Der globale Klimawandel und seine Ursachen

Die Vereinten Nationen und der globale Wandel

Im Jahr 1980 begannen Wissenschaftler, einen Anstieg der Temperatur an der Erdoberfläche zu erkennen, der vermutlich durch menschliche Aktivitäten verursacht wurde. Die UNO gründete 1988 den Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC). Das IPCC prognostiziert einen Anstieg der Durchschnittstemperaturen zwischen 1,5 °C und 5,8 °C. Die globale Erwärmung verursacht den Klimawandel, abnormale Funktionen von Ökosystemen sowie Veränderungen in der Landnutzung und der Artenvielfalt.

Folgen des Klimawandels

• Gletscherschwund: In der nördlichen Hemisphäre ist ein Rückzug der Gletscher zu beobachten. Dieser Prozess beschleunigt sich und wirkt sich auch auf das Meereis (das Eis der Ozeane in den Polarregionen) aus.
• Anstieg des Meeresspiegels: Der Meeresspiegel ist mit einer Rate von 1 bis 2 mm pro Jahr gestiegen. Dieser Prozess beschleunigt sich und liegt derzeit bei 3 mm pro Jahr.
• Anstieg der globalen Mitteltemperatur: Der Rückgang der Gletscher und der steigende Meeresspiegel sind Symptome des globalen Temperaturanstiegs.
• Extreme Wetterereignisse: Mit dem Klimawandel verschärfen sich diese Extremereignisse und treten häufiger auf.
• Veränderungen bei Lebewesen: Organismen verändern ihr Verhalten und ihre Verteilung, etwa durch Verschiebungen im jahreszeitlichen Rhythmus, bei der Tierwanderung oder der Blütezeit von Pflanzen.

Wovon hängt das Klima der Erde ab?

Die Entfernung von der Sonne bestimmt die Menge der Solarstrahlung, die der Planet erhält. Die Venus erhält doppelt so viel Strahlung wie die Erde, während der Mars nur die Hälfte erhält. Ein weiterer Faktor ist die Anwesenheit der Atmosphäre und ihre Eigenschaften.

Zusammensetzung der Atmosphäre

Trockene, saubere Luft besteht aus Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %). Das restliche 1 % besteht hauptsächlich aus Argon. CO₂ macht nur etwa 0,036 % aus. Die Luft enthält zudem eine Menge an Wasserdampf, die sich von Ort zu Ort verändert, sowie Aerosole (kleine Schwebepartikel) wie Staub oder Salz, die auch durch menschliches Handeln entstehen können.

Der natürliche Treibhauseffekt

Die Temperatur unseres Planeten läge bei -18 °C, wenn es keine Atmosphäre gäbe; tatsächlich werden jedoch etwa 15 °C erreicht. Die Differenz zwischen diesen Werten wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Die Atmosphäre lässt das Sonnenlicht passieren, behindert jedoch den Wärmeverlust und erhöht so die Lufttemperatur.

Wichtige Treibhausgase

• Wasserdampf: Das wichtigste Treibhausgas.
• Kohlendioxid (CO₂): Das zweitwichtigste Gas; es wird durch Vulkane und die Atmung emittiert.
• Methan: Wird bei der Verdauung von Wiederkäuern sowie in Deponien und Feuchtgebieten freigesetzt.

Funktionsweise des Treibhauseffekts

Die Sonnenstrahlung erreicht die Erde auf drei Wegen:

• 30 % werden durch die Atmosphäre oder die Erdoberfläche zurück in den Weltraum reflektiert, ohne den Planeten zu erwärmen; dieser Prozess wird Albedo genannt.
• 19 % werden von Wolken und anderen atmosphärischen Komponenten absorbiert.
• 51 % werden von der Erdoberfläche absorbiert, wodurch sich deren Temperatur erhöht.

Die Oberfläche gibt Energie in Form von Infrarotstrahlung ab. Treibhausgase absorbieren diese Strahlung, erwärmen die Luft und behindern die Wärmeabgabe in den Weltraum.

Änderungen des Meeresspiegels

• Änderungen im Wasserkreislauf: Während der Eiszeiten kommt es häufig zu Schneefall, der auf den Kontinenten zu Eis wird. Die Eisbildung führt zu einem Rückgang des Meerwassers und somit zu einer Abnahme des Meeresspiegels.
• Thermische Ausdehnung des Wassers: In Warmzeiten steigt der Meeresspiegel, da die Eiskappen schmelzen und sich Meerwasser bei höheren Temperaturen ausdehnt.

Erforschung des Paläoklimas

• Im Eis eingeschlossene Luftblasen: Eis lagert sich Schicht für Schicht ab; unten befindet sich das älteste, oben das aktuellste Eis. Diese Schichten enthalten Luftblasen (fossile Luft), welche die Zusammensetzung der Atmosphäre zum Zeitpunkt des Schneefalls widerspiegeln.
• Fossilien: Jeder Organismus lebt in einem bestimmten Habitat. Findet man beispielsweise ein Mammut-Fossil, lässt sich daraus ableiten, dass das Klima in diesem Gebiet früher sehr kalt war.

Ursachen des Klimawandels

Äußere Ursachen

• Veränderungen der Sonnenaktivität: Die Sonnenaktivität wird durch Veränderungen der Sonnenflecken modifiziert.
• Änderungen der Erdbahn: Die Umlaufbahn der Erde variiert zwischen einer elliptischen und einer kreisförmigen Form, wodurch sich die Strahlungsintensität ändert.
• Auswirkungen von Meteoriten: Ein Meteoriteneinschlag kann eine Staubwolke erzeugen, welche die Sonnenstrahlung daran hindert, die Oberfläche zu erreichen.

Interne Ursachen

• Änderungen der Albedo: Der durchschnittliche Albedo-Wert beträgt 30 %, variiert jedoch je nach Oberfläche. Bei Schnee ist die Albedo hoch, bei Boden geringer und beim Ozean am niedrigsten. Dies beeinflusst die Temperatur der Erdoberfläche.
• Änderungen der Atmosphärenzusammensetzung: Diese können durch biologische Prozesse, vulkanische Aktivitäten oder menschliche Eingriffe (wie das Verbrennen fossiler Brennstoffe) beeinflusst werden, was die Menge an CO₂ und Sauerstoff verändert. Aerosole können zudem die Sonnenstrahlung behindern oder Infrarotstrahlung absorbieren.
• Änderungen der Meeresströmungen: In Äquatornähe erreicht mehr Sonnenstrahlung die Erde als an den Polen, was Temperaturunterschiede verursacht. Die thermohaline Zirkulation ist eine Meeresströmung, die durch Unterschiede in Temperatur und Dichte des Wassers verursacht wird. Sie verbindet alle Meere und transportiert Wärme.