CO2 - Eine Herausforderung für die Menschheit PDF
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CO Eine Herausforderung 2 - ffir die Menschheit Springer Berlin Heidelberg New York Barcelona Budapest Hongkong London Mailand Paris Santa Clara Singapur Tokio Peter Gehr . Catherine Kost Gunter Stephan (Hrsg.) CO Eine Herausforderung 2 - fiir die Menschheit Mit 63 Abbildungen und 21 Tabellen Springer Professor Dr. phil. Peter Gehr Universitat Bern Anatomisches Institut, Abt. ffir Histologie BiihlstraBe 26, Postfach, CH-3000 Bern 9, Schweiz Dr. phil. nat. Catherine Kost Universitat Bern Geobotanisches Institut Altenbergrain 21, CH-3013 Bern, Schweiz Professor Dr. rer. pol. Gunter Stephan Universitat Bern Volkswirtschaftliches Institut Abteilung Angewandte Mikrookonomie GesellschaftsstraBc~ 49, CH-3012 Bern, Schweiz ISBN-13: 978-3-540-61660-3 e-ISBN-13: 978-3-642-60545-1 DOl: 10.1007/978-3-642-60545-1 Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme C02 -eine Herausforderung fUr die Menschheit : mit 21 Tabellen / Peter Gehr ... (Hrsg.). -Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budap.~st; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Sin~a,pur; Tokio: Springer 1997 ISBN-13: 978-3-540-61660-3 NE: Gehr, Peter [Hrsg.) Dieses Werk ist urhebenechtlieh geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdruckes, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendungen, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speieherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehaiten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfail nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland yom 9. September 1965 in der jeweils giiltigen Fassung zulassig. Sie ist grundsiitzlich vergiitungspfliehtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetl:es. © Springer-Verlag Berlill Heidelberg 1997 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeiehnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeiehnung nieht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzekhen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann b.~nutzt werden diirften. SPIN 10548717 42{2:t02-5 43210 -Gedruckt auf saurefreiem Papier Vorwort Ein simples chemisches MolekUl - CO2 - hat sich zu einer Verbindung von hOchster politi scher und wirtschaftlicher Brisanz entwickelt. Der in den letzten Jahrzehnten weltweit rapide Anstieg des Energiekonsums und die damit verbundene Zunahme der Verbrennung fossiler Brennstoffe, fuhrte in einer kurzen Zeitspanne zu einer in der Erdgeschichte noch nie dage wesenen Kohlendioxid (C0 )-Konzentration in der Atmosphare. Die Folgen 2 des "menschlichen CO -Experiments'' sind ausserst komplex, schwierig abzu 2 schatzen und stellen auch die Wisssenschaft vor neue Aufgaben. Ergab sich ftiiher mit der Antwort auf eine Frage, aus der Sache heraus, gleichzeitig eine neue Fragestellung, werden heute von aussen Fragen und Probleme an die For schung herangetragen. CO2, einst ein rein naturwissenschaftliches Phanomen, ist ein Beispiel dieser veranderten Situation. 1m Zusammenhang mit dem Begriff "Treibhauseffekt" ist es ins Zentrum der offentlichen Diskussion geriickt. Ge fragt sind Angaben fiber Auswirkungen des kontinuierlichen Anstiegs sowie konkrete Strategien und Handlungsanweisungen zur Reduktion der CO -Emis 2 sionen. Die grosse Herausforderung besteht darin, ein so komplexes System in seinen Wirkungsmechanismen zu verstehen. Es geniigt nicht mehr, das einzelne Pha nomen isoliert zu betrachten. Vielmehr muss das Erfassen der Komplexitat des Zusammenwirkens verschiedener Faktoren, Ziel der Untersuchung sein. Dies verlangt ein interdisziplinares Vorgehen, denn das Zusammenfiigen der Elemente, die zum Verstandnis komplexer Vorgange benotigt werden, kann nicht mehr durch einzelne spezialisierte Personen bewerkstelligt werden. Ebenso sind Kooperation und Kommunikation mit Wirtschaft und Staat unerlasslich, denn Interessensausgleich und Transparenz sind notwendige Voraussetzungen fur eine erfolgreiche Zusammenarbeit. Unter dem Titel "C0 eine Herausforderung fur die Menscheit", organisierte 2 das Forum fur Allgemeine Okologie der Universitat Bern im April 1995 ein zweitagiges internationales Symposium in Interlaken. Fiihrende PersOnlichkei ten aus Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und offentlicher Verwaltung wurden miteinander ins Gesprach gebracht mit dem Ziel, Strategien und Handlungs moglichkeiten zur LOsung des komplexen globalen Problems zu erortern. Insbe sondere folgende Fragen zur CO -Problematik wurden aus verschiedenen 2 Blickwinkeln beleuchtet und diskutiert: Wie wirkt sich die erhOhte CO -Konzentration auf das globale und lokale 2 Klima aus? Welche Folgen ergeben sich daraus fur die Vegetation und die Bio sphare? Wie genau lassen sich mittels Computermodellen kiinftige Verande rungen vorhersagen? Welche Rolle kommt dem Staat, der Wirtschaft und der Gesellschaft bei der Reduktion des CO -Ausstosses zu? Kann ein nationaler 2 Alleingang aus wirtschaftlicher Sicht sinnvoll sein? Welches sind Moglichkeiten und Grenzen biologischer und technischer Mittel zur Senkung der CO -Emis 2 sionen? Uisst sich die von der Industrie geforderte weltweite Implementierung moderner okologievertraglicher Technologien realisieren? VI Dieser erweiterte Symposiumsband ist ein Beitrag dazu, die vielschichtige und herausfordemde Auseinandersetzung mit "dem CO -Problem'' einer breiten 2 Ofrentlichkeit zuganglich zu machen. Unser herzlicher Dank gilt allen beteiligten Autoren sowie allen weiteren Mit arbeiterinnen und Mitarbeitem, die zum Gelingen dieses Buches beigetragen haben. Mai 1996, P. Gehr, C. Kost, G. Stephan Inhaltsverzeichnis Vorwort......................................................................................................... v Inhaltsverzeichnis ......................................................................................... VII Globale Klimaanderungen aufgrund des anthropogenen ...... ..... .... ........ ... ..... 1 Treibhauseffektes und konkurrierender Einfliisse Ch.-D. Scho11Wiese Klimaschwankungen und KoWenstofikreislauf.............................................. 15 Th. Stocker Modellierung des KoWenstofikreislaufs im Industriezeitalter......................... 30 M Heimann Aufstellung zukiinftiger Klimaszenarien fUr den Alpenraum .. ....... ...... .......... 47 H Wanner, M Beniston Lasst sich das C~-Problem biologisch managen? ......................................... 61 Ch. Komer, J. Paulsen Die Landwirtschaft im Vorfeld von Klimaanderung und... .... .............. ....... .... 72 CO -Anstieg 2 J. Fuhrer, St. Flackiger Simulierte Auswirkungen von postulierten Klimaveriinderungen.... ..... ..... ..... 94 auf die Waldvegetation im Alpenraum F. Kienast, B. Brzeziecki, 0. Wildi Perspektiven einer nachhaltigen und umweltgerechten Wirtschaft................. 112 H Ch. Binswanger Einsicht in okologische Zusammenhange und Umweltverhalten........ ..... ....... 120 A. Diekmann, A. Franzen Klimapolitische Massnahmen der Schweiz.................................................... 139 M Nauser, G. Verdan Klimapolitik in der Schweiz: Nationaler Alleingang oder Warten ................. 148 auf internationale Kooperation? G. Stephan Die C~-Steuer im politischen Umfeld .......................................................... 159 K. Schale Steuern zur C~-Minderung in der Europaischen Union ............................... 169 H Welsch VIII Okonomisch-energietechnische Aspekte aus industrieller Sicht ..................... 179 E. Somm No Regrets Strategien in der Klimadiplomatie. ... ........ ........ ... .... .... ........... ..... 190 E. U. von Weizsacker Literatur (Zusammenstellung) ......... ............. ......... ........... ........... .......... ........ 195 Autorenverzeichnis. ........ ........ ... ........ ... ........ ... ........ ..... ..... .......... ........... ....... 206 Globale Klimainderungen aufgrund des anthropogenen Treibhauseffektes und konkurrierender Einfliisse Christian-Dietrich SchOnwiese Institut fur Meteorologie und Geophysik, D-60054 Frankfurt am Main 1. Einfiihrung Seit die Erde existiert, und das sind nunmehr 4,6 Milliarden Jahre, gibt es glo bale Klimaanderungen der vielfaItigsten Art, und das wird auch in Zukunft so bleiben. In die offentliche Diskussion geraten ist das Klima aber weniger wegen der immer genauer gelungenen Rekonstruktion der historischen und prahistori schen Klimavariationen mit allen ihren regionalen und jahreszeitlichen Beson derheiten, sondern wegen der menschlichen Einflu6nahme und der daraus ins besondere fur die Zukunft resultierenden Gefahren. Die von der Komplexizitat der Klimaprozesse Uberforderten Medien haben etwa seit der Entdeckung des "Ozonlochs" (1985, hier nicht behandelt) in notwendigerweise stark verein fachender, aber leider nicht selten auch fiberzogener und teilweise verfaIschen der Art von der "Klimakatastrophe" berichtet. Gewisse Interessengruppen, denen Klimaschutzma6nahmen nicht ins Konzept passen, schlagen seit einigen Jahren mit dem anderen Extrem des "Klimaschwindels" zurUck. Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll und notwendig, sich die Grundtatsachen, aber auch die Unsicherheiten des "Treibhauseffektes" bewu6t zu machen und sie - das ist mindestens genauso wichtig -in den Kontext der dazu in Konkurrenz stehenden Klimasteuerungsmechanismen zu stellen (Details siehe u. a. IPCC-Berichte 1990, 1992, 1994, 1996; SchOnwiese und Diekmann, 1987; SchOnwiese 1992, 1995a). Dabei ist es aufschlu6reich, sich in einer Retrospektive zuniichst vor Augen zu fiihren, daB die "Treibhaus" -Diskussion wissenschaftlich alles andere als neu ist. Bereits 1827 haben J. Fourier und 1861 J. Tyndall den natfirlichen "Treibhaus effekt" physikalisch korrekt erkli:trt: Bestimmte atmospMrische Spurengase wie Wasserdampf (H20), Kohlendioxid (C02) u. a., vgl. Tab. 1, besitzen Ab sorptionsbanden im Bereich der terrestrischen Wiirmeausstrahlung, was zu einer partiellen Rfickstrahlung dieser Wiirme ohne Kompensation durch ent sprechende Schwiichung der solaren Einstrahlung fiihrt. Die in vielen Physik bzw. Klimalehrbfichern (Roedel, 1992; SchOnwiese, 1994) nachzulesende Folge ist eine von dieser positiven Strahlungsbilanz bewirkte Erwiirmung der unteren 2 AtmospMre (TroposplUire) und Abktihlung der StratosplUire (ca. 10 - 50 km HOhe). Das S~tem Erde-AtmosplUire reagiert also mit einem neuen Strahlungsgleichgewicht bei vetiindertem vertikalem Temperaturprofil. Konven tionell (IPCC, 1994) wird der bodennahe atmosplUirische "Treibhauseffekt" mit einer ErMhung der dortigen globalen Mitteltemperatur urn + 33 K angegeben (d. h. + 15°C, wie gemessen, statt - 18°C), alternativ (Roedel, 1992) mit rund 15 -20 K. Tab. 1: Obersich~ der wichttgsten Charakteris~ der Treib~ylUsgase (IPCC. 1994, 1996, ergiiJlZt); Gt = 10 ,Mt = 10 Tonnen, ppm = 10 , ppb = 10 Volumenanteile. Spurengas. Anthropogene Konzentration "Treibhauseffekt" Symbol 'Emission. 1994 1994Ivorind.2) natorlich anthropogen4) Kohlendioxid. CO2 29 Gt a-1 358/280 ppm 22% 61% Methan. CH4 400 Mt a-1 1.7210.7 ppm 2.5% 15% FCKW1)-11 0.3/0 ppb - FCKW -12 0,4 Mt a-1 0.5/0 ppb 11% Distickstoffoxid. N20 -15 Mt a-1 0.3110.28 ppm 4% 4% Ozon. (untere Atm.). 03 -0.5 Gt a-1 -30 ppb3) 7% Wasserdampf. H2O ? -2.6 %3) 62% 9% Weitere 2.5% 1) Fluorchlorkohlenwasserstoffe (eng!. CFC = chlorofluorocarbons) 2) ca. 1800 3) Stark variabel. angegeben ist die mittlere bodennahe Konzentration 4) 100 Jahre ZeithcJrizont
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