A6 Beschleunigter Klimawandel

Thema

Der gegenwärtige anthropogene Klimawandel stellt eine außergewöhnliche Anomalie innerhalb des Holozäns dar, der letzten 11.700 Jahre der Erdgeschichte. Die beobachtete Erwärmungsrate von nahezu 0,18 °C pro Jahrzehnt seit 1970 und 0,2 °C pro Jahrzehnt im Zeitraum 2010–2020 übertrifft hinsichtlich Ausmaß und Geschwindigkeit die natürlichen Veränderungen, die in vergleichbaren Zeiträumen des Holozäns beobachtet wurden. Dieser Trend beschränkt sich nicht auf die Oberflächentemperatur: Auch die Erwärmung der Ozeane, der Anstieg des Meeresspiegels, die Zunahme der atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration, die Ozeanversauerung, der Anstieg des atmosphärischen Wasserdampfgehalts und Veränderungen extremer Wetterereignisse weisen konsistente Trends auf, die sich von der natürlichen internen Variabilität des Klimasystems unterscheiden.

Die grundlegende physikalische Ursache ist der anthropogene Strahlungsantrieb, der bei nahezu 2,7 W/m² über dem vorindustriellen Niveau liegt. Hauptbestandteil ist Kohlendioxid mit etwa 1,8 W/m², gefolgt von Methan mit rund 0,5 W/m² und Lachgas mit etwa 0,2 W/m². Ein Teil dieser Erwärmung wird durch anthropogene Aerosole kompensiert, deren negative Strahlungsbilanz auf 0,5 bis 1,5 W/m² geschätzt wird. Aerosole verdecken somit einen Teil der Erwärmung, die Treibhausgase allein verursachen würden.

Das Klimasystem reagiert nicht unmittelbar auf äußere Einflüsse. Die transiente Klimasensitivität beschreibt die Erwärmung, während die Strahlungsbilanz weiter zunimmt und langsame Systemkomponenten, insbesondere die Tiefsee, noch kein Gleichgewicht erreicht haben. Die Gleichgewichtsklimasensitivität hingegen stellt die endgültige Erwärmung dar, die erreicht würde, wenn die Strahlungsbilanz über einen ausreichend langen Zeitraum konstant bliebe. Letztere ist größer, da sie langsame Prozesse berücksichtigt, deren Auswirkungen sich während der transienten Reaktion noch nicht vollständig entfaltet haben.

Der Zusammenhang zwischen Emissionen und Erwärmung ermöglicht es uns, das verbleibende Kohlenstoffbudget zu definieren: die maximale zusätzliche Menge an Kohlendioxid, die emittiert werden kann, ohne eine bestimmte Erwärmungsschwelle von beispielsweise 1,5 °C oder 2 °C über dem vorindustriellen Niveau zu überschreiten. Dies basiert auf dem annähernd linearen Zusammenhang zwischen den kumulativen CO₂-Emissionen und dem Anstieg der globalen Temperatur. Generell gilt: Je höher die Gesamtmenge des emittierten Kohlendioxids, desto stärker die resultierende Erwärmung. Jede zusätzliche Emission verbraucht somit einen Teil des verfügbaren Budgets und verringert den verbleibenden Spielraum bis zum Erreichen eines bestimmten Temperaturniveaus.

Die anthropogene Erwärmung verändert auch Klimaextreme. Mit steigender Durchschnittstemperatur des Systems verschiebt sich die Verteilung zahlreicher meteorologischer Variablen, wodurch zuvor seltene Warmzeiten häufiger auftreten und extremere Werte möglich werden. Veränderungen im Klimasystem können auch die Variabilität und damit die Häufigkeit und Intensität bestimmter Extremereignisse beeinflussen. Es besteht daher ein direkter Zusammenhang zwischen Emissionen, Strahlungsantrieb, Erwärmung und Klimarisiken. Menschliche Aktivitäten erhöhen die Treibhausgaskonzentrationen, verändern die Strahlungsbilanz der Erde und das Klimasystem reagiert mit einer Erwärmung, die sich in unterschiedlichen Zeiträumen vollzieht. Die Höhe der Emissionen bestimmt den Temperaturanstieg und damit, wie viel vom verbleibenden Kohlenstoffbudget noch zur Verfügung steht. Gleichzeitig verändert diese Erwärmung fortschreitend die klimatischen Bedingungen und das Auftreten von Extremwetterereignissen. Das verbleibende Kohlenstoffbudget ermöglicht es somit, ein globales Temperaturziel direkt mit der kumulativen Menge an CO₂ zu verknüpfen, die noch emittiert werden kann, bevor dieses Ziel überschritten wird.

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