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Die Geschichte der Klimaforschung und des IPCCVon der Erkennung des Treibhauseffektes zum modernen Klimamodell |
Im Jahr 1895 sagte der schwedische Chemiker und Physiker Svante Arrhenius: „Die Reduzierung oder der Anstieg von atmosphärischem Kohlendioxid um etwa 40% mag Rückkopplungen steuern, die für das Voranschreiten oder den Rückzug der Eiszeiten verantwortlich sind.“ 1. Bild: Svante Arrhenius (public domain)Schon vor dem Jahr 1900 waren sich Wissenschaftler der Wirkung des Treibhausgases bewusst, obwohl sein Anteil an der Luft nur etwa 280 Millionstel Teile ausmacht. |
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Es war im Jahr 1958 als Charles David Keeling am Mauna Loa Observatorium in Hawaii eine Messreihe startete, die heute wohl die wichtigste Dokumentation der menschlichen Aktivität darstellt: die exakte Messung von Kohlendioxid in der Luft. Die keelingsche Kurve wird bis heute fortgeführt. Jahr für Jahr zeigt sie die jahreszeitliche Schwankung des CO2 (u.a. durch die Aufnahme von CO2 in der Wachstumszeit der Pflanzen und die verstärkte Abgabe in der Heizperiode im Winter) und genauso regelmäßig zeigt sie den gleichmäßigen Anstieg über die Jahre hinweg. |
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Die Kurve beginnt nach ca. 200 Jahren industrieller Aktivität bei 320 ppm (Millionstel Anteilen) etwa 40 ppm über dem für diese Warmzeit typischen Wert. Über die 10.000 Jahre der derzeitigen Warmzeit (d.h. nach dem Rückzug der eiszeitlichen Gletscher) schwankte CO2 um nicht mehr als 20 ppm. Die Kurve belegt in weiteren fast 50 Jahren Industriezeitalter einen Anstieg um mehr weitere 60 ppm auf 380 ppm. Und dieser Anstieg setzt sich fort. |
Ebenfalls in den 1950er Jahren begannen die ersten Versuche, die Zirkulation in der Atmosphäre mathematisch zu beschreiben und zu simulieren. Enorm ist natürlich der Fortschritt bis zu den heutigen Klimamodellen, der vor allem durch die explosionsartige Entwicklung der Computer und der Computerkapazität möglich wurde. Heute verfügen wir über moderne Klimamodelle, die das Weltklima auf riesigen Computern mit akzeptabler (aber immer noch nicht hinreichend feiner) Genauigkeit beschreiben. Es gibt ein relativ dichtes Netzwerk von Wetter-Messstationen und immer mehr auch fortschrittliche Satelliten, die Klimadaten aus dem Weltall liefern. |
5. Der japanische Earth Simulator war im Jahr 2002 der schnellste Computer der Welt. Das Bild zeigt die Computerhalle. © JAMSTEC / Earth Simulator Center |
Die Geschichte der Wetterbeobachtung Für uns heute ist es jedoch immer noch und vielleicht mehr als zuvor wichtig zu nutzen, was die Pioniere der Wetterbeobachtung geleistet haben. Das Bewusstwerden dessen, was wir tun, fand zwischen 1950 und 1960 in einer Zeit statt, als die Veränderung schon in vollem Gange war. Und noch länger dauerte es, bis sich die Nationen dieser Welt des Problems gemeinsam annahmen. Uns interessiert natürlich: Wie war es vorher, als das Klima noch wenig vom Menschen beeinflusst war? Können wir nicht nur den Anstieg des CO2 verfolgen, sondern auch einen Anstieg der globalen Temperatur? |
Kleine Geschichte der Wetter- und Klimakunde
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Auftrag und Struktur des IPCC Als der IPCC 1988 als gemeinsamer Rat der Klimaexperten und Umweltwissenschaftler aus fast allen Nationen der Erde eingeführt wurde, erhielt er folgenden Auftrag: |
Die Aufgabe wurde an drei Arbeitsgruppen (Workgroups WG) verteilt: Workgroup 1:
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Das Klima vergangener Erdzeitalter Wir wissen nun, dass sich die Erde erwärmt. Wir wissen auch, dass der Kohlendioxid-Anteil der Luft über die letzten 50-100 Jahre hinweg weit aus dem Bereich herausläuft, der über die Entwicklung der menschlichen Hochkulturen hinweg (Babylon, Ägypten, Römisches Reich) immer stabil war. Wir wissen, dass wir reagieren müssen. |
Wir wissen aber auch, dass wir viel zu langsam reagieren und immer weiter in den Klimawandel hineinlaufen. Es stellt sich die Frage, wie die Erde darauf reagieren könnte, nicht zuletzt, weil wir uns anpassen müssen. Für Mutter Erde ist eine Erwärmung des Planeten um 2-3°C keine Tragödie. Die Paleoklimatologen erforschen das Klima der Vergangenheit anhand von Sedimentproben, von Eisbohrkernen und für die jüngere Zeit auch Baumringen. Die Erde erzählt uns, dass es über die letzten 600 Millionen Jahre zeitweise kälter und zeitweise wärmer war als heute. In dieser Zeit entwickelten sich Arten, die von den heutigen völlig verschieden waren, z.B. die Dinosaurier. Dadurch, dass es nur einen Kontinent gab, war die Wärmeverteilung im Ozean viel gleichmäßiger. Erst mit dem Auseinanderbrechen des Urkontinentes Pangäa (oberstes Bild) begann sich ein Weltklima herauszubilden, das dem heutigen ähnelt. Die letzten 65 Millionen Jahre war es durchweg wärmer als heute, selbst wenn wir einen mäßigen Klimawandel einrechnen. | ||
Auch das Meer stand damals einige Meter höher. (Links eine Weltkarte aus dem Eozän vor ca. 50 Millionen Jahren.) Schauen wir auf die letzten zwei Millionen Jahre und damit in den Bereich der Entwicklung der Spezies Mensch, so finden wir einen steten Wechsel zwischen Eiszeiten und Warmzeiten. Der Forscher Milankovitch erklärt dies über die inzwischen bestätigte Theorie, dass die Neigung der Erdachse in bestimmten Zyklen von ca. 41.000 Jahren zwischen 22 und 25 Grad schwankt. | ||
Gleichzeitig ändert sich die Nähe der Erde zur Sonne über die Jahreszeiten in Zyklen von 11.000 und 22.000 Jahren und die Erdbahn selbst ändert sich in Zyklen von 100.000 und 400.000 Jahren von der ausgeprägten Ellipse in Richtung eines Kreises. Hieraus läßt sich der aus den geologischen Daten ablesbare Wechsel von Eis- und Warmzeiten erklären. Mit den Eiszeiten und Warmzeiten ändern sich der CO2 Gehalt in der Luft (allerdings seit 800.000 Jahren nicht so stark wie in den letzten 100 Jahren) und der Salzgehalt und Frischwassereintrag in die Ozeane. Durch Brüche in Eisdämmen geschah dies oft sehr spontan innerhalb von Jahren. | ||
Dadurch kam es zu Wechselwirkungen und manchmal zu ziemlich raschen Klimaänderungen, da der Wärmetransport in den Weltmeeren umschlug. Das Weltklima hat allerdings in der Erdgeschichte schon einige Kapriolen geschlagen, kleinere selbst in den letzten 10.000 Jahren. Die Erde ist hiernach immer wieder irgendwann ins Gleichgewicht gekommen.
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*Man muss bedenken, dass viele Stationen in den Industrienationen (Europa, USA) vorhanden waren und sind, es aber nur sehr wenige Messdaten aus kaum besiedelten Gebieten gibt (Wüstenregionen, Sibirien, Polargebiete, Ozeane). Für eine globale Mittelwertbildung muss eine entsprechende Gewichtung erfolgen. |