Klimaerwärmung - Was verursacht die globale Erwärmung?

Klimagipfel - Weitere Belege für menschengemachte Klimaänderungen

Milde Winter, verregnete Sommer - dass Klimagase wie Kohlendioxid dafür verantwortlich sein könnten, scheint die Industrie rund um den Globus kaum mehr wahrhaben zu wollen. Bonner Wissenschaftler wiesen jedoch anhand von Simulationen nach, dass Treibhausgase bei der Klimaerwärmung zumindest beteiligt sind. Die Ergebnisse der Studien werden auf dem Bonner Klimagipfel (16. bis 25. Juli) diskutiert.

Die Meteorologen untersuchten anhand verschiedener Computermodelle den Einfluss der Treibhausgas-Konzentration auf die so genannte "Nordatlantische Oszillation" (NAO). Sie beschreibt die Schwankung des Druckverhältnisses zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlantiks. Als Maßeinheit gilt der "NAO-Index": Dieser ist positiv, wenn über Island ein sehr tiefer und über den Azoren ein sehr hoher Druck herrscht. Bei geringen Druckunterschieden wird der NAO-Index negativ. Normalerweise ändert sich der Wert von Jahr zu Jahr. Während der letzten 30 Jahre lag er jedoch überwiegend im positiven Bereich. Das bedeutet, das zwischen Island und den Azoren große Druckunterschiede bestanden. Sie wirkten wie ein Föhn und trieben im Zusammenspiel mit der Erddrehung starke Nordwestwinde mit feucht-milder Luft nach Nordeuropa.

Ein ähnlich hoher NAO-Index wie heute herrschte in den "warmen 20er Jahren" schon einmal. "Untersuchungen britischer Wissenschaftler haben jedoch ergeben, dass diese Warmphase vor allem auf vermehrte Sonnen- und Vulkanaktivitäten zurückzuführen ist", so Dr. Heiko Paeth vom Meteorologischen Institut der Bonner Uni. "Die aktuelle Erwärmung lässt sich hingegen nur erklären, wenn man die gestiegene Kohlendioxid-Konzentration mit einbezieht."

Zwar zeigt ein Blick in die Vergangenheit, dass es von jeher Klimaänderungen gegeben hat und offensichtlich auch extreme und plötzliche Veränderungen. Vor 6.000 bis 7.000 und noch einmal vor 4.000 bis 5.000 Jahren, im so genannten "Hauptoptimum" der Nacheiszeit, war das Klima möglicherweise schon einmal deutlich wärmer und feuchter als heute.

Satellitenaufnahmen beweisen, dass es Flusssysteme in der Sahara gab, die biblischen Berichte über die "Sintflut" fallen ebenfalls in diese Epoche. Warm war es auch zur Römerzeit ("Römisches Optimum"), was Hannibal den Übergang über die Alpen erleichterte, und noch einmal im Mittelalter ("Mittelalterliches Optimum"), wodurch es den Normannen möglich wurde, Grönland (das "grüne Land") für 200 Jahre zu besiedeln und weit vor Kolumbus Amerika zu entdecken. In England wurde im Mittelalter sogar Wein angebaut.

Während der letzten 600 bis 1.000 Jahre scheint jedoch kein Jahrhundert so warm wie das 20. gewesen zu sein. Niemals hat es innerhalb von 100 Jahren eine Temperaturschwankung von 0,5 Grad oder gar mehr gegeben - und ebenso wenig ereignete sich in 30 Jahren ein Anstieg von 0,4 Grad wie in den letzten drei Jahrzehnten. Dabei mögen sich die einst vorhergesagten Horrorszenarien zwar nicht bestätigt haben. Im Zuge einer natürlichen Klimaerwärmung im Rahmen der momentanen Warmzeit könnten die Treibhausgase allerdings jenen Tropfen ausmachen, der das Klimafass zum Überlaufen bringt.

Silikatkreislauf

Forscher befürchten, dass das zweithäufigste Element der Erdkruste, Silizium, eine wichtigere Rolle im Klimageschehen des blauen Planeten spielt als bisher angenommen. Das berichten Esperten des Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT) in Bremen. Durch menschliche Eingriffe werde der Silikatkreislauf nämlich empfindlich gestört. Besonders Staudämme seien ein Faktor, der bisher zu wenig beachtet wurde. Das liege daran, dass die Dämme erhebliche Mengen von Silikat auf dem Kontinent zurückhielten.

Die Experten in Bremen haben sich unter anderem mit Forschungsergebnissen der vergangenen Jahre beschäftigt, die vom "Scientific Committee on Problems of the Environment (SCOPE)", einem internationalen Forschungsprogramm, das sich dem Siliziumkreislauf am Übergang zwischen Land und Meer widmet, erstellt wurden. Flussufer und Küsten sind bevorzugte Siedlungsgebiete des Menschen. Die wirtschaftliche Nutzung dieser ziehe jedoch massive Umweltprobleme nach sich. Unter anderem gelangten Nitrate und Phosphate, wesentliche Nährstoffe des Phytoplanktons, in Gewässer und führten zu ausgeprägten Algenblüten. In den Küstenmeeren könnten diese Zellkonzentrationen dann mehrere Millionen Zellen pro Liter Wasser betragen.

Da die Algen bei der Photosynthese große Mengen des Treibhausgases CO2 aufnehmen, seien sie ein wesentlicher Faktor im Klimageschehen. Die Ozeane gälten daher als Regulative im CO2-Kreislauf. Wasserläufe der Flüsse schleusen jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen gelöstes Silizium aus der Erdkruste ins Meer. Dort wird es von Kieselalgen gebunden, die das Silizium in ihre Schale einbauen. Rund drei Viertel des Phytoplanktons bestehen aus den schalentragenden Kleinalgen.

Auch die Kieselalgen nehmen CO2 für ihren Stoffwechsel auf. Mit ihrem Silikatpanzer sinken sie schneller als andere Mikroalgen und begraben dadurch einen Teil des gespeicherten Kohlenstoffs in den Sedimenten des Meeresbodens. Wissenschaftler nennen dies "biologische Pumpe". Schalenloses Phytoplankton hingegen leite den größten Anteil des CO2 bei Verwesung oder durch Einschleusen in die Nahrungskette wieder in die Atmosphäre zurück, berichten die Experten aus Bremen. Nach Ansicht der Forscher mehren sich alarmierende Anzeichen dafür, dass der Silikatkreislauf durch menschliche Eingriffe zunehmend gestört wird:

"Biogeochemische Untersuchungen am Schwarzen Meer haben ergeben, dass der Bau von Staudämmen weitreichende Konsequenzen für die Küstenökosysteme hat", berichtet Tim Jennerjahn vom ZMT. Die gewaltigen Dämme hielten nämlich erhebliche Mengen von Silikat auf dem Kontinent zurück, wie Untersuchungen in der Donau an der ehemals rumänisch-jugoslawischen Grenze gezeigt hätten. Die Wissenschaftler befürchten nun, dass dies ein weiterer Beitrag zum Klimawandel sein könnte.

Am 12. Dez. 2003

Klimaforschung

Die Hitzewelle des letzten Sommers in Europa hat die Klimaforscher weltweit vor neue Fragen gestellt, denn die hohen Temperaturen passen nicht in die bestehenden Klimaaufzeichnungen. Forschende der ETH Zürich und von MeteoSchweiz haben nun herausgefunden, dass man nicht nur von einer allgemeinen Erhöhung der Temperaturen ausgehen muss, sondern auch von grösseren Schwankungen der sommerlichen Temperaturmittelwerte. Hitzeperioden wie im vergangenen Sommer werden demnach in Europa künftig häufiger auftreten. Diese neueste Studie wird in der kommenden Ausgabe von "Nature" veröffentlicht.

Der Sommer 2003 stellt die Klimaforschung vor grosse Herausforderungen. Mit Temperaturen von fünf Grad Celsius über dem langjährigen Mittel hat er viele frühere Temperaturrekorde gebrochen. Waldbrände, gravierende Ernteausfälle, Wassermangel und Hitzeopfer waren die Folgen. Den Forschern stellt sich deshalb die Frage, wie ein derart ungewöhnliches Klimaereignis in die langjährigen Beobachtungen einzuordnen ist und wie es sich erklären lässt. Forschende vom Institut für Atmosphäre und Klima der ETH Zürich und von Meteo Schweiz präsentieren nun eine mögliche Erklärung. Ihre Studie, die der Schweizer Nationalfonds und das EU-Projekt PRUDENCE finanziert haben, wird in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Nature" veröffentlicht.

Der ETH-Professor Christoph Schär vermutet den Grund für die außergewöhnlichen Bedingungen des vergangenen Sommers in einer Zunahme der Klimavariabilität, d.h. das Klima kann von Sommer zu Sommer stark schwanken. Als Folge der Klimaänderung können nicht nur die Durchschnittstemperaturen ansteigen, sondern auch die Schwankungen um den Mittelwert zunehmen. Dadurch werden extrem heisse Sommer wahrscheinlicher werden. Gegen Ende des Jahrhunderts können sehr heisse Sommer eher die Regel als die Ausnahme darstellen. "Unsere Modellrechnungen zeigen, dass ungefähr jeder zweite Sommer in Europa gleich warm oder wärmer ausfallen dürfte als jener des Jahres 2003", sagt Christoph Schär. "Ähnliches gilt für die geringen Niederschlagsmengen." Abgesehen von der zu erwartenden Erhöhung des Temperaturmittelwerts wird es auch weiterhin von Zeit zu Zeit kühle, verregnete Sommer geben wird.

Die zunehmende Variabilität des Sommerklimas wird es erschweren, sich längerfristig an die Klimaänderung anzupassen. Auf eine gleichmässige Erwärmung könnte man sich teilweise einstellen, zum Beispiel durch den Anbau anderer landwirtschaftlicher Kulturen. Schwanken die Temperaturen jedoch von Sommer zu Sommer, wird dies die Entwicklung von Anpassungsstrategien erschweren.

Die Berechnungen der Forschenden stützen sich auf ein Szenario für den Zeitraum von 2071 bis 2100. Dieses geht davon aus, dass sich die Treibhausgas-Konzentration gegenüber heute verdoppelt. Für die Ermittlung ihrer Projektionen setzte das Forscherteam der ETH ein neuartiges regionales Klimamodell ein, das gegenüber den gebräuchlichen globalen Zirkulationsmodellen eine wesentlich feinere Beschreibung von Klima und Wasserkreislauf erlaubt.

Obwohl die Berechnungen für eine Periode gemacht wurden, die 70 Jahre vor uns liegt, kann nach Ansicht der Forschenden der Sommer 2003 in Europa mit den Projektionen für das letzte Drittel dieses Jahrhunderts verglichen werden. Statistisch gesehen liegt der Rekordsommer ungefähr in der Mitte der zu erwartenden Bandbreite von Temperaturen und Niederschlägen. Mit anderen Worten der letzte Sommer ist ein Vorbote dessen, was uns in der Zukunft erwarten könnte.

Am 12. Jan. 2004

Klimaschutz

Die Ergebnisse einer Studie der Europäischen Umweltagentur in Kopenhagen zeigen, dass sich auch in Europa das Klima in den vergangenen hundert Jahren deutlich verändert hat und dass in vielen Bereichen bereits Auswirkungen des Klimawandels erkennbar sind. Beispielsweise nehmen die Verluste der Versicherungsbranche - auch durch häufigere extreme Wetterereignisse verursacht - deutlich zu. Steigende Temperaturen und Hitzewellen führen zu Gesundheitsproblemen.

Der in Zusammenarbeit mit dem Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK), dem Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) und der Klimaforschungsabteilung der Universität Norwich (CRU) gefertigte Bericht beschreibt den aktuellen Klimawandel, seine Auswirkungen in Europa und liefert Projektionen der zukünftigen Entwicklung. Die Beschreibung erfolgt an Hand von 22 ausgewählten Indikatoren aus verschiedenen ökologischen und gesellschaftlichen Bereichen. Als Grundlage dienen langjährige Datenreihen, die auf wissenschaftlichen Beobachtungen in verschiedenen europäischen Ländern beruhen und Computermodelle, die mögliche zukünftige Klimaveränderungen und ihre Auswirkungen simulieren.

So stieg die Temperatur in Europa in den vergangenen einhundert Jahren um 0,95 °C, das heißt deutlich stärker als im globalen Durchschnitt von 0,7 °C. Die Gletscher der Alpen verloren mehr als die Hälfte ihrer Eismasse. In den letzten Jahrzehnten stieg der Meeresspiegel an, das Artenspektrum der Nordsee hat sich verändert und die Vegetationszeit verlängerte sich um etwa zehn bis 14 Tage. Für die nächsten hundert Jahre wird mit einem weiteren Anstieg der Temperatur und mit verstärkten Auswirkungen auf Natur und Gesellschaft gerechnet.

Zwar gibt es auf den ersten Blick auch positive Veränderungen durch den Klimawandel, wie zum Beispiel verbesserte Klimabedingungen für die Landwirtschaft in einigen Regionen Europas oder bessere Überlebensbedingungen für heimische Vögel im Winter. Doch gibt es keinen Zweifel: Die negativen Folgen überwiegen. Sie sind ein deutliches Signal für die tiefgreifenden Auswirkungen von Klimaänderungen in Europa und unterstreichen die Notwendigkeit von Maßnahmen sowohl zum Klimaschutz als auch zur Anpassung an Klimaänderungen.

Am 19. Aug. 2004