{"id":11496,"date":"2025-04-13T21:03:35","date_gmt":"2025-04-13T20:03:35","guid":{"rendered":"https:\/\/klima-fakten.net\/?p=11496"},"modified":"2025-04-15T18:27:15","modified_gmt":"2025-04-15T17:27:15","slug":"anteile-der-anthropogenen-und-der-natuerlichen-emissionen-am-anstieg-der-co2-konzentration","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/klima-fakten.net\/?p=11496","title":{"rendered":"Anteile der anthropogenen und der nat\u00fcrlichen Emissionen am Anstieg der CO2-Konzentration"},"content":{"rendered":"
\"image_print\"<\/a><\/div>\n\n\n

Aus der Publikation Improvements and Extension of the Linear Carbon Sink Model<\/a> geht hervor, dass die globale nat\u00fcrliche effektive Senkenwirkung sowohl von der CO2-Konzentration als auch von der globalen (Meeresoberfl\u00e4chen-)Temperaturanomalie abh\u00e4ngen. Dazu hier eine kurze Herleitung der Zusammenh\u00e4nge. Im Gegensatz zur zitierten Publikation wird hier mit monatlichen anthropogenen Emissionsdaten \"E_i\" und monatlichen Konzentrationsdaten \"C_i\" Daten mit fortlaufenden Monaten \"i\" gerechnet. <\/p>\n\n\n\n

Die Massenerhaltung bzw. die Kontinuit\u00e4tsgleichung bedeutet, dass sich das monatliche Konzentrationswachstum
\"G_i=C_i-C_{i-1}\"
zwingend aus der Summe der anthropogenen Emissionen \"E_i\" und der nat\u00fcrlichen Emissionen \"N_i\", vermindert um die monatlichen Absorptionen \"A_i\" ergibt:
<\/a>

(1) <\/span>   <\/span>\"\begin{equation*}G_i = E_i + N_i - A_i\end{equation*}\"<\/p>
Die effektive Senkenwirkung \"S_i\" ist die Differenz zwischen anthropogenen Emissionen und dem Konzentrationswachstum:
<\/a>

(2) <\/span>   <\/span>\"\begin{equation*}S_i = E_i - G_i\end{equation*}\"<\/p><\/p>\n\n\n\n

\"\"
Emissionen, Konzentrationswachstum und effektive Senkenwirkung (Senkenwirkung ist nach unten aufgetragen).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Aus Gleichung 1<\/a> folgt unmittelbar, dass die effektive, also direkt messbare Senkenwirkung nicht nur Absorptionen durch die Ozeane und Pflanzen, sondern implizit auch s\u00e4mtliche nat\u00fcrliche Emissionen enth\u00e4lt:
\"S_i = A_i - N_i\"
Daher ist die Senkenwirkung nicht identisch mit der Summe s\u00e4mtlicher Absorptionen, sondern nur den Anteil der Absorptionen, die nicht durch nat\u00fcrliche Emissionen kompensiert wurden. <\/p>\n\n\n\n

Aus der Arbeit „Improvements and Extension of the Linear Carbon Sink Model<\/a>“ ergibt sich, dass die globale effektive Senkenwirkung \"\hat{S}_i\" durch ein erweitertes Modell aus CO\"_2\" Konzentration \"C_i\" und globaler Meeresoberfl\u00e4chentemperatur <\/a>\"T_i\" gut beschrieben wird:
<\/a>

(3) <\/span>   <\/span>\"\begin{equation*} \hat{S}_i = a\cdot C_{i-1} +b\cdot T_{i-1} + c\end{equation*}\"<\/p>
Zum Vergleich wird das in der Arbeit „Emissions and CO2<\/sub> Concentration\u2014An Evidence Based Approach<\/a>“ beschriebene einfache Senkenmodell verwendet, das nur von der CO\"_2\" Konzentration abh\u00e4ngt:
<\/a>

(4) <\/span>   <\/span>\"\begin{equation*} \hat{S}_i = a'\cdot C_{i-1} + c'\end{equation*}\"<\/p><\/p>\n\n\n\n

\"\"
Abb. 2 Modellierung der Senkenwirkung mit einfachem Senkenmodell (orange) und erweitertem Senkenmodell (gr\u00fcn)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Abbildung 2 zeigt, dass das einfache Modell den Trend sehr gut wiedergibt, dass aber die Schwankungen erst durch das erweiterte Modell, also durch Einbeziehen der Meeresoberfl\u00e4chentemperatur beschrieben werden k\u00f6nnen. Die Parameter f\u00fcr die beste Anpassung des erweiterten Modells sind \"a=0,052\", \"b=-4\" ppm\/\u00b0C, \"c=-16\" ppm. <\/p>\n\n\n\n

Mit den Gleichungen 2<\/a> und 3<\/a> bzw. 4<\/a> l\u00e4sst sich auch der Konzentrationsanstieg modellieren:
<\/a>

(5) <\/span>   <\/span>\"\begin{equation*}\hat{G}_i = E_i - a\cdot C_{i-1} - b\cdot T_{i-1} - c\end{equation*}\"<\/p>
Dies wird in Abb. 3 gezeigt. Zum Vergleich auch hier wieder die Rekonstruktion mit dem einfachen Senkenmodell. <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Abb. 3: Gemessener Konzentrationsanstieg (blau), mit einfachem Senkenmodell rekonstruierter (orange), mit erweitertem Senkenmodell (gr\u00fcn) rekonstruierter Konzentrationsanstieg. <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Rekonstruktion der Konzentration, Unterscheidung des Einflusses von Emissionen und Temperatur<\/h4>\n\n\n\n

Aus dem Konzentrationswachstum \"G_i\" l\u00e4sst sich mit Hilfe der initialen CO\"_2\" Konzentration \"C_{-1}\", hier also der Konzentration im Dezember 1958, der Verlauf der CO\"_2\" Konzentration rekonstruieren.
Nach Gleichung 5<\/a> wird das Konzentrationswachstum von den \u00e4u\u00dferen Zustandsgr\u00f6\u00dfen der anthropogenen Emissionen und der Temperatur gesteuert. Zusammen mit dem ermittelten Parameter \"b\" ergibt der Term \"b\cdot T_i\" die Ver\u00e4nderung der nat\u00fcrlichen Emissionen aufgrund der Temperaturanomalie \"T_i\".
Daher ist es zun\u00e4chst interessant, die Gr\u00f6\u00dfenordnungen beider Emissionsquellen miteinander zu vergleichen. Als Ma\u00dfeinheit der Emissionen wird GtC verwendet, die sich durch Multiplikation der sonst in ppm gemessenen Gr\u00f6\u00dfen mit 2,123 ergibt. <\/p>\n\n\n\n

Abb. 4 zeigt die anthropogenen Emissionen seit 1959 und die nat\u00fcrlichen Emissionen aufgrund der Temperaturskala der Anomalie der Meeresoberfl\u00e4chentemperaturen. Es f\u00e4llt auf, dass vor 1975 die Temperaturen und damit die nat\u00fcrlichen Emissionen \u00fcberwiegend negativ sind. Das h\u00e4ngt mit der willk\u00fcrlichen Wahl des Nullpunkts der Anomalie-Temperaturskala zusammen.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Abb. 4: Anthropogene Emissionen und durch die Temperatur bewirkte nat\u00fcrliche Emissionen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Weiter f\u00e4llt auf, dass die anthropogenen Emissionen im Schnitt etwa 4 GtC gr\u00f6\u00dfer sind als die nat\u00fcrlichen. Insgesamt sind die nat\u00fcrlichen Emissionen zahlenm\u00e4\u00dfig noch sehr viel gr\u00f6\u00dfer, da der konstante Term \"c\" von etwa 34 GtC (16\\cdot 2,123) auch nat\u00fcrliche Emissionen darstellt. Diese konstanten nat\u00fcrlichen Emissionen definieren laut Gleichung 14 in Improvements and Extension of the Linear Carbon Sink Model<\/a> die Gleichgewichtskonzentration bei der Temperaturanomalie 0\u00b0, mit den aktuellen Zahlen ist diese Gleichgewichtskonzentration 307 ppm. Das ist nicht der vorindustrielle Zustand, dieser hat die Temperaturanomalie -0,48\u00b0.

In Abb. 5 sind 3 ausgew\u00e4hlte Modellszenarien dargestellt. Au\u00dfer den tats\u00e4chlich gemessenen Konzentrationswerten zun\u00e4chst die Rekonstruktion mit dem tats\u00e4chlichen Temperatur- und Emissionsverlauf (orange). Diese bleibt erwartungsgem\u00e4\u00df sehr nahe an den Messdaten.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Abb. 5.: Gemessene Konzentration (blau), Auswirkung von 3 Szenarien auf die Konzentration. Siehe Text.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Zus\u00e4tzlich werden 2 weitere Szenarien dargestellt:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Die anthropogenen Emissionen bleiben auf dem Stand von 1959 und nur die Temperatur entwickelt sich so weiter wie wir es kennen (gr\u00fcne Farbe). Die CO\"_2\" Konzentration w\u00e4chst bis etwa 370 ppm an. <\/li>\n\n\n\n
  • Die Temperatur bleibt auf dem Stand von 1959, die anthropogenen Emissionen wachsen aber wie gewohnt. Die Konzentration steigt zun\u00e4chst steiler and als wenn die Temperatur sich auch ver\u00e4ndern w\u00fcrde. Das kommt daher, dass die Temperaturanomalie bis Mitte der 70er Jahre unter 0 bleibt. Erst nach 1983 bleibt die resultierende Konzentration unter dem Referenzwert. Insgesamt haben die anthropogenen Emissionen einen gr\u00f6\u00dferen Anteil am Konzentrationswachstum als die nat\u00fcrlichen, aber 2023 z.B. kommen der nat\u00fcrliche dem anthropogenen Emissionsanteil sehr nahe.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Es f\u00e4llt auch auf, dass die Auswirkungen beider Emissionsquellen in Form von resultierender Konzentration sich nicht einfach addieren lassen. Die Konzentration aus der Summe ist geringer als die Summe der Konzentrationen beiden Emissionsanteile. Das hat damit zu tun, dass mit wachsender Konzentration die Absorptionen zunehmen. Beide Emissionsquellen haben zusammen einen kleineren Effekt auf die Konzentration als man vom jeweiligen Einzeleffekt intuitiv erwarten w\u00fcrde.<\/p>\n\n\n\n

    Fazit<\/h4>\n\n\n\n

    Das erweiterte Senkenmodell erlaubt es, die Auswirkungen von anthropogenen Emissionen und Temperaturerh\u00f6hungen auf die CO\"_2\" Konzentration separat zu betrachten. Das Ergebnis widerspricht denjenigen, die der Auffassung sind, dass die anthropogenen Emissionen vollst\u00e4ndig die Konzentrations\u00e4nderungen seit dem Beginn der Industrialisierung erkl\u00e4ren. Aber es widerspricht auch denjenigen, die behaupten, aufgrund des gro\u00dfen Umsatzes des nat\u00fcrlichen Kohlenstoffkreislaufs spielten die anthropogenen Emissionen gar keine Rolle. Die Wahrheit ist, dass beide Faktoren einen gr\u00f6\u00dfenordnungsm\u00e4\u00dfig \u00e4hnlichen Einfluss haben, die anthropogenen Emissionen allerdings etwas \u00fcberwiegen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Aus der Publikation Improvements and Extension of the Linear Carbon Sink Model geht hervor, dass die globale nat\u00fcrliche effektive Senkenwirkung sowohl von der CO2-Konzentration als … <\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"_uf_show_specific_survey":0,"_uf_disable_surveys":false,"twitterCardType":"","cardImageID":0,"cardImage":"","cardTitle":"","cardDesc":"","cardImageAlt":"","cardPlayer":"","cardPlayerWidth":0,"cardPlayerHeight":0,"cardPlayerStream":"","cardPlayerCodec":"","footnotes":""},"categories":[26,56],"tags":[],"class_list":["post-11496","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-aktuelles","category-emissionen-und-co2-konzentration"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11496","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=11496"}],"version-history":[{"count":62,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11496\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":11572,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/11496\/revisions\/11572"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=11496"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=11496"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/klima-fakten.net\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=11496"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}