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Die Atmosphäre besteht zum grössten Teil aus nicht klimawirksamen Gasen. Das sind:
Stickstoff (N2): 78.1%
Sauerstoff (O2): 20.9%
Argon (Ar): 0.9%
Klimawirksam sind die Gase:
Wasserdampf (H2O): gemittelt 1%
Kohlendioxid (CO2): 400 ppm = 0.04%
Methan (CH4): 1800 ppb = 0.00018%
Distickstoffmonoxid (N2O): 330 ppb = 0.000033%
Ozon (O3) 30 ppb = 0.000003%
Die Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich in den letzten hundert Millionen Jahren der Erdgeschichte nicht signifikant verändert. Die verblüffende Konstanz der Konzentrationen sind Ausdruck selbstregulierender Kreisläufe, wobei biogene Prozesse die dominante Rolle spielen.
Die Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich in den letzten hundert Millionen Jahren der Erdgeschichte nicht signifikant verändert. Die verblüffende Konstanz der Konzentrationen sind Ausdruck selbstregulierender Kreisläufe, wobei biogene Prozesse die dominante Rolle spielen.
Bei den klimawirksamen Gasen dominiert der Wasserdampf. Die Konzentration von Wasserdampf ist temperatur- und druckabhängig und zeitlich wie lokal hochvariabel. Die Variabilität der Wasserdampfkonzentration ist wetterbestimmend. Sie unterliegt natürlichen Einflüssen und lässt sich durch anthropogene Aktivitäten nicht direkt beeinflussen. Wasserdampf dominiert nicht nur das Wettergeschehen, sondern auch das Klima.
Andere Darstellung:
Schwierig in Modelle zu fassen ist die Klimawirkung der Wolken, in welcher nicht die Wasserdampfkonzentration, sondern die Reflektivität des Wolkentyps massgebend ist. In diesem Zusammenhang ist auch die Rolle der Aerosole bei der Wolkenbildung zu erwähnen. Deren Wirkung ist qualitativ verstanden, aber quantitativ kaum erfasst.
Die Zunahme der CO2-Konzentration ist korrelierbar mit dem Verbrauch von Kohle, Erdöl und Erdgas. Der Konzentrationsanstieg ist beispiellos, zumindest bestehen aus der früheren Erdgeschichte keine Messreihen, welche einen ähnlich schnellen Anstieg dokumentieren. Desgleichen sind weitgehend menschliche Aktivitäten für die Zunahme der gemittelten Konzentration von Methan, Distickstoffmonoxid (Lachgas-) und Ozon verantwortlich.
Die Graphik zeigt gestapelt die Zusammensetzung der Atmosphäre in vorindustrieller Zeit, heute und im Jahr 2100. Die Verdoppelung der CO2-Konzentration bis im Jahr 2100 entspricht in etwa dem Klimaszenario RCP 6.0.
Zudem zeigt die Graphik die Veränderung des Anteils klimawirksamer Gase bei geringer, mittlerer und hoher Luftfeuchtigkeit.
Die Art der Darstellung wurde gewählt, um die hohe Variabilität und die Dominanz des Wasserdampfs auf das Klima zu veranschaulichen und im Verhältnis mit dem Anstieg der CO2-Konzentration zu zeigen.
Zur weiteren Verdeutlichung der hohen Variabilität klimawirksamer Gase sind diese unter jedem Abbild der Gesamtatmosphäre noch einmal separat aufgeführt.