Global Warming
Eine Reise in die Klimageschichte
Thema Nummer eins in allen Zeitungen, Zeitschriften, Nachrichten und vielen Gesprächen ist momentan die Klimaänderung. Nicht zu Unrecht. Allein in den letzten 100 Jahren ist die globale Temperatur um rund 0.8 Grad angestiegen. Doch was bedeutet ein Grad wärmer oder kälter schon? Eine Reise in die Klimageschichte der Erde gibt Aufschluss über Klimaschwankungen und hilft uns, die aktuellen Folgen der Klimaänderung abzuschätzen. Denn Klimaschwankungen gibt es schon so lange, wie es die Erde gibt.
Das Klimasystem
Wetter und Klima, zwei Begriffe, die immer wieder zusammen verwendet werden. Doch zwischen den beiden Ausdrücken liegen Welten. „Klima ist das, was man erwartet, Wetter ist das, was man bekommt.“ Diese Worte stammen von Larry Gates, einem Pionier der Klimaforschung. Folglich gibt es einen fundamentalen Unterschied zwischen Wetter und Klima. Die Wetterforschung befasst sich mit der Entstehung und Vorhersage der Wetterelemente. Die Klimaforschung hingegen interessiert sich für das Auftreten und die Häufigkeit einzelner oder mehrerer Wetterelemente während einem längeren Zeitraum. Der Begriff „Wetter“ steht also für kurzfristige Entwicklungen in der Atmosphäre, der Ausdruck „Klima“ hingegen umfasst die Beobachtung und Analyse über längere Zeiträume. Die Weltorganisation für Meteorologie definiert das Klima als die Statistik des Wetters über einen Zeitraum, der lang genug ist, um die statistischen Eigenschaften genau bestimmen zu können. Das Klima umfasst sowohl das „Durchschnittswetter“ wie auch einzelne Extremereignisse. Das Wort „Klima“ stammt aus dem griechischen und lässt sich vom Wort klinein ableiten, was „neigen“ bedeutet. Dabei ist die Neigung der Erdachse relativ zur Bahnebene der Erde um die Sonne gemeint. Diese Ekliptikschiefe beträgt zur Zeit 23.5 Grad und ist dafür verantwortlich, dass im Nordsommer die Nordhalbkugel und während des Südsommers die untere Erdhalbkugel stärkere Sonneneinstrahlung erfährt. Diese jahreszeitliche Schwankung der Sonneneinstrahlung und die der ungleiche Einstrahlungswinkel zwischen Äquator und Polregionen führt zu grossen räumlichen Unterschieden der Oberflächentemperatur. Dieses Ungleichgewicht wird von den globalen Winden ausgeglichen, welche von den Hoch- in die Tiefdruckgebiete strömen. Das atmosphärische System ist aber keineswegs isoliert. Die verschieden Komponenten des Klimasystems beeinflussen sich in komplexen Wechselwirkungen gegenseitig. Das Klimasystem besteht aus: der Hydrosphäre (Ozeane und Wasserkreislauf), der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Lithosphäre (Gestein), der Pedosphäre (Boden) und der Biosphäre (Tiere und Pflanzen).
Ursachen für Klimaschwankungen
Das Klima auf unserem Planeten setzt sich aus einer einfachen Energiebilanz zusammen: Die auf der Erde ankommenden Sonnenstrahlen abzüglich der Ausstrahlung und der reflektierten Strahlen, welche von der Erde ins All zurück geschickt werden. Wird mehr Wärme absorbiert, also von der Erde gespeichert, als ausgestrahlt, erwärmt sich das Erdklima und umgekehrt. Klimaschwankungen entstehen, wenn diese Energiebilanz verändert wird. Die Variabilität unseres Klimas ist ein herausragendes Charakteristikum. Ein Jahr ist nicht wie das andere. Dabei verändert sich das Klima auf natürliche Weise. Es gibt drei Hauptgründe dafür: Erstens, Veränderungen der ankommenden Sonnenstrahlung durch die Orbitalverschiebungen (Umlaufbahn der Erde, Schiefe der Erdachse etc.) oder durch die Sonnenaktivität selber. Zweitens, Veränderungen der Reflektion der Wärmestrahlung der Erde. Eine helle Erde mit Schnee, Eis und vielen Wolken reflektiert allgemein mehr Sonnenlicht zurück ins All, als eine dunkle, eisfrei Erde. Drittens, Veränderungen der Zusammensetzung der Gase in der Atmosphäre, also Veränderungen des Treibhauseffekts. Je mehr Treibhausgase wie Kohlendioxid und Methan sich in der Atmosphäre befinden, desto mehr reflektierende Wärmestrahlung der Erde werden in er Atmosphäre zurückgehalten, desto wärmer wird es.
4.5 Milliarden Jahre Klimageschichte
Vor 4.5 Milliarden Jahren entstand unser Sonnensystem und somit unsere Erde. Durch den extrem hohen Kohlendioxidgehalt in der Uratmosphäre der Erde, welcher ausgleichend wirkte, blieb das Klima während rund 3 Milliarden Jahren recht konstant. In dieser enormen Zeitspanne gab es zwei lange Warmzeiten, in denen die Temperaturen viel höher waren als heute und ein Eiszeitalter mit kalten Verhältnissen. Während der letzten Milliarde Jahre vor heute hat sich das Erdklima immer wieder markant verändert. Es gab weitere fünf Warmzeiten mit deutlich wärmeren Verhältnissen als heute und sechs zusätzliche Eiszeitalter. Ein solches Eiszeitalter dauert meist rund 50 bis 65 Millionen Jahre und trat im letzten Jahrmilliarde rund alle 150 Millionen Jahre auf. In jedem Eiszeitalter gibt es Eiszeitepochen, die rund 2.4 Millionen Jahre dauern. Diese Eiszeitepochen sind durch Warmphasen mit rund 2 bis 3 Grad höheren Temperaturen als heute und durch Kaltphasen geprägt, in denen es rund 4 bis 6 Grad kälter ist als in jüngster Zeit. Diese kälteren Phasen in den Eiszeitepochen nennt man auch Eiszeitzyklen, welche rund 100’000 bis 125'000 Jahre anhalten. In jedem einzelnen Eiszeitzyklus findet man aber auch interglaziale Warmzeiten, welche rund 10'000 Jahre dauern. Selbst in diesen interglazialen Warmzeiten sind kältere und wärmere Phasen ersichtlich. Solange an den Polen der Erde Eis vorhanden ist, befindet sich unser Planet in einer Eiszeit. Trotzdem stossen die Eispanzer beispielsweise in der Schweiz nicht bis ins Mittelland vor, wie es aus anderen Eiszeiten bekannt ist, da wir uns in einer interglazialen Warmzeit befinden.
Holozän
Wir schreiben das Jahr 2008 und laut Klimageschichte befinden wir uns heute in einer interglazialen Warmzeit, einem Eiszeitzyklus, der vor rund 125'000 Jahr begann. Dieser Eiszeitzyklus gehört zur 2.4 Millionen Jahre alten, sechsten Eiszeitepoche des siebten Eiszeitalters der Erdgeschichte, welches bereits 65 Millionen Jahre alt ist. Unsere interglaziale Warmzeit heisst Holozän und setzte rund 11'000 vor Christus ein. Seit jeher blieb das Klima relativ konstant, was die Entwicklung und Ausbreitung des Homo Sapiens begünstigte. Ganz anders sah es vor rund 100'000 Jahren aus, als eine Kaltphase um ein Haar das Ende der Menschheit brachte. Die Eismassen breiteten sich weit in die nördlichen Kontinente, Nordamerika und Eurasien aus und der Mensch gehörte zu den gefährdeten Arten, wie beispielsweise die Menschenaffen heute. Es waren rund 2'000 fruchtbare, erwachsene Menschen, welche zwischen dem Fortbestehen der Menschheit und dem ewigen Vergessen und Aussterben des Homo Sapiens standen.
Temperaturanstieg – rund 30 Mal stärker
Es gab schon immer Klimaschwankungen und es wird auch immer solche geben. Auch wenn sich die globale Temperatur in den nächsten Jahren aufgrund der Klimaänderung um mehrere Grade nach oben bewegt, erreichten wir noch lange nicht die Temperaturen einer ausgeprägten Warmzeit, wie vor rund 50 Millionen Jahren im Eozän. Trotzdem ist die Klimaänderung sehr ernst zu nehmen, denn in der Vergangenheit erhöhte sich die Temperatur beispielsweise während 20'000 Jahren um 9 Grad, was einem Anstieg von weniger als 0.05 Grad pro 100 Jahre entspricht. Wie am Anfang erwähnt hat sich die Temperatur in den letzten 100 Jahren auf der Erde um rund 0.8, in der Schweiz sogar um 1.5 Grad erwärmt, also rund 30 Mal stärker. Der aktuelle Temperaturanstieg in der globalen Erwärmung ist schlicht nicht mit den oben beschrieben natürlichen Phänomenen und Mechanismen zu erklären und sprengt Rekorde der Erdgeschichte. Nicht die Temperaturhöhe sondern die Anstiegsgeschwindigkeit ist das Erstaunliche. Obwohl es auf der Erde bereits mehrmals deutlich wärmer war als heute werden wir in rund 50 bis 100 Jahren globale Temperaturen erreichen, die höher sind als in den letzten paar Millionen Jahren und die somit noch kein Homo Sapiens erlebte.
Dieser Bericht stammt aus der Rubrik Klimabeiträge der SF Meteo Website.
Weitere Links und Quellen:
Technische Universität Berlin
Universität Oldenburg
biosphaere.info
Hamburger Bildungsserver
Wiki-Bildungsserver
Karl-Heinz Ludwig Eine kurze Geschichte des Klimas – Von der Entstehung der Erde bis heute Verlag C.H. Beck München 2006
Mojib Latif Bringen wir das Klima aus dem Takt? – Hintergründe und Prognosen S. Fischer Verlag Frankfurt am Main 2007
S. Rahmstorf, H.J. Schellnhuber Der Klimawandel Verlag C.H. Beck München 2006
Vostok Ice Core Data for 420,000 Years LAST UPDATE: 11/2001 (Original Receipt by WDC Paleo). CONTRIBUTOR: Jean Robert Petit, LGGE-CNRS. Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis J., Delaygue G., Delmotte M., Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V., Lorius C., Pépin L., Ritz C., Saltzman E., Stievenard M., 1999, Climate and Atmospheric History of the Past 420,000 years from the Vostok Ice Core, Antarctica, Nature, 399, pp.429-436
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