Aktuelle Klimaänderungen: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Klimawandel
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[[Bild:Temp1980-2012.jpg|thumb|520px|Abb. 1: Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte. 2015: vorläufiger Mittelwert Januar bis Oktober.]]
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[[Bild:Temp global aktuell.jpg|thumb|480px|Abb. 1: Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte]]
Die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] zeigt sich besonders seit den 1970er Jahren. Von den fünf wärmsten je gemessenen Jahren liegen vier bereits im 21. Jahrhundert. 2014, 2010, 2005, 2013 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe, gefolgt von den Jahren 2003, 2002, 2006, 2007, 2004, 2001 und 2008. 2015 wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit das neue Rekordjahr, da bereits der Mittelwert der ersten 10 Monate weit über dem Mittel aller früheren Jahre liegt.
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==Die globale Mitteltemperatur==
  
==Setzt der Klimawandel aus?==
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Die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] hat sich besonders seit 1980 stark erhöht und ein im [[Klima im 20. Jahrhundert|20. Jahrhundert]] unübertroffenes Niveau erreicht. In Abb. 1 sind einerseits starke Schwankungen von Jahr zu Jahr sichtbar, andererseits insgesamt eine deutliche Temperaturerhöhung über die letzten vier Jahrzehnte. Von den zehn wärmsten Jahren der gesamten Periode liegen alle mit Ausnahme des Jahres 1998 bereits im 21. Jahrhundert (sogar von den 16 wärmsten Jahren liegen 15 nach 2000). 2016, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013, 2005, 2009 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe. 2016, 2015, 2017 und 2018 sind mit deutlichem Abstand die vier wärmsten Jahren seit Beginn der Messungen.<ref name="Met Office 2018">Met Office (2018): [https://www.metoffice.gov.uk/news/releases/2018/2017-temperature-announcement 2017: warmest year on record without El Niño]</ref>  Die fünf Jahre 2014-2018 waren um 1 °C wärmer als die vorindustriellen Temperaturen. Dabei hat das Tempo der Erwärmung deutlich zugenommen.<ref name="WMO 2019">WMO (2019): [https://public.wmo.int/en/our-mandate/climate/wmo-statement-state-of-global-climate WMO Statement on the State of the Global Climate]</ref> Und es gibt zahlreiche Regionen mit einem stärkeren Temperaturanstieg als dem globalen Mittel, so dass 20-40 % der menschlichen Bevölkerung bereits einen Anstieg von 1,5 °C erfahren haben.<ref name="IPCC 2018"> IPCC (2018): Global Warming of 1.5 °C, 1.1 </ref>
  
Dennoch hat die geringe Temperaturzunahme in den letzten 15 Jahren in den Medien Spekulationen über ein Aussetzen des Klimawandels hervorgerufen, so etwa in einem Spiegel-Online-Artikel.<ref>Axel Bojanowski: [http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/stillstand-der-temperatur-erklaerungen-fuer-pause-der-klimaerwaermung-a-877941.html Forscher rätseln über Stillstand bei Erderwärmung], Spiegel Online 18.1.2013</ref><ref>Vgl. zu dem Thema auch: Easterling, D. R., and M. F. Wehner (2009): Is the climate warming or cooling?, Geophysical Research Letters, 36, L08706, doi:10.1029/2009GL037810</ref>  Tatsächlich lag die [[Globale Mitteltemperatur|globale Mitteltemperatur]] nach den Daten der amerikanischen Wetterbehörde NOAA 1998 um 0,63 °C über dem Mittelwert von 1901-2000 und fünfzehn Jahre später, im Jahre 2012, nur um 0,57 °C darüber.<ref>Alle folgenden Temperaturdaten nach National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA): [http://www.ncdc.noaa.gov/cag/ Climate at a Glance]</ref> Die beiden dazwischen liegenden Spitzenjahre 2005 und 2010 lagen mit 0,65 °C und 0,66 °C nur unwesentlich über dem Wert von 1998. Die globale Temperatur nahm also trotz weiterhin steigender [[Kohlendioxid-Konzentration|CO<sub>2</sub>-Konzentration]] von 367 ppm im Jahre 1998 auf 394 ppm<ref>[ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/trends/co2_annmean_mlo.txt Mauna Loa CO2 annual mean data] Jahresmittelwerte </ref>  im Jahre 2012 und 400 ppm im Mai 2013 sowie einer Steigerungsrate von 3,1 ppm/Jahr<ref name="MetOffice 2013a">MetOffice (2013): [http://www.metoffice.gov.uk/research/news/recent-pause-in-warming The recent pause in global warming (1): What do observations of the climate system tell us?]</ref> offensichtlich nicht mehr zu. Bedeutet das, dass damit die [[Klimawandel|globale Erwärmung]] durch die Emission von [[Treibhausgase]]n durch den Menschen nicht mehr wirksam ist? Der Mittelwert des gerade vergangenen Jahres 2014 und noch mehr die ersten zehn Monate des Jahres 2015 lassen diese These jedoch schon wieder als veraltet erscheinen. 2014 lag mit 0,74 °C Abweichung vom Mittel der Jahre 1910-2000 deutlich über den bisherigen Rekorddaten, und das Mittel der von Januar bis Oktober 2015 überbietet mit 0.86 °C auch diesen Spitzenwert noch einmal sehr deutlich..
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Die beiden bisher wärmsten Jahre 2015 und 2016 waren durch einen starken [[ENSO|El Niño]], eine periodisch auftretende ungewöhnliche Erwärmung im tropischen Pazifik, beeinflusst, während im Jahr 2017 eine schwache La Niña, die kühle Gegenphase zum warmen El  Niño, herrschte. 2017 war somit das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen ohne den Einfluss durch einen El Niño und zeigt damit deutlich die Auswirkungen der Erwärmung durch anthropogene [[Treibhausgase]]. Das folgende Jahr 2018 stand weiterhin unter La-Niña-Einfluss und wurde dennoch zu dem bisher viertwärmsten Jahr seit Beginn der Messungen. Zwischen den wichtigsten Temperaturreihen der NASA, NOA und des MetOffice gibt es in dieser Hinsicht weitgehende Übereinstimmung.<ref name="CarbonBrief 2019">CarbonBrief (2019): [https://www.carbonbrief.org/state-of-the-climate-how-world-warmed-2018 State of the climate: How the world warmed in 2018]</ref>
[[Bild:Temp 2014 NOAA.gif|thumb|520px|Abb. 2: Abweichung der globalen Land- und Ozeantemperatur 2014 vom Mittel der Jahre 1981-2010]]
 
  
== Beobachtete Klimaänderungen ==
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== Tages- und Nachttemperaturen ==
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Bei einem Vergleich zwischen Tages- und Nachttemperaturen zeigt sich, dass die Minimumtemperaturen stärker als die Maximumtemperaturen zunahmen. Das hat zu der Vermutung geführt, dass dafür eventuell die zunehmende Verstädterung verantwortlich sein könnte, da die urbanen Wärmeinseln die Nachttemperaturen stärker als die Tageswerte beeinflussen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass der urbane Anteil an der weltweiten Zunahme der Landtemperaturen seit 1900 nicht mehr als 0,06 <sup>o</sup>C beträgt, bei der globalen Temperatur (unter Berücksichtigung der siedlungsfreien Ozeanflächen) sogar nur 0,02 <sup>o</sup>C.<ref name="IPCC 2007">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.2.2.2</ref> Bei der Berechnung der globalen Temperatur sind die Effekte der städtischen Wärmeinseln berücksichtigt, die aber auf die Messstationen in den meisten Fällen keinen nennenswerten Einfluss haben, da diese oft in Parks und Gärten liegen und nicht gerade in Straßenschluchten.
  
Die globale Temperaturkurve zeigt immer wieder starke Schwankungen von Jahr zu Jahr. Einzelne Jahre miteinander zu vergleichen, wie etwa das für die 1990er Jahre außergewöhnlich warme Jahr 1998 und das eher kühle Jahr 2012, sagt daher nichts über die Klimaentwicklung in diesem Zeitraum aus, sondern nur über die Temperaturverhältnisse in zwei zufällig herausgegriffenen Jahren. Dabei geht es um Wetterverhältnisse, nicht um Klima. Um einen längerfristigen klimatischen Trend von 20 oder 30 Jahren zu bestimmen, müssen längere Zeiträume, mindestens Jahrzehnte, miteinander verglichen werden. Dabei kommt man dann zu ganz anderen Ergebnissen: Der Mittelwert des Jahrzehnts 1981-1990 lag um 0,25 °C über dem langjährigen Mittel der Jahre 1901-2000, der von 1991-2000 lag um 0,40 °C und der des Jahrzehnts 2001-2010 um 0,6 °C darüber. Die 2000er Jahre waren also deutlich wärmer als die 1990er und diese deutlich wärmer als die 1980er Jahre. Sie sind auch deutlich das wärmste Jahrzehnt seit Beginn der (global relevanten) Messungen Mitte des 19. Jahrhunderts, wahrscheinlich sogar seit dem Mittelalter. 13 der 14 wärmsten Jahre seit 1850 liegen im neuen Jahrhundert. 1998 ist die einzige Ausnahme.(vgl. auch die neue Studie des Met Office<ref name="MetOffice 2013a" />).
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== Die Rolle des Ozeans ==
 
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Bei Betrachtung der gesamten Energie, die durch menschliche Aktivitäten in das Klimasystem gelangt, sollte man jedoch nicht nur die Atmosphäre berücksichtigen. Der allergrößte Teil der zusätzlichen Energie, die zwischen 1971 und 2010 das Erdsystem erwärmt hat, nämlich über 90 %, wurde vom Ozean aufgenommen.<ref name="IPCC 2013">IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Box 3.1</ref> Die Erwärmung des Ozeans zeigt sich vor allem in den oberen 700 m Wasserschicht, aber auch zwischen 700 und 2000 m Tiefe. Der Ozean ist insofern in mancher Hinsicht ein besserer Indikator für die globale Erwärmung des Klimasystems durch den Menschen als die globale Oberflächentemperatur. Er nimmt nicht nur die mit Abstand größte Menge an zusätzliche Wärme auf, sondern zeigt auch weniger Schwankungen von Jahr zu Jahr und spiegelt damit besser die stetige Zunahme von anthropogenen Treibhausgasen wider als die stärkeren Variabilität unterliegenden atmosphärischen Temperaturen. Diese entsteht auch dadurch, dass der Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean starken Schwankungen unterliegt. Bei Berücksichtigung des Ozeans hat es daher auch die viel diskutierte „Erwärmungspause“ in den 2000er Jahren gar nicht gegeben.<ref name="MetOffice 2013">MetOffice (2013): The recent pause in global warming (1): What do observations of the climate system tell us?; MetOffice (2013): The recent pause in global warming (2): What are the potential causes?</ref> Die ‚Erde‘ hat sich weiterhin erwärmt; nur ist ein größerer Teil der Wärmemenge in den Ozean gegangen. Durch seine großes Volumen und seine hohe Wärmekapazität ist der Ozean mit Abstand das größte Wärme-Reservoir im Klimasystem. Die Wärmeaufnahme durch den Ozean stellt daher einen Puffer bei Klimaänderungen dar und verlangsamt im gegenwärtigen Klimawandel deutlich die Erwärmungsrate der Atmosphäre.
Dennoch bleibt festzuhalten, dass seit ca. 2000 die globale Mitteltemperatur (auf hohem Niveau) nach den verbreiteten Datenreihen etwa gleich geblieben ist und offensichtlich erst mit dem Jahr 2014 wieder anzieht. Interessant sind einige regionale Unterschiede: Die Pause nach 2000 findet sich nicht in der [[Klimaänderungen in den Polargebieten|Arktis]], die sich insgesamt doppelt so schnell erwärmt wie im globalen Mittel und deren Erwärmung weiter anhält. Die globalen Landgebiete haben sich seit 1970 um 0,26 °C erwärmt, die Temperatur über den Ozeanen nur um 0,13 °C. Die Landgebiete zeigen auch nach 2000 einen leichten Temperaturanstieg. Insgesamt zeigen die Daten, dass sich die aktuelle Pause der Erwärmung vor allem aus der geringen Erwärmung über den Ozeanen, bes. über dem östlichen Pazifik, herleitet.<ref name="MetOffice 2013a" />
 
 
 
Wahrscheinlich, auch die jüngsten Daten von 2014 sprechen dafür, gibt es jedoch diese Erwärmungspause gar nicht, da die gängigen Messreihen vor allem die Polargebiete nur sehr schlecht abdecken. Gerade die Arktis hat sich aber nach Satellitenmessungen und den wenigen Bodendaten in den letzten zwei Jahrzehnten besonders stark erwärmt. Eine neue Methode der Datenauswertung, die Satelliten- und Bodendaten miteinander verknüpft, gelangt zu einer Erwärmungsrate von 0,15 °C pro Jahrzehnt während der letzten 15 Jahre, eine Verdreifachung gegenüber dem gängigen Wert von 0,05 °C/Jahrzehnt.<ref>Cowtan, K., and R.G. Way (2013): Coverage bias in the HadCRUT4 temperature series and its impact on recent temperature trends,  The Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, DOI: 10.1002/qj.2297</ref>
 
 
 
[[Bild:Temp 1980 2012.jpg|thumb|480px|Abb. 3: Globale Temperaturentwicklung nach fünf Datensätzen (blau) und unter Herausrechnung der Einflüsse der Solarstrahlung, von ENSO und Vulkanausbrüchen (rot).]]
 
 
 
== Ursachen der Erwärmungspause==
 
 
 
Worin könnten die Ursachen für den nur begrenzten Anstieg der globalen Mitteltemperatur seit Beginn des neuen Jahrhunderts liegen? Da der Anstieg der Konzentration der Treibhausgase unvermindert anhält, kommen als Einflussfaktoren nur [[Natürliche Klimaschwankungen|natürliche Klimaschwankungen]] in Frage. Dabei lassen sich grundsätzlich zwei verschiedene Prozesse unterscheiden, zum einen eine Veränderung im [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|Strahlungshaushalt]] der [[Atmosphäre im Klimasystem|Atmosphäre]] und zum andern eine veränderte Energieverteilung durch interne Klimaschwankungen.
 
 
 
===Veränderte Strahlung===
 
Die Temperatur des Klimasystems wird grundlegend kontrolliert durch die eingehende kurzwellige [[Sonnenenergie|Solarstrahlung]] und die ausgehende langwellige [[Strahlung]] des Planeten. Die Treibhausgase fangen einen Teil dieser langwelligen Strahlung in der Atmosphäre ab und erwärmen das System. Die steigende Emission anthropogener Treibhausgase verstärkt diesen Effekt. Die Konzentration des mit Abstand wichtigsten anthropogenen Treibhausgases, nämlich [[Kohlendioxid]],  ist unvermindert angestiegen. Für eine Änderung des Strahlungshaushalts kommen daher nur natürliche Prozesse in Frage.
 
 
 
Eine Möglichkeit, die einfallende Strahlung von der Sonne zu verringern, wären [[Vulkanismus|Vulkanausbrüche]]. Bei starken Vulkaneruptionen werden [[Aerosole]] bis in die [[Stratosphäre]] geschleudert und können dort in nennenswertem Maße Sonnenstrahlen reflektieren und so zu einer Abkühlung am Boden führen. Die wenigen größeren Vulkanausbrüche der letzten 50 Jahre liegen jedoch mehr als 20 Jahre zurück, mit dem Ausbruch des Mt. Pinatubo von 1991 als dem letzten und stärksten Ereignis. Die abkühlende Wirkung von Vulkanausbrüchen hält außerdem nur zwei bis drei Jahre an. Damit kommen Vulkanausbrüche für die aktuelle Erwärmungspause eher nicht in Frage.
 
 
 
Auch durch menschliche Aktivitäten könnte sich die Aerosol-Konzentration in der Atmosphäre erhöhen und damit eine Abkühlung bewirken. Tatsächlich sind die anthropogenen Emissionen von [[Sulfataerosole]]n von 106 Tg SO<sub>2</sub> im Jahre 2000 auf 112 Tg SO<sub>2</sub> im Jahre 2005 angestiegen. Grund war vor allem der gestiegene Anteil Asiens, d.h. vor allem Chinas und Indiens, von 41 auf 52 % der weltweiten Emissionen, während im selben Zeitraum der Anteil Nordamerikas und Europas (einschließlich Rußlands) von 38 auf 25 % gesunken ist. Zwischen 2005 und 2011 haben die globalen Emissionen jedoch wieder von 112 auf 101 Tg SO2 abgenommen, weil China als größter Aerosol-Emittent durch Kontrollmaßnahmen bei Kraftwerken seine Emissionen deutlich gesenkt hatte.<ref name="Klimont 2013">Klimont, Z., S.J Smith, and J. Cofala (2013): The last decade of global anthropogenic sulfur dioxide: 2000–2011 emissions, Environmental Research Letters 8, doi:10.1088/1748-9326/8/1/014003</ref>  Ein relevanter Anteil von anthropogenen Aerosolen an dem fehlenden Temperaturanstieg kann demnach nicht angenommen werden.<ref name="MetOffice 2013b">MetOffice (2013): [http://www.metoffice.gov.uk/research/news/recent-pause-in-warming The recent pause in global warming (2): What are the potential causes?]</ref>
 
 
 
Möglicherweise kommt auch eine Abnahme der [[Sonneneinstrahlung und Klimaänderungen|Sonneneinstrahlung]] als Verursacher in Frage. Die letzten drei Maxima um 1990, 2001 und 2013 zeigen einen deutlichen Abwärtstrend.<ref name="SIDC">Solar Influences Data Analysis Center (SIDC): [http://sidc.oma.be/sunspot-index-graphics/sidc_graphics.php International Sunspot Number]</ref>  Es ist daher davon auszugehen, dass der deutliche Abschwung des [[Schwabe-Zyklus]] zwischen 2002 und 2009 einen Einfluss darauf hatte, dass es im neuen Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts trotz weiterhin steigender [[Treibhausgase|Treibhausgaskonzentration]] keine weitere Zunahme der [[Globale Mitteltemperatur|globalen Mitteltemperatur]] gegeben hat <ref name="Lean 2010"> J.L. Lean (2010): Cycles and trends in solar irradiance and climate, WIREs Climate Change 1, 111-122</ref> Der Einfluss abnehmender Sonneneinstrahlung wird insgesamt jedoch als sehr gering eingeschätzt (s. Abb. 2). Selbst wenn die Sonnenaktivität bis zum Ende des Jahrhunderts auf das Niveau der Kleinen Eiszeit zurückgehen sollte, wird dadurch nicht mehr als ein Abkühlungseffekt von -0,1 °C erwartet.<ref name="Jones 2012">Jones, G. S., M. Lockwood, and P. A. Stott (2012): What influence will future solar activity changes over the 21st century have on projected global near-surface temperature changes?, Journal of Geophysical Research, 117, D05103, doi:10.1029/2011JD017013</ref>
 
 
 
===Veränderte Energieverteilung===
 
[[Bild:Klimapause Land Ozean.jpg|thumb|480px|Abb. 4: Änderung der globalen 2m-Temperatur über dem Land, über dem Ozean und über Land und Ozean sowie Änderung des Wärmegehalts in den oberen 800 m des Ozeans im Verhältnis zum Mittelwert 1961-1990]]
 
Da die Veränderungen im [[Strahlungshaushalt der Atmosphäre|Strahlungshaushalt]] der Atmosphäre zu geringfügig sind, um die ausbleibende Erwärmung zu erklären, kann die entscjeidende Ursache nur in einer veränderten Umverteilung der zusätzlichen Energie durch [[Treibhausgase]] im [[Klimasystem]] liegen. Die zunehmende C<sub>2</sub>-Konzentration hat die Erwärmung des Klimasystems weiter vorangetrieben, aber eben nicht an in 2 m über der Eroberfläche, wo die globale Mitteltemperatur gemessen wird, sondern irgendwie darunter. Dafür kommt eigentlich nur der [[Ozean im Klimasystem|Ozean]] in Frage. Im Ozean können Änderungen in der vertikalen Zirkulation warmes Wasser in den tieferen Ozean verfrachten und kaltes Wasser an die Oberfläche bringen. Eine Ursache kann in Ozean-Atmosphäre-ZWechselwirkungen liegen wie z.B. der El-Niño-Southern-Oscillation ([[ENSO]]), eine andere in Änderungen der Dichte des Ozeanwassers, z.B. durch Änderungen der Wassertemperatur oder des Salzgehaltes, wie etwa bei der [[Thermohaline Zirkulation|thermohalinen Zirkulation]] im Nordatlantik.
 
 
 
==== Meeresoberflächentemperaturen ====
 
 
 
So war z.B. 1998 deshalb ein außergewöhnlich warmes Jahr, weil der stärkste je gemessenen [[El Niño 1997/98|El Niño]] die Temperaturen weltweit nach oben getrieben hat. Bei einem El Niño wird durch Umverteilung von Wassermassen im Pazifik kaltes Auftriebswasser im östlichen tropischen Pazifik unterdrückt und durch warmes Wasser aus dem westlichen Pazifik ersetzt. ENSO beeinflusst das Wetter rund um den Globus. Der Unterschied in der globalen Mitteltemperatur zwischen einer warmen El-Niño- und einer kalten La-Niña-Phase liegt bei 0,2 bis 0,3 °C.<ref name="MetOffice 2013b" /> Das entspricht etwa der geschätzten Erwärmungsrate pro Jahrzehnt durch den Anstieg von Treibhausgasen. Seit dem Jahr 2000 gab es kein größeres El-Niño-Ereignis; vielmehr dominierten im tropischen Pazifik die kühlen La-Niña-Zustände. Es ist daher wahrscheinlich, dass das ENSO-Phänomen einen gewissen Beitrag zu der ausbleibenden Erwärmung in den 2000er Jahren geleistet hat. ENSO-Phasen halten jedoch immer nur für einige Monate an und können daher selbst im Zusammenwirken mit der schwächeren Solarstrahlung die Erwärmungspause des letzten Jahrzehnts nicht vollständig erklären (s. Abb. 2).
 
 
 
Auf längeren Zeitskalen gibt es großräumige Abkühlungs- und Erwärmungsphasen bei den Meeresoberflächentemperaturen (SST) im Nordatlantik durch die [[Natürliche_Klimaschwankungen|Atlantische Multidekadische Oszillation (AMO)]], die zumindest teilweise von der [[Thermohaline Zirkulation|thermohalinen Zirkulation]] bzw. [[Meridionale Umwälzzirkulation (MOC)|Meridionalen Umwälzzirkulation (MOC)]] angetrieben wird. Der Nordatlantik hat sich seit den 1970er Jahren stark erwärmt, aber seit Beginn des neuen Jahrhunderts sind die Temperaturen nahezu konstant geblieben. Zur gegenwärtigen Erwärmungspause wird die AMO daher kaum etwas beigetragen haben. Auch wird der mögliche Beitrag als relativ gering eingeschätzt. Allerdings könnte der Atlantik in tieferen Schichten Wärme gespeichert haben.<ref name="MetOffice 2013b" />
 
[[Bild:PDO1975-2012.jpg|thumb|480px|Abb. 5: Temperatur-Index der Pazifischen Dekaden Oszillation, gemittelt über die Monate Mai bis September]]
 
Ähnliche Temperaturschwankungen wie im Nordatlantik gibt es auch bei der SST im Pazifik, die als Pazifische Multidekaden Oszillation (PDO) bezeichnet werden. Die Mechanismen sind noch wenig verstanden. Die Forschung geht aber davon aus, dass die PDO einen starken Einfluss auf das Klimasystem hat. Seit den späten 1970er Jahren zeigt der PDO-Index einen positiven Trend, der sich seit der Jahrhundertwende dann aber negativ entwickelt hat. Zusammen mit den vorherrschenden La-Niña-Zuständen könnte die PDO damit durchaus nennenswert zu der Erwärmungspause beigetragen haben. Das wird auch von Klimamodellrechnungen gestützt.<ref name="MetOffice 2013b" />
 
 
 
====Der tiefere Ozean====
 
Warum aber kam es zu dieser weiträumigen Ausbreitung von kälterem Wasser im Pazifik? Externe Gründe wie eine Änderung in der Einstrahlung scheiden dafür aus. Es  müssen daher wohl interne Austauschprozesse dafür gesorgt haben. D.h. ein großer Teil der Wärme, die der Ozean aufgrund der höheren Treibhausgaskonzentration aus der Atmosphäre aufgenommen hat, muss in den tieferen Ozean gelangt sein. Dabei ist daran zu erinnern, dass der Ozean aufgrund seiner hohen Wärmekapazität und seiner im Vergleich zur Atmosphäre viel größeren Masse ohnehin über 90 % der Erwärmung des Klimasystems seit der Mitte des 20. Jahrhunderts aufgenommen hat.<ref name="Roemmich 2012">Roemmich, D., W.J. Gould and J. Gilson (2012): 135 years of global ocean warming between the Challenger expedition an the Argo Programme, Nature Climate Change 2, 425–428, DOI: 10.1038/NCLIMATE1461</ref> Der größte Teil der Erwärmung fand in den oberen Schichten statt, aber auch darunter erwärmte sich der Ozean zunehmend. Die schwierige Auswertung von Beobachtungen legt den Schluss nahe, dass gerade die Temperatur zwischen 700 und 2000 m stärker steigen, während die Erwärmung in den oberen Schichten eher stagniert. Eine mögliche Ursache könnten Änderungen der Passatwinde und deren Wirkung auf großräumige Ozeanwirbel sein.<ref name="Balmaseda 2013">Balmaseda, M.A., K.E. Trenberth, and E. Källén (2013): Distictive climate signals in reanalysis of the global ocean heat content, Geophysical Research Letters 40, 1754-1759</ref>  Eine jüngere Berechnung mit einem nachträglichen [[Klimamodelle|Vorhersagemodell]] kommt allerdings zu dem Ergebnis, dass die zusätzliche Energie, die die Atmosphäre durch steigende Treibhausgase empfangen hat, primär von den oberen 700 m des Ozeans aufgenommen wurde. Dabei sollen der tropische Pazifik mit 42 %, der tropische Atlantik mit 25 % und der Nordatlantik mit 16 % an der erhöhten Wärmeaufnahme des Ozeans beteiligt gewesen sein.<ref name="Guemas 2013">Guemas, V., F J. Doblas-Reyes1, I. Andreu-Burillo and M. Asif (2013): Retrospective prediction of the global warming slowdown in the past decade, Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE1863 </ref>
 
 
 
Es spricht also viel dafür, dass das Ausbleiben der Erwärmung der unteren Atmosphäre seit der Jahrhundertwende dadurch zu erklären ist, dass ein großer Teil der zusätzlichen Energie durch die steigende Konzentration von Treibhausgasen vom Ozean aufgenommen worden ist. Allerdings reichen die vorliegenden Beobachtungsdaten nicht aus, um diese These definitiv zu belegen.<ref name="MetOffice 2013b" />
 
 
 
==Kalte Winter in Europa==
 
[[Bild:Temp_winter2009-10.jpg|thumb|480px|Abb. 6: Temperaturabweichung im Winter 2009/10 vom Mittel der Jahre 1951-1980]]
 
[[Bild: Nao_negativ.jpg|thumb|320px|Abb. 7: Druckverhältnisse, Strömungen und Wetterlagen bei einem negativen [[NAO-Index]] im Winter]]
 
* Hauptartikel: [[Kalte Winter in Europa]]
 
Die kalten Winter 2009/10 und 2010/11 haben dagegen nichts mit dem globalen Trend zu tun, sondern sind ein regional begrenztes Phänomen, das sich auf Teile von Europa, Russland und den USA beschränkt.<ref name="Guirguis 2011">Guirguis,K., A. Gershunov, R. Schwartz, and S. Bennett (2011): Recent warm and cold daily winter temperature extremes in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2011GL048762, 2011</ref> Hier lagen die Temperaturen um einige Grad Celsius unter den Wintertemperaturen der Periode 1951-1980. Hauptursache für die Kältewellen in Europa, Sibirien und den USA war eine sehr schwach ausgebildete [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO). Der Gegensatz der Druckverhältnisse zwischen dem Azorenhoch und dem Islantief war niedriger als gewöhnlich. Das führte zu stabilen Luftdruck-Mustern, die arktische Luft in die östliche USA und in das nördliche Eurasien lenkte.
 
 
 
Die Temperaturverteilung entspricht ziemlich genau den Wetterlagen bei einer negativen NAO-Phase. Die NAO selbst unterliegt starken natürlichen Schwankungen von Jahr zu Jahr sowie einer Dekadenschwankung. Die schwache NAO allein hätte allerdings noch kältere Bedingungen erwarten lassen, so dass davon auszugehen ist, dass die globale Erwärmung die Kältewellen abgemildert hat. 
 
 
 
Neben dem Einfluss der NAO spielte möglicherweise auch das [[Klimaänderungen_in_Europa#Kalte_Winter_in_Europa|Abschmelzen des arktischen Meereises]] eine Rolle, das auch die Schwankungen der NAO beeinflusst haben könnte. Seit 2005 hat sich der sommerliche Rückgang des arktischen Meereises deutlich beschleunigt. Das hat zu einer Destabilisierung des Polarwirbels geführt, so dass kalte und feuchte Luft aus der Arktis bis nach Nordamerika, Nordeuropa und Nordostasien vordringen konnte. Näheres s. [[Meereis#Klimatische_Folgen|Meereis: Klimatische Folgen]]
 
 
 
Global gesehen waren die Winter 2009/10 und 2010/11 keineswegs ungewöhnlich kalt. Und auch eine Betrachtung nur der Nordhalbkugel zeigt, dass eher die ungewöhnlich warmen Bedingungen überwogen.<ref name="Guirguis 2011" /> Besonders hohe Temperaturen hatten etwa Nordwest-Kanada und die Arktis zu verzeichnen, mit 4 °C und mehr über dem angegebenen Mittel. Die ungewöhnlich warmen Ereignisse in den beiden Wintern 2009/10 und 2010/11 waren insgesamt sogar dominierender als die kalten Ereignisse. Räumlich gesehen gab es mit 25-30 % der gesamten Festlandfläche der Nordhemisphäre größere Gebiete mit ungewöhnlich warmen Bedingungen als mit ungewöhnlich kalten Verhältnissen, die nur auf etwa 10 % der Fläche dominierten. Diese warmen Extreme können nicht durch die [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Klimaschwankungen]] erklärt werden und sind wohl eine Folge der globalen Erwärmung.
 
  
 
== Einzelnachweise ==
 
== Einzelnachweise ==
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== Weblinks ==
 
== Weblinks ==
* [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_klima_umwelt_ueberwachung_global&_state=maximized&_windowLabel=T26201578251161151201109&T26201578251161151201109gsbDocumentPath=Navigation%2FOeffentlichkeit%2FKlima__Umwelt%2FKlimaueberwachung%2FGlobal%2Fpublikationen%2Fwmo__publikationen%2Fhome__wmo__publikationen__node.html WMO-Bericht zum Zustand des globalen Klimas 2007 und 2008] Deutsche Übersetzung durch den Deutschen Wetterdienst
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* Klimafakten: [https://www.klimafakten.de/behauptungen/behauptung-die-globale-erwaermung-stoppte-1998-0 Fakt ist: Es gab und gibt keine "Pause" der Erderwärmung]  
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde NOAA [http://www.ncdc.noaa.gov/monitoring-references/faq/anomalies.php Global Surface Temperature Anomalies]
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* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde zu 2014 [http://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global Global Analysis - Annual 2014]
 
 
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
 
* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
 
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
 
* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
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==Bildergalerie zum Thema==
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Aktuelle Version vom 23. August 2019, 17:10 Uhr

Abb. 1: Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte

1 Die globale Mitteltemperatur

Die globale Mitteltemperatur hat sich besonders seit 1980 stark erhöht und ein im 20. Jahrhundert unübertroffenes Niveau erreicht. In Abb. 1 sind einerseits starke Schwankungen von Jahr zu Jahr sichtbar, andererseits insgesamt eine deutliche Temperaturerhöhung über die letzten vier Jahrzehnte. Von den zehn wärmsten Jahren der gesamten Periode liegen alle mit Ausnahme des Jahres 1998 bereits im 21. Jahrhundert (sogar von den 16 wärmsten Jahren liegen 15 nach 2000). 2016, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013, 2005, 2009 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe. 2016, 2015, 2017 und 2018 sind mit deutlichem Abstand die vier wärmsten Jahren seit Beginn der Messungen.[1] Die fünf Jahre 2014-2018 waren um 1 °C wärmer als die vorindustriellen Temperaturen. Dabei hat das Tempo der Erwärmung deutlich zugenommen.[2] Und es gibt zahlreiche Regionen mit einem stärkeren Temperaturanstieg als dem globalen Mittel, so dass 20-40 % der menschlichen Bevölkerung bereits einen Anstieg von 1,5 °C erfahren haben.[3]

Die beiden bisher wärmsten Jahre 2015 und 2016 waren durch einen starken El Niño, eine periodisch auftretende ungewöhnliche Erwärmung im tropischen Pazifik, beeinflusst, während im Jahr 2017 eine schwache La Niña, die kühle Gegenphase zum warmen El Niño, herrschte. 2017 war somit das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen ohne den Einfluss durch einen El Niño und zeigt damit deutlich die Auswirkungen der Erwärmung durch anthropogene Treibhausgase. Das folgende Jahr 2018 stand weiterhin unter La-Niña-Einfluss und wurde dennoch zu dem bisher viertwärmsten Jahr seit Beginn der Messungen. Zwischen den wichtigsten Temperaturreihen der NASA, NOA und des MetOffice gibt es in dieser Hinsicht weitgehende Übereinstimmung.[4]

2 Tages- und Nachttemperaturen

Bei einem Vergleich zwischen Tages- und Nachttemperaturen zeigt sich, dass die Minimumtemperaturen stärker als die Maximumtemperaturen zunahmen. Das hat zu der Vermutung geführt, dass dafür eventuell die zunehmende Verstädterung verantwortlich sein könnte, da die urbanen Wärmeinseln die Nachttemperaturen stärker als die Tageswerte beeinflussen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass der urbane Anteil an der weltweiten Zunahme der Landtemperaturen seit 1900 nicht mehr als 0,06 oC beträgt, bei der globalen Temperatur (unter Berücksichtigung der siedlungsfreien Ozeanflächen) sogar nur 0,02 oC.[5] Bei der Berechnung der globalen Temperatur sind die Effekte der städtischen Wärmeinseln berücksichtigt, die aber auf die Messstationen in den meisten Fällen keinen nennenswerten Einfluss haben, da diese oft in Parks und Gärten liegen und nicht gerade in Straßenschluchten.

3 Die Rolle des Ozeans

Bei Betrachtung der gesamten Energie, die durch menschliche Aktivitäten in das Klimasystem gelangt, sollte man jedoch nicht nur die Atmosphäre berücksichtigen. Der allergrößte Teil der zusätzlichen Energie, die zwischen 1971 und 2010 das Erdsystem erwärmt hat, nämlich über 90 %, wurde vom Ozean aufgenommen.[6] Die Erwärmung des Ozeans zeigt sich vor allem in den oberen 700 m Wasserschicht, aber auch zwischen 700 und 2000 m Tiefe. Der Ozean ist insofern in mancher Hinsicht ein besserer Indikator für die globale Erwärmung des Klimasystems durch den Menschen als die globale Oberflächentemperatur. Er nimmt nicht nur die mit Abstand größte Menge an zusätzliche Wärme auf, sondern zeigt auch weniger Schwankungen von Jahr zu Jahr und spiegelt damit besser die stetige Zunahme von anthropogenen Treibhausgasen wider als die stärkeren Variabilität unterliegenden atmosphärischen Temperaturen. Diese entsteht auch dadurch, dass der Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean starken Schwankungen unterliegt. Bei Berücksichtigung des Ozeans hat es daher auch die viel diskutierte „Erwärmungspause“ in den 2000er Jahren gar nicht gegeben.[7] Die ‚Erde‘ hat sich weiterhin erwärmt; nur ist ein größerer Teil der Wärmemenge in den Ozean gegangen. Durch seine großes Volumen und seine hohe Wärmekapazität ist der Ozean mit Abstand das größte Wärme-Reservoir im Klimasystem. Die Wärmeaufnahme durch den Ozean stellt daher einen Puffer bei Klimaänderungen dar und verlangsamt im gegenwärtigen Klimawandel deutlich die Erwärmungsrate der Atmosphäre.

4 Einzelnachweise

  1. Met Office (2018): 2017: warmest year on record without El Niño
  2. WMO (2019): WMO Statement on the State of the Global Climate
  3. IPCC (2018): Global Warming of 1.5 °C, 1.1
  4. CarbonBrief (2019): State of the climate: How the world warmed in 2018
  5. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.2.2.2
  6. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Box 3.1
  7. MetOffice (2013): The recent pause in global warming (1): What do observations of the climate system tell us?; MetOffice (2013): The recent pause in global warming (2): What are the potential causes?

5 Weblinks


6 Bildergalerie zum Thema


7 Lizenzhinweis

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Kontakt: Dieter Kasang

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