Reduktion der Erderwärmung

Hintergründe und Perspektiven für eine wirksame Reduktion der Erderwärmung

von Prof. Dr. Mojib Latif

Der globale Klimawandel ist in vollem Gang. Die Auswirkungen der Erderwärmung von nicht einmal einem Grad Celsius sind unübersehbar: Die arktische Eisbedeckung hat sich während der letzten 30 Jahre um knapp ein Drittel verringert, die Gletscher aller Breitenzonen ziehen sichzurück, und der Meeresspiegel ist während des 20. Jahrhunderts um knapp 20 cm gestiegen. Der Weltklimarat (IPCC) geht je nach Emissionsszenarium und Klimaempfindlichkeit von einer weiteren Erwärmung von etwa 2 bis 6 °C im weltweiten Durchschnitt bis zum Ende des Jahrhunderts aus. Eine Erwärmung am oberen Ende der Bandbreite wäre für die Menschheit in Ausmaß und Geschwindigkeit einmalig. Prof. Dr. Mojib Latif beleuchtet Hintergründe und Perspektiven für eine wirksame Reduktion der Erderwärmung.

Bei einer Erde ohne Atmosphäre wäre ihre Oberflächentemperatur ausschließlich durch die Bilanz zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und der von der Erdoberfläche abgestrahlten Wärme-(Infrarot-)Strahlung festgelegt. Die mittlere Oberflächentemperatur betrüge minus 18 °C. Selbst eine nur aus Sauerstoff und Stickstoff bestehende Atmosphäre, die mit ca. 99 % die Hauptbestandteile der Atmosphäre bilden, änderte dies kaum. Spurengase wie Wasserdampf und Kohlendioxid absorbieren jedoch die von der Erdoberfläche ausgehende Wärmestrahlung und emittieren einen Teil in Richtung der Erdoberfläche. Dieser natürliche Treibhauseffekt führt zu einer zusätzlichen Erwärmung, sodass die Oberflächentemperatur plus 15 °C beträgt. Die Treibhausgase nehmen seit Beginn der Industrialisierung systematisch zu: Kohlendioxid (CO2) um 40 %, Methan (CH4) um 120 % und Distickstoffoxid (N2O) um 10 %. Außerdem befinden sich noch große Mengen an ozonzerstörenden und ebenfalls erwärmend wirkenden Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) in der Atmosphäre.
Ihr Gehalt ist allerdings aufgrund der im Montrealer Protokoll festgelegten Vereinbarungen rückläufig.

Offensichtlicher Erwärmungstrend

Mehr Treibhausgase verstärken den Treibhauseffekt und führen unweigerlich zu einer globalen Erwärmung, eine Einsicht, die wir Menschen bereits gegen Ende des vorletzten Jahrhunderts besaßen. Kohlendioxid ist mit einem Anteil von etwa Zweidrittel am zusätzlichen Treibhauseffekt dabei das wichtigste Gas . Es entsteht hauptsächlich durch die Verbrennung der fossilen Brennstoffe (Erdöl, Kohle und Erdgas) zur Energieerzeugung. Seine heutige Konzentration von 390 ppm (vorindustriell 280 ppm) ist vermutlich einmalig während der letzten 20 Millionen Jahre. Folgerichtig zeigt die Temperatur der Erde während der letzten 100 Jahre einen offensichtlichen Erwärmungstrend von knapp 0,8 °C (IPCC, 2008). Sie zeigt daneben ausgeprägte Schwankungen, von Jahr zu Jahr und von Jahrzehnt zu Jahrzehnt. Das Klimasystem unterliegt vielfältigen internen und externen natürlichen Einflüssen, woraus sich die irreguläre Temperaturentwicklung erklärt. Es verwundert daher nicht, dass es seit 1998 keinen neuen Temperaturrekord gegeben hat und das Klima eine Art „Atempause“ durchläuft. Wir können nicht erwarten, dass es jedes Jahr neue Temperaturrekorde zu verzeichnen gibt. Aussagen über den menschlichen Anteil an der Klimaänderung auf der Basis nur weniger Jahre oder Jahrzehnte sind daher mit großen Unsicherheiten behaftet.
Allerdings war das Jahrzehnt 2000 – 2009 das wärmste Jahrzehnt seit dem Beginn der instrumentellen Messungen im Jahr 1850. Es wird zu Recht die Frage nach der Rolle von natürlichen Faktoren für die Erwärmung gestellt. Im Fokus steht dabei die Sonne. Die Abstrahlung der Sonne schwankt mit der Sonnenfleckenaktivität und aufgrund anderer sonnenphysikalischer Prozesse. Während des letzten Jahrhunderts stieg die Solarkonstante in der Tat an. Klimamodelle zeigen, dass dadurch zwar ein Teil der beobachteten Erwärmung während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts erklärt werden kann, allerdings mit etwa 0,2 °C nur ungefähr ein Viertel der Gesamterwärmung. Die Sonne allein kann demnach nicht für den beobachteten Temperaturanstieg verantwortlich sein. Fingerabdruckverfahren zeigen, dass wenigstens die Hälfte des Temperaturanstiegs mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit (> 95 %) auf den Menschen zurückgeht.

Emissionsszenarien

Ein Einfrieren der Kohlendioxidemissionen auf dem heutigen Stand würde wegen der langen Verweildauer des Kohlendioxids von etwa 100 Jahren einen weiteren Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration nicht verhindern. Ihre Stabilisierung auf einem bestimmten Niveau erfordert eine Reduktion der globalen Nettoemission auf einen Bruchteil der derzeitigen Emissionsmengen. Stiege beispielsweise der CO2-Ausstoß in den kommenden Jahrzehnten weiterhin rasant und fiele danach nur langsam innerhalb eines Jahrhunderts auf null, wäre eine Verdopplung der heutigen CO2-Konzentration unvermeidbar. Außerdem würde der atmosphärische CO2-Gehalt für viele Jahrhunderte nicht nennenswert sinken, da die Entfernung des CO2 durch die einzige langfristige Senke, die Meere, nur sehr langsam vonstatten geht, so wie sich eine volle Badewanne nur langsam leert, wenn man den Stöpsel gezogen hat. Die Trägheit des Klimas führt außerdem dazu, dass es sich selbst nach der Stabilisierung der CO2-Konzentration weiter ändert. Die Lufttemperatur würde mindestens ein Jahrhundert lang weiter ansteigen, und ein Meeresspiegelanstieg von mehreren Metern könnte sich während der folgenden Jahrhunderte bzw. Jahrtausende einstellen. Je nach Emissionsszenarium und Klimaempfindlichkeit kann sich die Erde im schlimmsten Fall um weitere 4 – 6 °C bis zum Ende des Jahrhunderts erwärmen (IPCC, 2008), falls keine Maßnahmen ergriffen werden. Die Arktis beispielsweise könnte im Falle eines solchen „business as usual“-Szenariums bereits gegen Mitte des Jahrhunderts im Sommer eisfrei werden. Wir würden in Temperaturbereiche vorstoßen, deren Auswirkungen vermutlich nicht beherrschbar wären. Wir können jedoch die Konsequenzen nur skizzenhaft berechnen, da das Klimasystem zu komplex ist. Zahlreiche Überraschungen würden auf uns lauern. Allein deswegen sollten wir das Experiment mit unserem Planeten nicht solange fortführen, bis alle fossilen Brennstoffe verbrannt sind.