Der Klimawandel - eine Annäherung

"Nichts ist beständiger als der Wandel", schrieb der Naturforscher Charles Darwin Mitte des 19. Jahrhunderts. Das gilt auch für die Erde selbst. Unser Planet, vor 5 Milliarden Jahren entstanden, unterliegt ständigen Veränderungen. Sie vollziehen sich weder gleichförmig noch rhythmisch, sondern auf verschiedenen Raum- und Zeitskalen.

Die Erde ist ein kompliziertes Konstrukt - sie besteht aus sehr unterschiedlichen belebten und unbelebten Sphären: den Luftmassen (Atmosphäre), den Gewässern (Hydrosphäre), den Landflächen (Geosphäre), den von Eis und Schnee bedeckten Flächen (Kryosphäre) sowie der belebten Pflanzen- und Tierwelt (Biosphäre). Da alle diese Bereiche intensiv und vielfältig mit- und aufeinander reagieren, wirken sich Veränderungen an einer Stelle des Systems längerfristig überall aus.

Das System, das unsere Erde zu einem "lebensfähigen" Planeten macht, ist die "Erfindung" der Photosynthese durch die Ur-Organismen vor 2,5 Milliarden Jahren: Sonnenlicht + Kohlendioxid + Wasser = Zucker und als Abfallprodukt Sauerstoff. Dadurch entzogen sie der Atmosphäre soviel Kohlendioxid, dass es zu der Zusammensetzung kam, in der wir heute leben können: 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 1 % andere Gase, darunter Kohlendioxid.

Um uns das Leben auf der Erde zu ermöglichen, muss neben einer stabilen Atmosphärenzusammensetzung eine weitere Bedingung erfüllt sein - die passenden Licht-/Temperaturverhältnisse. Die hier vorherrschenden 14°C Durchschnittstemperatur sind das Resultat des „richtigen Abstands“ zur Sonne und dem natürlichen Treibhauseffekt. Dank dem in der Atmosphäre vorherrschenden Gasgemisch wird die auf die Erdoberfläche treffende Sonnenstrahlung größtenteils aufgenommen und als Wärmestrahlung zurückgestrahlt. Gasmoleküle fangen die Strahlung ab und heizen so die Atmosphäre auf. Die Wirkung gleicht der eines Gewächshauses: die winzigen Mengen an CO2, Ozon, Methan (und Wasserdampf) - die sog. Treibhausgase, die in der Troposphäre, der untersten Etage der Erdatmosphäre existieren - fungieren als „Glasscheibe“ des Gewächshauses.

Ohne diesen Effekt würde die auf die Erde treffende Sonnenstrahlung direkt wieder ins All zurückstrahlen, ohne die Atmosphäre dabei zu erwärmen. Die Durchschnittstemperatur läge dann nur bei etwa -18°C; für den Menschen zum Überleben zu kalt.

Jede zusätzliche Freisetzung von Kohlendioxid oder Stickoxiden durch den Menschen bedroht das Gleichgewicht der Gasschicht. Sie schützt die Erde einerseits vor der Kälte des Raums, andererseits vor den zerstörerischen Strahlen der Sonne.

Weitere klimarelevante Gase sind beispielsweise die berüchtigten industriellen FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), die die schützende Ozonschicht in der Stratosphäre angreifen und für das "Ozonloch" verantwortlich sind. Das Ozonloch bildet sich regelmäßig im Frühjahr in der südlichen Hemisphäre über der Antarktis. Seit den 1980er Jahren dehnte sich das Ozonloch jährlich immer weiter aus, bis es 2003 das bisherige Maxiumum von 26 Millionen Quadratkilometern erreichte und damit viermal so groß war wie Australien. Anfang des Jahres 2011 konnte man erstmals ein Ozonloch über Deutschland feststellen. Es bleibt abzuwarten, ob sich dank des internationalen FCKW-Verbots die Lage der Ozonschicht tendenziell verbessern wird.

Der Abbau der stratosphärischen Ozonschicht führt unter anderem zur Gefährdung der Eisschicht, in der wiederum Klimagase gespeichert sind. Außerdem birgt das Ozonloch schwerwiegende gesundheitliche Risiken für den Menschen. Im Normalfall fängt die Ozonschicht in der Stratosphäre die UV-B-Strahlung der Sonne ab. Diese sehr energiereiche Strahlung ist für den Menschen nur in geringsten Dosen verträglich und der Hauptverursacher von Hautkrebs.

Die größten Verursacher des Klimawandels sind:

• Die größte einzelne Quelle von Treibhausgasen derzeit ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas und Kohle, die Kohlendioxid freisetzt.
• Die Abholzung von Wäldern für die Landwirtschaft oder Bodengewinnung: Lebendige Wälder absorbieren und speichern CO2, während vermoderndes oder verbrennendes Holz Kohlendioxid freisetzt. Mehr Informationen dazu findest Du auch im Wissensartikel  »Bedrohter Regenwald«.
• Der Verlust von Böden führt zur Freilassung von CO2 und Methan. Böden bestehen aus anorganischen Mineral- und organischen Humuskomponenten und bilden die Lebensgrundlage für Pflanzen und Tiere. Zudem sind sie ein essentieller Teil des Kohlestoff-Kreislaufs und speichern mehr als doppelt soviel Kohlenstoff als die oberirdische Pflanzendecke. Bei Abholzung, Rodung und Versiegelung von Flächen wird die Bodenbildung gestoppt. Es kommt zur Freisetzung des gespeicherten Kohlenstoffs in Form von CO2 und Methan (gilt besonders für Moore und Permafrostböden).
• Methan ist ein weiteres Treibhausgas, das vor allem bei der Nutztierhaltung, beim Reisanbau und bei der Müllentsorgung freigesetzt wird. Mehr Informationen dazu findest Du auch im Wissensartikel »Klimakiller Landwirtschaft«.
• Viele Düngemittel bestehen zu großen Teilen aus Stickstoff. Im Boden wird nur ein Teil des Elements durch die Pflanzen aufgenommen, der andere Teil wird im Boden in das Klimagas Distickstoffmonoxid (ugs. Lachgas) umgewandelt und freigesetzt.
• In vielen industriellen Prozessen entstehen die schon genannten FCKW-Gase.

Durch die Vielzahl von klimarelevanten wirtschaftlichen Prozessen ist der Klimawandel nicht durch isolierte Maßnahmen zu stoppen. Ein nachhaltiges Umdenken in nahezu allen Lebensbereichen ist notwendig.

Wie viele Ressourcen der Erde Du täglich verbrauchst, erfährst Du im Beitrag »Dein Ökologischer Fussabdruck/CO2-Footprint«.

Klimaschwankungen sind nichts Neues in der Geschichte der Erde, denn auch vor dem Auftreten und Eingreifen des Menschen gab es massive Veränderungen, die die Erde zu dem gemacht haben, was sie heute ist: ein Ort des Lebens. Anhand von sog. Klimaarchiven, also natürlich vorhandenen Datenspeichern wie Fossilien, Gletschern oder Gesteinen, können Wissenschaftler Rückschlüsse auf das zu jener Zeit vorherrschende Klima ziehen. Auch wenn die Entstehungsgeschichte der Erde noch lange nicht ergründet ist, so kennt man heute schon einige natürliche Prozesse, die einen (mehr oder weniger großen) Einfluss auf das Klima haben:

• Beziehung Erde – Sonne: Diese Beziehung kann in drei Punkten variieren (Milankovitch-Zyklen). Erstens in dem Winkel der Erdachse (Schiefe), zweitens in der Form der Umlaufbahn der Erde um die Sonne (Exzentrizität) und drittens in der Achsenausrichtung (Präzession), denn die Erde „eiert“ wie ein Kreisel. Alle drei Faktoren ändern sich in regelmäßigen lang- bzw. kurzfristigen Perioden und nehmen Einfluss auf das Klima.
• Bewölkung und Beschaffenheit der Erdoberfläche: Sonnenstrahlung kann an Wolken „abprallen“ und zurückgeschickt werden. Helle, glatte Oberflächen haben dieselbe Eigenschaft.
• Zusammensetzung der Atmosphäre: Zu Beginn bestand unsere Atmosphäre nur aus den zwei Elementen Wasserstoff und Helium. Erst im Laufe der Zeit konnten auch andere Elemente einen stabilen Zustand annehmen, die wichtig für den natürlichen Treibhauseffekt sind.
• Plattentektonische Prozesse: Die Verschiebung der Kontinentplatten kann zu einer Veränderung in der Ozeanzirkulation führen und so weitreichende Auswirkungen auf das Klima haben.
• Sonnenflecken: Die Sonne ist nicht an jedem Punkt gleich heiß. Es gibt dunklere Orte, die sog. Sonnenflecken die kühler sind und weniger Energie abstrahlen. Sie treten alle 11 Jahre vermehrt auf und führen zu einer Abschwächung der Sonneneinstrahlung auf die Erde.
• Kurzfristig auftretende, punktuelle Ereignisse wie zum Beispiel Vulkanausbrüche oder Meteoriteneinschläge können das Klima der Erde verändern.

Diese natürlichen Faktoren machen nicht mehr und nicht weniger als einen Teil des Ganzen aus. Um den Klimawandel zu verstehen und korrekt zu gewichten müssen sowohl der menschliche Einfluss als auch die natürlichen Faktoren einbezogen werden. Einen interessanten Artikel dazu findest Du hier.

All das zeigt, dass viele Faktoren auf das Klima der Erde einwirken – natürliche und anthropogene. Klar ist, dass sich aufgrund der Vielzahl an Faktoren kaum genau vorhersagen lässt, welchen Grad die Veränderungen annehmen, wann sie eintreten und welche Folgen sich daraus ergeben. Fest steht allerdings: das Klima ändert sich und der Mensch trägt dazu bei.

Eine Zusammenfassung des aktuellen Forschungsstands liefern die Berichte des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Das IPCC ist ein Gremium der Vereinten Nationen mit der Aufgabe, die Risiken der globalen Erwärmung zu beurteilen und dementsprechende Anpassungs- bzw. Vermeidungsstrategien zusammenzutragen. Das IPCC geht davon aus, dass sich durch die oben genannten menschlichen Aktivitäten die Temperatur der Erde bis zum Jahr 2100 um 1,8° bis 4° Celsius erwärmen wird. Die letzten hundert Jahre zeigten einen Temperaturanstieg von 0,74° Celsius, was bereits weit über jeden Temperaturtrend der letzten 10.000 Jahre hinausgeht.

Die Erwärmung der Erde kann bestimmte Folgen für unser Ökosystem bedeuten:

• Der Meeresspiegel steigt durch das Schmelzen der Polkappen und des Meereises. Das IPCC prognostiziert einen Anstieg von 18cm bis max. 56cm.
• Vor allem in den kalten Regionen des Nordens wird es zu regionalen und saisonalen Erwärmungen kommen.
• Der Ozean wird stetig mehr versauern aufgrund der ansteigenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Das CO2 löst sich im Meer und greift Korallenriffe und Planktonorganismen an.
• Die Artenvielfalt wird bedroht werden. Mehr Informationen dazu findest Du auch im Wissensartikel »Biologische Vielfalt«.
• Extreme Wetterverhältnisse, wie sie in den letzten Jahren zu beobachten waren, werden sich vermehrt auftreten.

Die Konsequenzen für den Menschen aus dieser Veränderung unseres Ökosystems sind teils schwerwiegend:

• Nahrungsversorgung: Landwirtschaftliche Nutzflächen werden sich polwärts verschieben und die Produktivität von Weideland wird sich verändern. Zwar wird die weltweite Kapazität zur Nahrungsmittelproduktion vermutlich nicht fallen, aber es können starke Beeinträchtigungen auf nationaler und regionaler Ebene auftreten.
• Wasservorräte: Zwar wird der Klimawandel höhere Niederschläge bringen, gleichzeitig aber auch eine höhere Verdunstung. Dies wird eine jetzt schon zu beobachtende regionale Wasserknappheit vor allem in Entwicklungsländern noch weiter verschärfen. Konflikte um den Zugang zu Süßwasser drohen sich daran zu entzünden. Mehr Informationen dazu findest Du auch im Wissensartikel »Mangelware Wasser«. Wieviel Wasser Du täglich verbrauchst, erfährst Du im Wissensbeitrag »Unser täglich Wasser: Der Wasser Fußabdruck«.
• Industrie und Infrastruktur: Durch das erhöhte Auftreten extremer Wetterereignisse sind Industrieanlagen und Verkehrswege stärker gefährdet. Dies wiederum beeinflusst den Versicherungssektor und das Finanzwesen. Viele Industrieanlagen stehen in durch den Meeresspiegelanstieg bedrohten küstennahen Gebieten und müssen geschützt oder verlegt werden. Am stärksten betroffen sind auch hier wieder die Entwicklungsländer.
• Klimaflüchtlinge: Alle genannten Konsequenzen werden sich darauf auswirken, wo Menschen siedeln können. Ein großer Teil der Menschen lebt in flachen küstennahen Städten und Gebieten. Ein steigender Meeresspiegel wird vor allem arme Länder, wie z.B. Bangladesh oder kleine Inselstaaten, schwer treffen und viele Gebiete unbewohnbar machen. Als Folge des Klimawandels sind hohe Migrationsbewegungen zu erwarten. Mehr Informationen dazu findest Du auch im Wissensbeitrag zu »Klimaflüchtlingen«.

Bereits heute ist eine Erwärmung der Erde feststellbar, die auf Emissionen aus der Vergangenheit zurückgeht. Durch die thermische Trägheit unseres Ökosystems sind die Folgen von Emissionen nicht sofort spürbar, sondern setzen zeitversetzt ein. Deshalb sind zwei Reaktionen notwendig: Einerseits müssen wir uns an die Folgen bereits getätigter Emissionen anpassen, andererseits müssen wir Emissionen einschränken, um das Klima nicht noch weiter „anzuheizen“.

Die Vereinten Nationen führen jährliche Klimakonferenzen durch, auf denen die teilnehmenden Staaten gemeinsam über Rahmenbedingungen zur Reduzierung von Treibhausgasen verhandeln.

Schon wegen der sich zu Ende neigenden Ressourcenvorkommen muss eine Abkehr von der Nutzung fossiler Brennstoffe und eine Umstellung auf erneuerbare Energien wie Windkraft und Solarenergie stattfinden.

Ein Versuch, die Treibhausgasreduzierung marktfreundlich zu gestalten, ist der nicht unumstrittene Emissionsrechtehandel. Hierbei wird an emissionsverursachende Schlüsselindustrien ein Kontingent an Emissionsrechten ausgegeben, mit denen untereinander gehandelt werden kann und das sich stetig verkleinert.

Aber auch jeder Einzelne ist gefragt, an der Entwicklung einer „low carbon culture“, d.h. einer klimafreundlichen Lebensweise, mitzuwirken. Dazu kann bspw. gehören im Haushalt Energie zu sparen und regionale Produkte zu kaufen, die keine langen Transportwege haben, aber auch Wasser zu sparen und auf das Auto verzichten. Mehr Tipps für eine klimafreundliche Lebensweise gibt es in der RESET-Kategorie "Handeln".

• Einen guten Einstieg in das Thema bietet auch der Wikipedia-Artikel „Globale Erwärmung“.
• Die Bundeszentrale für politische Bildung unterhält ein umfangreiches Dossier zum Klimawandel.
• Die Heinrich-Böll-Stiftung hat eine ständig aktualisierte Themenseite zu „Klima & Energie“.
• Eine umfangreiche Datenbank mit englischsprachigen Publikationen zum Klimawandel gibt es beim Intergovernmental Panel on Climate Change der Vereinten Nationen.
• Zur Anpassung an den Klimawandel stellt das Bundesministerium für Umwelt eine Infoseite bereit.
• Die Nichtregierungsorganisation Germanwatch geht unter anderem auf Aspekte der Gerechtigkeit in der Klimadebatte ein.
• Viele Dokumentarfilme zum Klimawandel findest Du im Bereich “Filme für die Erde” auf RESET.

Weitere Quellen:

• Spiegel.de: Forscher enträtseln Ozonloch über der Arktis (Artikel vom 02.10.2011)
• Wissenschaftlicher Artikel zu natürlichen Klimaänderungen im Laufe der Erdgeschichte

Helge Peters RESET-Redaktion, (aktualisiert von Lisa Oberschelp, 2012)