Globale Erwärmung

1

Einleitung

Globale Erwärmung, auch Erderwärmung oder Klimaerwärmung, der seit etwa Mitte des 19. Jahrhunderts zu verzeichnende Anstieg der durchschnittlichen Luft-, Wasser- und Bodentemperaturen in den untersten Schichten der Atmosphäre, in den Ozeanen und auf den Festländern (insbesondere der Nordhalbkugel). Da sich ein Temperaturanstieg auf nahezu alle anderen Klimaelemente auswirkt, ist mit der globalen Erwärmung ein markanter Wandel des gesamten Klimas verbunden. Dieser Klimawandel könnte überwiegend nachteilige Folgen für das gesamte globale Ökosystem und die Menschheit haben und möglicherweise zu einer „Klimakatastrophe” führen.

2

Jüngste Entwicklung der Temperaturen

Seit dem Beginn mehr oder weniger verlässlicher, flächendeckender instrumenteller Messungen um 1880 sind die globalen Mittelwerte der bodennahen Lufttemperatur um 0,6 bis 0,7 °C gestiegen; dasselbe gilt für die Temperatur der Meeresoberfläche. Für einzelne Monate und Jahre wurden noch weit höhere Werte registriert, beispielsweise im Oktober 2005, als die globale Durchschnittstemperatur auf den Festländern der Nordhalbkugel um fast 1,3 °C über dem Mittel der Referenzperiode (1961-1990) lag. Der Temperaturanstieg erfolgte zeitlich und räumlich nicht kontinuierlich. Nach einer mäßigen Erwärmung an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert und einer leichten Abkühlung um 1910 stieg das globale Mittel der bodennahen Lufttemperatur bis in die vierziger Jahre des 20. Jahrhunderts steil an und verharrte dann bis zur Mitte der siebziger Jahre annähernd auf gleichem Niveau. Seither ist ein starker Anstieg zu beobachten, vor allem auf den Kontinenten der mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel, wo sich die Anstiegsraten seit 1976 verdreifacht haben. Das Sommerjahrzehnt 1994 bis 2003 war das wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen.

3

Anzeichen für eine globale Erwärmung

Außer den an den Wetterhütten gemessenen, im Trend steigenden Lufttemperaturen gibt es noch eine Reihe weiterer Anzeichen für die globale Erwärmung, darunter die Abnahme von Ausdehnung und Dicke des polaren Meer- und Schelfeises oder der Schneedecken. Auf Satellitenbildern ist zu erkennen, dass sich z. B. das Areal schneebedeckter Flächen seit 1966 auf der Nordhalbkugel um ungefähr ein Zehntel verringert hat. In ähnlicher Größenordnung ist die Ausdehnung der Meereisdecke der Arktis geschrumpft, ihre durchschnittliche Dicke beträgt inzwischen fast nur noch die Hälfte der ursprünglichen Mittelwerte. Der Rückzug zahlreicher Hochgebirgsgletscher seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist ebenfalls ein Hinweis auf einen Anstieg der Temperaturen. Vielerorts liegt die Stirn der Gletscher heute drei bis vier Kilometer hinter den Moränenwällen aus jener Zeit. Manche Eis- und Firnfelder sind vollständig zurückgeschmolzen; so hat die Schweiz innerhalb der letzten 150 Jahre rund 100 Gletscher verloren.

Rückzug oder Vorstoß von Gletschern hängen allerdings nicht nur von den jeweils herrschenden Temperaturen ab, denn in ihrer so genannten Massenbilanz spielt auch die Menge der Schneeniederschläge eine Rolle. Allgemein müsste eine Erhöhung der globalen oberflächennahen Lufttemperaturen im Klimasystem mit einer Zunahme des Niederschlags verbunden sein. Höhere Temperaturen bedeuten nämlich eine stärkere Verdunstung, höhere Wasserdampfgehalte der Atmosphäre und eine ausgedehntere Wolkenbedeckung. Im 20. Jahrhundert hat der Niederschlag weltweit um einige Prozent zugenommen, auch hier wiederum am stärksten in den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel. Im Hinblick auf die Ausdehnung etwa der Alpengletscher wirkte sich dieser Anstieg allerdings weniger stark aus als die fortschreitende Erwärmung – folglich schmolzen die Gletscher zurück.

Ein charakteristisches Merkmal des derzeitigen Klimawandels ist das Ausmaß der Veränderungen in Abhängigkeit von den Tages- und Jahreszeiten. In den vergangenen Jahrzehnten war z. B. der Anstieg der bodennahen Temperaturen nachts etwa doppelt so stark wie am Tag. Auf der Nordhalbkugel fiel der Temperaturanstieg im Winter wesentlich kräftiger aus als im Sommer. Für Mitteleuropa lässt sich im Zeitraum von 1961 bis 1990 eine Zunahme der winterlichen Niederschläge um rund 40 Millimeter oder gut 25 Prozent nachweisen. Die Winter sind in unseren Breiten also eindeutig milder und niederschlagsreicher geworden, nähern sich damit den Verhältnissen maritimer Klimate, was durch die verstärkte Zufuhr feucht-milder atlantischer Luftmassen durch wandernde Tiefdruckgebiete zu erklären ist.

Ebenso charakteristisch ist das Ausmaß der Veränderungen in Abhängigkeit von der Höhe über dem Erdboden. Anders als die untere Troposphäre, die sich erwärmt, kühlt sich die untere Stratosphäre derzeit um durchschnittlich 0,3 bis 0,4 °C pro Jahrzehnt ab. Der allgemeine Trend wird nur hin und wieder durch kurzfristige Erwärmungen unterbrochen; die heftigen Vulkanausbrüche wie die des Pinatubo im Jahr 1991 zeigen, welchen Einfluss Eruptionen auf das globale Klima haben können.

4

Klimaänderungen und ihre Ursachen

Die aktuelle Klimaänderung ist in der Geschichte der Erde keine neue Erscheinung. Wie die Klimazeugen aus vorgeschichtlicher Zeit belegen, hat sich das Klima in mehr oder weniger langen Zeiträumen oftmals gewandelt – von Zeiten, in denen vielleicht der gesamte Planet von einem Eispanzer bedeckt war, bis zu Epochen mit einem heiß-trockenen Wüstenklima. Kurzfristige zyklische Klimaschwankungen sind vor allem ein typisches Merkmal des Pleistozäns, des jüngsten Eiszeitalters. In diesem Zeitabschnitt konnten die Temperaturen in den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel im Wechsel von Kalt- und Warmzeiten durchaus um mehr als 15 °C schwanken; plötzliche Klimasprünge mit Temperaturanstiegen bzw. -stürzen um 5 bis 10 °C innerhalb weniger Jahrzehnte waren keine Ausnahmen.

In der so genannten Nacheiszeit (Holozän) setzten sich die Klimaschwankungen fort. Dem holozänen Klimaoptimum, in dem die Mitteltemperaturen um mindestens 2 °C über den heutigen Werten lagen, folgte in Mitteleuropa vor etwa 3 500 Jahren ein Temperatursturz zum wohl kältesten Abschnitt des Holozäns. Die zwei markantesten Klimaepochen der letzten 1 000 Jahre in Mitteleuropa waren das „mittelalterliche Wärmeoptimum” mit dem Höhepunkt um 1300 und die „Kleine Eiszeit” mit den tiefsten Temperaturen im 17. Jahrhundert. Ab 1850 ging diese Kältephase in die Epoche der globalen Erwärmung über. Bezogen auf die heutigen Werte waren die Temperaturänderungen mit insgesamt knapp 1,5 °C in der langen Zeitspanne von 1000 bis 1850 allerdings relativ gering.

Die Frage nach den Ursachen von Klimaänderungen beschäftigt die Naturwissenschaften spätestens seit dem Nachweis der quartären Eiszeiten. Mehr als 50 verschiedene Hypothesen versuchen, die zyklischen weltweiten Schwankungen zu erklären. Die darin angeführten Ursachen lassen sich zwei Gruppen zuordnen: den extraterrestrischen (außerirdischen), bei denen man davon ausgeht, dass sich die Zufuhr von Sonnenenergie bereits an ihrer Quelle oder auf dem Weg zur Obergrenze der Erdatmosphäre (etwa durch interstellare Materie) ändert, und den terrestrischen (irdischen), die die Gründe der Klimaänderungen auf der Erde sehen. Bei der Erklärung der globalen Erwärmung können aus beiden Gruppen einige Ursachen ausgeschlossen werden, weil sie sich erst langfristig auswirken, die Erderwärmung sich aber schon in einer relativ kurzen Zeitspanne bemerkbar gemacht hat. Dazu gehören z. B. die Drift der Platten (siehe Plattentektonik), die mit maximal 30 Metern innerhalb von 150 Jahren keinen Einfluss auf das Klima in einem bestimmten Ausschnitt der Erdoberfläche haben kann, oder Änderungen der Erdbahnelemente (z. B. Neigung der Erdachse), die in Perioden von etwa 20 000 bis 95 000 Jahren auftreten.

Für das mit bemerkenswert hoher Geschwindigkeit ablaufende Phänomen der Erderwärmung könnten als extraterrestrische Ursache die Sonnenaktivität, als terrestrische Ursachen heftige Vulkanausbrüche, die die Durchlässigkeit der Atmosphäre für die Sonnenstrahlung verringern, sowie Veränderungen von Meeresströmungen verantwortlich sein. Es ist eher wahrscheinlich, dass mehrere Ursachen zusammenwirken, wie in der Hypothese von der durch irdische Einflüsse bedingten „Eiszeitbereitschaft” der Erde, die durch äußere Einflüsse zur Realität wird.