Klimaschutz

170 Jahre altes Experiment widerlegt CO2-Klimalüge

Hat CO2 Auswirkungen auf das Weltklima? Bei einem Experiment vor fast 170 Jahren wurde genau das bereits herausgefunden.

Roman Palman
Durch die Verbrennung fossiler Energieträger, im Bild ein Kohlekraftwerk, gelangt vor Millionen von Jahren gebundenes CO2 wieder in die Atmosphäre.
Durch die Verbrennung fossiler Energieträger, im Bild ein Kohlekraftwerk, gelangt vor Millionen von Jahren gebundenes CO2 wieder in die Atmosphäre.
Getty Images/iStockphoto

Im Juli 2023 setzte eine extreme Hitzewelle quer über die Nordhalbkugel den Menschen zu. Der Mittelmeerraum heizte sich extrem auf, lokal wurden neue Rekord-Temperaturen aufgestellt. Global wurde erstmals auch der angestrebte Pariser Klimagrenzwert von +1,5 Grad gegenüber der vorindustriellen Zeit geknackt.

Der in Österreich danach eingesetzte Regen löschte die Erinnerung an die vergangenen heißen Tage offenbar in den Köpfen vieler Menschen wieder. Ein gefundenes Fressen für Klimaleugner – Menschen, die entweder den Klimawandel als ganzes, oder zumindest den menschlichen Einfluss darauf leugnen.

Ein bekannter FPÖ-Politiker postete gleich Schmähbildchen eines gelben Regenmantels mit der Unterschrift "Hitzeschutzmantel Sommer 2023" – während Sintflut-Unwetter im Süden Österreichs verheerende Schäden anrichteten.

Der Klimawandel, "das sind wir"

Nichtsdestotrotz ist der Klimawandel real und nicht wegzureden. Spätestens seit den 1980er-Jahren ist ein deutlicher Anstieg in den jährlichen Durchschnittstemperaturen in Österreich und anderswo auf dem Globus mit standardisierten Messstationen gemessen und belegt. Die 2020er-Jahre sind bereits global gesehen schon heißer als jemals zuvor seit Beginn der Zeitrechnung:

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    Die <strong>globalen Temperatur- und CO2-Veränderung seit Beginn der Zeitrechnung</strong> im Vergleich zum Klimamittel 1901-2000 in einer Grafik von Klimatologe Ed Hawkins.
    Die globalen Temperatur- und CO2-Veränderung seit Beginn der Zeitrechnung im Vergleich zum Klimamittel 1901-2000 in einer Grafik von Klimatologe Ed Hawkins.
    Ed Hawkins

    Damit einher geht ein Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration, die sich nicht mit natürlichen Schwankungen erklären lässt. Das verdeutlicht auch obige Grafik. "Das Rote hinten machen wir, das sind wir", mahnt auch ORF-Wetterchef Marcus Wadsak dazu.

    Die Weltwetterorganisation WMO geht übrigens mit 98-prozentiger Sicherheit davon aus, dass eines der nächsten fünf Jahre das heißeste je gemessene sein wird.

    CO2-Lügen der Klimaleugner ausgeräumt

    Trotzdem wird das Lager eingefleischter Klimaleugner nicht müde, falsche Behauptungen aufzustellen und Fehlinformationen zu verbreiten.

    "Die CO2-Konzentration hat sich in den letzten 100 Jahren nicht verändert" oder "Der Treibhauseffekt von CO2 ist nicht erwiesen" sind beides Zeilen, die in unzähligen Variationen durch das Netz kursieren und immer wieder aufgewärmt werden.

    Dabei sind diese CO2-Lügen der Klimaleugner wissenschaftlich widerlegt. Und das nicht erst seit Kurzem, sondern schon seit fast 170 Jahren. Der Faktencheck dazu:

    Experiment vor fast 170 Jahren belegt CO2-Wirkung

    Schon lange ist bekannt, dass die Gase in der Atmosphäre Wärme speichern können. Die US-amerikanische Atmosphärenforscherin Eunice Newton Foote konnte 1856 schließlich auch experimentell nachweisen, dass verschiedene Gase auch unterschiedlich viel Wärmestrahlung des Sonnenlichts absorbieren.

    Dazu nutzte sie luftdicht verschlossene Glasröhren, die sie mit normaler Luft, Kohlendioxid und Wasserdampf füllte und dann die Temperaturdifferenz in ihrem Inneren maß. Dabei stellte sie fest, dass die Röhre voller CO2 heißer als alle anderen wurde und nur sehr viel langsamer wieder auskühlte.

    Als Erste realisierte Newton Foote auch die möglichen Auswirkungen auf das Klima: "Eine Atmosphäre dieses Gases würde unserer Erde eine hohe Temperatur verleihen". Sie postulierte in ihrer Arbeit – Originaltitel: Circumstances Affecting the Heat of the Sun's Rays –, dass die weltweiten Temperaturen mit einer Erhöhung der CO2-Konzentration steigen müssten.

    Newton Footes wegweisendes Experiment ist auch heute noch mit einfachsten Mitteln überprüfbar. So einfach sogar, dass es laut Anleitung des UBZ Steiermark für Kinder ab der 5. Schulstufe geeignet ist.

    Treibhausgase und Eiszeiten

    Nur drei Jahre später, 1859, entdeckte der irische Naturwissenschaftler John Tyndall auf der Suche nach der Ursache für die vergangenen Eiszeiten ebenfalls den Treibhauseffekt. In einem Labor-Experiment identifizierte er unabhängig von Newton Foote Wasserdampf und Kohlendioxid als Gase, die selbst in geringen Konzentrationen die Wärmeenergie des Sonnenlichts besser aufnehmen konnten als ein gewöhnliches Luftgemisch.

    Er konzentrierte sich vorrangig auf Wasserdampf, der etwa 0 bis 4 Prozent der Erdatmosphäre ausmacht: Ohne diesen in der Luft, so schloss Tyndall, wäre die Erdoberfläche weiter "im eisigen Griff des Frostes" gefangen.

    Die Wirkung von Wasserdampf

    Die Beobachtung ist richtig, Wasserdampf erwärmt sich bei Bestrahlung sogar stärker als CO2. Allerdings ist nicht der Wasserdampf der initiale Treiber der Temperatur wie das Max-Planck-Institut erklärt: "Wasserdampf kann den verstärkten Treibhauseffekt nicht verursachen, sondern nur noch weiter anheizen".

    Der Grund: durch die weiten Ozeane der Erde ist immer genügend Wasser da, um die Luft bis zur Sättigung mit Wasserdampf anzureichern. Steigen die Temperaturen, steigt auch der Wasserdampf-Anteil, denn warme Luft kann mehr Wasserdampf durch Verdunstung aufnehmen, als kühle – und das verstärkt am Ende wieder den Treibhauseffekt.

    Schwede erkannte menschlichen Klima-Einfluss

    Im selben Jahr wurde in Schweden der Physiker und Chemiker Svante August Arrhenius geboren. Der spätere Nobelpreisträger modellierte erstmals das Ausmaß des Treibhauseffekts einer erhöhten CO2-Konzentration in der Atmosphäre auf die weltweite Temperatur. Arrhenius kam dabei zu dem Schluss, dass der CO2-Ausstoß der Menschheit durch das Verbrennen fossiler Energieträger ausreichend ist, um das Weltklima zu verändern.

    Seine Ergebnisse wurden im "London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science" im April 1896 veröffentlicht. Der Orginaltitel seines wissenschaftlichen Artikels lautete On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. In Världarnas utveckling (1906, dt. Das Werden der Welten) schrieb Arrhenius, dass die menschlichen CO2-Emissionen eine neue Eiszeit verhindern würden.

    Wörtlich heißt es: "Ist es wahrscheinlich, dass wir in den nächsten geologischen Zeitabschnitten von einer neuen Eiszeit heimgesucht werden, die uns aus unserem Land fort nach Afrikas heißerem Klima treiben wird? Es scheint, als ob wir eine solche Furcht nicht zu hegen brauchten. Schon die für Industriezwecke nötige Kohlenverbrennung ist geeignet, den Kohlensäuregehalt der Luft merkbar zu vermehren." Mit Kohlensäure ist CO2 gemeint, das damals noch unter diesem Begriff bekannt war.

    Auch Arrhenius ging davon aus, dass die CO2-Konzentration in der Luft nun "ziemlich rasch zunimmt". Aus dem Umstand, dass die Meere weiter CO2 aus der Luft absorbierten und kein Gleichgewicht der Konzentration zwischen Wasser und Luft herrschte, schloss der Wissenschaftler, dass es kürzlich zu einer Verschiebung gekommen sein musste: "Die Kohlensäuremenge der Luft hat also in letzter Zeit zugenommen."

    Der Schwede sah damals noch durchaus positiven Effekten durch eine Erderwärmung entgegen, weil der Planeten in diesen fernen Zeiten "um das Vielfache erhöhte Ernten zu tragen vermag zum Nutzen des rasch anwachsenden Menschengeschlechts."

    Im Jahr 1910 gab es weltweit geschätzt etwa 1,78 Milliarden Menschen, heute sind es mehr als 8 Milliarden. Diese Bevölkerungsexplosion wurde allerdings hauptsächlich durch die Erfindung der katalytischen Ammoniak-Synthese durch den deutschen Chemiker Fritz Haber, der im Ersten Weltkrieg zum "Vater des Gaskriegs" wurde, ermöglicht. Mit dem synthetischen Stickstoffdünger konnte die Landwirtschaft auf einmal deutlich höhere Erträge einfahren.

    Erwärmung durch CO2 noch vor 2. Weltkrieg nachgewiesen

    Zurück zur Erforschung des CO2: Der kanadische Ingenieur Guy Stewart Callendar legte schließlich 1938 mit seiner Arbeit The artificial production of carbon dioxide and its influence on temperature den nächsten Meilenstein. Anhand von Temperaturmessungen wies er erstmals die Existenz dessen nach, was bis dahin nur theoretisch erfasst war: die globale Erwärmung durch einen Anstieg der CO2-Konzentration.

    Nach den ihm zur Verfügung stehenden Daten hatte die Menschheit in den 50 Jahren zuvor rund 150.000 Millionen Tonnen an CO2-Emissionen verursacht. Damit errechnete Callendar kurz vor dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs eine jährliche Erderwärmung um 0,003 Grad Celsius. Die Messdaten von 147 Wetterstationen zeigten derweil eine jährlich Erwärmung um 0,005 Grad Celsius.

    Nach der damaligen Berechnung des Kanadiers würde die globale Durchschnittstemperatur im 20. Jahrhundert um 0,16 Grad und im 21. Jahrhundert um weitere 0,39 Grad Celsius ansteigen. Diese geringe Erwärmung sah auch Callendar wie schon zuvor Arrhenius als vorteilhaft besonders für nördliche Breiten an: "Jedenfalls sollte die Rückkehr der tödlichen Vergletscherung [dadurch] auf unbestimmte Zeit aufgeschoben sein."

    CO2-Anstieg seit Jahrzehnten genau dokumentiert

    Seit 1959 wird etwa die CO2-Konzentration in der Atmosphäre vom NOAA-Observatorium auf dem Mauna Loa auf Hawaii regelmäßig gemessen. Sie zeigen einen stetigen Anstieg der CO2-Konzentration 320 ppm (0,032 Prozent) anno 1960 bei mittlerweile um die 420 ppm (0,042 Prozent). Und nein, es wird nicht auf einem aktiven Vulkan gemessen.

    In Österreich wird die CO2-Konzentration der Luft etwa auf dem Sonnblick gemessen (ca. 415 ppm). Die Messreihe geht bis ins Jahr 2000 zurück, zeigt aber den selben Anstieg wie jene der US-Amerikaner. Ebenso übrigens in Russland. Der Klima-Report der Russischen Föderation für 2021 zeigt (ab Seite 90, Anm.) klar ebenso einen mit internationalen Messstationen korrelierenden CO2-Anstieg.

    Der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre wird auf Hawaii seit 1959 durchgehend dokumentiert.
    Der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre wird auf Hawaii seit 1959 durchgehend dokumentiert.
    NOAA

    Warnung an die Welt: Nicht abwarten, "bis es zu spät ist"

    Unter anderem dank Jule Gregory Charney wissen wir seit über 40 Jahren, dass Guy Stewart Callendar die Klima-Mechanismen richtig erkannt und benannt hatte, aber das Ausmaß mittlerweile deutlich drastischer ist. Der US-amerikanische Meteorologe war Vorsitzender der National Academy of Sciences, als diese im Jahr 1979 eine umfassende Studie zum Forschungsstand des Zusammenhangs zwischen CO2 in der Atmosphäre und der globalen Erwärmung erarbeitete.

    Was heute als Charney-Report bekannt ist, trug damals den Titel Carbon Dioxide and Climate: A Scientific Assessment. Schon eingangs stellten die Forscher klar: "Wir haben unumstößliche Beweise, dass sich die Atmosphäre in der Tat verändert und dass wir selbst zu diesem Wandel beitragen. [...] Wenn der CO2-Gehalt weiter zunimmt, gibt es laut dieser Studiengruppe keinen Anlass, anzuzweifeln, dass es Klimaveränderungen geschehen werden und keinen Grund zu glauben, dass diese nur marginal sein werden."

    Der Bericht bildet damit die Grundlage des heutigen wissenschaftlichen Konsens, dass der aktuelle Klimawandel menschengemacht ist. Schon Ende der 1970er gaben die Forscher der Welt noch einen Fingerzeig und eine Warnung mit auf den Weg: "Die Studiengruppe betont, dass zu erwarten ist, dass der Ozean, das große und träge Schwungrad des globalen Klimasystems den Verlauf des observierbaren Klimawandels [um mehrere Jahrzehnte] verlangsamen wird. Eine Abwarten-und-Tee-trinken-Politik könnte bedeuten, dass solange gewartet wird, bis es zu spät ist."

    Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), kurz auch Weltklimarat genannt, wurde erst später, 1988, gegründet. In ihrem jüngsten und wirklich vorsichtig formulierten Bericht (Sixth Assessment Report) drängen die Experten zur Eile.

    Heißesten Jahre seit Aufzeichnungsbeginn stehen bevor

    Jetzt schreiben wir 2023 und die Welt hat sich bereits weit schneller erwärmt, als Callendar noch errechnet hatte. Besonders seit den 1980er-Jahren ging es mit der Temperatur steil bergauf wie auch Ed Hawkings Temperatur/CO2-Grafik eingangs dieses Artikels zeigt. Die Weltwetterorganisation WMO rechnet damit, dass die globale Durchschnittstemperatur bis 2027 zumindest für ein ganzes Jahr um 1,5 Grad über dem vorindustriellen Niveau liegen wird.

    Das Zusammenspiel aus CO2-Emissionen und einem wieder aufgeflammten El Nino dürfte dem Planeten Rekordtemperaturen bescheren. Damit könnte auch das, 1979 noch als "träge" bezeichnete Schwungrad der Ozeane ebenfalls angelaufen sein. Heuer wurden bereits neue Allzeithochs bei den Wassertemperaturen gemessen. Im Süden Floridas wurde das Meer kurzzeitig sogar wärmer als die Thermalbecken einer steirischen Heiltherme.

    Keine Apokalypse, aber "gefährlichere Welt"

    Der kürzlich neu gewählte IPCC-Chef Jim Skea schaffte derweil in seiner Antrittsrede klare Distanz zu möglichen Untergangsnarrativen und Apokalypsen-Szenarien: "Die Welt wird nicht untergehen, wenn es um mehr als 1,5 Grad wärmer wird". Die Auswirkungen des menschengemachten Klimawandels würden dennoch gravierend sein: "Es wird jedoch eine gefährlichere Welt sein. Die Länder werden mit vielen Problemen kämpfen, es wird soziale Spannungen geben."

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