Zugegeben, das Klima ist ein komplexes Thema. Ohne Fachwissen sind wissenschaftliche Erkenntnisse aus der Klimaforschung nur schwer zu verstehen. Das machen sich Interessengruppe zu Nutze und versuchen, die Menschen in ihrer Meinungsbildung zu beeinflussen. Wir haben für Sie in diesem Artikel Fakten aus vertrauenswürdigen Quellen zusammengetragen und versuchen, die Zusammenhänge einfach zu erklären.
Das Wetter ist der unmittelbare Zustand der Atmosphäre über einen Zeitraum von wenigen Minuten bis mehreren Wochen. Ein einzelnes Ereignis, wie zum Beispiel ein Gewitter, eine Hitzewelle oder eine Kaltfront, ist dem Wetter zuzuordnen.
Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) definiert das Klima als die Statistik des Wetters über einen Zeitraum, der lang genug ist, um diese statistischen Eigenschaften auch bestimmen zu können. Das Wetter beschreibt den physikalischen Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort. Klima hingegen beschreibt die Abweichungen vom Durchschnittswert über eine längere Zeit. Meist wird zur Beschreibung des Klimas eine Zeitspanne von 30 Jahren als Zeitraum herangezogen. Klima ist aber nicht einfach nur durchschnittliches Wetter. Extremwerte werden ebenfalls berücksichtigt. Die wichtigsten Faktoren, mit denen man das Klima misst, sind Temperatur, Niederschlag und Wind.
Richtig ist: Es gibt keine Formel und keinen Schwellenwert, sodass man sagen könnte: «Ab 0,5 °C Erwärmung liegt Klimawandel vor.» Das hängt damit zusammen, dass sich Klimawandel nicht so leicht messen lässt wie Blutdruck oder Fieber. Es ist eine abstrakte Grösse.
Wenn man das alles zusammenfasst, dann erhält man die Definition für Klimawandel, die auch der Weltklimarat verwendet.
Diese Definition des Klimawandels sagt übrigens noch nichts über die Ursachen aus – also ob ein Klimawandel natürlich oder vom Menschen gemacht ist. Vieles spricht dafür, dass der Mensch einen starken Anteil hat an der Erwärmung. Aber das ist nicht Teil dieser Definition.
Der Begriff «Klima» ist von «klinein», dem griechischen Wort für Neigen, abgeleitet, denn unsere Jahreszeiten sind eine Folge der Neigung der Erdachse relativ zur Bahnebene der Erde um die Sonne. Gegenwärtig beträgt die Neigung 23,5 °C, wodurch während des Nordsommers die Nordhalbkugel und während des Südsommers die Südhalbkugel stärker von der Sonne bestrahlt werden.
Die im Verlaufe des Jahres unterschiedliche Sonneneinstrahlung am Äquator und am Pol sorgt für wärmere und kältere Oberflächen und damit Temperaturunterschiede in der unteren Atmosphäre. Dadurch entstehen Luftdruckunterschiede und Strömungen. Die Atmosphäre ist aber kein isoliertes System, sondern steht mit den Ozeanen, Eis und Schnee, den Tieren und Pflanzen, Gestein und Boden in permanenter Wechselwirkung.
Diese Bestandteile des Klimasystems (siehe Abbildung) bewegen sich mit völlig unterschiedlicher Geschwindigkeit und sie alle haben ganz unterschiedliche Fähigkeiten, Wärme zu speichern und weiterzuleiten. Die unterste Atmosphäre passt sich in Stunden den Bedingungen an der Oberfläche an, die Strömungen in der Tiefe des Ozeans reagiert erst in Jahrhunderten auf eine Änderung der Atmosphäre, und ein grosses Eisgebiet wie die Antarktis braucht dazu gar viele Jahrtausende.
Das Klima hat sich schon immer verändert. Dafür gibt es verschiedene Gründe, da das Klimasystem von vielen Faktoren beeinflusst wird. Neben dem menschlichen Treibhausgas- und Aerosolausstoss sowie den Veränderungen, wie wir das Land nutzen, gibt es auch viele natürliche Faktoren: Vulkaneruptionen, Veränderungen der Sonnenaktivität und der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, Veränderungen der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre, Vegetationsentwicklung und viele mehr. Alle diese Faktoren beeinflussen das Klima auf unterschiedlichen Zeitskalen.
Während menschliche Prozesse, erdgeschichtlich gesehen, gerade sehr rasche Veränderungen herbeiführen, sind einige natürliche Faktoren für sehr langfristige Veränderungen des Klimas verantwortlich.
In Gewächshäusern, auch Treibhäusern genannt, wachsen Obst und Gemüse, die es warm und geschützt mögen. Durch Wände und Decken aus Glas bleibt es im Treibhaus angenehm warm. Ähnlich geht es unserer Erde. Die Sonne erwärmt mit ihren Strahlen unseren Planeten. Statt einer Decke aus Glas haben wir eine Schutzhülle aus Luft – unsere Atmosphäre. Sie macht ein Leben auf der Erde erst möglich. Ohne diese Hülle wäre die Erde eine Eiskugel, die Erdoberfläche im Mittel etwa –18 °C kalt.
Die Gase, die unsere schützende Atmosphäre bilden, heissen Treibhausgase, ihre Wirkung «Treibhauseffekt». Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O). Durch den Treibhauseffekt wird die Erde also überhaupt erst bewohnbar.
Die globale Mitteltemperatur stieg in den letzten hundert Jahren um rund 1 °C.
Die Streifengrafik des Klimaforschers Ed Hawkins zeigt die globale Erderwärmung aufgeschlüsselt nach Kontinenten und Ländern. Auf den ersten Blick erkennbar, wie sich die Erwärmung in den letzten 30 Jahren akzentuiert hat.
Seit den 1980er-Jahren war jede Dekade wärmer als die vorherige und wärmer als alle vorangegangenen Jahrzehnte seit 1850. Alle zehn wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen traten seit 1998 auf. 2019 war nach Daten der US-Behörden NASA weltweit das zweitwärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und bereits das 43. Jahr in Folge, in dem die Mitteltemperatur an der Erdoberfläche über dem Durchschnitt des 20. Jahrhunderts lag.
In der Schweiz ist es heute in allen Landesteilen deutlich wärmer als früher. Die bodennahe Lufttemperatur hat über die letzten 150 Jahre um etwa 2 °C zugenommen. Diese Erwärmung ist deutlich stärker als im weltweiten Durchschnitt (0,9 °C). Neun der zehn wärmsten Jahre seit Messbeginn lagen im 21. Jahrhundert.
Als eine Folge dieser Erwärmung kommt es heute zu häufigeren und zu wärmeren Hitzeperioden als früher. Auch das Volumen der Alpengletscher verringerte sich seit Mitte des 19. Jahrhunderts insgesamt um rund 60 Prozent. Seit 1970 hat die Anzahl der jährlichen Schneefalltage auf 2000 Meter über Meer um 20 Prozent abgenommen. Unterhalb von 800 Meter über Meer schneit es heute sogar nur noch halb so oft wie damals. Die Vegetationsperiode ist zwei bis vier Wochen länger als in den 1960er-Jahren.
Eindeutig erkennen lassen sich in bisherigen Messreihen auch zunehmende Starkniederschläge: Sie sind stärker und häufiger als zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Auch die Niederschlagsmengen im Winter haben zugenommen.
Es gibt aber auch Bereiche, in denen kaum Veränderungen festgestellt werden können: Niederschlagssumme im Sommer, Trockenperioden, Hochnebel und Windgeschwindigkeiten scheinen nicht oder kaum vom Klimawandel betroffen zu sein. Es kann jedoch auch sein, dass der Einfluss des Klimawandels noch nicht erkennbar ist. Die Beobachtungsbasis reicht nicht aus, um Veränderungen in kleinräumigen Phänomenen wie Gewitter, Tornado und Hagel zu bestimmen.
Mehr als neun von zehn Klimawissenschaftern sind sich einig. Die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen sind die Hauptursache für die globale Erwärmung.
Das Klimasystem der Erde ist ein komplexes Zusammenspiel von Atmosphäre, Biosphäre, Landmassen, Ozeanen und Eismassen. Die einzelnen Komponenten tauschen ständig Energie aus, die Richtungen und Drehungen der Atmosphäre und Ozeane verändern sich stetig. Wegen dieser Umverteilungen von Wärme kommt es natürlicherweise zu kurzfristigen Schwankungen auf einer Zeitskala von Monaten bis zu Jahrhunderten.
Durch den vom Mensch verstärkten Treibhauseffekt ist im gesamten Klimasystem der Erde zusätzliche Energie vorhanden. Diese Überschussenergie verteilt sich unterschiedlich: Nur ein Prozent verbleibt in der Lufthülle der Erde, etwa 93 Prozent fliessen in die Weltmeere. Die Wärme der Ozeane ist darum ein besserer Gradmesser für die Klimaerwärmung als die stark und kurzfristig schwankende Lufttemperatur.
Das Klima hat sich über die Jahrmillionen der Erdgeschichte vielfach verändert. Erdgeschichtliche Warm- und Kaltzeiten wurden vor allem hervorgerufen durch Änderungen in der Erdbahn um die Sonne und durch die Verschiebung von Kontinenten. Die dadurch verursachten Veränderungen der globalen Temperatur laufen allerdings im Vergleich zur aktuellen Erwärmung extrem langsam ab – der kürzeste der Erdbahnzyklen hat eine Dauer von 23'000 Jahren.
Das Klimasystem der Erde wird hauptsächlich von der Einstrahlung der Sonne geprägt. Daher liegt die Frage nahe, ob die in den letzten Jahrzehnten beobachteten Änderungen des Klimas nicht wesentlich von Änderungen der solaren Einstrahlung verursacht sein könnten.
Die solare Einstrahlung auf der Erde ändert sich einerseits langfristig durch Schwankungen der Umlaufbahn und der Neigung der Erde. Diese Schwankungen werden als wesentliche Ursache für die erdgeschichtliche Abfolge von Eis- und Warmzeiten angesehen. Ihre Zeitskalen sind aber viel zu lang, um plausible Erklärungen für die in den letzten Jahrzehnten beobachteten globalen Klimaänderungen liefern zu können.
Ein weiteres Indiz: Seit etwa 50 Jahren nimmt die Leuchtkraft der Sonne leicht ab – während in diesem Zeitraum der stärkste Temperaturanstieg gemessen wurde.
1513 entdeckte der Seefahrer Ponce de Leon eine starke Meeresströmung an der Oberfläche. Die Strömung führt warmes tropisches Wasser in Richtung Europa und begünstigt damit das, im Vergleich zu anderen Gebieten derselben geografischen Breite, ungewöhnlich milde Klima West- und Nordeuropas.
Der Golfstrom ist Teil eines die Weltmeere umspannenden Zirkulationssystems. Die Temperatur des Golfstroms und seine Strömung haben grossen Einfluss auf die Ökologie der Tierwelt des Atlantiks. Das mit der Strömung driftende Plankton ist Nahrungsgrundlage für zahlreiche Tiere.
Daten deuten darauf hin, dass der Golfstrom in den letzten Jahrzehnten dramatisch an Kraft verloren hat. Falls der Strom gänzlich zum Erliegen kommt, hat das Einfluss auf ein weiteres Klimaphänomen, die nordatlantische Tiefwasserströmung. Sie transportiert kaltes und salzarmes Wasser in der Tiefe entlang beider amerikanischen Kontinente bis in den antarktischen Ozean. Ohne diesen Kreislauf aus Golfstrom und Tiefwasserströmung in die Gegenrichtung verändert sich das Klima in weiten Gebieten. Forscher vermuten, dass es in Europa mehr Extremwetterereignisse geben würde.
Durch die Erderwärmung schmelzen die Gletscher und das Eis an Nord- und Südpol. Sowohl das Eisvolumen in der Arktis als auch die dort mit Eis bedeckte Ozeanfläche sind seit Beginn der Satellitenmessungen 1979 stetig zurückgegangen – um durchschnittlich mehr als zehn Prozent pro Dekade. Betrug die Ausdehnung des arktischen Meereises zwischen 1980 und 1989 noch rund 7,3 Millionen Quadratkilometer, so lag dieser Wert im Zeitraum 2001 bis 2019 nur noch bei rund 4,2 Millionen Quadratkilometern.
Seit dem Jahr 1900 sind die Meeresspiegel im weltweiten Durchschnitt um 16 Zentimeter gestiegen, allein seit Beginn globaler Messungen per Satellit 1993 nahmen sie um neun Zentimeter zu. Ursache dieser Beschleunigung ist die immer stärkere Schmelze der Eispanzer in Grönland und der Antarktis.
Der Säuregrad (pH-Wert) des Meerwassers stieg gegenüber der vorindustriellen Zeit um 26 Prozent. Diese Entwicklung bedroht Korallen, Muscheln oder Krebse. Grund dieser sogenannten Versauerung der Meere sind die vom Menschen verursachten Emissionen von Kohlendioxid; seit den 1980er-Jahren haben die Ozeane etwa 20 bis 30 Prozent davon aufgenommen. Sinkt der menschengemachte Ausstoss von Kohlendioxid nicht, könnte der pH-Wert bis Ende des Jahrhunderts auf Werte fallen, wie sie seit mehr als 50 Millionen Jahren nicht mehr in den Ozeanen vorkamen.
Eine Folge der Erderwärmung ist die Zunahme von extremen Wetterverhältnissen wie Starkregen, Hagel, Stürme, Hitzewellen und lange Trockenzeiten. Hitzewellen und Dürren treten häufiger, intensiver und länger auf. Auch lokale Starkniederschläge werden weltweit intensiver. Bei tropischen Stürmen stieg zwar nicht die Gesamtzahl, aber die stärksten Tropenstürme sind häufiger geworden. Die Zunahme mancher Wetterextreme, der Temperaturanstieg und veränderte Niederschlagsmuster beeinträchtigen bereits die Sicherheit der Lebensmittelversorgung. In vielen äquatornahen Regionen sind die Erträge etwa von Mais und Weizen gesunken, in Regionen höherer Breiten dagegen gab es bessere Ernten. In Afrika schadet der Klimawandel bereits der Viehzucht.
Weil Tiere und Pflanzen sich dem rasanten Klimawandel nicht so schnell anpassen können, sind viele vom Aussterben bedroht. Ein Beispiel: Die heimische Moorlibelle wurde bereits durch eine afrikanische Libellenart verdrängt, für die es jetzt warm genug bei uns ist.
Bei ungebremsten Emissionen könnte bis Ende des Jahrhunderts die Erwärmung im weltweiten Durchschnitt mehr als 4 °C betragen. Auf dem UN-Klimagipfel von Paris im Jahr 2015 wurde beschlossen, dass der globale Temperaturanstieg auf «deutlich unter 2 °C» gegenüber dem vorindustriellen Niveau begrenzt werden soll – möglichst sogar auf 1,5 Grad. Setzt sich der bisherige Erwärmungstrend fort, so könnte diese Grenze jedoch bereits in gut zehn Jahren überschritten werden.
Wollen sie das Übereinkommen von Paris umsetzen, müssten die Staaten weltweit ihre Klimaschutzanstrengungen schnell und drastisch verstärken. Die aktuelle Politik würde bis Ende des Jahrhunderts einen Anstieg um rund 3 °C ergeben.
Daran ändern auch die kurzzeitigen Verringerungen der Treibhausgasemissionen während der Coronapandemie nichts. Das vom Menschen ausgestossene Kohlendioxid bleibt bis zu 2000 Jahre in der Atmosphäre.
Auch wenn es zweifellos eine grosse Herausforderung ist: Schnelle und drastische Minderungen der Treibhausgasemissionen sind möglich, das zeigen zahlreiche Studien und praktische Erfahrungen. Viele der dafür notwendigen Technologien existieren. Etliche Staaten haben in den vergangenen Jahren ihren Ausstoss an Treibhausgasen gesenkt. So gelang es beispielsweise Dänemark oder Grossbritannien, zwischen 2005 und 2017 die Emissionen um mehr als einen Drittel zu mindern (siehe Grafik). Auch der Ausstieg aus der Kohle-Energie geht voran: Belgien und Schweden zum Beispiel haben ihn bereits vollzogen.
Die nächste Klimakonferenz soll vom 1. bis 12. November 2021 stattfinden.
Einige Elemente im Klimasystem der Erde ändern sich bei steigender Temperatur nicht allmählich, sondern sprunghaft. Die Wissenschaft hat mehr als ein Dutzend solcher sogenannten Kipp-Elemente identifiziert: Bei bestimmten Temperaturschwellen «kippen» sie, und eine Rückkehr zum vorherigen Zustand ist dann praktisch unmöglich. Ein Beispiel ist das Eis auf Grönland: Es ist gegenwärtig kilometerdick, sodass die Oberfläche in einer Höhe liegt, in der es kühler ist. Schmilzt es, sinkt die Oberfläche in wärmere Luftschichten und schmilzt immer schneller.
Als weitere Kipp-Elemente gelten die Vernichtung des Amazonas-Regenwalds oder das Absterben tropischer Korallenriffe. Manche Kipp-Elemente verstärken die globale Erwärmung zusätzlich, weil sie weitere Treibhausgase freisetzen. Dies gilt etwa für das Auftauen von Permafrostböden, wodurch riesige Mengen Methan oder Kohlendioxid freigesetzt werden könnten.
Daher ist das Tempo des Klimaschutzes ein so entscheidender Faktor: Um Kipp-Punkte nicht zu überschreiten, müssten die Treibhausgasemissionen schnell sinken. Denn selbst wenn die Menschheit in Zukunft das Klima wieder auf ein Niveau vor der Industrialisierung abkühlen könnte, würde das nichts mehr am Verlust von Grönlandeis, Amazonas-Regenwald oder Korallenriffen und die daraus folgenden Konsequenzen wie der Anstieg der Meeresspiegel oder das Artensterben ändern.
Hier einige Tipps, wie du mit einfachen Massnahmen deinen eigenen ökologischen Fussabdruck und deine CO2-Emissionen reduzieren und so zum Klimaschutz beiträgst:
Quellen:
Bericht: Basisfakten zum Klimawandel.
The Impact of the Revised Sunspot Record on Solar Irradiance Reconstructions. Solar Physics, Vol. 291, 2951–2965.
Quantifying the consensus on anthropogenic global warming in the scientific literature
National Centre for Climate Services NCCS
