Dürre am Mittelmeer, Schneearmut in der Schweiz – so trifft uns der Klimawandel
Der menschengemachte Klimawandel macht sich immer stärker bemerkbar. Zur Einordnung haben wir die wichtigsten Fakten zur Erderwärmung zusammengestellt.
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Der menschengemachte Klimawandel macht sich immer stärker bemerkbar. Zur Einordnung haben wir die wichtigsten Fakten zur Erderwärmung zusammengestellt.
10 Min. • • Sven Titz, «Neue Zürcher Zeitung»
Worum geht es beim Klimawandel?
Mit dem Klima ist immer irgendetwas: Wissenschafter diskutieren über die Gefahr, dass Eisschilde unwiederbringlich ins Rutschen kommen könnten. Oder es werden gegenwärtige Unwetter in der Schweiz mit der Erderwärmung in Verbindung gebracht. An dem Thema Klimawandel, das als eines der drängendsten unserer Zeit gilt, kommt man kaum mehr vorbei.
Doch wie ist der Stand des Wissens zum Klimawandel wirklich? Wie funktioniert der Treibhauseffekt? Wer stösst die meisten Treibhausgase aus – und welche Optionen gibt es, um die Veränderung in Grenzen zu halten? Bei den vielen Nachrichten zu Erwärmung und Emissionen verliert man leicht den Überblick. Den wollen wir hier schaffen.
Vergleichsweise leicht ist zu erkennen, wie stark sich seit der industriellen Revolution die Erdatmosphäre erwärmt hat. Wissenschafter vom Met Office Hadley Centre in England haben aus den weltweiten Temperaturmessungen für jedes Jahr den globalen Mittelwert errechnet.
1. Was ist das überhaupt, das Klima?
Wetter sei eine Laune, Klima die Persönlichkeit. So erklärt der amerikanische Klimaforscher Marshall Shepherd den Unterschied zwischen Wetter und Klima. In der Tat bezeichnet man als Wetter den gegenwärtigen Zustand der Atmosphäre. Demgegenüber ist das Klima eine Bestandsaufnahme des Wetters über einen längeren Zeitraum. In der Regel betrachten Wissenschafter mindestens 30 Jahre.
Zum Klima gehört nicht nur der Mittelwert, vielmehr wird die gesamte Bandbreite des Wetters in statistischen Grössen erfasst. Zum Klimasystem zählen Wissenschafter nicht nur die Atmosphäre, sondern auch das Meer, die Eisschilde auf dem Land, die Gletscher und die schwimmenden Eisschollen. Je nach Definition gehören auch die Böden, die Flora und die Fauna dazu. Als Klimawandel werden alle Veränderungen bezeichnet, die sich auf Zeitskalen abspielen, die mehr als 30 Jahre umfassen.
Es ist hilfreich, die globale Erwärmung seit Beginn der Industrialisierung mit dem Klimawandel in der Vergangenheit zu vergleichen. Wissenschafter rekonstruieren die Temperaturen zum Beispiel mithilfe von Baumringen. Die Dicke der Baumringe verrät, wie warm es einst im Sommer war.
In der gezeigten Rekonstruktion für die Nordhalbkugel erkennt man viele Schwankungen der Temperatur, die natürliche Ursachen haben. Man sieht aber auch den deutlichen Anstieg seit dem 19. Jahrhundert. Die Freisetzung von Treibhausgasen durch den Menschen führt zu einer globalen Erwärmung. Dieser menschengemachte Klimawandel besitzt zahlreiche Facetten.
2. Was ist der Treibhauseffekt?
Der Treibhauseffekt gehört zur Natur der Atmosphäre. Ohne ihn wäre es auf der Erde gut 30 Grad Celsius kälter.
Die Sonne wärmt die Erde mit ihren kurzwelligen Strahlen. Von der Reflexion einmal abgesehen, werden sie von der Oberfläche aufgenommen (absorbiert). Die Erde sendet daraufhin langwellige Strahlen aus, die man auch als Wärmestrahlung bezeichnet. Ein Teil der Wärmestrahlung wird auf verschiedene Art und Weise aufgehalten, nicht nur durch Wolken. Natürliche Treibhausgase in der Luft, vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid, absorbieren die Wärmestrahlung bei bestimmten Wellenlängen und senden sie wieder aus. Ein Teil dieser Strahlung geht Richtung Erde, und das hat einen wärmenden Effekt. Zu den natürlichen Treibhausgasen zählen neben Wasserdampf und Kohlendioxid (CO2) auch Methan (CH4), Ozon (O3) und Lachgas (N2O).
Der Mensch verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt: Er setzt zusätzliche Mengen an Treibhausgasen frei, vor allem seit Beginn der Industrialisierung. Zu diesen Gasen gehört neben Kohlendioxid (dem wichtigsten menschengemachten Treibhausgas), Methan und Lachgas auch bodennahes Ozon. Die Konzentration dieser Gase ist stark gestiegen, und das lässt den Treibhauseffekt immer grösser werden.
Auch einzelne vom Menschen produzierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) sind Treibhausgase. Ihr Rückgang wurde in Abkommen zum Schutz der Ozonschicht geregelt, ist aber noch nicht durchweg zu beobachten.
Durch die Verstärkung des Treibhauseffekts verändert sich auch die Temperaturschichtung der Atmosphäre: In der Troposphäre (0–15 km Höhe) wird es wärmer, in der Stratosphäre (15–50 km Höhe) wird es kälter. Die Grenze zwischen Troposphäre und Stratosphäre hebt sich langsam.
3. Wie stark hat sich die Erde in verschiedenen Regionen erwärmt?
Das Klima verändert sich nicht gleichmässig. Je nach Region hat sich die Erdatmosphäre unterschiedlich stark erwärmt. Das Temperaturmittel der Schweiz zum Beispiel ist seit Ende des 19. Jahrhunderts um ungefähr 2 Grad Celsius gestiegen, mehr als doppelt so viel wie im globalen Durchschnitt. Im Jahr 2022 war es zuletzt 2,8 Grad wärmer, als es im Mittel 1961 bis 1990 war.
Den grössten Temperaturanstieg verzeichnet man aber in der Arktis. Vor allem im Winter hat sich die Luft dort erheblich erwärmt. Wissenschafter bezeichnen die Tatsache, dass sich die Arktis rascher als jede andere Region wandelt, als «arktische Verstärkung». Die wichtigste Ursache für die arktische Verstärkung ist das Schrumpfen des Meereises: Ohne die reflektierenden Eisschollen nimmt der Ozean mehr Sonnenlicht auf, und im Winter gibt das Wasser ohne isolierende Eisschicht mehr Wärme an die Atmosphäre ab.
4. Wo kommt das CO2 her, und was sind CO2-Senken?
Der Löwenanteil der anthropogenen CO2-Emissionen stammt von der Nutzung fossiler Brenn- und Treibstoffe. Ausserdem setzt die Produktion von Zement das Klimagas frei. Darüber hinaus entsteht Kohlendioxid bei der Zersetzung von Biomasse und bei Waldbränden. Wenn Pflanzen wachsen, nehmen sie allerdings CO2 für die Fotosynthese auf und stellen somit eine CO2-Senke dar. Auch der Ozean ist eine wichtige Senke. Doch je mehr er sich erwärmt, desto weniger CO2 kann er speichern.
Weltweit sind die Emissionen stark angestiegen. Der wichtigste Sektor, in dem weltweit CO2 freigesetzt wird, ist die Erzeugung von Strom und Heizungswärme, vor allem für Haushalte und Industrie. Bedeutsam ist aber auch der Anteil des Verkehrs. In vielen industriellen Prozessen werden ebenfalls grosse Mengen an CO2 produziert. Auch eine veränderte Landnutzung kann eine Quelle für CO2 sein. Ein Beispiel dafür ist die Rodung von Wald zur Bereitstellung von Acker- oder Weideland. Die Trockenlegung von Feuchtgebieten mit dem Ziel, dort Landwirtschaft zu betreiben, kann zusätzlich zur Freisetzung von CO2 führen.
Vor der Industrialisierung war der CO2-Haushalt der Atmosphäre ungefähr ausgeglichen: Im langjährigen Mittel wurden die durch Waldbrände und andere natürliche Quellen freigesetzten Mengen des Treibhausgases alle wieder durch natürliche Senken gespeichert. Dadurch blieb die CO2-Konzentration in der Luft konstant. Die wachsenden menschengemachten Emissionen seit Beginn der Industrialisierung führen nun dazu, dass die Atmosphäre, die Meere und die Biosphäre immer mehr von dem Treibhausgas aufnehmen.
Der jeweilige Anteil der CO2-Aufnahme schwankt von Jahr zu Jahr stark. Das liegt unter anderem an der Biosphäre: Sie nimmt in Dürrejahren weniger und in feuchten Jahren mehr von dem Treibhausgas auf. Schwankungen der CO2-Aufnahme gibt es aber auch beim Ozean, und zwar durch das Auf und Ab der Meerestemperaturen. Kaltes Wasser kann mehr Kohlendioxid aufnehmen als warmes. Langfristig führt die CO2-Speicherung zu einer allmählichen «Versauerung» der Ozeane, die zum Beispiel Warmwasserkorallen bedroht.
Vor wenigen Jahren löste China die USA als grösster CO2-Emittent ab. Indien holt immer mehr auf. Die Höhe des künftigen globalen CO2-Ausstosses wird vor allem vom Wachstum in asiatischen und afrikanischen Ländern abhängen. Historisch betrachtet gehen die grössten Mengen aber noch auf das Konto früher Industrieländer.
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5. Wie stark tragen wir in der Schweiz zur Erderwärmung bei?
Im Vergleich zu anderen Ländern der Erde ist der Anteil der Schweiz am weltweiten Ausstoss von Treibhausgasen gewiss klein. Doch die Vorbildfunktion eines hochentwickelten Industrielands ist nicht zu unterschätzen. Im Jahr 2021 setzten die Schweizer innerhalb der Landesgrenzen pro Kopf 4,1 Tonnen CO2 frei. Seit 1990 ist der Ausstoss leicht zurückgegangen. Nicht berücksichtigt sind allerdings die Emissionen, die im Ausland bei der Produktion von Importgütern hervorgerufen wurden.
Den grössten Anteil am Ausstoss von Treibhausgasen hat in der Schweiz der Verkehr, und er blieb ab 1990 auch konstant. Die Emission durch das Heizen von Gebäuden ist deutlich zurückgegangen. Gering war die Reduktion in der Industrie.
Auch der Einzelne kann bei der Reduktion der CO2-Emissionen mithelfen, zum Beispiel durch die Wahl der Nahrungs- und Verkehrsmittel. Beim Fliegen wird es besonders deutlich: Wer pro Jahr eine Langstrecke (hin und zurück) absolviert, hat schon einen grossen Teil des durchschnittlichen Pro-Kopf-Ausstosses in der Schweiz erreicht. Beim Autofahren ist die Emission deutlich kleiner. Doch am schonendsten für das Klima ist das Zugfahren. Allerdings hängen die Emissionen bei der Eisenbahn stark davon ab, wie viel CO2 bei der Produktion des Stroms entsteht, mit dem die Züge betrieben werden.
Im internationalen Vergleich ist der CO2-Ausstoss pro Kopf in der Schweiz relativ niedrig. Katar führt die Rangliste der höchsten Emissionen pro Einwohner an: Im Jahr 2020 waren es dort 31,7 Tonnen, mehr als siebenmal so viel wie hierzulande. Auch in den anderen Staaten rund um den Persischen Golf, in Kuwait, Bahrain und den Vereinigten Arabischen Emiraten zum Beispiel, wird pro Kopf vergleichsweise sehr viel CO2 ausgestossen. China – der total mit Abstand grösste CO2-Emittent – rangiert noch hinter den USA, Deutschland und Russland. Die Emissionen pro Kopf haben sich in China seit 1990 aber mehr als verdreifacht.
6. Wie stark ist die Schweiz vom Klimawandel betroffen?
Die Schweiz ist überdurchschnittlich stark vom Klimawandel betroffen. Sie wird trockener, heisser und schneeärmer werden und die Niederschläge werden zunehmen. Das ist das Ergebnis einer Auswertung von Klimadaten von Meteoschweiz und der ETH Zürich, der Universität Bern unter der Mitwirkung von ProClim.
Worauf sich die Schweiz einzustellen hat, hängt vor allem davon ab, wie sich die Treibhausgasemissionen in den nächsten Jahrzehnten entwickeln werden. Geht man vom ungünstigsten Fall aus (der als kaum realistisch gilt), nämlich von einer ungebremsten Zunahme der Emissionen, muss man laut dem Bericht schon bis zum Jahr 2060 mit einer Erwärmung von 2 bis 3,3 Grad gegenüber dem Vergleichszeitraum von 1981 bis 2010 rechnen.
In den Sommermonaten wäre es noch schlimmer: Die Temperaturen würden um bis zu 4,5 Grad ansteigen. In dem äusserst optimistischen Szenario mit drastischem Klimaschutz wäre die Erwärmung auf 1 bis 2,5 Grad begrenzt.
Die Klimaszenarien 2018 zeigen, dass es bis 2060 vier Hauptveränderungen geben wird.
Weltweit schwinden die Gletscher. Massnahmen zum Schutz wie diese Planen gegen Sonneneinstrahlung auf dem Rhonegletscher helfen nur wenig. Das Schmelzwasser von Gletschern und Eisschilden trägt zum Anstieg des Meeresspiegel bei.
Dass der Mensch das Klima verändert, ist umstritten. Nicht in der Wissenschaft, aber in Teilen der Bevölkerung. Die NZZ hat die häufigsten Argumente von Klimawandel-Skeptikern gesammelt und zwei Klimaforschern vorgelegt.
Gab es nicht auch früher schon Warmzeiten? Ja, das schon, aber das Tempo des aktuellen Temperaturanstiegs ist neu und die Ursache eine andere. Ist es nicht die Sonne, die den Klimawandel verursacht? Nein, der Einfluss der Sonne ist klein. Hauptverantwortlich ist vielmehr der Mensch mit seinen Emissionen von Treibhausgasen. Nehmen Wetterextreme tatsächlich zu? Ja, eine Zunahme ist klar zu verzeichnen. Das gilt vor allem für Hitzewellen und Starkniederschläge.
Ausführliche Antworten auf überaus skeptische Fragen wie diese haben für uns Nicolas Gruber von der ETH Zürich und Stefan Brönnimann von der Universität Bern gegeben.
John Tyndall erklärt, warum die Erdatmosphäre einem Treibhauseffekt unterliegt. An diesem Effekt ist, wie er bemerkt, neben dem Wasserdampf auch Kohlendioxid beteiligt.
Der Schwede Svante Arrhenius sagt wegen des Ausstosses von Kohlendioxid durch die Zivilisation eine globale Erwärmung voraus.
Der englische Ingenieur Guy Callendar stellt aufgrund von Temperaturmessungen eine globale Erwärmung fest, die er mit dem menschengemachten Treibhauseffekt in Verbindung bringt.
Der Amerikaner Roger Revelle und der gebürtige Österreicher Hans Suess weisen nach, dass sich ein Teil des Kohlendioxids aus der Nutzung fossiler Brennstoffe in der Atmosphäre anreichert, weil der Ozean nicht alles aufnehmen kann.
Der Japaner Syukuro Manabe und der Amerikaner Richard Wetherald berechnen mit einem der ersten Klimamodelle, wie stark sich die Atmosphäre durch die Verdopplung von Kohlendioxid erwärmt. Sie kommen auf 2,3 Grad Celsius. Im Jahr 2021 wird Manabe für seine Arbeiten mit dem Physiknobelpreis ausgezeichnet.
Erstmals verfasst eine internationale Forschergruppe einen Bericht über die Gefahr einer weltweiten Klimaveränderung. Das Werk trägt den Titel «Inadvertent Climate Modification: Report of the Study of Man’s Impact on Climate».
In Genf findet die erste Weltklimakonferenz statt. Dabei wird das Weltklimaprogramm zur Erforschung des Klimawandels initiiert. Im gleichen Jahr gibt eine Forschergruppe in den USA einen bahnbrechenden Bericht zu CO2 und Klima heraus: den «Charney Report».
Nach einer Konferenz von Klimaforschern in Villach zur Wirkung von Treibhausgasen erreichen die Warnungen vor einem menschengemachten globalen Klimawandel endgültig die breite Öffentlichkeit.
Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) wird gegründet, also der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen. In seinem Auftrag erstellen Wissenschafter in der Folge regelmässig umfassende Berichte zum Klimawandel.
Im zweiten grossen Bericht des IPCC konstatieren die wissenschaftlichen Autoren erstmals, dass der Mensch inzwischen einen erkennbaren Einfluss auf das Klima ausübt.
Sven Titz, «Neue Zürcher Zeitung» (07.11.2023)
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