Klimawandel

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Konzentrationsszenarien sonstiger Treibhausgase und Aerosole

Methan

Methan und Distickstoffoxid

Während die gegenwärtige Methan-Konzentration bei ca. 1800 ppb liegt (s. Abb. ), wird damit gerechnet, dass sie bis zur Jahrhundertmitte in den meisten Szenarien auf ca. 2500 ppb ansteigt, um dann je nach Szenario abzusinken oder bis über 3000 ppb anzusteigen. An dieser Entwicklung sind jedoch nicht nur die anthropogenen Emissionen beteiligt, sondern überwiegend die indirekten Auswirkungen des Klimawandels auf natürliche Methansenken wie Feuchtgebiete und Permafrostböden.

© Eigene Darstellung nach IPCC 2007


Abb. 1:
Methan- und Distickstoffkonzentrationen 2000-2100 nach verschiedenen IPCC-Szenarien1

Beobachtungen zeigen bisher schon deutliche Freisetzungen von CH4 bei auftauendem Permafrost. Bei einer Erwärmung um 2 °C und einer Zunahme der Niederschläge um 10 % wird mit einer Steigerung der Emission von Methan aus Feuchtgebieten um 21 % gerechnet, bei einer Temperaturzunahme um 3,4 °C sogar um 78 %. Andererseits haben Untersuchungen gezeigt, dass Methan durch die Reaktion mit dem Hydroxyl-Radikal OH, dessen atmosphärische Konzentration bei steigender Temperatur zunimmt, in einer wärmeren Atmosphäre auch verstärkt entfernt wird.2

Eine weitere Möglichkeit der Methanfreisetzung in einer wärmeren Welt besteht langfristig gesehen bei den Methan-Hydraten im Ozean, in denen große Mengen an Methan gespeichert sind. Studien gehen davon aus, dass sich der Methanbestand in Hydraten bei einer Erwärmung des ozeanischen Bodenwassers über den Hydraten um 3 °C um 85 % verringern würde. Dazu könne es jedoch erst in mehreren Jahrtausenden kommen.3

Die Hauptquelle von anthropogenem Distickstoffoxid (N2O), auch Lachgas genannt, ist die Emission aus der Landwirtschaft. Da auch in Zukunft mit einer zunehmenden Einbringung von Stickstoffdünger gerechnet werden muss, zeigen alle Szenarienrechnungen eine Zunahme der N2O-Konzentration.

Troposphärisches Ozon

Das Ozon in der Troposphäre wird bis 2100 um 40 bis 60 % zunehmen. Ursache sind vor allem die Emissionen der Vorläuferstoffe NOx, CH4 und CO. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Zuwächse vor allem in den tropischen und subtropischen Regionen zu finden sein werden, bes. in Indien, Südostasien und Mittelamerika. Da in diesem Jahrhundert auch die Konzentration des stratosphärischen Ozons wieder zunehmen wird, kommt auch von dieser Seite ein Erwärmungseffekt hinzu.

Aerosole

Da Aerosole nur eine sehr kurze Verweilzeit in der Atmosphäre besitzen, folgt die Konzentration der Sulfataerosole einer ähnlichen Entwicklung wie die Emission. Die Emissionen sinken am Ende des Jahrhunderts bei allen Szenarien mehr oder weniger unter die heutigen Werte, und entsprechend liegt auch der atmosphärische Gehalt an Sulfataerosolen niedriger bzw. nur bei dem A2-Szenario etwa gleichauf mit dem gegenwärtigen Gehalt. Die Spanne liegt im Jahre 2100 zwischen 0,16 und 0,48 Tg S (gegenüber 0,47 Tg S 1990). Dazwischen allerdings, so um die Mitte des Jahrhunderts, erreichen die Werte bei einigen Szenarien über 0,6 bis fast 9 Tg S. Interessant ist, dass sich die regionale Verteilung während des 21. Jahrhunderts deutlich ändert. Bei den entwickelten Industrieländern gegen die Modellberechnungen davon aus, dass technologische Maßnahmen zu einer starken Reduzierung der Schwefelemissionen führen werden. Daher verschiebt sich der Schwerpunkt der Aerosolverbreitung von diesen Regionen nach Indien, China und Südostasien, da hier die Kohlenutzung immer noch stark anhält. Einige Szenarien nehmen jedoch auch in diesen Staaten eine zunehmend saubere Energieerzeugung an.4

Anmerkungen:
1. Eigene Darstellung nach nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Figure 10.26
2. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.4.3.
3. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 7.4.1.2.
4. Pham, M., O. Boucher, and D. Hauglustaine (2005): Changes in atmospheric sulfur burdens and concentrations and resulting radiative forcings under IPCC SRES emission scenarios for 1990-2100. Journal of Geophysical Research - Atmospheres 110