Konsequenzen der Erwärmung

Eine Zusammenfassung auf der Basis der Ergebnisse des vierten IPCC Berichtes zum Weltklima

Die meisten Auswirkungen, die der Klimawandel für die Erde haben wird, hängen direkt oder indirekt mit der Erwärmung zusammen. Diese wird vor allem von den Treibhausgasen angetrieben, allen voran Kohlendioxid. Dabei ist nicht nur von Interesse, wie viel Kohlendioxid wir Menschen erzeugen, sondern auch, wie viel davon in der Atmosphäre verbleibt.
 

 Die Rückkopplung zwischen Klimawandel und Kohlenstoffkreislauf

Der Ozean und das Festland beherbergen weit mehr Kohlenstoff als die Atmosphäre. Sie tauschen sehr viel Kohlendioxid mit der Atmosphäre aus und nehmen auch einen großen Anteil des zusätzlichen Kohlendioxid auf, das der Mensch erzeugt.
 

Der jährliche netto CO₂ Austausch zwischen Land und Atmosphäre ist etwa achtmal so groß wie die jährlichen Emissionen aus menschlicher Aktivität. Dies bedeutet aber auch: Gibt es eine leichte Verschiebung in diesem „hinein“ und „heraus“ zwischen Land und Atmosphäre bzw. Ozean und Atmosphäre, dann kann sich die CO₂ Konzentration in der Atmosphäre merklich ändern und sich damit auch auf die globale Erwärmung auswirken.

Klimamodelle werden ständig verbessert und werden auch mit steigender Computerkapazität immer fortschrittlicher. Bis vor wenigen Jahren berücksichtigten Klimamodelle diese Rückkopplung des Kohlenstoffkreislaufes noch nicht.
 

In jüngster Zeit durchgeführte Studien kamen alle zu dem Resultat, dass in einer wärmeren Welt im Vergleich zu heute die Fähigkeit von Land und Ozean weiteres CO₂ aufzunehmen reduziert ist. Das Festland, derzeit eine schwache Senke für CO₂, könnte sich durch steigende Trockenheit und abnehmende Vegetation in eine Quelle wandeln. Diese möglichen Rückkopplungen werden im vierten Weltklimabericht des IPCC erstmals mit einbezogen. Sie führen zu einem etwas größeren Unsicherheitsbereich für die abgeschätzte Erwärmung bis zum Jahr 2100 und insbesondere zu größeren Erwärmungen bei Szenarien mit hohen Emissionen.
 

2. Die Grafik zeigt in b) und c) in rot die Aufnahme von Kohlendioxid durch Land und Ozean bei einer simulierten exponentiell ansteigenden CO2 Konzentration (a) für ein konstantes Klima. Die Kurve in grün zeigt die geringere Aufnahme unter Berücksichtigung des Klimawandels. Die Differenz ist in blau angezeigt. Dieser Anteil würde zusätzlich in der Atmosphäre verbleiben und für eine weitere Erwärmung sorgen.
Modellergebnis, Quelle: Friedlingstein et al., Geophys. Res. Letters, 2001.

 Der Rückzug des Eises

Die beobachtete Realität in der Arktis gibt uns die klarsten Hinweise darauf, dass der Klimawandel stattfindet. Auch die Klimamodelle sagen für die arktische Region die stärkste Erwärmung voraus. Das Eis auf dem Meer (Seeeis) schmilzt in der Arktis (ca. 2,7% Verlust pro Jahrzehnt) und zerstört den Lebensraum mancher Tierarten (z.B. des Eisbärs). Im Seeeis der Antarktis sind bislang starke Schwankungen ablesbar, aber kein klarer Trend.

Ein vollständiges Abschmelzen des grönländischen Festlandeises ist nicht unmöglich. Der Meeresspiegel würde hierdurch um 7 m steigen. Dieser Vorgang würde jedoch vermutlich mehrere Jahrhunderte dauern.
 

Gleichzeitig ziehen sich auf der ganzen Welt auch die Berggletscher zurück, die durchschnittliche Schneebedeckung sinkt. Zudem schmilzt das Eis in Permafrostgebieten, in denen der Boden bislang dauerhaft gefroren war. Seit dem Jahr 1900 verlor die Nordhalbkugel 7% gefrorenen Bodens. Dies bringt nicht nur Probleme für die lokale Infrastruktur mit sich (Gebäude und Fahrzeuge sinken ein), sondern auch für die Vegetation. Gleichzeitig besteht das Risiko einer beschleunigten Freisetzung des im Boden eingefrorenen Methangases, das wiederum ein starkes Treibhausgas ist.
 

 Erwärmung der Ozeane und Folgen

Etwa 80%der Wärme, die unserem Klima seit 1961 zugeführt wurde, haben die Ozeane aufgenommen und sich in Tiefen von bis zu 3000 m erwärmt. Hiervon gehen zwei Probleme aus: 1. Warmes Wasser hat eine niedrigere Dichte als kaltes und benötigt mehr Volumen. Die Ozeane dehnen sich aus und der Meeresspiegel steigt. 2. Wirbelstürme (Hurrikane, Taifune, Zyklone) benötigen für ihre Bildung eine bestimmte Temperatur an der Wasseroberfläche und gewinnen umso mehr an Energie je wärmer das Wasser. Die Risikozonen für solche Stürme dehnen sich langsam aus und die Intensität der Stürme nimmt tendenziell zu.
 
 

 Trends in der Sturmaktivität

Seit etwa 1970 beobachten wir einen Anstieg der Aktivität von Wirbelstürmen im Nordatlantik. Diese geht mit höheren Temperaturen an der Wasseroberfläche einher, ist aber ausgeprägter als die Klimamodelle annahmen. Wir haben bislang jedoch keine Hinweise darauf, dass sich die Anzahl der Stürme erhöht hätte. In der Zukunft werden sie intensiver, die Windspitzen werden stärker und der mit ihnen verbundene Niederschlag ausgeprägter.
Mehr zu tropischen Wirbelstürmen erklärt ein ACCENT spezial "Wirbelstürme".
 

Der Anstieg des Meeresspiegels

Im Zeitraum von 1961 – 2003 stieg der Meeresspiegel mit einer Rate von ca. 1,8 mm pro Jahr. Diese Rate hat sich über die letzten zehn Jahre gesehen erhöht auf ca. 3,1 mm pro Jahr. Es kann derzeit noch nicht gesagt werden, ob dieser Trend stabil ist oder eine temporäre Schwankung darstellt.
 

Derzeit wird erwartet, dass der Meeresspiegel im letzten Jahrzehnt dieses Jahrhunderts (2090 – 2099) um 18 bis 59 cm höher sein wird als im Zeitraum 1980 – 1999. Allerdings sind die Bewegungen der Gletscher noch nicht hinreichend erforscht, um deren Beitrag zur Erhöhung des Meeresspiegels mit hinreichender Genauigkeit einzubeziehen. Als vor 125.000 Jahren das Klima der polaren Regionen zuletzt deutlich wärmer war als heute, führte das Schmelzen des Polareises zu einem Meeresspiegelanstieg von ca. 4-6 m.
 

Das Meer steigt sehr langsam, aber über Jahrhunderte hinweg ohne die Möglichkeit zum Bremsen, wenn die Erwärmung erst einmal eingetreten ist. Wir müssen uns daher bewusst sein, dass wir derzeit wahrscheinlich eine für die entfernte Zukunft unumkehrbare schrittweise Überflutung der Küsten auslösen.
 

 Die Versauerung der Weltmeere

Der zunehmende Kohlendioxid-Gehalt in der Luft und der Übergang des Gases in den Ozean führt zur Bildung von Kohlensäure. Hierdurch wird das Meerwasser saurer. Seit der vorindustriellen Zeit ist der pH Wert des Ozeans an der Wasseroberfläche um ca. 0,1 Einheit gefallen und könnte über das 21. Jahrhundert hinweg über weitere 0,14 bis 0,35 Einheiten fallen.
 

Die Konsequenzen hieraus sind derzeit noch nicht abzusehen. Stoffwechsel und Verbreitung der Algen würden sich verändern (Viele von ihnen bilden Carbonatschalen.). Die Algen wiederum stehen am Anfang der ozeanischen Nahrungskette und können diese deutlich verändern.
Mit Sicherheit werden die Korallenriffe angegriffen, die aufgrund ihres Artenreichtums als Regenwälder der Ozeane gelten. Ihr Calciumcarbonatstock ist gegen saureres Wasser sehr empfindlich.
 

 Niederschläge und Dürren

Warme Luft kann mehr Wasser halten als kalte. Tatsächlich ist in den letzten Jahren der Wassergehalt der Atmosphäre gestiegen, sowohl über dem Land als auch über den Ozeanen und auch in der oberen Troposphäre. Dieser Anstieg des Wassergehaltes erhöht das Risiko von Starkregen und damit verbundenen Überflutungen.
 

11. Relative Änderungen im Niederschlag (%) für den Zeitruam 2090-2099 gegenüber dem Zeitraum 1980-1999 für die Monate Dezember bis Februar (links) und Juni bis August (rechts). Die Berechnungen beruhen auf Mittelwerten aus zahlreichen Modellen. Die schwarz gepunkteten Bereiche markieren hohe Übereinstimmung der Modelle (>90%), die weißen Bereiche geringe Übereinstimmung (<66%). Quelle: IPCC AR4 - SPM

Die Tage und Nächte werden über Land wärmer, die Anzahl der kalten Tage und Nächte sinkt.

Bild: Längere Wachstumsperioden

Heiße Tage und Nächte treten häufiger auf.

Bild: Nächtliche Aktivität auf den Straßen Brasiliens

 
Über den meisten Regionen des Festlandes nimmt die Häufigkeit von warmen Wetterperioden und Hitzewellen zu.

Bild: "Hitzewelle" by Andre Laakmann & Lars Nellesen

Die Wahrscheinlichkeit von Starkregen oder der Anteil von Starkregen am Gesamtniederschlag steigen.

Bild: Überflutung in Alicante, Spanien (GNU licence)

 
Die von Trockenperioden betroffene Fläche steigt.

Bild: Jordanien Wadi Rum (GNU), Photo: Stefan Volk

 
Die Intensität tropischer Zyklone steigt.

Bild: Hurrikan aus dem Weltall fotografiert, © NASA Johnson Space Center

Das Auftreten von sehr hohem Meeresspiegel* nimmt zu.

Bild: Gefährdete niedrig liegende Küstenzonen in Indien und Bangladesh © FAO

 

*Extrem hoher Meeresspiegel ist definiert als das höchste Prozent der stündlichen Tidewerte für einen bestimmten Zeitraum.