Klimakatastrophe

Ein Hauch von Atmosphäre

Foto: Nasa

Dieses Foto, von Apollo 17, zeigt die komplette sonnenbeschienene Seite der Erde, da die Sonne direkt hinter dem Raumschiff steht. Die Atmosphäre ist bei dieser Vergrößerung vollig unsichtbar. Die Wolken scheinen direkt auf der Oberfläche zu sein. 

Dies Bild macht deutlich wie dünn die Atmosphäre und wie gering das Luftvolumen ist. Die Atmosphäre ist so dünn, dass die menschlichen Abgase ihre Zusammensetzung verändern.

Bei vielen Menschen existiert immer noch die Vorstellung, dass die Erde und die Atmosphäre riesig ist. Das mag auch früher gestimmt haben, als es weniger als 1 Milliarde Menschen gab und noch keine Autos, Kraftwerke und Fabriken. Heute, bei fast 7 Milliarden Menschen und einem enormen und weiter steigenden Energieverbrauch, ist diese Annahme jedoch falsch. Die Zivilisation verändert den Planeten massiv, und am verletzlichsten ist die Atmosphäre. Das größte Problem sind gegenwärtig die Treibhausgase. Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf und CO₂.

Zuviel des Guten - Treibhausgase

Ohne Treibhausgase wäre die Erde ein Eisplanet. Sie ermöglichen erst das Leben auf der Erde. Durch ihren Anstieg in jüngster Zeit erwärmt sich der Planet aber über das natürliche Maß hinaus.

 
Die Wirkung der Treibhausgase;
Grafik: ACIA

 
Zunahme der CO₂-Konzentration in den letzten 1000 Jahren;
Grafik:ACIA

Kraftwerke stoßen Kohlendioxid aus; Kraftwerk Frimmersdorf;
Foto: martinroell

Kohlendioxid aus Gasabfackelungen bei der Ölförderung in Riverstate, Nigeria;
Foto: only_e

...oder aus Gasabfackelungen im Iran;
Foto: ~VISTA

Kohlendioxid aus Brandrodungen; verbrannter Regenwald in Chiapas, Mexiko;
Foto: Jami Dwyer

Kohlendioxid aus dem Autoauspuff; Rushhour in Berlin;
Foto: pixelroiber

Neben Wasserdampf und CO₂ gibt es rund 30 weitere Treibhausgase in der Atmosphäre. Sie sind zwar nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden, aber sie haben teilweise eine sehr viel stärkere Treibhauswirkung als Kohlendioxid. Das nach CO₂ wichtigste Treibhausgas ist Methan ( CH₄ ). CH₄ ist 60-mal wirkungsvoller als CO₂. Die Methan-Konzentration hat sich im Laufe des Jahrhunderts verdoppelt. Wissenschaftler schätzen, dass die CH₄ einen Anteil von 15 bis 17 Prozent an der zusätzlichen Erderwärmung hat. Distickstoffoxid (Lachgas, N₂O) speichert Wärme 270-mal besser als CO₂. Es ist zum Glück sehr viel seltener als Methan, aber auch sein Anteil steigt kontinuierlich an. Weitere Treibhausgase sind die FKW, die Gase die früher in den Spraydosen waren und auch mit zum Ozonloch beitragen.

Methan aus Rindermägen und Gülle; Porto Covo Kühe;
Foto: ernstl

Ammoniak aus Düngemitteln der Intensivlandwirtschaft. Ãœber die Bildung von Sekundäraerosolen und die Umwandlung in Boden und Luft zu dem direkten Treibhausgas Distickstoffoxid (N₂0) wirkt Ammoniak als Treibhausgas;
Foto: hinrich0815

Das Eis schmilzt

Leider haben sich die Klimaforscher geirrt. Als die Berechnungen des Deutschen Klima Rechenzentrums Ende 2006 ausgewertet wurden war klar: Die Erde erwärmt sich viel schneller als noch zur Jahrtausendwende angenommen. Der Handlungsspielraum der Menschheit wird dadurch kleiner. Es muss viel schneller gehandelt werden als gedacht. Einige Beispiele:

 
Der Grosse Aletschgletscher, links im Jahre 1979, in der Mitte im Jahre 1991 und rechts 2002;
Foto: Wikimedia Commons

Der Rhonegletscher um 1900;
Foto: Wikimedia Commons

Der Rhonegletscher heute;
Foto: Wikimedia Commons

 
Schmelzwasserzonen auf Grönland 2005;
Grafik: University of Colorado

 
Zunahme der Schmelzzonen von 1992 bis 2005 (dunkelrot);
Grafik: University of Colorado

Grönlands Eis schmilzt mit ungeheurer Geschwindingkeit. Innerhalb von 12 Jahren haben sich die Schmelzzonen auf dem Eis mehr als verdoppelt. Im Sommer 2002 ging es zusammen mit dem arktischen Packeis um den Rekordwert von einer Million Quadratkilometern zurück - das größte je verzeichnete Abschmelzen. Zwei Jahre später, in 2004, entdeckte man, dass Grönlands Gletscher zehmal schneller schmelzen, als man zuvor glaubte.

Helheim Gletscher auf Grönland;
Foto: NASA

Jacobshavn-Gletscher-Eisschmelze auf Grönland;
Foto: NASA
 

Abbrechende Gletscher in Grönland;
Foto: Wikimedia Commons

Besonders erschreckend ist die Geschwindigkeit mit der das Eis schmilzt. Fast die Hälfte des grönländischen Eises taut. Tauwasser kann durch die Eisschicht hindurchsickern und tiefe Schächte bilden, in die das Wasser stürzt. Diese sogenannten Gletschermühlen "schmieren" dann den Untergrund der Gletscher. Die Gefahr, dass große Teile der Gletscher ins Meer rutschen wächst dadurch. Wenn Grönlands Eis vollständig schmilzt, wird der Wasserspiegel der Ozeane um 6 bis 7 Meter steigen. Wenn dazu noch das Schelfeis der Antarktis schmilzt, steigt der Wasserspiegel der Meere um mehr als 12 Meter. Je nach Temperatursteigerung wird dies mehrere hundert Jahre dauern. Im 21. Jahrhundert ist mit einem Anstieg des Meeresspiegels bis zu 1,40 Meter zu rechnen - wenn die Treibhausgasemissionen nicht massiv gedrosselt werden.

Kleine Gletschermühle in einem tauenden Gletscher;
Foto: Wili Hybrid

Die Botschaft der Eisschilde

Dort wo auf Grönland und der Antarktis die Eisschilde am dicksten sind untersuchen Wissenschaftler das Eis. Sie bohren kilometertief in den Eispanzer und entnehmen die Bohrkerne um sie auszuwerten. Ganz unten ist das Eis über 100 000 Jahre alt. Wertet man die im Eis enthaltenen Luftbläschen aus, die seit dieser Zeit dort eingeschlossen sind, so erhält man ein genaues Bild der Atmosphäre zu der jeweiligen Zeit. Aus dem Verhältnis der Sauerstoffisotopen ¹⁸O und ¹⁶O kann man außerdem sehr genau die Temperatur zum Zeitpunkt des Lufteinschlusses im Eis bestimmen. Aus dem enthaltenen CO₂ und der Temperatur lassen sich dann die Temperaturen im Verhältnis zur CO₂ Konzentration bestimmen. Daraus lassen sich dann Kurven wie diese erstellen: 

Temperatur- und CO₂-Verhältnis über einen Zeitraum von 160000 Jahren. Und in der Gegenwart übersteigt die CO₂-Konzentration (braune Kurve) alles was es jemals in dieser Zeit gab;
Grafik: ACIA

 

Die Wetterextreme nehmen zu

Neben der Eisschmelze nehmen auch die Wetterextreme weltweit zu. Die Zahl und die Intensität der Wirbelstürme nehmen zu, an anderen Orten kommt es demgegenüber zu verherrenden Dürren. Die Zunahme dieser Wetterextreme führen die Klimaforscher auf die steigenden Temperaturen züruck. Höhere Temperaturen verursachen eine stärkere Wasserverdunstung. Dadurch steigt aber auch die Trockenheit in Gegenden mit geringem Niederschlag an. Wenn es regnet ist dieser Niederschlag dagegen heute sehr viel stärker als früher, weil wärmere Luft mehr Wasser aufnehmen kann. Die Folge sind katastrophale Ãœberschwemmungen in vielen Teilen der Welt. Diese Ãœberschwemmungen können durch menschliche Eingriffe noch verstärkt werden, z.B. durch Entwaldungen und Flussbegradigungen.

Dürreopfer in Ã„thiopien. Ein kürzlich stattgefundener Regenfall brachte wieder etwas Grün zurück;
Foto: aheavens

Ausgetrockneter See in Äthiopien;
Foto: aheavens

Das Austrocknen des Tschadsees in Zentralafrika ist ein deutliches Zeichen zunehmender Trockenheit in der Region;
Foto: Wikimedia Commons

Aufgrund der Trockenheit steigt die Waldbrandgefahr. Ca.30% der weltweiten CO₂-Emissionen stammen aus Waldbränden, vor allem aber aus Brandrodungen. Das Feuer auf diesem Foto entstand jedoch auf natürliche Weise;
Foto: Macpablo Campbel River

Im Dezember 2006 wüten gewaltige Buschbrände in Ausstralien, die ebenfalls durch starke Trockenheit verursacht wurden;
Foto: Shek Graham

Der Hurrican Katrina am 28. August 2005;
Foto: NASA 

... und die Folgen. Ãœberflutungen in New Orleans infolge des Hurricans Katrina (23. bis 31. August 2005);
Foto: Rose Vines

... ebenfalls New Orleans;
Foto: blindranger

...Zerstörungen durch Katrina;
Foto: blindranger

Erwärmung schafft Erwärmung

Wärmere Luft kann mehr Wasser speichern. Dies ist eine Erfahrung die man z.B. beim Wäschtrocknen im Freien macht. Im Sommer, wenn die Luft warm ist, wird die Wäsche viel schneller trocken. Sie braucht z.B. nur einen Tag zum Trocknen. Hängt man die Wäsche dagegen im Winter auf, braucht sie eine Woche. Das liegt eben daran, dass warme Luft wesentlich mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann. Wasser in gasförmiger Form, als Wasserdampf, ist aber ebenfalls ein Treibhausgas. Durch eine höhere Aufnahme von Wasserdampf, infolge einer insgesamt wärmeren Atmosphäre, wird der Treibhauseffekt nochmal - durch den Wasserdampf - verstärkt.

Deshalb sprechen Wissenschaftler/innen auch davon, dass die Erderwärmung nicht linear verläuft. Einer bestimmten Zunahme von CO₂ entspricht also nicht eine gleichbleibende Erderwärmung, sondern eine ständig ansteigende Erderwärmung. Wir haben also einen ansteigenden Temperturanstieg - nicht nur die Temperatur steigt, sondern die Temperatur steigt immer schneller.

Wasserdampf ist dabei die am stärktsten wirksame Komponente.

Ebenfalls sehr wirksam ist die Reduzierung der Rückstrahlungsintensität der Erdoberfläche (des Albedo), durch eine Reduzierung weißer und heller Flächen, also z.B. von Eis- und Schneeflächen.

Dort wo das Eis geschmolzen ist, nimmt das Wasser, oder die freiliende Erdoberfläche, die Wärme zum größten Teil auf, während geschlossene Eis- oder Schneedecken die Wärmestrahlung zum allergrößten Teil wieder in den Weltraum zurückreflektieren.

Ein weiterer die Erderwärmung beschleunigender Effekt entsteht durch das Auftauen der Permafrostböden auf-  zum Beispiel - den Landflächen Alaskas und Sibiriens. Dies Böden enthalten sehr viel Methangas, das im Eis der Böden eingfroren ist und nicht entweichen kann. Tauen die Böden steigen die Bläschen auf und das Methan entweicht in die Atmosphäre. Methan ist aber ein sehr viel stärkeres Treibhausgas als CO₂. Dies bewirkt wiederum eine Beschleunigung der Erderwärmung, denn mehr Eisflächen schmelzen dann, die Atmosphäre kann mehr Wasserdampf speichern, mehr Methan entweicht... ein Teufelskreis!

Diese Grafik zeigt Aufnahme und Abgabe von CO₂ und CH₄ (Methan) in arktischen Gegenden. Wir finden in diesem Klimasystem also positive und negative Regelkreise. Die positiven Regelkreise verstärken die Erderwärmung, die negativen Regelkreise tragen zur Abschwächung bei. 

Die dramatischen Meldungen des Herbst 2006, dass die Erderwärmung sehr viel schneller voran schreitet, wie ürsprünglich von den Wissenschaftlern berechnet wurde, beruht auf einer früheren Fehleinschätzung der positiven Regelkreise durch die Wissenschaftler. Die Erwärmung der Erde fördert also wiederum eine starke weitere Erwärmung.

Das einzige was wir tun können ist, den menschlichen Anteil an dieser Erderwärmung dramatisch zu reduzieren und die abschwächenden, negativen Reglkreise, z.B. durch Baumpflanzungen, zu fördern. Dies muss aber schnell geschehen. Wenn wir nicht rechtzeitig handeln besteht die Gefahr, dass die zusätzlich entstandenen positiven Regelkreise so stark wirken, dass menschliches Handeln nicht mehr zu einer Stabilierung der Oberflächentemperatur der Erde beitragen kann.

Autor: Udo Schuldt; zuletzt geändert am 11.4.2007