Ursache für die Erwärmung ist die andauernde anthropogene Anreicherung der Erdatmosphäre mit Treibhausgasen, insbesondere Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan und Distickstoffmonoxid, die vor allem durch die Nutzung fossiler Energie (Brennstoffe), durch Entwaldung sowie Land- und insbesondere Viehwirtschaft freigesetzt werden. Hierdurch erhöht sich das Rückhaltevermögen für infrarote Wärmestrahlung in der Troposphäre, was den Treibhauseffekt verstärkt. Wichtigstes Treibhausgas bei der derzeitigen globalen Erwärmung ist Kohlenstoffdioxid. 2015 stieg die von der Messstation Mauna Loa gemessene mittlere Kohlenstoffdioxidkonzentration in der Erdatmosphäre erstmals auf über 400 ppm[12]; vor der Industrialisierung hatte sie bei ca. 280 ppm gelegen. Der IPCC schreibt in seinem 2013 erschienenen fünften Sachstandsbericht, dass es extrem wahrscheinlich ist, dass die Menschen mehr als 50 % der 1951 bis 2010 beobachteten Erwärmung verursacht haben. Nach der besten Schätzung beträgt der menschliche Anteil an der Erwärmung während dieses Zeitraums rund 100 %.[13] Diese Werte werden von anderen Sachstandsberichten gestützt.[14] Ohne den gegenwärtigen menschlichen Einfluss auf das Klimasystem würde sich der seit einigen Jahrtausenden herrschende leichte Abkühlungstrend mit hoher Wahrscheinlichkeit weiter fortsetzen.[15]
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