Von Klaus-Peter Dahm

Ist Kohlendioxid die Ursache des heutigen Klimawandels? Nach Ansicht des IPCC und der Mehrzahl der Klimaforscher wird der heutige Klimawandel durch uns Menschen verursacht. Bei unserer wirtschaftlichen Tätigkeit entstehen sogen. Treibhausgase, darunter insbesondere Kohlendioxid (CO2). Diese Treibhausgase haben eine erwärmende Wirkung. Kritiker führen an, dass der Mensch nur einen geringen Anteil an den CO2-Emissionen hat und die Heizwirkung des CO2 zu vernachlässigen wäre. Wir müssen deshalb die allgemeine Fragestellung, inwieweit CO2 als Ursache des heutigen Klimawandels in Frage kommt, untergliedern: Wie hoch ist der Anteil des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen? Ist der Mensch wirklich die Ursache des heute zu beobachtenden CO2-Anstiegs? Ist dieser Anstieg dramatisch? Und letztlich: Hat CO2 wirklich eine starke Heizwirkung?

Wie hoch ist der Anteil des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen? Die Hauptquellen für die CO2-Emission von der Erdoberfläche in die Atmosphäre ist zum einen die kontinentale Biosphäre und zum anderen sind es die Ozeane. Ausgehend von seriösen Bilanzierungen zeigt sich nun, dass der Mensch auch heute nur etwa einen Anteil von 5% an den Gesamtemissionen von CO2 hat.

Ist der Mensch die Ursache des CO2-Anstiegs in der Atmosphäre? Trotz des geringen Anteils des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen ist aber dennoch mit hoher Sicherheit der Mensch für den Anstieg des CO2 in der Atmosphäre verantwortlich. Dafür sprechen – wenn auch nur indirekt – Isotopenanalysen. Es existieren keine anderen Quellen, zum Beispielein starker Vulkanismus, die den stetigen Anstieg des CO2 in der Atmosphäre überzeugend erklären könnten.

Ist der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre dramatisch? Allerdings ist der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre – ganz im Gegensatz zu den Verlautbarungen des IPCC – nicht dramatisch. Obwohl die Gehalte an CO2 seit der Industrialisierung etwa um 0,01% auf jetzt 0,04% angestiegen sind, liegen sie noch immer weit unterhalb der Konzentrationen, wie sie in der Erdgeschichte normal waren. Zumindest für das Phanerozoikum (ab 541 Mio. Jahre vor heute) lassen sich die atmosphärischen CO2-Konzentrationen rekonstruieren und es zeigt sich, dass diese Werte fast ständig 2- bis 3fach (0,08-0,12%) und zeitweise auch 10- bis 20fach über den heutigen als „zu hoch“ geltenden Werten lagen. Erst ab etwa 50 Millionen Jahre vor heute beginnen die CO2-Konzentrationen langsam zu sinken. Die heutige atmosphärische CO2-Konzentration von ca. 0,04% ist also nicht dramatisch hoch, sondern noch immer anomal niedrig, wenn mit der gesamten Klimageschichte der Erde, die schon mindestens 2.300 Mio. Jahre andauert, verglichen wird.

Hat CO2 eine starke Heizwirkung? Die Frage nach der Höhe der Heizwirkung des CO2 – in der Klimaforschung als „Klimasensitivität“ bezeichnet – ist die zentrale Frage in der wissenschaftlichen Klima-diskussion. Als Klimasensitivität des CO2 wird die Erhöhung der Globaltemperatur bei Verdoppelung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre verstanden.

Das Schlüsselwort heißt Klimasensitivität - und die ist vollkommen unklar

Das IPCC geht von einer starken Heizwirkung des CO2 aus. Diese Annahme wird aber keinesfalls von allen Klimaforschern geteilt. Selbst das IPCC kommt nur dann zu ausreichend hohen Klimasensitivitätswerten (um die heutige globale Erwärmung zu erklären), wenn es positive Rückkopplungseffekte, also Verstärkungseffekte in Ansatz bringt. Diese sind aber äußerst umstritten. Die Rückkopplungseffekte könnten auch negativ sein, wie Kritiker des IPCC argumentieren. Grundsätzlich basieren die Werte des IPCC nicht – auch nicht die Werte ohne Rückkopplungen – auf exakten Laboruntersuchungen, sondern auf Schätzwerten aus Modellrechnungen der Strahlungsflüsse in der Atmosphäre. Der beste Schätzwert unter Einbeziehung von Verstärkungseffekten läge bei etwa 3°C, so das IPCC noch 2007. Im letzten Bericht verzichtet das IPCC auf die Angabe des „besten Schätzwertes“, weil die Diskrepanz zwischen Studien und Befunden zu groß wäre!

Die Klimasensitivität des CO2 könne von 1,5 bis 4,5°C schwanken. Es gibt aber gute Gründe für die Annahme, dass die Klimasensitivität des CO2 nicht höher als 1°C ist: Ohne die umstrittenen positiven Rückkopplungen kommt auch das IPCC nur auf Schätzwerte von 1 bis evtl. 1,2°C. Nimmt man negative Rückkopplungen an, wie z. B. der renommierte US-amerikanische Forscher R. Lindzen vom MIT, erhält man Werte von nur etwa 0,7°C. Wenn die in Satelliten gemessenen Infrarot-Spektraldaten ausgewertet werden, wie es H. Harde von der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg getan hat, ergeben sich ebenfalls nur Werte von deutlich kleiner 1°C. Direkte Laboruntersuchungen auf der Erde zur Heizwirkung des CO2 erbringen im Übrigen noch erheblich geringere Werte, gelten aber als nicht repräsentativ für die Atmosphäre.

Somit ist zu konstatieren, dass keine ausreichende Klarheit über die Höhe der Heizwirkung des CO2 in der Atmosphäre besteht. Ganz offenbar ist aber wohl die Heizwirkung gering und liegt bei kleiner oder maximal 1°C. Das heißt, bei einer Verdoppelung der CO2 in der Atmosphäre würde die Temperatur um maximal 1°C, wahrscheinlich aber noch weniger, steigen. Die heutige Erwärmung könnte damit nicht erklärt werden.

Die offenbar nur geringe Heizwirkung des CO2 kommt jedoch in der Natur nicht zur Geltung, wie empirische Untersuchungen zeigen: Vergleicht man nämlich die CO2-Konzentrationen und die Globaltemperaturen in der Erdgeschichte, so lassen sich im Allgemeinen keine Korre-lationen feststellen. Dies gilt sowohl für das gesamte Phanerozoikum (ab 541 Mio. Jahre vor heute), als auch für das Quartär (ab 2,6 Mio. Jahre v. h.) oder das Holozän (ab 11.600 Jahre v. h.). Selbst für den heutigen Klimawandel ab ca. dem Jahre 1880 gilt, dass die immer wieder betonte enge Korrelation von CO2 mit der Globaltemperatur über größere Zeitabschnitte nicht gegeben ist: Während die atmosphärische CO2-Konzentration stetig steigt, gilt dies keinesfalls auch für die Temperatur: Von 1880 bis 1910 und von 1940 bis 1975 fällt die Temperatur sogar, ab 1998 stagniert sie zumindest bis 2013. Die Zeiten fehlender Korrelation summieren sich auf 80 Jahre und übertreffen damit deutlich die Zeit, in der CO2 positiv mit der Temperatur korreliert: 53 Jahre (1910 bis 1940 und 1975 bis 1998).

Dazu im scheinbaren Widerspruch steht nun allerdings die Beobachtung, wonach im Detail durchaus enge positive Korrelationen zwischen dem CO2 und der Globaltemperatur vorhanden sind, wie die Analyse von Eisbohrkernen aus der Antarktis und aus Grönland ergab. Das IPCC hat diese Befunde ursprünglich deutlich als Beweis für die gute Klimawirksamkeit des CO2 herausgestellt. Nun zeigt allerdings ein genauer Vergleich, dass nicht zuerst das CO2 ansteigt und dann die Temperaturerhöhung folgt, wie nach dem AGW-Model zu erwarten wäre, sondern es umgekehrt ist! Ganz offensichtlich treibt also nicht das CO2 die Temperatur, sondern CO2 wird seinerseits von der Temperatur getrieben! Das Nachlaufen des CO2 ist sehr typisch und wurde von zahlreichen Forschern immer wieder festgestellt. Es lässt sich auch gut mit der Temperaturabhängigkeit der CO2-Löslichkeit im Meerwasser erklären: Steigt die Temperatur des Ozeanwassers, so kann es weniger CO2 aufnehmen. Das CO2 entweicht in die Atmosphäre, wodurch also nach einer Temperaturerhöhung in der Atmosphäre und Hydrosphäre anschließend auch die atmosphärische CO2-Konzentration ansteigt.

Auch in der Klimaforschung sollte das Primat der Empirie vor der Theorie gelten

So sprechen die analytischen Befunde und Beobachtungen in der Natur gegen eine Klimawirkung des CO2. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass seit Galilei in den Naturwissenschaften das Primat der Empirie vor der Theorie gilt. Zwar ist theoretisch vorstellbar, dass CO2 die Temperatur treibt, das heißt das Klima beeinflusst, denn CO2 ist ein infrarotaktives Gas. Dieser Effekt ist aber nicht zu beobachten, was sicher an der sehr geringen Konzentration von CO2 in der Atmosphäre liegt. CO2 müsste schon eine extrem starke Heizwirkung haben, wenn diese Wirkung bei einer Verdünnung des CO2 in der Atmosphäre von 1:2.500 noch zur Geltung kommen soll. Da die Heizwirkung (Klimasensitivität) des CO2 aber wahrscheinlich nur gering ist, kann das Spurengas CO2 keine Bedeutung als Klimafaktor im Sinne einer temperaturerhöhenden Wirkung haben.

Sollte es wirklich ein „menschliches Klimasignal“ durch das CO2 geben, so würde dieses Signal innerhalb der Spannweite natürlicher Klimaschwankungen liegen. Eine solche Klimawirkung des CO2 wäre ungefährlich. Wie dargelegt, ist aber ein solches Signal, ein „menschlicher Fingerabdruck“ im Klima-geschehen, wegen der ganz offenbar nur schwachen Klimasensitivität des CO2, seiner großen Verdünnung in der Atmosphäre und des mit 5 Prozent nur sehr geringen Anteils menschlicher CO2-Emissionen an den Gesamtemissionen nicht zu erwarten. In der Natur zeigt sich dementsprechend auch, dass CO2 passiv auf die Temperaturschwankungen reagiert, denn die CO2-Konzentrationsänderungen folgen stets erst nach den Temperaturänderungen. Da die Hydrosphäre 50-mal mehr CO2 enthält als die Atmosphäre und die CO2-Löslichkeit im Wasser stark temperaturabhängig ist, dominiert in der Natur die Temperatur die CO2-Verteilung zwischen Hydrosphäre und Atmosphäre. Die ohnehin offenbar nur schwache Klimasensitivität des CO2 kommt nicht zur Geltung.

In der nächsten Folge lesen sie morgen: Kann auch die Sonne die heutige Klimaänderung bewirken?

Der Autor, Dr. Klaus-Peter Dahm, legt Wert auf den Hinweis, dass er keine Beziehungen zur Kohle-, Öl- oder Kernkraftindustrie pflegt oder gepflegt hat. Er ist parteilos und auch nicht Mitglied bei Organisationen von „Klima- oder Energiewende-Skeptikern“. Der Autor ist pensionierter Naturwissenschaftler (Geochemiker), der sowohl in der Rohstoff-forschung als auch in der Grundlagenforschung gearbeitet hat. Nach der Wende 1989/90 war er 10 Jahre als kommunaler Spitzenbeamter tätig und hat dadurch gelernt, auch unterschiedliche rechtliche, ökonomische und technische Sachverhalte zu bewerten.

Diese Serie basiert auf Klaus Peter Dahms kürzlich erschienen Buch Vom Klimawandel zur Energiewende. Eine umfassende Prüfung der zugrundeliegenden Annahmen.

Hier alle Folgen der Serie:

Folge 1

Folge 2

Folge 3

Folge 4

Folge 5

Folge 6

Folge 7

Folge 8

Folge 9

Folge 10