Klimawandel: Globale Ursachen, regionale Auswirkungen

Globale Ursachen, regionale Auswirkungen: Klimawandel in Mitteleuropa
Julia Hackenbruch, Süddeutsches Klimabüro am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Das Klima in der Erdgeschichte
Das Klima hat sich im Laufe der Erdgeschichte häufig geändert. Es gab große Ereignisse
wie Eis- und Warmzeiten über zehntausende Jahre und kürzere Schwankungen über mehrere Jahrhunderte. Informationen aus Eisbohrkernen zeigen die Ursachen für diese Klimaänderungen. Wenn Eis aus mehreren Kilometern Tiefe aus den Eisschilden von Grönland und der
Antarktis untersucht wird, enthalten das Eis selbst sowie die darin enthaltenen Luftbläschen
wertvolle Informationen über den Zustand der Atmosphäre zu dem Zeitpunkt, als das Eis an
dem Ort gebildet wurde.
Ursachen von Klimaänderungen
Es ist schon seit über einem Jahrhundert bekannt, dass neben Wasserdampf (H2O) die wichtigsten Treibhausgase Kohlendioxid (CO 2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) sind. Ohne
Treibhausgase läge die Durchschnittstemperatur auf der Erde mit ca. -18 °C deutlich niedriger als heute mit ca. +15 °C (natürlicher Treibhauseffekt). Nun sind die Treibhausgase in
sehr geringen Mengen in der Atmosphäre vorhanden. Ein Anstieg dieser Gase, die durch
menschliche Aktivitäten in die Atmosphäre eingebracht werden, führt deswegen schnell zu
einem zusätzlichen Temperaturanstieg (anthropogener, bzw. vom Menschen verursachter
Treibhauseffekt). Seit der industriellen Revolution Mitte des 19. Jahrhundert wurden sehr
große Mengen an Treibhausgasen, vor allem CO2, in die Atmosphäre ausgestoßen, insbesondere durch Industrie, Kraftwerke und Autoverkehr. Dadurch stieg die Konzentration von
CO2 in der Atmosphäre von 280 auf mittlerweile 400 ppm (Teilchen pro Million Luftteilchen).
Eine solche hohe Konzentration gab es in den letzten 600.000 Jahren nicht.
Aktuelle Klimaänderungen
Durch den von Menschen verursachten Treibhauseffekt ist die Jahresmitteltemperatur weltweit in den letzten über 100 Jahren um knapp 1 Grad angestiegen. Dieser Temperaturanstieg fällt allerdings regional unterschiedlich aus. Abhängig von der Höhe des Temperaturanstiegs ergeben sich unterschiedliche Auswirkungen. Ein prominentes Beispiel ist das Abschmelzen der Eisschilde und Meereisflächen in Arktis und Antarktis. Vor allem in der Arktis
wird in den letzten 30 Jahren eine Abnahme des Meereises beobachtet. Besonders im
Sommer wird ein signifikanter Rückgang der Ozeanfläche, die von Meereis bedeckt ist, gemessen. Ein größerer Anteil an eisfreien Flächen in der Arktis verstärkt zusätzlich das Abschmelzen des Meereises. Grund dafür ist, dass dunkle Ozeanflächen mehr Wärme aufnehmen als stark reflektierende Eisflächen. Eine höhere Wassertemperatur bewirkt zusammen mit höheren Lufttemperaturen ein beschleunigten Schmelzen und eine verringerte Eisneubildung.
Zukünftige Klimaänderungen
Computermodelle, die das Klima für Vergangenheit und Zukunft berechnen, werden verwendet, um das Klima der Zukunft abschätzen zu können. Dies geschieht auf der Grundlage von
physikalischen Gesetzen, die durch mathematische Gleichungen beschrieben werden. Für
ein Rechengitter, das über die Erde gelegt wird, werden an jedem Punkt die Werte für Temperatur, Niederschlag, Luftdruck und viele weitere Variablen berechnet. Es wird zunächst
geprüft, ob das Klima der Vergangenheit richtig wiedergegeben wird. Auf diese Weise wird
das Vertrauen in die Ergebnisse in das Modell für das zukünftige Klima hergestellt.
Da niemand genau weiß, wie sich die Bevölkerungszahl auf der Erde, die Wirtschaft und die
Technik in Zukunft entwickeln werden, werden anschließend verschiedene mögliche Entwicklungen konstruiert. In diesen sogenannten Szenarien wird von einem unterschiedlich
hohen Ausstoß von Treibhausgasen ausgegangen. Auf Basis dieser Szenarien berechnen
die Klimamodelle das zukünftige Klima. Folglich sind die Ergebnisse der Klimamodelle auch
keine Vorhersagen, sondern so genannte Projektionen. Sie beschreiben Entwicklungskorridore. Da Klimamodelle nur eine vereinfachte Darstellung der Wirklichkeit sein können, werden nicht nur unterschiedliche Szenarien, sondern auch unterschiedliche Klimamodelle verwendet, um die Bandbreite möglicher Klimaänderungen abschätzen zu können. Zum Teil
beziehen sich die Klimaprojektionen auf den Zeitraum bis zum Jahr 2100.
Ergebnisse dieser Projektionen sind beispielweise ein genereller Temperaturanstieg in allen
Teilen der Welt, das Schmelzen der Eisschilde und des Meereises in Arktis und Antarktis
und somit der Meeresspiegelanstieg. Auf Basis dieser globalen Entwicklungen erlauben regionale Klimamodelle aufgrund ihrer hohen Auflösung eine kleinräumig detaillierte Darstellung für spezifische Fragestellungen. So können auch die erwarteten Klimaänderungen beispielsweise für Baden-Württemberg oder für den Küstenraum der Nordsee abgeschätzt werden.
Zukünftige Klimaänderungen im Küstenraum der Nordsee
Die Nordsee ist der Lebensraum für etwa 230 Fischarten, Meeressäuger wie Seehunde oder
Kegelrobben und Rastplatz für etwa 10 Millionen Seevögel. Das Wattenmeer an der deutschen und niederländischen Küste ist seit 2009 Weltnaturerbe der UNESCO.
Die Wassertemperatur der Nordsee ist seit den 1960er Jahren im Jahresmittel um 1,7 Grad
wärmer geworden. Durch diese Erwärmung konnten sich neue Arten in der Nordsee ansiedeln, denen vorher die Wassertemperaturen zu niedrig waren. Ein Beispiel ist die pazifische
Auster, die sich auf den heimischen Miesmuschelbänken oder auch in Hafenanlagen ansiedelt. Durch die Zuwanderung neuer Arten verändern sich auch die Beziehungen zwischen
den Arten in den Ökosystemen der Nordsee in Bezug auf Fressfeinde, Fortpflanzungsmöglichkeiten oder Symbiosen zwischen Arten.
Wie hoch Sturmfluten an der Nordseeküste ausfallen, bestimmen die Höhe des Meeresspiegels und die Windverhältnisse. In den letzten hundert Jahren ist der Meeressspiegel weltweit
um etwa 20 cm gestiegen, in der Nordsee ist der gemessene Anstieg ähnlich. Bisher gibt es
aber noch keine Anzeichen für eine Änderung in der Anzahl oder Stärke von Stürmen. Bis
2030 wird an der deutschen Nordseeküste der aktuelle Küstenschutz als ausreichend eingeschätzt, um dem bis dahin erwarteten Anstieg des Meeresspiegels zu begegnen. Aus Klimasimulationen bis Ende des Jahrhunderts wird durch die Kombination von Stürmen und
fortschreitendem Meeresspiegelanstieg erwartet, dass Sturmfluten deutlich höher auflaufen
als heute. Folglich müssten Küstenschutzmaßnahmen angepasst werden.
Ein besonderer „Indikator“ für Klimaänderungen in den Niederlanden ist, wie häufig der Eisschnelllauf Elfstedentocht (Elfstädtetour) in Friesland stattfinden kann. Dieser führt über eine
Strecke von knapp 200 km über zugefrorene Kanäle, Flüsse und Seen und kann nur bei ausreichend niedrigen Temperaturen gestartet werden.
Weitere Informationen:
Süddeutsches Klimabüro am KIT: www.sueddeutsches-klimabuero.de
Norddeutsches Klimabüro: www.norddeutsches-klimabuero.de
Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg: http://www.klimabeuro-polarmeer.de/
Meereisportal des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).: www.meereisportal.de
Veranstaltungshinweis
„Globale Ursachen, regionale Auswirkungen: Klimawandel in Mitteleuropa“, Vortrag von Julia
Hackenbruch, Süddeutsches Klimabüro am KIT, Dienstag, 01.03.2016 um 19.00 Uhr im Saal
der VHS, Eintritt kostenlos
In Kooperation mit der Stadt Offenburg, Klimaschutz