Mit dem Begriff Treibhauseffekt wird bildlich die Erwärmung der Erdatmosphäre beschrieben. Ohne den Treibhauseffekt hätten wir auf der Erde eine mittlere Oberflächentemperatur von -18° C, mit dem Treibhauseffekt sind es +15° C.

Der Treibhauseffekt funktioniert folgendermaßen:

Alle Körper senden abhängig von ihrer Temperatur eine bestimmte elektromagnetische Strahlung aus. Die von der Sonne ausgesandte Strahlung stammt praktisch nur aus ihrer äußersten Schicht mit einer Tiefe von 300 km. Die dort herrschende Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5500 °C, woraus eine kurzwellige Strahlung mit einem Maximum bei 500 Nanometern (nm) folgt. Dieser Wert liegt im Bereich des sichtbaren Lichts (400 - 800 nm), ihm entspricht die Farbe Cyan. Die Erdatmosphäre hat in diesem Bereich ein sogenanntes "Fenster", d.h., daß ein Großteil dieser Strahlung die Atmosphäre ungehindert durchdringen kann.

Die Sonnenstrahlung trifft nun auf die Erdoberfläche und erwärmt diese auf einen Durchschnittswert von 15° C. Dementsprechend sendet der Erdboden eine Strahlung im Infrarot-Bereich aus (deren Maximum liegt bei ca. 10.000 nm). Diese langwellige Strahlung wird im Gegensatz zur kurzwelligen Sonnenstrahlung in der Atmosphäre stark gestreut, was bedeutet, daß ein großer Teil dieser Energie im System Erde verbleibt. Für die Streuung verantwortlich sind die Treibhausgase, allen voran Wasserdampf und CO₂ (siehe Tabelle 1).


Beiträge der Treibhausgase zum Temperaturunterschied beim natürlichen Treibhauseffekt:

Gas	H2O (gasförmig)	CO2	O3	N2O	CH4	Sonstige	Summe
Temperaturanteil [°C]	20,6	7,2	2,4	1,4	0,8	0,6	33,0

(Tabelle 1)


War bis hierhin der Treibhauseffekt eine Voraussetzung zur vielfältigen Entstehung von Leben auf der Erde, so kommt nun der Einfluß des Menschen ins Spiel. Wegen der seit der Industrialisierung stark angestiegenen Produktion von Treibhausgasen durch den Menschen wird dieser Mechanismus immer weiter verstärkt (= anthropogener Treibhauseffekt, siehe Tabelle 2). So ist von 1765 bis heute die CO₂-Konzentration von 280 ppm auf über 360 ppm angestiegen, das entspricht einer Erhöhung um 29%.


Beiträge der Treibhausgase zum anthropogenen Treibhauseffekt:

Gas	CO2	CH4	FCKW	O3	N2O	Sonstige
Anteil am Treibhauseffekt [%]	50	19	17	8	4	2

(Tabelle 2)


Durch die Erwärmung der Erdatmosphäre verdampft auch mehr Wasser aus den Ozeanen. Aufgrund der höheren Temperatur kann die Luft auch mehr Feuchtigkeit speichern. Da auch gasförmiges Wasser ein Treibhausgas darstellt (siehe Tabelle 1), wird dadurch der Treibhauseffekt noch verstärkt. Dies führt wiederum zu einer stärkeren Erwärmung, d.h. es entsteht ein Kreislaufprozeß.


Entstehung der anthropogenen Treibhausgase:

Anthropogene Treibhausgase entstehen bei jedem herkömmlichen Verbrennungsprozeß, sei es in der Industrie, im Straßenverkehr oder beim Heizen von Wohnungen. Manche der Gase lassen sich durch Filtertechniken reduzieren, das Haupttreibhausgas CO₂ jedoch ist nicht filterbar.
Die bisherige Rodung von Wäldern in Kanada und Sibirien und der Regenwälder in Südamerika und Südostasien erhöht die Menge der anthropogenen Treibhausgase um weitere 25%, da diese Wälder die Gase nun nicht mehr aufnehmen können.


Auswirkungen des Treibhauseffekts auf die Erde:

• Die Erdatmosphäre hat sich im 20. Jahrhundert um ca. 0,5 °C erwärmt.
• Voraussagen für die zu erwartende Erwärmung im 21. Jahrhundert hängen u.a. von der angenommenen Zunahme der Treibhausgasemissionen ab. In der Zusammenfassung aller Modellrechnungen geht man von einer globalen Erwärmung von 1,4 - 5,8 °C bis zum Jahr 2100 aus. Für den Meeresspiegel erwartet man einen Anstieg um bis zu 88 cm.
• Die globale Erwärmung führt zum Abschmelzen der Polkappen. Dadurch steigt der Meeresspiegel, was zur Überflutung vieler küstennaher, niedrigliegender Landflächen führt, wie z.B. in Florida, Bangladesh und den Niederlanden.
• Die mögliche Unterbrechung des Golfstromes würde zu deutlich sinkenden Jahres-Durchschnittstemperaturen in ganz Europa führen, ebenso wie zu steigenden Temperaturen in der äquatorialen Zone.
• Es kommt zur Verschiebung ganzer Vegetationszonen zum Norden hin, zur Ausdehnung der Wüsten, zu noch größerer Dürre in Afrika und dadurch zu dramatischen Völkerwanderungen in die im Norden gelegenen Staaten.
• Die starke Zunahme von extremen Wetterphänomenen wird zu Schäden in Milliardenhöhe und zu Tausenden von Todesopfern führen.

Ausblick:

Typisch für diese planetaren Vorgänge sind die langen Wirkzeiten. So würde die durch den Treibhauseffekt erzeugte Erwärmung der Erdatmosphäre noch für 50 Jahre weiter zunehmen, selbst wenn ab heute die gesamte Menschheit aufhören würde, Treibhausgase zu produzieren.
Da das aber nicht passieren wird, ist es besonders wichtig, daß es zumindest in den westlichen Industrienationen keinen weiteren Anstieg der Produktion mehr geben wird. In dieser Hinsicht problematisch ist die VR China mit ihren 1,3 Milliarden Menschen, die sich erst in der Entwicklungsphase hin zum Energiegroßverbraucher befindet. Dazu kommt die (im Prinzip natürlich wünschenswerte) industrielle Entwicklung der sogenannten 3. Welt, die zu erheblich verstärkten Emissionen führen wird.