Quelle: pixelio, Rainer Sturm

Klimawissen kompakt

Der weltweite Klimawandel hat längst begonnen. Er betrifft alle: Die globale Temperatur erreicht immer neue Spitzenwerte, Extremwetterereignisse nehmen zu, Gletscher schrumpfen, neue Tier- und Pflanzenarten siedeln sich bei uns an. Es ist offenkundig, dass wir rasch und engagiert handeln müssen.

 

Bild: pixelio, Rainer Sturm

 

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Klimawissen kompakt

Die Weltgemeinschaft hat sich mit dem Pariser Klimaschutzabkommen von 2015 darauf verständigt, die globale Temperaturerhöhung auf maximal 2 Grad gegenüber vorindustriellen Werten zu begrenzen. Die Klimaszenarien des jüngsten Sachstandsberichts des Weltklimarats IPCC (AR5, 2013-2014; siehe Grafik "Klimaszenarien") belegen die Dramatik der Entwicklung: Die so genannten repräsentativen Konzentrationspfade (RCP) beinhalten zukünftige Emissionsverläufe, Treibhausgaskonzentrationen und Strahlungsantriebe, die bei einer bestimmten Bevölkerungsentwicklung sowie Art und Weise der Energie- und Nahrungsmittelproduktion und Landnutzung zu erwarten sind (rote, gelbe und grüne Linien). Ein „weiter so wie bisher“ (rote Linien) würde demnach die Treibhausgaskonzentration weiter auf rund 1.370 ppm CO2-Äquivalent ansteigen lassen. Dadurch würde die globale Mitteltemperatur bis zum Jahr 2100 um circa 4,8 Grad gegenüber dem Jahr 1850 steigen.

Die Begrenzung der Erwärmung ist demnach zwar noch möglich, bedarf jedoch eines tiefgreifenden gesellschaftlichen Wandels. Verfehlen wir dieses Ziel, so legen die Berichte nahe, könnten sich die Lebensbedingungen und damit auch das Leben auf der Erde, wie wir sie kennen, grundlegend und somit für die nachfolgenden Generationen ändern.

Einig ist sich die Wissenschaft auch darüber, dass der Mensch den Klimawandel verursacht hat. Nicht alle Interessenvertreter wollen dies wahrhaben. Auf dieser Internetseite stellen wir Ihnen fundierte Fakten zum Klimawandel zusammen. Nur gemeinsam können wir etwas erreichen: Nutzen Sie die Inhalte und Links gerne auch für Ihre eigene Überzeugungsarbeit! Wie Sie Klimaskeptikern mit Hintergrundwissen gekonnt begegnen können, haben zum Beispiel folgender wissenschaftlicher Leitfaden und dieses Übersichtspapier unumstrittener Basisfakten kompakt aufbereitet.

 

Klimawandel in Leichter Sprache

Treibhauseffekt und Klimawandel

Was bedeutet Treibhauseffekt?

Der natürliche Treibhauseffekt ist die Voraussetzung dafür, dass auf der Erde Leben entstehen konnte. Würde die Erde lediglich im Strahlungsaustausch mit der Sonne und dem All stehen, würde die durchschnittliche Temperatur auf der Erde - 18 Grad Celsius betragen.

Die vielfältigen Lebensformen auf der Erde wären bei diesen Temperaturen nicht oder kaum entstanden. Spurengase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan, die nur in sehr geringen Anteilen in der Atmosphäre vorkommen, bewirken jedoch einen Treibhauseffekt und führen dazu, dass die Durchschnittstemperatur auf der Erde seit einigen Tausend Jahren bei etwa + 15 Grad Celsius liegt. Die einkommende kurzwellige Solarstrahlung wird hierbei an der Erdoberfläche und in der Troposphäre – der unteren Atmosphärenschicht – in Wärmestrahlung umgesetzt.  Die genannten Treibhausgase strahlen dann die Wärme auf die Erdoberfläche zurück. Das verringert die Rückstrahlung der Sonnenenergie in das Weltall. Die Wärmebilanz der Erde verschiebt sich hin zu höheren Temperaturen (siehe Grafik "Treibhauseffekt").

Was bedeutet Klimawandel?

Die mittlere Temperatur schwankte in den vergangenen 10.000 Jahren um weniger als ein Grad. Allein seit vorindustrieller Zeit um 1850 ist die mittlere Temperatur der Erde jedoch genau um diesen Betrag gestiegen. Sie hat im Jahr 2016 mit rund 1,1 Grad ein neues Maximum erreicht (siehe Grafik "Temperaturentwicklung"). In Europa ist es sogar rund 1,2 Grad wärmer geworden.

Was nach unserem Temperaturempfinden wenig erscheinen mag, bedeutet für einen langfristigen und großräumigen Mittelwert eine dramatische Veränderung. Vor allem die Geschwindigkeit dieser Änderung war so noch nie zu beobachten und kam vermutlich auch innerhalb der letzten 50 Millionen Jahre nie vor. Weltweit waren die 2010er Jahre das wärmste Jahrzehnt seit Beginn der instrumentellen Temperaturerfassung im Jahr 1861; 19 der 20 wärmsten Jahre wurden allesamt im neuen Jahrtausend verzeichnet.

Dies, obwohl die Erhitzung durch einen gigantischen Puffer abgefedert wird. Der Ozean fungiert nämlich als ein gigantischer Wärmespeicher, der 93 Prozent der zusätzlichen Wärmemenge aufnimmt. Weitere 3 Prozent der Energie nehmen Kontinente und Eismassen auf, so dass nur 1 Prozent der zusätzlichen Wärmestrahlung zur effektiven Erwärmung der bodennahen Luftschichten beitragen (siehe Grafik "Wohin fließt die globale Erwärmung").

Ebenfalls belegt ist, dass die Ozeane seit 1980 rund 20 bis 30 Prozent der menschgemachten CO2-Emissionen aufgenommen haben. Beide Prozesse haben jedoch negative Folgen: Der wärmer werdende Ozean dehnt sich aus, so dass der Meeresspiegel stetig ansteigt und führt zweitens dazu, dass sich das Klimasystem, wenn auch zeitlich verzögert, weiter erhitzt (siehe Grafik "Meeresspiegelanstieg"). Durch das aufgenommene CO2 bildet sich hingegen Kohlensäure, was kalkbildende Meereslebewesen wir Korallen, Muscheln und Krebse zusätzlich bedroht.
 

Klimawandel ist menschengemacht

Aus wissenschaftlicher Sicht besteht kein Zweifel mehr daran: Die im vergangenen Jahrhundert beobachtete Erderwärmung ist auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen.

Hauptursache für diesen anthropogenen, sprich vom Menschen gemachten Treibhauseffekt ist die Verbrennung der fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas. Diese haben bei ihrer Entstehung über Jahrmillionen große Mengen an Kohlenstoff gebunden. Durch die Verbrennung reichert sich der Kohlenstoff nun in Form von Kohlendioxid in wenigen Jahrhunderten zusätzlich in der Atmosphäre an. Der Mensch erhöht somit durch seine Art der Energienutzung kontinuierlich die Konzentration dieses Treibhausgases in der Atmosphäre. Auch die Zerstörung von Waldgebieten, insbesondere in den Tropen, die Landnutzung im Allgemeinen,der Verlust an Feuchtgebieten oder durch den Klimawandel geschwächte Waldbestände tragen zu einem Anstieg bei.

Im Jahr 2016 wurde die Kohlendioxid-Konzentration von 400 parts per million (ppm) überschritten – sowohl im globalen Mittel als auch in regionalen Messstationen des Umweltbundesamts auf der Zugspitze und im Schauinsland (Schwarzwald). Dies bedeutet einen Anstieg um mehr als 42 Prozent gegenüber 280 ppm in vorindustrieller Zeit. Die jährliche Rate des Anstiegs hat sich hierbei über die vergangenen 15 Jahre annähernd vervierfacht: von rund 0,55 ppm pro Jahr in den 1950er Jahren auf rund 2 ppm pro Jahr (siehe Grafik "Kohlendioxid-Konzentration").

Die jährlichen Schwankungen der Kohlendioxidkonzentrationen sind auf die Jahreszeiten und die damit verbundene Verbreitung der Vegetation zurückzuführen. Bei einer üppigen Vegetationsdecke im Sommer sind die Photosyntheseleistung und somit auch die Kohlendioxidbindung maximal. Das führt zu spätsommerlichen Minima der Messreihen auf der Nordhalbkugel. Im Winter entfällt diese Senkenwirkung der Vegetation und die CO2-Konzentrationen erreichen vor Einsetzen des Frühjahrs ein jahreszeitliches Maximum.

Auf Grund der dominanten Rolle von Kohlendioxid beim menschengemachten Klimawandel wird die Konzentration der weiteren Treibhausgase in der Regel hierzu in Bezug gestellt und die Gesamtkonzentration in CO2-Äquivalenten angegeben.

Die Gletscher schmelzen

Eines der sichtbarsten Zeichen dafür, dass es in unseren Breiten wärmer wird, ist der starke Rückgang der Gletscher in den Alpen. Seit Beginn der Industrialisierung bis 1980 sind die Alpengletscher um rund ein Drittel der Fläche und um etwa die Hälfte der Masse geschmolzen. Seither ging das verbliebene Eis um weitere 20 bis 30 Prozent zurück. Gletscherforscher rechnen heute damit, dass die Alpengletscher noch in diesem Jahrhundert fast vollständig abschmelzen werden (siehe Grafik "Entwicklung der Alpengletscher"). Weltweit betragen die jährlichen Verluste an Landeismasse nach Angaben der NASA mehr als 427 Milliarden Tonnen, fast zwei Drittel hiervon auf Grönland.

Südwesten besonders betroffen

Generell betrifft die Klimaerwärmung Landmassen stärker als Ozeane, die thermisch träger als Landoberflächen reagieren. Ebenso erwärmen sich die Polregionen stärker als Gebiete nahe dem Äquator. Europa als Landmasse der mittleren Breiten trifft der Klimawandel somit tendenziell härter. Die Europäische Energieagentur (EEA) prognostiziert für Europa bis zum Ende des Jahrhunderts einen weiteren Anstieg der Mitteltemperatur um 1,0 bis 5,5 Grad im Vergleich zu 1990.

In Baden-Württemberg liegen die wärmsten Regionen Deutschlands, so dass gerade entlang des Oberrheins und in Städten mit neuen Hitzerekorden zu rechnen ist. Extremereignisse wie Überschwemmungen, Hitze- und Trockenperioden, Herbst- und Winterstürme oder Hagel nehmen zu – eine bedrohliche Auswirkung des Temperaturanstiegs. Auch die Niederschlagsmenge und deren saisonale Verteilung werden sich verändern. Weitreichende Folgen sind für Mensch und Natur in Baden-Württemberg zu erwarten – zum Beispiel für Landwirtschaft, Gesundheit und Grundwasser. Wie viel wärmer es in Ihrer Stadt bereits ist, können Sie in einer Animation der BBC nachsehen.

Aus diesem Grund kommt dem Klimaschutz eine zentrale Bedeutung zu bei der Vermeidung oder zumindest Abmilderung des Klimawandels. Aber auch die Anpassung an den bereits in Gang gesetzten Klimawandel im Südwesten muss aktiv gestaltet werden.

Sich auf den Klimawandel einstellen

Neben einer Reduktion der Treibhausgasemissionen (als Ursache für den Klimawandel) ist es wichtig, dass wir uns frühzeitig auf die Folgen des nicht mehr vermeidbaren Klimawandels einstellen:

  • Wie machen wir unsere Wälder widerstandsfähiger gegen Stürme, Hitze- und Trockenperioden oder Schädlinge?
  • Wie bereiten wir unsere Städte durch Grünzüge, Frischluftschneisen oder neue Mobilitätskonzepte auf die zukünftigen Bedingungen vor?
  • Wie schützen wir flussnahe Siedlungsgebiete vor einem Jahrhunderthochwasser?
  • Welche Anbausorten liefern auch in Zukunft noch gute und sichere Erträge?

Um sich diesen und weiteren Fragen der Klimaanpassung zu stellen, hat sich das Land Baden-Württemberg in seinem Klimaschutzgesetz auch dazu verpflichtet, eine Strategie zur Anpassung an die veränderten klimatischen Bedingungen zu entwickeln. Zu den Handlungsbereichen gehören:

  • Wald und Forstwirtschaft
  • Landwirtschaft
  • Boden
  • Naturschutz und Biodiversität
  • Wasserhaushalt
  • Tourismus
  • Gesundheit
  • Stadt- und Raumplanung
  • Wirtschaft und Energiewirtschaft

Exkurs: Kippelemente

So genannte Kippelemente des Klimawandels sind Bestandteile des Erdsystems von überregionaler Größe, die in Bezug auf Klimaveränderungen ein Schwellenverhalten aufweisen: Wird der jeweilige Schwellenwert überschritten, setzt das unumkehrbare, oft selbstverstärkende Prozesse in Gang. Auf diese Weise wird in geologisch kürzester Zeit ein grundlegend neuer Klimazustand herbeigeführt. Die weitreichenden Umweltauswirkungen dieser Prozesse gefährden Ökosysteme ebenso wie die menschliche Zivilisation als Ganzes. Die Wissenschaft hat solche Kippelemente in Bezug auf bestimmte Eiskörper, Ökosysteme sowie marine und atmosphärische Strömungssysteme identifiziert (siehe Grafik "Kippelemente").

Das Ziel der internationalen Staatengemeinschaft, die Erderwärmung auf maximal 2 Grad zu begrenzen, wird als Schwelle gesehen, ab deren Überschreiten eine Reihe von Kippelementen wahrscheinlich wirksam werden.

Kippelemente der Polarregionen

Die Polarregionen sind am stärksten vom Klimawandel betroffen. Der Rückgang der sommerlichen Meereisbedeckung in der Arktis um mehr als zehn Prozent je Dekade hat für den Strahlungshaushalt der Erde erhebliche Folgen. Indem weiße Landmasse der dunklen Meeresoberfläche weicht, kann weit weniger Sonnenstrahlung reflektiert und ins Weltall abgegeben werden. Die Erwärmung der Polregionen verstärkt sich – einmal in Gang gesetzt – somit selbst.

Dieses als Eis-Albedo-Rückkopplung bezeichnete Phänomen tritt auch in Hochgebirgen wie den Alpen zu Tage: Dort setzen die verschwindenden Gletscher zunehmend dunkle Gesteinsoberflächen frei. Auf Festland aufliegende, abtauende große Eismassen in der Antarktis und Arktis lassen zudem den globalen Meeresspiegel ansteigen. Dies bedroht vor allem Küstenregionen und Inseln existenziell. Allein das vollständige Abtauen des Grönlandeisschilds als ein Kippelement des Klimasystems würde den Meeresspiegel um rund sieben Meter ansteigen lassen. Die Zunahme von Süßwassereinträgen in der Arktis verändert dort zudem die Salzkonzentration nahe der Meeresoberfläche. Dadurch können sich Meeresströmungen verändern. Ein Abschwächen des Golfstroms und somit der „Wärmepumpe“ für Europa beschreiben Wissenschaftler daher als weiteres Kippelement des Klimasystems.

Die Veränderungen in den Polregionen bewirken auch, dass Permafrost abtaut: An Land sind dann die Stabilität von Gebäuden und Verkehrslinien bedroht; zudem setzt dies das Treibhausgas Methan aus dem Boden in großen Mengen frei, was den Klimawandel in Form einer positiven Rückkopplung und weiterem Kippelement abermals verstärkt.

Eine animierte Zeitserie der sommerlichen Meereisbedeckung der Arktis seit 1979 veröffentlicht die NASA.

Temperaturentwicklung

Der globale Anstieg der Temperatur seit vorindustrieller Zeit hat 2016 mit rund 1,1 Kelvin bzw. Grad Celsius ein neues Maximum erreicht. Dargestellt sind die Zeitreihen von vier der weltweit bedeutendsten Institutionen. Die Temperaturabweichungen beziehen sich jeweils auf den Referenzzeitraum von 1951 bis 1980 (Nulllinie). Quelle: Deutscher Wetterdienst

Klimaszenarien

Beobachtete (schwarz) und simulierte Änderungen (farbig) der global gemittelten 2 m-Temperatur, bezogen auf den Zeitraum 1986 bis 2005.
Quelle: Deutsches Klimarechenzentrum
Linktipp: Animation der Erwärmung bis 2100 bei simuliertem Minimal- und Maximalszenario

Treibhauseffekt

Der natürliche Treibhauseffekt erhöht die Temperatur an der Erdoberfläche von - 18 auf + 15 Grad Celsius. Einfallende kurzwellige Solarstrahlung setzt in der Atmosphäre natürlich vorkommende Spurengase in Wärmestrahlung um. Die so genannten Treibhausgase verringern so die Rückstrahlung der Sonnenenergie ins Weltall.
Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie

Wohin fließt die globale Erwärmung?

Die Ozeane nehmen rund 93 Prozent der menschengemachten Überschussenergie auf. Weitere 3 Prozent speichern Kontinente und Eismassen, so dass nur 1 Prozent in der Lufthülle der Erde verbleibt. Quelle: Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren e. V.

Kohlendioxid-Konzentration

Entwicklung im weltweiten Mittel sowie an ausgewählten Messstationen.
Quelle: Umweltbundesamt

Meeresspiegelanstieg

Seit dem Jahr 1900 ist der Meeresspiegel um durchschnittlich 16 Zentimeter angestiegen, allein 9 Zentimeter seit Beginn der globalen Satellitenmessungen im Jahr 1993. Ursache des zunehemden Tempos des Anstiegs ist die beschleunigte Eisschmelze in Grönland und der Antarktis, die als Süßwasser in den sich erwärmenden und in Folge ausdehnenden Ozean hineinströmen.
Quelle: Helmholtz-Zentren deutscher Forschungsgesellschaften e. V.

Entwicklung der Alpengletscher

Entwicklung des Pasterze-Gletschers auf dem Großglockner (Österreich) von 1938 bis 2019. Quelle und weitere Fotovergleiche: Deutsches Gletscherarchiv der Gesellschaft für ökologische Forschung e. V.

Klimawandel in Deutschland

Die Grafik visualisiert die Durchschnittstemperatur für Deutschland zwischen 1881 und 2017; jeder Streifen steht für ein Jahr, Basis ist der Datensatz des DWD; Grafik: Ed Hawkins/klimafakten.de

Klimawandel im Deutschland

Abweichung der Jahresmittel-Temperatur in Deutschland im Jahr 2016 im Vergleich zu 1961 bis 1990. Quelle mit zahlreichen weiteren Vergleichen und Szenarien: Deutscher Klimaatlas des Deutschen Wetterdienstes

Kippelemente

Quelle und weitere Informationen zu den dargestellten Kippelementen: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung