Klima
Das Klima bezeichnet den durchschnittlichen Zustand der Atmosphäre in einer spezifischen Region und über einen längeren Zeitraum von typischerweise 30 Jahren. Im Gegensatz dazu stellt das Wetter eine Momentaufnahme des atmosphärischen Zustands dar und kann somit zu einem beliebigen Zeitpunkt direkt gemessen werden. Beispielsweise misst ein Thermometer die aktuelle Temperatur und somit eine Grösse (Variable), die den aktuellen atmosphärischen Zustand beschreibt. Das Klima hingegen wird oft mit statistischen Kenngrössen wie dem Mittelwert, der Häufigkeit oder Wahrscheinlichkeit angegeben.
Zwei Analogien stellen diesen Unterschied bildlich dar:
- Das Wetter sagt dir, was du heute anziehen sollst. Das Klima bestimmt, wie dein Kleiderschrank aussehen sollte.
- “Climate is what we expect, weather is what we get.”[1] Dieses Zitat stammt vom amerikanischen Schriftsteller Robert Heinlein und bedeutet übersetzt, dass wir Klima erwarten und Wetter bekommen. Beispielsweise erwarten wir im Winter kühle Tage und Niederschlag in der Form von Schnee, da dies typisch ist für die Wintermonate. Trotzdem gibt es sowohl kalte, verschneite als auch warme und regnerische Wintertage.
Dieser Wiki-Eintrag dient als Zusammenfassung der wichtigsten Aspekte des Klimas für den Klimastreik Schweiz. Mehrmals im folgenden Artikel wird auf bestehende Wikipedia Einträge verwiesen, wie z. B. jener über das Klima, da diese bereits ausführlich ausgearbeitet worden sind. Der Nutzen dieses zusätzlichen Artikels ist seine Kompaktheit und möglichst niederschwellige Formulierung.
Inhaltsverzeichnis
Definition
Der IPCC oder deutsch "Weltklimarat" definiert das Klima wie folgt: "Das Klima im engeren Sinne ist in der Regel definiert als das durchschnittliche Wetter, oder strenger, als die statistische Beschreibung mit dem Mittelwert und der Variabilität von relevanten Variablen über einen bestimmten Zeitraum hinweg, der von Monaten bis zu Tausenden oder Millionen von Jahren reicht. Die klassische Periode zur Mittelung dieser Variablen ist 30 Jahre, wie von der Weltorganisation für Meteorologie definiert. Die relevanten Mengen sind meist Variablen an der Erdoberfläche wie Temperatur, Niederschlag und Wind. Klima im weiteren Sinne ist der Zustand des Klimasystems, einschliesslich einer statistischen Beschreibung." - Zitat aus dem englischen übersetzt.[2]
IPCC
Der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), deutsch häufig Weltklimarat, ist eine zwischenstaatliche Institution mit 195 Mitgliedsländern. Sein Ziel ist das Erarbeiten der wissenschaftlichen Grundlage zum Klimawandel für wissenschaftsbasierte politische Entscheidungen, ohne dabei Handlungsempfehlungen auszusprechen.
Der Weltklimarat betreibt selber keine Forschung, sondern trägt Resultate von tausenden Expert*innen mit zahlreichen, für den Klimawandel relevanten Themenschwerpunkten zusammen zu regelmässig erscheinenden Sachstandsberichten, den sogenannten Assessment Reports (ARs). Diese sind typischerweise in drei Arbeitsgruppen (WGs, wie der Klimastreik) aufgeteilt, welche sich mit den Grundlagen des Klimasystems und -wandels (WGI), der Verletzlichkeit unseres sozioökonomischen und natürlichen Systems (WGII) sowie der Abschwäschung des Klimawandels (WGIII) befassen. Bisher wurden fünf dieser mehreren tausend Seiten umfassenden Assessment Reports, sowie diverse kleinere Special Reports zu relevanten Teilbereichen und Methoden verfasst. Für alle Berichte ist jeweils auch eine Kurzfassung für politische Entscheidungsträger verfügbar (Summary for Policymakers). Die wichtigsten Berichte lauten wie folgt, wobei das gesamte Archiv an Artikeln öffentlich zugänglich ist.
- AR6, 2022 vollständig. Der sechste Sachstandsbericht.
- SR1.5, 2018 Der Sonderbericht 1.5°C globale Erwärmung zeigt den grossen Unterschied zwischen einer 1.5°C- und einer 2°C-Welt - einerseits wie viele Treibhausgase dazu noch ausgestossen werden dürfen, bis wann wir netto null Emissionen erreichen müssen, wie auch andererseits die sozialen, ökonomischen und ökologischen Konsequenzen der zwei Welten.
- AR5, 2013 Der fünfte und aktuellste Sachstandsbericht sagt, dass vom Mensch ausgestossene Treibhausgase (CO2, CH4, N2O,...) mit über 95%-iger Sicherheit für mehr als die Hälfte der beobachteten Erderwärmung seit 1951 verantwortlich sind. Dieser Zusammenhang gilt somit als extrem wahrscheinlich.
- AR4, 2007 Der vierte Sachstandsbericht stuft menschgemachte Treibhausgase als sehr wahrscheinlich (>90% Sicherheit) für mehr als die Hälfte der beobachteten Erderwärmung seit 1951 verantwortlich ein.
- TAR, 2001 Der dritte Sachstandsbericht besagt, dass menschgemachte Treibhausgase wahrscheinlich (67-90% Sicherheit) für mehr als die Hälfte der beobachteten Erderwärmung seit 1951 verantwortlich sind.
- SAR, 1995 Im zweite Sachstandsbericht sprach der IPCC von einem erkennbaren menschlichen Einfluss auf das Klima.
- FAR, 1990 Der erste Sachstandsbericht erwähnt den menschlichen Einfluss auf das Klima noch nicht.
Klimawandel
Folgt.
Natürlicher Treibhauseffekt
Folgt.
Anthropogener Treibhauseffekt
Folgt.
Ursachen
Folgt.
Folgen
Folgt.
Rückkopplungen
In unserem Klimasystem existieren zahlreiche natürliche Rückkopplungen, auch Feedbacks oder Feedback-Loops. Dies sind auf physikalischen Grundlagen basierende Prozesse, die sich in dem sehr komplexen Klimasystem entweder selbst verstärken (positive Rückkopplungen) oder ihre eigene Wirkung abschwächen (negative Rückkopplungen). Negative Rückkopplungen dienen in der Natur der Stabilisierung, in dem ein Störeffekt sich selbst abschwächt. Ein alltägliches Beispiel hierzu ist das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Es besagt, dass ein Körper mit zunehmender Temperatur mehr Wärme abstrahlt und somit mehr Wärme verliert. Eine wichtige positive Rückkopplung im Klimasystem ist das El Niño-Southern Oscillation (ENSO) Zirkulationssystem zwischen Ozean und Atmosphäre im äquatorialen Pazifik. Es bestimmt massgeblich die Meeresströmung sowie das Klima der angrenzenden Regionen Indonesien, Australien und Südamerika und über Fernwirkung sogar einen Teil des Klimas höherer Breitengrade. Das Konzept der Rückkopplungen ist auch aus der Physik bekannt, wo man von Verstärkung und Dämpfung spricht.
Im Folgenden werden zwei positive Rückkopplungen erläutert, welche im Zusammenhang mit der aktuellen globalen Erwärmung von grosser Relevanz sind. Sie können dazu führen, dass sich die Erderwärmung ohne zusätzlichen Ausstoss von Treibhausgasen weiter fortsetzt - falls der kritische Schwellwert des Systems überschritten wird.
Eis-Albedo Rückkopplung
Diese Rückkopplung basiert auf Unterschiede in der Albedo verschiedener Oberflächen. Die Albedo ist ein Mass für das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche und nimmt Werte zwischen 0 und 1 bzw. 0% und 100% an. Eine Oberfläche mit Albedo 0 nimmt die gesamte eintreffende Strahlung meist in der Form von Wärme auf. Mit einer Albedo von 1 reflektiert eine Oberfläche die gesamte eintreffende Strahlung. Am bekanntesten ist hier das Beispiel des schwarzen T-Shirts im Sommer. Der schwarze Stoff hat eine sehr niedrige Albedo (~0.1), reflektiert also nur 10% und nimmt 90% der Sonnenstrahlung als Wärme auf - du schwitzt somit viel eher als in einem weissen, stark reflektierenden T-Shirt (Albedo ~0.9). In der folgenden Tabelle sind die Albedo Werte verschiedener natürlichen Oberflächen aufgeführt.
| Oberfläche | Albdeo | Relevanz für die Rückkopplung |
|---|---|---|
| Neuschnee | 0.80-0.90 | Polkappen (Arktis, Antarktis), Gletscher |
| Altschnee, Eis | 0.45-0.90 | Polkappen (Arktis, Antarktis), Gletscher |
| Wolken | 0.60-0.90 | |
| Wüsten | ca. 0.30 | |
| Wiesen, Felder | 0.18-0.26 | |
| Wälder | 0.05-0.18 | |
| Asphalt | ca. 0.15 | dunkles Gestein, Geröll |
| Wasser (Seen, Ozeane) | 0.05-0.22 | Meeresoberfläche |
Zur Rückkopplung selber: Die polaren Eiskappen (Polkappen) haben eine wichtige kühlende Funktion für die gesamte Erde. Während der Äquator direkter von der Sonne bestrahlt wird, nimmt dieser viel Wärme auf. Zu den Polen gelangt weniger Sonnenenergie, einerseits aufgrund der geometrischen Anordnung von Sonne und Erde (im Winter gar keine Sonneneinstrahlung) und andererseits weil ihre Oberfläche eine viel höhere Albedo besitzt. Aufgrund der globalen Erderwärmung gehen die Polkappen immer mehr zurück und das helle z.T. schneebedeckte Eis weicht viel dunklerem Meerwasser oder Geröll. Die Albedo der betroffenen Regionen reduziert sich somit um bis zu 85%, d.h. es wird lokal bis zu 85% mehr Sonnenenergie aufgenommen. Diese Wärme gelangt in die Ozeane und Atmosphäre, weshalb sich diese noch stärker erwärmen. Die Rückkopplung schliesst sich also, da eine Erwärmung zu Eisverlust, und dieser Verlust wiederum zu einer Erwärmung führt.
Dieser Effekt wird heute vermehrt in der Arktis, also dem Nordpol, beobachtet. Das arktische Meereis erreicht im September jeweils sein minimales Ausmass, welches in den vergangenen 40 Jahren um fast die Hälfte zurückgegangen ist[4]. Dies führt dazu, dass sich die Arktis mehr als doppelt so schnell erwärmt als die Erde im Durchschnitt[5]. Bei einer globalen Erwärmung von 3°C, würde sich somit der Nordpol um mehr als 6°C erwärmen, mit verheerenden Folgen für die lokale Bevölkerung, die Tier- und Pflanzenwelt sowie das verbleibende Eis und den globalen Meeresspiegelanstieg. In der Antarktis am Südpol wird in den nächsten Jahrzehnten das Abschmelzen des Antarktischen Eisschilds und der Rückgang des Meereises höchstwahrscheinlich auf ähnliche Weise die Erwärmung verstärken[6].
Auftauender Permafrost
Permafrost bezeichnet ganzjährig gefrorenen Boden, der in besonders kalten (unter -1°C Jahresmitteltemperatur) und eher trockenen (unter 1000mm Jahresniederschlag) Gebieten auftritt. Rund 20-25% der Landfläche der Welt befinden sich somit in Regionen, wo Permafrost bestehen kann. Relevanz für das Erdklima haben diese Böden aufgrund ihres hohen Kohlenstoffgehalts. Im gefrorenen Zustand speichern diese Böden aktuell ca.1'300 bis 1'600 Gigatonnen Kohlenstoff (ca. doppelt so viel wie in der Atmosphäre).
Kritische Schwellwerte
Beispiel Grönland
Klimazonen
Folgt.
Klima in der Schweiz
Folgt.
Auswirkungen des Klimawandels
Folgt.
Klimageschichte
Folgt.
Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM)
Folgt
Klimaskeptische Haltung
Psychologische Ursachen
Argumentarium
Referenzen
- ↑ Robert Heinlein, 1973
- ↑ IPCC: Global Warming of 1.5 °C – an IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty – SR15. In: ipcc.ch. 5. Oktober 2018, abgerufen am 16. Mai 2019.
- ↑ https://de.wikipedia.org/wiki/Albedo
- ↑ NASA: https://climate.nasa.gov/vital-signs/arctic-sea-ice/. In https://www.nasa.gov/. 17 Mai 2019, abgerufen am 18 Mai 2019
- ↑ Cohen, J., and Coauthors, 2014: Recent Arctic amplification and extreme mid-latitude weather. Nat. Geosci., 7, 627–637, doi:https://doi.org/10.1038/ngeo2234.
- ↑ Turner, J., Barrand, N. E., Bracegirdle, T. J., Convey, P., Hodgson, D. A., Jarvis, M., ... & Shanklin, J. (2014). Antarctic climate change and the environment: an update. Polar Record, 50(3), 237-259.
