Den Klimawandel verstehen (4)

Die Temperaturen steigen
Ein Gastbeitrag von Kurt Rohmert

Seit der Industrialisierung steigt allmählich die globale Mitteltemperatur der Luft in Bodennähe. Wissenschaftliche Forschungen des IPCC erklären, dass für einen bedeutenden Teil dieses Anstiegs wir Menschen verantwortlich sind. Deshalb sprechen wir von einer anthropogenen – vom Menschen verursachten – Klimaänderung. Es ist aber viel komplizierter.

Die Wetteraufzeichnungen der letzten 140 Jahre des Deutschen Wetterdienstes lassen eine eindeutige Temperaturerhöhung erkennen. Auch wenn diese Werte (mittlere jährliche Temperatur) nur lokal begrenzt sind (nämlich Deutschland), lassen sie wichtige Rückschlüsse zu. Nämlich dass wir von einem Klimawandel sprechen können.

Was ist Klimawandel?

Das Wort steht für die Veränderung des Klimas auf unserem gesamten Planeten, zunächst unabhängig davon, ob menschengemacht oder natürlich. Mit dem derzeitig gemeinten Wandel ist hauptsächlich eine zunehmende Erwärmung gemeint. Die Bestätigung findet man in statistischen Untersuchungen langer Temperaturreihen.

Aber das Klima wandelt sich beständig, auch ohne Zutun des Menschen. Die natürlichen Ursachen dafür sind:
a) Veränderungen in der Konstellation von Erde und Sonne (Milankovitch- Zyklen),
b) Positionen der einzelnen Kontinente, die sich durch die Plattentektonik verändern,
c) Veränderungen der Ozeanzirkulation und
d) Verteilung und Ausdehnung von Gebirgen.

Weiterhin verändert sich die Zusammensetzung unserer Atmosphäre (ohne Einfluss des Menschen) z.B. durch vulkanische Aktivitäten. Auch Extremereignisse, wie Meteoriteneinschläge, waren Auslöser abrupter Klimaveränderungen. Ein Beispiel dafür ist das PETM (Paläozon-Eozän-Thermales-Maximum), die Folge war ein Temperaturanstieg von 5 Grad.

Neben den genannten natürlichen Ursachen ist im Zusammenhang mit dem Klimawandel der menschliche Einfluss gemeint, der zu einer Änderung der globalen Temperaturen führen soll. Man geht davon aus, dass durch das Ansteigen des Anteils an CO2 in der Atmosphäre ein Effekt verursacht wird, der den Strahlungshaushalt verändert und eine zusätzliche Temperatursteigerung hervorruft. Als Gründe werden genannt: Die Verbrennung fossiler Brennstoffe, das Abholzen von Wäldern, der Verlust von Permafrostböden und Feuchtgebieten, sowie stickstoffhaltige Düngemittel und die Nutztierhaltung.

Abb.1: Klimatische Rückkopplungssysteme            Quelle: TU Berlin

Durch die globale Erwärmung steigt auch der Anteil des stärksten Treibhausgases Wasserdampf in der Atmosphäre. Eine warme Atmosphäre nimmt mehr Wasserstoff auf, dadurch wird der o.g. Treibhauseffekt durch den positiven Rückkopplungskreislauf verstärkt (siehe Abb.1).

Temperatur und Erwärmung

Die Diskussion über eine mögliche globale Erwärmung in den vergangenen 140 Jahren hat eine große Bedeutung und öffentliche Aufmerksamkeit erlangt. Um zu genauen Aussagen zu gelangen wird das Klima nicht nur hierzulande sondern auch global überwacht. Wie das geschieht, sagt uns der Deutsche Wetterdienst: Voraussetzung für die Fähigkeit, das Klima zu überwachen, ist die – auch zukünftige – Verfügbarkeit langer Zeitreihen meteorologischer Größen. Diese Beobachtungsdaten werden gesammelt und aufbereitet. Auch die drei wichtigsten Treibhausgase (CO2, CH4 und N2O) werden beobachtet.

Obwohl schon im Mittelalter Forscher (G. Galilei) Thermometer erfunden haben liegt der Beginn der Wetteraufzeichnungen im Jahre 1881. Zuverlässig sind allerdings erst die Satellitendaten seit 1979. Die Messungen mit Thermometern oder Thermistoren sind zwar genau, werden aber auch von äußeren Wärmequellen beeinflusst. Neben Mess-Stationen liefern Wetterballons Daten über Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Satelliten oder schwimmende Messsonden erfassen die Wasserdaten wie Temperatur, Salzgehalt und Strömung. Trotz dieser genauen Messungen stoßen Forscher selbst bei ihren komplexen Berechnungen an Grenzen.

Zur Simulation von Vorhersagen und zukünftigen Projektionen des Klimas werden daher Klimamodelle benötigt, die möglichst alle relevanten Prozesse des Klimasystems berücksichtigen. Diese (Computer-) Modelle sind in der Lage, alle wesentlichen Prozesse der einzelnen Schichten unserer Atmosphäre unseres Planeten zu beschreiben. Die jetzige Generation der Klimamodelle hat jedoch noch Schwächen. Um die physikalischen Gleichungen lösen zu können, müssen Annahmen gemacht werden. Doch damit findet nur eine Annäherung an reale Prozesse statt, was folglich auch von den Kritikern bemängelt wird. Für sie bleiben die Modelle ungenau.

Unsere Erdgeschichte

Ein Rückblick in die Klimageschichte zeigt, die Erdgeschichte ist zwangsläufig mit der Klimageschichte verbunden. Wir wissen noch aus der Schule, dass es mal viel heißer und feuchter war, als die Dinosaurier noch lebten. In Europa wuchsen Pflanzen, die heute nur noch in den Tropen wachsen. Später, während der Eiszeiten, bedeckte ein Panzer aus Eis weite Teile der Welt, auch Europa. In Deutschland reichte das Eis bis an die Mittelgebirge. Ursache dieser extremen, aber natürlichen, Klimaveränderungen waren wohl Vulkanausbrüche und Schwankungen der Erdumlaufbahnen. Die letzte große Eiszeit endete vor ca. 12.000 Jahren.

Der Einfluss des Klimas auf den Menschen prägte die gesellschaftliche und technische Entwicklung des Menschen. Die Rekonstruktion des Klimas durch Simulation der geologischen Vergangenheit hilft auch, das Klima und seine Dynamik besser zu verstehen. Dazu greift man auf Ersatzdaten (Proxydaten) zurück, weil keine instrumentellen Daten vorliegen: z.B. Eisbohrkerne oder Baumringe.

Die paläoklimatologische Rekonstruktionsmethode polarer Eisbohrungen, die besonders genau ist, reicht bis zur EEM-Warmzeit (125.000 Jahre von heute) zurück, die etwas wärmer und labiler als die heutige Warmzeit war. Belegt sind abrupte Klimaänderungen innerhalb von Jahrzehnten. Auch der Kohlendioxidgehalt schwankte stark und ähnelte unserer Industriezeit.

Abb.2: Temperaturen der letzten 10.000 Jahre                                                                 Quelle: Prof. Kehl TU Berlin

Seit der letzten Eiszeit vor ungefähr 11.000 Jahren hat sich die Erde insgesamt um ca. 5 Grad erwärmt. Wir befinden uns de facto in einer Warmzeit (siehe Abb.2). Allgemein betrachtet sind die Temperaturen zwar stabil, aber trotzdem können wir im Holozän mehrere kleine Kalt- bzw. Warmzeiten verzeichnen. Alle Wechsel haben eins gemeinsam: die Temperatur liegt jeweils 0,5-1 Grad über oder unter Normal. Ursache für die Entstehung des Holozän war eine veränderte Erdumlaufbahn, das Ergebnis überwiegend günstige klimatische Bedingungen. Diese sorgten jeweils für ein Florieren des Handels und der Landwirtschaft. Die kleinen Kaltzeiten dagegen bedeuteten Missernten und Versorgungsengpässe.

Im Altertum (etwa 4. bis 7. Jahrhundert n. Chr.) wuchsen durch kühle Temperaturen die Alpengletscher wieder und Sturmfluten suchten die Küsten heim. Das nördliche Europa wurde von Hungersnot heimgesucht und im Osten sorgten Dürren für das Ende des Handels. Um 800 wurde es wieder 2 Grad wärmer und Europa ergrünte. Wir sehen, dass 2 Grad höhere Temperaturen für den Menschen keine Katastrophe bedeuteten. Der CO2-Gehalt war im Holozän bis vor 140 Jahren sehr stabil.

Was sagen die Experten zur Temperaturerhöhung?

Zunächst schauen wir in die Berichte des IPCC. Der 3. Bericht von 2001 für politische Entscheidungsträger spricht auf S. 4 davon, dass „die Entscheidungsfindung bezüglich Klimaänderung ein schrittweiser Prozess unter allgemeiner Unsicherheit ist.“ Im 5.Bericht (2013) auf S.2 wird die Aussage zum Anstieg der globalen Temperatur konkreter: „Die weltweit beobachteten Temperaturen von Land- und Ozean-Oberflächen zeigen einen Anstieg von etwa 0.85 Grad Celsius zwischen 1880 bis 2012.“ Im Sonderbericht 2018 war es dann eine Erwärmung von 1 Grad über Normal.

Die Aussage „Das Klima hat sich schon immer verändert … ist völlig korrekt und unumstritten“, so Prof. Rahmstorf (PIK) 2007 in der FAZ. Er folgt uneingeschränkt dem IPCC, dass die Erwärmung der letzten 50 Jahre vom Menschen herbeigeführt ist. Das Umweltbundesamt ist vorsichtiger und geht von einem bedeutenden Anteil des Menschen aus. Auf der Seite des PIK nimmt er so zum Klimawandel Stellung : „Das Klima wird von verschiedenen äußeren Faktoren beeinflusst (Erdbahnzyklen, Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche, Aerosole, Treibhausgase) und unterliegt zudem internen Schwankungen. Die globale Oberflächentemperatur wird durch die Überlagerung all dieser Einflüsse bestimmt und nicht durch einen einzelnen Faktor.“ Ein Widerspruch?

Betrachten wir die andere Seite. Fritz Vahrenholt, der ehemalige Umweltsenator, schreibt in seinem Buch (Unerwünschte Wahrheiten) auf S.27: „Die Erwärmung unserer Welt ist real.“ Seine Feststellung zur Erhöhung der Temperaturwerte folgt den Angaben des IPCC, also 1 Grad in den letzten 150 Jahren.

Aber er berücksichtigt auch die natürlichen Wärme- und Kältephasen der Vorzeit. Weiter „Die moderne Erwärmung der letzten 150 Jahre lässt sich nur im Kontext der vorindustriellen Klimageschichte vollständig verstehen.“ Für ihn steht fest, dass „das Klima heute ein Gemisch natürlicher und anthropogener Antriebe ist, das seit der vorindustriellen Zeit (um etwa 1850) allein von natürlichen Faktoren angetrieben wurde. Es bleibt ein Phänomen, warum beim IPCC kein Interesse an den Milleniumszyklen besteht“ (regelmässige Kalt- und Warmzeiten im Holozän), nachzulesen ab S. 54.

In wikipedia weist die Erdgeschichte für das Holozän und unsere menschlichen Hochkulturen auf ein stabiles Klima mit einem Korridor von +- 0,6 Grad hin, zum Teil wärmer als heute. Trotzdem wird ein Zusammenhang von regelmäßig wechselnden Warm- und Kaltzeiten nicht als Grund für die heutige Temperaturerhöhung angesehen.

Deutlich entspannter sieht der Klimaforscher Hans von Storch (Uni Hamburg) den Klimawandel. Dinge wie die Armut oder der Hunger auf der Welt bewegen ihn persönlich mehr als der zweifellos gravierende Klimawandel. Aber selbst ein Klimaforscher wie Mojib Latif (ebenfalls vom Klima Konsortium) warnt : „ Auch wenn ein Zusammenhang zwischen hohen Temperaturen und Erderwärmung auf der Hand zu liegen scheint, ganz so einfach ist es nicht.“

Viele Wissenschaftler haben über Ausmaß, Ursachen und Folgen eine andere Gewichtung. Rahmstorf nennt diese, die nicht den Menschen als alleinige Ursache ansehen, Leugner. Unterstützung erhält er von den Medien, z.b. focus. Für die Redakteurin Christina Steinlein ist die Antwort auf solche Leugner einfach. Die Argumente der Klimaskeptiker seien „Scheinargumente, die darauf beruhen, dass sie nicht informiert sind.“ Gut, dass es Frau Steinlein gibt.

Es folgt Teil 5 Das Böse mit Namen CO2.

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