Kompendium - Klima
In diesem Teil werden die Grundlagen des Klimas beschrieben. Außerdem wird auf die aktuelle Klimasituation auf der Erde eingegangen und wie sich das Klima unter verschiedenen Szenarien entwickeln kann.
Was ist das Klima?
Zunächst einmal muss der Begriff Klima und Wetter unterschieden werden. Klima beschreibt im Grunde den mittleren Zustand der Atmosphäre eines bestimmten Ortes, bzw. eines gesamten Gebietes über einen Zeitraum von mindestens 30 Jahren. Diese Zeitspanne wird von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO – World Meteorological Organization) empfohlen. Dabei können aber auch durchaus Betrachtungszeiträume von Jahrhunderten und Jahrtausenden in Betracht gezogen werden [1].
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Das Wetter hingegen entspricht dem atmosphärischen Zustand eines Ortes oder einer Region über einen kürzeren Zeitraum – Beispiel eines Tages oder einer Woche [2].
Welche Faktoren beeinflussen das Klima?
Das Klimasystem der Erde ist hochkomplex und hat sich im Laufe der Erdgeschichte verändert. In den letzten 3 Mio. Jahre hat die globale Mitteltemperatur zwischen 8 °C und 16 °C geschwankt. Ursachen für die Klimaveränderungen sind Veränderungen der geostratophysikalischen Parameter, wie der Solarkonstante oder bestimmter Erdparameter. Weitere Ursachen sind die Veränderung der Landnutzung und schließlich die Änderung der Treibhausgasanteile in der Atmosphäre [3].
Die Treibhausgase haben auf das gesamte Erdklima den größten Einfluss. Sie sind für den sogenannten Treibhauseffekt verantwortlich.
Die Erdatmosphäre selbst – also die Lufthülle, welche uns alle umgibt – enthält verschiedenste Gase, unter anderem auch sogenannte Treibhausgase. Die Sonnenstrahlen können nun zum Großteil die Atmosphäre und die darin enthaltenen Gase passieren. Die langwelligen Strahlen – nämlich die Infrarot- oder Wärmestrahlen – werden allerdings durch die Moleküle in der Atmosphäre, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid (CO2) absorbiert, was zu einer Erwärmung der Atmosphäre führt. Das CO2 gehört unter anderem eben zu diesen Treibhausgasen.
Dieser Effekt ist zunächst nicht schlimm, im Gegenteil: für uns überlebenswichtig! Dieser Effekt stellt sicher, dass es auf der Erde warm genug für das Leben ist. Deshalb wird auch vom natürlichen Treibhauseffekt gesprochen [4].
Erdgeschichtliche Klimaentwicklung
Das Interessante dabei ist: aus der Erdgeschichte konnte beobachtet werden, dass sich auf der Erde Warm- und Kaltzeiten zyklisch abwechseln. Es wird dabei auch von den Milanković-Zyklen gesprochen. Innerhalb der Warmzeiten ist eine höhere Treibhauskonzentration in der Atmosphäre aufzufinden, entsprechend in den Kaltzeiten ist die Treibhausgaskonzentration geringer.
Der Klimawandel heute und die Rolle des Menschen
Jetzt könnte argumentiert werden, dass es ja schon immer gewisse Klimawandel gab – wozu also die Aufregung?
Auch, wenn es schon immer zu Klimaveränderungen kam, ist der Unterschied zu heute allerdings die rasante Geschwindigkeit, verglichen mit beispielsweise von vor 200.000 Jahren. Hat sich das Klima vor 200.000 Jahren innerhalb von rund 40.000 Jahren um ca. 2 °C (2 K) verändert, hat sich das Klima seit dem Jahre 1850-1900 bis heute, um ca. 1,2 °C (1,2 K) verändert. Eben diese Geschwindigkeit ist besorgniserregend, insbesondere, weil nicht klar ist, bis zu welcher Temperatur sich die Erde weiter aufheizt.
Viele sagen nun, dass der menschliche Einfluss vernachlässigbar ist, aber dieser Glaubenssatz ist trügerisch. In der Wissenschaft ist unumstritten, dass der Mensch den größten Einfluss auf die derzeitige Klimaentwicklung hat.
Seit der Industrialisierung – gegenüber des Jahres 1850-1900 – stößt die Menschheit exponentiell wachsende Mengen an CO2 aus. Die Ursachen sind die massive Verbrennung fossiler Energieträger, wie Kohle, Öl, und Gas. Gegenüber dem Jahre 1850-1900 bis heute hat sich die Erdtemperatur um 1,2 °C (bzw. 1,2 K) erhöht [5]. Mit rund 420 ppm CO2, waren noch nie derart große Mengen Treibhausgase in der Atmosphäre – Tendenz steigend.
Leider bleibt auch unsere Heimat Karlsruhe nicht verschont. Ein Helmholtz-Forschungsprojekt zeigt die Kohlenstoffdioxid-Konzentration in Karlsruhe.
Die folgende Grafik zeigt die natürlichen Einflüsse auf das Weltklima und stellt die menschlichen Einflüsse gegenüber.
Folgen des Klimawandels
Schon heute sind die Folgen des Klimawandels – mit ca. 1,2 °C (1,2 K) deutlich spürbar. Nach Angaben des IPCC-Berichts vom Februar 2022 gilt: „Die Auswirkungen, die wir heute sehen, treten viel schneller auf und sind zerstörerischer und weitreichender als vor 20 Jahren erwartet.“ [6]
Dazu gehören die weltweiten Häufungen und die Extreme von Waldbränden, Starkregenereignisse, Hitzewellen oder Dürren. Mit dem Klimaschutzabkommen in Paris wurde das bekannte 1,5 °C Ziel vereinbart. Damit hat sich die Staatengemeinschaft das Ziel gesetzt, die Erwärmung des Klimas auf deutlich unter 2 °C (2 K), noch besser, auf 1,5 °C (1,5 K) zu begrenzen, um weitere und noch verheerendere Folgen des Klimawandels abzumildern.
Unter der Annahme, dass die Menschheit die zugesagten Klimaschutzzusagen umsetzen würden, könnte sich das Klima bis zum Jahr 2100 allerdings um 2,9 °C (2,9 K) erhöhen [7].
Das verheerende dabei sind nicht nur die zunehmenden Wetterextreme, sondern neben großen Fluchtbewegungen [9] vor allem auch sogenannte Klimakipppunkte. Das bedeutet – Effekte, welche durch den Klimawandel hervorgerufen werden, verstärken sich ab einem bestimmten Zeit- oder Kipppunkt selbst so stark, dass sie nicht mehr umkehrbar sind. Ein Beispiel ist das schmelzende Eis. Schmilzt das Eis an den Polen weiter, reicht ab einem bestimmten Zeitpunkt die Reflektion durch den Albedo-Effekt nicht mehr aus. Es wird also wärmer und es schmilzt gerade noch mehr Eis [8].