Der Klimawandel in der öffentlichen Diskussion

Master's Thesis , 2009 , 108 Pages , Grade: 1,1

Geography / Earth Science - Meteorology, Aeronomy, Climatology

Die Begriffe „Klimawandel“, „Treibhauseffekt“ und „Globale Erwärmung“ sind heute Allgemeingut und haben über die wissenschaftliche Diskussion hinaus Eingang in den allgemeinen Sprachgebrauch gefunden. In der breiteren Öffentlichkeit herrscht der Eindruck vor, dass eine signifikante, kurzfristige und irreversible Erhöhung der globalen Durchschnittstemperaturen längst wissenschaftlich unzweideutig erwiesen und die damit verbundenen negativen Folgewirkungen wie dramatische Überschwemmungen, die Zunahme zerstörerischer Wirbelstürme und ein dauerhaftes Abschmelzen der Polkappen unaufhaltsam seien.
Als Auslöser für diese besorgniserregende Kettenreaktion wurde der Mensch identifiziert. Beginnend mit der Industrialisierung Mitte des 19. Jahrhunderts habe der Mensch durch den exzessiven Verbrauch fossiler Brennstoffe und den unkontrollierten Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase (u.a. Kohlendioxid, Methan, Lachgas) derart massiv in das fragile Gleichgewichtssystem der Erde eingegriffen, dass die Zukunft der Menschheit schlechthin in Frage gestellt werden müsse.
Die aktuelle Diskussion über Ursachen und Folgen der anthropogen verursachten Erderwärmung wird dabei bestimmt durch emotional aufgeladene Schlüsselbegriffe und Wortbilder wie „Klimakatastrophe“ oder „Klimakollaps“. Faktoren, die für den Temperaturanstieg verantwortlich gemacht werden, werden plakativ als „Klimakiller“ bezeichnet, die es unabhängig von rationalen Effizienzüberlegungen überall und allerorten gleichermaßen zu bekämpfen bzw. zu beseitigen gilt. Diese Charakterisierungen dominieren den Diskurs und vermitteln beim Publikum den Eindruck einer nahenden und unausweichlichen Zuspitzung der Lage, in der nicht nur eine grundlegende und irreversible Veränderung des Weltklimas, sondern der Verlust der menschlichen Lebensgrundlagen auf der Erde drohe.
In der vorliegenden Arbeit soll gezeigt werden, über welche Prozesse und Transmissionsketten das Konzept des Klimawandels zunächst aus eng begrenzten Expertenzirkeln Eingang in die öffentliche Diskussion und Publizistik gefunden und schließlich zur Legitimation politischen Handelns entscheidend beigetragen hat.

Inhaltsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

1. Einleitung

2. Bestandsaufnahme der Klimawissenschaft
2.1. Die Einflussfaktoren des Klimas
2.1.1. Natürliche Faktoren
2.1.2. Anthropogene Faktoren
2.2. Die Klimaarchive der Erde – Instrumente zur Messung der Klimaveränderung
2.3. Ausmaß der bisherigen Klimaveränderungen in der Erdgeschichte
2.3.1. Paläoklima
2.3.2. Das Klima im Holozän
2.3.3. Rezenter Klimawandel
2.4. Vorhersagen zur künftigen Klimaentwicklung und ihren Folgen
2.5. Maßnahmen gegen den Klimawandel

3. Theoretische und konzeptionelle Grundlagen zur Analyse des Klimadiskurses
3.1. Wissenschaftstheoretische Grundlagen der Klimaforschung
3.1.1. Heterogenität der Klimawissenschaft als Disziplin
3.1.2. Grenzen des Falsifikationismus
3.1.3. Klimawissenschaft als „Post-Normal Science“ im „Modus 2“
3.1.4. Unklare Problemdefinition: Was ist „gefährlicher Klimawandel“?
3.2. Wissenschaftssoziologische Konsequenzen – zum Verhältnis von Wissenschaft, Medien und Politik
3.2.1. Wissenschaft und Medien
3.2.2. Wissenschaft und Politik
3.2.3. Rückwirkungen der Klimadiskussion auf die Wissenschaft
3.3. Synthese: Das analytische Konzept zur Erklärung des Klimadiskurses

4. Chronologie und Charakteristika des Klimadiskurses
4.1. Vorläufer des Klimadiskurses: Günstige Erwärmung und gefährliche Abkühlung
4.2. Die nationale Initialzündung: Die Katastrophenmeldung der DPG
4.3. Der Katalysator: Der Hitzesommer 1988 in den USA
4.4. Die internationale Institutionalisierung: IPCC und Klimarahmenkonvention
4.5. Das Kyoto-Protokoll
4.6. Verstetigung des Klimadiskurses nach Kyoto

5. Komparative Analyse der Diskurse Klimawandel, Waldsterben und Ozonloch
5.1. Waldsterben
5.2. Ozonloch

6. Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Projizierte mittlere globale Erwärmung an der Erdoberfläche und Meeresspiegelanstieg am Ende des 21. Jahrhunderts.

Tabelle 2: Chronologie der UN-Klimakonferenzen, 1992 - 2009.

Tabelle 3: Treibhausgas-Reduktionsziele nach Kyoto-Protokoll für ausgewählte Industrieländer

Tabelle 4: Vergleich der Umweltdiskurse Klimawandel, Waldsterben und Ozonloch..

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Schematische Darstellung des klimatischen Zirkulationskreislaufes.

Abbildung 2: Externe und interne Einflussfaktoren auf das Klimasystem..

Abbildung 3: Schematische Darstellung von Exzentrizität, Obliquität und Präzession..

Abbildung 4: Schematische Darstellung der El Niño- / El-Niña-Wechselwirkung..

Abbildung 5: Vereinfachte Darstellung der Thermohalinen Zirkulation..

Abbildung 6: Schematische Darstellung des Treibhauseffekts.

Abbildung 7: Treibhauseffekt wichtiger Spurengase.

Abbildung 8: Natürlicher und anthropogen verursachter Kohlenstoffkreislauf.

Abbildung 9: Klimatische Veränderungen während des Holozäns.

Abbildung 10: „Hockeyschläger“-Diagramm..

Abbildung 11: Veränderung von Temperatur, Meeresspiegel und Schneebedeckung seit 1850

Abbildung 12: Schematische Darstellung des atmosphärischen Wasserkreislaufs.

Abbildung 13: Schematischer Aufbau eines Klimamodells.

Abbildung 14: Entwicklung der mittleren Durchschnittstemperaturen 1000 bis 2100.

Abbildung 15: Analytisches Konzept.

Abbildung 16: Spiegel-Titel vom 11.08.1986.

Abbildung 17: Anzahl der Nennungen des Begriffs „Treibhauseffekt“ in US-Zeitungen, 1988.

Abbildung 18: Verlauf der Medienberichterstattung zum Waldsterben..

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Die Begriffe „Klimawandel“, „Treibhauseffekt“ und „Globale Erwärmung“ sind heute Allgemeingut und haben über die wissenschaftliche Diskussion hinaus Eingang in den allgemeinen Sprachgebrauch gefunden. In der breiteren Öffentlichkeit herrscht der Eindruck vor, dass eine signifikante, kurzfristige und irreversible Erhöhung der globalen Durchschnittstemperaturen längst wissenschaftlich unzweideutig erwiesen und die damit verbundenen negativen Folgewirkungen wie dramatische Überschwemmungen, die Zunahme zerstörerischer Wirbelstürme und ein dauerhaftes Abschmelzen der Polkappen unaufhaltsam seien.

Als Auslöser für diese besorgniserregende Kettenreaktion wurde der Mensch identifiziert. Beginnend mit der Industrialisierung Mitte des 19. Jahrhunderts habe der Mensch durch den exzessiven Verbrauch fossiler Brennstoffe und den unkontrollierten Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase (u.a. Kohlendioxid, Methan, Lachgas) derart massiv in das fragile Gleichgewichtssystem der Erde eingegriffen, dass die Zukunft der Menschheit schlechthin in Frage gestellt werden müsse.

Die aktuelle Diskussion über Ursachen und Folgen der anthropogen verursachten Erderwärmung wird dabei bestimmt durch emotional aufgeladene Schlüsselbegriffe und Wortbilder wie „Klimakatastrophe“ oder „Klimakollaps“. Faktoren, die für den Temperaturanstieg verantwortlich gemacht werden, werden plakativ als „Klimakiller“ bezeichnet, die es unabhängig von rationalen Effizienzüberlegungen überall und allerorten gleichermaßen zu bekämpfen bzw. zu beseitigen gilt. Diese Charakterisierungen dominieren den Diskurs und vermitteln beim Publikum den Eindruck einer nahenden und unausweichlichen Zuspitzung der Lage, in der nicht nur eine grundlegende und irreversible Veränderung des Weltklimas, sondern der Verlust der menschlichen Lebensgrundlagen auf der Erde drohe.

In der vorliegenden Arbeit soll gezeigt werden, über welche Prozesse und Transmissionsketten das Konzept des Klimawandels zunächst aus eng begrenzten Expertenzirkeln Eingang in die öffentliche Diskussion und Publizistik gefunden und schließlich zur Legitimation politischen Handelns entscheidend beigetragen hat. Dafür ist es zunächst notwendig, die wissenschaftlichen Grundlagen sowie das methodische Instrumentarium der Klimawissenschaft zu beschreiben und das Ausmaß der klimatischen Veränderungen in der erdgeschichtlichen sowie jüngeren Vergangenheit zu analysieren (Kapitel 2). Dabei wird deutlich, dass in den an der interdisziplinären Klimaforschung beteiligten Wissenschaftszweigen nach wie vor durchaus ein hohes Maß an Unsicherheit sowohl hinsichtlich der kausalen Wirkungsmechanismen wie auch hinsichtlich des Ausmaßes und der Geschwindigkeit der vergangenen wie auch der bevorstehenden Klimaveränderungen besteht. In Kapitel 3 wird darauf aufbauend das konzeptionelle Gerüst für die Analyse des Klimadiskurses entwickelt. Es wird die zentrale Hypothese vertreten, dass die epistemologischen Besonderheiten der Klimawissenschaft ursächlich dafür sind, dass der Klimadiskurs in Wissenschaft, Politik und Medien derart lang anhaltend, intensiv und kontrovers geführt wird.

Im zentralen empirischen Kapitel 4 werden Verlauf und Charakteristika des Klimadiskurses beschrieben. Dabei wird gezeigt, dass die Klimadiskussion ausgehend von einer zunächst rein fachwissenschaftlich geführten Debatte über zentrale Schlüsselereignisse Eingang in die öffentliche Arena gefunden hat und sich nicht zuletzt aufgrund der politischen und medialen Unterstützung zwischenzeitlich fest etablieren konnte. Der in Kapitel 5 vorgenommene Vergleich mit den beiden anderen großen Umweltdiskursen der 1980er und 1990er Jahre „Waldsterben“ und „Ozonloch“ belegt, dass diese für Verlauf und Deutung des Klimadiskurses von zentraler Bedeutung sind. Während der gescheiterte Diskurs über das Scheinproblem „Waldsterben“ die wissenschaftliche Skepsis heutiger Klimaleugner schürt, wird der mit dem Montreal-Protokoll erfolgreich abgeschlossene „Ozonloch“-Diskurs von den überzeugten Klimawarnern als Beleg dafür angesehen, dass entschiedenes und weltweit koordiniertes Handeln gegen den Klimawandel notwendig und über die im Kyoto-Protokoll getroffenen Reduktionsmaßnahmen möglich sei. Die Arbeit schließt mit einem zusammenfassenden Fazit in Kapitel 6.

2. Bestandsaufnahme der Klimawissenschaft

2.1. Die Einflussfaktoren des Klimas

Das Klimasystem ist für die an der Erdoberfläche herrschenden Verhältnisse und somit für die Existenz und Verbreitung von tierischem und pflanzlichem Leben verantwortlich. Von der World Meteorological Organisation (WMO) wird das Klima als Mittelwert des Wetters über eine Zeitspanne von 30 Jahren definiert. Neben statistischen Kenngrößen wie mittlere Jahrestemperatur und –niederschlag werden auch Eintrittswahrscheinlichkeit und Häufigkeit z.B. von Dürren, Stürmen oder Starkniederschlägen erfasst (Beising 2006: 9).

Das Klima der Erde ist ein überaus komplexes System, das von vielen terrestrischen und extraterrestrischen Faktoren abhängig ist und keine konstante Größe darstellt (Huch/Warnecke/Germann 2001: 38). Obwohl Klimaschwankungen allgemein als längerfristige Änderungen der Eigenschaften der Atmosphäre (z.B. Lufttemperatur oder Niederschlagshäufigkeit) wahrgenommen werden, sind die Ursachen von Klimaschwankungen nicht unbedingt innerhalb der Atmosphäre zu suchen, sondern vorwiegend auf die Wechselwirkungen mit den trägen Komponenten des Klimasystems (so wie Ozean, Meereis, Landeis, Biosphäre) zurückzuführen (Latif 2007: 75-76).

Abbildung 1: Schematische Darstellung des klimatischen Zirkulationskreislaufes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 18

Wie in Abbildung 1 dargestellt bestehen vielfältige Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre (Ozean und Wasserkreislauf), Kryosphäre (Eis und Schnee), Biosphäre (Tiere und Pflanzen), Pedosphäre (Boden) und Lithosphäre (Gestein). So wird z.B. die Biosphäre durch den Wasserkreislauf mit lebensnotwendiger Feuchtigkeit versorgt, der jedoch auch für die Verwitterung und Abtragung von Gesteinen an der Erdoberfläche und damit für die Bodenbildung sorgt. Die Pflanzenwelt beeinflusst wiederum das Rückhaltevermögen des Bodens für Wasser und ist durch komplexe Stoffwechselprozesse am globalen Kohlenstoffkreislauf beteiligt. Durch die Ozeane und die darin lebenden Organismen wird schließlich das Treibhausgas Kohlendioxid aufgenommen und langfristig gespeichert.

Veränderungen in den verschiedenen Teilkomponenten vollziehen sich auf unterschiedlichen Zeitskalen. Während beispielsweise die Atmosphäre typische Zeitskalen von einigen Stunden bis zu einigen Tagen aufweist (ein Tiefdruckgebiet z.B. hält üblicherweise lediglich einige Tage an), verhalten sich die anderen Komponenten weitaus träger. So beträgt die Verweilzeit von Anomalien im Meereis oder in der ozeanischen Deckschicht einige Woche bis zu einigen Monaten. Die tieferen Schichten des Ozeans besitzen dagegen Anpassungszeiten von Jahrzehnten bis hin zu Jahrtausenden.

Überzeugte Klimawarner machen heute in erster Linie den Menschen als Verursacher klimatischer Veränderungen aus. Durch den ungezügelten Verbrauch fossiler Brennstoffe habe dieser nachhaltig in die globalen Gleichgewichtsverhältnisse eingegriffen und erstmals einen irreversiblen Klimawandel in Gang gesetzt. Bei den Einflussfaktoren, die die Klimavariabilität maßgeblich beeinflussen, ist allerdings zwischen natürlichen und anthropogen verursachten Faktoren zu unterscheiden (vgl. Abbildung 2). Die Bestimmung anthropogener Klimaänderungen wird durch die Überlagerung der natürlichen Klimaschwankungen erschwert. Will man daher den anthropogenen Anteil am heutigen Klimawandel feststellen, müssen zunächst die Wirkungsanteile der natürlich bedingten externen Klimaantriebsfaktoren und der internen auf der Erde wirkenden Prozesse isoliert werden.

Abbildung 2: Externe und interne Einflussfaktoren auf das Klimasystem

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 113

2.1.1. Natürliche Faktoren

Das Klima wird von zahlreichen natürlich bedingten Ursachen und Rückkopplungsprozessen gesteuert, wobei zwischen externen und internen Klimaantriebsfaktoren unterschieden wird. Externe Klimafaktoren sind Wirkungsgrößen und Abläufe, die einen Klimazustand verändern ohne selbst vom Klima beeinflusst zu werden. Interne Klimaschwankungen entstehen dagegen durch Wechselwirkungen in bzw. zwischen den verschiedenen Klima-Subsystemen (Latif 2007: 75).

Sonnenaktivität

Zur Gruppe der externen Klimafaktoren gehört in erster Linie die Sonne als treibender Motor unseres Klimasystems. Die Sonne ist im Mittel 149 Mio. km von der Erde entfernt. Im Inneren der Sonne finden durch Verschmelzung von Wasserstoff- und Helium-Atomkernen Kernreaktionen statt, durch die ungeheure Energiemengen freigesetzt, durch Konvektion an die Oberfläche geleitet und in Form von Licht und Wärme an die Umgebung abgegeben werden (Beising 2006: 33).

Die auf die Erde einstrahlende Sonnenenergie wird von der Atmosphäre sowie der Erdoberfläche aufgenommen und über die Zirkulation der Atmosphäre und der Ozeane weltweit verteilt. Der Energieeintrag an solarer Strahlung in das irdische Klimasystem hängt von der Position und Orientierung der Erde gegenüber der Sonne ab. Aufgrund gravitativer Einwirkungen von Sonne, Mond und Planeten unterliegen diese Parameter zeitlich charakteristischen Variationszyklen. Die Erde „taumelt“ wie ein kippender Kreisel, wobei sie sich alle ca. 11.000 Jahren zur jeweils anderen Seite neigt. Eine volle Umdrehung dauert daher 22.000 Jahre. Durch diese sogenannte Präzession schwankt die Sonneneinstrahlung auf der Nordhalbkugel. Zusätzliche periodische Änderungen in der Neigung der Erdachse (Obliquität) und in der Form der Umlaufbahn (Exzentrizität) führen zu Zyklen mit Perioden von 41.000 und 100.000 Jahren. Je größer der Neigungswinkel, desto größer sind die jahreszeitlichen Temperaturunterschiede (vgl. Abbildung 3). Die Überlagerung dieser drei Parameter ergibt ein Muster, das recht gut mit den Eiszeiten korreliert (Beising 2006: 33-34). Diese langfristigen und wiederkehrenden Änderungen der Sonneneinstahlung wurden schon 1920 von Milutin Milankovitch beschrieben. Sie werden als Milankovitch-Zyklen bezeichnet und sind in Tiefseesedimenten nachweisbar (Berner/Streif 2000: 18-19; Buggisch/Walliser 2001: 17-18).

Abbildung 3: Schematische Darstellung von Exzentrizität, Obliquität und Präzession

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: http://www.pik-potsdam.de/members/pcwerner/vl2

Die Milankovitch-Zyklen sind astronomische Gesetzmäßigkeit, die sich ebenso für die Vergangenheit wie für die Zukunft ermitteln lassen. Die Berechnung der zyklisch variierenden Sonnenenergiemengen ist vor allem bei langfristigen Klimaänderungen von Relevanz. Dagegen überwiegt in der Klimawissenschaft die Auffassung, dass beim gegenwärtig beobachtbaren Klimawandel die astronomisch bedingten Insolationsschwankungen vernachlässigt werden können, da sie lediglich Temperaturabweichungen in einer Größenordnung von wenigen Hundertstel °C pro Jahrhundert hervorrufen können. Langfristig gesehen bewegt sich das natürliche Klima eher wieder auf eine Kaltphase zu, wobei ein neues Minimum der astronomischen Strahlungskraft in etwa 25.000 Jahren erwartet wird (Jacobeit 2007: 3).

Aber auch die Intensität der Sonnenstrahlung selbst bzw. die Sonnenaktivität ist nicht konstant. Die Sonne wird kontinuierlich wärmer und dehnt sich weiter aus, so dass der solare Energiefluss, der die Erde erreicht, stetig zunimmt (um rund 10 % alle 1 Mrd. Jahre). Neuere Satellitenmessungen haben zudem bestätigt, dass „die Energieabgabe der Sonne […] signifikant positiv mit der Sonnenfleckenaktivität korreliert“ (Jacobeit 2007: 3-4). Gleichzeitig mit den Sonnenflecken treten auch Sonnenfackeln und Protuberanzen auf, welche zu einer Zunahme der Strahlung führen und jeweils eine Lebensdauer von einigen Wochen haben (Beising 2006: 36).

Ursache für die variierende Sonnenaktivität sind magnetische Schwankungen der Sonne sowie Prozesse wie Konvektion. Für die Klimadynamik der letzten Jahrtausende sind Sonnenschwankungen mit Zyklen von 11 („Schwabe-Zyklus“), 22, 78 („Gleißberg-Zyklus“), 211 und vermutlich auch 1.500 und 2.500 Jahren von Bedeutung (Beising 2006: 35). Eine Periode mit geringer Sonnenfleckenaktivität trat z.B. zwischen 1645 und 1720 während des sogenannten Maunder-Minimums auf. Schätzungen zufolge war die Solarstrahlung während dieser Periode gegenüber heute um 0,24 % reduziert, woraus sich ein Abkühlungseffekt von rund 0,5 °C ableiten lässt (Jacobeit 2007: 4).

Die Frage nach der Größe des solaren Anteils an der heutigen Erwärmung wird in der Klimawissenschaft kontrovers diskutiert. Nach einigen Schätzungen liegt dieser Anteil in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bei etwa 50 %, seit 1970 aber höchstens noch bei einem Drittel (Jacobeit 2007: 4). Während in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts ein paralleler Anstieg von Temperatur und Solarstrahlung zu verzeichnen war, gilt dies seit etwa 1970 nicht mehr. Da die Solarstrahlung in den vergangenen 60 Jahren auf hohem Niveau weitgehend konstant geblieben ist, kann auch die globale Temperaturerhöhung der letzten 30 Jahren nicht auf eine erhöhte Solarstrahlung zurückgeführt werden (Beising 2006: 40).

Gegenwärtig strahlt die Sonne mit durchschnittlich 1.367 Watt/m² und Stunde auf die Erde, wobei diese Solarkonstante in den letzten drei Jahrhunderten maximal um 5 W/m² geschwankt hat. Aufgrund der Kugelgestalt der Erde und der planetarischen Albedo von 30 % erreicht davon nur etwa ein Sechstel, also 0,8 W/m², die Erdoberfläche. Dies ist lediglich ein Drittel des Wertes von 2,4 W/m², der vom IPCC 2001 als anthropogen verursachter Strahlungsantrieb für die 1990er Jahre veranschlagt worden ist. Daher werden auch die solar bedingten Temperaturänderungen in den letzten drei Jahrhunderten auf lediglich +/- 0,2 °C geschätzt (Jacobeit 2007: 4). Im vierten IPCC-Sachstandsbericht aus dem Jahre 2007 wird der seit 1750 durch Änderungen der Sonneneinstrahlung verursachte Strahlungsantrieb auf 0,12 W/m² geschätzt und liegt damit um die Hälfte unter der Schätzung des dritten IPCC-Berichts aus dem Jahre 2001 (IPCC 2007: 5). Nach wie vor herrscht somit hinsichtlich des Antriebsfaktors Solaraktivität große Unsicherheit.

Vulkanismus

Eine weitere externe Einwirkung auf das Klimasystem kann von massiven Vulkanausbrüchen ausgehen, wenn große Mengen an vulkanischer Asche und Gasen (u.a. Wasserdampf, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid) in die Atmosphäre gelangen. Aufgrund ihrer langen Verweildauer in der Stratosphäre von 1 bis 3 Jahren können sie das Klima deutlich beeinflussen. Die Aerosole absorbieren zum einen die kurzwellige Einstrahlung der Sonne und zum anderen die langwellige Infrarotabstrahlung der Erde. Weiterhin streuen die Aerosole das einfallende Sonnenlicht, so dass als Ergebnis der Strahlungsbilanzänderung eine Erwärmung der Stratosphäre und eine bodennahe Abkühlung an der Erdoberfläche eintritt (Beising 2006: 41-42).

Als im Jahre 1815 in Indonesien der Vulkan Tambora ausbrach, wurden gewaltige Mengen an Asche und Gasen bis in eine Höhe von 35 bis 40 km geschleudert. Infolge des Vulkanausbruchs kamen über 92.000 Menschen ums Leben. Das darauf folgende Jahr 1816 ging in Nordamerika und in Europa als das Jahr ohne Sommer in die Geschichte ein. Während der weltweiten Abkühlung kam es u.a. an der Ostküste der USA mitten im Sommer zu Schneestürmen und erheblichen Ernteausfällen.

Jüngste Vulkaneruptionen wie z.B. El Chichon 1982 oder Pinatubo 1991 haben die Atmosphäre an der Erdoberfläche global um 0,2 bis 0,3 °C und regional bis zu 0,5 °C abgekühlt (Huch 2001: 28). Bei großen Eruptionen wird die direkte Sonneneinstrahlung in einer Größenordnung von 100 W/m2 reduziert. Fast um den gleichen Betrag nimmt die diffuse Strahlung zu, so dass der Himmel am Tage milchig weiß erscheint. Die Differenz zwischen reduzierter direkter und erhöhter diffuser Strahlung liegt an der Erdoberfläche bei ca. 1-10 W/m2 und führt daher zu einer Abkühlung (Latif 2007: 94).

Vulkanische Aerosole beeinflussen nicht nur die Strahlungsströme in der Stratosphäre, sondern auch chemische Prozesse wie die Ozonbildung und -zerstörung. Als Folge einer großen Vulkaneruption kann es über einen Zeitraum von ein bis zwei Jahren zu einer Abnahme der Ozonschicht um 3 bis 10 % kommen. So wurde nach dem Ausbruch des Pinatubo 1991 eine Reduktion des Gesamtozons von bis zu 7 % festgestellt, was zu einer verstärkten UV-Strahlung am Boden führte (Beising 2006: 42). Schließlich können die durch vulkanische Eruptionen enstehenden höheren Temperaturen in der Stratosphäre den Polarwirbel verstärken, was tendenziell einen höheren NAO-Index verursachen kann (vgl. Seite 10).

Südliche und Nordatlantische Oszillation

Zu den wichtigsten internen Klimaschwankungen auf der Zeitskala von einigen Monaten bis wenigen Jahren gehört das sogenannte El Niño/Südliche Oszillations-Phänomen (ENSO). El Niño und La Niña sind Phänomene des tropisch-pazifischen Wettergeschehens, bei denen sich die Zirkulationsverhältnisse im Pazifik grundlegend ändern. Bei einem El Niño entstehen in unregelmäßigen Abständen im äquatornahen Ostpazifik ungewöhnlich hohe Meeresoberflächentemperaturen, die mit extremen tropischen Niederschlagsereignissen bis an die südamerikanische Westküste einhergehen. Diese Gebiete sind normalerweise sehr kalt, so dass sich der Südostpassat abschwächt. Gleichzeitig ergeben sich im westlichen, normalerweise niederschlagsreichen äquatorialen Pazifik defizitäre Niederschlagsverhältnisse verbunden mit außergewöhnlicher Trockenheit. Die Abstände zwischen zwei El Niño-Ereignissen sind unregelmäßig, liegen zwischen 3 und 7 Jahren und dauern ca. 12 bis 18 Monate (Beising 2006: 46).

Nach einer Übergangsphase folgt auf ein El Niño- meist ein La Niña-Ereignis, die „kalte Schwester“ El Niños, wobei die Prozesse hier mit umgekehrten Vorzeichen ablaufen (vgl. Abbildung 4). La Niñas sind demnach durch einen starken Temperaturgegensatz längs des Äquators sowie durch starke Passatwinde charakterisiert (Latif 2007: 79).

Abbildung 4: Schematische Darstellung der El Niño- / El-Niña-Wechselwirkung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 46

In den letzten Jahrzehnten wurde eine gewisse Häufung und Intensivierung von El Niño-Ereignissen festgestellt. Zu den globalen Folgen dieses Ereignisses zählen neben Ernteausfällen, Rückgang des Fischfangs und Korallenriffausbleichungen, auch Dürren im nordöstlichen Brasilien und Südostasien, Trockenheit in der Karibik und Mittelamerika, aber auch höhere Niederschläge in den südlichen USA und im östlichen Afrika, die zu Stürmen und Überschwemmungen führen (Beising 2006: 47). Ob die globale Erwärmung zur Zunahme von El Niño-Ereignissen beigetragen hat oder umgekehrt der Temperaturanstieg der letzten Jahrzehnte zumindest teilweise auf verstärkt aufgetretene El Niños zurückzuführen ist, ist in der wissenschaftlichen Diskussion noch offen.

Während das ENSO-Phänomen vor allem die Tropen betrifft, wird das Klima des nordatlantisch-europäischen Raums stark durch die Nordatlantische Oszillation (NAO) bestimmt. Die NAO ist eine mehr oder weniger regelmäßige Veränderung der atmosphärischen Zirkulation, die die Luftdruckverhältnisse zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlantiks verändert und in hohem Maße die Stärke der winterlichen Westwinde in diesen Regionen bestimmt.

Als Maßeinheit gilt der NAO-Index, wobei bei positivem NAO-Index über Island ein sehr tiefer und über Azoren ein sehr hoher Druck herrscht. Ein anhaltend positiver NAO-Index bewirkt eine verstärkte Zufuhr von Kaltluft westlich Grönlands und deren Aufwärmung über dem Nordatlantik. Dabei verstärkt sich das Westwindband, so dass mehr Wärme vom Wasser an die Luft abgegeben werden kann. In Europa wird dadurch das Vordringen sibirischer Luft unterdrückt, wodurch es zu milden Wintern in Westeuropa und an der Ostküste der USA kommt. In Nordkanada und Grönland ist es dagegen bei dieser Konstellation besonders kalt und trocken.

Bei negativem NAO-Index führt ein relativ geringer winterlicher Druckunterschied zwischen den Azoren und Island zu einer Abschwächung des Westwindbandes über dem Nordatlantik, wodurch weniger milde atlantische Luftmassen nach Westeuropa gelangen. Die Zufuhr von kalter und trockener Luft aus Sibirien löst strenge Winter in Westeuropa und an der Ostküste der USA aus, in Grönland herrscht dagegen ein milder Winter.

Seit Beginn der Barometermessungen 1860 weist der NAO-Index ausgeprägte interdekadische Schwankungen auf. Anfang des 20. Jahrhunderts wurden relativ hohe Werte gemessen, wohingegen in den 1960er Jahren der NAO-Index zunächst ein Minimum erreichte. Seit Ende der 1960er bis Mitte der 1990er Jahre verstärkte sich die NAO markant. Dieser Anstieg trug in hohem Maße zur winterlichen Erwärmung in Eurasien bei. Auch die milden Winter in Deutschland während dieser Periode sind auf die anomal starke NAO zurückzuführen. Seit dem Jahr 2000 normalisiert sich der NAO-Index wieder, wobei allerdings nach wie vor ungeklärt ist, ob die Intensivierung der NAO die Folge eines anthropogenen oder natürlichen Einflusses ist. Langfristig wird infolge der globalen Erwärmung eine Intensivierung der NAO prognostiziert (Latif 2007: 83).

Thermohaline Zirkulation

Der Energietransport im Klimasystem findet allerdings nicht ausschließlich in der Atmosphäre sondern auch in den Weltmeeren statt. Die ozeanischen Massen- und Energietransporte sind in einem erdumspannenden Zirkulationssystem organisiert, das als „globales Förderband“ bezeichnet wird (Jacobeit 2007: 6). Angetrieben wird die sogenannte Thermohaline Zirkulation (THZ) durch die variablen Temperatur- und Salzkonzentratverhältnisse der Ozeane. Ein wichtiger Motor der THZ ist das Absinken von kaltem und salzreichem Wasser im Nordatlantikstrom, der eine Fortsetzung des Golfstroms bildet. Die größten Absinkregionen liegen zwischen Norwegen und Grönland sowie vor der Antarktis im Wedell-Meer. Zum Ausgleich strömt im Gegenzug warmes und salzärmeres Oberflächenwasser nach Norden (vgl. Abbildung 5).

Abbildung 5: Vereinfachte Darstellung der Thermohalinen Zirkulation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 48

Nach dem Absinken des dichteren Oberflächenwassers in den sogenannten Schlüsselregionen breitet sich das Tiefen- oder Bodenwasser langsam über die Weltmeere aus, gelangt an bestimmten Stellen wie Teilen des Indischen und Pazifischen Ozeans wieder an die Oberfläche und fließt in die großen Warmwassertransportsysteme ein, von denen auch der Nordatlantik und der Golfstrom mit warmem Wasser versorgt werden. Dieses System unterliegt allerdings klimarelevanten Schwankungen in der Meeresoberflächentemperatur, im Salzgehalt, in der Tiefenwasserbildung und im Energietransport auf unterschiedlichen Zeitskalen. Die (multi-)dekadische Variabilität kann von kurzfristigen Impulsen aus der Atmosphäre, wie etwa der NAO, beeinflusst werden (Jacobeit 2007: 7).

Seit einigen Jahren gibt es in der Fachwelt eine intensive Diskussion darüber, ob sich infolge der globalen Erwärmung die THZ verändern und der Tiefenwasserstrom abreißen könnte. Eine stärkere Vereisung des Nordmeeres und eine globale Abkühlung wären die Folgen.^[1] In Mitteleuropa würden durch einen Zusammenbruch der THZ die Temperaturen um ca. 1 bis 2 °C im Jahresmittel sinken, wobei sich die Abkühlung besonders stark im Winter bemerkbar wäre (Latif 2007: 125). Klimamodellsimulationen zeigen allerdings lediglich eine geringe Gefahr des Abreißens des marinen Förderbandes und damit des Ausbleibens des Golfstroms in den kommenden Jahrzehnten (Beising 2006: 48). Aber auch bei einem vollständigen Kollaps der THZ würde der Golfstrom nicht ganz zum Erliegen kommen, da er neben der Temperatur- und Salz- auch eine windgetriebene Komponente besitzt (Latif 2007: 126). Daher wird bis zum Ende des Jahrhunderts lediglich mit einer wahrscheinlichen Abschwächung der THZ von maximal 20 bis 30 % gerechnet. Für Europa könnte sich dies sogar vorteilhaft auswirken, da die fortschreitende Erwärmung hierdurch gedämpft würde (Jacobeit 2007: 7).

Die sogenannte Atlantische Multidekadische Oszillation (AMO) ist eine wichtige regionale Variante der THZ und stellt eine zyklische Variation der Meeresoberflächentemperaturen im Nord- und Mittelatlantik dar. Im Laufe des 20. Jahrhunderts durchlief die AMO zwei negative und eine positive Phase und befindet sich seit Mitte der 1990er Jahre wieder in einer überdurchschnittlichen Periode. In den kommenden Jahrzehnten dürfte sie voraussichtlich trotz der globalen Erwärmung wieder auslaufen (Jacobeit 2007: 7). Die Häufigkeit tropischer Wirbelstürme im Nordatlantik folgt deutlich den Schwankungen der AMO, so dass die jüngste Zunahme karibischer Hurrikane von einigen Klimaforschern nicht als Folge des beschleunigten Klimawandels, sondern als Folge einer multidekadischen Schwankung im Klimasystem interpretiert wird. Langfristig gesehen werden sich infolge der globalen Erwärmung, die auch die Meeresoberflächentemperaturen beeinflusst, nicht die mittlere Häufigkeit sondern lediglich die Intensität tropischer Wirbelstürme erhöhen (Jacobeit 2007: 7).

Eis-Albedo

Auch Wachstum bzw. Rückzug von Gletschern und Eiskappen haben einen entscheidenden Einfluss auf das Klima. In diesen sind erhebliche Wassermassen gebunden, die einem Meeresspiegeläquivalent von etwa 70 m entsprechen. Davon entfallen ca. 61,1 m auf das antarktische Eisschild, 7,2 m auf das Grönlandeis sowie rund 51 cm auf Gletscher und kleinere Eiskappen (Beising 2006: 124). Allerdings geht die Klimawissenschaft davon aus, dass schmelzende Polkappen lediglich eine geringe Auswirkung auf den Meeresspiegel haben werden, weil das schmelzende Meereis in der Arktis meeresspiegelneutral ist und am Südpol kein allgemeiner Rückgang des Festlandeises beobachtet wird. So wird sich der moderate Meeresspiegelanstieg bis Ende des 21. Jahrunderts, der nach verschiedenen IPCC-Szenarien zwischen 18 und 59 cm betragen wird, vor allem aus der thermischen Ausdehnung des Meerwassers, schmelzenden Gebirgsgletschern und einem unsicheren Anteil des Inlandeises in Grönland zusammensetzen (Jacobeit 2007: 8).

Die so genannte Eis-Albedo-Rückkopplung ist die Wechselwirkung zwischen der Kryosphäre (schnee- und eisbedeckte Erdoberfläche) und dem globalen Klima. Da Schnee und Eis eine hohe Albedo (Rückstrahlvermögen des Sonnenlichts) von bis zu 90 % haben, wird die einfallende Sonnenenergie an den Polkappen nur in sehr geringem Umfang absorbiert und zum weitaus größten Teil wieder in das Weltall reflektiert.

Abnehmende Eisflächen in Polnähe haben daher einen positiven Rückkopplungseffekt auf die globalen Durchschnittstemperaturen, da die vom Eis befreiten Meer- sowie Landflächen einen größeren Anteil der Sonnenenergie absorbieren. Hierin liegt eine große Gefahr für eine weitere überproportionale Erwärmungen in den höheren Breiten der Nordhemisphäre, da bei fortschreitendem Klimawandel mit einem drastischen Rückgang des arktischen Meereises gerechnet wird, das nach einigen zukünftigen Szenarien bis Ende des 21. Jahrhunderts sogar gänzlich verschwunden sein könnte. In der Antarktis bleiben die Temperaturen dagegen zu niedrig, so dass hier keine wesentlichen Veränderungen zu erwarten sind und durch den zu erwartenden stärkeren Schneefall sogar eine positive Massenbilanz des Inlandeises prognostiziert wird.

Natürlicher Treibhauseffekt und Kohlenstoffkreislauf

Im Vergleich zu ihrer Größe ist die Erde nur von einer sehr dünnen Lufthülle umgeben, die allerdings mit ihrer chemischen Zusammensetzung aus Stickstoff (78 %), Sauerstoff (21 %), Argon (0,9 %) und anderen Edelgasen eine entscheidende Rolle für das Klima spielt. Der Kohlendioxid-Gehalt (CO2) beträgt nur 0,04 %, ist aber neben dem Wasserdampf der wichtigste Verursacher des natürlichen Treibhauseffekts, ohne den es auf der Erde bedeutend kälter wäre. Die wichtigsten natürlichen Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid (Lachgas) und Ozon. Die Treibhausgase lassen die kurzwellige Strahlung der Sonne nahezu ungehindert passieren, absorbieren aber teilweise die langwellige Ausstrahlung der Erde, so dass sie die von der Erdoberfläche ausgehende Strahlung in den Weltraum sowie in Richtung Erdoberfläche reflektieren (vgl. Abbildung 6). Die ungleiche Durchlässigkeit der Atmosphäre für Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge bewirkt den so genannten Treibhauseffekt, der zu einer Erwärmung der Erde um rund 33 °C führt und zur Folge hat, dass die bodennahe globale Mitteltemperatur von -18 °C auf ca. +15 °C angehoben wird.

Abbildung 6: Schematische Darstellung des Treibhauseffekts

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 30

Der globale Kohlenstoffkreislauf spielt eine entscheidende Rolle im Klimasystem. In der Erdgeschichte variierte die atmosphärische CO2-Konzentration stark, ausgelöst z.B. durch CO2-freisetzende Vulkaneruptionen und CO2-verbrauchende Gesteinsverwitterung. In den vergangenen Jahrmillionen lag die CO2-Konzentration bereits leicht unter aber auch schon um das 17-fache über den heutigen Werten (Jacobeit 2007: 8). Die natürliche positive Rückkopplung zwischen Klima und Kohlenstoffkreislauf besteht darin, dass CO2 bei höheren Temperaturen in geringerem Umfang im Ozean gelöst werden kann und daher verstärkt in die Atmosphäre freigesetzt wird. Gleichzeitig wird bei höheren Temperaturen auch die photosynthetische Aktivität des marinen Phytoplanktons reduziert und daher weniger CO2 aus der Atmosphäre assimiliert. Diese verstärkende Rückkopplung wird auch im Falle des rezenten und zukünftigen Klimawandels erwartet (Jacobeit 2007: 9).

Auch die Biosphäre steht innerhalb des Klimasystems in zahlreichen Wechselwirkungsprozessen. Ein klassisches Beispiel für einen negativen (dämpfenden) Rückkopplungseffekt zwischen terrestrischer Biosphäre und Atmosphäre stellt bspw. die Kausalkette mehr Biomasse => mehr CO2-Entzug aus der Atmosphäre => reduzierter Treibhauseffekt => reduzierte Biomasse usw. dar. Das Vorzeichen der Rückkopplung kann sich infolge eines zu raschen erwärmungsbedingten Umweltwandels aber auch umkehren (Jacobeit 2007: 9).

In der Wissenschaft wird heute u.a. die Frage diskutiert, ob das Klimasystem bei gegebenen Randbedingungen lediglich ein einziges oder nicht vielmehr mehrere alternative Gleichgewichtszustände besitzt, zwischen denen schon bei kleinen Störungen oder gar aus der Eigendynamik des Systems selbst heraus gewechselt werden kann (Jacobeit 2007: 9). Diese Überlegungen können mit Hilfe des Lorenz-Modells veranschaulicht werden. Da die Parameter des Klimasystems die beiden fundamentalen Eigenschaften Instabilität und Nichtlinearität besitzen, kommt es zu einem Phänomen, das als „Sensitivität gegenüber den Anfangsbedingungen“ oder auch als so genannter „Schmetterlingseffekt“ bezeichnet wird (Latif 2007: 117). Übertragen auf die klimatischen Verhältnisse wird so ein System beschrieben, das schon bei gleichen Randbedingungen und konstantem externem Antrieb intern zwischen verschiedenen klimatischen Zustandsformen unregelmäßig hin- und herwechseln und in seinen konkreten Zustandsabfolgen bereits durch kleine äußere Störungen in unvorhersehbarer Weise beeinflusst werden kann (Jacobeit 2007: 9).

2.1.2. Anthropogene Faktoren

Neben den im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen natürlichen Antriebsfaktoren gibt es auch einen zusätzlichen Einfluss des Menschen auf das Klima. Die Zunahme der Weltbevölkerung seit der Steinzeit, der Beginn der Sesshaftigkeit der Menschen vor einigen tausend Jahren und der damit vebundene Übergang vom Nomadentum zu Ackerbau und Viehzucht führten zum Eingreifen des Menschen in das Klima der Erde.

Veränderte Landnutzung

Zur Zeit des Römischen Reiches begannen im Mittelmeerraum die ersten systematischen Waldrodungen, z.B. im Apennin, der für den Schiffsbau weitgehend abgeholzt wurde. In den vergangenen 8.000 Jahren wurde so nahezu die Hälfte aller Wälder für landwirtschaftliche Zwecke gerodet. In Deutschland sank der Waldanteil seit dem Jahre 800 n.Chr. von 90 % auf ca. 31 %, wohingegen sich der Anteil des Ackerlandes im selben Zeitraum von 5 % auf 38 % erhöhte (Beising 2006: 50). In jüngster Zeit wird der jährliche Nettowaldverlust durch Abholzung und Wiederaufforstung auf 7,9 Mio. Hektar (0,2 % pro Jahr) geschätzt. Die größten Abholzungen finden in Afrika sowie Mittel- und Südamerika mit Verlustraten von über 0,5 % pro Jahr statt (Beising 2006: 72). Knapp ein Drittel der Landoberfläche der Erde ist heute noch mit Wäldern bedeckt. Der menschliche Eingriff in dieses Ökosystem hat insofern Konsequenzen, als die Landnutzung und die Waldrodung zu einer Albedo-Änderung bzw. einer Veränderung der Oberflächenreflexion der Erde führt.

Anthropogen verursachte Emission von Treibhausgasen

Seit der Industrialisierung begann der Mensch durch die Ausweitung der industriellen Produktion und die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Erdöl, Erdgas und Kohle) in großem Umfang die Zusammensetzung der Atmosphäre zu verändern. Paul Crutzen sieht mit der Industrialisierung gar ein neues erdgeschichtliches Zeitalter angebrochen und spricht in Anspielung auf die menschliche Beeinflussung des Weltklimas für die Zeit ab 1850 vom Anthropozän (vgl. Crutzen 2002; Steffen/Crutzen/McNeill 2007).

Eine erhöhte Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre führt zwangsläufig zu einer Erhöhung der Temperatur der Erdoberfläche und der unteren Atmosphäre.^[2] Die Konzentration klimawirksamer Spurengase nahm nach Eisbohrkernanalysen seit Beginn der Industrialisierung bis heute stetig zu: Bei Kohlendioxid um ca. 30 %, bei Methan um ca. 150 % und bei Distickstoffoxid um ca. 17 % (Latif 2007: 58). Hinzu kommen auch völlig neue Stoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die erst durch den Menschen erzeugt wurden. Diese Verbindungen zerstören die Ozonschicht in der Statosphäre und tragen damit ebenfalls zur Klimaerwärmung bei (Beising 2006: 50).

Latif sieht den Kern des Klimaproblems in der Tatsache, dass viele der durch den Menschen emittierten Spurengase sehr langlebig sind und damit das Klima noch Jahrhunderte lang beeinflussen werden. Aufgrund der Trägheit des Klimas, das nur langsam auf Störungen reagiert, führt dies zu einem Langzeitproblem, das noch viele nachfolgende Generationen beschäftigen wird (Latif 2007: 52).

Das wichtigste anthropogene Treibhausgas, das zwar nicht das klimawirksamste Gas darstellt aber aufgrund der hohen Emissionsmengen am stärksten zum anthropogenen Treibhauseffekt beiträgt, ist CO2 (vgl. Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.). Die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre ist von seinem vorindustriellen Wert von ca. 280 ppm bereits um 100 ppm gestiegen. Eisbohrkernmessungen in der Antarktis haben ergeben, dass die heutige CO2-Konzentration von 381 ppm die höchste seit 650.000 Jahren ist (Beising 2006: 55).

Abbildung 7: Treibhauseffekt wichtiger Spurengase

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Beising 2006: 51; vorindustrielle Werte in Klammern

* bodennaher Mittelwert, ** mit weiteren Gasen

Allerdings verbleiben nicht die gesamten ca. 8 Gt Kohlenstoff, die der Mensch jährlich zusätzlich in den globalen Kohlenstoffkreislauf einbringt, in der Atmosphäre, sondern werden an der Erdoberfläche in verschiedener Weise absorbiert. Der in der Atmosphäre verbleibende Anteil wird auf ca. 40 % geschätzt, während knapp 30 % vom Ozean aufgenommen werden und die übrigen 30 % wieder in den Komplex Land-Biosphäre zurück fließen. Die komplexen Zusammenhänge des natürlichen sowie anthropogen verursachten Kohlenstoffkreislaufs sind in Abbildung 8 zusammengefasst.

Abbildung 8: Natürlicher und anthropogen verursachter Kohlenstoffkreislauf

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IPCC 2007

Schwarz: Natürliche Kohlenstoffreservoirs bzw. -kreisläufe

Rot: Anthropogen induzierte Änderungen der Kohlenstoffreservoirs bzw. -kreisläufe

Der vom Menschen verursachte Anstieg der Treibhausgase seit der vorindustriellen Zeit führt zu einem zusätzlichen positiven Strahlungsantrieb von etwa 2,4 W/m2 (Latif 2007: 59). Der durch CO2 verursachte Strahlungsantrieb ist zwischen 1995 und 2005 um 20 % und damit schneller als seit mindestens den letzten 200 Jahren gewachsen (IPCC 2007: 4). Der Strahlungsantrieb der Aerosole ist dagegen negativ und führt zu einer Abkühlung der Atmosphäre, wohingegen die Rußpartikel aufgrund ihrer Strahlungsabsorption wieder erwärmend wirken. Die Summe aller Faktoren ist positiv, wobei der Effekt der anthropogenen Treibhausgase deutlich dominiert. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zeigte der positive Strahlungsantrieb der Treibhausgase einen fortschreitenden Anstieg, während im Gegensatz hierzu die Summe aller natürlichen Strahlungsantriebe negativ war.

Auch Klimamodellrechnungen weisen darauf hin, dass die forcierte Erwärmung der letzten Jahrzehnte auf natürlichem Wege nicht stattgefunden hätte, so dass von einem signifikanten Einfluss des Menschen auszugehen ist. Die sogenannte „Fingerabdruck-Methode“ macht deutlich, dass der anthropogene Fingerabdruck besser mit dem Muster der beobachteten Erwärmung übereinstimmt als der solare. Der Vergleich der beobachteten mit der prognostizierten Erwärmung zeigt z.B., dass sich die strahlungsreichen Subtropen bei primär solarer Einstrahlung stärker im Sommer erwärmen würden, während man in Übereinstimmung mit dem anthropogenen Fingerabdruck die stärkste Erwärmung in den höheren nördlichen Breiten im Winter beobachtet. Ebenso würde eine stark erhöhte Solarstrahlung die Stratosphäre erwärmen, wo man stattdessen eine mit dem verstärkten Treibhauseffekt kompatible Abkühlung vorfindet (Jacobeit 2007: 14).

2.2. Die Klimaarchive der Erde – Instrumente zur Messung der Klimaveränderung

Das Verständnis des Klimas und seiner Veränderung hängt auf vielfache Weise von den über die Erdgeschichte bewahrten Klimaarchiven ab. Zu den Klimaarchiven zählen alle Quellen, die Aufschluss über die vergangenen klimatischen Verhältnisse geben können. Dabei können mithilfe der Klimaarchive Klimaänderungen auf der Zeitskala im Bereich von Dekaden bis zu Jahrmillionen rekonstruiert werden. Diese Klimarekonstruktionen sind allerdings mit gewissen Unsicherheiten verbunden, weil sich grundlegende Eigenschaften der globalen Umwelt radikal verändert haben. Daher ist es nicht erstaunlich, dass nach wie vor erhebliche Probleme bei der zeitlichen Zuordnung der Klimaarchive bestehen und ihre Aussagekraft hinsichtlich Dauer und Stärke von Klimaänderungen umso schlechter wird, je weiter man in die Vergangenheit zurückgeht.

Neben langen Messreihen für die letzten rund 150 Jahre und historischen Aufzeichnungen für die letzten 3.000 Jahre existieren zahlreiche natürliche terrestrische und marine Klimaarchive, mit deren Hilfe Klimaeigenschaften rekonstruiert werden können. Diese sogenannten „Proxies“ liefern keine unmittelbaren Messwerte, sondern geben nur indirekte Hinweise auf die klimatischen Verhältnisse früherer Zeitabschnitte und unterscheiden sich somit hinsichtlich Genauigkeit, zeitlicher Auflösung und räumlicher Aussagekraft (Bubenzer/Radtke 2007: 17).

Bei den historischen Quellen kann man nicht nur auf direkte Angaben zu klimatischen Auswirkungen zurückgreifen, wie z.B. Witterungstagebücher, Wetter- und Wolkenbeobachtungen, Pegelstände etc., sondern auch auf indirekte Angaben, die einen Rückschluss auf die Klimaverhältnisse ermöglichen. So kann man z.B. über den Zustand der Vegetation, Erntedaten, Getreidepreise, Bittprozessionen usw. die Temperaturverhältnisse rekonstruieren.

Neben historischen Quellen existieren auch zahlreiche natürliche Klimaarchive wie z.B. Meeres- und Seeablagerungen, terrestrische Gesteinsablagerungen, Gletschereis sowie Baumringe, die ebenfalls Hinweise auf das Klima verschiedener weit zurückliegender Epochen geben. Aus dem Mineral- und Fossilieninhalt von Sedimenten und Sedimentgesteinen können Rückschlüsse auf die Ablagerungsbedingungen und das Ablagerungsmilieu der jeweiligen Klimaarchive gezogen werden (Huch/Warnecke/Germann 2001: 126).

So untersuchen Geologen die so genannten Paläoböden, die in vergangenen geologischen Zeiten gebildet worden sind. Die Vielzahl der dabei wirksamen Einflüsse kann auf die fünf Faktoren „Klimabedingungen, Organismenaktivität, topographisches Relief, Ausgangsgestein und Zeitdauer“ reduziert werden (Schwarz 2001: 152). Die Niederschlagsrate in Verbindung mit der jahreszeitlichen Temperaturänderung ist dabei einer der wichtigsten klimatischen Einflussfaktoren auf die Bodenbildung. Da die chemischen Reaktionen unter erhöhter Temperatur wesentlich schneller ablaufen und bei Minustemperaturen ganz unterbunden werden, können aus den Gesteinsmerkmalen Rückschlüsse auf die Bildungsbedingungen gezogen werden.

Mit Hilfe von komplexen isotopischen und biogeochemischen Analysen kann das Klima gerade für die jüngsten geologischen Zeiträume detailliert rekonstruiert werden. So hängt beispielsweise die Existenz verschiedener mariner Kleinstlebewesen von den Temperaturen des Oberflächenwassers ab, so dass von der beobachteten Populationsökologie auf die Temperaturverhältnisse geschlossen werden kann (Bundesministerium für Bildung und Forschung 2003: 31).

Ablagerungen in Seen bilden ein weiteres sehr detailgetreues Klimarchiv. In Seen bilden sich langfristig meterdicke Seeablagerungen aus Pollen, Blättern und Staub, mit deren Hilfe die Klima- und Vegetationsgeschichte einer Region über Jahrtausende rekonstruiert werden kann. Unter besonders günstigen Ablagerungsbedingungen könnnen hier sogar Jahresschichtungen gebildet sein. Derartige Klimachroniken liefern noch exaktere Zeitmarken als viele historische Archive (Bundesministerium für Bildung und Forschung 2003: 31). Ozeanische Sedimente repräsentieren dagegen viel größere Gebiete, da im Ozean der Sedimenteneintrag über weit größere Flächen verteilt ist. Andererseits erlauben marine Sedimenten Rückschlüsse auf globale Klimaänderungen seit mehreren hunderten von Millionen Jahren. Die Aussagekraft von Meeressedimenten auf der Landoberfläche ist dagegen ziemlich begrenzt.

[...]

---

^[1] Auch Hollywood hat diese These bereits aufgegriffen und in dem allerdings realitätsfernen Katastrophenfilm „The Day after Tomorrow“ verarbeitet, vgl. Seite 79.

^[2] Einige Forscher sehen allerdings eine umgekehrte Kausalität und argumentieren, dass ein CO2-Anstieg erst Folge einer Temperaturerhöhung ist, bei der infolge des Auftauens von Permafrostböden und des Anstiegs der Meerestemperatur CO2 in die Atmosphäre entweicht, vgl. Florides/Christodoulides 2009: 394.

• Grade: 1,1
• Author: Nina Anikina (Author)
• Publication Year: 2009
• Pages: 108
• Catalog Number: V139881
• ISBN (eBook): 9783640486885
• ISBN (Book): 9783640486724
• Language: German
• Tags: Klimawandel, Diskussion