Wie reagiert das Klima?

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Trägt die Verdopplung des Kohlendioxid-Anteils in der Atmosphäre weniger stark zur globalen Erwärmung bei als bisher befürchtet?

Durham (USA) – Ein höherer Anteil des Treibhausgases Kohlendioxid in der Atmosphäre führt zu einer globalen Erwärmung. Dieser Zusammenhang ist in der Fachwelt weitestgehend unbestritten. Doch über die Höhe des möglichen Temperaturanstiegs gibt es unterschiedliche Prognosen. So zeigen einige Studien, dass eine Verdopplung des Kohlendioxid-Anteils (CO ₂) das Thermometer im Mittel um bis zu neun Grad Celsius ansteigen lassen könnte. Amerikanische Klimaforscher setzen diese Höchstgrenze nun auf 6,2 Grad Celsius herab und erläutern ihre Abschätzung im Fachblatt Nature.

„Mit dieser Studie zeigen wir, wie wir die Klimasensibilität über die Rekonstruktion der Temperatur in der Nördlichen Hemisphäre während der vergangenen sieben Jahrhunderte abschätzen“, berichten Gabriele Hegerl und ihre Kollegen von der Division of Earth and Ocean Sciences an der Duke University in Durham. Grundlage ihrer Simulation sind Klimadaten aus dem Zeitraum zwischen 1270 und 1960, die beispielsweise aus Eisbohrkernen gewonnen worden sind. Aus diesen paläoklimatischen Daten können sowohl auf die variierende Sonneneinstrahlung, die schwankenden Anteile an Kohlendioxid und auf Klimaveränderungen infolge von Vulkanausbrüchen zurückgeschlossen werden. Auf diese klimatischen Randbedingungen reagierte die mittlere Jahrestemperatur im Laufe der Jahrhunderte mit Schwankungen zwischen –0,5 und +0,5 Grad Celsius.

Hegerl und Kollegen verglichen insgesamt vier Rekonstruktionen des irdischen Paläoklimas. Daraus gewannen sie wichtige Parameter, um die Empfindlichkeit des Erdklimas abschätzen zu können. Übertragen auf den seit Beginn der Industrialisierung stetig steigenden Anteil an Kohlendioxid in der Atmosphäre erlauben diese Parameter eine Aussage über den daraus resultierenden Anstieg der mittleren Jahrestemperatur in den kommenden Jahrzehnten. Lag der CO ₂-Anteil um 1800 noch bei etwa 280 ppm (parts per million) – also bei 280 CO ₂-Molekülen unter einer Million Luftteilchen –, so misst man heute bereits 370 ppm. Bei einer Verdopplung des CO ₂-Anteils sei eine Erwärmung von 1,5 bis 4,5 Grad Celsius am wahrscheinlichsten. Doch ein Anstieg um fast acht bis neun Grad Celsius sei dagegen nicht zu erwarten. Auch unter pessimistischsten Annahmen werde unter diesen Bedingungen sich die globale Erwärmung nicht stärker als mit einem Temperaturanstieg von 6,2 Grad Celsius auswirken.

Aus dem Vergleich von insgesamt vier Rekonstruktionen des irdischen Paläoklimas wurden wichtige Parameter gewonnen, um die Empfindlichkeit des Erdklimas abschätzen zu können. (Quelle: G. Hegerl, Duke University)

Allerdings handelt es sich bei diesem Ergebnis lediglich um Wahrscheinlichkeiten. So sinkt die Möglichkeit, dass sich die globale Erwärmung stärker als mit einem Anstieg um 4,5 Grad Celsius auswirkt, von derzeit 36 auf 15 Prozent. Und eine noch stärkere Erwärmung kann mit weniger als fünf Prozent als eher unwahrscheinlich eingestuft werden.

Nichtsdestotrotz muss nach seriösen Modellen bis zum Jahr 2100 mit einem Anstieg von bis zu drei Grad Celsius gerechnet werden. Dadurch könne der Meeresspiegel global um bis zu 20 Zentimeter ansteigen, mit katastrophalen Folgen für tief liegende Küstengebiete und zahlreiche Inseln. Zusammen mit der heute bereits messbaren globalen Erwärmung von rund 0,7 Grad Celsius entspräche dies fast dem Temperaturunterschied von der letzten Eiszeit bis heute.

Jan Oliver Löfken

Weitere Infos:

• Originalveröffentlichung:
  Gabriele C. Hegerl et al., Climate sensitivity constrained by temperature reconstructions over the past seven centuries, Nature, Vol. 440, S. 1029 
• Duke University: 
  http://www.duke.edu 
• Division of Earth and Ocean Sciences: 
  http://www.nicholas.duke.edu 
• Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC:
  http://www.ipcc.ch

Weitere Literatur:

• Schneider, S. H. & Dickinson, R. E. Climate modeling. Rev. Geophys. Space Phys. 12 447–493 (1974). 
• Frame, D. J. et al. Constraining climate forecasts: The role of prior assumptions. Geophys. Res. Lett. 32, L09702, (2005).
  http://dx.doi.org/10.1029/2004GL0022241 
• Murphy, J. M. et al. Quantification of modelling uncertainties in a large ensemble of climate change simulations. Nature 430, 768–772 (2004). 
• Stainforth, D. A. et al. Uncertainty in predictions of the climate response to rising levels of greenhouse gases. Nature 433, 403–406 (2005). 
• Mann, M. E. & Jones, P. D. Global surface temperatures over the past two millennia. Geophys. Res. Lett. 30, 1820 (2003).
  http://dx.doi.org/10.1029/2003GL017814