Feedback

In der Diskussion über das Ausmaß des Klimawandels wird oft von Rückkopplungsmechanismen (feedbacks) gesprochen. Diese treten bei Wechselwirkungen zwischen dem externen Klimaantrieb und der Antwort des Klimasystems auf diese Veränderung auf (Abb.1). Während Klimaantriebe die Ursache für einen Klimawandel darstellen, sind Rückkopplungen nur Folgen davon.

Dabei bezieht sich die Rückkopplung meistens auf die durch den Antrieb hervorgerufene Temperaturerhöhung an der Oberfläche. Wenn diese Anfangsstörung eine Größe beeinflusst, die wiederum die Temperaturerhöhung beeinflusst, spricht man von einer Rückkopplung. So können Rückkopplungen anschaulich anhand eines Kreislaufs illustriert werden, der mit der Erwärmung der Oberflächentemperatur beginnt. Innerhalb dieses Kreislaufs kann es dann zu einer Verstärkung oder Linderung des anfänglichen Temperaturanstiegs kommen. Im ersten Fall spricht man von einer positiven, im zweiten von einer negativen Rückkopplung.

Ein solcher Kreislauf ist allerdings nur eine Modellvorstellung unter bestimmten Annahmen, da Rückkopplungen im Klimasystem nicht von einander getrennt ablaufen sondern untereinander interagieren (deshalb bezeichnet man das Klimasystems als nichtlinear). So lässt sich der Effekt einer einzelnen Rückkopplung auf die Temperatur nur schwer einschätzen. Beispielsweise wird bei einer deutlich negativen Temperaturgradient-Rückkopplung die Wasserdampf-Rückkopplung am Boden wahrscheinlich größer sein.

Arten von Rückkopplungsmechanismen

• Wasserdampf-Rückkopplung (water vapour feedback) und Temperatur-Gradient-Rückkopplung (lapse rate feedback)
  
• Wolken-Rückkopplungen
  
• Eis-Albedo-Rückkopplung
  
• Biogeophysikalische Rückkopplungen
  
• Schwarzkörperstrahlung
  
• Kohlenstoffkreislauf

Einschätzung der Größenordnung der Rückkopplungsmechanismen

In der Summe verstärken Rückkopplungen eine anfängliche Erwärmung nach aktuellen Modellläufen um 2 W/(m²K) (Abbildung 2). Die größte Bedeutung kommt dabei der Wasserdampfrückkopplung zu. Die Ergebnisse streuen im Allgemeinen noch recht weit. Sehr wahrscheinlich sind jedoch die meisten Rückkopplungen positiv und verstärken die Klimaerwärmung.

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Kontakt: Dieter Kasang