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 390 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 >> hier und auch >> “Die Erwärmung der Erde”).

Beobachtete Änderung der durchschnittlichen Erdoberflächentemperatur seit Beginn der flächendeckenden Temperaturmessung. Die Punke zeigen Jahreswerte, die schwarze Linie über ein Jahrzehnt gemittelte Durchschnittwerte und der blaue Bereich zeigt die Unsicherheiten an. Quelle der Abbildung: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers, eigene Übersetzung.

Dieses Bild 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 Vierhunderfachen 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.

Es liegt vor allem an den Treibhausgasen

Wichtigste Ursache ist der Anstieg der Konzentration von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre (siehe >> hier; Informationen zu “Treibhausgasen” siehe >> Der Treibhauseffekt auf der 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 demm 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 390 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 ist der mit Abstand wichtigste Verursacher

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”, der den Einfluss der einzelnen Faktoren auf den Strahlungshaushalt der Erde kennzeichnet - ein positiver Strahlungsantrieb führt zu einer Erwärmung, 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: 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 (Änderungen in der Sonneneinstrahlung, siehe >> hier) im Vergleich zum Einfluss des Menschen ist: Der weitaus größte Teil der Erderwärmung ist vom Menschen verursacht. Zum zweiten, dass es auch 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. In der Summe haben die menschlichen Beiträge aber 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 0,6 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.

Die offenen Fragen werden von “Klimaskeptikern” gerne so gedeutet, dass die Wissenschaft noch nicht genug über den Klimawandel weiß, um Maßnahmen dagegen zu rechtfertigen. Tatsächlich geht aber die Diskussion 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 (>> mehr). 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 Trockenheiten, 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 (>> mehr).

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 Stop aller Emissionen praktisch unmöglich ist, ist eine Temperaturerhöhung um 2 Grad Celsius wohl kaum noch zu vermeiden (>> Wie können wir den Klimawandel stoppen?). 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 erneuerbare Energien (>> mehr).

Weitere Details zur Temperaturerhöhung:
Die Erderwärmung der letzten 100 Jahre. Eine Studie von >> Hansen et al. 2006

Zusammenfassung von wichtigen Studien zum Klimawandel:
- Untersuchung von Sir Nicolas Stern zu den >> Kosten des Klimawandels
>> Der 4. UN-Klimareport

Weiter mit Die Folgen des Klimawandels:
     >> Die Vorboten
     >> Womit wir in Zukunft noch rechnen müssen
>> Klimapolitik
>> Strategien gegen den Klimawandel

Empfehlenswerte Websites

>> 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.

© Jürgen Paeger 2006 - 2011

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Siehe zum Thema auch:

Die 10 wärmsten Jahre seit Beginn der flächen- deckenden Klimamessun- gen (in der Reihenfolge der Temperatur) waren:

• 2005
• 2010
• 2007
• 2009
• 1998
• 2002
• 2006
• 2003
• 2004
• 2001

Damit lagen die zehn wärmsten Jahre alle im Zeitraum von 1998 bis 2010.

Quelle: >> Goddard Institute for Space Studies >> hier

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).

Dieser Effekt wird bei der Auswertung der Daten aber berücksichtigt, und auch ländliche Messstationen zeigen eine Erwärmung, ebenso wie Messungen über dem Ozean. Unter Fachwissenschaftlern gilt die Erderwärmung daher als gut gesichert.

Siehe auch >> hier.

Wie kann man den Klimawandel durch Treibhausgase von dem durch veränderte Sonnenstrahlung unterscheiden?

Die Sonnenstrahlung kann man zum einen durch Satelliten heute sehr genau messen, zum anderen unterscheiden sich die beiden bei den Temperaturverläufen in der Atmosphäre: Da Treibhausgase den Wasserdampfgehalt ansteigen lassen und Wasserdampf bei der Kondensation zu Regentropfen latente Wärme freisetzt, wird die Temperatur in der unteren Atmosphäre erhöht; eine zunehmende Sonnenstrahlung erhitzt dagegen insbesondere die Stratosphäre. Die erhöhte Erwärmung der unteren Atmosphäre kann mit Satelliten heute nachgewiesen werden, und bestätigt die Rolle der Treibhausgase bei der Erderwärmung.

Wie sicher sind die Erkenntnisse 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 duch Kohlendioxid (links). Gerade die Unsicherheit sollte 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 (mehr >> hier) sind auch aus anderen Gründen sinnvoll, etwa zur Verbesserung der Luftqualität - die Luft- verschmutzung und Städten und schlechte Luft in Innenräumen durch Holzfeuer gehören zu den 10 wichtigsten Umweltproblemen der Menschheit (>> mehr) - oder zum Schutz der biologischen Vielfalt - etwa der Schutz der Regenwälder. Alleine die Einsparungen durch bessere Luftqualität würden die Kosten des Klimaschutzes mehr als ausgleichen!

Technische Innovationen für Energie- und Ressourceneffizienz, intelligente Verkehrssysteme, Entwicklungschancen für die Länder des Südens durch Emissionshandel, neue Märkte für erneuerbare Energien - eigentlich bräuchten wir den Klimawandel gar nicht, um damit anzufangen.