Klimawandel und Gesellschaft

Moritz Müller
07.02.2013
Klimawandel und Gesellschaft
Wetter und Klima Seminar Wintersemester 2012/2013
Gliederung
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Auswirkung des Klimawandels auf die Trinkwasserversorgung
Folgen für die Land- und Forstwirtschaft
Gesundheitsrisiken durch den Klimawandel
Folgen für die Küstengebiete
Strategien zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen
Adaptionsmaßnahmen an die Folgen des Klimawandels
1. Auswirkungen auf die Trinkwasserversorgung
Trinkwasser spielt eine zentrale Rolle für die Menschen. Es ist
lebensnotwendig und so haben sich Menschen meistens in Wassernähe
niedergelassen. Trockenwüsten zählen zu den lebensfeindlichsten
Gebieten auf unserer Erde und in wasserreichen Regionen, wie zum
Beispiel im Amazonasgebiet, hat man eine Artenvielfalt wie sonst
nirgends auf unserem Planeten.
Wenn man Trinkwasser im Zusammenhang mit dem Klimawandel
bringen will, muss man zunächst den Wasserkreislauf betrachten (Abb. 1)
Abb. 1
Das Wasser auf der Erde befindet sich in einem ständigen Kreislauf. Durch die
Sonneneinstrahlung verdunstet es und gelangt so in die Atmosphäre. Der
Wasserdampf kommt dann als Niederschlag zur Erde zurück. Ein Teil wird von
der Vegetation aufgefangen und gelangt durch Evapotranspiration in die
Atmosphäre zurück, ein anderer Teil verdunstet direkt von der Erdoberfläche.
Das restliche Wasser, das nicht verdunstet, sickert ins Erdreich ein und bildet
Grundwasser oder speist Flüsse, Seen und auch das Meer. Die
Wasserbedeckung auf der Erde beträgt 75%, der gesamte Wasservorrat wäre
ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1100km. Für den Menschen ist jedoch
nur ein kleiner Teil, nämlich 0,35% nutzbar, da viele Wasservorräte schwer
zugänglich sind und der größte Anteil des Wassers Salzwasser ist (94%). Als
Niederschlag fallen pro Jahr etwa 110 000km3 Wasser zu Boden. Davon
verdunsten 50 000km3 natürlich und 18 000km3 durch Regenfeldbau. Der Rest
sammelt sich in Gewässern, wovon wiederrum nur 13 000km3 für Menschen
zugänglich sind. Pro Jahr werden so etwa 2000km3 für landwirtschaftliche
Nutzung eingesetzt und 2000km3 für Industrie und Haushalte. Besonders
wasserintensiv ist dabei die Fleischproduktion.
Der Klimawandel kann jetzt den Wasserkreislauf insofern beeinträchtigen, dass
durch höhere Sonneneinstrahlung teilweise mehr Wasser verdunstet und
anderswo dafür mehr Niederschlag fällt. Wenn man die globale
Niederschlagsverteilung (Abb. 3) betrachtet, sieht man, dass manche Gebiete
der Erde einen Überfluss an dem kostbaren Nass haben. In den Tropen
beispielsweise hat man Niederschlagswerte von teilweise deutlich über
2000mm pro Jahr während in den Wüsten dieser Erde 100mm/Jahr keine
Seltenheit sind. Mit Klimamodellen hat man errechnet, dass in Brasilien,
Nordafrika und Südafrika die Niederschläge durch den Klimawandel weiter
abnehmen. Also in Regionen, in denen man jetzt schon unter Wassermangel
leidet, verschärft sich die Situation weiter. Dafür wird es beispielsweise in
Südostasien mehr Niederschläge geben, die im Allgemeinen auch intensiver
ausfallen werden. In Abb.2 ist die verstärkte Niederschlagstätigkeit in Thailand
dargestellt.
Abb.2
Abb. 3
Die höheren Niederschlagsmengen bergen natürlich eine Vielzahl von
Problemen. Zum einen kann der Boden nur eine bestimmte Menge an Wasser
aufnehmen. Wird diese Menge überschritten sind Überschwemmungen die
unvermeidbare Konsequenz. Fällt außerdem plötzlich eine große Menge
Niederschlag, kann das Wasser nicht gespeichert werden und es geht somit
verloren. Nur bei überdurchschnittlich hohen Winterniederschlägen könnte das
Wasser gespeichert werden, in unseren Breiten beispielsweise in Form von
Schnee und in den Subtropen durch geringere Aktivität der Vegetation. Ein
weiteres Problem von Starkregenereignissen ist die verstärkte Erosion. Dadurch
wird wertvoller Boden abgetragen was zu verminderter landwirtschaftlicher
Produktion führt und Gewässereinzugsgebiete werden mit Schadstoffen, wie
zum Beispiel Pflanzenschutzmitteln, belastet.
Natürlich hat auch der Rückgang des Niederschlags in einigen Regionen
gravierende Konsequenzen. Erstens kann es direkt zu Verwüstung kommen,
wodurch die landwirtschaftliche Produktivität auf ein Minimum herabgesenkt
wird. Außerdem kommt es so auch zu einer verstärkten Erosion, da Wind
trockenen Boden besser abtragen kann. Ein weiterer wichtiger Punkt wäre der
Rückgang des Grundwasserspiegels. Durch verminderte Niederschlagsaktivität
sickert weniger Wasser ins Erdreich ein, das Grundwasser wird nicht mehr
gespeist und so geht der Grundwasserspiegel zurück. Einen massiven Rückgang
von bis zu 10cm pro Jahr hat man hier in manchen Regionen Indiens
beobachtet (Abb.4). Das kann man durch Schwerefeldmessungen mit Satelliten
nachweisen. In Indien hat das sehr negative Folgen, da so die Reisproduktion in
Gefahr ist, weil der Reisanbau sehr bewässerungsintensiv ist. Außerdem ist Reis
das wichtigste Grundnahrungsmittel in Indien.
Abb.4
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Verminderung der Wasserqualität durch
Eutrophierung (Abb.5). Durch eine höhere Oberflächentemperatur dauert die
Sommerstagnation länger und es kommt zu einer schlechteren Durchmischung
der Wasserschichten. So werden die unteren Schichten eines Gewässers nicht
so gut mit Sauerstoff versorgt und es kommt zu einer erhöhten
Sedimentierung.
Abb.5
Weil das Problem der Trinkwasserversorgung sehr wichtig ist und von
mehreren Faktoren abhängt, hat man eine Formel zur Abschätzung der
globalen Wasserkrise aufgestellt. Das ist die Kritikalität
.
Dabei werden klimatologische, demografische und ökonomische Faktoren
berücksichtigt. Die Wasserentnahme ist durch die Bevölkerung bestimmt. Sie
wird in vielen Regionen immer größer wegen steigender Einwohnerzahlen und
erhöhten Wasserverbrauch durch wachsende Industrie. Ein gutes Beispiel ist
hierfür Indien, dessen Bevölkerung stark anwächst und durch
Industriewachstum eine weitere Erhöhung der Wasserentnahme stattfindet
(Abb.6+7). Das Problemlösungspotential hängt von der Wirtschaftskraft und
der politischen Effizienz und Stabilität ab. Die Wasserverfügbarkeit ist durch
das Klima, die Bodenbeschaffenheit und die Topographie bestimmt. 1995
weisen große Teile Afrikas, Asiens, Australiens und der USA eine erhöhte
Kritikalität auf, sind also von Wasserknappheit betroffen. Laut Prognosen
verschärft sich diese Kritikalität bis 2025 und tritt auch zum Beispiel in den
neuen Bundesländern auf.
Abb.6
Abb.7
Ein Beispiel für ein durch Wasserarmut gefährdetes Gebiet ist Israel. Betrachtet
man das Klimadiagramm von Elat ganz im Süden Israels (Abb.8), sieht man,
dass es ein sehr arides Gebiet mit kaum Niederschlag ist.
Abb.8
Auch in der Hauptstadt Tel Aviv fällt in den Sommermonaten kaum Regen
(Abb.9).
Abb.9
Für 1/3 der Trinkwasserreserven ist das Gebiet des oberen Jordans zuständig,
das Grenzgebiet von Israel, Syrien und dem Libanon (Abb.10; ganz im Norden
das Jordangebiet, im Süden Elat und an der Westküste Tel Aviv).
Abb.10
Dieses Gebiet wurde mit einem Szenario des Klimamodells ECHAM4
untersucht. Bis zum Jahr 2099 erwartet man eine Temperaturzunahme von
ungefähr 4°C und Rückgänge der Niederschläge um 40% in Jordanien und 10%
an der Küste. Außerdem nehmen die für Israel wichtigen Winterniederschläge
um 35% ab. Das hat einen starken Rückgang der Grundwasserneubildung zur
Folge, im Mai sogar 92% (Abb.11). Das bedeutet eine starke Abnahme der
Wasservorräte in einer ohnehin schon sehr wasserarmen Region.
Abb.14
2. Folgen für die Land- und Forstwirtschaft
In Deutschland wird ungefähr 80% der Fläche landwirtschaftlich genutzt, es ist
also einer der wichtigsten Agrarproduzenten der EU. Außerdem ist 1/3 der
Fläche bewaldet, was wichtig für die Holzproduktion, die Luftqualität und die
Flora und Fauna ist.
Das Klima ist natürlich ein wichtiger Standortfaktor für die Landwirtschaft (Abb.
12), da sie auf vielfältige Art und Weise die Produktivität beeinflusst.
Abb. 12
Das Klima beeinflusst das Wachstum von Pflanzenschädlingen und Krankheiten,
der Niederschlag und die Temperatur haben große Bedeutung für die
Wachstumsphasen der Pflanzen, extreme Wetterereignisse können ganze
Ernten zu Nichte machen und auch der CO2-Gehalt steht in enger Verbindung
mit dem Pflanzenwachstum.
Zunächst zum Einfluss der Temperatur auf die thermische Vegetationsperiode:
Als Vegetationsperiode bezeichnet man den Zeitraum, in dem die
Tagesmitteltemperatur der Luft über 5°C liegt. Unter diesen Umständen ist für
die meisten Pflanzen Entwicklung und Wachstum möglich. In Deutschland
dauert sie im Durschnitt 235 Tage, wobei es große regionale Unterschiede gibt.
Im Oberrheingraben dauert sie besonders lang und in den Alpen ist sie wegen
der niedrigen Temperatur besonders kurz. Sie hat von 1961 bis 2005 um 25
Tage zugenommen, da Tagesmitteltemperaturen von mehr als 5°C immer
früher eintreten. Falls ein CO2-Anstieg auf 840ppm stattfindet so verlängert sich
die Vegetationsperiode um 2 Monate wie man mit Klimaszenarien errechnet
hat (Abb.13).
Abb.13
In diesem Zusammenhang hat sich auch die Apfelbaumblüte ab 1961 um 12
Tage nach vorne verschoben und auch andere Baumarten treiben immer früher
aus (Abb.14). Im Jahr 2007 war das sehr deutlich zu sehen, da der Blattaustrieb
bei einigen Baumarten um 3 Wochen früher begann.
Abb.14
Auf den ersten Blick ist die längere Vegetationsperiode vorteilhaft, da man so
eine bessere landwirtschaftliche Produktivität aufweisen kann. Jedoch gibt es
auch Nachteile. Die zeitigere Baumblüte erhöht die Gefahr von Frostschäden
und so können ganze Jahresernten zerstört werden. Außerdem sind zu hohe
Temperaturen schlecht für das Pflanzenwachstum da das Enzymsystem zerstört
wird und so Zelltod eintritt. In vielen landwirtschaftlich bedeutenden Regionen
besteht die Tendenz, dass die Sommer heißer und trockener werden, was sich
auch negativ auf das Pflanzenwachstum auswirkt. In der Forstwirtschaft sind
besonders milde Winter nachteilig, da sie zu einer Enthärtung von Gehölzen
und so zu einer Qualitätsminderung führen und zu Frostschäden in
Kälteperioden.
Ein weiterer Faktor der sich auf die landwirtschaftliche Produktivität auswirkt
ist der CO2-Düngungseffekt. Bekanntlich produzieren Pflanzen das organische
Material, aus dem sie größtenteils bestehen (Kohlehydrate), aus der
Photosynthese selbst. Dafür brauchen sie Licht, Wasser, Nährstoffe und CO2.
Experimente haben gezeigt, dass Pflanzen unter optimalen
Wachstumsbedingungen (Idealtemperatur, Wasserversorgung,
Nährstoffversorgung) von einem erhöhten CO2-Gehalt profitieren. C4-Pflanzen
haben einen Prozess vor der Photosynthese in dem der CO2-Gehalt konzentriert
wird und sind deshalb unabhängiger vom CO2-Gehalt als C3-Pflanzen. Deshalb
spielt der CO2-Gehalt ab einer Konzentration von 450ppm für C4-Pflanzen
keine Rolle mehr, wobei er sich bei C3-Pflanzen bis 800ppm positiv auswirkt
(Abb.15).
Abb. 15
C3-Pflanzen arbeiten mit dem Grundtypus der Photosynthese. Sie schließen die
Spaltöffnungen bei zu heißem Wetter um eine zu hohe Verdunstung zu
verhindern. Das bedeutet, dass sie bei zu heißem Wetter nicht so gut wachsen,
jedoch sind sie bei normalen Temperaturverhältnissen produktiver. Beispiele
sind eigentlich ziemlich alle Pflanzenarten die auf natürliche Weise in Europa
wachsen wie Bäume, Gräser und Getreide. C4-Pflanzen kommen an wärmeren
Standorten vor wie z.B. Mais oder Zuckerrohr. In der Realität fällt aber die
Produktivität geringer aus, da der CO2-Gehalt nur unter Idealbedingungen
einen so positiven Einfluss hat. Durch den Klimawandel kommen Stressfaktoren
wie Wasserknappheit hinzu, so dass der CO2-Düngungseffekt nicht so stark
ausfällt wie in den Experimenten gezeigt wurde.
Ein weiterer Punkt der vom Klimawandel abhängig ist, ist das häufigere
Auftreten von Extremwetterereignissen. Statistisch gesehen gibt es immer
mehr Wetterkatastrophen, nicht nur in Deutschland (Abb.16) sondern auch
global.
Abb.16
Extremwetterereignisse haben gravierende Folgen für die
Nahrungsmittelsicherheit, da durch sie ganze Ernten zerstört werden können.
Jüngstes Beispiel ist die Dürre in den USA im Sommer 2012. Es war die größte
Hitzewelle im mittleren Westen seit Wetterdaten aufgezeichnet werden. In der
sogenannten Kornkammer Amerikas fiel 40% der Maisernte und 30% der
Sojabohnenernte sehr schlecht aus und Fische im Wert von 10 Milliarden Dollar
sind verendet. Der Weizenpreis ist um 50% gestiegen und eine Kuh kostete 40%
mehr als im Vorjahr. Das führte zu einer Steigerung der Lebensmittelpreise auf
dem Weltmarkt und somit waren auch Drittweltländer betroffen. Ein weiteres
Beispiel für eine schlimme Dürre ist die am Horn von Afrika im Sommer 2011.
Ausgelöst durch ein La Nina Ereignis gab es als Folge große Hungersnöte in
Kenia, Somalia und Äthiopien. 80% des Viehbestandes der Nomaden in Somalia
verendete, wodurch für diese die Lebensgrundlage verloren ging. Es kam zu
Migrationsströmen, im Osten Kenias beherbergte ein Flüchtlingslager, das für
90 000 Menschen ausgelegt war, über 400 000 Menschen. Es waren 2
Millionen Kinder unterernährt, davon 1 Million lebensgefährlich. Für die
Bekämpfung der Hungersnot wurden 1 Milliarde Euro an Hilfsgeldern benötigt.
Durch die Nahrungsmittelknappheit erfolgte ein weiterer Anstieg der
Lebensmittelpreise, so ist in Somalia der Preis für Hirse um 240% gestiegen.
Klimaänderungen wirken sich nicht nur direkt auf das Pflanzenwachstum aus,
sondern auch über Krankheiten und Schädlinge. Dass diese landwirtschaftliche
Ernten sehr stark gefährden können, belegt das historische Beispiel aus dem
Jahr 1850 in Irland. Durch von Kartoffelfäule ausgelöste Missernten wurde das
Hauptnahrungsmittel mehrere Jahre hintereinander vernichtet und so starben
an der Hungersnot 1 Million Menschen, die etwa 12% der irischen Bevölkerung
ausmachten. Durch den Temperaturanstieg in den letzten Jahrzehnten hat die
Lebensaktivität von tierischen Schaderregern zugenommen. Schädlinge wie
Blattläuse, Wanzen, Schnecken, Mäuse und Borkenkäfer sind aktiver und
schädigen die Pflanzen schon früher im Jahr, da sie zeitiger aktiv werden.
Außerdem können sie sich bei höheren Temperaturen besser vermehren (1000
Feldmäuse sind in der Lage, sich innerhalb von 20 Tagen um 5000 Stück zu
vermehren) und durch milde Winter wird der Bestand nicht so stark dezimiert
wie gewöhnlich. Dadurch gibt es bei vielen Schädlingen pro Jahreszyklus eine
weitere Generation. Weiterhin finden Schädlinge, die sonst nicht so gute
Bedingungen in Deutschland vorfanden, gute Entwicklungsbedingungen. Bei
einer Erwärmung von 3°C könnte sich die Verbreitungsgrenze für Schädlinge
um 1000km nach Norden verschieben. Der Apfelwickler ist zum Beispiel ein
weit verbreiteter Schädling, der im Obstbau beachtliche wirtschaftliche
Schäden hervorruft. Seine Entwicklung ist stark temperaturabhängig und so
könnte er in Deutschland bald drei statt zwei Generationen bilden, was zu
einem verstärkten Befall von Obstbäumen führen würde. Auch in der
Forstwirtschaft gibt es eine Vielzahl von Schädlingen wie den Borkenkäfer.
Auch er würde von einer Temperaturerhöhung stark profitieren da er in der
Lage wäre, sich besser zu vermehren (Abb.17).
Abb.17
Besonders in Höhenlagen hätte er bessere Entwicklungsmöglichkeiten, was für
die Forstwirtschaft insofern schlecht wäre, weil das Holz aus großer Höhe
besonders wertvoll ist wegen der besonderen Härte.
Abschließend kann man sagen, dass der Klimawandel viele Schwierigkeiten in
der Landwirtschaft mit sich bringt. In ohnehin schon armen Ländern wie Afrika
wird sich der Klimawandel sehr negativ auswirken, was bedeutet, dass das
Ungleichgewicht auf der Erde zunehmen wird. Es wird sicherlich zu einer
Verschiebung von Anbaugebieten kommen. In Südeuropa wird der Anbau von
Feldfrüchten schon jetzt immer schwieriger. In Ländern wie Deutschland
könnte man so die Produktivität jedoch sogar steigern wenn man die richtigen
Anpassungsmaßnahmen ergreift, und auch Nordeuropa könnte davon
profitieren, da sich die Anbaugrenze für Weizen um 500km nach Norden
verschieben wird. Modellrechnungen für die USA sagen voraus, dass durch
höhere Niederschläge an den Küsten bessere Ernteerträge möglich sind. Im
Landesinneren (Kansas, Colorado) hingegen könnte die Landwirtschaft bei
ungebremsten Klimawandel unmöglich werden. Außerdem wird es eine
Verschiebung in höhere Lagen geben. Die Baumgrenze im Gebirge wird nach
oben verschoben, der Fichten- und Buchenbestand geht in Deutschland zurück,
dafür nehmen wärmeliebende Gehölze wie Hasel, Vogelkirsche und Kiefer zu.
An die veränderten Bedingungen muss man sich schnellstmöglich anpassen.
Dafür müssten zum Beispiel die Sorten und Fruchtfolgen verändert werden und
ein breiteres Kulturartenspektrum gewählt werden, um Ertragsverluste durch
andere Kulturpflanzen auszugleichen. In vielen Gebieten wird eine Beregnung
unumgänglich sein, wobei das natürlich vom Wasservorrat und den Kosten
abhängt. In der Forstwirtschaft gibt es das Borkenkäfer-Monitoring, was
besagt, dass kranke Bäume schnellstmöglich abtransportiert oder entrindet
werden sollen. Auch Mischwälder sind eine gute Maßnahme, da sie höhere
Grundwasserneubildungsraten aufweisen. Außerdem sind zuverlässige
Prognosen und Vorhersagen sehr wichtig, so lassen sich heute El Nino
Ereignisse sehr zuverlässig 6 Monate im Voraus vorhersagen wodurch
landwirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe vermieden werden könnten.
3. Folgen für die Gesundheit
Man muss grundsätzlich zwischen direkten und indirekten Auswirkungen auf
die Gesundheit unterscheiden. Extremwetterereignisse fallen unter direkte
Auswirkungen, da Menschen unmittelbar wegen eines Ereignisses wie zum
Beispiel extremer Hitze gesundheitlichen Schaden nehmen. Indirekte
Auswirkungen wurden eigentlich schon erwähnt, weil zum Beispiel eine
verschlechterte Trinkwasser- oder Nahrungsmittelversorgung auch einen
negativen Einfluss auf die Gesundheit hat. Hier möchte ich aber als indirekte
Gesundheitsfolge noch explizit das veränderte Auftreten von Krankheiten im
Zuge des Klimawandels ansprechen.
Zunächst zu den Extremwetterlagen, zu denen auch die Gesundheitsbelastung
durch Hitzewellen gehört. Selbst im gemäßigten Klima Europas wird die
Gesundheit durch thermische Belastungen negativ beeinflusst. So gibt es
höhere Sterbezahlen bei überdurchschnittlich hohen oder tiefen Temperaturen
(Abb.18). Die höchste Mortalitätsrate liegt jedoch bei ausgeprägten
Hitzewellen vor. Ein Minimum der Mortalitätsrate beobachtet man bei
Idealbedingungen. Auch zahlreiche Studien belegen die negativen
Auswirkungen thermischer Höchstbelastungen auf die Gesundheit. Besonders
stark betroffen sind natürlich Menschen mit Herz-Kreislauf-Problemen,
Senioren, Menschen mit Atemwegerkrankungen und Kinder wegen ihrer
instabilen Thermoregulation.
Abb.18
Im Winter sind die Mortalitätsraten nicht so hoch, da man sich nicht so häufig
den äußeren Witterungsbedingungen aussetzt sondern eher in geheizten
Räumen aufhält. Ein Grund für erhöhte Sterbezahlen ist im Winter auch das
größere Infektionsrisiko. Im Hitzesommer 2003 sind in Europa 55 000 Tote den
hohen Temperaturen zuzuordnen, davon sind allein im August 35 000
gestorben. Außerdem belegen Studien, dass sich überdurchschnittlich hohe
Temperaturen negativ auf die Leistungsfähigkeit und das allgemeine
Wohlbefinden der Bevölkerung auswirkt. Die erhöhten Mortalitätsraten
während dieses Sommers sieht man auch auf Abb.20, wo die täglichen
Sterbezahlen in Baden-Württemberg von 2002 bis Herbst 2003 zu sehen sind.
Ein Maximum ist eindeutig im Sommer 2003 erkennbar. Nach
Modellprognosen sind in 40 Jahren Sommer wie der Rekordsommer 2003
normal (Abb.19).
Abb.19
Abb.20
Auch hier muss man nötige Anpassungsmaßnahmen ergreifen, um die
Bevölkerung vor derartigen Extremereignissen zu schützen. Im Sommer 2003
hätten viele Menschenleben gerettet werden können, wenn man
Hitzewarnsysteme installiert hätte, die die WHO empfohlen hat. Sie basieren
auf einer Vorhersage der Überschreitung eines Schwellenwertes für thermische
Belastungen (Wärmebelastungsvorsorge). Das ist ein Beispiel für eine
kurzfristige Anpassung, wohingegen intelligente Architektur, die die
Klimaentwicklung berücksichtigt unter langfristige Anpassung fallen würde. Das
bedeutet, dass man viele schattige Plätze zur Verfügung stellt,
Ventilationssysteme einbaut, geeignetes Baumaterial benutzt und passive
Kühlung berücksichtigt.
Außer den Hitzewellen gibt es noch weitere Extremwetterereignisse die eine
direkte Gesundheitsgefährdung darstellen. In den letzten Jahrzehnten gab es
eine signifikante Zunahme von Unwetterkatastrophen (siehe auch Abb.16). In
den nächsten 100 Jahren ist mit einer weiteren Zunahme an Extremereignissen
zu rechnen (Abb. 22). In Europa werden besonders die Starkregenereignisse
zunehmen, also kann man Überschwemmungen als häufigste Naturkatastrophe
Europas bezeichnen. Neben Ertrinken und Verletzungen beeinträchtigen
psychische Störungen und das posttraumatische Stresssyndrom die
Gesundheit. Auch anderswo werden Überschwemmungen zunehmen,
beispielsweise in Indien durch den immer stärker werdenden Sommermonsun
(Abb. 23).
Abb. 22
Abb. 23
Durch einen besonders starken Sommermonsun gab es auch in Pakistan im
Jahre 2010 eine schwere Überschwemmungskatastrophe mit 1738 Toten. In
Entwicklungsländern kommt dann bei Überschwemmungen noch zusätzlich die
Gefahr durch Infektionskrankheiten (erste Cholerafall im Swat-Tal im Norden
Pakistans) sowie Wassermangel durch fehlende Wasseraufbereitungsanlagen
hinzu.
Mit einem Anstieg des Meeresspiegels steigt die Gefahr von tropischen
Wirbelstürmen. Ein schreckliches Beispiel hierfür ist eine Sturmflut in
Bangladesch im Jahr 1991 mit 140 000 Toten. Dabei werden auch Schäden an
der Infrastruktur und dem Abwasser- und Sanitärsystem genommen was
wiederrum Folgen auf die Gesundheit hat.
Außerdem steigt durch die höheren Sommertemperaturen und die damit
verbundene Trockenheit das Waldbrandrisiko (Abb.24).
Abb.24
Die wahrscheinlich wichtigste indirekte Auswirkung auf die Gesundheit geht
von der Ausbreitung von Krankheiten aus die von Tieren übertragen werden.
Beispiele für Krankheitsüberträger sind Insekten (Anopheles-Mücke),
Spinnentiere (Zecken) und Nager. Sie alle können sich sehr schnell an ändernde
Umweltbedingungen anpassen, sind also nicht besonders negativ vom
Klimawandel betroffen. Weiterhin sind sie in der Lage, sich besonders schnell
zu vermehren, vorausgesetzt die Temperaturen stimmen. Insekten sind zum
Beispiel Kaltblüter und profitieren so besonders von höheren Temperaturen.
Sie sind der Überträger von Malaria und des Dengue-Fiebers. Malaria wird von
der Anopheles-Mücke übertragen und kommt nur in den Tropen und
Subtropen vor, da die Vermehrung der Erreger bei unter 18°C zum Stillstand
kommt. Trotz starker Bekämpfung des Virus erreichte die Anzahl der
Malariatoten im Jahr 2004 mit 1,8 Millionen einen Höhepunkt. Mit Modellen
hat man errechnet, dass in nicht allzu ferner Zukunft Malaria auch in
Südeuropa auftritt und sich auch in höhere Lagen ausbreitet. Das stellt insofern
ein Problem dar, da in einigen Entwicklungsländern bevölkerungsreiche
Gebiete in relativ großer Höhe liegen wo es keine Malaria gibt (Äthiopien;
Quito, die Hauptstadt Ecuadors). Dadurch besitzen die Menschen keine so
hohe Immunität gegenüber dem Virus und werden schneller infiziert. Das
Dengue-Fieber wird auch durch eine Mückenart übertragen. In den letzten
zehn Jahren gab es eine Verdoppelung der Krankheitsfälle, was man auch auf
den Klimawandel zurückführen kann. Vom Dengue-Fieber sind Kinder
besonders stark betroffen, da von den 22000 Todesfällen jährlich etwa 90% auf
Kinder entfallen.
In Europa sind jedoch Zecken die wichtigsten Krankheitsüberträger. Sie
kommen in ganz Europa vor (Abb. 25) und übertragen die meisten Krankheiten
in Deutschland. Da ihre Ausbreitung durch kalte Winter und kurze Sommer
begrenzt ist, profitieren sie von einem Temperaturanstieg direkt. Weil ihre
Zwischenwirte (Nager) durch höhere Temperaturen jedoch auch bessere
Lebensbedingungen vorfinden, haben sie auch indirekt einen Vorteil vom
Klimawandel. Milde Winter führen außerdem zu hohen Überlebensraten der
Zecken. So muss in Mitteleuropa mit einer weiteren Zunahme an Krankheiten
gerechnet werde, die von Zecken übertragen werden. Schon in den letzten 10
Jahren ist ein deutlicher Anstieg der beiden wichtigsten Krankheiten, die von
Zecken übertragen werden zu verzeichnen. Eine der beiden Krankheiten ist die
Borreliose, die Organe, Nerven und Gelenke befällt und zu Schmerzen,
Erschöpfungszuständen und Depressionen führt. Jährlich gibt es in Deutschland
zwischen 20000 und 60000 Fällen. Die andere ist FrühsommerMeningoenzephalitis (FSME), die sehr schwer zu behandeln ist und man
deshalb durch Impfung vorbeugen sollte.
Abb.25
Obwohl es eigentlich nicht direkt Thema des anthropogenen Klimawandels ist,
möchte ich die gesundheitsgefährdenden Auswirkungen, die von der Abnahme
des Ozons und der stärkeren UV-Strahlung ausgehen, kurz erwähnen. Durch
FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) nimmt die Ozonschicht ab, die die
Menschen vor der energiereichen UV-Strahlung der Sonne schützt. Ein
besonders großes Ozonloch gibt es schon über der Antarktis, aber auch in den
mittleren Breiten der Nordhalbkugel nimmt sie um 3% pro Dekade ab. Deshalb
hat die sonnenbrandwirksame Strahlung um 25% in den letzten 30 Jahren
zugenommen. Aus Modellrechnungen geht hervor, dass bei klarer Luft und bei
abnehmender Wellenlänge, also höherer biologischer Wirksamkeit, ein
überproportional erhöhtes Hauttumorrisiko besteht, besonders bei der
hellhäutigen Bevölkerung. Außerdem gibt es eine Zunahme beim Auftreten von
Katarakten (grauer Star, Trübung der Augenlinse). In Abb. 26 kann man im
oberen Bild den Ozontrend der Stratosphäre (in 8km Höhe an den Polen, in
18km Höhe am Äquator) und der Troposphäre (unterste Schicht) erkennen. In
der Stratosphäre nimmt das Ozon ab und in der Troposphäre zu. Im unteren
Bild sieht man UV-B Trends für August und April, also eine deutliche Zunahme
der Strahlung. Ein höherer Ozongehalt in der Atemluft ist auch nicht unkritisch
zu sehen, da ab ca. 180 μm/m3 Abstriche in der Leistungsfähigkeit zu erkennen
sind und es ab 200 μm/m3 zu Symptomen wie Tränenreiz,
Schleimhautentzündungen im Rachen und Kopfschmerzen kommt.
Abb.26
4. Folgen für Küstengebiete
Im Zuge dieses Seminars brauche ich nicht näher auf dieses Thema eingehen,
da es in einem separaten Vortrag behandelt wurde. Jedoch gibt es einige
Auswirkungen in Küstengebieten, die im Zusammenhang mit der menschlichen
Gesellschaft erwähnt werden müssen. Durch den Klimawandel kommt es zu
einer Abnahme des Meereises und einer Veränderung des Salzgehalts, sodass
der Meeresspiegel immer weiter ansteigt. Seit 1961 ist der Meeresspiegel um
0,7mm ±0,7mm pro Jahr angestiegen. Wissenschaftler sind sich außerdem
einig, dass er weiter ansteigen wird, nur über das Ausmaß wird noch diskutiert
(Abb. 27). Den wichtigsten Einfluss auf den Anstieg hat der sterische Effekt, also
eine erwärmungsbedingte Ausdehnung des Wassers. Als zweitwichtigster
Aspekt ist das Abschmelzen von Gletschern und Eiskappen zu erwähnen, wobei
sich hier die Forscher nicht einig sind wie wichtig das Abschmelzen des
Grönlandeises ist und wie schnell das geht. Jedoch zeigen jüngste Trends ein
schnelleres Abschmelzen auf Grönland als zunächst vermutet weshalb auf
Abb.27 nach neuesten Erkenntnissen eher die Prognosen von Schellnhuber und
Rahmstorf zutreffen dürften.
Abb.27
Durch die Änderung der Wassertemperatur kommt es auch im Meer zu einer
Verschiebung von Lebensräumen und einer Belastung der Ökosysteme.
Korallenriffe gehen nach Expertenmeinungen bis zum Jahr 2100 um 30%
zurück. Die Menschen in Küstenregionen sind unmittelbar von einem
Meeresspiegelanstieg und einer Erhöhung der Wassertemperatur (um mehrere
Zehntel °C in den letzten Jahrzehnten) betroffen, da dies ein häufigeres
Auftreten von tropischen Wirbelstürmen zur Folge haben wird.
Naturkatastrophen in Küstengebieten sind besonders schlimm, da Küsten sehr
stark besiedelt sind. Besonders in Asien sind große Ballungsgebiete direkt am
Meer (Abb. 28), man denke nur an Tokio, Peking oder Kalkutta. Bis zum Jahr
2050 leben vermutlich 2/3 der Weltbevölkerung in Küstennähe.
Abb.28
Im Jahr 2005 gab es im karibischen Raum 27 Hurrikans, so viele wie noch nie
zuvor. Das liegt wahrscheinlich an den steigenden Wassertemperaturen, da
diese für die Entstehung eines Hurrikans mindestens 26,5°C betragen muss.
Einer dieser Hurrikans erreichte sogar die westeuropäische Küste (Madeira,
Westspanien), was es vorher auch noch nie gegeben hat. Was für Folgen durch
einen Meeresspiegelanstieg ausgehen, wird in Abb.29 gezeigt.
Abb.29
Ein Anstieg des Meeresspiegels um einige Dezimeter wird viele Menschen in
Afrika und Asien zum Verlassen ihrer Heimat zwingen. Bei einem Anstieg von
einem Meter sind in Europa um die 13 Millionen Menschen akut gefährdet. Das
konkrete Ausmaß des Meeresspiegelanstiegs ist schwer vorauszusagen, doch
kann es im Extremfall zu Völkerwanderungen kommen wenn ganze Landstriche
unbewohnbar werden.
In Deutschland leben 3,2 Millionen Menschen in Küstennähe. Pegelstände, zum
Beispiel in Sankt Pauli, weisen seit einigen Jahrzehnten steigende Trends bei
Sturmflutwasserständen auf. Konkret bedeutet das in Norddeutschland, dass
dem Wattenmeer eine ungewisse Zukunft bevorsteht und das Grundwasser
durch Eindringen von Salzwasser verunreinigt wird. Außerdem findet eine
verstärkte Küstenerosion statt, es werden also Strände abgetragen. Auf Sylt
kosten Landaufspülungen schon jetzt jährlich 10 Millionen Euro.
5. Strategien zur Verringerung des CO2-Ausstoßes
Nachdem ich jetzt einige Folgen des Klimawandels kurz erläutert habe, möchte
ich einige Strategien vorstellen, wie man den CO2-Ausstoß verringern kann um
den Klimawandel nicht noch stärker voranzutreiben. Fakt ist, dass sich die Erde
in den letzten paar 100 000 Jahren noch nie so schnell erwärmt hat und die
vorindustrielle Temperatur nicht um 1,5°C überschritten hat. Das weiß man aus
Eisbohrkernen. Seit der Industrialisierung (ca.1750) hat die Lufttemperatur um
ungefähr 0,7°C zugenommen. Aus ziemlich genauen Satellitenmessungen weiß
man, dass es in den letzten 40 Jahren um etwa 0,4°C wärmer wurde (Abb.30).
Bis 2100 ist bei ungebremsten Klimawandel eine Temperaturzunahme von
ungefähr 4°C gegenüber dem vorindustriellen Wert sehr wahrscheinlich. Da alle
Ausmaße des Klimawandels nur schwer auszurechnen sind, sollte man
möglichst schnell was unternehmen, um ihn nicht noch weiter voranzutreiben.
Dafür muss man in erster Linie die Treibhausgasemissionen reduzieren. Eine
wichtige Möglichkeit ist, dass man Energie einspart. Besonders in großen
Gebäuden wird oft unnötig viel Energie verschwendet, z.B. durch Heizungen.
Ein Passivhaus müsste man viel weniger heizen um optimale
Temperaturbedingungen im Gebäudeinneren zu schaffen (Abb.31).
Abb.30
Abb.31
Außerdem ist es unumgänglich, dass man erneuerbare Energien weiter
ausbaut. Der größte Teil der Energiebereitstellung geschieht in Deutschland
noch immer durch Kohle und Mineralöl (Abb.32). Das europäische
Klimaschutzziel will den Anteil erneuerbarer Energien um 20% steigern, die
Energieeffizienz um 20% verbessern und die CO2-Emissionen um 20% senken (3
mal 20).
Abb.32
Eine Modellstudie der Princeton University hat Strategien entwickelt, dass die
CO2-Konzentration im Jahre 2056 nicht mehr als 550ppm beträgt. Der
vorindustrielle Wert ist 280ppm, heute beträgt er 380ppm. Dazu müssten 7
Milliarden Tonnen CO2 eingespart werden. Dazu wurden verschiedene Keile
erstellt, wobei jeder Keil eine Milliarde Tonne CO2 einspart. Also müsste man
die nächsten 40 Jahre 7 Keile einhalten. Ein paar Beispiele wären:
- Verdoppelte Treibstoff-Effizienz bei 2 Milliarden KFZ
- Halbierung der gefahrenen Kilometer bei 2 Milliarden KFZ
- Gebäudeisolierung gegen Wärmeverluste: 25% Verbesserung bei allen
neuen Gebäuden bis 2056
- Verdoppelung der Effizienz von Kohlekraftwerken
- Windkraftkapazität um das 40-fache erhöhen
- Steigerung der Solarenergieleistung um das 700-fache
- Steigerung der Biokraftstoffe um das 50-fache bei 2 Milliarden PKW
(Konflikt mit Nahrungsmittel)
- Verdoppelung der weltweiten Aufforstungsrate
Wenn man diese Maßnahmen ergreift, wird sich auch die Energiebereitstellung
ändern. Das bedeutet einen Umstieg von fossilen Brennstoffen auf
regenerative Energien. In Abb.33 sei gezeigt, wie sich der Energiemix ändern
könnte.
Abb.33
6. Adaptionsmaßnahmen an die Auswirkungen des Klimawandels
Der Klimawandel ist in vollem Gange und die gravierendsten Folgen sind erst
langsam zu spüren. Also reicht es nicht nur, dass man eine Verschlimmerungen
des Klimawandels verhindert, sondern man muss auch geeignete Maßnahmen
ergreifen, um die Bevölkerung vor den Folgen zu schützen. In Abb. 34 sieht man
die Gebiete, die besonders stark betroffen sind. Man kann erkennen, dass die
Hauptleidtragenden die Bewohner des Maghreb, der Sahelzone und die
Einwohner der bevölkerungsreichen Länder Indien und China sind. Deshalb
kann man mit erhöhten Migrationsbewegungen rechnen, auf die sich Länder,
die nicht so stark vom Klimawandel betroffen sind, einstellen müssen. Im
Küstenschutz muss man Maßnahmen wahrnehmen, um besser vor Sturmfluten
und höheren Pegelständen gewappnet zu sein. In Hochgebirgen wird man
wegen der erhöhten Steinschlaggefahr, die aus dem Auftauen des
Permafrostbodens resultiert, mehr Schutzzäune anbringen müssen. Ein sehr
wichtiger Punkt ist, dass man die Landwirtschaft verändern muss, dass man
auch im Jahre 2050 die Nahrungsmittelversorgung sicherstellen kann, nicht nur
im Hinblick eines fortschreitenden Klimawandels, sondern auch, weil die
Weltbevölkerung in 40 Jahren die 9 Milliarden Marke überschreiten wird. Die
industrielle Landwirtschaft ist aber nicht besonders anpassungsfähig, was das
zu einer der wichtigsten Aufgaben des 21. Jahrhunderts macht.
Abb.33
Quellen
-
www.wikipedia.de
www.sueddeutsche.de
www.zeit.de
www.pik-potsdam.de
www.ipcc.ch