Das Zeitalter der Industrie
Der Klimawandel
Die Erde wird wärmer, und wichtigste Ursache ist der
Mensch: Vor allem die Verbrennung fossiler Brennstoffe, aber auch die Rodung
von Wäldern haben die Konzentration an Treibhausgasen in der Atmosphäre
ansteigen lassen. Eine Verdoppelung der Konzentration an Kohlendioxid
(bisher ist der Wert von 280 auf 392 ppm gestiegen) würde die Temperatur der
Erde um etwa 3 Grad Celsius ansteigen lassen - und das hätte katastrophale
Folgen.
Die Erde hat Fieber
In den letzten 60 Jahren ist die Durchschnittstemperatur der Erde um 0,9
Grad Celsius gestiegen (siehe die folgende Abbildung und die Erläuterung
darunter).
Beobachtete Änderung der
durchschnittlichen Erdoberflächentemperatur seit Beginn der
flächendeckenden
Temperaturmessung. Die Punkte zeigen Jahreswerte, die schwarze Linie
über ein Jahrzehnt gemittelte Durchschnittwerte und der blaue Bereich zeigt
die Unsicherheiten an.
Quelle der Abbildung: IPCC: Climate
Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for
Policymakers, eigene Übersetzung.
Die globalen Temperaturdaten stammen im wesentlichen
aus drei Quellen, die Messdaten aus der ganzen Welt sammeln:
der amerikanischen NASA mit dem Goddard Institute for Space Studies (von dem
auch die Angaben über die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der
Klimaaufzeichnungen rechts stammen), der US-Wetter- und Ozeanographiebehörde
NOAA sowie aus der Zusammenarbeit des britischen Wetteramtes mit dem
Klimaforschungsinstitut der Universität East Anglia (Climate Research
Unit - CRU).
Wird die Erde wirklich wärmer?
Manche “Skeptiker”
bezweifeln einen Temperaturanstieg. Die Messungen würden ein falsches Bild
liefern, die die Messstationen durch die zunehmende Verstädterung der Erde
beeinflusst werden (Städte sind in Folge der Erwärmung von Asphalt und Beton
oft wärmer als das Umland). Solche lokalen Effekte werden bei der Auswertung der
Daten aber bereits herausgerechnet, und auch ländliche Messstationen und
Messungen über den Meeren zeigen eine Erwärmung. Unter Fachwissenschaftlern
gilt die Erderwärmung daher als gut gesichert.
Im Jahr 2011 hat eine groß angelegte Untersuchung durch eine
Forschungsgruppe unter Richard Muller, Physikprofessor an der Universität
Berkeley und selbst nach eigenem Bekunden “milder Skeptiker”, bei der 1,6
Milliarden Temperaturmessungen aus 15 Datenbanken mit einer ganz neuen
Methode ausgewertet wurden, die bekannten Ergebnisse bestätigt: In den
letzten 60 Jahren ist die Erde um 0,9 °C wärmer geworden. Die Kritik an den
bisher verwendeten Methoden zur Temperaturerfassung ist nach Ansicht der
Autoren nicht gerechtfertigt - die Erde wird tatsächlich wärmer.
Zur Studie der Universität Berkeley:
Berkeley Earth Website: >>
http://berkeleyearth.org/index.php
(hier sind sowohl die Daten als auch verwendete Methode dokumentiert).
Wie können "Klimaskeptiker" wie Fritz Vahrenholt (Mitautor des
Buchs "Die kalte Sonne") dennoch davon reden, dass die "Erderwärmung seit
über 10
Jahren zum Stillstand gekommen ist" (3)? Sie ignorieren einfach, dass die
mittlere Jahrestemperatur aufgrund natürlicher Faktoren um plus/minus 0,2 °C
schwankt (wie jeder weiß - es gibt kalte und warme Jahre). Wenn man dann die
aktuelle Temperatur mit 1998 vergleicht, ist es nicht mehr wärmer geworden - 1998 war aufgrund eines
>> El-Niño-Ereignisses das drittwärmste Jahr
seit Beginn der Temperaturmessungen. Solche Schwankungen gleichen sich aber
langfristig aus, und ohne die Schwankungen ist der Trend zur Erderwärmung
ungebrochen, mehr dazu (und link zur Erklärung weiterer Tricks) in >>
Anmerkung 1.
Siehe auch: >> Wie sicher sind die
Ergebnisse der Klimaforscher?
Weitere Details zur Temperaturerhöhung:
Die
Erderwärmung der letzten 100 Jahre. Eine Studie von >>
Hansen et al.
2006
Das Bild der Erwärmung spiegelt sich auch in den Ozeanen wider, deren Wärmeinhalt
ebenfalls deutlich ansteigt (siehe folgende Abbildung). Die Ozeane erwärmen
sich langsamer als die Erdatmosphäre, nehmen aber insgesamt eine wesentlich
größere Wärmemenge auf; sie stellen damit einen noch besseren Indikator für
den Klimawandel dar. Die aufgenommene Wärmemenge in den letzten 40 Jahren
entspricht dem Vierhundertfachen der jährlichen Weltenergieproduktion!
Veränderung des Wärmeinhalts der Ozeane
seit 1951 im Verhältnis zum
Ausgangsjahr 1961. Der graue Bereich zeigt
die Unsicherheiten an.
Quelle der Abbildung: nach Synthesis Report
Climate Change: Global Risks,
Challenges & Decisions. Copenhagen
2009, 10-12 March, eigene Übersetzung.
Die Erwärmung der Meere widerlegt auch die Behauptung mancher
Klimaskeptiker, dass die Erderwärmung an natürlichen Faktoren wie >>
El Niño liegt: Dann müssten die Meere nämlich
auf Dauer Energie verlieren, also abkühlen. Tatsächlich ist dies während
eines El-Niño-Jahres (siehe z.B. 1998) auch der Fall, aber die Wärme wird
während eines kalten La-Niña-Jahres wieder aufgenommen. Die Energiequelle
für die Erwärmung der Erde kommt also nicht von unten, sie kommt von oben:
es ist die Sonne.
Es liegt vor allem an den Treibhausgasen
Der Klimawandel liegt jedoch nicht an verstärkter Sonnenstrahlung: Die
Schwankungen der Sonnenaktivität sind zyklisch und zeigen keinen Trend, der
Temperaturunterschied zwischen Sonnenminimum und Sonnenmaximum liegt auf der
Erde bei gerade 0,1 Grad Celsius. (Und das bisherige Temperatur-Rekordjahr
2010 lag in einem Sonnenminimum.)
Wichtigste Ursache ist, dass die einfallende
Sonnenstrahlung immer schlechter in den Weltraum zurückgestrahlt werden kann,
und daher die Erde erwärmt. Das liegt wiederum an der zunehmenden
Konzentration von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre (zu den Zusammenhängen
zwischen Sonneneinstrahlung, Wärmeabstrahlung und Treibhausgasen siehe die
>> Seite zum Klima). Direkte Messungen dieser
Treibhausgase gibt es erst seit 1958; die erste, mittlerweile berühmte
Messreihe wurde auf dem Mouna Loa auf Hawaii begonnen: Sie zeigt einen
kontinuierlichen Anstieg der Konzentration des wichtigsten Treibhausgases
Kohlendioxid:
Die Zunahme des Kohlendioxids in der
Atmosphäre, gemessen
in ->
ppm auf dem Mauna Loa auf Hawaii. Die jährlichen Ausschläge
zeigen
den Unterschied zwischen Sommer und Winter auf der Nord-
halbkugel: Im
Sommer nehmen die Bäume Kohlendioxid auf, im
Winter nicht. Eigene
Abbildung, basierend auf: wikipedia commons,
http://commons.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide
(abgerufen am
25.01.2006, ergänzt mit aktuellen Daten des >>
NOAA Earth
System Research
Laboratory, Stand August 2009).
Aus Eisbohrkernen (mehr >>
hier) ist bekannt, dass die Kohlendioxid-Konzentration vor Beginn der
Industrialisierung bei 280
ppm lag; der aktuelle Wert von 392 ppm (2011) bedeutet, dass sich etwa
3.000 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in der Atmosphäre befinden (siehe auch
>>
hier); eine Zunahme von über 800 Milliarden Tonnen Kohlendioxid
seit Beginn der Industriellen Revolution. Gegenwärtig kommen jedes Jahr über
15 Milliarden Tonnen Kohlendioxid dazu, die zu einem Anstieg der
Konzentration um 2 ppm pro Jahr führen. Mittels Isotopenanalyse (>>
mehr) konnte nachgewiesen werden, dass über drei Viertel dieses
zusätzlichen Kohlendioxids aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammt,
der Rest vor allem aus dem Abbrennen von Wäldern. Der Anstieg ist nicht noch
höher, da ein Teil des produzierten Kohlendioxids von den Ökosystemen
aufgenommen wird (>>
mehr). Die Konzentrationen anderer Treibhausgase wie Methan haben ebenso
zugenommen (siehe >>
Die
wichtigsten Treibhausgase).
Der Mensch steckt hinter dem Klimawandel
Die Folgen der zunehmenden Konzentration von Treibhausgasen beschäftigen
die Wissenschaft seit den 1970er Jahren; im Jahr 1979 veranstaltete die
Weltmeteorologie- Organisation (WMO) die erste Weltklimakonferenz. Um den
Stand der Wissenschaft zu verfolgen, gründete die WMO gemeinsam mit dem
UN-Umweltprogramm (UNEP) den Weltklimarat (International
Panel on Climate Change, kurz IPCC). Seine Aufgabe ist es,
die Forschungsergebnisse zum Klimawandel zu untersuchen und zu bewerten (>>
mehr).
In regelmäßigen Abständen fasst der IPCC den Stand der Wissenschaft in
Berichten zusammen - bisher in den Jahren 1990, 1995, 2001 und 2007 (siehe
>> Der vierte
UN-Klimareport). Diese Berichte sind einer intensiven, dreistufigen
Begutachtung unterworfen; sie sind daher die fundierteste und zuverlässigste
Quelle über den Kenntnisstand zum Klimawandel. Da sie nur Aussagen
enthalten, die wissenschaftlich gesichert sind, sind sie eine konservative
(vorsichtige) Herangehensweise an den Klimawandel - mögliche, aber noch
nicht gesicherte Folgen des Klimawandels sind gar nicht enthalten (siehe zum
Beispiel >>
hier).
Im UN-Klimareport 2007 wurde zusammenfassend dargestellt, welchen
Einfluss nach heutigem Wissen die verschiedenen vom Menschen verursachten
wie auch natürliche Ursachen auf den Klimawandel haben. Vergleichsbasis ist
der Strahlungsantrieb, die durch die verschiedenen Faktoren
ausgelöste ausgehende Änderung der Energiebalance der Erde (gemessen in Watt
pro Quadratmeter) - ein positiver Strahlungsantrieb
führt zu einer Erwärmung der Erde, ein negativer Strahlungsantrieb zu einer
Abkühlung:
Schätzung des Strahlungsantriebs
verschiedener Faktoren im Jahr 2005. Die Linien geben die Bandbreiten an,
zusätzlich sind die räumlichen Auswirkung des Faktors und das Ausmaß des
wissenschaftlichen Verständnisses (AWV) dargestellt. Ganz unten die
Abschätzung der Summe der vom Menschen verursachten Klimaveränderungen.
Quelle der Abbildung: IPCC: Climate Change 2007: The Physical Science
Basis. Summary for Policymakers, eigene Übersetzung.
Diese Abbildung verdeutlicht zwei wichtige Forschungsergebnisse: Sie
zeigt zum einen, wie gering bei der aktuellen Klimaerwärmung der Beitrag
natürlicher Faktoren (nicht nur >>
Schwankungen der Sonneneinstrahlung, sondern auch von Vulkanausbrüchen, siehe etwa >> Anmerkung
2) im Vergleich zum Einfluss des Menschen ist:
Der weitaus größte Teil der
Erderwärmung ist vom Menschen verursacht. Sie zeigt aber auch, dass es
menschliche Einwirkungen gibt, die die Erderwärmung vermindern: Partikel in
der Luft (Aerosole)
sorgen dafür, dass weniger Sonnenstrahlung an der Erdoberfläche ankommt -
ohne diesen Effekt wäre der Strahlungsantrieb und damit die Erderwärmung
noch höher. Andere >> Luftverschmutzungen,
etwa Ruß und troposphärisches Ozon, erhöhen die Erderwärmung zusätzlich, und
in der Summe haben die menschlichen Beiträge den
Strahlungsantrieb erheblich erhöht und damit zu einer Erwärmung geführt.
Der
vom Menschen erhöhte Strahlungsantrieb wird sogar eine größere Erwärmung
verursachen als die bisher gemessenen 0,8 Grad, da das Klimasystem sehr
“träge” ist - die Ozeane mit ihren gewaltigen Wassermengen etwa erwärmen
sich nur sehr langsam. Der zusätzliche Strahlungsantrieb wird erst
im Laufe von Jahrzehnten als Temperaturerhöhung spürbar werden:
Selbst wenn ab sofort die Konzentration an Treibhausgasen gleich bliebe,
würde die Temperatur in den nächsten beiden Jahrzehnten um jeweils 0,1 Grad
und danach langsamer, aber noch über Jahrhunderte weitergehen - die
Erwärmung des Meeres und damit der Anstieg des Meeresspiegels wäre nicht vor
dem Jahr 2300 beendet. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die
bereits freigesetzten Treibhausgase im Endeffekt zu einer Temperaturerhöhung
von 1,4 Grad führen werden, also langfristig in jedem Fall noch 0,5
Grad zu der bereits gemessenen Erwärmung hinzu kommen.
Was noch zu erforschen bleibt
Wie hängen Strahlungsantrieb und Temperaturerhöhung genau
zusammen? Die Unsicherheit bei den Werten zum Strahlungsantrieb in
der Abbildung zeigt, dass es noch ungeklärte Fragen gibt. Das Klima ist ein
komplexes System (>>
mehr), und
die Rückkoppelungen machen das Klimasystem schwer zu berechnen, und sind zu
einem guten Teil für die Unsicherheiten über das tatsächliche Ausmaß des vom
Menschen verursachten Klimawandels verantwortlich. Wichtige Erkenntnisse
über die tatsächliche Klimasensitivität, wie die Empfindlichkeit des
Klimasystems auf Änderungen im Strahlungshaushalt genannt wird, liefern
daher Erkenntnisse aus der >>
Klimageschichte: Im aktuellen IPCC-Klimareport wird aus der Auswertung
aller vorliegenden Untersuchungen geschlossen, dass eine
Verdoppelung des Kohlendioxid-Gehalts in der Erdatmosphäre zu einer
Erwärmung zwischen 2 und 4,5 Grad Celsius führen würde, wobei die meisten
Untersuchungen auf eine Erwärmung um drei Grad Celsius
hindeuten. Bei diesem Wert würde man für die Gegenwart eine Erwärmung von
0,7 bis 0,9 Grad Celsius erwarten - eine gute Übereinstimmung mit dem
gemessenen Wert von 0,8 Grad Celsius.
Wie sicher sind die Ergebnisse der Klimaforschung?
In jedem komplexen wissenschaftlichen Bild gibt es strittige Details,
Unsicherheiten und Fehler. Gute Wissenschaft erkennt diese an, und gibt die
Unsicherheiten zu. Dies tut auch der IPCC, siehe etwa die Spannbreite der
Angaben zur Temperaturerhöhung durch Kohlendioxid (oben). In der
öffentlichen Diskussion haben es skeptische Wissenschaftler manchmal schwer,
nicht missverstanden zu werden: manche "Klimaskeptiker" nutzen diese
Diskussion, um grundsätzliche Zweifel an einem Klimawandel zu sähen - und da
sie selber scheinbar keine Unsicherheiten kennen (also gerade keine
Skeptiker sind), sind ihre Positionen für manche Menschen, die sich mit
komplexen Fragen nicht auseinander setzen wollen, attraktiv.
Tatsächlich geht aber die Diskussion unter Fachwissenschaftlern nur
darum, wie stark die Auswirkungen sein werden (und nicht, ob sie eintreten).
Wie oben dargestellt, ist der UN-Klimareport eher eine konservative
(vorsichtige) Auslegung der Daten. Eine Entschuldigung für weiteres Abwarten
sind die offenen Fragen jedenfalls nicht, denn schon die bisher eingetretene
Temperaturerhöhung hat >>
spürbare
Folgen.
Dabei ist nicht die Erwärmung der Erde an sich das wichtigste Problem,
sondern der hiervon ausgelöste Klimawandel: Wettermuster, etwa die
Verteilung und Häufigkeit von Niederschlägen und Trockenheit, verändern
sich - und da sowohl die natürlichen Ökosysteme als auch die menschliche
Infrastruktur an die bestehenden Verhältnisse angepasst sind, drohen bei
einer schnellen Veränderung >>
katastrophale Folgen. Eigentlich sollte gerade die Unsicherheit uns zum
Handeln anhalten: Es gibt eben keine Garantie, dass der beste Fall eintritt.
Der “Economist” verglich Handeln gegen den Klimawandel mit einer
Versicherungsprämie: Eine relativ geringe Ausgabe schützt vor katastrophalen
Folgen.
Es gibt noch einen weiteren Grund, der gegen Abwarten
spricht: Die meisten >>
Maßnahmen gegen den Klimawandel sind auch aus anderen Gründen sinnvoll,
etwa zur Verbesserung der Luftqualität - die Luftverschmutzung in Städten und schlechte Luft in
Innenräumen durch Holzfeuer gehören zu den >>
10 wichtigsten Umweltproblemen der Menschheit. Maßnahmen zum Schutz der
Regenwälder sind gleichzeitig Maßnahmen zum Schutz der biologischen Vielfalt. Alleine die Einsparungen durch bessere Luftqualität würden die
Kosten des Klimaschutzes mehr als ausgleichen!
Wie stark die Erwärmung der Erde letztendlich ausfällt, hängt neben der
Klimasensitivität natürlich auch davon ab, wie hoch die Konzentration an
Treibhausgasen schließlich wird - und diese hängt davon ab, wie schnell
welche Maßnahmen ergriffen werden (>>
Strategien
gegen den Klimawandel). Da das Klimasystem träge ist, die Treibhausgase
in der Atmosphäre langlebig und ein sofortiger Stopp aller Emissionen
praktisch unmöglich ist, ist eine Temperaturerhöhung um 2 Grad Celsius wohl
kaum noch zu vermeiden (>>
Wie können wir
den Klimawandel stoppen?). Wenn ). Wenn nicht bald entschieden gehandelt wird,
könnten es auch 6 Grad werden. 6 Grad Celsius - das ist der Unterschied
zwischen einer Eiszeit und dem heutigen Klima. Das wäre eine Erde, wie die
Menschheit sie noch nicht kennt. Mit anderen Worten: “Wir führen ein
unkontrolliertes Experiment mit dem einzigen Zuhause durch, das wir haben.”
(Bill Collins, Klimatologe am Lawrence National Laboratory, USA). Aber es
gibt eine Alternative dazu: Sie heißt >>
Energieeffizienz und saubere Energien.
Zusammenfassung von wichtigen Studien zum Klimawandel:
>> Die
Kosten des
Klimawandels (Stern-Report, 2006)
>>
Der 4.
UN-Klimareport (2007)
Empfehlenswerte Websites zum Thema
>> Den Klimawandel
verstehen: Eine allgemeinverständliche Einführung in den Klimawandel.
>> www.ipcc.ch: Website des
International Panel on Climate Change; Berichte können dort heruntergeladen
werden (englischsprachig). Eine deutschsprachige Zusammenfassung des
Berichts von 2007 ist >>
hier (unten auf der Seite unter “Translations into non-UN languages”)
zu finden.
>> www.realclimate.org:
aktuelle Fachinformationen und Stellungnahmen zur Diskussion von
Klimawissenschaftlern (englischsprachig); >>
KlimaLounge
(deutschsprachig).
>> U.S. Global Change Research
Program: Aktuelle Informationen zum Klimawandel von den wichtigsten
US-amerikanischen Forschungseinrichtungen (englischsprachig).
>>
www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/index.htm: Eingangsseite zu den
Klimaschutz-Informationen des Umweltbundesamtes.
Weiter mit Die Folgen des Klimawandels:
>>
Die
Vorboten
>>
Womit wir
in Zukunft noch rechnen müssen
>>
Klimapolitik
>>
Strategien gegen den Klimawandel
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