BUND-Regionalverband
Donau-Iller

Was ist das Klima und wie unterscheidet es sich vom Wetter?

Die Begriffe „Klima“ und „Wetter“ unterscheiden sich durch den Zeitraum, der betrachtet wird.

Das Klima beschreibt nämlich den mittleren physikalischen Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort (oder in einer bestimmten Region) über einen längeren Zeitraum. Meistens wird in der Klimaforschung ein Zeitraum von mindestens 30 Jahren verwendet, aber auch deutlich längere Zeiträume wie Jahrhunderte oder Jahrtausende werden betrachtet. Das Klima wird durch die statistischen Eigenschaften der Atmosphäre charakterisiert. Dazu zählen zum Beispiel die Mittel-, Minimal- und Maximal-Werte der Wetterdaten und die Häufigkeit oder Dauer verschiedener Wetterereignisse. Dadurch gibt das Klima unter anderem an, welches Wetter zu welcher Jahreszeit typisch für eine Region ist.

Das Wetter beschreibt im Gegensatz dazu den Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort (oder in einer bestimmten Region) zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem kurzen Zeitraum von Stunden bis wenigen Tagen. Jeden Tag erleben wir das Wetter und können es beobachten. Das Wetter wird durch meteorologische Größen charakterisiert, die regelmäßig gemessen werden. Dazu gehören unter anderem Temperatur, Luftdruck, Niederschlag, Bewölkung, Windrichtung und Windgeschwindigkeit.

Übrigens: Der Begriff Klima entstand aus dem griechischen Wort klimatos, was Neigung bedeutet. Damit ist die Neigung der Erdachse gegenüber der Ebene ihrer Umlaufbahn um die Sonne gemeint.

 

Quellen:

https://www.pik-potsdam.de/de/institut/abteilungen/klimaresilienz/projekte/projektseiten/pikee/unterrichtsmaterialien/klimawissen/klimawissen/klima-und-wetter-was-ist-der-unterschied

https://www.dwd.de/DE/service/lexikon/Functions/glossar.html?lv2=101334&lv3=101462

https://www.helmholtz-klima.de/faq/was-ist-eigentlich-klima-und-wie-unterscheidet-es-sich-vom-wetter

Warum verändert sich das Klima?

Oft meint man mit „Klimawandel“ die Erderwärmung seit der Industrialisierung. Aber das Klima hat sich auch immer wieder aus natürlichen Gründen verändert. Um den anthropogenen, also den menschengemachten Klimawandel einzuordnen, ist es wichtig, diese zu kennen.

Wenn durch bestimmte Faktoren ein Ungleichgewicht des Verhältnisses von absorbierter und reflektierter Strahlung entsteht, ändert sich das Klima, bis ein neues Gleichgewicht entsteht. Die Faktoren können in externe und interne unterteilt werden.

Externe Faktoren wie die Sonnen- und Vulkanaktivität, die Erdbahn um die Sonne, die Plattentektonik und die Zusammensetzung der Atmosphäre wirken von außen auf das Klimasystem.

  • Alle elf Jahre gibt es besonders viele Sonnenflecken und gleichzeitig eine erhöhte Sonnenaktivität, sodass die Temperatur auf der Erde ca. 0,2 Grad wärmer ist. 
  • Bei einem großen Vulkanausbruch werden riesige Mengen an Schwefeldioxiden und Aerosolen freigesetzt. Diese reflektieren die Sonnenstrahlung zum Teil zurück ins All, sodass die Temperaturen kurzfristig sinken.
  • Die Verschiebung von Erdplatten lässt neue Landbrücken oder Meeresstraßen entstehen, was die Meeresströmungen stark beeinflusst.
  • Ein Teil der Sonnenstrahlung wird an der Erdoberfläche und in der Atmosphäre reflektiert und der andere in Wärmestrahlung umgesetzt. Letzterer wird entweder an den Weltraum abgegeben oder durch die natürlichen Treibhausgase in der Erdatmosphäre absorbiert.  Seit der Industrialisierung verändert sich durch den menschlichen Einfluss die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Anteil der Treibhausgase nimmt zu. Das Klima erwärmt sich.
  • Die Beschaffenheit der Erdoberfläche beeinflusst das Rückstrahlvermögen der Sonnenstrahlung.

Interne Faktoren sind die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Gewässern, Eis-, Landmassen und der Biosphäre.

  • Ein Beispiel hierfür sind die El Niño - gehäuft vorkommende Extremwetterereignisse in Südamerika (Starkregen) und Indonesien und Australien (extreme Trockenheit) durch eine erhöhte Oberflächentemperatur des tropischen Pazifiks.

Klimaveränderungen über einen längeren Zeitraum sind natürlich. Der aktuelle, anthropogene Klimawandel verläuft jedoch ungewöhnlich schnell.

 

Quellen:

https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimawandel/haeufige-fragen-klimawandel?sprungmarke=ursachen#ursachen

https://www.menschenswetter.at/editorial_articles/show/1215/albedo-bemisst-die-strahlungswaerme-der-sonne

https://www.quarks.de/umwelt/klimawandel/so-funktioniert-der-natuerliche-klimawandel/

Der menschengemachte Klimawandel seit der Industrualisierung

Mit der Frage, ob und wie stark die Menschen das Klima beeinflussen, beschäftigen sich Wissenschaftler*innen schon seit über einem Jahrhundert.

Ein erhöhter CO2-Gehalt in der Atmosphäre führt zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur. Dafür sorgt der Treibhauseffekt. Die mittlere Temperatur auf der Erde ergibt sich aus dem Gleichgewicht von absorbierter Sonnenstrahlung und abgestrahlter Wärmestrahlung. Gibt es kein Gleichgewicht mehr, ändert sich die Temperatur so, dass wieder eins entsteht. Die Erdoberfläche strahlt aufgrund ihrer Temperatur Wärme ab. Treibhausgase in der Atmosphäre absorbieren einen Teil dieser Wärme und geben sie wieder in alle Richtungen ab - auch zurück zur Erde. Auf die Erde trifft also zusätzliche Strahlung. Das heißt, sie muss für das Gleichgewicht auch selbst mehr Strahlung abgeben, wärmer sein. Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, CO2 und Methan.

Der natürliche Treibhauseffekt ist lebenswichtig, ohne ihn wäre die Erde eiskalt (-18 °C statt +15 °C). Das Problem ist, dass die anthropogenen Treibhausgase aus der Nutzung fossiler Brennstoffe und der Abholzung den Treibhauseffekt verstärken, was zu einer globalen Erwärmung führt. Die CO2-Konzentration ist heute so hoch wie seit mindestens 800.000 Jahren nicht mehr.

Seit Ende des 19. Jahrhunderts gab es bereits eine Erwärmung um ca. 1,1 °C. Sie liegt zum Großteil an menschlichen Aktivitäten, nur zu einem sehr kleinen Teil an natürlichen Ursachen. Würden die Treibhausgaskonzentrationen weiter ungebremst steigen, könnte es bis 2100 einen Anstieg von insgesamt bis zu 6 °C geben. So eine Erwärmung gab es zuletzt vor ca. 15.000 Jahren. Damals dauerte sie aber 5000 Jahre!

Fazit: Die Erkenntnis, dass die Menschen eine globale Erwärmung verursachen, ist keineswegs neu. Umso wichtiger ist es, dass auf Basis der Klimaforschung endlich gehandelt wird, um den anthropogenen Klimawandel deutlich zu bremsen.

 

Quelle:

,,Der Klimawandel" von S. Rahmstorf und H.J. Schellnhuber (2019)

Was sind die Folgen des Klimawandels?

Auch wenn die globale Erderwärmung seit Ende des 19. Jahrhunderts ,,nur"  um ca. 1,1 °C gestiegen ist, lassen sich schon viele Auswirkungen des Klimawandels beobachten. Die globale mittlere Temperatur ist ein wichtiger Indikator für den Klimawandel, aber die Folgen gehen weit über einen Temperaturanstieg hinaus und sind regional sehr unterschiedlich.

  • Eine wichtige Folge des Klimawandels ist das Abschmelzen von Eismassen: Dazu zählen Gebirgsgletscher, die Eisschilde in Grönland und Antarktis, die Eisdecke im arktischen Ozean und Permafrostböden (Böden, die normalerweise dauerhaft gefroren sind).
  • Der globale mittlere Meeresspiegel steigt durch die thermische Ausdehnung des Wassers wegen der Erwärmung und durch das Abschmelzen von Eisschilden. Der Anstieg wird länger andauern als die Erderwärmung. Bis 2300 ist ein Anstieg um ca. 2,5 bis 5 Meter zu erwarten.
  • Durch die Klimaveränderungen können sich auch die Meeresströmungen ändern. Der Nordatlantikstrom ist schon heute abgeschwächt. Geht diese Entwicklung weiter, sorgt das für eine Abkühlung im Norden und eine zusätzliche Erwärmung im Süden.
  • Die Wahrscheinlichkeit von Wetterextremen wie Stürmen, Überschwemmungen und Dürren nimmt zu.
  • Die Ökosysteme verändern sich. Das Problem ist häufig, dass die Klimaveränderungen zu schnell für eine Anpassung der Tier- und Pflanzenarten ablaufen. Deshalb befürchten viele Biolog*innen ein Massensterben von Arten.
  • Zwar werden die Bedingungen für Landwirtschaft in den gemäßigten bis kalten Breiten wahrscheinlich besser, aber in den Subtropen und Tropen wird es noch mehr Probleme mit Hitze und Wassermangel geben als heute.

Der Klimawandel wirft große ethische Fragen auf, denn die Menschen in den Regionen, die am wenigstens zur Erderwärmung beigetragen haben, werden vermutlich am meisten darunter leiden.

Die bisherigen Folgen deuten an, wie sich der Klimawandel noch auswirken wird. Die negativen Folgen werden bei Weitem die positiven überwiegen. Und weil das Erdsystem so komplex ist, können immer noch überraschende Auswirkungen dazu kommen, mit denen vorher noch kein*e Wissenschaftler*in gerechnet hat.

 

Quelle:

,,Der Klimawandel" von S. Rahmstorf und H.J. Schellnhuber (2019)

Was sind Kipppunkte und warum sind sie so entscheidend?

Die meisten Risiken, die durch den Klimawandel entstehen, wachsen graduell mit der Erderwärmung. Allerdings gibt es in Teilen des Klimasystems sogenannte Kipppunkte. Wenn diese kritischen Schwellenwerte überschritten werden, kommt es zu starken Veränderungen, die zum Teil unumkehrbar sind, und der Klimawandel wird beschleunigt.

Hier stellen wir beispielhaft drei Teile des Klimasystems, in denen es Kipppunkte gibt, vor. Oft lässt sich zwar vorhersagen, dass es einen Kipppunkt gibt, aber nicht genau, wo er liegt. Deshalb wird ein Bereich angegeben, in dem sich der Kipppunkt höchstwahrscheinlich befindet. Einige Kipppunkte werden wahrscheinlich schon bei einer Erwärmung von 1,5 bis 2°C überschritten. Mit steigender Temperatur steigt das Risiko dafür.

Arktisches Meereis:

Wenn das arktische Meereis im Sommer ganz oder zu großen Teilen abschmilzt, verstärkt das die Erderwärmung, denn dunkles Wasser absorbiert die Sonnenstrahlung, statt sie wie das helle Eis zu reflektieren.

Grönländischer Eispanzer:

Die Höhe des Eisschildes auf Grönland sorgt dafür, dass die Temperatur an der Oberfläche des Eises kalt genug ist. Wenn das Eis zu weit abschmilzt, liegt die Oberfläche allerdings in tieferen und wärmeren Luftschichten. Unterhalb einer bestimmten Höhe fängt das Eis deshalb an, komplett abzuschmelzen. Der Kipppunkt liegt wahrscheinlich ungefähr bei einer Erwärmung um 1,9°C (bisher gibt es eine Erwärmung um ca. 1,1°C).

Korallenriffe:

Korallen werden stark von höheren Wassertemperaturen und mehr CO2 in den Ozeanen gefährdet. Sie stoßen die Algen ab, die auf ihnen wachsen, bleichen aus und werden dadurch zusätzlich geschwächt. Bei einer Erwärmung um 2°C sterben nahezu alle (98-99%) Korallenriffe ab. Bei 1,5°C können immerhin 10-30% überleben.

Es ist sehr wichtig, dass möglichst wenige Kipppunkte überschritten werden, aber mit jedem Zehntelgrad Erderwärmung steigt das Risiko dafür. Deshalb ist das 1,5°C -Ziel von großer Bedeutung!

 

Quellen:

http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Kipppunkte%20im%20Klimasystem%20-%20Update%202019.pdf

https://helmholtz-klima.de/aktuelles/welche-kipppunkte-erreichen-wir-bei-einhaltung-des-2-grad-ziels

Wie wird das Klima erforscht?

Auf der ganzen Welt arbeiten Wissenschaftler*innen zusammen, um das Klima zu erforschen. Dabei arbeiten sowohl verschiedene wissenschaftliche Disziplinen zusammen als auch Wissenschaft und Praxis. Das ist wichtig, denn bei der Klimaforschung geht es inzwischen nicht mehr nur um die Naturwissenschaften, sondern auch um die Sozial- und Ingenieurswissenschaften.

Informationen über das Klima der Vergangenheit gewinnt man aus Klimaarchiven. Klimaarchive können entstehen, wenn sich etwas über einen längeren Zeitraum ablagert: Schneeschichten auf Gletschern, Sedimente am Meeresgrund, Stalaktiten in Höhlen, Wachstumsringe in Korallen und Bäumen. Wenn man Klimaarchive analysiert, kann man daraus auf das Klima von vor vielen Millionen Jahren schließen, auf Temperatur, Eismenge auf der Erde, Salzgehalt im Meer, Niederschlagsmengen etc.

Das aktuelle Klima lässt sich aus den Wetterdaten bestimmen, aber wie berechnet man das Klima der Zukunft? Mögliche Zukunftsszenarien werden mit Klimamodellen berechnet. Modell heißt, es sind keine exakten Beschreibungen der Realität - dafür ist das Klimasystem zu komplex, aber Annäherungen an die Realität. Das erste globale Klimamodell wurde schon 1967 entwickelt. Um zu testen, ob ein Klimamodell funktioniert, wendet man es auf Zeiträume in der Vergangenheit an und schaut, ob die Vorhersage stimmte. Für kleinere Zeiträume (Monate, Jahre) werden Klimavorhersagen erstellt, für größere Zeiträume (Jahrzehnte, Jahrhunderte) Klimaprojektionen. Der Unterschied ist, dass man bei Klimaprojektionen mehrere Szenarien betrachtet, also unterschiedliche Annahmen trifft, z.B. darüber, wie viel CO2 in Zukunft emittiert wird. Klimamodelle nutzen physikalische Gleichungen und berechnen ausgehend von allen weltweit verfügbaren Beobachtungsdaten, wie sich das Klima mit welcher Wahrscheinlichkeit entwickeln wird.

Klimamodelle werden ständig verbessert und können die Komplexität des Klimasystems immer genauer abbilden.

 

Quellen:

,,Der Klimawandel" von S. Rahmstorf und H.J. Schellnhuber (2019)

https://www.deutsches-klima-konsortium.de/en/climate-topics/klimaforschung.html

https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimaforschung/klimaforschung_node.html

Wieso werden Wetterextreme durch den Klimawandel häufiger?

Schon jetzt – bei einem noch moderaten Klimawandel – lässt sich feststellen, dass viele Typen von Wetterextremen häufiger geworden sind: Tropenstürme, Extremniederschläge, Hitzewellen, Dürren und Waldbrände. Zwar lässt sich ein Extremereignis schwer auf eine bestimmte Ursache zurückführen, aber durch die globale Erwärmung wird die Wahrscheinlichkeit bzw. Häufigkeit von Extremereignissen erhöht.

Bei den Hitzeextremen gibt es einen deutlichen Zuwachs. Das ist problematisch, weil bei zu großer Hitze ein zu langer Aufenthalt im Freien für Menschen lebensgefährlich wird.

Auch bei den Extremniederschlägen wurde eine Zunahme nachgewiesen. Für jedes Grad, um das die Luft wärmer ist, kann sie 7 % mehr Wasser aufnehmen. Dementsprechend regnet es auch mehr.

Tropische Wirbelstürme werden sogar aus mehreren Gründen durch den anthropogenen Klimawandel gefährlicher: Der Anstieg des Meeresspiegels sorgt dafür, dass Sturmfluten dramatischere Auswirkungen haben. Außerdem führt - wie bereits erwähnt - die wärmere Luft zu größeren Regenmengen. Zuletzt steigen die Meerestemperaturen aufgrund der globalen Erwärmung und Tropenstürme können umso stärker werden, je wärmer das Wasser ist.

Weil das Wasser aus den Böden schneller verdunstet, entstehen mehr Dürren. Insgesamt nimmt die Regenmenge in einem wärmeren Klima zu, aber der Regen verteilt sich anders und in schon trockenen Regionen gibt es noch weniger Regen als vorher.

Allgemein verändert sich die atmosphärische Zirkulation: Dadurch ziehen z.B. Tiefdruckgebiete auf einer anderen Bahn als vorher und bestimmte Großwetterlagen dauern länger an oder werden häufiger. Das sorgt für eine Umverteilung des Regens. Das Problem dabei ist, dass alles an das alte Klima angepasst ist: die Ökosysteme, die Landwirtschaft, die Flüsse…

 

Quelle:

,,Der Klimawandel" von S. Rahmstorf und H.J. Schellnhuber (2019)

Können wir den Klimawandel noch aufhalten?

Eine Antwort auf diese Frage findet man im neuesten Bericht des Weltklimarats (IPCC = Intergovernmental Panel on Climate Change). Die ersten beiden Teile des sechsten Berichts sind im August 2021 und Februar 2022 erschienen.

Gestoppt werden kann der Klimawandel nicht mehr, aber deutlich gebremst, um die schlimmsten Folgen zu verhindern. Und das ist auch nötig, denn der Klimawandel bedroht weltweit auf verschiedene Weisen das Leben von Menschen und die Ökosysteme: Bei einer Erwärmung um 2°C würden zum Beispiel ca. 800 Mio. bis 3 Mrd. Menschen weltweit an Wassermangel leiden und einige Regionen der Erde unbewohnbar werden. Außerdem verstärkt der Klimawandel soziale Ungerechtigkeit. Denn weltweit sind die ärmeren Bevölkerungsgruppen stärker von den Folgen betroffen als die reicheren.

Das wichtigste Mittel, um den Klimawandel zu bremsen, ist eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen. Dafür müssen die Energiequellen auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Wichtig sind ein nachhaltiger Umgang mit Ressourcen und die Renaturierung von Ökosystemen. Auch die Wirtschaft und Industrie müssen nachhaltig werden. Außerdem sollte die internationale Zusammenarbeit gefördert werden. Wie gut die Menschen weltweit den Klimawandel überstehen, hängt entscheidend davon ab, ob die reicheren Länder den ärmeren helfen. Diese Transformationen sollten möglichst früh stattfinden.

Schaffen wir das noch? Wir haben die Chance dazu, die schlimmsten Folgen zu verhindern und uns anzupassen. Aber die bisherigen Pläne der politischen Entscheidungsträger reichen nicht: Der aktuelle Zeitplan der Länder, die das Pariser Klimaschutzabkommen unterzeichnet haben, würde zu einer Erwärmung von ca. 2,7°C bis zum Ende des Jahrhunderts führen.

Wichtig sind also mehr und effektivere Klimaschutzmaßnahmen, um die Treibhausgasemissionen radikal zu reduzieren und das 1,5°C-Ziel zu erreichen. Außerdem ist die internationale Zusammenarbeit von großer Bedeutung.

 

Quellen:

https://www.quarks.de/umwelt/klimawandel/so-steht-es-wirklich-um-unser-klima/

Was gibt’s Neues?

Am 4. April 2022 hat der Weltklimarat - der IPCC - den dritten und letzten Teil des neuesten Sachstandsberichts veröffentlicht. In diesem Teil geht es um die Begrenzung des Klimawandels.

 

Was ist der Stand?

Zwar sind die durch Menschen verursachten Treibhausgasemissionen in den letzten Jahren nicht mehr so stark gestiegen wie davor, trotzdem waren sie im letzten Jahrzehnt so hoch wie noch nie zuvor.

Es gibt große Unterschiede zwischen den Pro-Kopf-Emissionen verschiedener Länder. Die wohlhabendsten 10 % der Menschen verursachen 34 bis 45 % der Emissionen.

 

So geht es also nicht weiter, aber was muss passieren für 1,5 bzw. 2°C?

Die neuesten national festgelegten Klimaziele reichen sehr wahrscheinlich nicht für das 1,5°C-Ziel.

Für das 1,5°C-Ziel müssten globale Netto-Null-CO2-Emissionen in den frühen 2050er Jahren erreicht werden, für 2°C in den frühen 2070ern. Außerdem wird es nötig sein, der Atmosphäre danach weiter Treibhausgase zu entnehmen. Der Höchstwert der globalen Treibhausgasemissionen sollte schon zwischen 2020 und 2025 erreicht werden.  

Deshalb sind ein tiefgreifender Wandel und ein radikales Umdenken in der Klimapolitik weltweit nötig! In allen Sektoren müssen die Treibhausgasemissionen schnell und deutlich gesenkt und die übrigen Emissionen durch CO2-Entnahme ausgeglichen werden. Dafür sind ein wirtschaftsweiter Strukturwandel, eine Energiewende, klimaneutrale Verkehrsmittel und auch Verhaltensänderungen der Menschen, z.B. weniger Fleisch essen, nötig.

Die Treibhausgasemissionen ließen sich bis 2030 im Vergleich zu 2019 mindestens halbieren. Pro Tonne CO2-Äquivalent kostet das 100$ oder weniger.

 

Klimagerechtigkeit?

Ärmere Länder sind im Schnitt stärker von den Folgen des Klimawandels betroffen als reichere. Deshalb sollten Entwicklungsländer finanziell bei einer treibhausgasarmen Entwicklung unterstützt werden.

Internationale Zusammenarbeit ist sehr wichtig, um die Klimaziele zu erreichen. Wirksame und gerechte Klimapolitik setzt voraus, dass Zivilgesellschaft, Wirtschaft und Politik mit einbezogen werden.

 

Quellen:

https://www.de-ipcc.de/media/content/Hauptaussagen_AR6-WGIII.pdf

https://www.zeit.de/wissen/umwelt/2022-04/ipcc-bericht-klimaschutz-1-5-grad

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