Klimawandel verstehen

Was bestimmt das Klima?

Um die Prozesse des Klimawandels nachvollziehen zu können, ist es wichtig zu wissen, welche Faktoren das Klima bestimmen. Denn aus der globalen Sicht, ist das Klima das Ergebnis aus einer einfachen Klimabilanz: Von der Erde aus wird Wärme ins All gestrahlt, die von der absorbierten Sonnenstrahlung im Mittel ausgeglichen werden muss. Findet dieser Vorgang nicht statt, ändert sich das Klima. Demzufolge wird das Klima wärmer, wenn mehr wärme absorbiert wird als abgestrahlt. Durch zunehmende Wärmestrahlung wird die ankommende Strahlung wieder ausgeglichen und auf diesem Wege stellt sich ein neues Gleichgewicht ein. Daraus kann man laut Prof. Dr.Rahmstorf, Professor für Physik der Ozeane an der Universität Potsdam und Prof. Dr.Schellnhuber, Gründer und Direktor des Potsdam- Instituts für Klimaforschung und Physikprofessor an den Universitätn Potsdam und Oxford, einen Erhaltungssatz der Energie herleiten: Die auf der Erde ankommende Sonnenstrahlung abzüglich des reflektierten Anteils ist gleich der von der Erde abgestrahlten Wärmestrahlung.

Bei diesem Erhaltungssatz ist die durch die Pflanzen zu Photosynthese verwendete Energie, der Wärmefluss aus dem Erdinnern und die vom Menschen freigesetzte Verbrennungswärme vernachlässigbar.

Zusätzlich spielen der Ozean und die Atmosphäre ebenfalls eine entscheidende Rolle bei dem regionalen Klima, da sie die Wärme innerhalb des Klimasystems verteilen.

Ändert sich das Klima, kann man das auf die Energiebilanz zurückführen, die drei verschiedene Möglichkeiten zulässt:

Die ankommende Strahlung kann Änderungen in der Umlaufbahn um die Sonne oder in der Sonne selbst variieren.
Möglicherweise ändert sich der ins All zurückgespiegelte Anteil.Dieses Maß an Rückstrahlung von nicht selbst leuchtenden Oberflächen, in der Fachsprache Albedo genannt, beträgt im heutigen Klima ca. 30%. Es wird abhängig von der Bewölkung, der Helligkeit der Erdoberfläche d.h. von Eisbedeckung, Landnutzung, und Verteilung der Kontinente, berechnet.
Die abgehende Wärmestrahlung wird durch den Gehalt der Atmosphäre an absorbierenden Gasen (Treibhausgasen) und Aerosolen (Partikeln in der Luft) beeinflusst.

Diese Faktoren können allesamt Einfluss auf die Veränderung des Klimas nehmen. Jedoch muss man dabei beachten, dass zu unterschiedlichen Zeiten jeweils unterschiedliche Faktoren dominieren, was dazu führt, dass die Ursachen für den Klimawandel individuell betrachtet werden müssen. Dies schliesst ebenfalls Vermutungen aus, die besagen, dass entweder nur die Sonne oder das CO2 für die Klimaveränderungen zuständig sind.

Die globale Erwärmung

Der Begriff "globale Erwärmung" bezeichnet hauptsächlich die Erwärmung der globalen Mitteltemperatur und nicht unbedingt die Erwärmung überall auf der Erde.

Ein kurzer geschichtlicher Überblick
Bereits im 19. Jh. untersuchten Wissenschaftler verschiedene Faktoren des Klimawandels. Dabei beschrieb u.a. Jean-Baptiste Fourrier, wie Spurengase in der Atmosphäre das Klima erwärmen. Daraufhin John Tyndall beschäftigte sich mit der Wirkung verschiedener Treibhausgase und der schwedische Nobelpreisträger Svante Arrhenius errechnete, dass eine Verdopplung des CO2-Gehalts der Atmosphäre zu einer Temperaturerhöhung um 4 bis 6°C führen könnte.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde erstmals der Zusammenhang der damals beobachteten Klimaerwärmung mit dem Anstieg des CO2 durch die Industrialisierung diskutiert. Allerdings war dieser damals aufgrund mangelnder Daten noch nicht zu belegen. In den 1950er Jahren wurde die Gefahr einer anthropogenen Erwärmung, d.h. die von Menschen verursacht wird ernst genommen. Kurz darauf (1957/58) wurde der Beweis dafür innerhalb des physikalischen Jahres geliefert, dass die CO2- Konzentration in der Atmosphäre tatsächlich ansteigt und dass der Anstieg durch Kohlenstoff aus der Nutzung fossiler Brennstoffe von Menschen verursacht wurde. In den 1970er Jahren warnte erstmals eine große Wissenschaftsorganisation (National Academy of Sciences) vor der globalen Erwärmung. Sie schätzte damals die Wirkung einer CO2- Verdopplung auf eine Zunahme der Temperatur um 1,5 bis 4,5 °C. Diese Werte zählen heutzutage noch.
Die Sachstandsberichte des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC), die 1990 das erste Mal erschienen, beweisen ebenfalls, dass eine spürbare anthropogene Klimaerwärmung erwiesen ist bzw. für hochwahrscheinlich gehalten wird.

Der Treibhauseffekt
Der Treibhauseffekt stellt den Grund für den befürchteten Temperaturanstieg als Folge des steigenden CO2-Gehalts der Atmosphäre dar.Dieser sogenannte Treibhauseffekt lässt sich folgendermaßen anschaulich erklären: Die Oberfläche strahlt, wie jeder physikalische Körper, Wärme abhängig von der Temperatur ab. Diese Wärmestrahlung erreicht jedoch nicht sofort das Weltall, sondern wird "unterwegs" in der Atmosphäre von den Treibhausgasen absorbiert. Diese "klimawirksamen Gase" sind jedoch nicht mit den "Treibgasen", die man von den Spraydosen kennt und die letztendlich der Ozonschicht schädigen,zu erklären. Die Treibhausgase, unter denen sich Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan befinden,strahlen die absorbierte Wärme in alle Richtungen gleichmäßig ab . Dies bedeutet, dass ebenfalls ein Teil zurück an die Erdoberfläche zurück gestrahlt wird, was zur Folge hat, dass an der Oberfläche mehr Strahlung mit Treibhausgasen ankommt, als ohne d.h. mit nur reinen Sonnenstrahlen. Aus diesem "Wärmestau" kann erst wieder ein Gleichgewicht entstehen, wenn die Oberfläche zum Ausgleich ebenfalls mehr abstrahlt.

Die Ursachen der Erwärmung
Wie man in dem Abschnitt "Ein kurzer geschichtlicher Überblick" lesen konnte, sorgt die Ursachenfindung der Erderwärmung seit Beginn des 20. Jahrhunderts für zahlreiche Diskussionen. Im englischen Fachjargon wurde dem Problem der Begriff "attribution problem" zugewiesen, da es eine ganze Reihe von Ansätzen zur Lösung zu finden gibt. Dabei unterscheidet man zwischen drei Grundprinzipien der Methoden:

Prinzip: Analyse des zeitlichen Verlaufs der Erwärmung und der in Frage kommenden Ursachen ("Antriebe") Dabei werden verschiedene Ursachenmöglichkeiten betrachtet, u.a. die Treibhausgaskonzentration, die Veränderung der Sonnenaktivität, der Aerosolkonzentration (Luftverschmutzung mit Partikeln, die aus Vulkanausbrüchen oder Abgasen stammen) und interne Schwankungen im System Ozean- Atmosphäre (als stochastische Komponente).Insgesamt zeigt sich, dass zumindest der zweite Erwärmungssschub seit den 1970er Jahren nicht mit natürlichen Ursachen zu klären ist.Denn seit den 1940er Jahren weist die Sonnenaktivität keinen Trend auf, sodass lediglich die Treibhausgase in Frage kommen können.
Prinzip: Analyse der räumlichen Muster (Fingerabdruck-Methode) Bei der Analyse der räumlichen Muster der Erwärmung, der sogenannten Fingerabdruck-Methode unterscheiden sich bei Erwärmung die verschiedenen Muster. Von räumlichen Mustern ist die Rede, wenn Treibhausgase die Wärme in Bodennähe einfangen und dabei die obere Atmosphäre abkühlen. Bei Änderungen der Sonnenaktivität ändern sich diese Muster jedoch. Mithilfe von unterschiedlichen Modellsimulationen werden diese Muster von verschiedenen Forschergruppen berechnet und mit beobachteten Erwärmungsmustern verglichen. Dabei kam heraus, dass der Einfluss der gestiegenen Treibhausgaskonzentration inzwischen dominant und mit seinem charakteristischen "Fingerabdruck" in den Messdaten nachweisbar ist. Eine Kombination der beiden Methoden ergab, dass der Temperaturverlauf im 20. Jahrhundert nicht durch natürliche Ursachen erklärbar ist. So könnte man die Erwärmung bis 1940 sowohl durch die Kombination von Treibhausgasen und interner Variabilität als auch teilweise durch einen Anstieg der Sonnenaktivität erklärt werden.
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Prinzip: Messung der Amplitude der unterschiedlichen Antriebe Aus der Messung der Aplitude der unterschiedlichen Antriebe ergibt sich aus verschiedenen Studien, dass der menschliche Einfluss auf die Klimaentwicklung des 20. Jh. dominant ist. Dabei ergibt eine häufig in Klimamodellen verwendete Abschätzung der Sonnenaktivität einen Anstieg im 20. Jh. um 0,35 W/m2

Allerdings muss man beachten, dass keine dieser Studien einen endgültigen Beweis dafür gibt, dass der Mensch allein für die Klimaerwärmung des 20. Jahrhunderts zuständig ist, da jede Studie an gewissen Stellen an ihre Grenzen kommt.

Zukunftsszenarien
In der Klimaforschung werden oft Zukunftsszenarien durchgespielt, um die weiteren Konsequenzen erhöhter Treibhausgaskonzentrationen abschätzen zu können. Diese Szenarien sind jedoch nicht mit wissenschaftlich wahrscheinlicheren Prognosen gleichzusetzen. Sie dienen lediglich dazu die Konsequenzen verschiedener Handlungsoptionen nach dem "Wenn-dann-Prinzip" (z.B. Wenn das Co2 um X ansteigen würde, würde dies zu einer Erwärmung um Y führen")zu beleuchten.
Im Zentrum dieser Szenarien steht hauptsächlich der menschliche Einfluss, der jedoch evtl. durch natürliche Klimaschwankungen überlagert wird.
In den Jahren zwischen 1996 und 2000 entwickelten Wirtschaftswissenschaftler für den IPCC 40 Szenarien, die im Special Report on Emission Scenarios beschrieben wurde. Ziel war, alle Möglichkeiten von ökonomisch plausiblen künftigen Entwicklungen genauer zu untersuchen. Die pessimistische Variante rechnet mit einem globalen Temperaturanstieg von 1,4 bis 5,8°C bis zum Jahre 2100- die optimistische Variante hingegen beschrieb zunächst einen moderaten weiteren Anstieg, der jedoch von einer sanften Abnahme auf einen Bruchteil der heutigen Werte geprägt war.

Weitere Informationen zu Klimaschutzmaßnahmen und zu der Organisation IPCC können Sie in folgenden Artikeln nachlesen:

Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderung (WGBU) sieht den Klimawandel ebenfalls als Sicherheitsrisiko und hat vier Konfliktkonstellationen herausgearbeitet, die typische Wirkungszusammenhänge an der Schnittstelle zwischen Umwelt und Gesellschaft beschreiben. Er befürchtet, dass deren Dynamik zu gesellschaftlicher Destabilisierung oder Gewalt führen kann:

Klimabedingte Degradation von Süsswasserressourcen
Klimabedingter Rückgang der Nahrungsmittelproduktion
Klimabedingte Zunahme von Sturm- und Flutkatastrophen
Umweltbedingte Migration

Im internationalen Zusammenhang sieht der WGBU sechs Gefährdungen, die die internationale Stabilität und Sicherheit gefährden könnten:

Mögliche Zunahme der Zahl schwacher und fragiler Staaten als Folge des Klimawandels
Risiken für die weltwirtschafltiche Entwicklung
Risiken wachsender Verteilungskonflikte zwischen Hauptverursachern und Hauptbetroffenen
Geährdung der Menschenrechte und Legitimation der Industrieländer als Global-Governance-Akteure
Induzierung und Verstärkung von Migration
Überforderung klassischer Sicherheitspolitik

Zuammenfassung

Im Folgenden werden die Kernaussagen zum Klimawandel zusammengefasst, die von verschiedenen Klimaforschern bestätigt werden:

Es ist nachgewiesen worden, dass der seit 400 000 Jahren typische Co2-Wert in der Atmosphäre von 280 ppm auf inzwischen 380 ppm angestiegen ist.
Dieser Anstieg lässt sich auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Abholzung der Wälder zurückführen.
Ein Anstieg der Co2- Konzentration führt zu einer Erwärmung der obeflächennahen Temperaturen. Verdoppelt sich die Konzentration, liegt die Erwärmung im globalen Mittel sehr wahrscheinlich bei 3 +/- 1°C.
Es ist außerdem eine deutliche globale Klimaerwärmung um 0,6°C festgestellt worden, die in Deutschland bei ca. 1 °C liegt. Insgesamt waren die Temperaturen der ablaufenden zehn Jahre global die wärmsten der seit Beginn der Messunngen im 19. Jahrhundert
Verursacher des Klimawandels ist die gestiegene Konzentration von Co2 und andere anthropogene Gase. Nur ein kleiner Teil lässt sich durch natürliche Ursachen, wie u.a. Schwankungen der Sonnenaktivität erklären.

Die neun Initiativen gegen den Klimawandel des WGBU

Um den Klimawandel aufhalten zu können, entwickelte der WGBU neun Initiativen gegen den Klimawandel. Denn laut WGBU sollte man die Klimapolitik als präventive Sicherheitspolitik verstehen, da man dadurch eventuell eine klimainduzierte Gefährdung der internationalen Sicherheit abwenden kann. Dafür müsste die Klimapolitik in den nächsten 10- 15 Jahren entschieden handeln, um sozioökonomische Verwerfungen und Folgen für die internationale Sicherheit zu vermeiden:

Weltpolitischen Wandel mitgestalten
Vereinte Nationen reformieren
Internationale Klimapolitik ehrgeizig weiterentwickeln
Energiewende in der EU umsetzen
Vermeidungsstrategie partnerschaftlich entwickeln
Anpassungsstrategien für Entwicklungsländer unterstützen
Fragile und vom Klimawandel zusätzlich bedrohte schwache Staaten stabilisieren
Migration kooperativ steuern und internationales Recht weiterentwickeln
Globales Informations- und Frühwarnsystem ausbauen.

Literatur

Prof. Dr. Schubert, Renate (Hrsg.)/Prof.Dr. Schellnhuber, Hans Joachim: "Welt im Wandel: Sicherheitsrisiko Klimawandel", Berlin: Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen, 2007.

Rahmstorf, Stefan (Hrsg.)/ Schellnhuber, Hans Joachim: "Der Klimawandel", München: Verlag C.H.Beck, 2006.

Huber, Felix: "Demografische Entwicklung, Klimawandel, Peak Oil. Antworten der Raum-, Stadt-, und Verkehrsplanung",Paderborn: Ferdinand Schöningh, 2011.

Dokumente

"Auswirkungen des Klimawandels auf Deutschland"- Germanwatch, (PDF)
"Welt im Wandel- Sicherheitsrisiko Klimawandel" - WGBU, (PDF)

Interne Links

Externe Links

IPCC
Klimawandel- Bundeszentrale für politische Bildung(bpb)
Klimawandel- Greenpeace
Die Ursachen des Klimawandels- WWF
Prof.Dr.-Ing. Felix Huber, Bergische Universität Wuppertal
Prof. Stefan Rahmstorf, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung
Prof.Dr.Hans-Joachim Schellnhuber,Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

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