Die letzten 1000 Jahre - Max-Planck

Der Einfluß des Menschen auf das Klima
Ist unser Klima noch „normal“ ?
Verändert der Mensch das Klima?
Ohne Zweifel haben die Aktivitäten des Menschen einen
Einfluß auf das regionale Klima und inzwischen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auch auf das globale Klima.
© T. Nebbia
© Corbis
Extremes Wetter, die seltenen Abweichungen vom Klimamittelwert (wie z.B. Dürren, Flutkatastrophen und Stürme) könnte durch den Einfluß des Menschen auf das Klima häufiger
auftreten und in ihrer Stärke zunehmen. Von links nach
© T. Nebbia
rechts: Starke Dürren (Botswana, 1983), Buschbrände (Au- © G. Busch, DPA
stralien, 1982) und Überflutungen (Equador, 1982) sind typische Auswirkungen des El
Niño - Southern Oscillation Phänomens, daß weite Teile des Weltklimas beeinflußt. Intensive tropische und extratropische Stürme führen zu Zerstörungen und Überflutungen in bevölkerungsreichen Gegenden der Erde. Kleines
Bild: Sturmschaden (USA); rechts: Überflutungen im Mosel-Tal, Jan. 1997.
Wirkungen der atmosphärischen Verschmutzung
Der Anstieg der Spurengaskonzentration
Welche menschlichen Einflüsse tragen
zu einer globalen Klimaänderung bei?
Durch unsere Aktivitäten entweichen Spurengase, die die
Zusammensetzung der Atmosphäre langfristig verändern.
Diese Gase entstammen ...
... der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken,
Industrieproduktionen und Verkehr und führen zu mehr
Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Ruß.
Atmosphärische Kohlendioxid Konzentration von der letzten Eiszeit bis Heute
O NAL O
C
N IS
N AT I
T R AT IO N
S.
CE
U.
DE
PA
R
TME
O
NT O F C
MM
ER
Global gemittelter Strahlungsantrieb (W m-2)
SIO
Taylor Dome
340
C
MI
EA
N
Byrd Station
M O SPH
D AT
E RI
AD
360
AN
Siple Station
Mauna Loa
300
May 1999
CO2 [ppmv]
320
280
260
240
220
N efte l et al. 198 5/1 988
S taffelbach et al. 19 91
K ee ling an d W ho rf 1996
M archa l et al. 1999
Inde rm ü hle et al. 19 99
200
Halogenierte
Kohlenwasserstoffe
N2O
2
Troposphärisches
Aerosol - direkter Effekt
CH4
CO2
1
40
20
35
30
25
15
Jahrtausende vor Heute
10
5
Fossile Brennstoffe, Ruß
Stratosphärisches
Ozon
Verbrennung
von Biomasse
-1
Wie wirken diese Spurengase?
Troposphärisches Aerosol
- indirekter Effekt
Beitrag zur Abkühlung
-2
Verlauf der atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration in
den letzten 50.000 Jahren, rekonstruiert aus verschiedenen
Eisbohrkernen. Der Anstieg am Ende der letzten Eiszeit
(15.000 -10.000 Jahre vor heute) ist deutlich zu erkennen,
ebenso wie der rasche und starke Anstieg in jüngster Zeit.
Die Messungen der letzten 40 Jahre vom Mauna Loa (Hawaii)
sind innerhalb der oberen Abbildung dargestellt (von PAGES,
NOAA/CMDL).
Solar
0
Sulphat
0
... der Landnutzungsänderung wie zum Beispiel durch
Brandrodung bzw. Urbanisierung. Dadurch wird die
Industrieproduktion gesteigert und somit der Ausstoß
von Fluorchlorkohlenwasserstoffen.
Troposphärisches
Ozon
180
45
... der Nahrungsmittelproduktion und führen (z.B. aus
Kuhmägen und von Reisfeldern) zu mehr Methan.
Beitrag zur Erwärmung
3
IC
Abschätzungen für den global und jahreszeitlich
gemittelten Strahlungsantrieb (in W/m-2), der
durch menschliche Einflüsse vom Beginn der Industrialisierung bis heute hervorgerufen worden ist. Die Höhe der Säulen gibt eine mittlere
Abschätzung an, während die schwarzen Balken die Unsicherheit dieser Abschätzung andeuten (nach IPCC, 1995).
Die Entwicklung der mittleren Temperaturen auf der Erde seit der letzten Eiszeit:
Die letzten 1000 Jahre
Die letzten 12.000 Jahre
1.0
Temperatur Anomalie
Unsicherheit
19o
o
17
Temperatur (C)
17
Temperatur (C)
20o
Mittelalterliches
"Optimum"
o
15
15
Kaltzeittrend
(hypothetisch)
6
4
2
Zeit in Jahrtausenden vor heute
An der Entwicklung der bodennahen Temperaturen der
letzten 1000 Jahre ist dies deutlich zu erkennen. Für die
ersten 800 Jahre basiert die Zeitreihe auf verschiedensten Quellen (z. B. Eisbohrkerne, Korallen, Baumringe), da
es noch keine Messungen mit Thermometern gab.
0.0
-0.5
1200
1800
1600
1400
2000
Jahr
Rekonstruktion (40-jahres Filter)
Kalibrierungsperiode (1902-1980)
Linearer Trend (1000-1850)
0
Die letzten 1000 Jahre waren durch eine leichte Temperaturabnahme bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts gekennzeichnet, als dann
sehr unvermittelt eine bis heute andauernde Erwärmung einsetzte.
Quelle: Mann et al., 1999.
11o
Kaltzeitklima
der Vergangenheit
(Würm - "Eiszeit")
1998
Rekonstruktion (1000-1980)
Instrumentelle (1902-1998)
Daten
13o
8
0.5
-1.0
1000
o
o
10
Hat sich das Klima schon verändert?
( oC)
"Super - Warmzeit"
der Zukunft?
"Optimum" des
Holozän
Diese Spurengase bewirken einen zusätzlichen Treibhauseffekt, d.h. sie behindern die direkte Abstrahlung von Wärme in den Weltraum, wodurch sich die Erdoberfläche
erwärmt. Durch die unterschiedliche Wirksamkeit der verschiedenen Spurengase, deren chemische Umwandlung
und die Reaktion des temperaturabhängigen Wasserkreislaufes ist die Abschätzung der durch den Menschen verursachten Klimaveränderung allerdings sehr schwierig. Das
Klimasystem versucht sich auf die geänderten Strahlungsbedingungen einzustellen und wir spüren die Klimaänderung.
"Kleine Eiszeit"
Heutiges Klima
on
n
o
nono
Deutsches Klimarechenzentrum
(Mittel:1961-90)
0.6
0.1
Temperaturanomalie
Die letzten 150 Jahre: Trotz einiger
Schwankungen zeigt die globale
Mitteltemperatur seit 1910 einen
starken Erwärmungstrend.
Quelle: Hadley Centre, UK.
Die letzten 150 Jahre
(oC)
Die letzten 12.000 Jahre: Nach einem raschen Temperaturanstieg am Ende der letzten Eiszeit war das Klima in den letzten 10.000 Jahren relativ stabil.
Quelle: C. Schönwiese, Klimaänderungen.
Trotzdem ist es Wissenschaftlern gelungen eine Rekonstruktion der Temperatur anzufertigen. Generell zeigt sich
bis Mitte des 19. Jahrhunderts eine leichte Abkühlung, die
dann recht abrupt endet und dann in eine bis heute andauernde starke Erwärmung umschlägt.
Selbst wenn wir eine gewisse Unsicherheit in der Bestimmung der Temperaturen berücksichtigen (angedeutet
durch die gelben Striche), gibt es in den letzten 1000 Jahren keine Episode mit so starker Veränderung wie in den
letzten 100-150 Jahren und es war in den letzten 1000
Jahren nie so warm wie heute.
0.5
0.4
0.3
0.2
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
Basierend auf Jones et al.(1999) und Parker et al.(1995)
-0.6
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
Hadley Centre for Climate Prediction and Research
Max-Planck-Institut für Meteorologie
DKRZ
Max Planck Institute for Meteorology