KLIMA-FRAGE #1

Wie lassen sich die aktuellen Klimaveränderungen erklären?

Pate der Frage: Prof. Dr. Harald Krause, Technische Hochschule Rosenheim

Unter Klima wird die statistische Beschreibung des Wetters über einen längeren Zeitraum (mindestens über 30 Jahre) hinweg verstanden. Im Gegensatz zum Wetter ändert sich das Klima sehr langsam (vgl. Lehmann et al. 2013, S. 8f.). Die Erwärmung von drei Grad von einem auf den nächsten Tag ist daher etwas völlig anderes als die Erwärmung des Klimas um drei Grad.

Was ist der „Treibauseffekt“?

Ohne den natürlichen Treibhauseffekt lägen die oberflächennahen mittleren Temperaturen auf der Erde bei ca. -18 °C. Der natürliche Treibhauseffekt macht ein Leben auf der Erde also erst möglich. Die Strahlungsphysik des Treibhauseffektes ist nicht ganz leicht zu verstehen. Die elektromagnetische Strahlung der Sonne (UV, sichtbares Licht und nahes Infrarot) kann die Atmosphäre zum Großteil durchdringen und wird wiederum zu einem großen Teil von der Erdoberfläche absorbiert[1]. Die Erdoberfläche strahlt wie jeder Körper Energie ebenfalls in Form von elektromagnetischer Strahlung ab. Diese Strahlung ist liegt im mittleren infraroten Wellenlängenbereich (also längerwellig als die Sonnenstrahlung) und wird auch als Wärmestrahlung bezeichnet[2]. In diesem Wellenlängenbereich ist die Atmosphäre weniger durchlässig als im Bereich der Sonnenstrahlung. Dafür verantwortlich sind eine Reihe von Gasen, die man auch als Treibhausgase bezeichnet. Dazu zählen Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe (FCKW) und weitere. Diese Gase absorbieren einen Teil der Strahlung und emittieren diese wieder in alle Richtungen, so dass ein Teil wieder auf der Erdoberfläche ankommt (atmosphärische Gegenstrahlung). Ähnlich verhält es sich mit den Glasscheiben eines Treibhauses, wodurch der Name Treibhauseffekt zustande kam. Die Konzentrationen von CO2, CH4 und den FCKWs wurden durch menschliche Aktivitäten seit der Industrialisierung deutlich erhöht. Diese bewirken den menschengemachten Treibhauseffekt, der den natürlichen Treibhauseffekt verstärkt.

Wie wirken sich diese Veränderungen auf das Klima aus? Im Laufe der Erdgeschichte gab es immer Klimaveränderungen. Es gibt vielfältige Faktoren, die sich auf das Klima auswirken. Dazu zählen natürliche Einflüsse wie die Sonnenaktivität, Unregelmäßigkeiten in der Erdumlaufbahn oder Vulkanaktivitäten (vgl. Nelles und Serrer 2018, S. 12ff.).

Nach der letzten Eiszeit gab es eine Phase eines relativ stabilen Klimas. Doch seit Beginn der Industrialisierung steigt sowohl die globale durchschnittliche Lufttemperatur als auch der Energieinhalt der Meere, Eisflächen reduzieren sich deutlich, Klimazonen verschieben sich.  Es besteht ein breiter wissenschaftlicher Konsens, dass als Ursache dafür nur die erhöhten Treibausgaskonzentrationen in Frage kommen. Wir Menschen tragen durch unsere Lebensweise und den damit verbundenen Energiebedarf zu steigenden Treibhausgasemissionen bei. Durch den zunehmenden Einsatz fossiler Energieträger wie Erdöl, Kohle und Erdgas sowie durch intensive Landnutzungen, steigt die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre. Die durch den Menschen und seine Aktivitäten freigesetzten Gase werden als menschengemachte (anthropogene) Treibhausgase bezeichnet.  Der natürliche Treibhauseffekt wird daher durch menschliche Aktivitäten verstärkt und das Gleichgewicht hin zu höheren Temperaturen verschoben ( (vgl. Nelles und Serrer 2018, S. 30). Alle Messdaten zeigen, dass weder die Sonnenaktivität noch Vulkanaktivitäten oder sonstige natürliche Einflussfaktoren für die beobachteten Klimaänderungen verantwortlich sein können (vgl. IPCC 2016).

Daher wird auch vom menschengemachten (anthropogenen) Klimawandel gesprochen. Das bedeutet, dass der schon heute sichtbare/erlebbare Klimawandel durch die Lebensweise der Menschen hervorgerufen worden ist, aber demzufolge auch durch unser (zukünftiges) Handeln beeinflusst werden kann!

Weitere interessante Informationen dazu gibt es unter:

[1] Für physikalisch Interessierte: Ein einfaches Klimamodell im Video erklärt – https://www.youtube.com/watch?v=mlqqE9Di7lQ&list=PLfb8IWK1HCvl5TuzPkKUTvj-wgbaTvqPL

[2] Physikalisch ist die Sonnenstrahlung auch Wärmestrahlung. Da die Sonnenoberfläche jedoch deutlich wärmer ist als die der Erde, findet die Strahlung bei kürzeren Wellenlängen statt.

Literaturverzeichnis:

IPCC (2016): Klimaänderung 2013. Zusammenfassung für politische Entscheidungsträger. Beiträge der drei Arbeitsgruppen zum Fünften Sachstandbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen. Hg. v. Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle, Umweltbundesamt GmbH und ProClim. Bonn/Wien/Bern. Online verfügbar unter https://www.de-ipcc.de/media/content/AR5-WGI_SPM.pdf, zuletzt geprüft am 14.03.2022.

Lehmann, Harry; Müschen, Klaus; Richter, Steffi; Mäder, Claudia (2013): Und sie erwärmt sich doch. Was steckt hinter der Debatte um den Klimawandel. 1. Auflage. Hg. v. UBA – Umweltbundesamt. Online verfügbar unter https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/und_sie_erwaermt_sich_doch_131201.pdf, zuletzt geprüft am 14.03.2022.

Nelles, David; Serrer, Christian (2018): Kleine Gase – Große Wirkung. Der Klimawandel. 2. Aufl. Friedrichshafen.