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Von der Industrialisierung zum globalen Wandel

Anstieg von Kohlendioxid

Durch die Verbrennung fossiler Energieträger wie Öl, Erdgas und Kohle sowie durch die Vernichtung von Waldbestand haben menschliche Aktivitäten dazu geführt, dass die Konzentration an Kohlendioxid (CO₂) in der Luft seit der industriellen Revolution um 25% gestiegen ist. Dieser Anstieg setzt sich fort.

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CO₂ spielt eine wichtige Rolle dabei, den Austritt der von der Erde emittierten Wärmestrahlung aus der Atmosphäre zu verhindern. Die Sonne scheint mit kurzwelliger Strahlung auf die Erde, diese erwärmt sich und sendet langwellige Wärmestrahlung zurück in den Weltraum. Treibhausgase in der Erdatmosphäre (Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Distickstoffmonoxid, Ozon oder FCKW) absorbieren diese von der Erde ausgehende Strahlung und halten damit die Wärme in der Nähe des Erdbodens fest. Dies ist ursprünglich ein natürlicher Prozess. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre unser Planet fast überall gefroren. Stattdessen erwärmt ihn der Treibhauseffekt auf einen Mittelwert von 15°C.

1. Entwicklung der globalen Temperatur der Erdoberfläche über das letzte Jahrhundert im Vergleich zum Mittelwert 1951 - 1980. Quelle: NASA

2. Wo war es im Jahr 2006 um wie viel Grad wärmer oder kühler als der Mittelwert 1951 - 1980? Die Karte zeigt es. Quelle: NASA

Der anthropogene Treibhauseffekt

Die Sorge geht nun dahin, dass vom Menschen verursachte (= anthropogene) Aktivitäten den natürlichen Treibhauseffekt verstärken. Hierdurch würden sich deutliche Veränderungen in der Temperatur und verbunden damit im gesamten Klimasystem ergeben. Hat die globale Erwärmung bereits begonnen? Betrachten wir die globale Durchschnittstemperatur der Erde, so stellen wir fest, dass sie über das letzte Jahrhundert um etwa 0,74°C gestiegen ist. Das letzte Jahrzehnt war das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen. Wenngleich es schwierig ist, eindeutig zu beweisen, dass der Anstieg des CO₂ Anteils die Erwärmung der Erde verursacht, so sind die Wissenschaftler doch heute gewiss, dass die beiden Trends - der Anstieg von Kohlendioxid und der Anstieg in der Temperatur - zusammenhängen. Die Grafik unten zeigt die beobachtete Temperaturentwicklung in verschiedenen Kontinenten. Hinterlegt sind Modellberechnungen zum Temperaturtrend aufgrund einer natürlichen Entwicklung ohne menschliche Einflüsse in hellblau. Die Modelle, die menschliche Einflüsse einbeziehen, sind rosa dargestellt. Wir sehen, dass ohne das Einbeziehen menschlicher Einflüsse der beobachtete Temperaturanstieg nicht erklärt werden kann.

3. Die beobachtete Temperaturänderung in den verschiedenen Kontinenten kann nur in Modellen nachvollzogen werden, wenn der Faktor Mensch einbezogen wird. Quelle: IPCC AR4 2007 fig. SPM-4

Szenarien des Klimawandels

Das Klimasystem der Erde ist zu groß und zu komplex, um es in Großversuchen zu simulieren. Wissenschaftler nutzen daher mathematische Modelle, die wir als weltweite Zirkulationsmodelle (global circulation models = GCM) bezeichnen, um die bekannten Prozesse zu bewerten und ihre möglichen Wechselwirkungen zu beurteilen. Solche Modelle werden auch verwandt, um den Trend des Klimas für die nächsten Jahrzehnte zu simulieren. Die Resultate sind immer noch Hypothesen und sollten nicht unkritisch als Wahrheit akzeptiert werden. Dennoch sollten wir die Konsequenzen der vorhergesagten Änderungen überdenken, während wir zur selben Zeit nach empirische (= in der beobachteten Realität) Anzeichen für einen Klimawandel verfolgen.

4. a) Erwartete Temperaturzunahme für den Zeitraum 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999. Werte für Dezember-Januar-Februar.

4. b) Werte für Juni-Juli-August. Gemittelte Ergebnisse mehrerer Modelle. Quelle: IPCC AR4 2007 fig. 10.9

Mindestens zehn solcher globaler Zirkulationsmodelle sind von Atmosphärenwissenschaftlern in verschiedenen Forschungsgruppen entwickelt worden. Die Ergebnisse dieser Simulationen zeigen eine durchschnittliche Erwärmung an der Erdoberfläche zwischen 1,1 und 6,4°C bis zum Ende des nächsten Jahrhunderts an. Für die Landwirtschaft von besonderer Bedeutung sind die Niederschläge. Die Modelle deuten darauf hin, dass sich der globale Niederschlag um 5-20% erhöhen wird. Denn eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen. Die Zunahme wird aber nicht gleichmäßig erfolgen, wie die Niederschlagskarten unten belegen. In den höheren Breiten (gemäßigtes und polares Klima) wird mehr Niederschlag fallen, in den Subtropen wird es weniger sein.

5. a) Erwartete Änderungen im Niederschlag für den Zeitrum 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999. Monate Dezember-Januar-Februar.

5. b) Erwartete Änderungen für die Monate Juni-Juli-August. Die Grafik gibt ein Mittel aus mehreren Modellen wieder. Quelle: IPCC AR4 2007 fig. 10.9

Die Zirkulationsmodelle sagen weiterhin:

in den hohen Breiten (also in Richtung der Pole) und in größeren Höhen ist es wahrscheinlich, dass die Erwärmung stärker ausfällt als im globalen Mittel, insbesondere im Winter.
Der Wasserkreislauf wird sich intensivieren und mehr Überflutungen, an anderen Orten aber auch mehr Trockenperioden bringen.
Der Winterniederschlag wird mit hoher Wahrscheinlichkeit als Regen fallen und weniger als Schnee. Hierdurch verringert sich die Schneebedeckung und der gleichmäßige Wasserabfluss über das Jahr hinweg. Die Gefahr von Trockenperioden im Frühjahr und Sommer steigt.

Anstieg des Meeresspiegels

Die globale Erwärmung wird sich auch auf den Meeresspiegel auswirken. Es gibt eine Reihe von Schätzungen, um wie viel der Meeresspiegel als Konsequenz der Treibhausgas-Emissionen ansteigen könnte. Die Ergebnisse hängen von der Temperaturabschätzung und dem Schmelzen der Gletscher ab. Da einige Küstenregionen absinken, während sich andere heben, müssen die Szenarien für den Anstieg des Meeresspiegels auf den derzeitigen Trend addiert werden. Schätzungen liegen in einem Bereich von 22 bis 44 cm bis zum Jahr 2100. Mehr zum Meeresspiegelanstieg und seinen Konsequenzen erfahren wir in 'Ozeane - Mehr - Einheit 1'

6. Gefährdung durch den Anstieg des Meeresspiegels
Quelle: R. Nicholls, Middlesex University in the U.K. Meteorological Office. 1997
Bitte zum Vergrößern anklicken! (45 K)

Die Abbildung stellt dar, wie viele Menschen betroffen sind, falls der Meeresspiegel bis zum Jahr 2080 um 44 cm steigt.

Sozio-ökonomische Szenarien

Unter sozio-ökonomischen Szenarien verstehen wir Abschätzungen, wie sich unsere Gesellschaft und unsere Wirtschaft weiter entwickeln wird. Denn das Klima ist ja nicht der einzige Faktor, der sich ändern wird, wenn wir tiefer in das 21. Jahrhundert blicken. Eine ansteigende Weltbevölkerung und Veränderungen in den wirtschaftlichen sowie technologischen Bedingungen betreffen die Weltgemeinschaft und die Umwelt in wahrscheinlich noch stärkerem Maße, als der Klimawandel. Es ist wichtig, solche Veränderungen in Betracht zu ziehen, wenn wir über die Auswirkungen von Klimaänderungen sprechen - zum einen weil Klimawandel sich weniger stark heute, deutlicher aber in der Zukunft ereignen wird - zum anderen, weil derartige Veränderungen sich auf die Empfindlichkeit der Landwirtschaft und auch anderer Sektoren gegenüber einem Klimawandel auswirken werden. Die Bevölkerungsentwicklung und die zukünftigen Wirtschaftsbedingungen vorherzusagen sind von ähnlicher, wenn nicht von größerer Unsicherheit geprägt, als Vorhersagen des zukünftigen Klimas.

Eine sinnvolle Annäherung ist die Unterscheidung in 'optimistische' und 'pessimistische' Aussichten für die Zukunft. In den optimistischen Szenarien ist das Bevölkerungswachstum gering, die Wirtschaft wächst und die Einkommen steigen, die Verschmutzung der Umwelt wird reduziert und die zerstörerische Ausbeutung von Land eingestellt. In den pessimistischen Szenarien ist das Bevölkerungswachstum hoch, Wirtschaftswachstum und Einkommenssteigerungen sind gering, die Umweltverschmutzung steigt und die Ausbeutung von Land beschleunigt sich. Auch ein Szenario ohne Veränderungen (d.h. heutige Bedingungen) sollte einbezogen werden. Die verschiedenen Auswirkungen des Klimawandels auf die heutigen Bedingungen und diese beiden Gruppen von Szenarien kann dann beurteilt werden.

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