3-5% bringen jede austarierte Waage zum Kippen

Zunächst mal: tolle Fleissarbeit, keine Frage. Nützt bloß leider gar nichts.

Der Anteil des anthropogen verursachten CO2 am Gesamtkreislauf (sprich: jährlichem Umsatz = Austrag minus Eintrag oder umgekehrt) beträgt, je nach Quelle, nur 3-5%, 95%-97% sind dem ewigen Kreislauf aus Entstehen (wenn Pflanzen verrotten oder Vulkane CO2 ausspucken) und Vergehen geschuldet (wenn CO2 in Pflanzen oder Algen o.ä. gebunden oder in Kalkschalen abgestorbener Meerestiere gebunkert wird).

Die Waage, von der ich rede, ist die Temperatur der Erde. Es gilt: Abstrahlung = Einstrahlung, da stellt sich immer ein Gleichgewicht ein. Bei höherer Einstrahlung muss die Temperatur steigen, damit auch eine höhere Abstrahlung (vor allem nachts) geleistet werden kann.

Behindert man umgekehrt die Abstrahlung, muss sich die Temperatur erhöhen, um das auszugleichen. Jedes Dach, jede Hauswand ist dafür ein Beweis, und wer einmal versucht hat, sich in einer klaren, kalten Nacht mit einem Lagerfeuer warmzuhalten, weiß das instinktiv - in einer Höhle geht das viel besser als auf dem freien Feld - auch wenn's dann rauchig wird.

Das Temperaturgleichgewicht der Erde liegt für ~300 ppm CO2 bei ca. 14-15° Celsius, ganzjährig, ganzflächig, da stehen natürlich die Tropen gegen die Pole, das ist also ein Mittelwert und ausserdem noch von anderen Klimagasen abhängig.

Warum behindert CO2 die Abstrahlung? Die Einstrahlung durch die Sonne erfolgt überwiegend im Bereich des sichtbaren Lichts, der Anteil des Infrarots ist im Vergleich zum kurzwelligeren und deutlich energiereicheren Bereich des sichtbaren Lichts relativ klein. Wie gesagt, relativ!

Alles Licht aber wird, sofern es nicht reflektiert wird (Albedo, Eisflächen etc.) in Wärme umgesetzt, und zwar Wärme im uns bekannten Bereich, also im Mittel jene 15°. Und ein Körper von 15° C (= 288° K) strahlt auch, genau wie die Sonne mit ihren 6.000° K es tut - allerdings dann nur im tiefdunklen Infrarotbereich (siehe u.a. Wärmebildkamera).

Ausgerechnet in diesem Bereich hat CO2 einen großen Einfangquerschnitt, sprich: das Molekül reagiert auf eine Teil des Infrarot-Wellenlängenspektrum, lässt sich davon in Schwingung versetzen, was einer Temperaturerhöhung gleichkommt. Und strahlt in genau demselben Bereich dann auch wieder Infrarot ab.

Dann wäre doch alles gut, oder?

Nein, leider nicht. Es ist nämlich Zufall, in welche Richtung abgestrahlt wird. Demnach wird die Hälfte nach oben, die andere nach unten abgestrahlt. Wenn also die Erde versucht, nachts in den Weltraum "nach oben" abzustrahlen, bleibt dank CO2 aus einem bestimmten Wellenbereich die Hälfte hängen und trägt zur Erhöhung der Gesamttemperatur (Boden/Atmosphäre) bei. Das geht so lange, bis ein neues Gleichgewicht bei höherer Temperatur entsteht, z.B. 16°C statt 15°C, weil sich dann auch die Gesamtabstrahlung entsprechend erhöht.

Wer ein Auto hat kennt diesen Effekt: in klaren Herbstnächten bekommt die schräge Frontscheibe einen Rauhreifüberzug, die senkrechten Seitenscheiben aber nicht. Die Seitenscheiben halten ihr Strahlungsgleichgewicht mit dem nächsten Haus, der Hecke, dem Baum, der Mauer. Die Frontscheibe strahlt aber (bei 45° Neigung) zur Hälfte in den Weltraum ab, dorthin kann man lange abstrahlen, ohne dass etwas zurückkommt ;-) - sie kühlt also viel schneller aus, Luftfeuchtigkeit kondensiert und kann sogar gefrieren, obwohl die Luft noch wärmer ist, die Scheibe dank Strahlungskühlung aber ihr Gleichgewicht erst unter Null findet.

Bei Wolkenbedeckung übrigens passiert das nicht, denn noch wirksamer als CO2 ist Wasserdampf als Klimagas. Was die Sache nicht besser macht ;-)

Wenn ich auf beiden Seite einer Waage 95 Gramm liegen habe, und auf einer Seite 5 Gramm dazupacke, wird sie sich neigen. Nehmen wir an, der nach unten hängende Zeiger wöge auch genau 5 Gramm bei gleichem Abstand wie die Waagschalen, dann wird sie sich bei 45 Grad einpendeln, dann gleicht der Zeigerkopf das 5-Gramm Zusatzgewicht genau aus. Wiegt der Zeigerkopf aber 50 Gramm, dann halt bei nur wenigen Grad (da gehört eine Sinus oder Cosinus Berechnung hin, sollen die Mathefüchse ausrechnen, es geht ums Prinzip).

Und genauso steigt die Erdtemperatur, wenn wir mehr CO2 auf die eine Waagschale, die der Abstrahlung, packen. Natürlich ist der CO2 Anteil mit weniger als einem halben Prozent sehr klein, aber es reicht, um die Waage aus dem bisherigen Gleichgewicht zu bringen, bei dem es Gletscher gab, die bis in dieTäler reichten und zugefrorene Flüsse auch bei uns. Das neue Gleichgewicht wird sich zwangsläufig einstellen, es gibt da noch ein paar unangenehme Begleitfaktoren, die zusätzlich verstärkend wirken können, wie ausgasendes Methan aus Permafrostböden und mehr Wasserdampf in der Luft, Wälder die abgeholzt werden etc.pp., aber die Waage wird das alles registrieren und austarieren.

Ob wir uns auf der neuen Schräglage besonders wohlfühlen werden? Wer weiß das schon. Die Finnen und Norweger und Grönländer mag es freuen, die Kanadier vielleicht auch, wobei es dort dann noch mehr Stechmücken geben könnte; in ohnehin schon von Hitze und Dürre bedrohten Gebieten wird es vermutlich schlimmer, und das gilt vor allem für Afrika. Und ausgerechnet dort gibt es das größe Bevölkerungswachstum.

Keine rosigen Aussichten insgesamt. Deshalb ist Greta ja so wütend, die muss es ja schliesslich viel länger aushalten auf der schrägen Wippe als wir alten weissen Männer ;-)