Folgen der globalen Erwärmung

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Einige miteinander verbundene Auswirkungen der globalen Erwärmung.
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Konzeption von Risiken und Folgen der globalen Erwärmung nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und wie diese Risiken sich mit ansteigenden Temperaturen jeweils vergrößern. Die Leiste links beinhaltet Projektionen und abgeschätzte Unsicherheiten, die mit den möglichen Szenarien einhergehen.

Zu den Folgen der globalen Erwärmung werden zahlreiche, Mensch und Umwelt betreffende Phänomene gezählt. Der Begriff Globale Erwärmung steht für den beobachteten und prognostizierten Trend zu einer höheren globalen Durchschnittstemperatur. Daraus ergeben sich zahlreiche Effekte, zu denen unter anderem steigende Meeresspiegel, schmelzende Gletscher, die Verschiebung von Vegetationszonen und Verbreitungsgebieten von Tieren und Pflanzen, verändertes Auftreten von Niederschlägen, stärkere oder häufigere Wetterextreme wie Überschwemmungen und Dürren, die Ausbreitung von Parasiten und tropischen Krankheiten oder das vermehrte Auftreten von Umweltflüchtlingen gehören. In den Medien wird in diesem Zusammenhang verschiedentlich der emotionalisierende Begriff Klimakatastrophe benutzt.

Während weitgehend Einigkeit darüber herrscht, dass die globale Erwärmung hauptsächlich durch menschliche Emissionen von Treibhausgasen verursacht ist, werden ihre Folgen für die Zukunft intensiv debattiert. Einige Folgen sind bereits jetzt spürbar, andere werden erst in der Zukunft erwartet. Dabei sind die der komplexen Materie geschuldeten prognostischen Unsicherheiten zu beachten.

Erwartetes Ausmaß der globalen Erwärmung

Einige Projektionen der Temperaturentwicklung bis 2100: Zwischen 2 und 5 °C Erhöhung in 100 Jahren...
...und Vergleich mit Temperaturveränderungen der vergangenen 1.000 Jahre: Geglättete Schwankungen um maximal 1 °C.

Wie stark sich die Temperatur im Laufe des 21. Jahrhunderts erhöhen wird, hängt besonders von der weiteren Entwicklung des Ausstoßes von Treibhausgasen ab. Abhängig von deren Zuwachsrate geht der in klimatologischen Fragen maßgebliche Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) in seinem aktuellen Vierten Sachstandsbericht davon aus, dass sich die globale Durchschnittstemperatur bis 2100 um 1,1 bis 6,4 °C erhöht.[1]

Steigende Durchschnittstemperaturen bedeuten zunächst eine Verschiebung des Temperaturspektrums. Während extreme Kälteereignisse seltener auftreten, steigt die Wahrscheinlichkeit für außergewöhnliche Hitzeereignisse. Wegen der potenziellen Auswirkungen auf menschliche Sicherheit, Gesundheit, Wirtschaft und Umwelt ist die globale Erwärmung mit großen Risiken, örtlich und regional aber möglicherweise auch mit positiven Auswirkungen verbunden. Einige mit ihr zusammenhängende Veränderungen der Umwelt, die Menschen und Ökosysteme gemeinsam betreffen, sind schon wahrzunehmen. Dazu gehören unter anderem der steigende Meeresspiegel, die Gletscherschmelze oder statistisch signifikante Abweichungen vom gewöhnlichen Wettergeschehen (siehe unten). Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Stärke dieser und weiterer Folgewirkungen in der Zukunft kann dabei recht unterschiedlich eingeschätzt werden.

Wesentlich ist, dass die Folgen des Klimawandels regional und lokal in ganz unterschiedlicher Ausprägung und mit je individuellen Konsequenzen auftreten. Die Klimamodelle erlauben derzeit auf globaler Ebene bereits eine recht gute Beschreibung der Folgewirkungen, jedoch nur eine mit recht großen Unsicherheiten verbundene Abschätzung auf regionaler Ebene.[2]

Für eine Bewertung der Veränderungen ist entscheidend, mit welcher Geschwindigkeit der Klimawandel fortschreitet. Insbesondere wenn er in sehr kurzer Zeit erfolgt, sind sowohl die ökonomischen Anpassungskosten als auch die Veränderungen in der Natur wahrscheinlich drastisch spürbar. Die verfügbaren Klimadaten deuten darauf hin, dass der gegenwärtige Erwärmungstrend mit einer nach menschlichen Maßstäben nie da gewesenen Geschwindigkeit auftritt und damit nicht nur die Ökosysteme, sondern auch die menschlichen Gemeinschaften erheblichen und im Extremfall kaum oder gar nicht zu meisternden Belastungen aussetzt.

Auswirkungen auf Menschen und Umwelt

Veränderte Jahreszeiten

Die früher einsetzende Blüte von Laubbäumen im Frühling ist ein Indikator für die Folgen des Klimawandels.

Dem IPCC zufolge weisen von 29 000 Serien mit Beobachtungsdaten aus 75 Studien, die signifikante Veränderungen in physikalischen oder biologischen Sytemen aufzeigen, 89 % mit den Erwartungen über eine erwärmte Welt übereinstimmende Veränderungen auf.[3] Eine der bereits sichtbaren Folgen der globalen Erwärmung ist das zeitlich veränderte Auftreten der Jahreszeiten in klimatischer Hinsicht (nicht astronomischer). Der Frühling beginnt regional unterschiedlich fast zwei Wochen früher,[4] wie beispielsweise das Wanderverhalten von Zugvögeln zeigt. Eine Untersuchung über das Verhalten von 130 Tierarten zeigte eine durchschnittliche Vorverschiebung arttypischer saisonabhängiger Verhaltensweisen um 3,2 Tage pro Jahrzehnt. Nördlich des 45. Breitengrades (etwa die Höhe von Turin in Norditalien) lebende Tiere wiesen dabei sogar eine Abweichung um 4,4 Tage je Dekade auf.[5]

Auch phänologische Beobachtungen an Pflanzen zeigen die Erwärmung an. Im Mittel beginnt die Blattentfaltung und Blüte in Europa 2,4-3,1 Tage pro Dekade, in Nordamerika 1,2-2,0 Tage pro Dekade Tage früher.[6] Der Jahresgang des Kohlenstoffdioxidgehalts der Atmosphäre, der auf der Nordhalbkugel im Winter sein Maximum erreicht, bestätigt ebenfalls die Verfrühung des Frühjahrs. Der Rückgang zum sommerlichen Minimum trat bereits Ende der 1990er Jahre 7 Tage früher ein als 1960.[7] Eine Folge für die Fauna ist die Verschiebung gewohnter Rhythmen. Für bestimmte untersuchte Vogelarten, etwa die Kohlmeise, wurde festgestellt, dass ihre Jungen verstärkt mit Nahrungsproblemen zu kämpfen hatten. Da sich der Lebenszyklus einer als Hauptnahrungsquelle dienenden Raupenart zeitlich nach vorne verlagert hatte und die Vögel mit ihrem Brutverhalten nur teilweise nachfolgen konnten, verlieren die Jungvögel eine wichtige Nahrungsgrundlage.[8]

Desgleichen wird eine Verspätung der Herbstphasen beobachtet, sichtbar am Beginn der Laubverfärbung. Diese Veränderungen variieren jedoch stärker und sind nicht so stark wie die der Frühjahrsphasen ausgeprägt. In Europa hat sich der Zeitpunkt der Laubverfärbung in den letzten 30 Jahren um 0,3-1,6 Tage pro Dekade verspätet. Insgesamt hat sich die Vegetationsperiode in den letzten drei bis fünf Jahrzehnten um bis zu 3,6 Tage pro Jahrzehnt verlängert.[6]

Eine weitere Folge ist das vorgezogene Aufbrechen von See- und Flusseis, dem das verspätete Einfrieren im Winter entspricht. Zwischen 1846 und 1995 froren Seen und Flüsse auf der Nordhalbkugel mit einer durchschnittlichen Verzögerung von 5,8 Tagen je Jahrhundert später zu, und gleichzeitig brach das Eis auf ihnen im Durchschnitt 6,5 Tage je Jahrhundert früher auf.[9]

Verschiebung der Klimazonen

Die Polargebiete sind gefährdet, weil ihre Flora und Fauna keine Ausweichmöglichkeiten besitzen.

Die Risiken für Ökosysteme auf einer erwärmten Erde verändern sich erheblich mit dem Umfang und dem Tempo des weiteren Temperaturanstiegs. Unterhalb einer Erwärmung von 1 °C sind die Risiken vergleichsweise gering, für anfällige Ökosysteme jedoch nicht zu vernachlässigen. Zwischen 1 °C und 2 °C Erwärmung liegen signifikante und auf regionaler Ebene mitunter substanzielle Risiken vor. Eine Erwärmung oberhalb von 2 °C birgt enorme Risiken für das Aussterben zahlreicher Tier- und Pflanzenarten, deren Lebensräume nicht länger ihren Anforderungen entsprechen. Diese Arten werden verdrängt oder können aussterben, wenn sie den sich geografisch schnell verschiebenden Vegetationszonen nicht folgen können.[10] Andere Arten können sich unter den veränderten Bedingungen stärker ausbreiten. Darüber hinaus drohen über 2 °C Temperaturanstieg sogar kollabierende Ökosysteme, deutlich verstärkt auftretende Hunger- und Wasserkrisen sowie weitere sozioökonomische Schäden, besonders in Entwicklungsländern.[11]

Eine 2007 in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentliche Modellstudie deutet drastische Folgen für Lebewesen in allen Klimazonen der Welt unter den Bedingungen der Erderwärmung an. Aus biologischer Sicht am stärksten betroffen werden demnach wahrscheinlich Tropengebiete sein, weil sie historisch gesehen bislang den geringsten Schwankungen ausgesetzt waren. Ihre Anpassungsfähigkeit wird deshalb als äußerst gering eingeschätzt. Bis 2100 droht auf bis zu 39 % der globalen Landfläche das Entstehen völlig neuartiger Klimate, vor allem in den Tropen und Subtropen und gefolgt von den Polargebieten und Gebirgen. Und auf insgesamt bis zu 48 % der Fläche könnten die bisherigen Klimate verschwinden und durch andere ersetzt werden.[12]

Tiere wandern mit steigenden Temperaturen zunehmend polwärts. Eine Untersuchung an 1.700 Spezies besagt, dass diese sich um durchschnittlich 6,1 km pro Jahrzehnt den Polen nähern bzw. sich mit 6,1 m pro Dekade in höhere Gebirgslagen zurückziehen. Für 279 dieser Spezies konnte ein so genannter „diagnostischer Fingerabdruck“ ermittelt werden, der andere Einflussgrößen auf dieses Verhalten als den Klimawandel nahezu ausschließt.[13] Besonders betroffen sind deshalb Spezies, die in Polargebieten oder auf Bergen leben und keine oder nur begrenzte Ausweichmöglichkeiten besitzen. Eine Studie, die 1.103 Pflanzen- und Tierarten untersuchte, die 20% der Erdoberfläche abdecken, ergab, dass bei einer geringen Erwärmung von 0,8 bis 1,7 °C bis 2050 etwa 18 % der untersuchten Spezies aussterben würden. Bei einer mittleren Erwärmung von 1,8 bis 2,0 °C im gleichen Zeitraum würden etwa 24 % aller Arten aussterben und bei einer hohen Erwärmung von über 2 °C wären es hiernach sogar ca. 35 %.[14]

Auswirkungen auf Meere

Versauerung der Meere

Hauptartikel: Versauerung der Meere

Mit der steigenden Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre ist ein abnehmender pH-Wert der Ozeane verbunden.[15] [16] Die von der Hydrosphäre aufgenommene Menge atmosphärischen Kohlenstoffs beträgt ungefähr 92 Gt pro Jahr. Etwa 90 Gt davon werden von den Weltmeeren wieder abgegeben, und 2 ± 1 Gt speichern sie (insgesamt beherbergen die Meere gegenwärtig etwa 38.000 Gt Kohlenstoff). Seit 1800 haben die Ozeane zwischen 27 und 34 % der anthropogenen CO2-Emissionen oder 118 ± 19 Milliarden Tonnen (Gt) Kohlenstoff (C) aufgenommen. Damit haben sich die Ozeane zu einer bedeutenden CO2-Senke entwickelt, die sie zuvor so nicht gewesen waren.

Koralleninsel im Pazifik.

Das Kohlendioxid verbindet sich teilweise mit dem Wasser zu Kohlensäure, was zur Versauerung der Ozeane beiträgt. Der durchschnittliche pH-Wert hat sich bereits von 8,16 auf 8,05 verringert. Bei einer Verdoppelung der atmosphärischen CO2-Konzentration im Vergleich zum vorindustriellen Level wird mit einer weiteren Absenkung auf 7,91 gerechnet, bei einer Verdreifachung auf 7,76.[17] Dieser Effekt verlangsamt zwar die Erderwärmung, zieht aber schwerwiegende Folgen unter anderem für Tiere mit einem Schutzmantel aus Kalk nach sich. Betroffen sind besonders Korallen, bei denen die der Tropen und Subtropen zu den an meisten gefährdeten zu zählen sind, und Kleinstlebewesen wie winzige Meeresschnecken und Zooplankton, die am Anfang der Nahrungskette stehen.

Ohne den hinzugekommenen Senkeneffekt der Meere läge die atmosphärische Konzentration von Kohlenstoffdioxid heute um 55 ppm (parts per million, Teile pro Million) höher, statt bei 380 ppm also bei wenigstens 435 ppm. Über den Zeitraum von Jahrhunderten gerechnet, sind die Ozeane in der Lage, zwischen 65 % und 92 % der anthropogenen CO2-Emissionen aufzunehmen. Verschiedene Effekte sorgen jedoch dafür, dass mit steigenden Temperaturen und wachsendem atmosphärischem CO2-Anteil die Aufnahmefähigkeit der Meere für Kohlenstoff abnimmt. Die genaue Reduktion der Senkenfähigkeit lässt sich schwer beziffern, dürfte aber bereits zum Ende des 21. Jahrhunderts 4 – 15 % betragen. Etwa zum selben Zeitraum wird ein um bis zu 0,4 Punkte gesunkener und damit so niedriger pH-Wert in den Ozeanen erwartet, wie er seit wenigstens 650.000 Jahren nicht mehr vorgekommen ist. Dieser Zustand ist nach menschlichen Maßstäben irreversibel, und es wird wenigstens einige zehntausend Jahre dauern, bis auf natürlichem Weg der vorindustrielle Säuregrad wieder hergestellt sein kann.

Siehe auch: Kohlenstoffkreislauf

Erhöhung des Meeresspiegels

Hauptartikel: Meeresspiegelanstieg
Der gemessene Anstieg des Meeresspiegels zwischen 1900 und 2000 beträgt 18,5 cm und erhöht sich weiter.

Eine weitere Folge der Erderwärmung ist die Erhöhung des Meeresspiegels. Nach verschiedenen Szenarien des IPCC sind bis 2100 Erhöhungen zwischen 0,19 m und 0,58 m möglich, den möglicherweise ansteigenden Beitrag hierzu von den schwer zu modellierenden Eisschilden Grönlands und der Antarktis ausgenommen.[1] Der Meeresspiegel war bislang um 1 cm bis 2 cm pro Jahrzehnt gestiegen und liegt aktuell bei einer Steigerungsrate von etwa 3 cm pro Dekade.[18] Hierfür werden im Wesentlichen zwei Faktoren verantwortlich gemacht: Zum einen dehnt sich das Meerwasser bei höheren Temperaturen stärker aus, zum anderen kommt es bei höheren Temperaturen zum verstärkten Abschmelzen von Gletschern (siehe unten).

Allein für die thermische Ausdehnung bis 2100 werden Werte von zwischen 13 und 18 cm (bei Erhöhungen der Lufttemperatur um 1,1 bis 1,5 °C) bis hin zu 19 und 30 cm (bei 2,2 bis 3,5 °C) genannt, die sich noch durch die hinzukommenden Beiträge des Schmelzwassers wenigstens verdoppeln dürften.[19] Bei einer Stabilisierung der Erwärmung bei 3 °C gegenüber dem vorindustriellen Wert kann der Meeresspiegel bis zum Jahr 2300 um 2,5-5,1 m steigen. Davon würden 0,4-0,9 m durch die thermische Ausdehnung, 0,2-0,4 m durch das Abschmelzen von Gebirgsgletschern, 0,9-1,8 m durch das Abschmelzen der Gletscher Grönlands und 1-2 m durch das Schmelzen der Gletscher der Westantarktis beigetragen.[15]

Besonders einige kleine Länder im Pazifischen Ozean müssen fürchten, dass sie aufgrund ihrer sehr geringen Höhe in den nächsten Dekaden im Meer versinken, falls der Anstieg sich nicht verlangsamt.[20] Neben Inselstaaten birgt die Erhöhung des Meeresspiegels besondere Gefahren für Bewohner von Küstenregionen und -städten. Zu den Risiken gehören gesteigerte Küstenerosion, höhere Sturmfluten, veränderte Grundwasserspiegel, Schäden an Gebäuden und Häfen oder die Verschlechterung der Bedingungen für Landwirtschaft und Aquakulturen. Ohne Gegenmaßnahmen würden bei einem Anstieg des Meeresspiegels um 1 m weltweit 150.000 km² Landesfläche dauerhaft überschwemmt werden, davon 62.000 km² küstennaher Feuchtgebiete. 180 Millionen Menschen wären betroffen, und 1,1 Billionen Dollar an zerstörtem Besitz wären zu erwarten (bei heutiger Bevölkerung und Besitzstand).[21]

Erwärmung der Meere

Die Meere erwärmen sich mit den steigenden Temperaturen der Atmosphäre zusätzlich. Dadurch kommt es zur thermischen Ausdehnung des Wassers, was einen Beitrag zum ansteigenden Meeresspiegel leistet (siehe oben). Für das Ökosystem Ozean gravierender sind aber die zahlreichen weiteren mit einer erhöhten Wassertemperatur einhergehenden Effekte. Global gemittelt haben sich die Ozeane seit 1955 um 0,04 °C erwärmt. Diese geringe Erwärmung liegt darin begründet, dass bislang nur einige hundert Meter der obersten Wasserschichten wärmer geworden sind. Betrachtet man lediglich die Oberflächentemperaturen, fällt die Erwärmung mit 0,6 °C bereits sehr viel deutlicher aus. Sie ist dennoch geringer als die Erhöhung der Oberflächentemperaturen an Land, da Landflächen sich allgemein schneller erwärmen.[15] Zwischen 1993 und 2005 wird die gesamte Erwärmungsrate der obersten 750 m Meerestiefe mit 0,33 ± 0,23 W/m2 berechnet. Im Zeitraum von 2003 bis 2005 kühlten sich die Meere unerwarteterweise ab, ein Vorgang, der noch nicht erklärt werden konnte. Nach dieser Abkühlung ist der Wärmegehehalt in den obersten 750m wieder auf dem Stand von 2001.[22]

Die Erwärmung der Meere hat Folgen für ihre Bewohner wie Fische und Meeressäuger. Sie wandern polwärts, worin sie den Landtieren ähneln. Die Populationen des Kabeljaus in der Nordsee etwa schrumpfen stärker, als es allein mit Überfischung erklärt werden kann, sie wandern in Folge der steigenden Temperaturen bereits nordwärts. Nördlich gelegene Regionen profitieren von dieser Entwicklung: Für das Nordmeer ist davon auszugehen, dass sich der Fischfang insgesamt verbessern und die Zusammensetzung des Fangs ändern wird, so lange die Erwärmung sich auf 1 – 2 °C beschränkt. Für darüber hinaus gehende Steigerungsraten und ihre Folgen können keine Prognosen abgegeben werden, da die Unsicherheiten zu groß sind.

Besonders negativ betroffen sind wiederum die Korallenriffe.[15] Die Erwärmung des Meerwassers ruft bei ihnen die so genannte Korallenbleiche hervor, die zwar reversibel ist, bei länger anhaltender Belastung aber zum Tod der Koralle führt. Seit den 1950er Jahren sind bereits (auch durch rabiate Fischfangmethoden wie Schleppnetze etc.) 20 % aller Korallenriffe zerstört worden. Weitere 24 % stehen kurz vor dem Kollaps, und 26 % sind gefährdet. Tropische Korallen haben wenig Toleranzen gegenüber steigenden Temperaturen, sie beginnen bereits bei 1 – 2 °C über dem sommerlichen Temperaturmaximum auszubleichen. Es muss als zweifelhaft gelten, dass die Korallen sich schnell genug an die globale Erwärmung und ihre Auswirkungen auf die Meerestemperaturen anpassen können, wenngleich dies nicht ausgeschlossen werden kann.

Veränderte Meeresströmungen?

Schema des Golfstroms.

Die globale Erwärmung kann auch weniger offensichtliche Wirkungen haben: Der Nordatlantikstrom als Teil des globalen Förderbands wird unter anderem dadurch angetrieben, dass sich im Nordpolarmeer mit dem Golfstrom herangetragenes Wasser abkühlt. In der Folge erhöht sich die Dichte des Oberflächenwassers, das daraufhin in tiefere Schichten des Ozeans absinkt. Dieses Absinken führt erstens zu einem Sog, der immer wieder neues Oberflächenwasses heranströmen lässt, und setzt zweitens eine dauernde Zirkulation des Meerwassers in Gang, weil sich in der Tiefsee eine in entgegengesetzte Richtung fließende Strömung herausbilden kann. Dieses Zusammenspiel wird auch thermohaline Zirkulation genannt.

In den vergangenen 120.000 Jahren ist der Nordatlantikstrom mehrfach unterbrochen worden.[23] Ursache dafür war der Zufluss großer Mengen Süßwassers, welches den Verdichtungsprozess abschwächte und das Absinken des Oberflächenwassers verhinderte. Bei einem dieser Ereignisse entleerte sich ein in Kanada gelegener riesiger Schmelzwassersee, der sich in der Erwärmungsphase am Ende einer Eiszeit gebildet hatte. Die enormen Mengen an zusätzlichem Süßwasser verhinderten das Absinken des Meerwassers, und der Nordatlantikstrom setzte aus. Für Europa bedeutete dies die Fortsetzung der eigentlich gerade zu Ende gehenden Eiszeit.

Durch die globale Erwärmung könnte theoretisch durch den verstärkten Eintrag von Süßwasser aus grönländischen Gletschern eine erneute Unterbrechung geschehen. Ein Versiegen des Golfstroms hätte, wenn auch keine Eiszeit, so doch einen starken Kälteeinbruch in ganz West- und Nordeuropa zur Folge. Falls sich das Klima weiter erwärmt, könnte es mit der Zeit auch zu ähnlichen Veränderungen der übrigen ozeanischen Strömungen mit weit reichenden Folgen kommen. Eine Unterbechung des Nordatlantikstroms wird bislang von den beteiligten Wissenschaftlern als zumindest mittelfristig sehr unwahrscheinlich erachtet.[24] Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird nach Simulationen mit Klimamodellen eine leichte Abschwächung des Nordatlantikstroms erwartet. Die vor einigen Jahren veröffentlichten Berichte, nach denen bereits ein sehr starker Rückgang gemessen werden konnte, haben sich im Nachhinein nicht bestätigt. Vielmehr wurde durch die genauere Untersuchung des Nordatlantikstroms in den letzten Jahren deutlich, dass dieser starken natürlichen Schwankungen unterliegt aber bisher keine Abschwächungstendenzen aufweist.[25]

Rückgang der Gletscher

Die deutlich negative Massenbalance der Gletscher seit 1960.
Hauptartikel: Gletscherschmelze

Eng mit dem Anstieg des Meeresspiegels verbunden, aber mit zahlreichen weiteren Folgen für Trinkwasserversorgung und lokale Ökosysteme einhergehend, ist der Rückgang der Gebirgsgletscher, der im 19. Jahrhundert begann und sich seitdem erheblich beschleunigt hat.[26]

Gletscher sind sehr träge Gebilde, was dafür sorgt, dass sie weniger durch einzelne Wetterlagen beeinflusst werden als vielmehr durch langjährige Klimaveränderungen. Daher sind sie in ihrer Gesamtheit ein guter Indikator für langfristige Temperaturtrends, auf die sie deutlich empfindlicher reagieren. 83% aller Gletscher schrumpften zwischen 1970 und 2004, die durchschnittliche Rate des Rückgangs aller Gletscher betrug dabei 0,31 m pro Jahr.[27] Die Massenbalance der globalen Gletscher ist durch diesen Rückgang seit 1960 deutlich negativ, wie das Schaubild verdeutlicht.

Gletscher sind eine der Haupt-Trinkwasserquellen zahlreicher Städte, die besonders im Sommer von deren Schmelzwasser abhängig sind. Ein weitergehender Rückgang und lokales Verschwinden von Gletschern kann die Wasserversorgung der betroffenen Städte empfindlich beeinträchtigen, verbunden mit schweren Folgen für die umliegende Landwirtschaft und wasserintensive Industrien.[28] [29]

Polkappen / Eisschilde

Nach Modellrechnungen droht die Dicke des arktischen Eises bis 2050 auf 54 % im Vergleich zu 1955 zu schrumpfen.

Besonders in der Arktis steigt die Wassertemperatur deutlich rascher als im globalen Durchschnitt.[30] Zwischen 1979 und 2005 nahm die beobachtete Eisfläche um 1,5 – 2,0 % pro Dekade ab und erreichte im September 2005 die geringste je gemessene Ausdehnung. Das Verschwinden des Eises beschleunigte sich in den Wintern 2005 und 2006 erheblich, in denen die maximale Ausdehnung des Meereises um jeweils 6% gefallen ist - eine Steigerung um den Faktor 30 bis 40 im Vergleich zur vorher ermittelten Schmelzrate.[31] Zwischen 1979 und 2006 konnte in einem Vorjahresvergleich innerhalb jeden Monats ein deutlicher Verlust an Meereis festgestellt werden. Am stärksten ist der Verlust für den September, traditionell der Monat mit der geringsten Ausdehnung, mit einem Rückgang um 8,6 ± 2,9 % pro Jahrzehnt. Seit 2001 brachte jeder September ein ausgewiesenes Minimum an mit Meereis bedeckter Fläche mit sich. 2005 war mit der geringsten Meereisfläche seit wenigstens 50 Jahren erneut ein Rekord aufgestellt worden. Im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 1979 bis 2000 entsprach der Wert für 2005 einem Rückgang um 21 %.[32]

Größere Unsicherheiten bestehen in der Erfassung der Dicke des Eispanzers. Hier schwanken die Angaben zwischen 40% und 8 – 15 % Abnahme. Zwischen Mitte und Ende des 21. Jahrhunderts ist nach Modellberechnungen bei fortschreitender Erwärmung mit einem eisfreien Nordpolargebiet in den Sommermonaten zu rechnen.[33] In der Antarktis erhöhte sich die mittlere Temperatur seit dem 19. Jahrhundert um geschätzte 0,2 °C.[34]

Über die genaue Entwicklung der Polkappen besteht Unsicherheit, da Akkumulation in den Kernbereichen und Schmelzprozesse in den Randbereichen eine geschlossene Massenbilanz sehr erschweren. Die erste vollständige Schwerkraft-Analyse über den gesamten antarktischen Eisschild zeigte, dass im Beobachtungszeitraum zwischen April 2002 und August 2005 der jährliche Verlust an Eismasse durchschnittlich 152 (± 80) km3 betrug.[35] Der Massenverlust in Grönland beträgt nach verschiedenen Messungen zwischen 239 ± 23 km3 und 224 ± 41 km3 pro Jahr.[36] In dieses komplexe Problem – der im Regelfall sehr trägen Eisdynamik – spielen zudem lokal wie global ergänzende Faktoren hinein, die zum Beispiel plattentektonischer oder -isostatischer Natur (lokales Absinken, Verengung der Ozeane) sein können. Diese sind eher auf lange Zeiträume angelegt.

Ein schmelzender Nordpol hätte zumindest für den Meeresspiegel nur verschwindend geringe Folgen (und als positive die Öffnung der Nordwestpassage für die Schifffahrt), da dieser komplett aus Eis besteht und Eis eine geringere Dichte als Wasser hat. Somit entspricht das Schmelzwasservolumen eines Eisberges genau dem Volumen, mit dem er zuvor schwimmend im Wasser lag. Dagegen sieht das Bild für die Eisschilde von Grönland und der Antarktis anders aus. Ein vollständiges Abschmelzen als worst case-Szenario hätte einen steigenden Wasserpegel von 7 m bzw. 5 m (für die westliche Antarktis) zur Konsequenz. Um die Wahrscheinlichkeit dieses Ereignisses einschätzen zu können sind jedoch weitere Forschungen nötig. Die verfügbaren Modelle erlauben diesbezüglich keine eindeutige Antwort.[37] Auf jeden Fall müsste eine solche Schmelze wenigstens einige hundert Jahre dauern, bis die genannten Landflächen eisfrei wären.

Schwere Schäden sind auch beim gegenwärtigen Erwärmungstrend besonders für Wildtierpopulationen im Nordpolargebiet zu erwarten. In den letzten Jahren wurden besonders die bei Eisbären bereits aufgetretenen Effekte kontrovers diskutiert. Da sie vom Meereis abhängig sind, sie jagen auf dem Eis lebende Robben und nutzen Eiskorridore um von einem Gebiet zu anderen zu ziehen, gilt es als unwahrscheinlich, dass sie als Art überleben, wenn es zu einem vollständigem Verlust des sommerlichen Meereises kommen sollte. Ebenfalls betroffen sein wird die Lebensweise der Inuit, die auf intakte Eisflächen für Begehbarkeit und Jagd angewiesen sind.

Veränderte Niederschlagsmuster, Dürren und Überschwemmungen

Die globale Erwärmung führt zu einer veränderten Verteilung von Niederschlägen. Dabei kann sich sowohl die Gesamtmenge des Niederschlags an einem bestimmten Ort ändern als auch dessen zeitliches Auftreten: Niederschläge fallen in anderen Intervallen als vorher üblich oder verteilen sich neu auf die Jahreszeiten. Auch niederschlagsbedingte Wetterextreme wie Überschwemmungen oder Dürren können auf einer erwärmten Erde zunehmen, verbunden mit verstärkter Erosion oder Desertifikation. Zu beachten ist, dass ein einzelnes Ereignis nie direkt auf die globale Erwärmung zurückgeführt werden kann. Unter den Bedingungen des Klimawandels verändert sich aber die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten solcher Ereignisse.

Bei der Kartierung großflächiger Trends der einfallenden Niederschlagsmenge seit 1900 zeigen sich regional deutliche Unterschiede. Mehr Niederschlag entfiel besonders auf Kanada, Nordeuropa, Westindien und Ostaustralien. Rückgänge von bis zu 50 % wurden besonders in West- und Ostafrika und im Westen Lateinamerikas gemessen.[38] Im Vergleich zu 1980 wird nach einer Modellstudie bis 2050 der Osten Afrikas einen weiteren Rückgang erfahren, ebenso Mittelamerika und eine große Region, die sich von Neuseeland über Australien und Neuguinea bis nach Japan erstreckt. Ein deutlicher Anstieg wird für den Osten Grönlands, für Teile Lateinamerikas und Westafrikas sowie besonders über dem Pazifischen Ozean erwartet.[39]

Ansteigender Anteil an Wasserdampf in der Luft bei Boulder (Colorado).

In einer Studie aus dem Jahr 2002 werden mehrere tausend Zeitserien verschiedener klimatischer Indikatoren ausgewertet, die zu dem Schluss führen, dass sich die Zahl der Tage mit besonders schwerem Niederschlag signifikant erhöht hat. So haben sich schwere Regenfälle in Großbritannien während des Winters nahezu verdoppelt. Während in den 1960ern 7-8% der Niederschläge im Winter in die Kategorie Starkregen fielen, waren es Mitte der 90er bereits ca. 15%.[40] Ebenfalls signifikant gewachsen ist in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts die von Wetterextremen betroffene Landfläche, auch wenn für Teile Afrikas und Südamerikas bei der Erstellung der Studie nur unzureichende Daten vorgelegen haben.[41] Menschen in Afrika sind Extremereignissen besonders ausgesetzt, da es hier nur ein schwach ausgebautes meteorologisches Überwachungssystem gibt, was häufig zu verspäteten und ungenauen Informationen führt.[42]

Im Laufe des 20. Jahrhunderts ist es weltweit zur Vermehrung besonders schwerer Überschwemmungen gekommen. Dieser Trend stimmt mit den erwarteten Wirkungen der globalen Erwärmung überein, und es wird prognostiziert, dass er sich im 21. Jahrhundert weiter verschärft.[43] Dabei ist zu berücksichtigen, dass menschliche Eingriffe in natürliche Flussverläufe ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf Häufigkeit und Schwere von Überschwemmungen haben können und dass eine zunehmende Ansiedlung von Menschen in Flussnähe den durch eine Überschwemmung verursachten Schaden weiter erhöhen könnte.

Regional sind die Hochwassertrends sehr verschieden. Für Elbe und Oder ergab eine Studie aus dem Jahr 2003 keine Zunahme, sondern vielmehr eine Abnahme der Winterhochwasser und keinen Trend im Hinblick auf Sommerhochwasser über die letzten 80 bis 150 Jahre. Der Trend bei den Winterhochwassern sei zumindest teilweise auf die nicht mehr zufrierenden Flüsse zurückzuführen, die im Falle der Eisbedeckung als natürliche Barrieren das Ausmaß eines Hochwassers verstärken können.[44]

Auswirkungen auf Hurrikane

Satellitenbild des Hurrikans Katrina.

2005 war das aktivste Hurrikan-Jahr seit Beginn der Beobachtungen im Nordatlantik.[45] Während die Gesamtzahl der jährlich weltweit beobachteten Wirbestürme weitgehend konstant blieb, bildeten sich im Atlantik insgesamt 28 tropische Wirbelstürme. Der Hurrikan Wilma war mit 882 hPa Luftdruck der stärkste im Atlantik gemessene (weltweit steht Wilma an 19. Stelle [3]) und Hurrikan Katrina mit mindestens 125 Milliarden US-Dollar Schadenssumme der teuerste in den USA aufgetretene Wirbelsturm. Drei der zehn stärksten im Nordatlantik gemessenen Hurrikane traten im Jahr 2005 auf. Das Jahr 2004 hatte zuvor mit 30 Milliarden US-Dollar an versicherten Schäden als „Ausnahmejahr“ gegolten, wurde aber in der Schadenssume von 2005 mit 80 Milliarden US-Dollar noch deutlich übertroffen.[46]

Seit Beginn der Satellitenbeobachtung in den 1970er Jahren wird weltweit ein wachsender Anteil an schweren Hurrikanen der Kategorien 4 und 5 beobachtet [47] sowie eine insgesamt steigende Zerstörungskraft von Hurrikanen im Nordatlantik.[48] Durch erhöhte Meerwassertemperaturen können Hurrikane mehr Energie beziehen und gewinnen dadurch an Stärke, ein Trend, der auch in Modellrechnungen zu erkennen ist.[49] Mit steigender Temperatur erhöht sich die Wasserdampfaufnahme der Luft. Diese Zunahme verläuft nicht linear, sondern exponentiell. Der Prozess aus Verdunstung und Kondensation pro bewegtem Kubikmeter liefert dadurch mehr Energie für einen Sturm und bewirkt insgesamt mehr und heftigere Niederschläge. Neuere Untersuchungen legen nahe, dass eine Grenze von 50 m/s Windgeschwindigkeit existiert, von der ab die Meeresoberflächentemperatur nurmehr einen geringen Einfluss auf die Intensität eines Hurrikans hat. (Dabei handelt es sich zugleich um den Mindestwert für einen Hurrikan der Kategorie 3.) Unterhalb dieses Wertes wird ein deutlicher Zusammenhang erkannt. Dies bedeute, dass steigende Oberflächentemperaturen des Meerwassers zu einer größeren Anzahl schwerer Hurrikane führten, die maximale Windgeschwindigkeit dieser Hurrikane aber nicht zusätzlich angefacht würde.[50] Als Ergänzung zu dieser Einteilung in Kategorien bietet der Klimatologe Kerry Emanuel den so genannten Power Dissipation Index (PDI) an, der nicht die maximale Windgeschwindigkeit, sondern die Gesamtstärke eines Hurrikansystems erfasst, indem er die enthaltene Energie (PD) auf die Gesamtfläche des Hurrikans bezieht. Auf diese Weise konnte Emanuel einen deutlichen Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur des Meeres und Gesamtintensität der Hurrikane erkennen.[48] Andere Faktoren wie vertikale Winde, die in der Theorie Einfluss auf die Hurrikanbildung nehmen, kommen für diesen Anstieg nicht als Ursache in Frage, wenngleich sie bei konkreten Einzelfällen durchaus eine Rolle spielen.[51]

Der erste je im Südatlantik entdeckte Zyklon Catarina traf Brasilien Ende März 2004.

Untersuchungen über das besonders aktive Hurrikanjahr 2005 kommen zu dem Schluss, dass die Temperaturen der Meeresoberfläche im Nordatlantik um 0,9 °C über dem Durchschnitt der Jahre 1901 – 1970 gelegen haben und dass diese Anomalie zu 50 % direkt der globalen Erwärmung zuzurechnen ist.[52] Entgegen der früheren Annahme, die Atlantische Multidekadale Oszillation (AMO, siehe auf englisch), ein jahrzehntelang dauernder Rhythmus natürlicherweise steigender und fallender Oberflächentemperaturen des Nordatlantiks, sei ursächlich für den gegenwärtigen Trend zu besonders vielen und starken Hurrikanen, relativieren neuere Studien diesen natürlichen Vorgang und unterstreichen die Rolle der globalen Erwärmung.[53]

Trotz dieser Erkenntnisse bleibt die Hurrikan-Klimatologie ein umstrittenes Feld. Eine Studie über Hurrikan Katrina nimmt an, dass nicht allein die Oberflächentemperatur, sondern vielmehr auch die Dicke der warmen, obersten Wasserschicht für die Stärke von Katrina verantwortlich war.[54] Eine weitere Veröffentlichung verwendet den mit dem PDI verwandten Index Accumulated Cyclone Energy (ACE) und behauptet, es sei kein Zusammenhang zwischen Oberflächentemperatur und Sturmstärke feststellbar. Im Pazifik habe die Sturmaktivität seit 1985 abgenommen und im Atlantik entgegen anderen Darstellungen nicht zugenommen.[55] Allerdings ist die Berücksichtigung von nur 20 Jahren als Untersuchungszeitraum vor dem Hintergrund von möglicherweise mehrere Jahrzehnte dauernden natürlichen Fluktuationen wenig aussagefähig, so dass längere Zeiträume in die Datenanalyse einbezogen werden müssen. Ein Problem stellt hierbei dar, dass erst seit den 1970er Jahren verlässliche Satellitendaten verfügbar sind und dass die frühen Satellitenbilder nicht direkt mit den heutigen vergleichbar sind. Eine 2007 erschienene Studie, die eine neue Methode zur Analyse verfügbarer Daten über Hurrikanaktivitäten seit 1984 vorstellt, kommt zu dem Schluss, dass im Nordatlantik ein deutlicher Trend zu schwereren Hurrikanen vorherrsche und ein schwächerer Trend im Nordwestpazifik, im östlichen Pazifik habe die Hurrikanaktivität allerdings deutlich abgenommen. In allen anderen Meeresgebieten sei kein Trend erkennbar, auch nicht global über alle Weltmeere gemittelt.[56]

Im Südatlantik, wo 2004 der Zyklon Catarina der erste je dort gesichtete Hurrikan war, könnten unter den Bedingungen der globalen Erwärmung künftig vermehrt derartige Wirbelstürme auftauchen. Aufgrund der Einmaligkeit des Ereignisses lassen sich jedoch noch keine weiter reichenden Schlüsse ziehen.[57]

Waldbrände

Bild eines Waldbrandes im Bitterroot National Forest in Montana, USA, am 6. August 2000.

Nicht von Menschen verursachte Waldbrände sind natürliche Vorgänge, die unregelmäßig auftreten und wichtige Funktionen im Ökosystem Wald übernehmen. Durch die Art der Waldnutzung und die Unterdrückung von wilden Feuern während des 19. und 20. Jahrhunderts ist in vielen Wäldern besonders der USA die Menge an Holz-Biomasse im Wald teilweise um ein Vielfaches über den natürlicherweise vorkommenden Wert gestiegen. Dies führt dann beim Entstehen eines Brandes zu schwereren und unkontrollierbareren Feuern, nicht selten mit Todesopfern und hohen Sachschäden.[58] Neben dieser Veränderung durch Landnutzung trägt auch die globale Erwärmung wahrscheinlich zu verstärktem Auftreten von Waldbränden bei. Eine Studie über die westlichen USA kommt zu dem Schluss, dass es in der Mitte der 1980er Jahre zu einem sprunghaften Anstieg der Anzahl, Stärke und Dauer von Waldbränden kam. Dieser Anstieg geschah in durch Waldnutzung relativ unberührten Gebieten, und er hängt eng mit beobachtbaren steigenden Frühlings- und Sommertemperaturen und einer immer früher einsetzenden Schneeschmelze zusammen. Zwar sei es auch möglich, dass ein noch unbekannter natürlicher Zyklus ursächlich für diese Effekte sei, doch passe das Muster der Veränderungen genau in das durch Klimamodelle vorhergesagte Verhalten.[59]

Für die Zukunft wird eine weitere Verschiebung der Temperaturen hin zu diesem anscheinend waldbrandfördernden Klima erwartet. Da dies sogar unberührte Waldgebiete gefährdet, sind künstlich mit Holz „angefüllte“ Wälder besonders starken Risiken ausgesetzt. In Gegenden mit einer erwarteten Zunahme der Niederschlagstage hingegen dürften sich bei ansonsten unveränderten Bedingungen weniger schwere Waldbrände ereignen. Eine Regionalstudie über das Bundesland Baden-Württemberg zum Beispiel erwähnt einen wahrscheinlichen Anstieg der Waldbrandgefahr bis 2050 im Lee des Schwarzwaldes sowie einen leichten Rückgang im Norden und Westen. Insgesamt erwartet die am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung erstellte Studie einen Produktivitätsgewinn der südwestdeutschen Wälder bis zur Hälfte dieses Jahrhunderts, der vor allem durch die verlängerte Vegetationsperiode und das schnellere Wachstum in höheren Lagen bedingt wäre, kombiniert mit dem Düngeeffekt des CO2 (siehe auch unten).[60]

Umweltflüchtlinge

In Weltregionen, wo der Klimawandel die Lebensbedingungen nachhaltig beeinträchtigt oder unerträglich macht, wird sich in Gestalt von Umweltflüchtlingen eine zunehmende Abwanderung ergeben. Dies ist vor allem in der sogenannten Dritten Welt zu erwarten, wo angestammte Lebensräume einerseits durch den steigenden Meeresspiegel – etwa in Bangladesh – und andererseits durch zunehmende Wasserknappheit in semiariden Regionen - z.B. in Afrika - verloren gehen. Da in den meisten betroffenen Regionen das Bevölkerungswachstum erschwerend hinzukommt und die Migrationsmotive oft nicht eindeutig bestimmbar sind (und nirgendwo zentral registriert werden), stellt die präzise quantitative Erfassung von Migrantenzahlen im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung wohl bis auf Weiteres ein unlösbares methodisches Problem dar.[61]

Das Phänomen des steigenden Meeresspiegels haben Vertreter der Malediven nach dem Zeugnis des Klimaforschers Hartmut Graßl bereits in den 1980er Jahren als ein für sie existenzielles Problem international zur Sprache gebracht. Anlässlich einer Konferenz, bei der als Gegenmittel Küstenschutzmaßnahmen empfohlen worden waren, habe sich der Abgeordnete der Malediven erhoben und erklärt: "Ich möchte die Versammlung darüber informieren, dass in meinem Land der höchste Berg drei Meter hoch ist."[62] Die Regierung des Inselstaates Tuvalu wiederum hat für ihre 11.000 Menschen umfassende Bevölkerung im Jahre 2001 vorsorglich ein Asylbegehren an Neuseeland gerichtet.[63]

Gesundheitliche Folgen

Die menschliche Gesundheit ist in indirekter und direkter Weise vom Klima abhängig. Die globale Erwärmung und die dadurch verursachten Folgen, wie eine Häufung von Hitzewellen, bergen daher große Gesundheitsrisiken. In einigen Gebieten wird sich der Klimawandel auch positiv auf die Gesundheit auswirken. Insgesamt werden die negativen Folgen nach heutigem Wissenstand aber überwiegen.[64] Nach einer Studie der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sterben schon heute jährlich mindestens 150.000 Menschen an den Folgen der globalen Erwärmung.[65]

Eine vom WWF in Auftrag gegebene und vom Kieler Institut für Weltwirtschaft erstellte Studie zeigt, dass sich bis 2100 die Zahl der Hitzetoten in Deutschland um zusätzliche 5.000 (ohne Berücksichtigung der demographischen Entwicklung) beziehungsweise um 12.000 (mit Einbeziehung der veränderten Altersstrukturen) erhöhen kann. Gleichzeitig käme es zu einem Rückgang an Kältetoten um 3.000 beziehungsweise 5.000 Opfer.[66]

Unmittelbare gesundheitliche Folgen haben dementsprechend das häufigere Auftreten von Wetterextremen wie Hitzewellen oder Dürren, aber auch von Stürmen oder Überschwemmungen. Die Veränderung der globalen Durchschnittstemperatur wirkt sich auch auf das körperliche Wohlbefinden aus. Auf indirektem Weg beeinflusst die globale Erwärmung das Verbreitungsgebiet, die Population und das Infektionspotential von Krankheitsüberträgern wie Stechmücken (z. B. Anopheles, Überträgerin der Malaria [67]) oder Zecken. Die Gefahr einer erneuten Ausbreitung von Malaria in Westeuropa ist allerdings eher gering, da hier ein hoher medizinischer und hygienischer Standard herrscht. Sie hängt damit nicht primär von der Temperatur oder dem Wetter ab.[68]

Rückkopplungen

Einige Wirkungen der globalen Erwärmung erzeugen wiederum neue Einflüsse auf den Umfang der globalen Erwärmung, sie wirken als Rückkopplungen im globalen Klimasystem. Einige Rückkopplungen sind negativ, d.h. die Erwärmung zieht abkühlende Effekte nach sich. Andere sind positiv, so dass sich die Erwärmung von selbst verstärkt.

Vorsichtige Abschätzungen der durch die Erwärmung natürlicherweise forcierten weiteren Freisetzung von Treibhausgasen, einer klassischen positiven Rückkopplung, belaufen sich auf einen den Klimawandel zusätzlich verstärkenden Effekt um 15-78% im Laufe eines Jahrhunderts.[69] Das heißt, die durch 2 sinnbildliche von Menschen freigesetzten Teilchen Kohlendioxid ausgelöste Erwärmung führt ungefähr zur Freisetzung eines weiteren Teilchens durch die Natur.

Verstärktes Pflanzenwachstum?

Wälder wie dieser Rotbuchenwald könnten von dem gestiegenen Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre profitieren, doch der Nettoeffekt auf die gesamte Biomasse ist unsicher.

Bedingt durch höhere Temperaturen sowie die Düngewirkung von CO2 rechnen manche Klimamodelle[70] mit einem erhöhten Pflanzenwachstum (gemessen an der Biomasse). Dies wird auch durch Beobachtungen der Paläoklimatologie gestützt, die von einer Abhängigkeit zwischen Biomasse und Temperatur ausgeht. Diese verbesserten Wachstumsmöglichkeiten für Pflanzen führen zu einem Rückkopplungseffekt: Die Neubildung von Biomasse stellt in den Klimamodellen eine potenzielle CO2-Senke dar.

Freilandversuche mit der FACE-Technologie (Free Air Carbon dioxide Enrichment) zeigen an, dass Steigerungen beim Pflanzenwachstum vorhanden, aber weit geringer sind, als Laborexperimente zuvor hatten vermuten lassen.[71] Die zusätzlich mögliche Ernte wird auf nicht mehr als 13% geschätzt, mit einem Wachstum der gesamten Biomasse um 17%. Zuvor war man von einer Steigerung der Erntemenge um bis zu 36% ausgegangen.[72] Kombiniert mit weiteren Effekten der globalen Erwärmung wie veränderten Niederschlagsmustern ist unklar, wie der Nettoeffekt in einzelnen Regionen ausfallen wird.

Eine Erhöhung des Pflanzenwachstums auf der Nordhalbkugel konnte im Zeitraum von 1982 – 1991 durch Satellitenbeobachtung festgestellt werden.[73] Dieser Effekt tritt regional sehr unterschiedlich auf, da auch die Verfügbarkeit von Wasser Voraussetzung für Pflanzenwachstum ist und die Regenverteilung sich als Folge des Klimawandels ändern kann. Neuere Studien deuten diesbezüglich an, dass es zu keinem Nettozuwachs an Biomasse kommt, da klimabedingt heißere Sommer und Wassermangel anscheinend das Pflanzenwachstum hemmen.[74]

Versuche mit Gräsern in einer künstlich mit CO2-angereicherten Umgebung ergaben keine signifikant erhöhte Aufnahme von Stickstoff durch die Pflanzen.[75] Experimente an künstlich „gedüngten“ Wäldern[76] ergaben zwar ein gesteigertes Wachstum, zeigten aber auch, dass eine mögliche Mehraufnahme organischen Materials durch die Bäume von einer ebenfalls erhöhten Bodenatmung wieder zunichte gemacht werden könnte, so dass Wälder trotz zusätzlicher CO2-Düngung nicht als verstärkte Kohlenstoffsenke fungieren würden.

Permafrostböden

Auftauender Permafrostboden.

Eine positive Rückkopplung resultiert aus der Beobachtung, dass sich die Temperaturen in Westsibirien um ein Vielfaches schneller erhöhen als im globalen Mittel. Seit den 1960er Jahren ist die mittlere Temperatur dort um ca. 3 °C angestiegen. Als Konsequenz beginnt seit der Jahrtausendwende der Permafrostboden zu tauen und sehr große Methanmengen, die bisher noch im Boden gebunden sind, werden in die Atmosphäre entweichen. Da Methan ein starkes Treibhausgas darstellt, wird die Erwärmung zusätzlich beschleunigt.

Die Abschätzungen über das Ausmaß des Auftauprozesses in Sibirien und ähnlich weit nördlich gelegenen Regionen variieren ebenso wie die Meinungen darüber, wie viel Methan letzten Endes freigesetzt werden wird. Belegt ist, dass seit 1899 die Grenze des Permafrosts am Yukon in Kanada um 100 km polwärts gezogen ist und ein ähnliches Ausmaß auch an anderen Orten zu erwarten ist oder bereits vorgefunden wurde.

Methanhydrate im Meeresboden

Brennendes Methanhydrat

Im Meeresboden lagern große Mengen Kohlenstoff in Form von Methanhydraten, die bei einer starken Erwärmung freigesetzt werden könnten. Methanhydrate sind Feststoffe, die in ihrem aus Wassermolekülen bestehenden Kristallgitter Methanmoleküle einschließen. Sie sehen aus wie schmutziges Eis und sind brennbar. Die weltweiten Methanhydratvorkommen werden auf 500 - 3.000 Gt C geschätzt.[77][78] Zum Vergleich: Die nachgewiesenen Kohlereserven betragen ca. 900 Gt C.[79] Methanhydrate, die im Laufe mehrerer Millionen Jahre entstanden sind [80], sind nur unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen stabil. Je höher die Umgebungstemperatur ist, desto höher muss der Druck sein, damit sich die Methanhydrate nicht auflösen. Solche Bedingungen herrschen in Meerestiefen ab 500 m, in der Arktis etwas näher an der Meeresoberfläche.

Durch die globale Erwärmung und die damit verbundene Erwärmung der Ozeane könnten die Methanhydrate im Meeresboden destabilisiert werden, was zu einer Freisetzung von großen Mengen Methan führen würde. Allerdings erwärmen sich die Ozeane langsamer als die Landoberfläche und durch die langsame Vermischung des Ozeans dringt diese Erwärmung nur langsam bis zum Meeresboden vor. Deshalb ist die Wahrscheinlichkeit einer großen und raschen Freisetzung von Methan innerhalb dieses Jahrhunderts sehr gering. Bedeutsamer ist die Gefahr einer langsamen, unkontrollierbaren und über Jahrhunderte anhaltende Methanfreisetzung aufgrund des allmählichen Eindringens der Erwärmung in die tieferen Ozeanschichten.

Rückgang des Meereises

Veränderung der Meereisausdehnung in der nördlichen Hemisphäre im September.

Durch die globale Erwärmung nimmt das Meereis, das bis zu 15% der Weltmeere bedeckt, ab. Die Ozeane haben ein geringeres Rückstrahlvermögen (Albedo) von Sonnenlicht als die Eisflächen, weil sie viel dunkler sind. Die Ozeane absorbieren also einen Großteil des eintreffenden Sonnenlichts, während das Meereis bis zu 90% der eingestrahlten Sonnenenergie ins Weltall reflektiert. Nimmt die Fläche des Meereises ab, wird mehr Sonnenenergie absorbiert und die Erde erwärmt sich stärker. (Der Effekt tritt vergleichbar auch auf, wenn sich ein schwarzes Auto im Sonnenlicht schneller als ein weißes erwärmt.) Diese positive Rückkopplung hat bereits begonnen. So hat die arktische Meereisfläche, die sich im Winter bildet und im Sommer zum Teil wieder verschwindet, im September 2005 mit 5,32 Millionen km2 das geringste je gemessene Ausmaß angenommen. Zu Beginn der Messungen 1979 betrug diese Fläche im September noch ungefähr 7,5 Millionen km2. Seitdem hat sie jede Dekade um mehr als 8% abgenommen.[81] Unter anderem wegen des Rückgangs des Meereises und des Schnees hat sich die Jahresmitteltemperatur in der Arktis fast doppelt so schnell wie die der übrigen Welt erhöht. Nach verschiedenen Prognosen wird sich die Arktis in den nächsten 100 Jahren um weitere 4 bis 7 °C erwärmen. [82]

Wirtschaftliche Folgen

Volkswirtschaftliche Schäden

Es bestehen größere Unsicherheiten bei der Abschätzung der Folgekosten eines ungebremsten Klimawandels. Das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung schätzt dennoch, dass ein effektiver Klimaschutz zu Kosten von ca. 1 % des Welt-Bruttosozialprodukts bis zum Jahr 2050 etwa 200 Billionen US-Dollar an Folgeschäden vermeidbar werden ließe.[83] Dabei scheint eine Strategie, die alle klimarelevanten Gase mit einbezieht, ökonomisch effizienter zu sein als die alleinige Konzentration auf CO2.[84] Nach dem Stern-Report, einer britischen Studie über die ökonomischen Folgen der globalen Erwärmung, bedroht diese im Falle ausbleibender Gegenmaßnahmen die Weltwirtschaft in einem Ausmaß, das dem der Weltwirtschaftskrise in den 1930er-Jahren gleicht.[85] Während ein wirksamer Klimaschutz auch nach Angaben des Stern-Reports ca. 1% des globalen BIP kosten wird, müssen für ungebremsten Klimawandel bis zum Jahr 2100 Kosten in der fünf- bis zwanzigfachen Höhe einkalkuliert werden.

Das DIW geht in einer Berechnung aus dem Jahr 2007 von Kosten in Höhe von 800 Mrd. € bis 2050 alleine für Deutschland aus, die durch den Klimawandel verursacht werden.[86]

Versicherungsschäden

Zusammen mit den volkswirtschaftlichen steigen auch die Schäden an versicherten Objekten. Die britische Association of British Insurers rechnet in einem Bericht von 2005 mit um zwei Drittel steigenden versicherten Schäden bis 2080 lediglich durch Stürme, und zwar auf dann jährlich 27 Milliarden Dollar allein in den Märkten USA, Japan und Europa. Die Schäden durch Überflutungen in Großbritannien sieht die Association um das Fünfzehnfache erhöht. Klimaschutzmaßnahmen könnten diesen Wert um das Zwei- bis Vierfache reduzieren, was jährlich 100 Milliarden Euro einsparen würde. Die Berechnungen gelten alle für ansonsten unveränderte sozioökonomische Bedingungen, beziehen also weder eine steigende Bevölkerung noch deren Drang ein, in beliebten, aber besonders verwundbaren Küstenregionen zu leben.[87]

Nach Angaben der Münchener Rückversicherung besteht ein deutlich erkennbarer Trend hin zu schwereren und kostspieligeren Naturkatastrophen.[46] Der Zusammenhang zwischen diesen und dem globalen Klimawandel ist keineswegs eindeutig, da neben Überschwemmungen und Sturmschäden auch Ereignisse wie Tsunamis oder Erdbeben mitgezählt werden. Dennoch erhöht eine steigende Erdtemperatur die Wahrscheinlichkeit für wetterrelevante katastrophale Ereignisse. Die Folge sind steigende Versicherungsprämien oder in besonders gefährdeten Gebieten die Weigerung der (Rück-)Versicherer, angesichts unkalkulierbar werdender Kosten überhaupt Versicherungspolicen anzubieten. Ein im November 2006 herausgegebener Bericht des UN-Umweltprogramms UNEP, genauer: der United Nations Environment Programme’s Finance Initiative (UNEP FI), gab an, dass sich die Versicherungsschäden durch die globale Erwärmung derzeit alle 12 Jahre verdoppeln. Hält dieser Trend an, rechnet UNEP FI mit dem Erreichen einer jährlichen Schadenssumme von über einer Billion Dollar in drei bis vier Jahrzehnten.[88]

Bei den stark gestiegenen Schadenssummen der vergangenen Jahrzehnte muss berücksichtigt werden, dass neben extremen Wettereignissen auch die genannten sozioökonomischen Veränderungen aufgetreten sind. Es lassen sich sehr viel mehr Leute in Risikoregionen nieder und investieren dort mehr in wertvollere Immobilien, als dies beispielsweise noch in den 1960er Jahren der Fall war. Der Schadenstrend lässt sich jedoch wahrscheinlich nicht vollkommen auf diese Faktoren zurückführen. Denn die Schäden durch wetterbedingte Katastrophen (Überschwemmungen, Dürren oder Hitzewellen) sind um ein Vielfaches stärker angestiegen als die durch geologische Ereignisse (Erdbeben oder Tsunamis),[89] ebenso wie die Zahl beobachteter klimabedingter Katastrophen sehr viel stärker anstieg als die von Erdbeben.[90]

Neben den geschilderten allgemeinen ökonomischen Folgewirkungen der globalen Erwärmung gibt es in einigen Wirtschaftszweigen wie Landwirtschaft und Tourismus eine unmittelbare Ertragsabhängigkeit von Wetter und Klima.

Landwirtschaft

Ein den Menschen direkt betreffendes Problem der Verschiebung von Vegetationszonen sind mögliche gravierende Veränderungen der Erträge aus der Landwirtschaft. Die landwirtschaftliche Produktivität wird sowohl von einer Temperaturerhöhung als auch von einer Veränderung der Niederschläge betroffen sein. Global ist grob gesehen mit einer Verbesserung der landwirtschaftlichen Möglichkeiten in den gemäßigten und kühleren Klimazonen und einer Verschlechterung in den tropischen und subtropischen Gebieten zu rechnen, die bereits heute zum Teil stark von Hungersnöten betroffen sind.

Der Klimawandel stellt auch die Landwirtschaft vor erhebliche Anpassungsprobleme.

Zwischen 1981 und 2002 wurde ein deutlich negativer Zusammenhang der Ernteerträge von Weizen, Mais und Gerste und den gestiegenen Lufttemperaturen festgestellt. Die Erntemengen konnten zwar trotzdem dank technologischer Mittel gesteigert werden. Doch die Erwärmung hat in diesen gut 20 Jahren bereits zu geschätzten jährlichen Verlusten von 40 Millionen Tonnen bei den drei genannten Anbauprodukten und damit zu wirtschaftlichen Schäden von ungefähr 5 Milliarden Dollar pro Jahr geführt. Der möglicherweise vorhandene positive Düngeeffekt des zusätzlichen CO2 in der Atmosphäre ist nach Angaben der Autoren der Studie von den negativen Effekten der gestiegenen Temperaturen wahrscheinlich deutlich überstiegen worden.[91]

Global bedeutsame regionale Auswirkungen sind u.a. beim Hamburger Bildungsserver dargestellt.[92] Die Europäische Union hat im Rahmen des Vierten Rahmenprogramms für Forschung und Entwicklung im Bereich Umwelt und Klima die Effekte auf die EU-Mitgliedstaaten untersucht und ist zu dem Ergebnis gekommen, dass die Produktivität im Mittelmeerraum (wegen Wassermangels) tendenziell sinken, in Nordeuropa sich hingegen eher positiv entwickeln werde.[93] Für regional eventuell positive Auswirkungen des Klimawandels maßgeblich ist besonders das Ausmaß der Erwärmung. Förderliche Effekte für die Agrarwirtschaft von in gemäßigten Breiten liegenden Ländern bei einer Erwärmung von unter 2 °C könnten sich bei Temperatursteigerungen um 3 oder 4 °C rasch umkehren. Insgesamt wird mit Nettoverlusten der Nahrungsmittelproduktion oberhalb einer Erwärmung von 2-3 °C gerechnet.[94] In diesem Temperaturbereich könnte die Anzahl der Menschen, die wegen des Klimawandels zusätzlich durch Hunger gefährdet sind, auf über 50 Millionen steigen. Bei einer Erwärmung um 3 °C ist ab 2080 nach Modellprojektionen mit einer sinkenden Getreideernte zu rechnen. Die gesamte Ernte könnte möglicherweise dennoch, allerdings nur bei gerechter Verteilung, den Bedarf decken.[95]

Tourismus

Im Tourismus dürfte es bezüglich des Sommerurlaubs tendenziell zu einer Verschiebung der Touristenströme zu Gunsten der kühleren äquatorfernen Gebiete und zu Lasten der tropischen und subtropischen Länder kommen. Tourismusziele in Russland oder Kanada können dabei unter Umständen mit Steigerungen des Tourismusaufkommens um ein Drittel bis 2025 rechnen. Noch bedeutendere Auswirkungen auf den Tourismus als die globale Erwärmung dürften aber aus wissenschaftlicher Sicht weiterhin die wirtschaftliche– und die Bevölkerungsentwicklung haben.[96]

Wirtschaftliche Nachteile werden aufgrund von Schneemangel in Skigebieten erwartet, insbesondere von in niedrigen und mittleren Lagen gelegenen.[97] So hat eine Studie aus der Schweiz ergeben, dass im dortigen Wintertourismus bei einer Temperaturerhöhung von 2°C mit einem hohen Wertschöpfungsverlust von 1.780 - 2.280 Millionen CHF (1.131 - 1.159 Millionen Euro) pro Jahr zu rechnen ist. Zum Vergleich: Derzeit beträgt die Bruttowertschöpfung des Wintersports in der Schweiz ca. 5.300 Millionen CHF (ca. 3.400 Mio. €) pro Jahr. Besonders stark werden die Voralpen und der Kanton Jura betroffen sein.[98]

Siehe auch

Literatur

Allgemein

Finanzielles

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Marine Ökosysteme

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Polkappen, Permafrost und Gletscher

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Wetterextreme, Stürme, Hurrikans

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Weblinks

Quellen

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Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Spezial:Permanenter_Link/30390965