Geringere CO2-Emissionen noch nicht in der Atmosphäre erkennbar

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Foto: Markus Rettinger, KIT

Aktuelle Daten aus den Energie-, Industrie- und Mobilitätssektoren prognostizieren für das Jahr 2020 – mit Blick auf die Einschränkungen des öffentlichen Lebens in der Corona-Krise – eine Reduktion der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen um bis zu acht Prozent. Laut des Weltklimarats IPCC wären Jahr für Jahr kumulative Einsparungen in etwa dieser Größenordnung erforderlich, um die Ziele des Pariser Abkommens bis 2030 zu erreichen.

Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben bei aktuellen Messungen festgestellt, dass sich die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre durch die geschätzten Emissionsreduzierungen bisher nicht nachweisbar verändert hat. Die Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Remote Sensing veröffentlicht.

Die Corona-Krise hat sowohl das Arbeits- als auch das Privatleben verändert: Vermehrtes Arbeiten im Homeoffice, Videokonferenzen statt Dienstreisen und der Urlaub im Heimatland gehören mittlerweile zum Alltag. Durch das geringere Verkehrsaufkommen reduzieren sich auch die CO2-Emissionen – prognostiziert werden Einsparungen von bis zu acht Prozent im Jahr 2020. „Trotz der geringeren Emissionen zeigt unsere Studie, dass sich die CO2-Konzentration in der Atmosphäre aber noch nicht messbar verringert hat“, sagt Ralf Sussmann vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), dem Campus Alpin des KIT in Garmisch-Partenkirchen. „Um den CO2-Gehalt in der Atmosphäre auf Dauer zu reduzieren, müssten Maßnahmen wie die Einschränkungen während der Corona-Pandemie über Jahrzehnte fortgesetzt werden; aber selbst dies würde bei weitem nicht ausreichen.“

Was notwendig wäre

Um das zu zeigen, haben die Forschenden zusätzlich ein langfristiges Szenario untersucht, das sich mit atmosphärischen Messungen gut nachweisen lässt: Das Ziel des Pariser Klimaabkommens, die Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, lässt sich nur erreichen, indem die CO2-Emissionen sofort deutlich verringert werden und bis 2055 Null betragen. „Dazu reichen Maßnahmen wie die Beschränkungen in der Corona-Krise allerdings bei weitem nicht aus, denn diese haben ja nur einmal eine Einsparung von acht Prozent erzielt. Um in den kommenden Jahrzehnten Null-Emissionen zu erreichen, sind vielmehr Jahr für Jahr kumulative Reduzierungen in der gleichen Größenordnung notwendig – also 16 Prozent in 2021, 24 Prozent in 2022 und so weiter. Dafür sind politische Maßnahmen unumgänglich, die grundlegende technologische Veränderungen im Energie- und Verkehrssektor umgehend einleiten“, folgert Sussmann.

Auf der Zugspitze beobachten Wissenschaftler des KIT unter anderem die CO2-Konzentration in der Atmosphäre (Foto: Markus Rettinger, KIT)

Für die Studie nutzte das Team Daten aus einem weltweiten Netzwerk zur Beobachtung der CO2-Konzentration, dem Total Carbon Column Observing Network (TCCON). Hier wurde die Konzentration in den verschiedenen Schichten der Atmosphäre über Garmisch-Partenkirchen und weiteren Standorten rund um den Globus gemessen. „Dazu waren High-Tech-Infrarotspektrometer im Einsatz, welche die Sonne als Lichtquelle nutzen. Diese Messmethode ist extrem genau, die Unsicherheiten liegen unter wenigen Promille“, erläutert Sussmann.

Lange Lebensdauer von CO2 verhindert Früherkennung

Dass derzeit noch keine Veränderungen in der Atmosphäre zu erkennen sind, erklären die Forschenden mit der sehr langen Lebensdauer von CO2 und der enormen Hintergrundkonzentration, die sich seit der Industrialisierung aufgebaut hat. „Aber auch natürliche Einflüsse erschweren eine Früherkennung: Während vom Menschen verursachte Emissionen die klare Hauptursache für die langfristige Zunahme an atmosphärischem CO2 darstellen, gibt es überlagerte Jahr-zu-Jahr-Schwankungen der Wachstumsrate, die durch natürliche Klimavariabilität der Ozeansenken und Landvegetation dominiert werden“, sagt Sussmann. Dies erschwere den Nachweis erfolgreicher Emissionsminderungen durch Atmosphärenmessungen.

Für die aktuelle Studie hat das Forschungsteam die TCCON-Messergebnisse den Prognosen der atmosphärischen Wachstumsrate für 2020 – mit und ohne Corona-Einschränkungen – gegenübergestellt. „Unsere Genauigkeitsanalysen der Atmosphärenmessungen haben gezeigt, dass wir innerhalb von etwas mehr als einem halben Jahr die Auswirkungen der Covid-19-Maßnahmen auf die Atmosphäre messen könnten, wenn der Referenzzustand ohne Covid-19 genau vorhergesagt werden könnte“, schließt der Klimaforscher. „Auf jeden Fall aber könnten wir in voraussichtlich zweieinhalb Jahren herausfinden, ob es durch globale politische und gesellschaftliche Maßnahmen gelingt, ausreichende Alternativen für fossile Brennstoffe zu finden und so die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen.“

Originalpublikation: Sussmann, R., and Rettinger, M.: Can We Measure a COVID-19-Related Slowdown in Atmospheric CO2 Growth? Sensitivity of Total Carbon Column Observations, Remote Sens., 12, 2387,  2020. doi:10.3390/rs12152387

Veröffentlichung in Remote Sensing

Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

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