Erderwärmung Was Forscher über den Klimawandel wirklich wissen

Dürre auf den Philippinen: Die Trockenheit wurde wahrscheinlich vom Wetterphänomen El Niño ausgelöst.

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Wie ist der Stand der Wissenschaft zu den wichtigsten Fragen?

Von Christoph Behrens, Marlene Weiß und Markus C. Schulte von Drach

Um wie viel Grad hat sich die Erde bereits erwärmt und warum?

Bis heute ist die Temperatur im Vergleich zum Ende des 19. Jahrhunderts bereits um gut ein Grad angestiegen. Die zehn wärmsten Jahre seit Beginn systematischer Messungen fallen alle in die Zeit nach 1997. 2016 war laut Zahlen der US-Atmosphärenbehörde NOAA das bislang wärmste Jahr - die weltweite Durchschnittstemperatur lag 0,94 Grad über dem Mittel des 20. Jahrhunderts. 2017 war laut Zahlen der Nasa das zweitwärmste Jahr.

Bei einem einzelnen zu heißen Jahr könne man noch von einem Zufall ausgehen, sagt Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. "Aber diese Häufung heißer Jahre ist praktisch nicht mehr zu erklären ohne den Klimawandel." Es gebe keine anderen plausiblen Erklärungen als die vom Menschen emittierten Treibhausgase in der Atmosphäre.

Der Weltklimarat bezeichnet es in seinem jüngsten Sachstandbericht als "extrem wahrscheinlich", dass der Anstieg der Treibhausgas-Konzentration in der Atmosphäre für mehr als die Hälfte des beobachteten Temperaturanstiegs der letzten 60 Jahre verantwortlich ist. Treibhausgase wie CO₂, aber auch Methan oder Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) reichern sich in der Atmosphäre an und absorbieren Wärmestrahlung, die von der Erde abgegeben wird, so dass sich die Atmosphäre erwärmt.

Wie schnell steigen die Emissionen an?

Nach Angaben der UN-Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat sich die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid 2016 so schnell erhöht wie noch nie. Dabei hatten in den vergangenen drei Jahren zumindest die Emissionen der Welt aus der Verbrennung fossiler Rohstoffe stagniert, bei ungefähr 32 Gigatonnen CO₂. Das ist ein historischer Erfolg, zumal dieses Emissions-Plateau in einer Zeit robusten Wirtschaftswachstums gehalten wurde. Das gab es seit der industriellen Revolution überhaupt noch nie. Zwar verursachen diese direkten CO₂-Emissionen aus der Nutzung von Kohle, Öl oder Gas nur rund zwei Drittel des Treibhausgaseffekts. CO₂ ist aber wegen seiner Langlebigkeit das drängendste Problem; was heute emittiert wird, belastet den Planeten noch in Jahrzehnten.

Die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre hat damit 2016 einen neuen Rekordwert erreicht. Im weltweiten Durchschnitt lag sie demnach bei 403,3 ppm (Teilchen Kohlendioxid pro eine Million Luftteilchen), nach 400 ppm im Jahr 2015.

Wie heiß könnte es werden?

Der Weltklimarat IPCC hat verschiedene Szenarien entwickelt, welche die Zukunft des Erdklimas beschreiben könnten. Im optimistischsten Fall steigt die globale Durchschnittstemperatur bis 2100 nur noch um ein halbes Grad, im Vergleich zur vorindustriellen Zeit wären es etwa 1,5 Grad. Das Szenario geht allerdings davon aus, dass die CO₂-Emissionen nur noch wenig zunehmen und von 2030 an stark abnehmen. Von 2070 an dürfte die Menschheit überhaupt keine Treibhausgase mehr freisetzen.

Ziel des Übereinkommens von Paris ist es, die Erderwärmung auf zwei Grad im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Um noch halbwegs realistische Chancen zu haben, dass sich die Erde bis zum Jahr 2100 um höchstens zwei Grad Celsius erwärmt, darf die Menschheit bis dahin insgesamt nur noch etwa 760 Gigatonnen CO₂ ausstoßen. Dieses Budget wäre beim aktuellen Tempo in etwa 20 Jahren aufgebraucht. Wenn die Emissionen bald deutlich fallen, kann man noch mit der Menge auskommen, aber es wird sehr knapp; schon um die Mitte des Jahrhunderts müsste sich die Welt weitgehend von fossiler Energie verabschieden. Das 1,5-Grad-Celsius-Ziel, das laut Paris-Vertrag eigentlich angestrebt werden soll, ist schon in fünf Jahren perdu, darüber braucht man im Grunde nicht mehr zu reden.

Die aktuellen Zusagen der Staaten reichen jedenfalls weder für das eine noch für das andere Ziel aus. Sie führen eher auf drei Grad Erwärmung hin. Auch der aktuelle Stand wäre indes schon besser als das Worst-Case-Szenario, das noch vor wenigen Jahren am wahrscheinlichsten schien: Wären die Emissionen weiter ungebremst angestiegen, wie sie es lange taten, hätte man mit mindestens vier Grad rechnen müssen.

Aber war in den letzten Jahren nicht von einer "Erwärmungspause" die Rede?

Eismessung am Nordpol

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Immer wieder überschattete die Frage die Klimadebatte, ob die Erwärmung nach 1998, das besonders warm war, eine Pause eingelegt habe. Mittlerweile gilt diese Klimapause als widerlegt. "Die Erwärmung hat nicht komplett stagniert, sie ist langsamer geworden", sagt Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie. Das sei einer Folge natürlicher Schwankungen gewesen, wie sie das Weltklima immer wieder zeige.

So haben sich offenbar in den vergangenen 20 Jahren die Passatwinde über dem Pazifik verstärkt, wodurch der Ozean kühler wurde. So konnte Wärme aus der Atmosphäre in das Meer wandern. Auch waren die Winter in Eurasien etwas kälter als sonst. Was diese Prozesse ausgelöst hat, wissen Klimaforscher noch nicht genau. Seit einigen Jahren steigen die globalen Durchschnittstemperaturen jedenfalls wieder kräftig.