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Ursachen und Folgen des Klimawandels

Wenn wir heute von Klimawandel sprechen, dann meinen wir damit die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung der letzten Jahrzehnte - mit all seinen Folgen.

Schmelzender Gletscher
iStock.com / brytta

Im Laufe der 4,6 Milliarden Jahre umfassenden Erdgeschichte kam es immer wieder zu Veränderung des Klimas auf der Erde. Es gab Zeiten mit wärmeren Temperaturen und solche mit kälteren. Und auch innerhalb dieser Warm- und Kaltzeiten war das Klima nicht stabil. Das heißt, Klimawandel gibt es eigentlich schon seitdem es unseren Planeten gibt. Wenn wir heute aber vom Klimawandel sprechen, dann meinen wir damit die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung der letzten Jahrzehnte, das heißt den weltweiten Anstieg der Temperaturen und die dadurch verursachten Folgen.

Klimawandel gilt heute als „gesicherte Erkenntnis“

1896 veröffentlichte der schwedische Wissenschaftler Arrhenius als erster die Theorie, dass die Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre die Temperatur auf der Erde erhöhen könnte. Rund 60 Jahre später wiesen der US-Amerikaner Revelle und der Österreicher Süss nach, dass sich die Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen erhöht hatte. Bis die globale Erwärmung in der Öffentlichkeit diskutiert und akzeptiert wurde, dauerte es aber noch zwei weitere Jahrzehnte. Inzwischen bestreiten nur noch wenige Skeptiker, dass der Mensch das Weltklima spürbar beeinflusst. Das IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) – besser bekannt als Weltklimarat – betrachtet es heute als „gesicherte Erkenntnis“, dass das menschliche Handeln seit 1750 das Klima im weltweiten Durchschnitt erwärmt hat.

Folgen des Klimawandels

Als Kernergebnisse des Band 1 des IPCC-Reports von September 2013 lassen sich die Folgen des Klimawandels wie folgt zusammenfassen (Quelle: klimafakten.de):

  • Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre liegt heute rund 40 % über vorindustriellem Niveau
  • Die Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche stieg zwischen 1880 und 2012 um 0,8 °C. Auch die Ozeane haben sich deutlich erwärmt.
  • Die drei Jahrzehnte seit 1980 waren jeweils wärmer als jedes andere Jahrzehnt seit 1850.
  • Mit wenigen Ausnahmen schrumpfen weltweit die Gletscher und das Tempo beschleunigt sich.
  • Die Ausdehnung des arktischen Meereises sinkt seit 1979 um durchschnittlich 3,8 % pro Jahrzehnt.
  • Etwa 30 % des durch menschliche Aktivität freigesetzten CO2 wurde von den Ozeanen aufgenommen, die deutlich versauern.
  • Die weltweiten Meeresspiegel werden bis zum Jahr 2100 um etwa 26 bis 82 cm ansteigen.
  • Steigt der Treibhausgas-Ausstoß weiter wie bisher, erwärmt sich die Erde bis ca. 2100 um 2,6 bis 4,8 °C.

 

Ursache für den Klimawandel

Das, was unsere Erde überhaupt erst bewohnbar macht, ist der Treibhauseffekt: Ähnlich wie die Glasscheiben eines Gewächshauses sorgt eine Schicht sogenannter Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan oder Lachgas dafür, dass die Wärme, die mit der Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche trifft, nicht wieder verloren geht. Die von der Erdoberfläche reflektierten Sonnenstrahlen werden von den verschiedenen Treibhausgasen aufgenommen und als Wärmestrahlen wieder zur Erde zurückgeführt. Ohne das natürliche Dach aus Treibhausgasen läge die Durchschnittstemperatur bei minus 18 °C statt bei 15 °C. Dieser natürliche Treibhauseffekt ist durch den Menschen jedoch aus der Balance geraten – Experten sprechen daher auch vom anthropogenen (vom Menschen hervorgerufenen) Treibhauseffekt: Das heutige Niveau der Treibhausgase in der Atmosphäre liegt deutlich höher als das natürliche Niveau in den letzten 650.000 Jahren. Der Anstieg der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas steht im engen Zusammenhang mit der vor etwa 250 Jahren beginnenden Industrialisierung und den damit verbundenen wirtschaftlichen Veränderungen sowie der Nachfrage nach Energie und Ressourcen.

 

Fragen und Antworten

Wie funktionieren Klimamodelle?

Das Weltklima ist ein komplexes System und die Berechnungen außerordentlich aufwändig. Die Forscher versuchen es mit Hilfe von sogenannten Klimamodellen zu simulieren. Sie müssen alle physikalischen Gesetze und chemischen Zusammenhänge der Natur so gut es geht berücksichtigen. Dafür nutzen Sie sehr leistungsfähige Computer, die dazu fähig sind, die großen Datenmengen zu verarbeiten und die Modellrechnungen durchzuführen. Auf diese Weise können sie letztlich eine wissenschaftlich fundierte Einschätzung über den Zustand des Klimas in der Zukunft geben. Als Basis für die Berechnungen nutzen die Wissenschaftler einerseits die meteorologischen Daten aus der Vergangenheit und der Gegenwart. Andererseits müssen sie auch einige Rahmenbedingen selbst festlegen bzw. hochrechnen, etwa die Entwicklung der Bevölkerungszahlen oder des Wirtschaftswachstums.

Wie wird das Klima beobachtet?

Um zukünftige Entwicklungen anhand so genannter Klimamodelle einschätzen zu können, greifen die Wissenschaftler auf eine Vielzahl messbarer Daten zurück. Dazu gehören beispielsweise Temperaturen oder Niederschlagsmengen. Denn nur wenn man das aktuelle Geschehen genau beobachtet, kann man einigermaßen sichere Aussagen für die Zukunft machen. Dabei nutzen die Klimaforscher unter anderem spezielle Satelliten, die nur für die Wetter- bzw. Klimabeobachtung ins All geschossen wurden. Die „Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten“ („European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites“, EUMETSAT) unterhält derzeit verschiedene, die Erde umkreisende Satelliten. Der letzte Satellit, Jason-2, wurde am 20. Juni 2008 ins All geschickt. Zu seinen wichtigsten Aufgaben gehören, den Meeresspiegel zu vermessen und die Meeresströmungen zu beobachten.

Was sind die wichtigsten anthropogenen Treibhausgase und woher stammen sie?

Kohlendioxid (CO2): Den Hauptanteil an der gesamten anthropogenen Treibhausgasemission weltweit hat mit rund 76 % das Kohlendioxid. Es wird durch die Verbrennung fossiler Energieträger, Waldrodungen und Bodenerosion sowie Verbrennung von Biomasse freigesetzt.

Methan (CH4) trägt mit etwa 16 % zu der gesamten anthropogenen Treibhausgasemission bei und wird durch Reisanbau, Viehhaltung, Erdgaslecks, mikrobielle Zersetzung von Biomasse, Schwelbrände und Faulgase auf Mülldeponien und die Nutzung fossiler Energieträger freigesetzt.

Distickstoffmonoxid (Lachgas, N2O) entsteht bei der Verbrennung von Biomasse und fossilen Energieträgern und wird beim Düngemitteleinsatz freisetzt. Es trägt mit rund 6 % zu der gesamten anthropogenen Treibhausgasemission bei.

Fluorierte Treibhausgase („F-Gase“) werden hauptsächlich als Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, Treibmittel in Schäumen und Dämmstoffen und als Feuerlöschmittel verwendet. Sie tragen weltweit mit etwa 2 % zu der gesamten anthropogenen Treibhausgasemission bei.

Quelle: Zusammenfassung des BMUB zum IPCC-Sachstandsbericht 2014, Teilbericht 3

Wie wirksam ist ein Treibhausgas?

Das (relative) Treibhauspotenzial oder Kohlendioxid-Äquivalent gibt an, wie viel eine festgelegte Menge eines Treibhausgases zum Treibhauseffekt beiträgt. Als Vergleichswert dient Kohlendioxid; die Abkürzung lautet CO2e (e für equivalent). Der Wert beschreibt die mittlere Erwärmungswirkung über einen bestimmten Zeitraum; oft werden 100 Jahre betrachtet.

Beispielsweise beträgt das Kohlendioxid-Äquivalent für Methan bei einem Zeithorizont von 100 Jahren 25: Wird also heute 1 kg Methan und 1 kg Kohlendioxid freigesetzt, so wird in 100 Jahren im Rückblick der Treibhauseffekt dieses Methans 25-mal so stark gewesen sein wie der Treibhauseffekt des Kohlendioxids.

Grafik Treibhauswirksamkeit

Was ist der Kohlenstoffkreislauf?

Kohlendioxid hat bei der Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts eine besondere Rolle, da es insbesondere bei Verbrennungsprozessen von organischer Substanz – auch aus fossilen Brennstoffen – freigesetzt wird. Pflanzen wandeln per Fotosynthese Sonnenenergie in speicherbare und nutzbare Energieformen um. Dies sind Kohlenstoffmoleküle in Form von beispielsweise Zucker oder Stärke. Die benötigten Kohlenstoffbausteine entnimmt die Pflanze der Luft. Werden Pflanzen dann unmittelbar wieder zerzetzt (durch Nahrungsaufnahme und Verdauung, durch Fütterung an Tiere, Verbrennung von Biodiesel etc.) wird die gleiche Menge Kohlendioxid wieder freigesetzt, die zuvor gebunden wurde. Erfolgt aber erst eine lange Lagerung (z.B. bei Kohle, Erdöl/Erdgas, Torf), wird die vor langer Zeit kontinuierlich eingelagerte Kohlendioxid-Menge erst heute freigesetzt. Durch die zeitversetzte Verbrennung von Erdöl und Kohle setzen wir heute Kohlendioxid frei, das in der Vergangenheit zum Teil schon vor dem Zeitalter der Dinosaurier gebunden wurde. Und dies geschieht erdzeitgeschichtlich gesehen plötzlich innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitraumes.

Was ist der Weltklimarat und welche Aufgaben hat er?

Die heute im Bereich der Klimaveränderung weltweit maßgebliche wissenschaftliche Institution wurde 1988 gegründet: Der Zwischenstaatliche Ausschuss über den Klimawandel („Intergovernmental Panel on Climate Change“ – IPCC) ist in Deutschland auch unter dem Namen „Weltklimarat“ bekannt. Das IPCC wurde eingerichtet, um den politischen Entscheidungsträgern, also den Regierungen in aller Welt, eine objektive Informationsquelle über den Klimawandel zu bieten. Es selbst führt allerdings keine Forschungen durch und sammelt auch keine Klimadaten. In regelmäßigen Abständen veröffentlicht das IPCC so genannte Sachstandsberichte, in denen der wissenschaftliche Kenntnisstand über die globale Erwärmung zusammengefasst wird. Der 5. Sachstandsbericht erschien in den Jahren 2013 (Band 1) und 2014 (Band 2 und 3).

Jörg Planer, Meckenheim |

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