I N D E X : KLIMA :
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WIKIPEDIA - MIXER

Treibhauseffekt macht menschliches Leben erst möglich !

Die "Treibhausgase" wie Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) - um nur die wichtigsten zu nennen - absorbieren Strahlung im langwelligen Bereich des Spektrums stärker als die kurzwellige Sonneneinstrahlung. Dadurch kommt es zu einer Erwärmung der unteren Atmosphäre. Ohne die natürlich vorhandenen Spurengase mit Treibhauseffekt wäre die Mitteltemperatur auf der Erde etwa 32 °C niedriger als wir es gegenwärtig beobachten. Es gäbe dann zumindest kein menschliches Leben auf unserem Planeten.

Treibhauseffekt

Treibhauseffekt

                                                          (Quelle
                                                          Deutscher
                                                          Wetterdienst)

Durch menschliche Aktivitäten kommt es nun zu einer Konzentrationszunahme von Treibhausgasen. Gegenwärtig werden jährlich etwa 30 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre emittiert. Davon entfallen 75 % auf die Verbrennung fossiler Energieträger. Der Rest ist im Wesentlichen auf Waldrodungen zurückzuführen. Aufgrund der langen Verweildauer von CO2 und anderen Treibhausgasen (Methan, Lachgas, ...) in der Atmosphäre kommt es im Laufe von Jahrzehnten zu deutlichen Konzentrationsanstiegen von CO2 und auch anderen Treibhausgasen.

Zunahme der Treibhausgase CO2, Methan, N20

Zunahme
                                                          der
                                                          Treibhausgase
                                                          (Quelle IPCC
                                                          2007 (WGI-AR4,
                                                          Summary for
                                                          Policymakers,
                                                          Feb. 2007) )

Dadurch wird die Abstrahlung des Erde-Atmosphäre-Systems im langwelligen Spektralbereich beeinträchtigt. Der damit verbundene Temperaturanstieg in der unteren Atmosphäre wird als anthropogener Anteil des Treibhauseffekts bezeichnet.

Allerdings ist das Klima keine Angelegenheit allein der Atmosphäre. Vielmehr ist das Klima das Ergebnis des komplexen Zusammenspiels aller Komponenten des Systems Erde-Atmosphäre-Ozeane. Dazu gehören auch die Kryosphäre (Eis), die Biosphäre mit jahreszeitlichen Vegetationswechseln, der Boden und die Erdkruste. Die natürliche Steuerung unseres Klimas geschieht durch die Bilanz der solaren Einstrahlung im kurzwelligen Bereich des Strahlungsspektrums der Sonne sowie der terrestrischen langwelligen Abstrahlung in der unteren Atmosphäre.

Die Diskussion um eine Klimaveränderung, die vom Menschen gemacht ist und nicht nur durch natürliche Faktoren wie Variationen der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, Schwankungen solarer Einstrahlung sowie interne Wechselwirkungen im Klimasystem gesteuert wird, begann in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts. Meteorologen und Luftchemiker wussten um die Einflüsse einiger Spurengase auf den Strahlungshaushalt der Atmosphäre. Es gab Messungen zum Temperaturanstieg und zur CO2-Konzentration, die Parallelen aufwiesen. In den letzten Jahren und Jahrzehnten zeigten die Auswertungen der Messwerte immer deutlicher, dass sich die bislang gültigen Mittelwerte, Häufigkeitsverteilungen und andere statistische Größen zunehmend verändern.

Die anfangs noch unsicheren Erkenntnissee der Wissenschaftler basierten auf zunächst einfachen Modellannahmen über die Atmosphäre. Sie wurden aber im Laufe der Jahre durch komplexere Modelle abgelöst. Diese berücksichtigen außer der Atmosphäre auch die anderen Komponenten des Klimasystems, wie zum Beispiel den Ozean. Heute sind zusätzlich die voraussichtlichen sozio-ökonomischen Entwicklungen der kommenden Jahrzehnte wichtige Bestandteile der Klimaprognosemodelle. Sie wurden anhand von Klimadaten aus der Vergangenheit validiert. Das bedeutet: Man hat die Modelle nicht in die unbekannte Zukunft sondern einen durch Messungen dokumentierten Zeitraum der Vergangenheit nachträglich berechnen lassen. Der dadurch erreichbare Vergleich zwischen Modellergebnissen und gemessenen Klimadaten ermöglicht, die Genauigkeit des Modells einzuschätzen.

Die Ergebnisse des IPCC sind eindeutig: es wird deutlich wärmer werden. Die Schwankungsbreite des Anstiegs der Mitteltemperatur der Erde von +2 °C bis +5 °C spiegelt die Unsicherheit der Forscher insbesondere über die zukünftigen Emissionen an Treibhausgasen wieder. Es wurden verschiedene sozio-ökonomische und technologische Entwicklungsszenarien betrachtet, mit jeweils unterschiedlichen Auswirkungen auf das Klima.

Bei einer ungebremsten Entwicklung im schlechtesten Sinn ("business as usual" der Industrienationen, deutlich zunehmende Emissionen in den Entwicklungsländern) müssen wir mit einem Anstieg um +5 °C rechnen. Im besten Fall - das heißt bei einer kurzfristigen Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 50 % - wären es mindestens noch +2 °C. Das wäre immer noch das Zweifache des Temperaturanstiegs der letzten 100 Jahre. Dieser Anstieg wäre stärker als alle natürlichen Klimaschwankungen der vergangenen 10.000 Jahre. Dennoch ist man im IPCC übereinstimmend der Meinung, dass eine globale Temperaturerhöhung von +2 °C gerade noch "klimaverträglich" sei, das heißt, dass Ökosysteme, Nahrungsmittelproduktion und die wirtschaftliche Entwicklung sich daran im Großen und Ganzen anpassen können. Das bedeutet allerdings eine notwendige Halbierung der globalen CO2 -Emissionen, bezogen auf die Industrieländer sogar eine Verminderung um 80 %.

Der Klimawandel findet nicht überall gleichmäßig statt. Besonders stark werden sich die Kontinente der mittleren und nördlichen Breiten sowie die Antarktis erwärmen, weniger stark die Ozeane. Einzelne Regionen können sich sogar etwas abkühlen, während die Temperatur in anderen Gegenden um deutlich mehr als die genannten +2 °C bis +5 °C ansteigt.

Temperaturzunahme global, versch. Szenarien

Temperaturzunahme
                                                          global,
                                                          versch.
                                                          Szenarien
                                                          (Quelle IPCC
                                                          2007 (WGI-AR4,
                                                          Summary for
                                                          Policymakers,
                                                          Feb. 2007))

Nun findet zur Zeit nicht nur ein Temperaturanstieg statt, sondern das gesamte Klima verändert sich: zum Beispiel auch die Niederschläge. Hier werden in den Tropen und in den nördlichen Breiten mehr Niederschläge erwartet, während Nordafrika, der Mittelmeerraum und Südeuropa deutlich trockener werden - insbesondere im Sommer.

Mit den mittleren Änderungen der Klimaparameter sind auch Verschiebungen bei den statistischen Verteilungen, zum Beispiel den Extremwerten verbunden. Geringe Änderungen bei den Mittelwerten können durchaus große Auswirkungen auf die statistische Verteilung der Extremwerte haben.

Änderung der Extremwerte

Änderung
                                                          der
                                                          Extremwerte
                                                          (Quelle DWD)

Das hat Folgen für Mensch, Wirtschaft und Ökosysteme: Höhere Maximum-Temperaturen führen zu einer höheren Sterblichkeit älterer Menschen. Bei mehr heißen Tagen und Hitzewellen drohen Ernteausfälle. Mehr und intensivere Niederschläge führen zu mehr Erosion und Schäden mit zunehmenden Versicherungskosten. Wir werden weniger Heizenergie, aber mehr Energie zur Klimatisierung benötigen. Der Anstieg des Meeresspiegels wird Konsequenzen für Küstenländer, Inselstaaten und Flussdelta-Gebiete haben.

Viele weitere Beispiele ließen sich nennen.

Kontakt



Deutscher Wetterdienst
Zentrales Klimabüro Offenbach
Frankfurter Straße 135
63067 Offenbach
Telefon: 069 / 8062 - 29 12
Fax: 069 / 8062 - 29 93
klima.offenbach@dwd.de

[ QUELLE : https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimawandel/ueberblick/ueberblick_node.html ]


Willkommen im Portal Wetter und Klima !

T E I L  1


Wetter
https://de.wikipedia.org/wiki/Wetter

Als Wetter (v. althochdt.: wetar = Wind, Wehen) bezeichnet man den spürbaren, kurzfristigen Zustand der Atmosphäre (auch: messbarer Zustand der Troposphäre) an einem bestimmten Ort der Erdoberfläche, der unter anderem als Sonnenschein, Bewölkung, Regen, Wind, Hitze oder Kälte in Erscheinung tritt.

Die Meteorologie klassifiziert das örtliche Wetter einer bestimmten Zeit anhand der verschiedenen Phänomene in der Troposphäre, dem unteren Teil der Atmosphäre.

: Begriffliche Abgrenzung :

Klima :
Klima ist der Zustand der Atmosphäre an einem Ort, der über einen längeren Zeitraum durch Mittelwerte und Summen ausgewählter physikalischer Größen beschrieben werden kann.
Wichtigste Klimaparameter sind unter anderem die Solarkonstante, Strahlungsbilanz, fühlbare und latente Wärmeströme, Wärmeflüsse der Ozeane, allgemeine Zirkulation der Atmosphäre, sowie große Vulkanausbrüche.
Heute wird Klima nicht nur als eine statistische Größe verstanden, sondern darüber hinaus als ein System von Wechselwirkungen.
In diesem Klimasystem haben alle Teilsysteme einen Einfluss auf das Klima (im Sinne statistischer Größen über atmosphärische Zustände und Prozesse) und das Klima hat wiederum einen Einfluss auf die anderen Teilsysteme des Klimasystems.
Klimaänderung :
Eine langfristige, tiefgreifende Veränderung in größeren Gebieten oder Klimazonen.
So wird sich die globale Erwärmung in Sibirien und in der Sahelzone voraussichtlich stark auswirken (Auftauen von Permafrost-Böden, zunehmende Trockenheit), in Mitteleuropa vermutlich kaum.

Das Wetter findet fast ausschließlich in den unteren 10 Kilometern der irdischen Lufthülle statt, der Troposphäre.
Nur hier gibt es merkliche Bewölkung, weil der Wasserdampf als entscheidender Faktor nicht über die Tropopause (je nach Ort und Jahreszeit etwa 8 bis 15 km hoch) hinaus gelangen kann.

Klimawandel

Dossier
Umwelt
https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/dossier-umwelt

Dossier
Anthropozän
https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/anthropozaen

[ Z.B. : Texte und Grafiken zur Großen Beschleunigung - 'The Great Acceleration' -
[ https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/anthropozaen/216918/die-grosse-beschleunigung-the-great-acceleration

Der statistisch einwandfreie NACH - bzw. BEWEIS meiner Hypothese und Argumentation ...
Nur etwas zum Anschauen !

[ https://www.bpb.de/cache/images/7/262317-3x2-original.jpg?D767E ]

Seit den 1950er Jahren ist eine dramatische, in der Geschichte beispiellose Zunahme von menschlicher Aktivität in vielerlei Hinsicht zu beobachten.
In dem als “Große Beschleunigung” bezeichneten Modell werden zwölf gesellschaftlich-wirtschaftliche (sozio-ökonomische) Megatrends zwölf ökologischen (Erdsystem-) Megatrends zur Seite gestellt.
Damit werden die Auswirkungen menschlichen Handelns auf die lebensstiftenden Ökosysteme unseres Planeten deutlich gemacht.

Viele Vertreter der Anthropozänforschung datieren den Beginn des "Menschenzeitalters" in der Mitte des 20. Jahrhunderts und nicht etwa mit dem Einsetzen der Industrialisierung in Europa und Nordamerika im 18. Jahrhundert.

In 24 Illustrationen werden die Themenkomplexe durch Animation und Interaktion greifbar gemacht, die rasanten Beschleunigungen der Entwicklungsverläufe mit ihren Auswirkungen werden anschaulich.

Animationen : Sozio-ökonomische Trends
https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/anthropozaen/256739/animationen-sozio-oekonomische-trends
Animationen : Erdsystemtrends
https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/anthropozaen/256738/animationen-erdsystemtrends

Alle Texte der Großen Beschleunigung . . .
[ https://www.bpb.de/system/files/dokument_pdf/Arbeitsblätter_Great_Acceleration_Bpb.pdf

Und das ist ein eindeutiger wissenschaftlicher Beweis für meine Hypothese und Beweisführung !.

Welche Auswirkungen hat das menschliche Handeln auf die lebensstiftenden Ökosysteme unseres Planeten ?

Dazu auch etwas vom IPCC . . .

WORKING GROUP I CONTRIBUTION TO THE IPCC FIFTH ASSESSMENT REPORTCLIMATE CHANGE 2013: THE PHYSICAL SCIENCE BASIS Final Draft Underlying Scientific-Technical Assessment
[ http://www.climatechange2013.org/images/uploads/WGIAR5_WGI-12Doc2b_FinalDraft_Chapter08.pdf


Ooops. www.climatechange2013.org ! Aber das PDF ist vom IPCC ...

Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet another high !
Tags: Greenhouse gases
Published 25 November 2019
https://public.wmo.int/en/media/press-release/greenhouse-gas-concentrations-atmosphere-reach-yet-another-high


Keeling Kurve !
https://sioweb.ucsd.edu/programs/keelingcurve
1750 bis Heute ...
https://sioweb.ucsd.edu/programs/keelingcurve/wp-content/plugins/sio-bluemoon/graphs/co2_800k_zoom.png
Und hier die letzten 800.000 Jahre ...
https://sioweb.ucsd.edu/programs/keelingcurve/wp-content/plugins/sio-bluemoon/graphs/co2_800k.png

Und hier die aktuellen CO2 - Werte !!!
https://sioweb.ucsd.edu/programs/keelingcurve/wp-content/plugins/sio-bluemoon/graphs/daily_value.png

What is the mass of CO2 in the Earth's atmosphere ?
The Institute for Green and Sustainable Science
School of Mathematics and Sciences
http://igss.wikidot.com/co2mass


Globale Erwärmung
https://de.wikipedia.org/wiki/Globale_Erwärmung

Die gegenwärtige globale Erwärmung oder Erderwärmung (umgangssprachlich auch „der“ Klimawandel) ist der Anstieg der Durchschnittstemperatur der erdnahen Atmosphäre und der Meere seit Beginn der Industrialisierung.
Es handelt sich um einen anthropogenen (= menschengemachten) Klimawandel, da er hauptsächlich auf Industrie-, Forst- und Landwirtschaftsaktivitäten zurückzuführen ist, die Treibhausgase emittieren.

Die Erforschung von Ursachen und Folgen der globalen Erwärmung ist seit ihrem Beginn eng mit der Analyse der klimatischen Bedingungen vergangener Zeiten verknüpft.
Svante Arrhenius, der als Erster darauf hinwies, dass der Mensch durch die Emission von CO2 die Erde erwärmt, erkannte bei der Suche nach den Ursachen der Eiszeiten den klimatischen Einfluss wechselnder Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre.

Svante Arrhenius: On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground. In: Philosophical Magazine and Journal of Science 41, 1896, S. 239–276 globalwarmingart.com (Memento vom 6. Oktober 2014 im Internet Archive) (PDF; 8 MB)
https://web.archive.org/web/20141006232634/http://www.globalwarmingart.com/images/1/18/Arrhenius.pdf


Seit der Entdeckung des Treibhauseffektes in der Atmosphäre 1824 durch Jean Baptiste Joseph Fourier und der Beschreibung der Treibhauswirkung von Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid 1862 durch John Tyndall ist die wissenschaftliche Erforschung des Erd-Klimasystems immer präziser geworden.

Intergovernmental Panel on Climate Change (2007): IPCC Fourth Assessment Report – Working Group I Report on „The Physical Science Basis“ mit Zusammenfassung für Entscheidungsträger deutsch (Memento vom 1. August 2012 im Internet Archive) (PDF; 2,7 MB)
http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htm
https://web.archive.org/web/20120801012308/http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/IPCC2007-WG1.pdf

Inzwischen existiert eine "erdrückend[e] Beweislage", dass die globale Erwärmung real ist, menschengemacht und eine große Bedrohung darstellt.

Der Themenkomplex der globalen Erwärmung war zunächst Gegenstand kontroverser Diskussionen mit wechselnden Schwerpunkten. Anfang des 20. Jahrhunderts überwog die Unsicherheit, ob die theoretisch vorhergesagte Erwärmung messtechnisch überhaupt nachweisbar sein würde.

Laut einer 2014 veröffentlichten Studie bestand unter der Annahme keines anthropogenen Treibhauseffekts nur eine Wahrscheinlichkeit von 0,001 % für das tatsächlich eingetretene Ereignis von mindestens 304 Monaten in Folge (von März 1985 bis zum Stand der Analyse Juni 2010) mit einem Monatsmittel der globalen Temperatur über dem Mittelwert für das 20. Jahrhundert.

Philip Kokic, Steven Crimp, Mark Howden: A probabilistic analysis of human influence on recent record global mean temperature changes. Climate Risk Management 3, 2014, S. 1–12, doi:10.1016/j.crm.2014.03.002.
https://doi.org/10.1016/j.crm.2014.03.002


Treibhaus Erde
https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhaus_Erde

Die Begriffe Treibhaus Erde (englisch Hothouse Earth) und Heißzeit bezeichnen in der Klimaforschung (insbesondere der Forschung zum Thema Resilienz) einen Zustand des Klimasystems der Erde jenseits einer planetaren Grenze von etwa 2 °C gegenüber dem vorindustriellen Temperaturwert, ab dem das System im Wesentlichen von intrinsischen biogeophysikalischen Rückkopplungen angetrieben wird.

Kontroverse um die globale Erwärmung
https://de.wikipedia.org/wiki/Kontroverse_um_die_globale_Erwärmung

Die Kontroverse um die globale Erwärmung ist eine vorwiegend in der Öffentlichkeit ausgetragene politische Debatte über die Existenz und Ursachen der globalen Erwärmung, deren Ausmaß, Möglichkeiten zu ihrer Bekämpfung durch Klimaschutz und die Folgen der globalen Erwärmung. Teilweise wird die Existenz der globalen Erwärmung vollständig bestritten.
Diskussionen zu Existenz, Ursachen und Ausmaß der globalen Erwärmung finden vor allem in der Öffentlichkeit und Politik statt, während in der Wissenschaft spätestens seit den frühen 1990er Jahren ein sehr breiter Konsens herrscht, dass eine globale Erwärmung stattfindet und der Mensch der maßgebliche Faktor hierfür ist.
Wiedergegeben wird der wissenschaftliche Kenntnisstand zu den Ursachen der Erderwärmung in den alle fünf bis sieben Jahre erscheinenden Sachstandsberichten des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

James Lawrence Powell: The Inquisition of Climate Science. New York 2012, S. 178.
Naomi Oreskes: The Scientific Consensus on Climate Change. In: Science. Band 306, Nr. 5702, 2004, S. 1686, doi:10.1126/science.1103618.
https://doi.org/10.1126/science.1103618
Anderegg et al.: Expert credibility in climate change. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 107, Nr. 27, 2010, S. 12107–12109, doi:10.1073/pnas.1003187107.
https://doi.org/10.1073/pnas.1003187107
Cook et al.: Quantifying the consensus on anthropogenic global warming in the scientific literature. In: Environmental Research Letters. Band 8, 2013, doi:10.1088/1748-9326/8/2/024024.
https://doi.org/10.1088/1748-9326%2F8%2F2%2F024024
Climate Change 2013: The Physical Science Basis IPCC Working Group I Contribution to AR5
http://www.climatechange2013.org
Climate Change 2007: Synthesis Report.  oder IPCC Fourth Assessment Report: Summary for Policymakers. (PDF; 3,9 MB) auf ipcc.ch (englisch)
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/syr/en/mains1.html
http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-spm.pdf


Leugnung der menschengemachten globalen Erwärmung
https://de.wikipedia.org/wiki/Leugnung_der_menschengemachten_globalen_Erwärmung

Die Leugnung der menschengemachten globalen Erwärmung (teils auch als Klimaleugnung, Klimawandelleugnung oder Klimawissenschaftsleugnung bezeichnet) ist das Ablehnen, Nicht-wahrhaben-Wollen, Bestreiten oder Bekämpfen des wissenschaftlichen Konsenses der Klimaforschung zur gegenwärtig stattfindenden globalen Erwärmung.
Hierzu zählen insbesondere die Trendleugnung, also das Abstreiten, dass sich die Erde zurzeit erwärmt, die Ursachenleugnung, also das Abstreiten, dass der Effekt menschengemacht ist, und die Folgenleugnung, also das Abstreiten, dass die Erwärmung große gesellschaftliche und ökologische Probleme zur Folge hat.
Neben diesen drei Grundkategorien wird häufig auch die Konsensleugnung hinzugezählt, also das Bestreiten, dass die Kernaussagen in der Forschung seit langem unstrittig sind.
Unter anderem als Selbstbezeichnung werden auch Klimawandelskepsis, Klimaskepsis und Klimaskeptizismus genutzt.

Historische Forschungen ergaben, dass bei der Verbreitung von Skepsis oder Ablehnung in Fachgebieten, in denen ein wissenschaftlicher Konsens herrscht, insbesondere mit großem finanziellem Aufwand betriebene und sehr gut organisierte Kampagnen eine wichtige Rolle spielen.
Dies ist auch bei der Klimaforschung der Fall und geschieht vor allem durch die Etablierung eines alternativen klimaskeptischen Diskurses einzelner Personen und Organisationen.
Bei der organisierten Leugnung handelt es sich um ein bewusstes, rationales Verhalten mit klaren politischen und wirtschaftlichen Zielen.

Justin Farrell: Corporate funding and ideological polarization about climate change. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 113, Nr. 1, 2015, S. 92–97, doi:10.1073/pnas.1509433112.
https://doi.org/10.1073/pnas.1509433112
Stephan Lewandowsky, Klaus Oberauer: Motivated Rejection of Science. In: Current Directions in Psychological Science. Band 25, Nr. 4, 2016, S. 217–222, hier: S. 220, doi:10.1177/0963721416654436.
https://doi.org/10.1177/0963721416654436


Die Leugnung der globalen Erwärmung wird von einer Vielzahl unterschiedlicher Akteure betrieben :
Beteiligt sind eine kleine Zahl von Wissenschaftlern, manche Regierungen, eine Vielzahl politischer und religiöser Organisationen wie Stiftungen, Think Tanks und Institute, industrielle Akteure, die entweder direkt oder indirekt über vermeintlich unabhängige Organisationen agieren, sowie Teile der Medien und der Öffentlichkeit.

In der Forschung wurden Wirtschaftsunternehmen sowie Industrieverbände und -vereinigungen als wichtige Förderer und Sponsoren der Klimawandelleugung erkannt.
Viele dieser Unternehmen sind Energieunternehmen aus der Öl- und Kohlebranche, jedoch sind auch Stahlunternehmen, Bergbaukonzerne und Kraftfahrzeughersteller bedeutsame Akteure.

Karin Edvardsson Björnberg u. a.: Climate and environmental science denial: A review of the scientific literature published in 1990–2015. In: Journal of Cleaner Production. Band 167, 2017, S. 229–241, doi:10.1016/j.jclepro.2017.08.066.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.08.066


Gerade Unternehmen aus der Branche der fossilen Energien erkannten schon früh die Folgen, die Klimaschutzmaßnahmen auf ihre Geschäftsaktivitäten haben würden, und bekämpften deshalb Klimaforschung und Klimapolitik bereits sehr bald. Viele Unternehmen und Verbände wie ExxonMobil, Peabody Energy, American Petroleum Institute, die Western Fuels Association und das Edison Electric Institute finanzierten klimaskeptische Wissenschaftler, konservative Think Tanks, die die Existenz der globalen Erwärmung leugneten, und diverse Frontorganisationen, um Klimaforschung zu unterminieren und Klimaschutzmaßnahmen zu verhindern.

Riley E. Dunlap, Aaron M. McCright: Organized Climate Change Denial. In: John S. Dryzek, Richard B. Norgaard, David Schlosberg (Hrsg.): The Oxford Handbook of Climate Change and Society. Oxford University Press, 2011, S. 144–160, insbes. 148.

Während die Konzerne in den frühen 1990er Jahren zunächst auf direkten Lobbyismus setzten, zum Beispiel über die Global Climate Coalition, gingen sie ab den 2000er Jahren zu der subtileren Methode über, das Netzwerk der organisierten Klimaleugnerszene zu finanzieren.

Michael Brüggemann: Die Medien und die Klimalüge. Falsche Skepsis und echte Leugnung. In: Volker Lilienthal, Irene Neverla (Hrsg.): „Lügenpresse“ : Anatomie eines politischen Kampfbegriffs. Köln 2017, S. 137–157, hier S. 149f.

Die Unternehmen und Verbände selbst waren früh über die Existenz und bedrohlichen Folgen des menschengemachten Klimawandels informiert, lange bevor sie Kampagnen zur Leugnung des Klimawandels in Auftrag gaben. Die Führungsspitze von Exxon wusste bereits seit den 1970er Jahren von den Gefahren der globalen Erwärmung und ließ sich dieses Wissen von ihren eigenen unternehmensinternen Wissenschaftlern bestätigen. Anschließend nutzte sie dieses Wissen für die Ausbeutung von arktischen Öllagerstätten, während sie parallel zweistellige Millionenbeträge in Kampagnen zur Leugnung des Klimawandels steckte und Klimaschutzmaßnahmen bekämpfte.

Catriona McKinnon: Should We Tolerate Climate Change Denial? In: Midwest Studies In Philosophy. Band 40, Nr. 1, 2016, S. 205–216, doi:10.1111/misp.12056.
https://doi.org/10.1111/misp.12056


Internetressourcen zu den Lobby-Aktivitäten der Industrie und anderer Interessengruppen :



http://www.sourcewatch.org

http://www.desmogblog.com

http://www.exxonsecrets.org

https://www.google.com/search?&q=Lobbypedia


MEDIA

Little Yellow Boots
Die Welt ist noch zu retten ?!
https://www.bpb.de/mediathek/317505/little-yellow-boots

Klimageschichte
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimageschichte

Die Klimageschichte dokumentiert Entwicklung, Schwankungen und Auswirkungen des irdischen Klimas sowohl in geologischen Zeiträumen als auch in den Epochen der jüngeren Vergangenheit.
Je nach zeitlicher Perspektive werden dabei Klimaverläufe über wenige Jahrzehnte bis hin zu einigen hundert Millionen Jahren analysiert.

Zuverlässige und instrumentell ermittelte Temperatur- und Klimadaten stehen auf breiterer Basis erst seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zur Verfügung.
Informationen über frühere Zeiträume galten lange als relativ unsicher, können jedoch zunehmend besser und genauer belegt werden.
Traditionell werden hierbei sogenannte Klimaproxys aus natürlichen Archiven wie Baumringe, Eisbohrkerne oder Pollen verwendet.
Zusätzlich kommt in der Forschung ein breites Spektrum verschiedener Isotopenanalysen zum Einsatz, deren jüngste Entwicklungen eine bis vor kurzem unerreichbare Messgenauigkeit ermöglichen.

Die Klimageschichte ist auch für die Evolutionsgeschichte von Bedeutung.

Die aktuellen Erkenntnisse der Klimaforschung besagen, dass die anthropogenen Treibhausgasemissionen seit Beginn der Industrialisierung den natürlichen Treibhauseffekt wesentlich verstärken und damit einen zunehmenden Einfluss auf das Klima ausüben.
Die globalen Durchschnittstemperaturen haben im Lauf des 20. Jahrhunderts um 0,74 °C ± 0,18 °C zugenommen.
Am ausgeprägtesten ist die Erwärmung von 1976 bis heute. Nach den Emissionsszenarien des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) im aktuellen Fünften Sachstandsbericht könnte sich die globale Durchschnittstemperatur im ungünstigsten Fall bis Ende des 21. Jahrhunderts um mehr als 4 °C gegenüber dem vorindustriellen Wert erhöhen.
Diese Erwärmung ist von zum Teil drastischen Folgen begleitet, die sich mit zunehmender Erwärmung weiter verstärken können.

Anthropozän
https://de.wikipedia.org/wiki/Anthropozän

Satellitenaufnahmen der Erde geben anhand der sichtbar gemachten Lichtverschmutzung einen Eindruck der Größenordnung anthropogener Umweltbeeinflussung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Earth's_City_Lights_by_DMSP,_1994-1995_(large).jpg
[ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e1/Earth%27s_City_Lights_by_DMSP%2C_1994-1995_%28large%29.jpg


Der Ausdruck Anthropozän (zu altgriechisch ἄνθρωπος ánthropos, deutsch ‚Mensch‘ und καινός ‚neu‘) ist ein Vorschlag zur Benennung einer neuen geochronologischen Epoche: nämlich des Zeitalters, in dem der Mensch zu einem der wichtigsten Einflussfaktoren auf die biologischen, geologischen und atmosphärischen Prozesse auf der Erde geworden ist.

Der Mensch hat nach gegenwärtigem wissenschaftlichen Verständnis den entscheidenden Anteil an der neuzeitlichen anthropogenen globalen Erwärmung, dem aktuellen Klimawandel.

Geschichte der Erde - Der Weg zur Menschenzeit -
[ https://www.bpb.de/system/files/dokument_pdf/Arbeitsblaetter_Erdzeitalter_BpB.pdf

Anthropozäne Geschichten . . .
Und auch der Nachweis / Beweis der Richtigkeit von Hypothese und Beweisführung :
[ http://www.schema3.org/project/climate/bpb/co2_beweis_1_bpb_lister_01.html
[ http://www.schema3.org/project/climate/bpb/co2_beweis_1_bpb_great_acceleration.pdf


Das Adjektiv anthropogen (von altgriechisch ánthropos „Mensch“, mit dem Verbalstamm gen- „entstehen“) bezeichnet einen Fachbegriff für das durch den Menschen Entstandene, Verursachte, Hergestellte oder Beeinflusste.

So sind beispielsweise Kunststoffe anthropogen, da sie nur vom Menschen hergestellt werden.

Die Bezeichnung anthropogen wird häufig für Eingriffe des Menschen in die Umwelt und für vom Menschen verursachte Umweltprobleme verwendet, beispielsweise:

    anthropogene Aufschüttung (Deponie),
    anthropogene Landschaft bzw. anthropogenes Biom,
    anthropogenetische Geomorphologie (Erdoberflächenstruktur),
    anthropogener Treibhauseffekt,
    anthropogene Umweltbelastung,
    anthropogene Strahlenbelastung durch Kernwaffentests und Reaktorunfälle,
    anthropogene Bodenerosion.

Als Gegensatz zu anthropogen wird häufig der Begriff natürlich verwendet.

Industrielle Revolution
https://de.wikipedia.org/wiki/Industrielle_Revolution

Als Industrielle Revolution wird die tiefgreifende und dauerhafte Umgestaltung der wirtschaftlichen und sozialen Verhältnisse, der Arbeitsbedingungen und Lebensumstände bezeichnet, die in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts begann und verstärkt im 19. Jahrhundert, zunächst in England, dann in ganz Westeuropa und den USA, seit dem späten 19. Jahrhundert auch in Japan und weiteren Teilen Europas und Asiens zum Übergang von der Agrar- zur Industriegesellschaft geführt hat. Als wichtigste an dieser Umwälzung beteiligte Gesellschaftsklassen standen sich kapitalistische Unternehmer und lohnabhängige Proletarier gegenüber.

Coalbrookdale at night. Ölgemälde von Philipp Jakob Loutherbourg d. J. aus dem Jahr 1801. Coalbrookdale gilt als eine der Geburtsstätten der industriellen Revolution, da hier der erste mit Koks gefeuerte Hochofen betrieben wurde.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Philipp_Jakob_Loutherbourg_d._J._002.jpg
[ hhttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/42/Philipp_Jakob_Loutherbourg_d._J._002.jpg


Die Industrielle Revolution führte zu einer stark beschleunigten Entwicklung von Technik, Produktivität und Wissenschaften, die, begleitet von einer starken Bevölkerungszunahme, mit einer neuartigen Zuspitzung sozialer Missstände einherging:

Die Chemiker und Atmosphärenforscher Paul Crutzen und Eugene Stoermer haben im Jahr 2000 vorgeschlagen, den Zeitraum seit Beginn der Industriellen Revolution als neue Epoche der Erdgeschichte unter der Bezeichnung Anthropozän aufzufassen, da der menschliche Einfluss auf den Planeten seither immer größere Bedeutung bekommt.

Die industrielle Revolution war mit grundlegenden Veränderungen im wirtschaftlichen Bereich verbunden, die in dem Ausdruck Kapitalismus begrifflich zusammengefasst wurden.

Eine wichtige soziale Grundlage und Begleiterscheinung der Industriellen Revolution war die starke Bevölkerungszunahme.
Während in vorindustrieller Zeit die Sterberate annähernd der Geburtenrate entsprach, erhöhte sich die Bevölkerungszahl nun in bis dahin ungekanntem Ausmaß.

Klimawandel
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimawandel

Klimawandel, auch Klimaveränderung, Klimaänderung oder Klimawechsel, ist eine weltweit auftretende Veränderung des Klimas auf der Erde oder erdähnlichen Planeten/Monden, die eine Atmosphäre besitzen.
Die mit einem Klimawandel verbundene Abkühlung oder Erwärmung kann über unterschiedlich lange Zeiträume erfolgen.

Die gegenwärtige, vor allem durch den Menschen verursachte (anthropogene) globale Erwärmung ist ein Beispiel für einen sehr rasch verlaufenden, aber noch nicht abgeschlossenen Klimawandel.
Hierfür wird in der öffentlichen Diskussion oftmals der Begriff Klimawandel als Synonym genutzt (dann aber als „Der Klimawandel“).
Die durch den aktuellen Klimawandel hervorgerufene oder prognostizierte ökologische und soziale Krise wird auch als „Klimakrise“ bezeichnet.

Klimakrise
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimakrise

Der Begriff Klimakrise beschreibt die ökologische, politische und gesellschaftliche Krise im Zusammenhang mit der menschengemachten globalen Erwärmung. Es wird, ähnlich wie Klimakatastrophe, im öffentlichen Diskurs zunehmend anstelle von harmloser klingenden Begriffen wie Klimawandel gebraucht, um die Tragweite der globalen Erwärmung zu verdeutlichen.

Ein Klimawandel auf globaler Ebene beruht im Wesentlichen auf einer Veränderung des Strahlungsantriebs, der das Erdklimasystem aus einem stabilen thermisch-radiativen Gleichgewicht in ein neues Gleichgewicht überführt.
Der Strahlungsantrieb resultiert aus den atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4) und Wasserdampf (H2O), aus der variierenden Sonneneinstrahlung auf Grund der Milanković-Zyklen sowie aus dem Rückstrahlvermögen (Albedo) der Erdoberfläche einschließlich der Ozeane.

Neben den natürlichen Faktoren beeinflusst der Mensch das Klima vor allem seit Beginn der Industrialisierung in erheblichem und weiter zunehmendem Umfang :
Der „Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen“ (Intergovernmental Panel on Climate Change) (IPCC), der den Stand der Wissenschaft im Auftrag der Vereinten Nationen zusammenfasst, kam 2007 zu dem Schluss, dass die Erwärmung der Atmosphäre und der Ozeane seit Beginn der Industrialisierung vor allem auf der Freisetzung von Treibhausgasen durch den Menschen beruht, wobei die zunehmende Kohlenstoffdioxid-Konzentration und ihr messbarer Einfluss auf die Strahlungsbilanz den Hauptfaktor des Erwärmungsprozesses bildet.
Aktuelle Analysen kommen zu dem Ergebnis, dass die anthropogenen Klimagas-Emissionen im bisherigen 21. Jahrhundert im Jahresdurchschnitt jene des Paläozän/Eozän-Temperaturmaximums um etwa das Zehnfache übertreffen.

D. R. Feldman, W. D. Collins, P. J. Gero, M. S. Torn, E. J. Mlawer, T. R. Shippert: Observational determination of surface radiative forcing by CO2 from 2000 to 2010. (PDF) In: Nature. 519, März 2015, S. 339–343. doi:10.1038/nature14240.
https://doi.org/10.1038/nature14240
IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007 (AR4) Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.shtml


Der IPCC schreibt in seinem 2014/2015 erschienenen fünften Sachstandsbericht, dass es extrem wahrscheinlich ist, dass die Menschen mehr als 50 Prozent der 1951–2010 beobachteten Erwärmung verursacht haben.
Nach der besten Schätzung stimmt der menschliche Einfluss auf die Erwärmung in etwa mit der insgesamt beobachteten Erwärmung während dieses Zeitraums überein.
Eine Analyse von 2014 beziffert die Wahrscheinlichkeit, dass der in den letzten 60 Jahren registrierte Anstieg der Globaltemperatur ohne anthropogene Treibhausgas-Emissionen ähnlich hoch ausgefallen wäre, mit lediglich 0,001 %.
Mehrere Studien stellen übereinstimmend fest, dass im Unterschied zu vorindustriellen Klimaschwankungen der aktuelle Erwärmungsprozess gleichzeitig auf allen Kontinenten auftritt, in seiner rapiden Entwicklung von keiner Klimaveränderung der letzten zweitausend Jahre übertroffen wird und wahrscheinlich auch ohne vergleichbares Beispiel in der jüngeren Erdgeschichte ist.


Fünfter Sachstandsbericht des IPCC
https://de.wikipedia.org/wiki/Fünfter_Sachstandsbericht_des_IPCC
Richard E. Zeebe, Andy Ridgwell, James C. Zachos: Anthropogenic carbon release rate unprecedented during the past 66 million years. (PDF) In: Nature Geoscience. 9, Nr. 4, April 2016, S. 325–329. doi:10.1038/ngeo2681.
https://doi.org/10.1038/ngeo2681
IPCC: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Hrsg.: Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer. IPCC, Genf, Schweiz 2015, ISBN 978-92-9169-143-2, S. 5 (ipcc.ch [PDF]).
http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf
Philip Kokic, Steven Crimp, Mark Howden: A probabilistic analysis of human influence on recent record global mean temperature changes. In: Climate Risk Management. 3, 2014, S. 1–12, doi:10.1016/j.crm.2014.03.002.
https://doi.org/10.1016/j.crm.2014.03.002
Raphael Neukom, Nathan Steiger, Juan José Gómez-Navarro, Jianghao Wang, Johannes P. Werner: No evidence for globally coherent warm and cold periods over the preindustrial Common Era. (PDF) In: Nature. 571, Juli 2019, S. 550–554. doi:10.1038/s41586-019-1401-2.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1401-2
PAGES 2k Consortium: Consistent multidecadal variability in global temperature reconstructions and simulations over the Common Era. In: Nature Geoscience. 12, Nr. 8, August 2019, S. 643–649. doi:10.1038/s41561-019-0400-0.
https://doi.org/10.1038/s41561-019-0400-0
Darrell Kaufman, Nicholas McKay, Cody Routson, Michael Erb, Christoph Dätwyler, Philipp S. Sommer, Oliver Heiri, Basil Davis: Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach. In: Nature Scientific Data. 7, Juni 2020. doi:10.1038/s41597-020-0530-7.
https://doi.org/10.1038/s41597-020-0530-7


Vierter Sachstandsbericht des IPCC
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierter_Sachstandsbericht_des_IPCC

IPCC-Sonderbericht über die Folgen einer globalen Erwärmung um 1,5 °C gegenüber vorindustriellem Niveau
Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger
IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5 °C above preindustrial levels and related global greenhouse gas emission pathway
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2020/07/SR1.5-SPM_de_barrierefrei.pdf


Meteorologie
https://de.wikipedia.org/wiki/Meteorologie

Meteorologie (altgriechisch μετεωρολογία meteōrología „Untersuchung der überirdischen Dinge“ oder „Untersuchung der Himmelskörper“) ist die Lehre der physikalischen und chemischen Vorgänge in der Atmosphäre und beinhaltet auch deren bekannteste Anwendungsgebiete – die Wettervorhersage und die Klimatologie.

Klimatologie
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimatologie

Die Klimatologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft der Fachgebiete Meteorologie, Geographie, Geologie, Ozeanographie und Physik.
Sie erforscht die Gesetzmäßigkeiten des Klimas, also des durchschnittlichen Zustandes der Atmosphäre an einem Ort sowie der darin wirksamen Prozesse.
Hierzu bedient sich die Klimawissenschaft unter anderem statistischer Methodik.

Meilensteine der Klimawissenschaften seit 1800
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:KlimawissenschaftenZweiJahrhunderte.jpg
[ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/KlimawissenschaftenZweiJahrhunderte.jpg


Die Klimatologie verwendet Modelle, um komplexe Phänomene zu beschreiben.
Diese Modelle werden als Computermodelle auch dazu verwendet, um die Auswirkungen des Klimawandels in verschiedenen Szenarien abzuschätzen.

Theoretische Klimatologie
https://de.wikipedia.org/wiki/Theoretische_Klimatologie

Die Theoretische Klimatologie befasst sich, ausgehend von der theoretischen Meteorologie, mit der physikalisch-mathematischen Beschreibung langfristiger Prozesse in der Erdatmosphäre.
Ziel ist es, die Anwendung der Gesetze und Verfahren zu prüfen und Modelle zu entwickeln, mit denen die Änderung des Klimas in längerfristigen Zeitabschnitten bei Änderung wesentlicher Randbedingungen abgeschätzt werden kann.

: EXPERIMENTELLER NACHWEIS :

Klimamodell
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimamodell

Ein Klimamodell ist ein Computermodell zur Berechnung und Projektion des Klimas für einen bestimmten Zeitabschnitt.
Das Modell basiert in der Regel auf einem Meteorologiemodell, wie es auch zur numerischen Wettervorhersage verwendet wird.
Dieses Modell wird jedoch für die Klimamodellierung erweitert, um alle Erhaltungsgrößen korrekt abzubilden.

Bei der Interpretation der Ergebnisse der aktuellen Klimamodellrechnungen in die Zukunft muss berücksichtigt werden, dass es sich nicht um Prognosen über einen sicheren zukünftigen Verlauf lokaler oder globaler Klimata handelt, sondern um Szenarien, welche ausgewählte mögliche Verläufe auf Grund von Vorannahmen über zukünftige Entwicklungen, wie zum Beispiel Emissionen und Landnutzung, ergeben.

Die Grenzen der Modelle liegen in den verwendeten mathematischen Modellen selbst und in der begrenzten Anzahl der berücksichtigten Einflussfaktoren.

Leistungsfähigere Rechner ermöglichen dabei die Entwicklung komplexerer Modelle mit höherer räumlicher Auflösungen und einer zunehmenden Anzahl von Einflussfaktoren auf das Klima.

: EXPERIMENTELLER NACHWEIS :

Der Stand der Forschung in der Klimatologie wird vom Weltklimarat (IPCC) in regelmäßigen Abständen zusammengefasst und publiziert.
Er enthält darüber hinaus auch kurze Zusammenfassungen von Kernaussagen für politische Entscheidungsträger.

Intergovernmental Panel on Climate Change
https://de.wikipedia.org/wiki/Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change
https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change_logo.svg
[ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/1/17/Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change_logo.svg/2000px-Intergovernmental_Panel_on_Climate_Change_logo.svg.png

Die Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle ...

Was ist der Weltklimarat ?
Informationen zur Organisation, Struktur und Berichterstellung des IPCC :

https://www.de-ipcc.de/119.php
https://www.de-ipcc.de/media/content/De-IPCC_Flyer_Der_Weltklimarat_IPCC_BITV.PDF

Deutsche Übersetzungen sowie weiteres Material zum Herunterladen :

Kurz und knapp ...
https://www.de-ipcc.de/129.php
Deutsche Übersetzungen der wichtigsten IPCC-Veröffentlichungen ...
Sowie übersetzte Abbildungen aus den jeweiligen IPCC-Berichten ...
https://www.de-ipcc.de/128.php

Z.B. :

„Englisch-Deutsches Fachwörterbuch zum Klimawandel“
https://www.de-ipcc.de/media/content/Begriffe_IPCC_online.pdf

Fünfter Sachstandsbericht des IPCC Teilbericht 1 (Wissenschaftliche Grundlagen):
Deutsche Übersetzung der Hauptaussagen der Arbeitsgruppe 1 (Wissenschaftliche Grundlagen) des fünften Sachstandsberichts, 2013.
https://www.de-ipcc.de/media/content/AR5_WGI_SPM_Hauptaussagen_online.pdf

Die englischen Originale finden Sie auf der Webseite des IPCC :

https://www.ipcc.ch/sr15/download
https://archive.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.shtml

: K O N T A K T :

Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle
Leitung:Dr. Christiane Textor
Projektträger
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Heinrich-Konen-Straße 1
D-53227 Bonn
Telefon:0228 3821-1554
Mobil:0172 699 79 29
E-Mail: de-ipcc@dlr.de
Web: www.de-ipcc.de
[ https://www.de-ipcc.de/kontakt.php


Luft
https://de.wikipedia.org/wiki/Luft

Als Luft bezeichnet man das Gasgemisch der Erdatmosphäre.
Trockene Luft besteht hauptsächlich aus den zwei Gasen Stickstoff (rund 78,08 Vol.-%) und Sauerstoff (rund 20,95 Vol.-%).
Daneben gibt es noch die Komponenten Argon (0,93 Vol.-%), Kohlenstoffdioxid (0,04 Vol.-%) und andere Gase in Spuren.

Luftverunreinigung und Luftreinhaltung

Die Luftverschmutzung ist der auf die Luft bezogene Teilaspekt der Umweltverschmutzung.
Von Bedeutung sind erhöhte Ozonwerte für den Smog und Schwefeldioxidkonzentrationen für den sauren Regen, aber auch Konzentrationen von Stickoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen, die ihrerseits wiederum einen großen Einfluss auf die Chemie der Luft haben.
Gleichzeitig hat der Ausstoß von Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid weiter zugenommen.
Die Effekte von Spurengasen sind vielfältig und beeinflussen sich in großem Maße auch gegenseitig.
Beispielsweise spielt Ozon durch seine Rolle in der Hydroxylradikalchemie in bodennahen Luftschichten nicht nur die Rolle eines Schadstoffs und Treibhausgases, es ist auch essentiell für die Selbstreinigungsmechanismen der Atmosphäre insgesamt.
Besonders viel Mikroplastik wurde in der Luft von London nachgewiesen.
Auch Pestizide sind in der Luft nachweisbar und werden über weite Distanzen verweht.

Spurengase
https://de.wikipedia.org/wiki/Spurengase

Als Spurengase werden alle Gase bezeichnet, die in der Luft in geringeren Anteilen vorkommen als die drei Hauptbestandteile Stickstoff (78 %), Sauerstoff (21 %) und Argon (ca. 1 %).

Atmosphäre_(Astronomie)
https://de.wikipedia.org/wiki/Atmosphäre_(Astronomie)

Die Atmosphäre [atmoˈsfɛːrə] (von altgriechisch ἀτμός atmós, deutsch ‚Dampf‘, ‚Dunst‘, ‚Hauch‘ und σφαῖρα sfaira, deutsch ‚Kugel‘) ist die gas­förmige Hülle um größere Himmelskörper – insbesondere um Sterne und Planeten.
Sie besteht meistens aus einem Gemisch von Gasen, die vom Schwerefeld des Himmelskörpers festgehalten werden können.
Die Atmosphäre ist an der Oberfläche am dichtesten und geht in großen Höhen fließend in den interplanetaren Raum über.

Erdatmosphäre
https://de.wikipedia.org/wiki/Erdatmosphäre

Die Atmosphäre der Erde, auch Erdatmosphäre (von altgriechisch ἀτμός atmós, deutsch ‚Dampf‘ und σφαῖρα sfaira, deutsch ‚Kugel‘) ist die gas­förmige Hülle der Erdoberfläche und eine der sogenannten Erdsphären.
Sie hat einen hohen Anteil an Stickstoff und Sauerstoff und somit oxidierende Verhältnisse.

Zusammensetzung

Was als Luft bezeichnet wird, besteht im Wesentlichen bei Außerachtlassen des wechselnden Wasserdampfgehalts (d. h. in Volumenprozent trockener, wasserdampffreier Luft) aus :
78,08 % Stickstoff (N2), 20,95 % Sauerstoff (O2) und 0,93 % Argon (Ar), dazu Aerosole und Spurengase, darunter Kohlenstoffdioxid (CO2, mit derzeit 0,04 %, nach Wasserdampf der wichtigste Verursacher des Treibhauseffekts), ferner Methan (CH4), Ozon (O3), Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoff­verbindungen.

Ihre vertikale Gliederung ist durch unterschiedliche Temperaturen bedingt.
Das Wettergeschehen findet in den unteren etwa 10 Kilometern statt, der Troposphäre.

Die Troposphäre wird auch als untere Atmosphäre bezeichnet.
Stratosphäre und Mesosphäre gemeinsam als mittlere Atmosphäre und die Thermosphäre als obere Atmosphäre.

Troposphäre
https://de.wikipedia.org/wiki/Troposphäre

Die Troposphäre [tropoˈsfɛːrə] (von altgriechisch τροπή tropé „Wendung, Änderung“ und σφαίρα sphaira „Kugel“) ist die unterste Schicht der Erdatmosphäre und Teil der Homosphäre. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis zum Beginn der Stratosphäre. Die Grenze dazwischen wird Tropopause genannt.

Ihre Dicke beträgt etwa 8 Kilometer an den Polen (wo sie im Winter bis zu 2 Kilometer niedriger ist als im Sommer) und 18 Kilometer am Äquator. In der Troposphäre sind etwa 90 Prozent der gesamten Luft sowie beinahe der gesamte Wasserdampf der Erdatmosphäre enthalten. Da sich in ihr der Großteil des Wetters abspielt, spricht man auch von der Wetterschicht (oder Advektionsschicht) der Atmosphäre.

Entwicklung der Erdatmosphäre
https://de.wikipedia.org/wiki/Entwicklung_der_Erdatmosphäre

Die Entwicklung der Erdatmosphäre ist ein Teil der Theorie der chemischen Evolution der Erde und zudem ein wichtiges Element der Klimageschichte.

Die Erde entstand vor 4,58 Milliarden Jahren.

Vor etwas über vier Milliarden Jahren bestand die damalige Atmosphäre vermutlich zu etwa 80 % aus Wasserdampf (H2O), zu 10 % Kohlenstoffdioxid (CO2) und zu 5 bis 7 % aus Schwefelwasserstoff (H2S) sowie Spuren von Stickstoff (N2), Wasserstoff (H2), Kohlenstoffmonoxid (CO), Helium, Methan und Ammoniak.
Dabei handelt es sich um eben jene Produkte des Vulkanismus, wie man sie auch an heutigem Vulkanismus beobachten kann.

Die Bildung von Sauerstoff (Dioxygen, O2) spielt die Hauptrolle bei der Herausbildung unserer heutigen, der dritten Atmosphäre.
Dabei kommt der oxygenen Photosynthese eine dominante Stellung zu, andere Effekte, wie die Photodissoziation des Wasserdampfs, sind nahezu vernachlässigbar.
Obwohl es mit den Cyanobakterien vielleicht schon vor 3,5 Milliarden Jahren erste Lebewesen gab, die oxygene Photosynthese betrieben, zeigte sich deren Effekt auf die Zusammensetzung der Erdatmosphäre sehr spät.

Vor einer Milliarde Jahren überstieg die Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre drei Prozent, wodurch sich im Verlauf der nächsten 400 Millionen Jahre allmählich eine erste Ozonschicht bilden konnte.
Vor 500–600 Millionen Jahren stieg der Sauerstoffgehalt, bedingt durch das erste massenhafte Auftreten von Landpflanzen, rapide an und erreichte vor 350 Millionen Jahren erstmals das heutige Niveau.

In jüngster Zeit ist vor allem ein Anstieg in der Konzentration der Treibhausgase zu verzeichnen.
Insbesondere erhöhte sich die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre in den letzten hundert Jahren auf fast das 1,5-fache.
Wichtig ist jedoch nicht nur die Gesamtkonzentration eines Gases über die gesamte Atmosphäre, sondern auch die Schichtung (Gradient).
So ist zum Beispiel Ozon in der Ozonosphäre für das Leben auf dem Land von großer Bedeutung, jedoch in der unteren Troposphäre gesundheitsschädlich (Smog).

Photosynthese
https://de.wikipedia.org/wiki/Photosynthese

Die Photosynthese (altgriechisch φῶς phōs, deutsch ‚Licht‘ und σύνθεσις sýnthesis, deutsch ‚Zusammensetzung‘, auch Fotosynthese geschrieben) ist ein physiologischer Prozess zur Erzeugung von energiereichen Biomolekülen aus energieärmeren Stoffen mithilfe von Lichtenergie.
Sie wird von Pflanzen, Algen und manchen Bakterien betrieben.
Bei diesem biochemischen Vorgang wird mithilfe von lichtabsorbierenden Farbstoffen wie Chlorophyll Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt.
Diese wird dann zum Aufbau energiereicher organischer Verbindungen (primär Kohlenhydrate) aus energiearmen anorganischen Stoffen (Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O)) verwendet.
Da die energiereichen organischen Stoffe zu Bestandteilen des Lebewesens werden, bezeichnet man deren Synthese als Assimilation.

Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre
https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid_in_der_Erdatmosphäre

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist als Spurengas mit einem Volumenanteil von etwa 0,04 % (etwa 400 ppm) in der Erdatmosphäre enthalten.
Der Massenanteil beträgt etwa (44,0095/28,9) × 0,04 % = 0,06 %.

Mass of atmospheric carbon dioxide IGSS, Institute for green and sustainable Science
[ http://igss.wikidot.com/co2mass


Trotz der geringen Konzentration ist Kohlenstoffdioxid für das Leben auf der Erde in vielerlei Hinsicht von elementarer Bedeutung :
Pflanzen nehmen das für sie lebensnotwendige Spurengas auf und geben Sauerstoff ab (Photosynthese), während bei der Atmung der allermeisten Lebewesen und vielen anderen natürlichen Prozessen Kohlenstoffdioxid freigesetzt und in die Erdatmosphäre abgegeben wird.

Als Treibhausgas beeinflusst CO2 durch den Treibhauseffekt das Klima der Erde und durch seine Löslichkeit in Wasser den pH-Wert der Ozeane wesentlich.
Im Verlauf der Erdgeschichte schwankte der atmosphärische CO2-Gehalt erheblich und war häufig an einer Reihe gravierender Klimawandel-Ereignisse direkt beteiligt.

Treibhauseffekt
https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist die Wirkung von Treibhausgasen in einer Atmosphäre auf die Temperatur der Planetenoberfläche wie die der Erde.
Er bewirkt dort eine Temperaturerhöhung.
Die Analogie zwischen dem atmosphärischen Treibhauseffekt und einem Gewächshaus besteht in der Gemeinsamkeit, dass Licht nahezu ungehindert in das System eindringt, während die daraus entstehende Wärme das System weniger leicht verlassen kann.

Als anthropogener Treibhauseffekt wird die Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts durch menschliche Aktivitäten bezeichnet.
Dieser resultiert vor allem aus der Freisetzung verschiedener Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und troposphärischem Ozon (O3).
Seine Folge ist die Globale Erwärmung, d. h. ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur seit Beginn der Industrialisierung, bzw. besonders stark in den letzten 30 Jahren, um ca. 1 Grad Celsius.
Dieser Effekt ist inzwischen nicht nur theoretisch verstanden, sondern kann z. B. mit Satelliten gemessen werden, die die Energieeinstrahlung auf die Erde und die Energieabstrahlung der Erde aufzeichnen.

D. R. Feldman, W. D. Collins, P. J. Gero, M. S. Torn, E. J. Mlawer, T. R. Shippert: Observational determination of surface radiative forcing by CO2 from 2000 to 2010. (PDF) In: Nature. 519, Februar 2015, S. 339–343. doi:10.1038/nature14240.
https://www.nssl.noaa.gov/users/dturner/public_html/metr5970/2015_nature.feldman_AERI_obs_CO2_forcing_over_last_decade.pdf
https://doi.org/10.1038/nature14240
Der Klimawandel ist keine Glaubenssache. Universität Hamburg. Abgerufen am 28. September 2019.
https://www.uni-hamburg.de/newsroom/im-fokus/2019/09-27-klimaleugner.html


Treibhauspotential
https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauspotential

Das (relative) Treibhauspotential (auch Treibhauspotenzial; englisch Global warming potential, greenhouse warming potential, GWP) oder CO2-Äquivalent einer chemischen Verbindung ist eine Maßzahl für ihren relativen Beitrag zum Treibhauseffekt, also ihre mittlere Erwärmungswirkung der Erdatmosphäre über einen bestimmten Zeitraum (in der Regel 100 Jahre).
Sie gibt damit an, wie viel eine bestimmte Masse eines Treibhausgases im Vergleich zur gleichen Masse CO2 zur globalen Erwärmung beiträgt.
Beispielsweise beträgt das CO2-Äquivalent für Methan bei einem Zeithorizont von 100 Jahren 28 :
Das bedeutet, dass ein Kilogramm Methan innerhalb der ersten 100 Jahre nach der Freisetzung 28-mal so stark zum Treibhauseffekt beiträgt wie ein Kilogramm CO2.
Bei Distickstoffmonoxid beträgt dieser Wert 265.
Das Treibhauspotential ist aber nicht mit dem tatsächlichen Anteil an der globalen Erwärmung gleichzusetzen, da sich die Emissionsmengen der verschiedenen Gase stark unterscheiden.
Mit diesem Konzept können bei bekannten Emissionsmengen die unterschiedlichen Beiträge einzelner Treibhausgase verglichen werden.

Die Hauptbestandteile der irdischen Lufthülle (Stickstoff, Sauerstoff und Argon) zählen nicht zu den Treibhausgasen und haben aufgrund ihrer molekularen Struktur keinen Einfluss auf den Treibhauseffekt.
Das in seiner Gesamtwirkung stärkste Treibhausgas ist der Wasserdampf, dessen Anteil am natürlichen Treibhauseffekt je nach geographischen Gegebenheiten beziehungsweise Klimazone zwischen 36 und 70 Prozent schwankt.
Jedoch ist Wasserdampf nur in sehr geringem Umfang ein Emissionsgas, seine Konzentration in der Atmosphäre steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Lufttemperatur.

Treibhausfördernde Gase
https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhausgas

Treibhausgase (THG) sind (Spuren-)Gase, die zum Treibhauseffekt (der Erde oder anderer Planeten) beitragen und sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs sein können.
Sie absorbieren einen Teil der vom Boden abgegebenen langwelligen (infraroten) Wärmestrahlung (thermische Strahlung), die sonst ins Weltall entweichen würde.
Die dabei aufgenommene Energie emittieren sie entsprechend ihrer lokalen Temperatur überwiegend als Wärmestrahlung, deren zur Erde gerichteter Anteil atmosphärische Gegenstrahlung genannt wird.
Diese erwärmt die Erdoberfläche zusätzlich zum kurz- bis langwelligen direkten Sonnenlicht.
Die natürlichen Treibhausgase, insbesondere Wasserdampf, heben die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche um etwa 33 K auf +15 °C an.

Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt hätte die Erdoberfläche im globalen Mittel nur eine Temperatur von −18 °C, was höher organisiertes Leben auf der Erde kaum möglich machen würde.

Der gegenwärtige, durch menschliche Aktivitäten verursachte Anstieg der Konzentration verschiedener Treibhausgase, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO2), verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zur globalen Erwärmung, die ihrerseits mit zahlreichen Folgen verbunden ist.

Diesen zusätzlichen, menschlich verursachten Anteil am Treibhauseffekt bezeichnet man als anthropogenen Treibhauseffekt.

Das relative Treibhauspotenzial wird in der Regel auf einen Zeithorizont von 100 Jahren bezogen, das heißt, es wird die über einen Zeitraum von 100 Jahren nach der Emission gemittelte Erwärmungswirkung betrachtet.
Bezieht man es auf einen anderen Zeithorizont, verändert sich, entsprechend der atmosphärischen Verweildauer, auch das relative Treibhauspotenzial.
Enthält ein Treibhausgas ein oder mehrere Chlor- bzw. Fluoratome, so erhöht sich dessen relatives Treibhauspotenzial aufgrund der hohen chemischen Stabilität deutlich gegenüber Treibhausgasen ohne Halogenatom(e).

IPCC: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge University Press, Cambridge (U.K.) 2001.
https://www.ipcc.ch/report/ar3/wg1/
https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/07/WG1_TAR_FM.pdf


Klimasensitivität
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimasensitivität

Die Klimasensitivität ist die Verhältnisgröße der Temperaturerhöhung der Erdoberfläche geteilt durch die als zusätzliche Bestrahlungsstärke ausgedrückte Wirkung erhöhter Treibhausgaskonzentrationen.
Generell wird durch das IPCC unterschieden zwischen Gleichgewichtsklimasensitivität (Equilibrium climate sensitivity – ECS) und transienter Klimaantwort (Transient climate response – TCR).
Man kann sie in Kelvin pro Watt je Quadratmeter (K/(W/m²) = K·m²/W) angeben.
Geläufiger ist jedoch die Angabe der Klimaerwärmung bei Verdoppelung der Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre.

Neben Kohlenstoffdioxid tragen auch noch weitere Gase zum Treibhauseffekt bei, so dass auch für diese jeweils eigene Klimasensitivitäten ermittelt werden können.
Der Einfachheit halber wird deren Beitrag meist mittels der sogenannten CO2-Äquivalente berechnet.

Kohlenstoffdioxid oder Kohlendioxid
https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid

Insgesamt hat der Kohlenstoffdioxidgehalt seit Beginn der Industrialisierung um über 40 % zugenommen.
Dies ist im Zusammenhang mit dem anthropogenen Treibhauseffekt eine der Ursachen für die globale Erwärmung, für die ein Referenzwert im erdgeschichtlichen Klima von weniger als 100 Jahren gilt.
2013 überstieg die CO2-Konzentration an der Messstation Mauna Loa erstmals den Wert von 400 ppm.
The Keeling Curve A daily record of atmospheric carbon dioxide

Entwicklung der Spurengasanteile der Luft im Laufe der letzten 15 Jahre

World Meteorological Organization: Greenhouse gas concentrations in atmosphere reach yet another high | World Meteorological Organization, abgerufen am 26. November 2019

Ökologische Bedeutung
Übersicht über die Photosynthese und Atmung

Pflanzen und photosynthesefähige Bakterien nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre auf und wandeln es durch Photosynthese unter Einwirkung von Licht und Aufnahme von Wasser in Kohlenhydrate wie Glucose um.

    6   C O 2 + 6   H 2 O ⟶ C 6 H 12 O 6 + 6   O 2 {mathrm {6\ CO_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}} } {mathrm {6\ CO_{2}+6\ H_{2}O\longrightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}} }
    vereinfachte Netto-Reaktionsgleichung für die oxygene Photosynthese

Dieser Prozess setzt gleichzeitig Sauerstoff aus der Dekomposition von Wasser frei. Die entstehenden Kohlenhydrate dienen als Energieträger und Baustoff für alle anderen biochemischen Substanzen wie Polysaccharide, Nukleinsäuren und Proteine. Kohlenstoffdioxid stellt damit den Rohstoff für die Bildung aller Biomasse in der Primärproduktion der Ökosysteme.

Der Abbau von Biomasse durch aerobe Atmung ist, in Umkehrung zum Prozess der Photosynthese, wieder mit der Bildung von Kohlenstoffdioxid und dem Verbrauch von Sauerstoff verbunden.

    C 6 H 12 O 6 + 6   O 2 ⟶ 6   C O 2 + 6   H 2 O {mathrm {C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}\longrightarrow 6\ CO_{2}+6\ H_{2}O} } {mathrm {C_{6}H_{{12}}O_{6}+6\ O_{2}\longrightarrow 6\ CO_{2}+6\ H_{2}O}}
    vereinfachte Netto-Reaktionsgleichung für die aerobe Atmung

Alle Organismen eines Ökosystems atmen fortwährend, während die Photosynthese an die Verfügbarkeit von Licht gebunden ist. Dies führt zur zyklischen Zu- und Abnahme von Kohlenstoffdioxid im täglichen und jahreszeitlichen Rhythmus in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Lichtintensitäten.

In Gewässern schwankt die Kohlenstoffdioxid-Konzentration ebenfalls entsprechend den genannten Tages- und Jahreszeit-Rhythmen. Kohlenstoffdioxid steht mit den anderen gelösten Kohlensäurespezies in einem chemischen Gleichgewicht, welches den im Wasser herrschenden pH-Wert wesentlich bestimmt. Vom pH-Wert hängen wiederum die chemischen Gleichgewichtslagen der Dissoziationen von Ammonium/Ammoniak, Nitrit/Salpetrige Säure, Sulfid/Schwefelwasserstoff und anderen Säure-Basen-Paaren ab, die sich durch die Toxizität für die Organismen im Gewässer bemerkbar machen.

Heinz-Gerhard Franck, Jürgen W. Stadelhofer: Sauerstoff und Kohlendioxid ? Schlüsselverbindungen des Lebens. In: Die Naturwissenschaften. Band 75, 1988, S. 585–590, doi:10.1007/BF00366470.
Hans-Otto Pörtner: Auswirkungen von CO2-Eintrag und Temperaturerhöhung auf die marine Biosphäre.
WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT DER BUNDESREGIERUNGGLOBALE UMWELTVERÄNDERUNGEN
Sondergutachten
Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung
Globale Umweltveränderungen Die Zukunft der Meere –zu warm, zu hoch, zu sauer.
https://epub.sub.uni-hamburg.de/epub/volltexte/2011/10481/pdf/wbgu_sn2006.pdf


Ozon
https://de.wikipedia.org/wiki/Ozon

In der Troposphäre ist Ozon der drittwirksamste Treiber der globalen Erwärmung (nach Kohlendioxid und Methan).
Die Ozonschicht in der Stratosphäre schützt die Lebewesen auf der Erde vor Schädigungen durch energiereiche mutagene ultraviolette Strahlung der Sonne.

Global Warming Potentials GWP of ODS Substitutes
    This site includes the global warming potential GWP of ozone depleting substance substitutes, their atmospheric lifetime, and uses.
https://edg.epa.gov/metadata/catalog/search/resource/details.page?uuid=%7B6A69DBD7-5DE5-48B4-8C6D-845878333894%7D
Addition of Global Warming Potentials Factsheet
    Addition of Global Warming Potentials Factsheet
    https://www.epa.gov/ghgreporting/addition-global-warming-potentials-factsheet


Stickstoffdioxid
https://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoffdioxid

Stickstoffdioxid wird seit 1908 großtechnisch erzeugt und für die Herstellung von Salpetersäure verwendet.
In Spuren entsteht Stickstoffdioxid aus Sauerstoff und Stickstoff als den beiden Hauptbestandteilen der Atmosphäre sowohl bei natürlichen Vorgängen wie z. B. durch Blitzschlag, als auch bei technischen Verbrennungsvorgängen, z. B. in Verbrennungsmotoren.

NO2 entsteht als Nebenprodukt bei jeder Verbrennung fossiler Energieträger, wie Gas, Kohle und Öl, und ist daher unter anderen Bestandteil des Abgases von Kraft- und Luftfahrzeugen, von Öl- und Gas-Heizkesseln sowie von Gas- und Kohlekraftwerken.
Es entsteht aus Stickstoffmonoxid, wobei die Konzentration von Stickstoffdioxid mit steigender Temperatur abnimmt.

Es gibt zahlreiche Pflanzen, die gegenüber Stickstoffdioxid empfindlich reagieren – empfindlicher als der Mensch.
Bereits geringe Volumenanteile können normale biochemische Vorgänge beeinflussen und beispielsweise zu einer Minderung des Trockengewichts, des Blattwachstums und zu Ertragsverlust der Pflanzen führen

Distickstoffmonoxid ( N2O )
https://de.wikipedia.org/wiki/Distickstoffmonoxid

Distickstoffmonoxid, allgemein bekannt unter dem Trivialnamen Lachgas, ist ein farbloses Gas aus der Gruppe der Stickoxide.
Die chemische Summenformel für das Gas ist N2O.

Beitrag zum Treibhauseffekt und Schädigung der Ozonschicht

Durch die Lage seiner IR-Absorption in einem atmosphärischen Fenster und seine große atmosphärische Verweilzeit von etwa 120 Jahren hat N2O ein hohes Treibhauspotenzial.
Als drittwichtigstes langlebiges Treibhausgas trägt es erheblich zur globalen Erwärmung bei.
Sein Beitrag zur globalen Erwärmung über den Treibhauseffekt beträgt knapp 10 %.
Seine Emissionen beim Anbau von Ölsaaten für Biokraftstoffe macht deren Beitrag zum Klimaschutz vollständig zunichte.

Durch seinen Abbau in der Stratosphäre erhöht Lachgas dort die Konzentration von NOx, das katalytisch Ozon abbaut.
Unter den anthropogenen ozonschädlichen Emissionen ist Lachgas mittlerweile bedeutender als alle Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) zusammen.

Globale, anthropogene Lachgas-Emissionen
(in Mrd. Tonnen CO2-Äquivalent, Mai 2010, nach Zahlen der FAO)
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Lachgas_Emission.svg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/Lachgas_Emission.svg/2000px-Lachgas_Emission.svg.png

 
Methan
https://de.wikipedia.org/wiki/Methan

Methan ist eine chemische Verbindung mit der Summenformel CH4 und der einfachste Vertreter aus der Stoffgruppe der Alkane.
Unter Normalbedingungen ist es ein farb- und geruchloses, brennbares Gas.
Es kommt in der Natur vor und ist der Hauptbestandteil von Erdgas.

Methan ist der meist vertretene Kohlenwasserstoff in der irdischen Atmosphäre, wobei die Konzentration zwischen der Nord- und Südhalbkugel als auch jahreszeitlich schwankt.

Als Treibhausgas besitzt Methan ein hohes Treibhauspotential.
Es trug zur klimageschichtlichen Erderwärmung bei und beeinflusst auch die aktuelle globale Erwärmung.
In der Erdatmosphäre wird es zu Wasser, Kohlenstoffmonoxid und schließlich zu Kohlenstoffdioxid oxidiert.

Das Gas entsteht in beträchtlichen Mengen durch biologische Prozesse, entweder anaerob durch Mikroorganismen oder aerob durch Phytoplankton, Pflanzen und Pilze.
Weitere biologische Quellen sind der Reisanbau und die Rinderzucht.
Abiotische Quellen wie Waldbrände oder Vulkanausbrüche setzen ebenfalls Methan frei.

Da es in Lagerstätten in großen Mengen vorkommt, ist es eine attraktive Energiequelle.
Des Weiteren kommt es als Methanhydrat gebunden am Meeresboden und Permafrostgebieten vor, wobei der genaue Vorrat unbekannt ist.

Methan ist in Wasser unlöslich und bildet mit Luft explosive Gemische.
Es verbrennt mit bläulich-heller Flamme in Gegenwart von ausreichend Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser.

Sein Treibhauspotenzial ist dabei, auf einen Zeitraum von 100 Jahren bezogen, 28-mal höher als das der gleichen Gewichtsmenge Kohlenstoffdioxid.
Nach einer neueren Untersuchung beträgt dieser Faktor 33, wenn Wechselwirkungen mit atmosphärischen Aerosolen berücksichtigt werden.
Auf einen Zeitraum von 20 Jahren bezogen steigt dieser Faktor sogar auf 84.
Methan trägt ( derzeit noch ) rund 20 % zum anthropogenen Treibhauseffekt bei.

G. Myhre u. a.: Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge/ New York 2013, S. 731, (PDF)
http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf
D. T. Shindell, G. Faluvegi, D. M. Koch, G. A. Schmidt, N. Unger, S. E. Bauer: Improved attribution of climate forcing to emissions. In: Science. 326, Nr. 5953, 2009, S. 716–718 


Dieser rasante Anstieg könnte mit der Förderung von Schiefergas durch Hydraulic Fracturing (Fracking) zusammenhängen.
Laut einer 2020 veröffentlichten Studie emittieren Fracking-Anlagen doppelt so viel Methan wie zuvor geschätzt.

Robert W. Howarth: Ideas and perspectives: is shale gas a major driver of recent increase in global atmospheric methane?. In: Biogeosciences. 16, 2019, S. 3033, doi:10.5194/bg-16-3033-2019.
https://doi.org/10.5194/bg-16-3033-2019
Stephen Leahy: Fracking boom tied to methane spike in Earth’s atmosphere. In: National Geographic. 15. August 2019, abgerufen am 20. August 2019.
https://www.nationalgeographic.com/environment/2019/08/fracking-boom-tied-to-methane-spike-in-earths-atmosphere
Yuzhong Zhang u. a.: Quantifying methane emissions from the largest oil-producing basin in the United States from space. In: Science Advances. 6, 2020, S. eaaz5120, doi:10.1126/sciadv.aaz5120.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz5120


Durch nicht bemerkte Lecks in Raffinerien und beim Transport von Öl und Gas durch Pipelines werden erhebliche Mengen Methan emittiert.
Die Internationale Energieagentur (IEA) in Paris schätzt diese Menge Ende 2017 auf rund 75 Mio. Tonnen pro Jahr und damit 1,7 % der Gesamtfördermenge.

Volker Mrasek: Methanverluste – Lecks in der Öl- und Gasindustrie. In: Deutschlandfunk. Deutschlandradio, 6. Dezember 2017, abgerufen am 8. Dezember 2017.
http://www.deutschlandfunk.de/methanverluste-lecks-in-der-oel-und-gasindustrie.676.de.html?dram:article_id=402450


Studien deuten darauf hin, dass die Methan-Emissionen aus Kohleminen stark unterschätzt wurden.
So wurde 2014 in der Gegend um Four Corners durch Satellitendaten eine gewaltige Methanemission aus nahe gelegenen Kohleabbaustätten detektiert.
Mit geschätzten 600.000 Tonnen Methan pro Jahr sind die Emissionen größer als die der gesamten britischen Öl-, Gas- und Kohleindustrie.

Josh Gabbatiss: Coal mines emit more methane than oil-and-gas sector, study finds. Carbon Brief, 24. März 2020, abgerufen am 29. März 2020 (englisch).
https://www.carbonbrief.org/coal-mines-emit-more-methane-than-oil-and-gas-sector-study-finds
Jillian Ambrose: Methane emissions from coalmines could stoke climate crisis – study. In: The Guardian. 15. November 2019, ISSN 0261-3077 (theguardian.com [abgerufen am 15. November 2019]).
https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220261-3077%22&key=cql
https://www.theguardian.com/environment/2019/nov/15/methane-emissions-from-coal-mines-could-stoke-climate-crisis-study
mbe: Satellitenbild der Woche: Riesiges Methanleck in den USA entdeckt. In: spiegel.de. 11. Oktober 2014, abgerufen am 11. Oktober 2014.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/satellitendaten-zeigen-methan-ausstoss-der-usa-a-996542.html


Etwa 70 % der mikrobiellen Methanemission der Erde ist auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen.
Die Methanemissionen in der Landwirtschaft und bei der Tierhaltung gehen zu 39 % auf die Rinderhaltung und zu 17 % auf den Nassreisanbau zurück.
Die FAO schrieb 2006 dem Viehwirtschaftssektor ein knappes Fünftel der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen zu, etwas mehr als dem Transportsektor.

Livestock's Long Shadow – Environmental Issues and Options (en), FAO 2006, Rom, (Kurzfassung, en)
http://www.fao.org/docrep/010/a0701e/a0701e00.HTM
http://www.fao.org/newsroom/en/news/2006/1000448/index.html


Die archaeellen Methanbildner sind für die ständige Neubildung von Methan verantwortlich.
Ein Hausrind z. B. stößt täglich etwa 150–250 l Methan aus, weil im Rindermagen Methanogene an der Zersetzung von Cellulose beteiligt sind.

Die Freisetzung von Methan aus Permafrost und vom Meeresboden ist eine mögliche Folge und eine weitere Ursache für die globale Erwärmung.

Reuters: Scientists shocked by Arctic permafrost thawing 70 years sooner than predicted. In: The Guardian. 18. Juni 2019, ISSN 0261-3077 (theguardian.com [abgerufen am 2. Juli 2019]).
https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220261-3077%22&key=cql
https://www.theguardian.com/environment/2019/jun/18/arctic-permafrost-canada-science-climate-crisis


Arktis - Permafrost - Massenhaft Methan [ MM ]
Kommentar: Ansatzpunkte für eine ambitionierte Umweltpolitik in Russland
[ https://www.bpb.de/internationales/europa/russland/analysen/317717/kommentar-ansatzpunkte-fuer-eine-ambitionierte-umweltpolitik
dekoder: Umweltpolitik in Russland - Vergangenheit und Gegenwart
[ https://www.bpb.de/internationales/europa/russland/analysen/317716/dekoder-umweltpolitik-in-russland
Analyse: Fällt alles zusammen? Urbane Infrastruktur und Permafrost in der russischen Arktis
[ https://www.bpb.de/internationales/europa/russland/analysen/317723/analyse-urbane-infrastruktur-und-permafrost

F-Gase
https://de.wikipedia.org/wiki/Fluorkohlenwasserstoffe

Fluorkohlenwasserstoffe beeinflussen das Klima in der Erdatmosphäre :
Sie tragen über den Treibhauseffekt zur Erderwärmung bei, da ihre Moleküle die Wärmestrahlung von der Erdoberfläche absorbieren.
Das Treibhauspotential der einzelnen fluorierten Kohlenwasserstoffe ist dabei sehr unterschiedlich und liegt etwa um den Faktor 100 bis 23.000 über dem von Kohlendioxid (CO2).
Im Gegensatz zu den Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) haben die fluorierten Kohlenwasserstoffe allerdings kein Ozonabbaupotential.
Weil es nach 1987 bei der Umsetzung des Montreal-Protokolls zunächst darum ging, möglichst schnell geeignete, verfügbare Ersatzstoffe als Kühlmittel zu verwenden, wurden beim Ausstieg aus dem Gebrauch von FCKW-Kältemitteln andere damals verfügbare FKW als Ersatzkältemittel verwendet.
Alternativen, die nicht so klimaschädlich waren, kamen erst allmählich ab den 1990er Jahren auf den Markt.
2016 waren FKW mit einer Rate von 10 bis 15 % pro Jahr die am schnellsten zunehmende Sorte von Treibhausgasen.

Stephen O. Andersen u. a.: Stratospheric ozone, global warming, and the principle of unintended consequences—An ongoing science and policy success story. Band 63, Nr. 6, 2013, S. 625–627, doi:10.1080/10962247.2013.791349.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
https://de.wikipedia.org/wiki/Fluorchlorkohlenwasserstoffe
Im Laufe der 1970er und 1980er Jahre stellte sich heraus, dass die Freisetzung von FCKW in die Atmosphäre in erheblichem Maße für den Abbau der Ozonschicht in der Stratosphäre („Ozonloch“) verantwortlich ist, weshalb der Einsatz von FCKW heute in vielen Anwendungsbereichen verboten ist.
Umwelteinfluss
Die niedermolekularen, wasserstofffreien CFK gelangen aufgrund ihrer chemischen Stabilität und ihrer großen Flüchtigkeit in die Stratosphäre und reagieren mit der Ozonschicht. Beispiel:

    C F 2 C l 2 + h ⋅ ν ⟶ C F 2 C l ∗ + C l ∗ {mathrm {CF_{2}Cl_{2}} +h\cdot \nu \longrightarrow \mathrm {CF_{2}Cl^{*}+Cl^{*}} } {mathrm {CF_{2}Cl_{2}}}+h\cdot \nu \longrightarrow {mathrm {CF_{2}Cl^{{*}}+Cl^{{*}}}}

Dabei bedeutet h ⋅ ν { h\cdot \nu } h\cdot \nu ein Photon geeigneter Frequenz[Anm. 1] und C l ∗ {mathrm {Cl^{*}} } {mathrm {Cl^{{*}}}} ein Chlorradikal.

Das Chlorradikal baut Ozon zu biatomarem Sauerstoff ab. Das an dem Sauerstoff gebundene Chlor wird wieder frei, wobei molekulares Chlor entsteht. Durch ein Photon geeigneter Energie werden daraus wieder Chlorradikale freigesetzt, wodurch der Zyklus von vorn beginnen kann :

    C l ∗ + O 3 ⟶ C l O ∗ + O 2 {mathrm {Cl^{*}+O_{3}\longrightarrow ClO^{*}+O_{2}} } {mathrm {Cl^{{*}}+O_{3}\longrightarrow ClO^{{*}}+O_{2}}}

    2 C l O ∗ ⟶ C l 2 O 2 ⟶ C l 2 + O 2 {mathrm {2\,ClO^{*}\longrightarrow Cl_{2}O_{2}\longrightarrow Cl_{2}+O_{2}} } {mathrm {2\,ClO^{{*}}\longrightarrow Cl_{2}O_{2}\longrightarrow Cl_{2}+O_{2}}}

    C l 2 + h ⋅ ν ⟶ 2 C l ∗ {mathrm {Cl_{2}} +h\cdot \nu \longrightarrow \mathrm {2\,Cl^{*}} } {mathrm {Cl_{2}}}+h\cdot \nu \longrightarrow {mathrm {2\,Cl^{{*}}}}


Dadurch wird die Ozonschicht zerstört. Ohne deren Schutzwirkung kann harte UV-Strahlung bis zur Erdoberfläche dringen und Pflanzen, Tiere und Menschen schädigen.
FCKW absorbieren außerdem Sonnenstrahlung im Infrarotbereich (stärker als CO2) und tragen gemäß ihrem jeweiligen Treibhauspotenzial (in CO2-Äquivalent) unterschiedlich zur globalen Erwärmung bei. Einige FCKW übersteigen das Treibhauspotenzial von Kohlendioxid um das Zehntausendfache.

https://de.wikipedia.org/wiki/Verordnung_(EU)_Nr._517/2014_über_fluorierte_Treibhausgase
https://de.wikipedia.org/wiki/Verordnung_(EG)_Nr._842/2006_über_bestimmte_fluorierte_Treibhausgase


Ozonloch
https://de.wikipedia.org/wiki/Ozonloch

Als Ozonloch bezeichnet man eine starke Ausdünnung der Ozonschicht, wie sie 1985 erstmals am Südpol über der Antarktis festgestellt wurde.
Anfang 2020 nach einem Bericht des Alfred-Wegener-Instituts zum ersten Mal auch über der Arktis (Nordpol).

Die Ursachen der Ozonzerstörung sind hauptsächlich radikalische Chloratome aus chlorierten organischen Verbindungen, die zusammenfassend als Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW oder CFCs) bezeichnet werden.
Daneben sind Halon und auch teilbromierte und teilchlorierte Kohlenwasserstoffe (H-FBKW, H-FCKW), Bromchlormethan, Tetrachlorkohlenstoff, Methylbromid und Trichlorethan an der Zerstörung beteiligt.

Die ausgedünnte Ozonschicht lässt mehr vom UV-B-Anteil der Sonnenstrahlung zum Erdboden durch :
Ultraviolette Strahlung kann bei Lebewesen karzinogen wirken.

Umweltverschmutzung
https://de.wikipedia.org/wiki/Umweltverschmutzung

Unter Umweltverschmutzung wird im Allgemeinen die Verschmutzung der Umwelt durch das Wirken und die Anwesenheit von Menschen verstanden. Im Vordergrund steht dabei die Umweltbelastung durch Abfälle und Emissionen.
Wichtige umweltverschmutzende Stoffe

Die Umwelt kann durch viele Stoffe verschmutzt werden, zum Beispiel durch

    Chemikalien
    Schwermetalle (aber auch andere Mineralstoffe wie Asbest und Beryllium), siehe Bleikinder und Gressenicher Krankheit
    Öl (Rohöl und Mineralölprodukte)
    Dünger (Nitrat, Phosphat) bei unsachgemäßer Anwendung
    Pestizide, Herbizide, Fungizide in Landwirtschaft und Hausgärten bei unsachgemäßer Anwendung
    Kohlendioxid bei Freisetzung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe
    Stickoxide, Ammoniak
    Schwefeldioxid
    Arzneimittel, Antibiotika
    Kohlenwasserstoffe wie Benzol
    Radioaktive Stoffe: Insbesondere bei der Kernwaffenproduktion in der Sowjetunion gelangte Radioaktivität nicht nur bei Unfällen, sondern im Rahmen normaler Entsorgungsprozesse in die Umwelt (Kerntechnische Anlage Majak, Karatschai-See).

Ferntransport von Schadstoffen

Die Umweltverschmutzung kann sich durch Wind, Wasser und andere Mechanismen über weite Strecken ausbreiten und so an Orten nachgewiesen werden, wo die schädlichen Substanzen nie eingesetzt worden sind. Der Ferntransport von Schadstoffen ist das Produkt aus zahlreichen umweltbedingten und stoffspezifischen Transport- und Mobilisierungsprozessen. Wichtige Prozesse sind der atmosphärische Ferntransport und der Wassertransport über Meeresströme und Flüsse.

Ob ein Schadstoff vorwiegend über die Luft oder über den Wasserweg in quellferne Regionen transportiert wird, hängt unter anderem von seiner Flüchtigkeit und seiner Wasserlöslichkeit ab. Darüber hinaus sind natürlich die Umgebungsbedingungen (z. B. Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Niederschlagsmenge) im Quellgebiet wichtige Randparameter, die über einen möglichen Ferntransport entscheiden.

Luftverschmutzung
https://de.wikipedia.org/wiki/Luftverschmutzung

Als Luftverschmutzung wird die Freisetzung umwelt- und gesundheitsschädlicher Schadstoffe in die Luft bezeichnet.
Zu diesen Schadstoffen gehören zum Beispiel Rauch, Ruß, Staub, Abgase, Aerosole, Dämpfe und Geruchsstoffe.
Luftverschmutzung ist eine Form der Umweltverschmutzung.
Sie ist die größte Umweltursache für Krankheit und vorzeitigen Tod und betrifft alle Menschen, beginnend vom Fötus im Mutterleib bis hin zu alten Menschen.
Luftverschmutzung kann nahezu alle Organe und Systeme des Körpers betreffen und ist eine bedeutende Ursache für Lungenentzündung, Bronchitis und Asthma bei Kindern.

Weltweite Hauptursache von Luftverschmutzung ist das Verbrennen fossiler Energieträger und von Biomasse.
Unser heutiger Lebensstandard ist gekennzeichnet unter anderem durch einen hohen Energiebedarf, viele industriell hergestellte Produkte aus einer Vielzahl von Rohstoffen sowie ein hohes (teils weiterhin zunehmendes) Verkehrsaufkommen.
Die Energieerzeugung, der Verkehr, die Produktionsprozesse (Industrie, landwirtschaftliche Tierhaltung und Pestizideinsatz) sowie Gewerbebetriebe und Haushalte sind wichtige Ursachen für die anthropogene (vom Menschen verursachte) Luftverschmutzung.

Akademie der Wissenschaften von Südafrika, Brasilianische Akademie der Wissenschaften, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, National Academy of Medicine, National Academy of Sciences: Expert Consensus Documents, Recommendations and White Papers. Air Pollution and Health – A Science-Policy Initiative. In: Annals of Global Health. Band 85, Nr. 1, 2019, S. 1–9, doi:10.5334/aogh.2656.
https://doi.org/10.5334/aogh.2656


Die Emissionen des weltweiten Schiffsverkehrs sind beträchtlich.
Mit Stand 2018 verursacht die Schifffahrt weltweit etwa 400.000 vorzeitige Todesfälle und ca. 14 Mio. Asthmaerkrankungen von Kindern.
Seeschiffe betreiben den Hauptmotor in der Regel mit minderwertigem und schadstoffreichem Schweröl (engl. Heavy Fuel Oil (HFO)), das bei der Erdölverarbeitung als Rückstandsöl anfällt, und haben so gut wie nie eine Abgasfilterung.
So lagen die 2003 geschätzten Emissionen für

    Stickstoffoxide, NOx, zwischen 3 und 7 Mio. t (berechnet als Stickstoff, N)
    Schwefeloxide, SOx, zwischen 4 und 6,5 Mio. t (berechnet als Schwefel, S)
    Kohlenwasserstoffe, CxHy zwischen 0,3 und 0,8 Mio. t (berechnet als Methan, CH4)
    Partikel, PM10, zwischen 0,9 und 1,6 Mio. t (berechnet als PM10)

Mikhail Sofiev et al.: Cleaner fuels for ships provide public health benefits with climate tradeoffs. In: Nature Communications. Band 9, 2018, doi:10.1038/s41467-017-02774-9.
https://doi.org/10.1038/s41467-017-02774-9
James J. Corbett, Horst W. Köhler: Updated emissions from ocean shipping. In: Journal of Geophysical Research, 108, (D20), S. 4650 (2003), doi:10.1029/2003JD003751.
https://doi.org/10.1029/2003JD003751


Luftschadstoffe können sowohl in der näheren Umgebung ihres Entstehungsortes als auch weit entfernt davon nachgewiesen werden.
Die wesentlichen Einflussfaktoren dieser Ausbreitung bilden Wind und Schichtungszustand der Erdatmosphäre.

Wirkung

Ein Luftschadstoff kann direkt den Menschen schaden, der Umwelt schaden oder beiden schaden.

Anfang der 1980er Jahre erregte das Waldsterben große Sorgen in der Bevölkerung. Es wurde vermutet, dass Luftschadstoffe wie Schwefeldioxid und Stickoxide Ursachen des Waldsterbens waren. Schwefeldioxid und andere Schadstoffe in der Luft wurden vom Regen zu Boden befördert (der Regen wurde dadurch zu saurem Regen), gelangten an die Wurzeln von Pflanzen und schädigten diese. Zur Beunruhigung trug bei, dass geschädigte Waldbestände weitab von Emissionsschwerpunkten waren, z. B. im Schwarzwald und in anderen deutschen Mittelgebirgen.

Im Jahr 2019 wird die Luftverschmutzung von der WHO als das größte Umweltrisiko für die Gesundheit angesehen. Mikroskopische Schadstoffe in der Luft können in die Atemwege und den Kreislauf eindringen, Lunge, Herz und Gehirn schädigen und jedes Jahr 7 Millionen Menschen vorzeitig an Krankheiten wie Krebs, Schlaganfall, Herz- und Lungenerkrankungen töten.
Die Hauptursache für Luftverschmutzung (Verbrennung fossiler Brennstoffe) trägt ebenfalls maßgeblich zum Klimawandel bei.

Ten threats to global health in 2019. In: who.int. Abgerufen am 14. Januar 2020 (englisch).
https://www.who.int/news-room/spotlight/ten-threats-to-global-health-in-2019


Die Zunahme von Erkrankungen beziehungsweise die Erhöhung der Sterblichkeit während Smog-Episoden wird heute vor allem auf die zu diesen Zeiten erhöhten Konzentrationen von fünf Stoffen zurückgeführt:

    Schwefeldioxid, SO2,
    Kohlenmonoxid, CO
    Stickstoffoxide, NOx,
    Feststoffe (Feinstaub, Schwebstoffe),
    Kohlenwasserstoffe

Die Wirkung dieser Stoffe auf den Menschen lässt sich aber nicht isoliert betrachten.

Luftverschmutzungen können u.A. auch zu zahlreichen Umweltproblemen führen:

ZB :
Versauerung und Eutrophierung durch Emissionen von versauernden und eutrophierenden Schadstoffen (Schwefeldioxid, Stickoxide, Ammoniak).

Umweltauswirkungen des Luftverkehrs
https://de.wikipedia.org/wiki/Umweltauswirkungen_des_Luftverkehrs

Luftverkehr hat Umweltauswirkungen. Schädigende Folgen beruhen auf Schadstoffemissionen, auf Fluglärm und Flächenversiegelungen an Flughäfen.
Beim Verbrennen fossiler Brennstoffe bei Flugzeugen mit Verbrennungsantrieb entstehen gesundheitsschädliche und klimawirksame Gase sowie Änderungen der Wolkenbedeckung, die insgesamt zur globalen Erwärmung beitragen.
In einer auf Modellrechnungen beruhenden Studie aus dem Jahr 2010 werden die durch die Emissionen von Flugzeugen im Reiseflug bedingten vorzeitigen Tode von Menschen auf weltweit etwa 8000 pro Jahr geschätzt, wobei die Klimawirkungen nicht berücksichtigt sind.

Beitrag zur globalen Erwärmung

Das Kohlendioxid führt in der Atmosphäre zur Absorption von Wärmeenergie, die von der Erdoberfläche reflektiert wird, und steigert so den anthropogenen Treibhauseffekt.
Der Wasserdampf, dessen Ausstoß in großen Höhen als Kondensstreifen sichtbar ist, kann zur Kondensation des in der Atmosphäre bereits vorhandenen Wasserdampfs führen, sodass es durch diese Anregung zu einer verstärkten Wolkenbildung kommt; dieser Effekt ist von der Wetterlage abhängig.
Dass Kondensstreifen messbare Auswirkungen auf das Wetter haben, zeigte eine Studie aus den USA im Zusammenhang mit dem Flugverbot nach dem 11. September 2001.
Direkt nach den Anschlägen wurde der Flugverkehr für einige Tage nahezu vollständig eingestellt.
Strahlungsantrieb durch vom Luftverkehr induzierte Wolkenbildung (Simulation für das Jahr 2006 mit Bodenprojektion der Flugrouten).
Insgesamt trugen die Effekte des Luftverkehrs mit 3,5 % zur globalen Erwärmung vom Beginn der Industrialisierung bis zum Zeitraum 2000–2018 bei.
Basis ist bei dieser Schätzung der „effektive Strahlungsantrieb“, der ein Maß für die Störung des Strahlungshaushalts der Erde ist und schnelle Anpassungen der Erdoberfläche und Troposphäre berücksichtigt.
Auf Basis des Strahlungsantriebs an der Tropopause – ohne schnelle Anpassungen – liegt der Beitrag, je nach Studie, bei etwa 5 % oder mehr.

Eine größere Bedeutung als die CO2-Emissionen haben dabei die durch den Luftverkehr verursachten Kondensstreifen und Zirruswolken.
Auch Stickoxide tragen zur Klimawirkung bei: Aus ihnen entsteht das Treibhausgas Ozon, gleichzeitig haben Stickoxide einen kühlenden Effekt durch den Abbau des Treibhausgases Methan; in der Bilanz überwiegt der wärmende Effekt.
Die genaue Klimawirkung der durch den Luftverkehr induzierten Wolkenbildung hängt stark von Flughöhe, Reisezeit (Tag oder Nacht), den atmosphärischen Bedingungen entlang der Route (u. a. Lufttemperatur, Konzentration von Eiskristallen, schon vorhandenen Wolken und Kondensationskeimen) und der Zusammensetzung des Brennstoffes ab.
Über Nordamerika, Europa und Ost- und Südostasien, wo der Flugverkehr am dichtesten ist, hat sie die deutlichste erwärmende Wirkung.[9] Insgesamt lassen diese zusätzlichen Effekte die Klimawirkung des Luftverkehrs auf das Dreifache dessen ansteigen, was die CO2-Emissionen alleine verursachen würden.
Der durch den Luftverkehr verursachte Strahlungsantrieb nimmt wegen des steigenden Verkehrsaufkommens deutlich zu.

Lisa Bock and Ulrike Burkhardt: Contrail cirrus radiative forcing for future air traffic. In: Atmospheric Chemistry and Physics. Juli 2019, doi:10.5194/acp-19-8163-2019.
https://doi.org/10.5194/acp-19-8163-2019
D. S. Lee, D. W. Fahey, A. Skowron, M. R. Allen, U. Burkhardt, Q. Chen, S. J. Doherty, S.Freeman, P. M. Forster, J. Fuglestvedt, A.Gettelman, R. R. De León, L. L. Lim, M. T. Lund, R. J. Millarc, B.Owen, J. E. Penner, G. Pitari, M. J. Prather, R.Sausen, L. J. Wilcox: The contribution of global aviation to anthropogenic climate forcing for 2000 to 2018. In: Atmospheric Environment. September 2020, doi:10.1016/j.atmosenv.2020.117834. Pressemeldung dazu: DLR – Luftverkehr trägt 3,5 Prozent zur Klimaerwärmung bei. Abgerufen am 11. September 2020.
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117834
David S.Leea, David W.Fahey, Piers M.Forster, Peter J.Newton, Ron C. N. Wit, Ling L.Lim, Bethan Owen, RobertSausen: Aviation and global climate change in the 21st century. In: Atmospheric Environment. 2009, doi:10.1016/j.atmosenv.2009.04.024.
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.04.024
Michael Le Page: It turns out planes are even worse for the climate than we thought. In: New Scientist. 27. Juni 2019, abgerufen am 5. Juli 2019 (englisch).
https://www.newscientist.com/article/2207886-it-turns-out-planes-are-even-worse-for-the-climate-than-we-thought


Luftschadstoff
https://de.wikipedia.org/wiki/Luftschadstoff

Ein Luftschadstoff ist eine Beimengung der Luft, die sowohl die menschliche Gesundheit als auch die Biosphäre gefährden kann.
Umgangssprachlich wird für die Einbringung von Luftschadstoffen in die Außenluft die Bezeichnung Luftverschmutzung verwendet. Die Herkunft eines Luftschadstoffes kann sowohl natürlich (z. B. Schwefeldioxid, SO2, aus Vulkanen) als auch anthropogen (vom Menschen verursacht) bedingt sein.
Zu den weltweit die Gesundheit gefährdenden Luftschadstoffen gehören insbesondere Feinstaub, Ozon und Stickstoffdioxid.

(ca. 1955)
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Brand_Schlackehalde_Messel.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Brand_Schlackehalde_Messel.jpg


Das deutsche Umweltbundesamt führt folgende „klassische“ Luftschadstoffe auf:

    Ammoniak
    Flüchtige organische Verbindungen ohne Methan (NMVOC)
    Kohlenstoffmonoxid
    Schwefeldioxid
    Staub (unter besonderer Berücksichtigung der Fraktionen PM10 und PM2,5)
    Stickoxide

Die als saurer Regen seit dem 19. Jahrhundert bekannte Versauerung des Niederschlags lässt sich primär auf die anthropogene Emission der Luftschadstoffe Schwefeldioxid und Stickstoffoxide zurückführen.

Anthropogene Quellen
Spätestens seit der Industriellen Revolution führen menschliche Tätigkeiten zu einem signifikanten Ausstoß (Emission) von Luftschadstoffen.
Wichtige Quellen für Luftschadstoffe sind Industrieanlagen, Kraftwerke, der Straßen- und in zunehmendem Maße auch der Luftverkehr.
Bei der Verbrennung fossiler und biogener Kraftstoffe werden neben Kohlenstoffdioxid auch Luftschadstoffe freigesetzt.
Produktion, Lagerung, Nutzung und Transport bestimmter Stoffe tragen ebenfalls zur Luftverschmutzung bei.
Die Landwirtschaft verursacht durch Tierhaltung und das Ausbringen von Stickstoffdünger die Emission von Ammoniak sowie den Treibhausgasen Lachgas und Methan.

Schwefeldioxid
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwefeldioxid

Schwefeldioxid, SO2, ist das Anhydrid der Schwefligen Säure H2SO3.
Es entsteht unter anderem bei der Verbrennung von schwefelhaltigen fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdölprodukten, die bis zu 4 Prozent Schwefel enthalten.
Dadurch trägt es in erheblichem Maß zur Luftverschmutzung bei.
Es ist der Grund für sauren Regen, wobei das Schwefeldioxid zunächst von Sauerstoff zu Schwefeltrioxid oxidiert wird und dann mit Wasser zu Schwefelsäure (H2SO4) umgesetzt wird.

Schwefeldioxid schädigt in hohen Konzentrationen Mensch, Tiere und Pflanzen. Die Oxidationsprodukte führen zu „saurem Regen“, der empfindliche Ökosysteme wie Wald und Seen gefährdet sowie Gebäude und Materialien angreift.

Von allen Verkehrsträgern leistet der internationale Schifffahrtsverkehr den höchsten Emissionsbeitrag.

Emissionen durch die Schifffahrt
https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionen_durch_die_Schifffahrt

Emissionen durch die Schifffahrt entstehen in erster Linie durch Ausstoß von Treibhausgasen und Schadstoffen in die Luftatmosphäre beim Betrieb von Motor-Schiffen.
Schiffsemissionen enthalten verschiedene Arten von Schadstoffen :
Unter anderem Schwefeloxide (SOx), Stickoxide (NOx), Kohlenstoffdioxid (CO2), Rußpartikel, Feinstaub.
Die Konzentration der emittierten Schadstoffemissionen ist abhängig von den verwendeten Treibstoffen.
Aktuell kommt hauptsächlich Schweröl (HFO) zum Einsatz.

Weltweit ist die Schifffahrt für den Ausstoß von etwa einer Mrd. Tonnen Kohlendioxid verantwortlich, was 3 % der gesamten vom Menschen verursachten CO2-Emissionen entspricht.
Zudem verursacht sie etwa 15 % der globalen Stickoxidemissionen und 13 % der Schwefeldioxidemissionen, Tendenz weiter steigend.
Schiffe sind auch verantwortlich für die Emission flüssiger und fester Abfälle ins Meer.

Durch die Verbrennungsvorgänge in den Schiffsmaschinen werden Stickoxide produziert; diese sind mitverantwortlich für die Bildung von bodennahem Ozon und saurem Regen.
Die Emissionen von Schwefeldioxid (SO2) und Stickstoffoxiden (NOx) durch Schiffe sind u. a. der Ursprung saurer Niederschläge sowie der Kleinstteilchen (Rußpartikel), die gesundheitsschädlich sein können.
Die NOx-Emissionen und VOC-Emissionen (VOC = flüchtige organische Verbindungen) tragen zur Bildung von bodennahem Ozon bei, das der Gesundheit und der Umwelt schaden kann.
Speziell die NOx-Emissionen tragen zur umweltschädlichen Eutrophierung des Wassers bei.
CO2-Emissionen tragen zum Klimawandel bei, die Emissionen von Halogenkohlenwasserstoffen greifen die Ozonschicht an.

Die meisten Containerschiffe, Öltanker, Frachtschiffe, Kreuzfahrtschiffe werden mit schwerem Dieselöl betrieben.
Die Weltflotte von rund 90.000 Schiffen verbrennt etwa 370 Millionen Tonnen Treibstoff pro Jahr und produziert dabei 20 Millionen Tonnen Schwefeloxid.

Schifffahrt – das schmutzigste Gewerbe der Welt In: srf.ch, 27. Februar 2017
https://www.srf.ch/kultur/wissen/schifffahrt-das-schmutzigste-gewerbe-der-welt


Feinstaub
https://de.wikipedia.org/wiki/Feinstaub

Feinstaub ist ein Teil des Schwebstaubs.
Als Luftschadstoff wirkt sich Feinstaub negativ auf die Gesundheit aus, so kausal auf die Sterblichkeit, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebserkrankungen sowie wahrscheinlich kausal auf Atemwegserkrankungen.
Feinstaub wird heute im Wesentlichen für die Auswirkungen von Luftverschmutzungen auf die Gesundheit verantwortlich gemacht.
Einer EU-Studie [ CAFE CBA: Baseline Analysis 2000 to 2020. ] zufolge sterben jährlich 65.000 Menschen in der Europäischen Union vorzeitig durch Feinstaub.

Emission (Umwelt)
https://de.wikipedia.org/wiki/Emission_(Umwelt)

Emission (von lateinisch emittere ‚herausschicken, -senden‘), im Deutschen Austrag oder Ausstoß, bedeutet allgemein Aussendung von Teilchen, Stoffen, (Schall-)Wellen oder Strahlung in die Umwelt. Die Quelle wird Emittent genannt.
Jede Emission bewirkt eine Immission (Einwirkung).

Anthropogene und natürliche Emissionen
Emissionen sind zum einen anthropogenen Ursprungs, also vom Menschen verursacht.
Zum anderen gibt es auch natürliche Emittenten.
So emittieren zum Beispiel Pflanzenfresser und Sümpfe Methan (Sumpfgas, CH4) und Vulkane emittieren Schwefeldioxid (SO2).

Der Begriff Emission ist in der Physik allgemein üblich.

Emission als Austrag besteht aus giftigen, gesundheitsschädlichen oder umweltgefährdenden chemischen Stoffen, etwa aus Schadstoffen aller Art.
Typische Beispiele sind auch gas- und/oder feinstaub-förmige Schadstoffemissionen aus Autos oder Schornsteinen, flüssige Emissionen aus Altlasten.

Folgen der globalen Erwärmung
https://de.wikipedia.org/wiki/Folgen_der_globalen_Erwärmung

https://thereaderwiki.com/de/Folgen_der_globalen_Erwärmung
https://www.biologie-seite.de/Biologie/Folgen_der_globalen_Erwärmung


Zusätzlich zu den zu erwartenden reversiblen Folgen der globalen Erwärmung gibt es Kippelemente im Klimasystem der Erde.
Durch sie kann bei der Überschreitung einer bestimmten Temperatur ein Dominoeffekt in Gang gesetzt werden, der sich selbst beschleunigend zu einer für den Menschen lebensfeindlichen Heißzeit führt.
Unterschiedliche Klimamodelle kommen jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen, bei welcher Temperatur genau diese Schwelle liegt.
Eine vielbeachtete Metaanalyse von Steffen u. a. kam 2018 zu dem Ergebnis, dass bereits das im Übereinkommen von Paris festgelegte 2-Grad-Ziel nicht ausreichen könnte, um derartige Rückkopplungen zu verhindern.
Nicht hier behandelt wird die ökologisch ebenfalls sehr problematische Versauerung der Meere, die direkt durch den steigenden atmosphärischen Kohlendioxidanteil verursacht wird.

Will Steffen u. a.: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 6. August 2018 doi:10.1073/pnas.1810141115
 
Versauerung der Meere
https://de.wikipedia.org/wiki/Versauerung_der_Meere

Als Versauerung der Meere wird die Abnahme des pH-Wertes des Meerwassers bezeichnet.
Verursacht wird sie durch die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Erdatmosphäre.[
Der Vorgang zählt neben der globalen Erwärmung zu den Hauptfolgen der menschlichen Emissionen von Kohlenstoffdioxid.
Während Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre physikalisch zu steigenden Temperaturen auf der Erde führt, wirkt es im Meerwasser chemisch, indem aus CO2 und Wasser Kohlensäure gebildet wird.
Das Meerwasser ist leicht basisch. Durch die „Versauerung“ wird es nicht sauer, sondern weniger basisch.

Die Folgen dieser sog. „Versauerung“ betreffen zunächst kalkskelettbildende Lebewesen, deren Fähigkeit, Exo- bzw. Endoskelette zu bilden, bei sinkendem pH-Wert nachlässt.
Weil diese Arten oft die Basis der Nahrungsketten in den Ozeanen bilden, können sich daraus weitere schwerwiegende Konsequenzen für die zahlreichen von ihnen abhängigen Meeresbewohner und in der Folge auch für die auf diese Tiere angewiesenen Menschen ergeben.

Katastrophentheorie (Mathematik)
https://de.wikipedia.org/wiki/Katastrophentheorie_(Mathematik)

Die mathematische Katastrophentheorie beschäftigt sich mit unstetigen, sprunghaften Veränderungen kontinuierlicher dynamischer Systeme. Diese können, auch wenn sie unter bestimmten Voraussetzungen einen stabilen Zustand anstreben, bei Änderungen der Parameter sprunghafte, nichtstetige, diskontinuierliche Änderungen der Lösung erfahren.
Die Katastrophentheorie analysiert entartete kritische Punkte von Potentialfunktionen. Das sind Punkte, bei denen neben allen ersten Ableitungen auch einige der höheren Ableitungen Null sind. Die Punkte bilden den Keim (germ) der Katastrophen-Geometrien. Die Entartung kann durch Entwicklung der Potentialfunktion in einer Taylorreihe und kleine Störung des Parameters „entfaltet“ werden.
Lassen sich die kritischen Punkte durch kleine Störungen nicht beseitigen, nennt man sie strukturell stabil. Ihre geometrische Struktur lässt sich bei drei oder weniger Variablen der Potentialfunktion und fünf oder weniger Parametern dieser Funktion durch nur sieben Typen von (Bifurkations-)Geometrien klassifizieren. Sie entsprechen den Normalformen, auf die die Taylorentwicklung um Katastrophen-Keime mit Hilfe von Diffeomorphismen (differenzierbaren Abbildungen) zurückgeführt werden kann.

Dominoeffekt
https://de.wikipedia.org/wiki/Dominoeffekt

Als Dominoeffekt bezeichnet man eine Abfolge von – meist ähnlichen – Ereignissen, von denen jedes einzelne zugleich Ursache des folgenden ist und die alle auf ein einzelnes Anfangsereignis zurückgehen.
Eine Kettenreaktion kann als Spezialfall des Dominoeffekts angesehen werden.

Es ist Alles nur Kausalität. Ursache und Wirkung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Domino_01.jpg
[ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Domino_01.jpg


Umweltkatastrophe
https://de.wikipedia.org/wiki/Umweltkatastrophe
Eine Umweltkatastrophe ist eine von Menschen verursachte, plötzliche und äußerst starke Beeinträchtigung der Umwelt, die die Krankheit oder den Tod von vielen Lebewesen zur Folge hat. Dies macht den deutlichen Unterschied zur Naturkatastrophe aus, die ihre Ursache in rein natürlichen, nicht vom Menschen beeinflussten Vorgängen hat.
https://www.globalisierung-fakten.de/folgen-der-globalisierung/naturkatastrophen/umweltkatastrophen

Kippelemente im Erdklimasystem
https://de.wikipedia.org/wiki/Kippelemente_im_Erdklimasystem

Als Kippelement (englisch Tipping Element) wird in der Erdsystemforschung ein überregionaler Bestandteil des globalen Klimasystems bezeichnet, der bereits durch geringe äußere Einflüsse in einen neuen Zustand versetzt werden kann, wenn er einen „Kipp-Punkt“ bzw. „Tipping-Point“ erreicht hat.
Diese Änderungen können sich abrupt vollziehen und zum Teil unumkehrbar sein.
Sie können zudem Rückkopplungen in Gang setzen, Änderungen in anderen Subsystemen des Systems Erde hervorrufen und so Kaskadeneffekte auslösen.

Timothy M. Lenton, Hermann Held, Elmar Kriegler, Jim W. Hall, Wolfgang Lucht, Stefan Rahmstorf, Hans Joachim Schellnhuber: Tipping elements in the Earth's climate system. In: PNAS. 105, Nr. 6, 2008, S. 1786–1793. doi:10.1073/pnas.0705414105.
https://doi.org/10.1073/pnas.0705414105
Kippelemente – Achillesfersen im Erdsystem. Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Abgerufen am 6. Juni 2014.
http://www.pik-potsdam.de/services/infothek/kippelemente
Global Catastrophic Risks 2017. Global Challenges Foundation, abgerufen am 24. Juni 2019. S. 56.
https://api.globalchallenges.org/static/files/Global%20Catastrophic%20Risks%202017%20BW.pdf


Klimakatastrophe
https://de.wikipedia.org/wiki/Klimakatastrophe

Entwicklung der globalen Durchschnittstemperatur während der letzten 2000 Jahre
https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:2000_Jahre_Temperaturen-Vergleich.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/2000_Jahre_Temperaturen-Vergleich.png


Klimakatastrophe ist der Begriff für einen Klimawandel mit weltweiten katastrophalen Wirkungen. Dazu gehört auch eine unkontrollierte Globale Erwärmung, etwa als Treibhaus-Erde-Szenario. Besonders in den Massenmedien verwendet man den Begriff oft als Deutungsrahmen für befürchtete Folgen des menschengemachten Klimawandels. Mitunter bezeichnet man auch in der Klimafolgenforschung drastische Konsequenzen als Klimakatastrophe. Klimakatastrophen dienen als Motive in Literatur und Film. Die derzeitige politische, gesellschaftliche und technologische Klimakrise würde, falls sie nicht gelöst wird, in eine Klimakatastrophe münden.
Für spezielle, in Medien gelegentlich dargestellte extreme Katastrophenszenarien, wie ein plötzliches Entweichen großer Mengen von Methanhydraten und abrupte Erwärmung, weisen Wissenschaftler darauf hin, dass sie in naher Zukunft zwar nicht auszuschließen, aber unwahrscheinlich sind.

Peter Weingart, Anita Engels, Petra Pansegrau: Risks of communication: discourses on climate change in science, politics, and the mass media. In: Public Understanding of Science. Band 9, Nr. 3, 2000, doi:10.1088/0963-6625/9/3/304.
https://doi.org/10.1088/0963-6625%2F9%2F3%2F304
David Archer: Methane hydrate stability and anthropogenic climate change. In: Biogeosciences. Band 4, Nr. 4, 2007, S. 521–544, doi:10.5194/bg-4-521-2007 (uchicago.edu [PDF; abgerufen am 25. Mai 2009]).
Warnung vor einer Klimakatastrophe. Deutsche Physikalische Gesellschaft. Abgerufen am 4. November 2019.
https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/stellungnahmen-der-dpg/klima-energie/warnung-vor-drohenden-weltweiten-klimaaenderungen-durch-den-menschen
⇒ Originaldokument "Warnung vor einer drohenden Klimakatastrophe"
https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/stellungnahmen-der-dpg/klima-energie/warnung.pdf
⇒ Artikel in den Physikalischen Blättern "Warnung vor drohenden weltweiten Klimaänderungen durch den Menschen" (Nr. 43 (1987), S. 347)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/phbl.19870430811
⇒ Presseinformation: Erläuterungen von Prof. Dr. K. Heinloth auf der Pressekonferenz am 22. Januar 1986
https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/stellungnahmen-der-dpg/klima-energie/pm-1986.pdf


Biosphäre
https://de.wikipedia.org/wiki/Biosphäre

Die Biosphäre [bioˈsfɛːrə] (von griechisch βίος bíos ‚Leben‘ und σφαίρα sphaira ‚Kugel‘) bezeichnet die Gesamtheit aller Räume eines Himmelskörpers, in denen Lebewesen vorkommen.
Meist bezieht sich die Bezeichnung auf die Biosphäre der Erde.
Der Begriff hat im Verlauf des vergangenen Jahrhunderts zwei Bedeutungswandlungen erfahren.
Augenblicklich wird er innerhalb der Biowissenschaften vor allem in einer ökologischen Bedeutung verstanden.
Dadurch wird Biosphäre synonym mit den Begriffen Biogeosphäre, Geobiosphäre und Ökosphäre verwendet.

Die beiden Wissenschaftler Lynn Margulis und James Lovelock entwickelten Mitte der 1960er-Jahre die Gaia-Hypothese.
Sie besagt, dass die irdische Biosphäre als ganzheitlicher Organismus betrachtet werden kann, der die Bedingungen schafft und erhält, die nicht nur Leben, sondern auch eine Evolution ermöglicht.
Diese Theorie wird allerdings von vielen Wissenschaftlern abgelehnt, obwohl viele ihrer Vorhersagen bereits verifiziert wurden.

Gaia-Hypothese
https://de.wikipedia.org/wiki/Gaia-Hypothese

Die Gaia-Hypothese besagt, dass die Erde und ihre Biosphäre wie ein Lebewesen betrachtet werden könne, da die Biosphäre (die Gesamtheit aller Organismen) Bedingungen schafft und erhält, die nicht nur Leben, sondern auch eine