CO₂  als Erwärmungsgrund

CO₂ ist ein für den Menschen ungiftiges Spurengas, dessen Anteil an der Atmosphäre etwa 0,04 Volumen-Prozent beträgt und das etwa eineinhalb mal so schwer ist wie die Luft. 

CO₂ zirkuliert ständig und in erheblichem Umfang zwi­schen Luft, Erde und Wasser.

Das in der Luft befindliche CO₂-Gas ist nach den Gesetzen der Quantenmechanik In­frarot aktiv. Es  absorbiert einen Teil der von der Sonne kommenden, un­sichtbaren Wärmestrahl­ung (Infrarotstrahlung) und lässt die sichtbare kurzwelli­gere Strahlung pas­sieren. CO₂-Moleküle, die infrarote Sonnenstrahlung absorbieren, werden ener­getisch an­geregt, ihre kinetische Energie nimmt zu. Von dem Teil der Sonnenstrah­lung, der beim Einfall aus dem Weltall nicht ab­sorbiert wird, wird wiederum ein Teil von der Oberfläche der Erde zunächst absorbiert und dann als langwellige Infrarot­strahlung in die Atmosphäre zurück gestrahlt, um dort nunmehr von einigen Spuren­gasen teilweise absorbiert und etwa zur Hälfte zur Erde zurück gestrahlt zu werden. Für diesen Prozess hat sich – physikalisch nicht korrekt, denn in einem Treibhaus herrschen andere physikalische Gesetze als in der erdnahen Atmosphäre) – der Be­griff „Treibhauseffekt“ eingebürgert. 

—————-  Fußnote: Soweit meteorologische Sachverhalte und Vorgänge gemeint sind, die die gesamte Erde betreffen. sollte „Klima“ als Begriff  unbedingt vermieden werden. „Erd-Klima-Wandel“, „Klimawandel“, „Klimakrise“, „Klimakatastrophe“, „Klimaskeptiker, „Klimaleugner“ sind sinnlose Begriffe. Es gibt kein „Erd-Klima“. „Klima“ beinhaltet neben „Temperatur“ zusätzlich unter anderem „Niederschlag“ (nach Art und Menge im Jahresverlauf) sowie „Wind“ (nach Stärke/Geschwindigkeit und Richtung, im Jahresverlauf). Diese Größen sind sinnvoll nur in Verbindung mit geographischen Räumen, auf die sie sich beziehen. Auf der Erde gibt es Ge­biete, Regionen oder Zonen, die ein  „Klima“ haben und deren „Klima“ sich wandeln kann. Aber dieser Wan­del des Klimas einer bestimmten Region ist nicht gemeint, wenn von „Klimawandel“ oder „Klimakrise“ gespro­chen wird. Dabei geht es stets um „Wärme“oder „Erwär­mung“, und deren Folgen.   —————–

Wer das aus seiner Infrarotaktivität resultierende „Treibhauspotential“ des CO₂  grundsätzlich leugnet, mag  als „Leugner“ der anthropogenen globalen Erderwär­mung (AGW) bezeichnet werden. 

Alle Übrigen müssen so lange entweder als „Skeptiker“  oder aber als „Gläubige“ gel­ten, bis endlich der den Bedingungen wissenschaftlicher Beweispflicht genügende AGW-Beweis tatsächlich erbracht ist; oder bis das ganze Thema nach einem wissenschaftlich befriedigenden Gegenbeweis zu den Akten gelegt werden kann.

Ausmaß der Erwärmungswirkung des anthropogenen CO₂  in der Wetterwirklichkeit

Die qualitative Aussage: „Anthropogenes CO₂ hat einen Erwärmungseffekt“ ist in­haltsleer. Um sie mit Inhalt zu füllen, muss sie quantifiziert werden:

In welchem Ausmaß bewirkt CO₂ , das von  Menschen verursacht in die Atmosphäre gelangt, unter den höchst komplexen Bedingungen und Wechselwirkungen der Wet­ter-Wirklichkeit eine Erwärmung der bodennahen Luft? 

Das AGW muss quantifiziert werden. Einer bestimmten Menge von menschen-verur­sachtem CO₂ müssen die dieser Menge unter genau definierten Bedingungen (Erd­wärme, Gas-Mix der Erdatmosphäre etc.) zuzurechnenden Erwärmungsgrade zuge­ordnet werden. Nur wenn die Beziehung zwischen zusätzlichem anthropogenem CO₂ einerseits und globaler Erderwärmung andererseits quantifiziert ist, gibt es über­haupt eine rationale Grundlage für:

 „Anthropogene Erderwärmung“ oder

 „Erwärmungsbegrenzung durch CO₂-Emissionsbegrenzung“, 

Nur unter dieser Voraussetzung kann zum Beispiel das CO₂-Restbudget bestimmt, also die zentrale AGW-Frage beantwortet werden: 

Wie viel CO₂  darf die gesamte Menschheit weltweit noch emittieren, ohne dass die globale Erderwär­mung über die in Paris zugestandenen etwa 0,5 Grad Celsius ab 2016 hin­ausgehen wird ?

Einigkeit über dieses Restbudget setzt Einigkeit voraus – über die quantitative Verknüpfung zwischen künftigem an­thropogenem CO₂ (z. B. in Gigatonnen) und künf­tiger Erderwärmung (z. B. in Zehntel Grad Celsius). 

Im Umkehrschluss bedeutet Uneinigkeit über das Restbudget zwingend Uneinigkeit über AGW:

Je geringer das Restbudget angesetzt wird, desto größer ist der dem an­thropogenen CO₂ für die Zukunft zugemessene Erwärmungsbeitrag, und umgekehrt. 

Wie steht es  innerhalb der etablierten Klimaforschung um die Einigkeit über das der Menschheit noch verblei­bende CO₂-Restbudget ?

Die Antwort ist ernüchternd: Es herrscht enorme Uneinigkeit – und entsprechend herrscht Streit. 

Ein einziges Zitat aus einer Spiegel-Online-Analyse vom 05.10.2018 zum CO₂-Rest­budget reicht als Beleg: Stefan Rahmstorf vom Potsdam-Institut für Klimafolgenfor­schung (PIK) beschreibt dort den globalen Dissens zur Bedeutung des anthropoge­nen CO₂ für die künftige globale Er­wärmung wie folgt:

„Es gibt große Unsicherheiten über das Budget. Je nach Rechenmodell und den ge­machten Annahmen liegt das Budget zum Erreichen der Pariser Klimaziele zwischen 150 und 1050 Gigatonnen.“ ( Holger Dambek: „CO2-Budget der Menschheit“, Spiegel-Online, 5. 10. 2018). 

Mit anderen Worten: 

Innerhalb der unter dem Dach des IPCC versammelten etablierten Klimaforschung variiert die dem anthropogenen CO₂ für die Zu­kunft zugeschriebene Erd-Erwär­mungswirkung um siebenhundert Prozent (Faktor sieben).

Um das Ausmaß der Uneinigkeit innerhalb der vorgeblich in überwältigender Mehr­heit völlig einigen Klimaforschung zu verdeutlichen, mag ein kleines Beispiel genü­gen: 

Der Bauherr eines neuen Hauses erhält von zwei anerkannten Heizungsinstallateu­ren je ein Angebot über die nach deren Berechnung für eine gute Beheizung erfor­derliche Installation von Heizkörpern gleichen Fabrikates. Als er die Gesamtzahl der vorgeschlagenen Heizrippen aufaddiert, liegt diese beim 1. Angebot bei 150 und beim 2. Angebot bei 1050, also dem Siebenfachen des 1. Angebotes.

Für das im IPCC maßgeblich vertretene PIK selber reklamiert Rahmstorf, ebenfalls  lt. Spiegel-Online, ein Restbud­get von 600 Gigatonnen. 

Einen Tag später, im „Spiegel“ vom 6. Oktober 2018, kündigt Prof. Jo­chem Ma­rotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteoro­logie in Hamburg und einer der Leitau­toren des Weltklimarats (IPCC) an, der Weltklimarat wer­de zur Erreichung des 1,5-Grad-Erwärmungszieles den Höchstwert für das C02-Restbudget gegenüber den bisherigen Vorgaben  auf etwa 1000 Gigatonnen mindes­tens verdoppeln. Dies bedeu­tet im Klartext, dass allein zwischen nur zwei maßgeblichen deutschen Klimafor­schern ein AGW-Dissens von 67 Prozent besteht: Das PIK veranschlagt den Erwär­mungsbeitrag des anthropogenen CO₂  1,67 mal so hoch wie das benachbarte MPI für Meteorologie in Hamburg.  

Derart können wir fortfahren, Dissens in der etablierten Klimaforschung aufzuzei­gen. In der anerkannten Fachliteratur findet man klimawissenschaft­lich begründete Fürsprache für fast jedes CO₂-Restbudget innerhalb der von Rahm­storf genannten Grenzen von 150 Gigatonnen und 1.050 Gigaton­nen, d. h. innerhalb einer Spannweite von 700 Prozent. (vgl.  Holger Dambek: „CO2-Budget der Menschheit“, Spiegel-Online, 5. 10. 2018). 

Richard Millar von der Oxford University hat  im Fachblatt „Nature Geoscience“ das Restbudget ab 2018 laut neuer Berechnungen von bisher 200 Giga­tonnen mal eben auf wei­tere 800 Gigatonnen vervierfacht, seine quantitative Einschätzung des an­thropogenen CO₂-Erwärmungsbeitrages demnach geviertelt.

Eine andere Forschergruppe dagegen plädiert im Fachblatt „Nature“ für ein verblei­bendes CO2-Budget von 600 Gigatonnen. Dieses gegenüber der Millar-Studie um 200 Giga­tonnen geringere CO₂-Restbudget soll die Erwärmung mit nur 50-prozen­tiger Wahrscheinlichkeit  auf 1,5 Grad begrenzen. Auch für Rest-Budgets weit über 1000 Gigatonnen gibt es klimawissenschaftlich an­erkannte Fürsprecher. 

Ebenso für die These, dass es überhaupt keines CO₂-Rest-Budgets bedarf, da der Zusammenhang zwischen tatsächlicher Erdwärme und anthropogenem CO₂ ver­nachlässigbar gering sei. Bereits 2012 schrieben M. Beenstock u. a. in ei­ner umfang­reichen und mehrfach geprüften Studie:

„Die Tatsache, dass seit der Mitte des 19. Jahrhunderts die Erdtemperatur in keinem Zusammenhang mit anthropogenen Einflüssen steht, verstößt nicht gegen die Gesetze der Thermodynamik, der Quantentheorie oder irgendeiner anderen physikalischen Theorie.“

Angesichts der Komplexität des Erdklimas und unseres unvollständigen Verständ­nisses des Klimaprozesses ist es schwierig, Kohlenstoff-Emissionen und anderen an­thropogenen Phänomenen die Hauptursache für die globale Erwärmung im 20. Jahr­hundert zu geben. Dies ist kein Urteil über Physik, sondern ein Urteil über die In­terpretation der vorliegenden Daten.

Wir haben gezeigt, dass anthropogene Erwärmungsbeschleuniger nicht polynomial kointegrieren mit der globalen Temperatur und der Sonneneinstrahlung.

Daher unterstützen die Daten für 1880-2007 nicht die These einer anthropogenen globalen Erwärmung in diesem Zeitraum.“ (zitiert nach: M. Beenstock et al.: Polynomial cointegration tests of anthropogenic impact on glo­bal warming , www.earth-syst-dynam.net/3/173/2012).

Wem diese Aussagen und erst recht die zugrunde liegende, mit Zahlen und Gleichun­gen über mehrere Druckseiten bestückte Arbeit zu mathematisch und zu komplex sind, muss zur Kenntnis neh­men, dass „Komplexität“ bis zur Unverständlichkeit Merk­mal aller ernsthaften Ar­beiten zur „Anthropogenen Globalen Erwärmung“ (AGW) ist; und auch sein muss, an­gesichts des überaus komplizierten Sachverhaltes, um den es geht: „Wetter und Klima welt­weit.“ 

Zusammenfassend ist zu sagen:

Die etablierte Klimaforschung ist in der AGW-Frage in höchstem Maße uneins. Wer „Klimaskeptiker“ oder gar „Klimaleugner“ sucht, braucht die etablierte Klimawissenschaft nicht zu verlas­sen. Die Positionen reichen von „kein Zusammenhang zwischen anthropogenem CO₂  und Erderwärmung“ bis zu „sehr enger und exakt quantifizierbarer Zusammenhang zwi­schen anthropogenem CO₂ und Erderwärmung“. 

Die Uneinigkeit resultiert aus Unterschieden in den wissenschaftlichen Arbeiten und Forschungsergebnissen zu erwärmungsrelevanten Fragen jenseits der allseits ak­zeptierten Eigenschaft des Spurengases Kohlenstoff-Dioxid (CO₂) als eines Infrarot aktiven Gases mit grundsätzlichem Erwärmungspotential.

Sie betreffen zum Bei­spiel: 

–  den Anteil des anthropogenen CO₂ am gesamten CO₂  – Gehalt der Atmosphäre

–  den Verbleib des anthropogenen CO₂ in der Atmosphäre nach Menge und Zeit

–  den Strahlungsaustausch der erdnahen Atmosphäre (IR-aktive Gase wie CO₂ und IR-erzeugende Wolken (Aerosole))

–  die Wechselwirkungen zwischen primärem anthropogenem CO₂-Erwärmungseffekt, Meeres-Temperatur, Verdunstung, Wolkenbildung und deren Beitrag zu Erwär­mung versus Abkühlung

–  die konzentrations- und temperaturabhängigen Veränderungen der Wechselwirkungen zwischen CO₂ und weiteren Treibhausgasen ( z. B. Wasserdampf, Methan)

–  die Bedeutung des LAMBERT-BEER’schen Gesetzes der logarithmisch abnehmenden Aufnahmefähigkeit der atmosphärischen Spurengase in den Strahlungsbanden. 

Diese Beispiele sind vorsichtige Hinweise auf die kaum zu überschätzenden Er­kenntnis-Schwierigkeiten, die dann auftreten, wenn man das „Labor der theoreti­schen Physik“ verlässt und sich in die weite Welt des weltweiten Wetters begibt. 

Nur wer diese Schwierigkeiten negiert oder nicht wenigstens ansatzweise in ihrer riesigen Dimen­sion erfasst, wird den „Mut“ oder die „Dummheit“ aufbringen, wissen­schaftliche Einigkeit und Übereinstim­mung auf dem nahezu unendlich komplexen Gebiet der Wetter- und in deren Gefolge der Klimaforschung zu unterstellen. 

So lange die Gebote der naturwissenschaftlichen Beweispflicht im Sinne eindeutig belegbarer und wiederholbarer Ergebnisse nicht erfüllt sind, ist es Aufgabe der Wis­senschaft zu fragen, zu zweifeln und auch zu streiten. 

Der wissenschaftliche Streit muss ohne wenn und aber bis zum eindeutigen Ende belegbarer und nachvollziehbarer Ergebnisse ausgetragen werden. Wissenschaftlicher Streit darf niemals dadurch umgangen werden, dass er, aus welchen Gründen auch immer, aus der Wissenschaft in die Politik  getragen und dort auf dem Wege der Ver­handlung durch „Kompromisse“ verkleistert wird, also willkürlich.

Diese Umgehung wurde im IPCC nach Struktur wie Verfahrensweise zum Prinzip er­hoben. Wissenschaftlichen Dissens durch politisch dramatisierte Kompromisse zu verkleistern hat sich dort als alltägliche Praxis und mit verheerenden Folgen einge­bürgert. Bereits 1999 gab Prof. Stephen Schneider, IPCC-Leit-Autor, die Aufgabe zur Dramatisierung vor:

„Deshalb müssen wir Schrecken einjagende Szenarien ankündigen, vereinfachende, dramatische Statements machen und irgendwelche Zweifel, die wir haben mögen, wenig erwähnen. Um Aufmerksamkeit zu erregen, brauchen wir dramatische State­ments und keine Zweifel am Gesagten. Jeder von uns Forschern muss entschei­den, wie weit er eher ehrlich oder eher effektiv sein will.“ (Bachmann, H.: Die Lüge von der Klima-Katastrophe, 4.Aufl., Frieling-Vlg. Berlin, 2008, S.9)

Aber der Kleister wird brüchig. Die innerwissenschaftliche Uneinigkeit und der Drang zu Drama und Katastrophe treten zutage. Angesprochen auf die politische Wirkung der bevorstehenden Verdoppelung des CO₂-Restbudgets – also der AGW-Halbierung – durch den IPCC-Leitautor Prof. Marotzke (MPI HH) im o. a. Spiegel-Interview:

„Einige von meinen Kollegen machen sich deshalb schon Sorgen, dass dies falsch ankommt. Wenn sich das herumspricht, so ihre Befürchtung, legen alle wieder die Hände in den Schoß.„ 

Mit anderen Worten:

Die klimawissenschaftliche Wahrheit steht beim IPCC stets in Konkurrenz zu politischer Opportunität und Dramatisierung. Ein Blick auf die nach ähnlichem Rezept – allerdings noch krankhaft gesteigert – agierende 16-jährige schwedische Klimaaktivistin Greta Thunberg zeigt, wie „weit“ man es inzwischen mit sach- und faktenferner Krisen- und Katastrophenpredigt in der ohnehin fast religiös aufgeheizten Klimadebatte bringen kann. 

Angesichts der riesigen energiepolitischen, wirtschaftlichen, verkehrspolitischen, gesellschafts- und sozialpolitischen sowie umweltpolitischen Dimension des Pro­jektes „Dekarbonisierung“ ist die Tatsache ein Skandal, dass bis heute jeder ernst­hafte Versuch fehlt, die AGW-These im Sinne einer umfassenden Klärung der Strahlungs- und Energie-Bilanz-Debatte experimentell zu überprüfen und abzusichern. 

Wie soll man verstehen, dass für experimentelle physikalische Grundlagenfor­schung, beispielsweise für den Bau und Betrieb von Teilchenbeschleunigern, Milliar­den aufgewendet werden, während die AGW-Debatte im Sumpf höchst spekulativer „Modell-Szenarien“ vermengt mit politischer Dramatisierung verkommt? Die Ant­wort kann auf jeden Fall nicht lauten, dass  AGW experimentell grundsätzlich nicht zu erforschen sei. (michael-schnell-experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes, https://www.youtube.com/watch?v=uyatWldokc4)