natürliche Klimaschwankungen es sein können, daher kann man sie mit gutem Recht als riesig bezeichnen. Dabei ist übrigens selbstverständlich einberechnet, dass die erwärmende Wirkung von CO₂ in der Atmosphäre logarithmisch mit der Menge steigt. Würde sie linear steigen, wäre alles noch schlimmer.

Was aber ist jetzt mit der Tatsache, dass der Anteil von Stickstoff und Sauerstoff an der Luft nach wie vor viel größer ist als der von CO₂? An diesem Punkt müsste man wohl den Laien und Klimaskeptikern die Gegenfrage stellen: Na und? Was genau sollen denn diese Moleküle an der oben beschriebenen Rechnung und an der Energiebilanz der Erde ändern? Natürlich ist die Menge an Stickstoff und Sauerstoff größer als die von CO₂. Aber bei denen handelt es sich auch nicht um Treibhausgase. Das heißt, diese Moleküle lassen die Strahlung einfach durch, ganz so, als wären sie gar nicht da. Es ist daher völlig irrelevant, wie groß der Anteil von CO₂ an der Luft ist. Die Luft hat nichts damit zu tun, sie verdünnt die Wirkung von CO₂ nicht und trägt auch nichts zusätzlich zum Treibhauseffekt bei (abgesehen von anderen Treibhausgasen, die übrigens ebenfalls nur in geringen Mengen vorhanden sind). Die Konzentration eines Gases allein sagt also nichts über dessen Effekt aus, sondern nur die Gesamtmenge und ihre Strahlungseigenschaften. Ich hoffe, den interessierten Fragestellern hilft dies weiter. Und wer jetzt trotzdem noch das Internet mit anderslautenden Behauptungen zutextet: Warum nicht mal 50mg Arsen oder Plutonium ins Müsli mischen? Das sind ja nur 400ppm!