Die Welt verbrennt? Klimahysterie oder Ernstfall?

By NASA/Apollo 17 crew; taken by either Harrison Schmitt or Ron Evans – https://web.archive.org/web/20160112123725/http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2000-001138.html (image link); see also https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_329.html, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43894484

Gibt es einen Klimawandel? Verbrennt unsere Erde? Werden wir alle sterben? Sollten wir in Panik geraten? Ist unser Leben in Gefahr? Das glaubt man, wenn man so den „Grünfröschen“ zuhört, die das Ende der Welt prophezeien, früher hatte das Privileg exklusiv die Endzeitsekte für sich gemietet. Jetzt scheint es eine neue Endzeitsekte zu geben, der alle hinterherrennen, die ihr Leben in Gefahr sehen und die Anführerin ist eine minderjährige geistig behinderte Schwedin. Was ist da nun dran fragen wir uns und haben mal Fakten gesammelt:

Fakt „Klimawandel“: Gibt es einen Klimawandel? Gibt es ein Klima?

Antwort: Ja, es gibt ein Klima und es gibt einen Klimawandel

Begründung:

Das Klima ist der mit meteorologischen Methoden ermittelte Durchschnitt der dynamischen Prozesse in der Atmosphäre, bezogen auf einen Ort oder auf eine Region, einschließlich aller Schwankungen im Jahresverlauf und basierend auf einer Vielzahl von Klimaelementen. Es wird nicht nur von den physikalischen und chemischen Abläufen innerhalb der Atmosphäre gesteuert, sondern zusätzlich durch die großräumigen Einflüsse und Wechselwirkungen der anderen vier Erdsphären (HydrosphäreKryosphäreBiosphäreLithosphäre). Um neben allen anderen Witterungsvorgängen auch den Temperaturverlauf in einem statistisch relevanten Zeitrahmen mit ausreichender Genauigkeit darzustellen, empfiehlt die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) die Verwendung von Referenzperioden (auch Normalperioden oder CLINO-Perioden), in denen die Monatsmittelwerte als Zeitreihe über 30 Jahre in einem Datensatz zusammengefasst werden. Gegenwärtig ist die Referenzperiode der Jahre 1961 bis 1990 der gültige und allgemein gebräuchliche Vergleichsmaßstab. Dieser wird nach 2021 von der neuen Normalperiode 1991 bis 2020 abgelöst.[1]

Die Gesetzmäßigkeiten des Klimas, seine Komponenten, Prozesse und Einflussfaktoren sowie seine mögliche künftige Entwicklung sind Forschungsgegenstand der Klimatologie. Als interdisziplinär geprägte Wissenschaft kooperiert die Klimatologie unter anderem mit Fachgebieten wie der PhysikMeteorologieGeographieGeologie und Ozeanographie und verwendet zum Teil deren Methoden beziehungsweise Nachweisverfahren.

Die Paläoklimatologie ist ein bedeutender Teilbereich sowohl der Klimatologie als auch der Historischen Geologie. Ihre Aufgabe besteht darin, anhand von Isotopenuntersuchungen und Datenreihen aus Klimaarchiven und indirekten Klimaanzeigern (Proxys) die klimatischen Bedingungen über historische oder geologische Zeiträume in Form einer Klimageschichte zu rekonstruieren und die Mechanismen vergangener Klimawandel-Ereignisse zu entschlüsseln, wie zum Beispiel den Einfluss der sich periodisch verändernden Sonneneinstrahlung aufgrund der Milanković-Zyklen auf das Erdsystem. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Klima )

Interessant sind hier folgende Begriffe:

Insolation (von lat. insolare „der Sonne aussetzen“, „wärmen“) ist der Einfall der Sonnenstrahlung. Sie sorgt für die Aufwärmung der Erde, so dass die Energie der Sonne für Lebewesen nutzbar ist. Sie wirkt auch auf den Untergrund und bewirkt bei veränderlicher Einstrahlung merkliche Schwankungen der Bodentemperatur, die zur mechanischen Verwitterung beitragen. Zu diesen Phänomenen gehören Kernsprünge und Abschuppungen. Gemessen wird die Insolation mit dem Aktinometer.

Globalstrahlung in Europa
SolarGIS © 2011 GeoModel Solar s.r.o.

Globalstrahlung in Deutschland

Des Weiteren verursacht die Insolation meteorologische Erscheinungen wie den stetigen auflandigen Wind an langgestreckten Küsten: Tagsüber erwärmt sich das Land durch die Insolation schneller als das Meer, dadurch steigt Luft über dem Land tendenziell auf und strömt vom Meer her nach.

In der Astronomie kann die Insolation auch bei Exoplaneten mit engen Umlaufbahnen beobachtet werden, siehe Hot Jupiter.

In der Dermatologie wird die Insolation auf die menschliche Haut betrachtet, wie sie beim Sonnenbad erfolgt. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Insolation_(Physik) )

Wir lernen: Die Erderwärmung hat direkt was zu tun mit der Sonne!

Welche Faktoren beeinflussen noch das Klima?

Antwort: Die Treibhausgase

Begründung:

Treibhausgase (THG) sind (Spuren)Gase, die zum Treibhauseffekt (der Erde oder anderer Planeten) beitragen und sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs sein können. Sie absorbieren einen Teil der vom Boden abgegebenen langwelligen (infrarotenWärmestrahlung (thermische Strahlung), die sonst ins Weltall entweichen würde. Die dabei aufgenommene Energie emittieren sie entsprechend ihrer lokalen Temperatur überwiegend als Wärmestrahlung, deren zur Erde gerichteter Anteil atmosphärische Gegenstrahlung genannt wird. Diese erwärmt die Erdoberfläche zusätzlich zum kurzwelligen Sonnenlicht. Die natürlichen Treibhausgase, insbesondere Wasserdampf, heben die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche um etwa 33 K auf +15 °C an.[1] Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt hätte die Erdoberfläche im globalen Mittel nur eine Temperatur von −18 °C, was Leben auf der Erde kaum möglich machen würde.[2]

Der aktuelle, durch menschliche Aktivitäten verursachte Anstieg der Konzentration verschiedener Treibhausgase, insbesondere von Kohlenstoffdioxid (CO2), verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt und führt zur aktuellen globalen Erwärmung, die ihrerseits mit zahlreichen Folgen verbunden ist. Diesen zusätzlichen, menschlich verursachten Anteil am Treibhauseffekt bezeichnet man als anthropogenen Treibhauseffekt.[3]

In der Klimarahmenkonvention erklärte 1992 die Staatengemeinschaft, die Treibhausgaskonzentrationen auf einem Niveau stabilisieren zu wollen, auf dem eine gefährliche Störung des Klimasystems verhindert wird. Sie vereinbarte im Kyoto-Protokoll (1997) und dem Übereinkommen von Paris (2015) die Begrenzung und Minderung ihrer Treibhausgasemissionen. Die Konzentrationen der wichtigsten langlebigen Treibhausgase Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) steigen unterdessen an.[4] Die Konzentration von CO2 stieg seit Beginn der Industrialisierung um 44 % auf über 405 ppm (Stand 2017), den höchsten Wert seit mindestens 800.000 Jahren.[5][6] Ursache sind vor allem anthropogene CO2-Emissionen, primär durch die Nutzung fossiler Brennstoffe. Die energiebedingten CO2-Emissionen wuchsen im Jahr 2018 mit einer Rekordrate von 1,7 %.[7] Die atmosphärische Konzentration von Methan stieg 2017 auf über 1850 ppb, die von Lachgas auf etwa 330 ppb.[5]

Wir lernen: Menschen verursachen eine Verstärkung der Treibhausgase!

Frage: In welchem Verhältnis stehen Treibhausgase, die vom Menschen verursacht werden zu natürlichen Treibhausgase der Natur?

Antwort: Im Rahmen des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs werden vergleichsweise große Mengen ausgetauscht: zwischen Atmosphäre und Ozean im Mittel rund 90 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr und zwischen Atmosphäre und Vegetation rund 60 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr. Damit verglichen, erscheint der Ausstoß des Menschen von derzeit rund 8 Milliarden Tonnen Kohlenstoff pro Jahr gering.

Im Unterschied dazu bildet der CO2-Ausstoß des Menschen eine zusätzliche Quelle, die einen kontinuierlichen Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxid-Gehaltes verursacht. Ein Teil dieses Ausstoßes wird vom Ozean und der Vegetation zusätzlich aufgenommen, aber nicht die gesamte Menge. Und genau darauf reagiert die atmosphärische CO2-Konzentration mit dem bekannten Anstieg von etwa 280 ppm auf etwa 379 ppm (2005) während des Industriezeitalters. Im Gegensatz dazu blieb der CO2-Gehalt der Atmosphäre in den rund 10 000 Jahren davor (Holozän) in etwa konstant. (Quelle: https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/ist-nicht-der-co2-ausstoss-des-menschen-im-rahmen )

Merke: Anstieg von 280 ppm auf etwa 379 ppm (2005) während des gesamten Industriezeitalters! 

Die weltweite Kohlendioxid-Konzentration lag im Jahr 2018 bei 407,38 ppm Kohlendioxid (NOAA 2018 Global). Ein ppm entspricht einem Molekül Kohlendioxid pro einer Million Moleküle trockener Luft. Stand 22.07.2019

Welche Folgen hat der Anstieg der CO2-Konzentration?

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist als Spurengas mit einem Volumenanteil von etwa 0,04 % (etwa 400 ppm) in der Atmosphäre enthalten. Der Massenanteil beträgt etwa 0,06 %.[1]

Trotz der geringen Konzentration ist Kohlenstoffdioxid für das Leben auf der Erde in vielerlei Hinsicht von elementarer Bedeutung: Pflanzen nehmen das für sie lebensnotwendige Spurengas auf und geben Sauerstoff ab (Photosynthese), während bei der Atmung der allermeisten Lebewesen und vielen anderen natürlichen Prozessen Kohlenstoffdioxid freigesetzt und in die Erdatmosphäre abgegeben wird.

Als Treibhausgas beeinflusst CO2 durch den Treibhauseffekt das Klima der Erde und durch seine Löslichkeit in Wasser den pH-Wert der Ozeane wesentlich. Im Verlauf der Erdgeschichte schwankte der atmosphärische CO2-Gehalt erheblich und war häufig an einer Reihe gravierender Klimawandel-Ereignisse direkt beteiligt. (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid_in_der_Erdatmosph%C3%A4re )

Von Dieter KasangRedaktionelle Betreuung des Wiki Klimawandel.Freier Mitarbeiter beim Hamburger Bildungsserver zum Thema KlimawandelProjektleiter „Schulprojekt Klimawandel“E-Mail-Adresse: kasang(at)dkrz.deAnmeldung zur Mitarbeit an kasang(at)dkrz.deEigene Darstellung nach Hansen, J. et al. (2008): Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim? – http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Kohlendioxid_in_der_Erdgeschichte, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=61085594

Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre in den letzten 65 Millionen Jahren. Die Konzentration zu Beginn des Känozoikums entspricht etwa dem extremen IPCC-Szenario (A1Fl) für das Ende des 21. Jahrhunderts.

Über die letzten 500 Millionen Jahre liegen über diese Schwankungen etwas bessere Informationen vor. In den ersten 100 Millionen Jahren dieses Zeitraums lag der CO2-Gehalt zwischen 4000 und 6000 ppm (heute 385 ppm)[2]. Dann folgte eine Phase mit ähnlich niedrigen CO2-Werten wie heute und einer Eisbedeckung fast bis zum 30. Breitengrad. Zwischen 100 und 250 Millionen Jahren vh. lag der CO2-Gehalt wieder deutlich über 1000 ppm. Es war die Zeit der Dinosaurier mit um 8 Grad wärmeren Temperaturen als heute.

Wir lernen: Der heutige CO2-Gehalt ist in der Erdgeschichte einer der niedrigsten und war verbunden mit Eiszeiten!

Ergebnis: Zumindestens der jetzige CO2-Gehalt von ca. 408 ppm bei einem Durchschnittswert von 400 ppm ist KEINE BEDROHUNG für das globale Leben!

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