Von ELENA BERNARD
Durch die Verbrennung fossiler Energieträger setzt die Menschheit innerhalb kurzer Zeit große Mengen an Treibhausgasen frei, darunter insbesondere Kohlendioxid, das sehr lange in der Atmosphäre verbleibt. Schon im Jahr 1896 stellte der schwedische Chemiker Svante Arrhenius die Theorie auf, dass der menschliche CO2-Ausstoß den Treibhauseffekt verstärkte und die Erde aufheize. Nachweisen konnte er die Erwärmung zu seiner Zeit allerdings noch nicht. Denn obwohl die Menschen bereits seit den 1860er-Jahren systematisch Klimadaten sammelten, beschränkten sie sich damals noch auf bodennahe Messungen. Hier unterliegen die Temperaturen großen natürlichen Schwankungen, die kleine Veränderungen überdecken.
Heute hingegen können wir mit Sicherheit sagen, dass vom Menschen verursachte Emissionen die aktuelle globale Erwärmung antreiben. Langjährige Messungen zeigen, dass der CO2-Gehalt unserer Atmosphäre seit Beginn der Industrialisierung deutlich zugenommen hat. Während er bis zum Beginn des Industriezeitalters jahrtausendelang bei etwa 280 parts per million (ppm) lag, beträgt er inzwischen mehr als 420 ppm. Zugleich stieg die globale Durchschnittstemperatur um etwa 1,5 Grad Celsius an. Diese Korrelation allein ist allerdings noch nicht Beweis genug. Schließlich könnte es auch sein, dass die Temperatur durch andere Faktoren – etwa eine verstärkte Sonneneinstrahlung – stieg, und in der Folge mehr CO2 in die Atmosphäre gelangte. Immerhin ist bekannt, dass die Ozeane bei höheren Temperaturen mehr Kohlendioxid freisetzen als aufnehmen.
Doch ein weiterer Hinweis verrät uns, dass die gestiegene CO2-Konzentration in der Atmosphäre wirklich die Ursache und nicht nur eine Folge der globalen Erwärmung ist. Anders als Arrhenius und seine Zeitgenossen, können wir die Temperaturen nämlich nicht nur nah an der Erdoberfläche messen, sondern auch in den oberen Schichten der Atmosphäre. Wäre tatsächlich die Sonne der Haupttreiber des Temperaturanstiegs, dann müsste sich nicht nur die Troposphäre erwärmen – also die unterste Schicht der Atmosphäre, die sich bis zu einer Höhe von rund zwölf Kilometern erstreckt und den größten Teil der Treibhausgase enthält –, sondern auch die darüberliegende Stratosphäre. Genau das ist jedoch nicht der Fall. Im Gegenteil: Mit steigendem CO2 in der Troposphäre wurde die Stratosphäre kälter. Satellitenaufnahmen zeigen, dass tatsächlich ein geringerer Anteil der von der Erde abgestrahlten Infrarotstrahlung in die Stratosphäre gelangt.
Dieser Effekt ist so deutlich, dass er – entsprechende Messmethoden vorausgesetzt – wahrscheinlich schon zu Arrhenius‘ Zeit nachweisbar gewesen wäre. Zu diesem Ergebnis kommt ein Team um Benjamin Santer von der University of California in Los Angeles in einer 2025 veröffentlichten Studie. Anhand von Modellsimulationen historischer Klimaveränderungen haben die Forschenden ermittelt, wie sich die Temperatur in der Stratosphäre gegen Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt hat. „Eine ausgeprägte Abkühlung der mittleren bis oberen Stratosphäre, die in erster Linie auf den anthropogenen Anstieg des Kohlendioxids zurückzuführen ist, wäre mit hoher Sicherheit bereits um 1885 erkennbar gewesen“, berichten Santer und seine Kollegen. „Hätten Forschende also bereits 1860 mit der Überwachung der atmosphärischen Temperatur begonnen, hätten sie nur 25 Jahre gebraucht, um das Signal der stratosphärischen Abkühlung zu erkennen, das durch die Verbrennung fossiler Energieträger durch den Menschen und den damals noch relativ geringen Anstieg des CO2-Gehalts verursacht wurde.“
