M6 Erzwungener Trend

Thema

Der anthropogene Klimawandel ist die vorherrschende Form der Klimavariabilität auf der aktuellen Zeitskala, die sich von Jahrzehnten bis Jahrhunderten erstreckt. Er wird durch vom Menschen verursachte externe Einflüsse, vor allem durch den Ausstoß von Treibhausgasen und Aerosolen, angetrieben. Im Gegensatz zu internen Klimavariabilitätsmustern, die aus der gekoppelten internen Dynamik des Systems entstehen, ist dieser anthropogene Klimawandel eine erzwungene Reaktion, die sich mit zunehmender anthropogener externer Belastung zunehmend über die interne Variabilität des Klimasystems erhebt. Der entscheidende Parameter dieser erzwungenen Reaktion ist der Zeitpunkt des Auftretens des Signals: der Moment, in dem das durch den anthropogenen Klimawandel hervorgerufene Signal den Rauschpegel der internen Klimavariabilität statistisch signifikant übersteigt. Unterschiedliche Emissionspfade, gruppiert in gemeinsame sozioökonomische Szenarien, definieren verschiedene mögliche zukünftige Entwicklungen der Treibhausgaskonzentrationen, von sehr niedrigen bis hin zu sehr hohen Emissionen. Die Reaktion des Klimasystems auf die verschiedenen Emissionspfade wird mithilfe von Erdsystemmodellen berechnet und lässt sich in zwei Komponenten unterteilen: die durch den Emissionspfad bedingte Reaktion, die der Veränderung des Mittelwerts einer großen Anzahl von Simulationen desselben Klimamodells entspricht, und die verbleibende interne Variabilität des Klimasystems, die der Streuung zwischen den verschiedenen Simulationen derselben großen Anzahl entspricht.

Innerhalb dieser durch den Emissionspfad bedingten Reaktion verknüpft die vorübergehende Klimareaktion auf kumulative Kohlendioxidemissionen die Gesamtmenge des emittierten Kohlendioxids direkt mit der globalen Erwärmung, die der anthropogene Klimawandel letztendlich bewirkt. Dies geschieht über eine annähernd lineare Beziehung: Je größer die Gesamtmenge des emittierten Kohlendioxids, desto größer die globale Erwärmung. Dieser Zusammenhang bleibt relativ konstant, unabhängig davon, welcher spezifische Emissionspfad diese Gesamtmenge an Kohlendioxid verursacht hat.

Die räumlichen Muster dieser globalen Erwärmung weisen drei charakteristische Merkmale auf. Das erste ist eine deutliche Verstärkung in der Arktis, die drei- bis viermal schneller ist als die durchschnittliche globale Erwärmung. Zweitens erwärmt sich der Kontinent schneller als der Ozean, da Kontinente weniger Wärme speichern können als der Ozean und daher schneller auf denselben anthropogenen externen Einfluss reagieren. Drittens zeigt sich ein charakteristisches räumliches Muster, das spezifisch für den Treibhausgaseinfluss ist und sich von dem räumlichen Muster solarer oder vulkanischer Einflüsse unterscheidet. Dies erlaubt es uns, die beobachtete globale Erwärmung eindeutig dem anthropogenen Klimawandel und nicht diesen anderen externen Einflüssen zuzuordnen.

Im Zuge dieser globalen Erwärmung intensiviert sich der Wasserkreislauf mit verstärkter Verdunstung und höheren durchschnittlichen globalen Niederschlägen. Diese Intensivierung des Wasserkreislaufs ist jedoch sehr ungleichmäßig auf die Regionen verteilt: Trockene Regionen werden tendenziell noch trockener, und feuchte Regionen werden tendenziell noch feuchter. Der anthropogene Klimawandel verstärkt somit die bestehenden Unterschiede im Wasserangebot zwischen den Regionen, anstatt die Intensivierung des Wasserkreislaufs gleichmäßig auf alle zu verteilen.

Die durch den anthropogenen Klimawandel verursachten Veränderungen extremer Klimaereignisse werden quantifiziert, indem verglichen wird, wie sich die Wahrscheinlichkeitsverteilung jeder meteorologischen Variable unter der globalen Erwärmung verschiebt und verbreitert, analog zur Verschiebung und Umverteilung der im vorherigen Absatz beschriebenen Niederschlagsmuster. Zusammengenommen bilden die arktische Verstärkung, der Kontrast zwischen kontinentaler und ozeanischer Erwärmung, das charakteristische räumliche Muster des Treibhausgasantriebs, die Umverteilung des Wasserkreislaufs und die Verlagerung extremer Klimaereignisse das vollständige Bild, das es uns ermöglicht, den anthropogenen Klimawandel als den Antriebsmechanismus zu erkennen, der über der internen Variabilität des Klimasystems, mit der diese Beschreibung begann, hervortritt, und ihn nicht mit anderen Formen der internen Variabilität zu verwechseln.

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