CO₂ und Methan — Zwei Treibhausgase, zwei Geschichten

Analyse aus Ordner 12_co2_methan_vergleich — für Nicht-Wissenschaftler erklärt. Beide Reihen stammen vom Copernicus-Satellitendienst (C3S, Universität Bremen), gemessen über Norddeutschland, 2003–2024.

Die zwei Kurven

Beide Treibhausgase steigen also — aber sie steigen unterschiedlich:

• CO₂ wächst wie ein Uhrwerk, Jahr für Jahr gleichmäßig (fossile Verbrennung läuft konstant).
• Methan stagnierte von 2003 bis 2006, dann begann es ab ~2007 wieder deutlich zu steigen (Feuchtgebiete, Viehhaltung, Leckagen, Permafrost — mehrere Quellen, die sprunghaft reagieren).

Was bedeutet “korrelieren”?

Wir haben die Frage gestellt: „Hängen die Konzentrationen zusammen?” — und dabei drei verschiedene Maße berechnet. Das ist wichtig, weil eine einfache Korrelation hier in die Falle tappt:

Was heißt das konkret?

1. Die rohe Zahl (+0,98) darf man nicht zitieren — sie ist ein Kunstprodukt zweier steigender Kurven. Wer sie als Beweis verkauft, macht einen statistischen Fehler (den wir hier sauber vermeiden).
2. Nach Detrending bleibt ein positiver Zusammenhang (+0,48): Jahre mit überdurchschnittlichem CO₂ sind tendenziell auch Jahre mit überdurchschnittlichem Methan. Die beiden Gase „atmen” also teilweise gemeinsam (z. B. beide durch Feuchtgebiete/Vegetations-Jahre beeinflusst).
3. Aber die Wachstumsraten sind negativ korreliert (−0,37): Wenn CO₂ besonders schnell steigt, steigt Methan eher langsam — und umgekehrt.

Ist Methan 28-mal stärker?

Der oft gehörte Satz „Methan ist stärker als CO₂” stimmt, aber die Zahl ist genauer: Methan wirkt 28-mal stärker als CO₂ pro Molekül (100-Jahres- Treibhauspotential, IPCC). Um die beiden Gase vergleichbar zu machen, rechnet man Methan in CO₂-Äquivalente um:

CO₂e (Methan) = Methan (ppb) × 28 / 1000

Unser Wert für Norddeutschland (2024):

1902 ppb × 28 / 1000 ≈ 53 ppm CO₂e

Das heißt: Methan trägt aktuell so viel zum Treibhauseffekt bei wie 53 ppm CO₂ — das sind 12,5 % der CO₂-Konzentration, obwohl Methan mengenmäßig nur 0,45 % von CO₂ ausmacht (1900 ppb vs. 420 ppm). Methan leistet also ~28-mal mehr „Arbeit” pro Teilchen.

Wasserdampf — der Verstärker hinter allem

Ein häufiger Skeptiker-Einwand: „Wasserdampf ist doch das stärkste Treibhausgas — also ist CO₂ gar nicht das Problem.” Die Antwort ist physikalisch klar: Wasserdampf ist ein Verstärker, kein Antreiber.

Die Logik in drei Schritten:

1. Wasserdampf folgt der Temperatur, nicht umgekehrt. Wärmere Luft kann mehr Feuchtigkeit halten (+7 % Wasser pro +1 °C). Die Wasserdampfmenge in der Atmosphäre wird also von der Temperatur bestimmt — sie ist nicht unabhängig einstellbar. Bei kaltem Klima gibt es automatisch weniger Wasserdampf, egal wie viel CO₂ vorhanden ist.
2. CO₂ und Methan sind die Stellschrauben. Ihre Konzentration wird vom Menschen direkt verändert — sie sind der primäre Antrieb. CO₂ heizt die Erde auf → die Luft wird wärmer.
3. Jetzt greift die Rückkopplung: Wärmere Luft → mehr Wasserdampf → mehr Wasserdampf fängt mehr Wärme → noch wärmer → noch mehr Wasserdampf … Das ist ein positiver Feedback-Kreislauf. Der Wasserdampf verstärkt die ursprüngliche CO₂-Wirkung um das 2- bis 3-fache — er erzeugt sie aber nicht.

Die Metapher: CO₂ ist der Handhebel am Ofen (den jemand dreht), Wasserdampf ist der Dampf, den der heiße Ofen erzeugt und der den Raum noch wärmer macht. Wer den Hebel nicht dreht, hat keinen zusätzlichen Dampf — wer ihn dreht, bekommt doppelte Wirkung.

Die Erwärmung der Meere — der wichtigste Kreislauf:

1. CO₂ erwärmt die Atmosphäre
2. → Die Ozeane erwärmen sich (sie speichern 90 % der zusätzlichen Wärme!)
3. → Wärmere Ozeane verdunsten mehr → +7 % Wasserdampf pro +1 °C
4. → Mehr Wasserdampf fängt mehr Wärme → noch wärmer → noch mehr Verdunstung …

Ist das in den Klimamodellen eingepreist? Ja — und es ist die am besten abgesicherte Rückkopplung der gesamten Klimaforschung. Ohne die Wasserdampf-Rückkopplung wäre die Erwärmung bei CO₂-Verdopplung nur ~1,2 °C. Mit allen Rückkopplungen (Wasserdampf + Eis-Albedo + Wolken) sind es ~3 °C (best estimate 2,5–4 °C, IPCC). Die Rückkopplungen verdreifachen also die Erwärmung.

Und das Entscheidende: Die Rückkopplung ist nicht nur Modell, sondern beobachtbar. Bei einem El Niño erwärmt sich der Ozean um ~1 °C — die Luftfeuchtigkeit steigt messbar, und die Temperatur steigt darüber hinaus. Die Kette „wärmer → mehr Wasserdampf → mehr Wärme” arbeitet also in Echtzeit vor unseren Augen, ohne dass dafür neue Emissionen nötig wären. Die Modelle bilden genau diesen beobachteten Mechanismus ab.

Für die Diskussion mit Skeptikern: „Wasserdampf ist 50 % des Treibhauseffekts, also ist CO₂ irrelevant” ist falsch — die 50 % entstehen gar nicht erst ohne den CO₂-Antrieb. CO₂ ist der Hebel, Wasserdampf der Verstärker. Wer den CO₂-Hebel zurückdreht, schwächt auch den Wasserdampf.

FAZIT

1. Beide Gase steigen — messbar, vom Satelliten, über Norddeutschland. Das ist der harte Faktenkern.
2. CO₂ ist das Dauerfeuer (gleichmäßig, ~60 % des Treibhauseffekts, Hunderte Jahre Verweilzeit). Methan ist das Feuerzeug (kurzlebig, aber 28× stärker — Reduktion würde sich innerhalb eines Jahrzehnts auszahlen).
3. Die Korrelation ist eine Falle: Die hohe rohe Zahl (+0,98) beweist nichts; ehrlich gerechnet bleibt ein mäßiger Zusammenhang (+0,48) und sogar negative Wachstumsraten-Korrelation (−0,37). Das zeigt: Die beiden Gase haben verschiedene Quellen und Dynamiken — sie müssen einzeln angegangen werden.
4. Der Klimaeffekt ist real und kombinierbar: CO₂ + Methan zusammen ergeben ~476 ppm CO₂e — deutlich mehr als das CO₂ allein. Jede Methan-Reduktion wirkt schnell, jede CO₂-Reduktion wirkt langfristig.

Quellen & Methode

• C3S L3 XCO2 + XCH4, merged obs4mips v5.1 (Uni Bremen), monatlich, 2003–2024, 2°-Gitter — nobs-gewichtetes Gebietsmittel über Norddeutschland (48–55°N, 5–15°O)
• Skript: co2_vs_methan.py, Daten: co2_ch4_vergleich.csv
• GWP-Methan = 28 (IPCC AR5/AR6-Konvention)