Atmosphäre und Treibhauseffekt

Die Erde ist von einer Atmosphäre umgeben, die aus verschiedenen Gasen besteht. Die Erdanziehungskraft verhindert, dass die Gase in das Weltall entweichen. Diejenige Schicht, in der das Leben, sowie das Wettergeschehen ablaufen, wird Troposphäre genannt. Sie ist an den Polen nur etwa acht Kilometer hoch, in den Tropen dagegen bis zu 15 Kilometer. Das ist im Vergleich zur Größe der Erde mit 12000 Kilometer Durchmesser relativ wenig! Die Luft besteht hauptsächlich zu 78 Prozent aus Stickstoff und zu 21 Prozent aus Sauerstoff. Der Rest setzt sich aus verschiedenen Gasen zusammen, wobei das Kohlenstoffdioxid (CO₂) nur einen relativ kleinen Anteil einnimmt. Der Wasserdampf der Luft ist in der Grafik nicht berücksichtigt. Die Atmosphäre kann bis zu vier Prozent Wasserdampf aufnehmen. Dieser ist wie das Kohlenstoffdioxid einem ewigen Kreislauf unterworfen.

Der Mensch hat mit den von ihm verursachten Emissionen eine sehr schnell wirkende Erwärmung der Atmosphäre erzeugt, die die bisherigen natürlichen Erdzyklen deutlich an Geschwindigkeit übertrifft. Man nennt die durch den Menschen erzeugte, zusätzliche Treibhauswirkung auch anthropogener Treibhauseffekt. Diese Meinung ist in der Wissenschaft heute allgemein anerkannt und gilt als unbestritten (vgl. [1] S. 7 ff., [2] und [20], vgl. auch Interview). Das Modell begründet sich auf unzähligen, langjährigen Messungen einer weltweit kooperierenden Wissenschaftlergemeinschaft. Wie stark dies Auswirkungen auf unsere Zukunft hat, darüber gibt es verschiedene Ansichten. Dann existieren noch einige Publikationen, die den vom Menschen verursachten Treibhauseffekt grundsätzlich verneinen. Diese „Pseudoexperten, die mit haltlosen Argumenten eine angebliche Klimamafia“ anprangern, gefährden die ernsthafte Arbeit von Forschern, die Zweifel an einem möglichen Schreckensszenario haben (Sven Titz in [3]).


Hurrikane

Das Jahr 2005 war bisher das schlimmste Hurrikan-Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Der Hurrikan Katrina kostete etwa 1800 Menschen das Leben, und es entstand ein versicherter Schaden von 81 Milliarden US-Dollar. New Orleans wurde überschwemmt und verwüstet. Doch ist das wirklich auf die Klimaveränderungen zurückzuführen? Nach einer Studie des Hurrikan-Experten Christopher Landsea vom Nationalen Hurrikan-Zentrum der USA gibt es keinen Trend, dass die Anzahl der Hurrikane zugenommen hat. Heute würde man Hurrikane lediglich besser messen und beobachten [4]. Andere Experten widersprechen.

Hurrikane entstehen, wenn die Wassertemperatur mindestens 26,5 °C beträgt. Das warme Wasser verdunstet in großen Mengen. Beim Aufsteigen des Wasserdampfes kondensiert dieser und setzt dabei Energie frei. Die Luft in den Wolken wird aufgeheizt und steigt noch weiter auf. Dabei entsteht ein Unterdruck und in Meereshöhe strömt von der Seite weitere Luft nach. Aufgrund der Erdrotation und der auf das Sturmsystem wirkenden Corioliskraft entsteht ein sich drehender Wirbel. Die beobachtbare Erwärmung der Meere müsste eigentlich auch zu einer Zunahme der Hurrikan-Stärke führen. Dem wirken Scherwinde entgegen. Eine Erwärmung der Atmosphäre bedeutet auch eine Zunahme der Scherwinde, die aufgrund von Luftdruck-Unterschieden entstehen. Sie gelten als Hauptzerstörer der Hurrikane. So gelang es beispielsweise dem karibischen Tropensturm Erika im September 2009 nicht, Hurrikan-Stärke zu entwickeln, weil Scherwinde das Sturmsystem auflösten, und das obwohl die Wassertemperaturen extrem hoch waren. Dieser Tropensturm hätte das Potenzial von Katrina gehabt, wenn er als Hurrikan in den Persischen Golf gezogen wäre [5].

Die Hurrikan-Experten sind sich noch nicht ganz einig, ob die Zahl oder die Intensität der Hurrikan-Stärke wirklich zugenommen hat. Als Fakt gilt jedoch: Falls ein starker Hurrikan entsteht, ist mit einem wesentlich höheren Schaden zu rechnen. Das kann daran liegen, dass die Versicherungssummen immer höher angesetzt werden oder aber auch daran, dass das wärmere Wasser den Hurrikan mit mehr Energie speist und die wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. Der Klimaforscher Kevin E. Trenberth am National Center for Atmospheric Research in Colorado, USA sieht eine klare Bedrohung durch stärkere Hurrikane in der Zukunft: „Demnach waren von den 300 Litern Regen pro Quadratmeter, die Katrina über New Orleans ausgoss, ungefähr 25 Liter der globalen Erwärmung zuzuschreiben“ [6].


Abschmelzen von Eis

Der Gletscherschwund in den Alpen und der Rückgang der oberen Schneegrenze im Sommer, sowie das Auftauen des Permafrostes an vielen Orten sind eindeutige Belege für eine Temperaturerhöhung [7]. Ist ein Boden dauerhaft das ganze Jahr gefroren, dann spricht man von Permafrost. Beim Auftauen des Permafrostes besteht die Gefahr, dass ganze Felsschichten instabil werden. So sind Bergbahnen oder Hütten, die auf solchem Gestein stehen, akut gefährdet, aber auch große Bergstürze sind nicht auszuschließen. Die großen Felsstürze am Eiger bei Grindelwald im Jahr 2006 waren erste Vorboten, für das was noch passieren könnte. Beim Abschmelzen von Gletschern entstehen Gletscherseen. Diese können sich aufstauen. Bei einem Bruch der Barriere besteht die Gefahr einer großen Flutwelle.

Der Eisschwund tritt nicht nur in den Alpen und in den anderen Gebirgen der Erde, sondern auch an den Polkappen in der Arktis und in der Antarktis auf. Im Sommer 2007 war erstmals die Nordwestpassage nördlich von Kanada zwischen Europa und Asien mehrere Wochen lang eisfrei [8]. Packeis besteht in Form von übereinander geschobenen Eisschollen, die auf dem Meer schwimmen. Normalerweise ist eine Passage im Packeis nur mit Eisbrechern möglich. Das Abschmelzen des Meereises an den Polen erreicht immer wieder neue Rekordwerte [18]. Seit etwa 1992 gibt es eine dramatische Zunahme der Schmelzwasserbildung bei den Gletschern in Grönland (vgl. Grafik in [9] und [13]). Problematisch dabei ist, dass das Wasser der auf Land liegenden Gletscher an den Gletschermühlen in die tieferen Eisschichten sinkt und dort von unten den Schmelzprozess des Eises erheblich beschleunigt. Als Schelfeis wird eine Eisplatte bezeichnet, die auf dem Meer schwimmt und mit einem Gletscher an Land verbunden ist. In den letzten Jahren sind riesige Eisberge in der Größenordnung von mehreren hundert Quadratkilometern vom Schelfeis abgebrochen, beispielsweise am Wilkins-Schelfeis in der Antarktis.


Wirkung der Treibhausgase

Offensichtlich entsteht aufgrund des menschlichen Eingriffs eine völlig neue Situation mit neuen Abhängigkeiten von Ursache und Wirkung: Neben dem Gas Kohlenstoffdioxid spielt vor allem der Wasserdampf bei der Erwärmung der Erdatmosphäre eine entscheidende Rolle. Wasserdampf ist das wichtigste natürliche Treibhausgas, sein Anteil am natürlichen Treibhauseffekt beträgt etwa 60 Prozent. Früher ging man davon aus, dass es am anthropogenen Treibhauseffekt kaum beteiligt ist, da sich die Wasserdampfkonzentration im Vergleich zur Kohlenstoffdioxidkonzentration kaum verändert hat. Grundsätzlich kann aber wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte. Einer Erwärmung der Troposphäre durch den Treibhauseffekt folgt eine höhere Aufnahme von Wasserdampf, der selbst wiederum als Treibhausgas wirkt.

Das Kohlenstoffdioxid ist wie das Wasser für das Leben auf der Erde von großer Bedeutung. Tiere und Menschen atmen Sauerstoff ein und verbrennen ihn zusammen mit Zucker in ihren Muskeln, als Abfallprodukt entsteht Kohlenstoffdioxid. Die Pflanzen benötigen das Kohlenstoffdioxid für ihre Stoffwechselvorgänge, sie produzieren daraus mit Hilfe von Lichtenergie wieder Sauerstoff und Stärke. Der Kreislauf beginnt von neuem:

Für die Erhaltung des Weltklimas ist das Kohlenstoffdioxid und der Wasserdampf von großer Bedeutung: Sonnenstrahlen, die auf den Erdboden auftreffen, werden absorbiert und erwärmen den Erdboden. Dabei wird Wärmestrahlung an die Atmosphäre abgegeben. Ein großer Teil dieser Wärmestrahlung strahlt jedoch wieder in das Weltall zurück und geht der Erdatmosphäre verloren. Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf besitzen die Eigenschaft von Treibhausgasen: Sie bilden eine „Schutzglocke“ und verhindern, dass die Wärmestrahlung in das Weltall zurückstrahlt. Dieser Treibhauseffekt innerhalb des natürlichen Rahmens ist für die Warmblüter der Erde lebensnotwendig, ohne Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf wäre die Atmosphäre bedeutend kälter. Problematisch wird der Treibhauseffekt erst dann, wenn durch unvorhergesehene Eingriffe des Menschen der Kreislauf der Natur gestört wird. Durch eine schonungslose Verfeuerung der fossilen Brennstoffe, wie zum Beispiel von Benzin, Öl oder Kohle, entstehen riesige Mengen an zusätzlichem Kohlenstoffdioxid.

Fossile Brennstoffe haben sich im Laufe von Millionen Jahren aus ehemaligen Pflanzenresten gebildet. Sie sind organischen Ursprungs und bestehen aus Kohlenwasserstoffen. Bei der Verbrennung werden die Kohlenstoff-Atome zu Kohlenstoffdioxid und die Wasserstoff-Atome zu Wasserdampf oxidiert, dabei wird Energie in Form von Wärme frei:


Inwieweit die freiwerdende Energie einen Einfluss auf die atmosphärische Erwärmung hat, wird wenig diskutiert. Die Entstehung von Wasserdampf bei der Verbrennung scheint für die Wasserdampf-Konzentration in der Atmosphäre ebenfalls nicht so entscheidend, da die Luft nur bis zu ihrem Sättigungsgrad Feuchtigkeit aufnehmen kann, bevor es zu Kondensation und Niederschlag kommt. Wird die Luft aber generell wärmer, so kann sie auch mehr Feuchtigkeit aufnehmen und der so gespeicherte Wasserdampf führt wiederum zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes.

Dem entgegen steht allerdings, dass mit zunehmendem Wasserdampfgehalt der Luft auch die Bewölkung zunimmt. Wolken können wie Treibhausgase wirken. Andererseits reflektieren sie aber auch die Sonnenstrahlung zurück ins Weltall, bevor sie die Erdoberfläche erreicht. Dieser Effekt wirkt kühlend und damit dem Treibhauseffekt entgegen. Die Rolle der Wolken bei der Erderwärmung ist derzeit das wichtigste noch nicht vollständig verstandene Gebiet in der Klimaforschung.

Nach neusten Erkenntnissen spielt für den Treibhauseffekt auch die Menge an Aerosolen in der Atmosphäre eine bedeutende Rolle. Ein Aerosol liegt vor, wenn flüssige oder feste Stoffe in fein verteilter Form mit Gasen vermischt sind. So wirkten die aus den Abgasen stammenden Rußteilchen im 20. Jahrhundert dem Treibhauseffekt entgegen, da sie zu einer geringfügigen Verdunkelung führten. Durch den zunehmenden Einsatz von Abgasfiltern wurde die Luft in der Folgezeit wieder klarer und die Treibhauswirkung verstärkte sich erheblich. Daher waren die anfänglichen Berechnungen bezüglich der Erwärmung zu optimistisch. Heute geht man davon aus, dass der anthropogene Treibhauseffekt zu einer wesentlich stärkeren Erwärmung in der Erdatmosphäre führen wird als bisher angenommen.

Eine weitere Ursache für die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre ist die rücksichtslose Brandrodung tropischer Regenwälder. Durch die Rodung wird Acker- und Bauland auf schnellem Weg geschaffen, dabei entstehen riesige Mengen an Kohlenstoffdioxid. Immense Mengen des lebensnotwendigen, atmosphärischen Sauerstoffs werden dabei verbraucht. Zwölf Prozent aller Landflächen der Erde sind mit tropischem Regenwald bedeckt, doch jährlich werden hunderttausende an Quadratkilometern Urwald gerodet. Bis in wenigen Jahrzehnten könnten die tropischen Regenwälder ganz verschwunden sein. Die meisten Tier- und Pflanzenarten der Erde leben im Regenwald, für sie gäbe es dann keinen Lebensraum mehr.

Die Verfeuerung fossiler Brennstoffe und die Brandrodung hat in den letzten hundert Jahren zu einer messbaren Zunahme des Kohlenstoffdioxidanteils in der Atmosphäre geführt. Nicht nur Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf tragen zur Verstärkung des Treibhauseffekts bei, sondern auch Methan, Lachgas und die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) [12]. Die großen Rinderherden der Welt, aber auch der Reisanbau erzeugen erhebliche Mengen an Methangas.


Langfristige Folgen

Die langfristigen Folgen des künstlichen, durch Menschen produzierten Treibhauseffektes könnten für den Menschen katastrophal ausfallen: Die Temperaturerhöhungen lassen den Meeresspiegel der Weltmeere ansteigen. In den letzten 3000 Jahren stieg der Meeresspiegel relativ konstant um 0,1 bis 0,2 Millimeter pro Jahr. Im 20. Jahrhundert beschleunigte sich der Prozess auf ein bis zwei Millimeter pro Jahr, ab 1993 waren es drei Millimeter und seit 2019 sind es vier Millimeter [24]. Die Temperaturerhöhungen haben den Meeresspiegel von 1920 bis 2020 um fast 30 cm ansteigen lassen, bis zum Jahr 2100 wird nach dem Sonderbericht 2019 der IPCC je nach Szenario mit einem weiteren Anstieg um 29 Zentimeter bis zu 1,10 Meter gerechnet [23]. Für einige Städte am Meer wie Venedig wird die Situation noch dadurch verschärft, dass sie absinken.


Die Ursache für den Meeresspiegel-Anstieg ist zum einen die Erwärmung der Meere selbst. Wasser dehnt sich bei Erwärmung aus. Hinzu kommt ein Abschmelzen der Inlandgletscher, wie dies in den Alpen sehr gut zu beobachten ist. Das Abschmelzen des Packeises und der Eisberge verursacht keine Erhöhung des Meeresspiegels. Das schwimmende Eis taucht im Wasser größtenteils unter, beim Abschmelzen wird daher keine nennenswerte Volumenänderung erreicht. Eine beschleunigte Eisschmelze bei den Gletschern auf dem Festland – beispielsweise in Grönland oder in der Antarktis – kann jedoch zu einem noch wesentlich höheren Anstieg der Weltmeere führen. Geht das Schelfeis in der Antarktis verloren, schmelzen die dahinter liegenden Gletscher viel schneller ab. Inselgruppen in der Südsee oder die Malediven und vor allem arme Staaten mit großen Flutzonen wie Bangladesch sind schon bei einem geringen Anstieg massiv betroffen. Das Abschmelzen von Eis hat auch gravierende Auswirkungen auf die Tierwelt: Der Eisbär gehört in der Zwischenzeit zu den vom Aussterben bedrohten Tierarten, da er in den Nordmeeren immer weniger Eisbrücken für seine Wanderungen findet.

Klimaforscher, die an ein katastrophales Szenario glauben, prophezeien daher einen erheblich schnelleren Anstieg des Meeresspiegels bis in das Jahr 2100. Beim gesamten Abschmelzen des Grönland-Eises würde der Meeresspiegel um 7,30 Meter steigen, beim Abschmelzen der gesamten Ost-Antarktis wären es mehr als 50 Meter. Dann gäbe es Norddeutschland oder Florida beispielsweise nicht mehr [8]. Die WWF-Studie The Arctic Climate Feedbacks: Global Impacts kommt zu der Schlussfolgerung, dass der Meeresspiegel bis 2100 wahrscheinlich um mehr als einen Meter ansteigt [13]. Selbstverstärkende Mechanismen werden den Schmelzprozess erheblich beschleunigen. Durch das Verschwinden der reflektierenden Eisfläche wird weniger Sonnenenergie in das Weltall zurückgestrahlt. Durch die Erwärmung der Meere wird im Sediment der Meere gebundenes Methanhydrat freigesetzt. Dadurch steigt wiederum die Konzentration des Treibhausgases Methan in der Atmosphäre und der Prozess wird noch mehr beschleunigt. Dass der Anstieg des Meeres erheblich stärker ausfällt als bisher befürchtet, dieser Meinung schließt sich auch der Klimaforscher Stefan Rahmstorf an [14, u.a.].

Durch die Temperaturerhöhungen ändert sich das Weltklima. Wüsten breiten sich in bestimmten Gegenden durch die Austrocknung der Böden aus. In anderen Gegenden ist jedoch mit einer starken Zunahme der Niederschläge zu rechnen. Warme Luft kann wesentlich mehr Feuchtigkeit aufnehmen, was zu mehr Regen führt. Milde Winter bringen mehr Regen als Schnee. Problematisch werden die Regenfälle im Winter dadurch, dass die Wurzeln der Bäume und die Moose des gefrorenen Waldbodens im Vergleich zum Sommer nur wenig Wasser speichern können. Das Wasser fließt sehr schnell in die Flüsse ab, was vermehrt Überschwemmungen verursachen kann. Mit einer Erhöhung der Temperatur steigt weltweit auch das Risiko von Waldbränden. So werden Teile eines weiteren bedeutenden Lebensraumes, der eigentlich zur Stabilisierung des Klimas dient, zerstört.

Die Auswirkungen auf die Landwirtschaft sind unterschiedlich. Fällt die Klimaänderung nur moderat aus, kann eine Zunahme der Temperatur die Jahresproduktion verbessern. Die milden Winter tragen aber auch dazu bei, dass Schadinsekten besser überleben und sich vermehren. Der Borkenkäfer schädigt den Wald. Aber auch Maiszünsler oder Kartoffelkäfer dürften sich weiter verbreiten. Verletzungen des Maises durch Insektenfraß oder durch Hagel begünstigen den Befall mit Pilzen (vgl. 15, S. 41 ff.), so steigt das Risiko von Ernteausfällen.

Schadinsekten wie der Kartoffelkäfer profitieren vom warmen Winter. Dass eine schleichende Katastrophe bereits begonnen hat, ist im Sommer und im Winter spürbar. Im Jahr 2015 wurde erstmals die Ein-Grad-Schwelle der globalen Temperaturzunahme im Vergleich zur zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts überschritten [16]. Bereits heute flüchten ein Teil der Flüchtlinge aus Afrika und aus dem Nahen Osten nicht nur vor Krieg und politischen Problemen, sondern auch vor den Auswirkungen der Klimaveränderungen. Sie flüchten vor der Hitze und vor dem Kampf um die Ressourcen Wasser und Nahrung. Es stellt sich nun die Frage, ob es schon zu spät ist oder ob der Mensch noch eingreifen und regulieren kann. Ist der Punkt bereits überschritten, an dem die Ökosysteme der Erde kollabieren oder besteht noch die Möglichkeit zur Stabilisierung?


Beschleunigungsfaktoren für den anthropogenen Treibhauseffekt

Im Jahr 2015 trat ein besonders starker El Niño auf. Die Erscheinung ist ein natürliches Phänomen, das zur Weihnachtszeit im östlichen Pazifik auftritt. Normalerweise wird durch den Passatwind vor der Küste Perus kaltes Wasser aus tieferen Schichten nach oben aufgetrieben, dadurch entsteht der Humboldtstrom vor der Pazifikküste Südamerikas. Bei einem El Niño schwächen sich die Passatwinde ab und der Humboldtstrom stagniert. Das Meerwasser vor der Ostküste Südamerikas erwärmt sich, weil aus der Tiefe kein kaltes, nährstoffreiches Wasser mehr aufsteigt. Dies führt zu einem Absterben des Planktons, von dem sich zum Beispiel Wale ernähren. Es kann bei allen Tierarten ein Massensterben auftreten, die sich vom Plankton ernähren. Durch die fehlende Durchmischung des warmen und kalten Wassers wird Wärme an die Atmosphäre abgegeben. Die Erwärmung des Wassers an der Oberfläche treibt auch gelöste Gase wie Kohlenstoffdioxid aus dem Wasser. Durch ein Massensterben werden Verwesungsprozesse beschleunigt, bei denen zusätzlich Treibhausgase wie Methan entstehen. Es setzt eine verhängnisvolle Kettenreaktion ein, die durch das Auftauen des Permafrostes in Sibirien und sich freisetzendes Methan zusätzlich beschleunigt wird. Es besteht die Möglichkeit, dass plötzlich eine schnelle Erwärmung auftritt, die zu einer globalen Ökokatastrophe führt. Diese Auswirkungen in Verbindung mit dem periodisch auftretenden, natürlichen El Niño sind die größten Gefahren, die von dem anthropogenen Treibhauseffekt ausgehen.

Das Jahr 2016 war das erste Jahr mit absolut extremen Temperaturen in der Arktis und Antarktis. Im November 2016 war es zum Beispiel in der Arktis bis zu 20 °C wärmer als im Durchschnitt der 58 Jahre davor. [19] Die Kurve zur Meereis-Ausdehnung zeigte in der Arktis und auch in der Antarktis im November einen signifikanten Knick. [18] Leider blieb das Jahr 2016 kein Einzelfall: Der Sommer 2018 war in Europa nach 2003 der zweitwärmste Sommer überhaupt. Von April bis Oktober trat eine der stärksten Dürren in der Geschichte Europas überhaupt auf. [21] Es gab erhebliche Waldschäden, Ernteausfälle und Trinkwassermangel. Das Einstellen der Schifffahrt auf den fast ausgetrockneten Flüssen führte auch zu gewaltigen Verlusten bei der Wirtschaft.

2019 gab es verheerende Waldbrände im südamerikanischen Regenwald, aber auch in Afrika, Indonesien oder in Sibirien. Die Phase am Amazonas begann mit einer Trockenperiode im Mai. Der Regenwald stellt einen sich selbst erhaltenden Wasserkreislauf her: Die Bäume sorgen für Feuchtigkeit, die aufsteigt und dann wieder zu Niederschlägen führt. Geht ein bestimmter Anteil des Regenwaldes verloren, kann das System nicht mehr genug Wasser für die Atmosphäre nachproduzieren. Der Wald trocknet aus und stirbt oder brennt ab. Derartige Prozesse fanden 2019 in Bolivien und Brasilien statt, beschleunigt wurden sie durch Brandrodung. Der Regenwald ist von globaler Bedeutung, da er Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre binden und speichern kann. Auch in Sibirien waren die Waldbrände 2019 heftiger als zuvor. Wenn sich schwarzer Ruß auf Eisflächen ablegt, wird mehr Wärme aus dem Sonnenlicht absorbiert. Dadurch schmilzt das Eis darunter schneller.

Völlig unterschätzt wurde bisher auch die mechanische Energie durch Wind, die zum Beispiel eine Eisschicht auf einem See in wenigen Stunden völlig auflösen kann, in dem die Eisplatten an den Rand geschoben und zerbröselt werden. Das kann man bei der Schneeschmelze an den finnischen Seen im Frühjahr gut beobachten. In der Arktis und selbst am Nordpol treten durch die Klimaveränderungen verstärkt Stürme auf, die das Abschmelzen des Eises erheblich beschleunigen.

Wenn die Entwicklungen seit 2016 einen langfristigen Trend darstellen, kann man wahrscheinlich nicht mehr von den Modellberechnungen aus dem Jahr 2007 ausgehen. Nach dem Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung (PIK) würde eine globale Erwärmung um vier bis fünf Grad Celsius den Meeresspiegel um 10 bis 60 Meter steigen lassen. Nach Will Steffen von der Australian National Universitary und dem Stockholm Resilience Center könnte schon bereits bei einer globalen Erwärmung zwischen 1,5 und 2 °C eine kritische Schwelle erreicht werden, so dass sich der Klimawandel von selbst verstärkt. Dann laufen die verhängnisvollen Prozesse beschleunigt ab, und sie können nicht mehr aufgehalten werden [22]. Im Sommer 2020 wurde erstmals die kritische Marke in Europa mit 2,02 °C Erwärmung überschritten (über Land, Zeitskala 12 Monate, seit 1900) [25]. Im Sommer 2023 trat erstmals eine besorgniserregende Anomalie bei der Erwärmung des Nordatlantiks auf. Am 21. Juli betrug zum Beispiel die durchschnittliche Wassertemperatur im Nordatlantik 24,8 °C, sie lag damit 1,6 °C über dem Mittelwert dieses Jahrestages von 23,2 °C aus dem Zeitraum von 1982 bis 2011. [26] Mit der Erwärmung vermehren sich auch toxische Algen und Cyanobakterien. Diese sondern tödliche Toxine und auch Giftgase für alle anderen Lebewesen ab. 2022 und 2023 starben zum Beispiel tausende Kalifornische Seelöwen und Delphine im Pazifik an dem Neurotoxin Domoinsäure, das durch die Kieselalge Pseudonitzscha gebildet wurde. [27] Eine Massenvermehrung der Algen und Cyanobakterien stellt die größte Gefahr überhaupt dar, sie hat das Potenzial, sämtliche höhere Lebewesen im Wasser und auf dem Land zu vernichten.


Globale Temperaturanomalien über Land und Ozean
Basisperiode 1850 bis 2023, Zeitskala 12 Monate von Januar bis Dezember, berechnet mit NOAA

Jahr     Temperatur   

1960    +0,01 °C
1970    +0,05 °C
1980    +0,31 °C
1990    +0,45 °C
2000    +0,41 °C
2010    +0,73 °C
2020    +1,01 °C

2021    +0,86 °C
2022    +0,90 °C
2023    +1,18 °C


Maßnahmenkatalog

Erneuerbare Energien tragen zur Verminderung des Ausstoßes an Treibhausgasen bei. Die Kernenergie ist im Hinblick auf den Treibhauseffekt nur eine Kompromisslösung, da bei der Anreicherung und Wiederaufbereitung von Uran erhebliche Mengen Kohlenstoffdioxid produziert werden. Es geht vor allem darum, dass eine neue Energie- und Verteilungspolitik betrieben wird. In Klimaschutzkonferenzen haben sich viele Staaten der Welt verpflichtet, den Ausstoß an Treibhausgasen zu begrenzen. Dies ist wohl die größte Herausforderung für Politik und Wissenschaft in den kommenden Jahren. Ein Durchbruch könnten die auf der Weltklimakonferenz 2015 in Paris beschlossenen Maßnahmen darstellen. Diese Beschlüsse stellen faktisch das Ende der fossilen Energieträger im 21. Jahrhundert dar. Außerdem legen sie die Grundlage für eine gerechte Umlage der Ressourcen zwischen allen 195 unterzeichnenden Staaten und der EU. [17] Ob das in der Praxis alles umsetzbar ist, muss sich allerdings noch erweisen.


Weiterführende Infos

Präsentation für PowerPoint 
Arbeitsblatt zum Mechanismus 
Fakten zum heißen Sommer 2003 
W. Däpp: Die Hitze zehrt am Gletschereis  
R. Burger: Interview mit dem Klimahistoriker Christian Pfister  


Literaturquellen

1  Collins,  William, u.a.: Die Wissenschaft hinter dem Klimawandel, in ZS Spektrum Dossier "Die fiebernde Erde", 4/2009, S. 7 ff.  
2  Pfister, Christian: Wetternachhersage. 500 Jahre Klimavariationen und Naturkatastrophen 1496-1995“, Paul Haupt Verlag 1999  
3  Tietz, Sven: Falsche Klimaskeptiker, in ZS Spektrum Dossier "Die fiebernde Erde", 4/2009, S. 63  
4  Bojanowski, Axel: Hurrikane, Schicksal oder Menschenwerk, in Sueddeutsche Zeitung, 21.08.2007 unter Bezug auf die Studie von Christopher Landsea vom National Hurricane Center, USA  
5  Ausgewertete Daten des National Hurricane Center, USA und Satellitendaten von Weather Underground, Tropical Weather, 2009  
6  Trenberth, Kevin E.: Wärmere Meere - Stärkere Hurrikane, in ZS Spektrum Dossier "Die fiebernde Erde", 4/2009, S. 24 ff.  
7  Däpp, Walter: Die Hitze zehrt am Gletschereis, in Der Bund, 18.8.2003, S. 2  
8  Bell, Robin E.: Rutschgefärdete Eisschilde, in ZS Spektrum Dossier "Die fiebernde Erde", 4/2009, S. 32 ff.  
9  Al Gore: Eine unbequeme Wahrheit, Riemann 2006  
10  Atmosphärische CO2-Konzentration an der Messstation Schauinsland des Umweltbundesamtes  
11  IPCC Bericht 2007  
12  Graedel, T.E. und Crutzen Paul J.: Chemie der Atmosphäre, Spektrum Verlag 1994  
13  Sommerkorn, Martin & Hassol, Susan Joy, u.a.: Arctic Climate Feedbacks: Global Implications, WWF International Arctic Programme, August/2009 
14  Rahmstorf, Stefan und Schellnhuber, Hans-Joachim: Der Klimawandel: Diagnose, Prognose, Therapie, Beck 2007 
15  Klimaänderungen und die Schweiz 2050, hg. von OcCC, 2007
16  Globale Erwärmung erreicht 1-Grad-Schwelle, Axel Bojanowski auf Spiegel Online 09.11.2015
17  Bojanowski, Axel: Kampf gegen Erderwärmung: Die Welt einigt sich auf historischen Klimavertrag, in Spiegel Online 12.12.2015
18  Meereis-Ausdehnung in der Arktis und der Antarktis, abgerufen auf meereisportal.de 10/2017
19  DMI, Danish Meteorological Institute: Daily Mean Temperatures in the Arctic 1958 - 2017, abgerufen 11/2017 auf: http://ocean.dmi.dk/arctic/meant80n.uk.php
20  Stefan Rahmstorf auf spektrum.de: Der globale CO2-Anstieg: die Fakten und die Bauernfängertricks, abgerufen 11/2017
21  Helmholtz, Zentrum für Umweltforschung (Hg.), Dr. Andreas Marx: Entwicklung der Dürre 2018, abgerufen 10/2018 auf: ufz.de
22  Die Welt (Hg.), dpa-infocom GmbH: Klimasystem könnte in Heißzeit kippen, abgerufen 10/2018 auf: www.welt.de
23  SROCC-Report der IPCC 2019
24  NASA (Hg.): Global Climate Change – Sea Level (Meeresspiegel seit 1993)
25  NOAA (Hg.): Global Time Series
26  Climate Change Institute der University of Maine (Hg.): Climate Reanalyzer, Daily Sea Surface Temperatur, abgerufen 7/2023
27  Karlowski, Ulrich (2023): Giftige Algen töten Seelöwen und Delfine, publiziert am 25. Juni 2023, Deutsche Stiftung Meeresschutz, abgerufen 7/2023 auf: https://www.stiftung-meeresschutz.org

Internetlinks

• Arctic Climate Feedbacks: Global Implications, WWF
• Psiram: Kritische Betrachtung der sogenannten "Klimalüge"
• IPCC-Bericht
• Klimainformationsprojekt Espere
• Sea Ice Index des National Snow & Ice Data Center und Meereisportal.de
• Monatliche CO2-Messungen des Mauna Loa Observatory, Hawaii
• NASA: Global Climate Change
• Seite der NOAA zur globalen Erwämung, mit graphischer Darstellung
• Climate Change Institute der University of Maine (Hg.): Daily Sea Surface Temperatur