Globale Klimaänderungen bis 2100
Überblick
Der anthropogene Treibhauseffekt verursacht Veränderungen im Klimasystem. Deren Ausmaße und Auswirkungen für die Zukunft können nur durch Modellrechnungen nachgebildet werden, da vielfältige und komplexe Wechselwirkungen berücksichtigt werden müssen. Aus solchen Modell- oder Szenarien-Rechnungen lassen sich mögliche Klimaänderungen für das 21. Jahrhunderts ableiten.
Laut des 6. Sachstandsberichts des Weltklimarats (IPCC AR6/Synthesebericht 2023) wird die globale Oberflächentemperatur im Zeitraum 2081-2100 je nach Emissionsszenario im zentralen Schätzwert um etwa 1,4 bis 4,4 °C höher liegen als im Vergleichszeitraum 1850-1900. Im statistischen Unsicherheitsbereich der Szenarien liegt allerdings ein Wert zwischen 1,0 bis 5,7 °C globaler Erwärmung (IPCC, 2023). Bei Umsetzung aktueller politischer Maßnahmen und Instrumente wird eine Erwärmung von etwa 2,6-2,8 °C bis zum Ende des Jahrhunderts erwartet, sofern die Treibhausgasemissionen nicht deutlich stärker reduziert werden (UNEP, 2025). Eine solche Temperaturänderung wäre größer als alle während der letzten Jahrhunderte beobachteten natürlichen Klimaschwankungen, auf Grund von z. B. Veränderungen der Solarstrahlung oder vereinzelten explosiven Vulkanausbrüchen. Sie erfolgt zudem mit einer Schnelligkeit, wie sie in den letzten 10.000 Jahren nicht vorkam.
Werden die Treibhausgasemissionen nicht verringert, ist eine Erwärmung um 0,25 °C pro Dekade für die nächsten 30 Jahre sehr wahrscheinlich. Selbst bei einer Stabilisierung der Treibhausgaskonzentrationen auf dem aktuellen Niveau bis 2100 wird sich das Klima über das 21. Jahrhundert hinaus ändern. Dies liegt daran, dass vor allem das Treibhausgas CO2 Hunderte bis Tausend Jahre in der Atmosphäre verbleibt und die kumulierten Emissionen den Klimawandel vorantreiben. Zudem ist das Klimasystem der Erde sehr träge und kann verzögert auf Veränderungen reagieren.
Anstieg des Meeresspiegels
Seit 1970 ist der menschengemachte Klimawandel die Hauptursache für den beschleunigten weltweiten Anstieg des Meeresspiegels. Dass der Meeresspiegel im Gegensatz zum Anstieg der weltweiten Durchschnittstemperaturen etwas langsamer auf den Klimawandel reagiert, liegt an der großen Kapazität der Ozeane, Wärme aufzunehmen. Dies führte zunächst vor allem zur thermischen Ausdehnung des Meerwassers. Seit etwa dem Jahr 2000 übertreffen das Abschmelzen der Gletscher und der antarktischen und grönländischen Eisschilde die Auswirkungen der thermischen Ausdehnung auf den Meeresspiegel. Einmal eingetretene Veränderungen des Meeresspiegels werden über viele Jahrhunderte anhalten.
Der globale mittlere Meeresspiegelanstieg hat sich in den vergangenen Jahrzehnten beschleunigt: Für 1993-2018 wird eine mittlere Rate von rund 3,3 mm/Jahr und für 2006-2018 von rund 3,7 mm/Jahr angegeben. Gegenüber dem Referenzzeitraum 1995-2014 projiziert der IPCC bis 2100 einen wahrscheinlichen Anstieg des globalen mittleren Meeresspiegels von 28 bis 55 Zentimetern unter einem Szenario mit sehr geringen Treibhausgasemissionen (SSP1-1.9) und von etwa 63 bis 101 Zentimetern unter einem Szenario mit sehr hohen Emissionen (SSP5-8.5) (IPCC, 2021).
Aufgrund erster Erfolge im Klimaschutz, ist das Szenario mit sehr hohen Emissionen (SSP5-8.5) laut IPCC nicht mehr wahrscheinlich. Allerdings zeigen neuere Auswertungen, dass Szenarien, die sich ungefähr an den derzeit umgesetzten Klimaschutzmaßnahmen orientieren, zu ähnlichen Klimawandelfolgen führen könnten wie das SSP5-8.5. Derzeit arbeitet der IPCC an der Aktualisierung der Szenarien, die im nächsten Sachstandsbericht (AR7) voraussichtlich 2028/29 veröffentlicht werden. Daher dient das Szenario SSP5-8.5 aktuell weiterhin als Referenz für das Hochemissionsszenario und damit als Obergrenze möglicher Temperaturentwicklungen bis 2100. Mehr dazu: Weltklimarat (IPCC)
Neuere Beobachtungsdaten bestätigen eher die Beschleunigung des globalen mittleren Meeresspiegelanstieges als dass sie diese relativieren. Die WMO berichtete für 2024 den höchsten globalen mittleren Meeresspiegel seit Beginn der Satellitenmessungen 1993. Die Rate des Anstieges lag 2015-2024 bei 4,7 mm/Jahr, verglichen mit 2,1 mm/Jahr für 1993–2002. Copernicus gibt für 1999-2025 eine durchschnittliche Rate von 3,64 ± 0,25 mm/Jahr und eine Zunahme des Trends von 2,92 mm/Jahr in 1999-2009 auf 3,82 mm/Jahr in 2015-2025 an. Aktuelle Beobachtungen zeigen beschleunigte Eisdynamik in polaren Gebieten, die häufig noch nicht in den Klimamodellen berücksichtigt sind.
Spezifische Änderungen im Klimasystem
Ganze Kontinente und Meeresbecken weisen in Modellrechnungen bis 2100 deutliche Klimaänderungen auf. Modelle zeigen, dass sich folgende Trends auch im 21. Jahrhundert fortsetzen werden (IPCC, 2023):
- Arktis: Die Arktis erwärmt sich deutlich schneller als der globale Durchschnitt; dieses Phänomen wird als „arktische Verstärkung“ bezeichnet. Wie im Synthesebericht des 6. IPCC-Sachstandsberichtes aus dem Jahr 2023 dargelegt, hat sich die Arktis in den vergangenen rund 50 Jahren sehr wahrscheinlich mehr als doppelt so schnell erwärmt wie die Erde im globalen Mittel. Neuere Beobachtungsstudien deuten für die letzten Jahrzehnte je nach Zeitraum und Abgrenzung der Arktis sogar auf eine etwa drei- bis viermal so schnelle Erwärmung hin (AMAP, 2024).
- Meereis: Satellitendaten zeigen seit 1979, dass die durchschnittliche jährliche Meereisausdehnung in der Arktis in den letzten vier Jahrzehnten einen deutlichen Rückgang erfahren hat, der in allen Monaten zu beobachten ist, im September jedoch am stärksten ist. Zwischen 1979 und 2023 nahm die Ausdehnung des Meereises im März durchschnittlich um etwa 2,8 % pro Jahrzehnt und im September um 13,5 % pro Jahrzehnt ab. In den 1980er Jahren betrug die durchschnittliche Ausdehnung im September fast 50 % des Märzdurchschnitts; in den letzten 10 Jahren (2014 bis 2023) lag das Verhältnis nur noch bei 35 % (Copernicus, 2024).
- Niederschläge: Die Niederschlagsmengen an Land haben im globalen Durchschnitt seit Mitte des 20. Jahrhunderts zugenommen. Insbesondere seit den 1980er Jahren wurde eine schnellere Zunahme beobachtet. Jedoch sind die Entwicklung im Jahresverlauf und regional stark unterschiedlich. Die Vorhersage zukünftiger weltweiter Niederschlagsverteilungen ist sehr komplex und schwierig.
- Meteorologische Extremereignisse: Die Häufigkeit von Starkniederschlägen hat zugenommen. Kalte Tage und Nächte sowie Frost sind seltener und heiße Tage und Nächte sowie Hitzewellen sind häufiger geworden.
- Regionale Klimaänderung: Ohne wirksamen Klimaschutz und tiefgreifende Emissionsminderungen wird sich die räumlich ungleiche Erwärmung weiter verstärken: Landflächen und insbesondere hohe nördliche Breiten erwärmen sich stärker als der globale Durchschnitt. Dadurch steigt auch das Risiko langfristiger, teilweise irreversibler Eisverluste des grönländischen Eisschilds. Nach dem Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2023 würden bei anhaltender globaler Erwärmung von etwa 2–3 °C der grönländische und der westantarktische Eisschild über mehrere Jahrtausende fast vollständig verloren gehen und mehrere Meter zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Ein vollständiges Abschmelzen des grönländischen Eisschilds entspräche langfristig etwa 7 m globalem Meeresspiegelanstieg. Paläoklimatische Befunde aus der letzten Zwischeneiszeit vor rund 125.000 Jahren zeigen, dass der grönländische Eisschild bei wärmeren Bedingungen deutlich kleiner war, aber wahrscheinlich nicht vollständig abgeschmolzen ist. Die heutige Erwärmung ist im Gegensatz dazu überwiegend anthropogen verursacht und im Kontext der letzten Jahrtausende außergewöhnlich rasch.
Mögliche Ereignisse abrupter Klimaänderungen
Neben diesen allmählichen klimatischen Veränderungen könnten auch schnelle Änderungen im Klimasystem erfolgen, die als abrupte Klimaänderungen bezeichnet werden. Sie gehen mit gravierenden Auswirkungen und schwer vorhersehbaren Rückkopplungsprozessen im Klimasystem der Erde einher. Nach heutigem Wissensstand wird das Eintreten eines solchen Ereignisses für die nächsten Jahrzehnte als gering wahrscheinlich eingeschätzt. Das tatsächliche Risiko für das Eintreten einer abrupten Klimaänderung lässt sich allerdings schwer einschätzen, da es sich um nichtlineare Prozesse handelt und die kritischen Grenzen (Kipppunkte) nicht exakt benannt werden können. Das Risiko erhöht sich jedoch deutlich mit jeder weiteren Erwärmung (siehe z. B.: Kornhuber et al., 2024).
Beispiele sind:
- Zusammenbruch der thermohalinen Zirkulation (AMOC) im Nordatlantik infolge Erwärmung und/oder Verdünnung des salzreichen Wassers im Nordatlantik,
- Zerfall des West-Antarktischen Eisschildes und damit einhergehender Meeresspiegelanstieg um einige Meter,
- beschleunigtes Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes und damit Einleitung eines irreversiblen Abschmelzprozesses,
- steigendes Risiko des Auftauens von Permafrostböden und damit Freisetzung großer Kohlenstoffmengen (als Methan und Kohlenstoffdioxid) durch zunehmende Erwärmung,
- zusätzliches Freisetzen von Kohlendioxid und damit Verstärken des Klimawandels durch großflächiges Absterben des Regenwaldes, zum Beispiel im Amazonasgebiet