Häufige Fragen zum Klimawandel

bewölkter Himmel mit einem Sonnenstrahlzum Vergrößern anklicken
Wetter, Witterung, Klima - wir erklären die Unterschiede.
Quelle: CC Vision

Uns erreichen immer wieder ähnliche Fragen zu grundsätzlichen Hintergründen des Klimawandels. Im Folgenden haben wir daher unsere Antworten auf häufig gestellt Fragen (FAQs) für Sie zusammengestellt.

Häufige Fragen zum Klimawandel

Die 17 am häufigsten an das Umweltbundesamt gerichteten Fragen zu den grundsätzlichen Hintergründen des Klimawandels und unsere dazu gehörigen Antworten haben wir für Sie hier zusammengestellt.

1. Was ist eigentlich Klima?

Zwischen den Begriffen Wetter, Witterung und Klima gibt es Unterschiede, deren Missachtung immer wieder zu Missverständnissen führt.

Wetter ist der physikalische Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder in einem Gebiet zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem kurzen Zeitraum von Stunden bis hin zu wenigen Tagen. Dieser Zustand wird durch meteorologische Größen beschrieben, die an den meteorologischen Beobachtungsstationen regelmäßig gemessen und aufgezeichnet werden. Dazu zählen unter anderem Lufttemperatur, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Windrichtung, Luftfeuchte, Bewölkung und Niederschlag.

Als Witterung bezeichnen die Meteorologen den durchschnittlichen Charakter des Wetterablaufs an einem Ort oder in einem Gebiet über mehrere Tage bis zu mehreren Wochen. Dieser Zeitraum ist wesentlich kürzer als jener, der der Definition des Klimas zugrunde liegt.

Klima ist der mittlere Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder in einem bestimmten Gebiet über einen längeren Zeitraum. Als Zeitspanne empfiehlt die Weltorganisation für Meteorologie (WMO – World Meteorological Organization) mindestens 30 Jahre, aber auch Betrachtungen über längere Zeiträume wie Jahrhunderte und Jahrtausende sind bei der Erforschung des Klimas gebräuchlich. Das Klima wird durch statistische Eigenschaften der Atmosphäre charakterisiert, wie Mittelwerte, Häufigkeiten, Andauerverhalten und Extremwerte meteorologischer Größen.

Wir fassen zusammen, dass den Kategorien Wetter, Witterung und Klima sehr unterschiedliche Zeiträume zugrunde liegen. So kann etwa aus drei aufeinander folgenden heißen Sommern nicht auf eine Erwärmung des Klimas geschlossen werden. Oder eine Reihe von kühlen Jahren in einem Jahrzehnt ist nicht unbedingt gleichbedeutend mit einer Abkühlung des Klimas. Das könnte der Fall sein, wenn sich die Abkühlung über mehrere Jahrzehnte hinweg fortsetzt.

Umgekehrt können auch Klimadaten nicht als Wetter und Witterung interpretiert werden. Diese Daten werden meist nicht nur über lange Zeiträume, sondern auch sehr großräumig gemittelt, häufig global über die ganze Erde. Folgende Beispiele veranschaulichen die Größenordnung globaler Temperaturmittel: Der Unterschied im globalen Temperaturmittel zwischen dem Höhepunkt der letzten Vereisung vor circa 21.000 Jahren und dem heutigen Klima beträgt etwa vier bis fünf Grad Celsius. Es wird deutlich, dass die mit diesem – relativ gering anmutenden – globalen Temperaturanstieg verbundenen regionalen Temperaturschwankungen und Auswirkungen erheblich größer sind. Ein Anstieg der globalen Mitteltemperatur um zwei Grad Celsius gegenüber vorindustriellem Niveau könnte so gravierende Folgen wie das fortwährende Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes in den kommenden Jahrhunderten haben. Ein vollständiges Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes wäre mit einem Meeresspiegelanstieg von bis zu 7 Metern und schwerwiegenden Problemen in küstennahen Gebieten verbunden.

2. Was sind die Ursachen von Klimaänderungen?

Motor des Klimas der Erde ist die Strahlung der Sonne. Von der auf der Erde ankommenden Sonnenstrahlung wird ein Teil durch Wolken, Bestandteile der Luft und die Erdoberfläche reflektiert. Ein weiterer Teil wird an der Erdoberfläche und in der Atmosphäre in Wärmestrahlung umgesetzt, die das System Erdoberfläche/Atmosphäre erwärmt. Ein Teil dieser Wärmestrahlung wird wieder an den Weltraum abgegeben. Laut Energieerhaltung ist das Verhältnis zwischen ankommender und abgehender Strahlung ausgeglichen: Die ankommende Sonnenstrahlung abzüglich des reflektierten Anteils der Sonnenstrahlung ist gleich der von der Erde in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung. Ist diese Energiebilanz durch bestimmte Prozesse oder Faktoren gestört, ändert sich das Klima. Und zwar ändert sich das Klima so lange, bis die Energiebilanz wieder ausgeglichen ist.

Zu den wesentlichen Ursachen von Klimaänderungen gehören:

  • Änderungen der ankommenden Sonnenstrahlung
  • Änderungen der reflektierten Sonnenstrahlung
  • Änderungen der in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung
  • Interne Variabilität des Klimasystems

Die Sonnenstrahlung schwankt in sehr langen und auch kürzeren Zeiträumen und beeinflusst damit das Klima auf der Erde. Die Wissenschaftler haben Zyklen gefunden, die von Dekaden bis hin zu einigen Jahrtausenden dauern. Die auf der Erde ankommende Sonnenstrahlung unterliegt zudem Schwankungen, wenn sich die Parameter der Erdbahn um die Sonne ändern.

Ein Teil der auf der Erde ankommenden Sonnenstrahlung wird in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche reflektiert und in den Weltraum zurückgestrahlt. In der Atmosphäre sind es neben den Wolken besonders Aerosole (kleine schwebende Teilchen oder Tröpfchen), die Sonnenstrahlung reflektieren. Eine Quelle für Aerosole sind zum Beispiel Vulkanausbrüche, die deshalb in der Tendenz zu einer Abkühlung führen. Auch die Beschaffenheit der Erdoberfläche beeinflusst das Rückstrahlvermögen in Bezug auf die Sonnenstrahlung. Eine nur mit Wasser oder Wald bedeckte Erde wäre um einiges wärmer und eine nur mit Eis bedeckte Erde (wegen der stärkeren Reflektion) erheblich kälter, als es gegenwärtig auf der Erde der Fall ist. Der Mensch verändert durch seine Tätigkeit – zum Beispiel Bebauung, Landwirtschaft, Rodung von Wäldern – die Landoberfläche und beeinflusst damit das Klima.

Die Erdatmosphäre enthält einen natürlichen Anteil an Gasen, die Wärmestrahlung absorbieren und meist als Treibhausgase bezeichnet werden. Diese Gase lassen die Sonnenstrahlung passieren, absorbieren aber Teile der von der Erdoberfläche kommenden Wärmestrahlung und verringern deshalb den Anteil der in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung. Seit der Industrialisierung hat der Mensch die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert und den Anteil an Treibhausgasen, besonders an Kohlendioxid, erhöht. Dadurch hat sich das Klima erwärmt.

Es gibt auch interne Klimaschwankungen, die keine äußeren Antriebe – wie Änderungen der Sonnenstrahlung, der Zusammensetzung der Atmosphäre oder der Beschaffenheit der Erdoberfläche – benötigen. Die interne Klimavariabilität entsteht durch Wechselwirkungen in und zwischen den einzelnen Subsystemen des Klimasystems – zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre (Ozeane, Seen, Flüsse), Kryosphäre (Eis und Schnee), Lithosphäre (Boden und Gesteinsschichten) und Biosphäre (Pflanzen und Tiere). Ein Beispiel dafür ist das El Niño-Phänomen im tropischen Pazifik, eine starke, kurzfristige, interne Klimaschwankung. El Niño (spanisch: das Christkind) ist ein Ereignis, bei dem (beginnend um die Weihnachtszeit) die Oberflächentemperaturen des Ozeans in einem großen Gebiet im tropischen Pazifik ungewöhnlich erhöht sind. Die Änderung der Meeresoberflächentemperaturen hat Folgen für die atmosphärische Zirkulation: In Regionen Südamerikas, in denen sonst Trockenheit herrscht, kann es zu starken Niederschlägen mit Überschwemmungen kommen, während in Indonesien und Australien Dürren auftreten, die teils verheerende Wald- und Buschbrände nach sich ziehen.

3. Wie funktioniert der Treibhauseffekt?

Die Erdatmosphäre enthält Gase, die kurzwellige Sonnenstrahlung zum großen Teil passieren lassen, (langwellige) Wärmestrahlung jedoch absorbieren und damit das System erwärmen. In Analogie zu einem Treibhaus – das Sonnenstrahlung durchlässt und Wärmestrahlung „festhält” – werden diese Gase auch als Treibhausgase bezeichnet. Vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid absorbieren einen Teil der von der Erdoberfläche abgegebenen Wärmestrahlung und verringern deshalb den Anteil der in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung. Dieser – natürliche – Treibhauseffekt bewirkt, dass das globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur 15 Grad Celsius beträgt. Ohne Treibhausgase in der Atmosphäre läge die Mitteltemperatur bei -18 Grad Celsius und die Erde wäre vereist.

Seit der Industrialisierung verursachen wir Menschen eine ständige Zunahme der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen. Durch diesen anthropogenen (durch den Menschen verursachten) Treibhauseffekt verringert sich die in den Weltraum abgegebene Wärmestrahlung und das System Erdoberfläche/Atmosphäre erwärmt sich. Durch die Erwärmung nimmt aber auch die in den Weltraum abgehende Wärmestrahlung wiederum zu. Das System erwärmt sich nun so lange, bis die abgehende Wärmestrahlung wieder die ankommende Sonnenstrahlung ausgleicht und sich ein neuer Gleichgewichtszustand einstellt.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten die Zunahme der Treibhausgase in der Atmosphäre unzweifelhaft fest. Die globale atmosphärische Konzentration des wichtigsten anthropogenen Treibhausgases – Kohlendioxid (CO2)– ist von einem Wert in vorindustrieller Zeit (um 1750), der bei etwa 280 ppm (parts per million , das heißt 280 CO2 -Moleküle auf eine Million Luftmoleküle) lag, auf 384 ppm im Jahre 2008 angestiegen. Dieser Wert liegt erheblich über der aus Eisbohrkernen bestimmten natürlichen Bandbreite der letzten 650 000 Jahre (180 bis 300 ppm). Die hohe Kohlendioxidkonzentration wird hauptsächlich durch den Verbrauch fossiler Brennstoffe und zu einem geringeren Teil durch Landnutzungsänderungen (zum Beispiel durch Rodungen von Wäldern) verursacht.

Die Temperaturbeobachtungen zeigen, dass sich das Klima in den letzten 100 Jahren erwärmt hat. Der lineare Erwärmungstrend der globalen Mitteltemperatur in Bodennähe beträgt zwischen 1906 und 2005 etwa 0,74 Grad Celsius. Nun können wir diese Erwärmung nicht ohne weitere Untersuchungen auf den Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre zurückführen. Denn Klimaänderungen haben viele Ursachen, die zeitweise auch gleichzeitig auftreten und sich in ihren Wirkungen beeinflussen können. Wenn beispielsweise gleichzeitig Treibhausgase und Aerosole (Schwebeteilchen, die das Sonnenlicht reflektieren) in der Atmosphäre zunehmen, würde eine – zwar abgeschwächte – Erwärmung resultieren, wenn der zusätzliche Treibhauseffekt stärker wäre. Im umgekehrten Fall, wenn der Aerosoleffekt überwiegen würde, würde eine abgeschwächte Abkühlung eintreten.

Im Hinblick auf die Erwärmung im vergangenen Jahrhundert kamen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu folgendem Ergebnis: Der größte Teil des Anstiegs der mittleren Temperatur seit Mitte des 20. Jahrhunderts geht sehr wahrscheinlich auf die Zunahme der vom Menschen verursachten Treibhausgase in der Atmosphäre zurück. „Sehr wahrscheinlich” bedeutet, dass die Wissenschaftler nicht zu 100 Prozent sicher sind, aber die Eintrittswahrscheinlichkeit für diese Aussage liegt oberhalb von 90 Prozent (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

4. Ist nicht Wasserdampf statt CO2 das wichtigste Treibhausgas?

Beim natürlichen Treibhauseffekt ist der Wasserdampf ausschlaggebend: etwa zwei Drittel des natürlichen Treibhauseffekts, der seit Jahrmillionen die Erde bewohnbar macht, werden von Wasserdampf verursacht, ein geringerer Teil von CO2. Selbstverständlich beziehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wirkung des Wasserdampfes in ihren Klimamodellen mit ein, sonst würden die Modelle eine vereiste Erde wiedergeben.

Warum steht der Wasserdampf nicht stärker im Zentrum der Diskussionen um die anthropogene Klimaänderung? Weil der Wasserdampf zwar beim natürlichen, jedoch nicht beim anthropogenen Treibhauseffekt die Hauptrolle spielt. Denn die Atmosphäre nimmt – in Abhängigkeit von ihrer Temperatur – nur eine bestimmte Menge an Wasserdampf auf. Anders ist es beim Kohlendioxid: seit Beginn der Industrialisierung bis in die Gegenwart stieg der CO2-Gehalt der Atmosphäre um rund 35 Prozent.

Dennoch spielt Wasserdampf auch bei der vom Menschen verursachten Erwärmung des Klimas eine Rolle, und zwar, weil der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre stark von der Temperatur bestimmt wird. Steigt die Temperatur, nimmt auch der atmosphärische Wasserdampfgehalt zu und der Treibhauseffekt wird verstärkt. Damit wirkt Wasserdampf als Verstärker der globalen Erwärmung (und wirkte umgekehrt - bei der letzten Eiszeit - als Verstärker der damaligen Abkühlung). Dieser Effekt ist eine wichtige Rückkopplung im Klimasystem. Eine eingetretene Erwärmung oder Abkühlung wird durch die beschriebene positive Rückkopplung zusätzlich verstärkt.

5. Ist nicht der menschliche Beitrag zum Treibhauseffekt gegenüber dem natürlichen sehr klein und daher unbedeutend?

Im Buch „Klimafakten” (Berner und Streif 2001) steht zum Treibhauseffekt:

„Im Vergleich mit dem Gesamt-Treibhauseffekt unserer Erde machen die anthropogenen Anteile beim Kohlendioxid 1,2 Prozent und bei den Nicht-Kohlendioxid-Gasen 0,9 Prozent aus. Beide Werte liegen noch deutlich im Bereich der Unsicherheiten, die bei der heutigen Bestimmung des Gesamt-Treibhauseffekts zu veranschlagen sind.”

Diese Aussage ist – Wort für Wort gelesen – zwar richtig, kann jedoch falsch interpretiert  werden. Viele Menschen verstehen unter dem Gesamttreibhauseffekt den anthropogenen Treibhauseffekt und die gegenwärtige Klimaerwärmung. Sie sind deshalb überrascht, dass der Treibhauseffekt nur zum kleinsten Teil (insgesamt 2 Prozent) vom Menschen verursacht sein soll.

Die Zahl 2 Prozent trifft jedoch nur zu, wenn man den anthropogenen Treibhauseffekt (der einen großen Teil der Klimaerwärmung seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts verursacht) mit dem natürlichen Treibhauseffekt vergleicht, der die globale Mitteltemperatur in Bodennähe um etwa 33 Grad Celsius erhöht.

Schon eine grobe (weil lineare) Überschlagsrechnung ergibt, dass 2 Prozent von 33 Grad Celsius etwa 0,7 Grad Celsius sind. Das entspricht in etwa der im 20. Jahrhundert beobachteten Erwärmung und stützt damit die Erkenntnisse der Klimaforscherinnen und -forscher. Dass eine kleine relative Änderung erhebliche Auswirkungen mit sich bringen kann, mag ein Blick auf die menschliche Gesundheit verdeutlichen: eine Erhöhung der Körpertemperatur um 2 Prozent bedeutet fast Fieber!

Weiter suggerieren Berner und Streif, der menschliche Einfluss auf die Strahlungsbilanz sei gar nicht sicher messbar, weil er „noch deutlich im Bereich der Unsicherheiten” liege. Die Unsicherheiten beziehen sich auf den natürlichen Treibhauseffekt und zum Beispiel auf die Frage, ob dieser nun 33 oder 32 Grad Celsius beträgt.

Zum Verständnis dieser Aussage führen wir eine Analogie an. Stellen Sie sich vor, bei Ihrem Nachbarn fahren LKW mit Erde vor und schütten sein Grundstück auf, bis es zwei Meter höher liegt als zuvor. Ihre Aussicht ist damit ruiniert, und sie beschweren sich. Ihr Nachbar antwortet: „Nun regen Sie sich nicht auf, ich habe mein Grundstück doch nur um 2 Prozent erhöht, denn die Höhe über dem Meeresspiegel war ja ohnehin schon hundert Meter. Die zwei Meter liegen noch im Bereich der Unsicherheit, da wir die Höhe über Meeresniveau ohnehin nur bis auf drei Meter Genauigkeit kennen.”

Selbstverständlich lässt sich die Erhöhung des Grundstücks um zwei Meter genau messen, selbst wenn die absolute Höhe über dem Meeresspiegel nur ungenau bekannt ist. Ebenso ist auch der anthropogene Treibhauseffekt berechenbar. Er verschwindet nicht, nur weil der natürliche Treibhauseffekt und dessen Unsicherheiten eine andere Größenordnung haben.

6. Ist nicht die Änderung der Sonnenstrahlung der wesentliche Faktor, der die Klimaänderungen bewirkt und der menschliche Einfluss somit gering?

Die Änderung der Sonnenstrahlung in sehr unterschiedlich langen Zeiträumen ist eine wichtige Ursache von Klimaänderungen. Es gibt Schwankungen der Sonnenstrahlung mit Zyklen von Dekaden bis hin zu einigen Jahrtausenden. Die auf der Erde ankommende Sonnenstrahlung unterliegt zudem Schwankungen, wenn sich Parameter der Erdbahn um die Sonne ändern. Derartige Änderungen vollziehen sich in Perioden von einigen 10.000 bis zu einigen 100.000 Jahren. Diese Zyklen sind nach heutigem Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse für die periodisch wiederkehrenden Eiszeiten der vergangenen zwei bis drei Millionen Jahre verantwortlich.

Schwankungen der Sonnenstrahlung sind jedoch nicht die einzige Ursache von Klimaänderungen. Bei der Untersuchung von Klimaänderungen analysieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Zeitraum, in dem sich die Änderung vollzieht sowie alle Ursachen, die in Betracht kommen. Für den Zeitraum seit der Industrialisierung bis zur Gegenwart ergab diese Analyse, dass die Änderung der Sonnenstrahlung eine weniger wichtige Rolle spielt. Die Forscherinnen und Forscher schlussfolgerten, dass der größte Teil des beobachteten Anstiegs der mittleren globalen Temperatur seit Mitte des 20. Jahrhunderts sehr wahrscheinlich durch den beobachteten Anstieg der anthropogenen Treibhausgaskonzentrationen verursacht wurde (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

7. Beweisen nicht die Klimaänderungen der geologischen Vergangenheit, dass CO2 gar nicht das Klima kontrolliert?

Es gibt eine Reihe von Ursachen für Klimaänderungen (siehe Frage 2). Das gilt auch für Klimaänderungen der Vergangenheit. Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre ist nur einer von mehreren Einflussfaktoren und keineswegs immer dominant. In manchen Zeiträumen war der CO2-Gehalt der Atmosphäre fast konstant, etwa im Holozän (bis zum 18. Jahrhundert), so dass er deshalb kaum eine Rolle bei den dennoch vorhandenen Klimaschwankungen spielen konnte. Auch während der letzten Eiszeit gab es abrupte Klimawechsel, die nicht mit den CO2-Konzentrationen in Verbindung standen. Über andere Zeiträume, etwa wenn man viele Jahrmillionen betrachtet, hat sich zwar das CO2 deutlich geändert, gleichzeitig änderte sich aber auch die Verteilung der Kontinente, die ebenfalls stark das Klima beeinflussen kann. Je nach betrachteter Zeitskala können unterschiedliche Faktoren das Klima dominierend beeinflussen. Das können beispielsweise die Änderung der Sonnenstrahlung, die Änderung der Gestalt der Erdoberfläche oder der atmosphärische Gehalt an Treibhausgasen wie Kohlendioxid sein.

In Anbetracht der wissenschaftlichen Erkenntnis, dass in einem bestimmten Zeitraum das durch den Menschen verursachte Kohlendioxid den dominanten Faktor für eine Klimaänderung darstellt, ist das oft gehörte Argument „Klima hat sich schon immer geändert, und nicht immer parallel zum CO2” wenig hilfreich und gewiss kein stichhaltiger Grund zur Entwarnung.

8. Übersehen die Klimatologen die vulkanischen Einflüsse auf das Klima? Ist der vulkanische CO2-Ausstoß nicht bedeutender als der des Menschen?

Die Klimatologinnen und Klimatologen gehen prinzipiell allen Ursachen nach, die zu Klimaänderungen führen können, und daher gibt es auch eine umfangreiche Fachliteratur zum Thema Vulkanismus und Klima. Klimawirksam sind dabei vor allem die explosiven Vulkanausbrüche, deren Auswurfmasse die Stratosphäre in ungefähr 10-50 km Höhe oder sogar die darüber liegende Mesosphäre erreicht (dies war wahrscheinlich beim stärksten explosiven Vulkanausbruch der letzten Jahrhunderte, dem Tambora 1815, der Fall). Von Bedeutung sind dabei vor allem die Sulfatpartikel, die sich im Verlauf einiger Monate aus den schwefelhaltigen Vulkan-Gasen bilden. Diese Partikel absorbieren und streuen einen Teil der Sonnenstrahlung, was zu Erwärmungseffekten in der Stratosphäre führt und gleichzeitig einen Teil der Sonnenstrahlung zurückhält. Dadurch gelangt weniger Sonnenstrahlung bis zur Erdoberfläche, und es resultiert ein abkühlender Effekt. Der negative Strahlungsantrieb (Maß für die Größe des abkühlenden Effektes) betrug ein Jahr nach dem letzten bemerkenswerten explosiven Vulkanausbruch (Pinatubo, 1991), 3,2 W/m2 (Watt pro Quadratmeter), zwei Jahre danach noch 0,9 W/m2 und ging anschließend gegen Null. Dementsprechend war in der global gemittelten bodennahen Lufttemperatur eine vorübergehende Abnahme erkennbar, die im Jahr 1992 bei etwa 0,2 Grad Celsius lag. Vulkanausbrüche führen in der Tendenz zu einer Abkühlung, die jedoch beim Ausbruch einzelner Vulkane nur wenige Jahre andauert.

Aus der Tatsache, dass in den letzten rund 10 000 Jahren die atmosphärische CO2-Konzentration in etwa konstant geblieben ist (circa 280 +/- 10 ppm) folgt bereits, dass der vulkanische CO2-Ausstoss gegenüber dem des Menschen unbedeutend sein muss. Tatsächlich ist die CO2-Emission des Menschen (zum Beispiel durch Nutzung fossiler Energieträger, Waldrodungen, Brennholznutzung, Zementproduktion) im Laufe des Industriezeitalters auf derzeit insgesamt circa 8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr (entspricht circa 30 Milliarden Tonnen CO2 pro Jahr) angestiegen. Die vulkanischen CO2-Emissionen sind dagegen viel geringer. Sie betragen etwa 0,03 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr, das entspricht – verglichen mit den Emissionen des Menschen – nicht einmal einem halben Prozent.

9. Ist nicht der CO2-Ausstoß des Menschen im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs sehr gering und daher unbedeutend?

Es ist richtig, dass im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs vergleichsweise große Mengen ausgetauscht werden: zwischen Atmosphäre und Ozean im Mittel rund 90 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr und zwischen Atmosphäre und Vegetation rund 60 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr. Damit verglichen, erscheint der Ausstoß des Menschen von derzeit rund 8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr gering.
Doch im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs steigt die atmosphärische Konzentration von Kohlendioxid aus folgenden Gründen nicht an: Der Ozean nimmt ungefähr gleichviel CO2, wie in die Atmosphäre abgegeben wird, auch wieder auf. Die CO2-Nettobilanz für die Atmosphäre ist also praktisch gleich Null. Das Gleiche gilt für die Vegetation.

Im Unterschied dazu bildet der CO2-Ausstoß des Menschen eine zusätzliche Quelle, die einen kontinuierlichen Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxid-Gehaltes verursacht. Ein Teil dieses Ausstoßes wird vom Ozean und der Vegetation zusätzlich aufgenommen, aber nicht die gesamte Menge. Und genau darauf reagiert die atmosphärische CO2-Konzentration mit dem bekannten Anstieg von etwa 280 ppm auf etwa 379 ppm (2005) während des Industriezeitalters. Im Gegensatz dazu blieb der CO2-Gehalt der Atmosphäre in den rund 10 000 Jahren davor (Holozän) in etwa konstant.

10. Wird der CO2-Ausstoß des Menschen nicht durch ein erhöhtes und im übrigen erwünschtes Pflanzenwachstum (negative Rückkopplung) wieder ausgeglichen?

Dass dies nicht der Fall ist, zeigt der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentrationen im Industriezeitalter (vergleiche Fragen 8 und 9). Zwar tritt durch erhöhtes CO2-Angebot der Atmosphäre tatsächlich unter bestimmten Bedingungen (zum Beispiel bei genügendem Wasser- und Nährstoffangebot des Bodens, wobei die einzelnen Pflanzentypen unterschiedlich reagieren) stärkeres Pflanzenwachstum auf. Dieses stärkere Wachstum liefert jedoch einen sogenannten CO2-Düngeeffekt von lediglich etwa 0,5 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr. Verschiedene Untersuchungen deuten darauf hin, dass bei höherer CO2-Konzentration die Pflanzen zwar zuerst mehr CO2 aufnehmen, diese Mehraufnahme mit der Zeit aber immer geringer wird. Ein wesentlich größerer Effekt kommt dadurch zustande, dass vom CO2-Ausstoß des Menschen (insgesamt etwa 8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr) der Ozean etwa 1,5 - 2 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr aufnimmt. Ohne diese ozeanische Teilkompensation wäre der atmosphärische CO2-Anstieg im Industriezeitalter viel größer geworden. Diese Zahlen deuten im Übrigen auch an, dass Wiederaufforstungsmaßnahmen dem vom Menschen verursachten Treibhauseffekt nur sehr begrenzt und kurzfristig entgegenwirken können.

11. Wie groß ist der beobachtete weltweite Temperaturanstieg?

Normal 0 21 false false false DE X-NONE X-NONE

Der Anstieg des globalen Mittels der bodennahen Lufttemperatur beträgt im 100-jährigen Zeitraum 1901 bis 2000 etwa 0,6 Grad Celsius. Elf der zwölf Jahre im Zeitraum 1995 – 2006 gehören zu den zwölf wärmsten Jahren seit der instrumentellen Messung und Ermittlung des globalen Temperaturmittels (seit 1850). Deshalb ist der lineare 100-jährige Trend für den Zeitraum 1906 – 2005 größer (als für 1901 – 2000) und beträgt etwa 0,74 Grad Celsius. Der Trend hat sich – je mehr wir uns der Gegenwart nähern – verstärkt. Das verdeutlichen auch die folgenden Zahlen: Der lineare Erwärmungstrend über die letzten 50 Jahre ist mit etwa 0,13 Grad Celsius pro Jahrzehnt fast doppelt so groß wie der lineare Erwärmungstrend pro Jahrzehnt im Zeitraum der letzten 100 Jahre (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

Die angegebenen Daten sind globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur. Sie charakterisieren nicht die Entwicklung in einzelnen Regionen der Erde. So können regional stärkere oder geringere Erwärmungen als im globalen Mittel auftreten. Beispielsweise stiegen die durchschnittlichen Temperaturen in der Arktis in den letzten 100 Jahren fast doppelt so schnell wie im globalen Mittel. Im Rahmen einer globalen Erwärmung sind auch regionale Abkühlungen sind nicht ausgeschlossen.

Die Beobachtungen seit 1961 zeigen, dass die durchschnittliche Temperatur des Weltozeans bis in Tiefen von mindestens 3000 Metern angestiegen ist. Der Ozean hat mehr als 80 Prozent der dem Klimasystem zugeführten Wärme aufgenommen (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

12. Ist die globale Erwärmung nicht durch Messungen in den Städten und die dortige "Wärmeinsel" nur vorgetäuscht?

Es ist zwar richtig, dass die Stadt wärmer als das Umland ist und diese "städtische Wärmeinsel" mit dem Wachstum der Stadt intensiver wird. Verursacht wird der Effekt durch das erhöhte Wärmespeichervermögen, geringere Verdunstung und Heiztätigkeit in Städten. Die städtischen Wärmeinsel-Effekte sind jedoch lokal und haben einen vernachlässigbaren Einfluss im Rahmen der globalen Erwärmung. Sie betragen weniger als 0,006 Grad Celsius über Land und Null über dem Ozean.

Zudem sind nach dem 2. Weltkrieg viele Messstationen vom Inneren der Städte an Flughäfen verlegt worden, wo die städtische Wärminsel nur gering ausgeprägt ist. Weiterhin gibt es gar nicht so wenige Berg- und Inselstationen, die ebenfalls sehr häufig Erwärmungen zeigen. Schließlich gibt es eine Reihe von indirekten Indikatoren für eine Erwärmung auch außerhalb der Städte, so beispielsweise den Rückzug von vielen Gebirgsgletschern (zum Beispiel in den Alpen) sowie der arktischen Meereisbedeckung oder biologische Indikatoren, die auf polwärtige Verschiebungen Wärme liebender Pflanzen und Insekten hinweisen. Auch das Zugvogelverhalten spiegelt diese klimatischen Veränderungen wider.

13. Kann man das Klima überhaupt vorhersagen?

Zum besseren Verständnis dieser Thematik gehen wir auf einen wesentlichen Unterschied zwischen Wettervorhersage und Klimamodellierung ein. Bei der modellgestützten Wettervorhersage wird von einem Anfangszustand mit Hilfe eines physikalischen Gleichungssystems schrittweise in die Zukunft gerechnet.

Dabei müssen die meteorologischen Größen (wie beispielsweise Druck, Wind und Temperatur) zum Anfangszeitpunkt der Simulation sehr genau bestimmt werden, da bereits kleine Änderungen in diesem Anfangszustand der Atmosphäre große Änderungen in der Vorhersage bewirken können. Die Meteorologinnen und Meteorologen können den Anfangszustand aber nie mit 100%iger Genauigkeit ermitteln. Das hängt in erster Linie damit zusammen, dass keine flächendeckenden Beobachtungen/Messungen der meteorologischen Größen vorhanden sind. Denn die meteorologischen Beobachtungsstationen haben größere Abstände voneinander und sind Teil eines Beobachtungsnetzes. Um die Wettervorhersage wesentlich präziser zu gestalten, bräuchten die Wissenschaftler ein dichteres Beobachtungsnetz mit geringeren Abständen zwischen den Stationen. Deshalb ist die modellgestützte Wettervorhersage in ihrer Güte durch das Netz an Beobachtungsstationen eingegrenzt.

Bei der Klimamodellierung ist die Herangehensweise anders: Das Ergebnis von Klimasimulationen hängt weniger vom Anfangszustand der Atmosphäre, sondern vielmehr von den Randbedingungen ab, wie der zeitlichen Entwicklung der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen, der zeitlichen Änderung der Solarstrahlung, der zeitlichen Änderung der Beschaffenheit der Erdoberfläche und weiteren Faktoren. Diese Randbedingungen sind für die Zukunft meist nicht genau bekannt, aber sie können im Rahmen von Szenarien vorgegeben werden. Unter Nutzung von Szenarien können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann mit den Klimamodellen verschiedene Fälle durchrechnen, zum Beispiel: Welche Klimaänderungen resultieren, wenn sich die atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen künftig in unterschiedlichem Maße ändern. Oder: Mit welcher Klimaänderung müssen wir rechnen, wenn große Teile des tropischen Regenwaldes vernichtet werden.

Weil die Randbedingungen der Klimasimulationen nicht genau bekannt sind und in Form von Szenarien vorgegeben werden müssen, bezeichnen viele Fachleute die Ergebnisse von Klimamodellen auch treffender als Klimaprojektionen und nicht als Vorhersagen. Damit verdeutlichen sie, dass in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen verschiedene Pfade der künftigen Entwicklung des Klimas möglich sind.
In einem gewissen Umfang sind die Ergebnisse von Klimamodellen auch überprüfbar: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen die Simulationen für vergangene Dekaden durch und vergleichen sie mit Beobachtungsdaten. Seit dem ersten IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)-Bericht von 1990 deuteten die geschätzten Projektionen für den Zeitraum 1990-2005 auf einen mittleren globalen Temperaturanstieg von etwa 0,15 bis 0,3 Grad Celsius pro Jahrzehnt hin. Dem stehen beobachtete Werte von ca. 0,2 Grad Celsius pro Jahrzehnt gegenüber. Durch diese Übereinstimmung wird das Vertrauen in Projektionen für die nähere Zukunft gestärkt (Klimaänderung 2007: Wissenschaftliche Grundlagen).

14. Kippt der Golfstrom und kommt es daher in Europa zu einer Abkühlung?

Der Golfstrom ist eine Strömung im Atlantischen Ozean mit warmen Wassermassen vor der nordamerikanischen Küste. In den Nordatlantik, also nach Europa, reicht nur ein Teil des atlantischen Zirkulationssystems, der sogenannte Nordatlantikstrom. Der Golfstrom selbst wird hauptsächlich von Winden angetrieben und droht nicht zu versiegen.

Der Nordatlantikstrom hingegen wird von Dichteunterschieden der Wassermassen angetrieben: Das relativ warme Wasser des Nordatlantikstroms fließt an der Oberfläche nach Norden, gelangt in kühlere Umgebung, verdunstet teilweise und kühlt sich langsam ab. Durch die Verdunstung steigt der Salzgehalt des Oberflächenwassers. Wasser ist umso schwerer, je salzhaltiger und / oder je kühler es ist. Im Nordmeer sinkt das kalte und sehr salzhaltige Wasser wegen seiner höheren Dichte in die Tiefsee ab und fließt dort in Richtung Süden. Aus den Tropen wiederum strömt warmes Oberflächenwasser in nördliche Richtung nach, so dass eine Zirkulation entsteht. Diese Zirkulation wird auch Thermohaline Zirkulation genannt (griechisch: thermos für Wärme und halas für Salz). Der Wärmetransport des Nordatlantikstroms nach Norden sorgt dafür, dass in West- und Nordeuropa vergleichsweise mildes Klima herrscht, milder als in anderen Regionen gleicher geografischer Breite.

Durch die Klimaerwärmung sind folgende Prozesse möglich: das Oberflächenwasser im Nordatlantik kühlt sich auf seinem Weg in Richtung Norden nicht mehr so stark ab, die Niederschläge nehmen zu und durch Schmelzen von Eismassen des Grönländischen Eispanzers sowie weiterer Gletscher strömt Süßwasser in großer Menge in den Nordatlantik. Die Folge ist, dass das salzhaltige Meerwasser verdünnt und erwärmt wird. Dadurch könnte das Absinken der kalten, schwereren Wassermassen im Nordpolarmeer verringert und die thermohaline Zirkulation abgeschwächt oder sogar völlig zum Erliegen gebracht werden.

Zur Untersuchung des Risikos einer Abschwächung (siehe Bericht „Abrupte Klimawechsel”, Rahmstorf 2004) oder des Abbruchs der thermohalinen Zirkulation im Nordatlantik setzen die Wissenschaftler Klimamodelle ein. Aus diesen Modellsimulationen geht hervor, dass ein Abreißen der Strömung sowie eine deutliche Abkühlung in diesem Jahrhundert sehr unwahrscheinlich sind. Allerdings müssen die Modellergebnisse vorsichtig interpretiert werden, denn viele Prozesse wie beispielsweise die Eisdynamik von Gletscherzungen (Prozesse, die zur Bewegung/zum Gleiten von Gletscherzungen führen) können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler noch nicht zuverlässig beschreiben.

15. Wird das Klima extremer? Sind die sich häufenden Überschwemmungen ein Indiz dafür?

Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen. Deshalb ist bei einer Klimaerwärmung auch von einer Intensivierung des Wasserkreislaufs auszugehen. Das bedeutet unter anderem, dass für Niederschläge mehr Wasser in der Atmosphäre zur Verfügung steht und das Potenzial für intensivere Niederschläge vorhanden ist. Bei bestimmten Wetterlagen mit starken Niederschlägen muss in einem wärmeren Klima beispielsweise noch mit einer Erhöhung der Niederschlagsmenge gerechnet werden. Die Folge davon wären häufigere und/oder stärkere Hochwasser.

Betrachten wir zunächst die bisher beobachteten Veränderungen von Extremereignissen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC-Intergovernmental Panel on Climate Change) stellten im vierten Sachstandsbericht fest, dass die Häufigkeit von Starkniederschlagsereignissen über den meisten Landflächen zugenommen hat. Diese Zunahme steht im Verhältnis zur Erwärmung des Klimas und zur beobachteten Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfes.

In den letzten 50 Jahren wurden weit verbreitete Änderungen bei den Temperaturextremen beobachtet. Die Häufigkeit von kalten Tagen, kalten Nächten und Frost hat abgenommen, während die Häufigkeit von heißen Tagen, heißen Nächten und Hitzewellen zugenommen hat.

Seit etwa 1970 belegen Beobachtungen eine zunehmende Aktivität starker tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik, verbunden mit einem Anstieg der tropischen Meeresoberflächentemperaturen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten, dass auch in einigen anderen Regionen die Aktivität starker tropischer Wirbelstürme zugenommen hat. Allerdings reicht die Qualität der Beobachtungsdaten für genauere Aussagen nicht aus.

Für die künftige Entwicklung erwarten die Klimaforscherinnen und -forscher, dass heiße Extreme, Hitzewellen und Starkniederschlagsereignisse sehr wahrscheinlich (Eintrittswahrscheinlichkeit > 90 Prozent gemäß Expertenbeurteilungen) weiterhin zunehmen werden. Die Niederschlagsmengen nehmen in höheren Breiten sehr wahrscheinlich zu, während Abnahmen über den meisten tropischen Landregionen wahrscheinlich (Eintrittswahrscheinlichkeit > 66 Prozent) sind.
Auf der Grundlage einer Auswahl von Klimamodellen und deren Ergebnissen ist es wahrscheinlich, dass zukünftige tropische Wirbelstürme intensiver werden sowie mit höheren Spitzenwindgeschwindigkeiten und mehr Starkniederschlägen verbunden sind. Es gibt auch Projektionen einer globalen Abnahme der Anzahl tropischer Wirbelstürme, das Vertrauen in diese Projektionen von Klimamodellen ist jedoch weniger gut. Denn der beobachtete Anstieg des Anteils an sehr intensiven Stürmen in einigen Regionen seit 1970 ist viel größer als von den aktuellen Modellen für diesen Zeitraum berechnet.

Nach dem gegenwärtigen Stand des Wissens ist – wie erläutert – davon auszugehen, dass das Klima extremer wird.

16. Sind künftige durch den Menschen verursachte Klimaänderungen nicht schon deswegen sehr unwahrscheinlich, weil die CO2-Absorptionsbanden weitgehend gesättigt sind?

Kohlendioxid absorbiert langwellige elektromagnetische Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen.Es gibt zwei relevante CO2-Absorptionsbanden (bei 4,3 und 14,7 Mikrometer (µm)), wovon eine im Zentralbereich – im Wellenlängenbereich in der Mitte der Bande - tatsächlich schon weitgehend gesättigt ist. Dies gilt aber nicht für die Flankenbereiche, also für die Wellenlängen an den Flanken der Bande. Um dies zu erkennen, sind allerdings äußerst genaue Messungen notwendig, die nur von entsprechend eingerichteten Instituten mit der erforderlichen Präzision durchgeführt werden können. Welchen Spielraum der durch den Menschen verursachte Treibhauseffekt im Prinzip noch zulässt, zeigt im Übrigen ein Vergleich mit der Venusatmosphäre. Sie ist sehr dicht und lässt daher nur wenig Sonnenstrahlung zu ihrer Oberfläche durch. Aber ihr CO2-Gehalt liegt bei 98 Prozent (Erdatmosphäre 0,037 Prozent), was zu einem Treibhauseffekt von 466 Grad Celsius (!) führt (der natürliche Treibhauseffekt der Erdatmosphäre beträgt etwa 33°C).

Im Übrigen ist die nur sehr schwache spezifische Treibhauswirksamkeit von CO2 weitgehend auf diese Sättigung zurückzuführen.

Weiterführend hierzu: Stellungnahme der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG) zu den Grundlagen des Treibhauseffektes

17. Übertreiben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Gefahren des Klimawandels, um mehr Forschungsmittel zu bekommen?

Dies ist ein beliebter und kaum zu widerlegender Vorwurf - denn er zielt auf angebliche verborgene Motive, und niemand kann zweifelsfrei seine inneren Motive belegen. Dennoch ist dieser Vorwurf nicht angebracht.

Die meisten Wissenschafterinnen und Wissenschaftler ringen bei jedem Gespräch mit Journalistinnen und Journalisten immer wieder um eine möglichst ausgewogene und genaue Darstellung, welche die Risiken weder übertreibt noch herunterspielt. Oft zum Leidwesen der Medien, die stärkere und klarere Aussagen vorziehen würden. So ist es schon vorgekommen, dass dieselben Aussagen von dem einen Journalisten als Beleg für Entwarnung, von einem anderen für einen sehr dramatisierenden Artikel genutzt wurden. Gegen beides wird von Seite der Forschenden gleichermaßen protestiert, und es erfolgen Richtigstellungen. Klimaforscher wenden sich gegen falsche oder unwissenschaftliche Darstellungen nicht nur von Seiten der "Skeptiker". Als etwa im Sommer 2001 die New York Times aufgeregt meldete, am Nordpol sei kein Eis mehr, haben die deutschen Klimaforscherinnen und -forscher einhellig die anrufenden Medien beruhigt, dass dies nicht als Hinweis auf die globale Erwärmung gewertet werden kann.

Allgemein sind Klimaforscherinnen und -forscher gewiss weder bessere noch schlechtere Menschen als andere. Es gibt darunter sicher manche, die für unlautere Motive anfällig sind. Doch in der Kultur der Wissenschaft gibt es auch starke Kräfte, die dem entgegenwirken. So hängt der Status weniger von materiellen Dingen ab als von der wissenschaftlichen Reputation. Und die wird beschädigt, wenn man Thesen vertritt, die sich später als falsch oder unhaltbar erweisen. Daher sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihren Äußerungen in der Regel erheblich vorsichtiger als andere Menschen. Während es zum Beispiel für einen Anwalt oder Geschäftsleute völlig legitim ist, ein Partikularinteresse zu vertreten und möglichst viel für die eigene Seite herauszuholen, ist es in der Wissenschaft vor allem wichtig, Recht zu behalten und keine voreiligen oder ungesicherten Behauptungen aufzustellen. Aus all diesen Gründen ist es äußerst unwahrscheinlich, dass ein Kollektiv von mehreren tausend Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus vielen verschiedenen Ländern in einem riesigen Komplott gegenüber der Öffentlichkeit das Zerrbild einer Gefahr der globalen Erwärmung zeichnet, nur um an Forschungsmittel heranzukommen.

Wer zu Geld kommen will, kann dies übrigens viel einfacher auf der Seite der "Klimaskeptiker" tun. Ein Klimaforscher, der bereit ist, öffentlich die Gefahr der globalen Erwärmung herunterzuspielen, ist für bestimmte Industriezweige äußerst wertvoll, und es winken saftige Honorare - umso mehr, weil es kaum solche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gibt.

weiter im Artikel
Alle anzeigen