Aktuelle Klimaänderungen: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Bild:Temp_diff_2007.jpg|thumb|520px|Temperaturdifferenz 2007 zum Mittel 1951-1980]]
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[[Bild:Temp global aktuell.jpg|thumb|480px|Abb. 1: Globale Jahresmittelwerte der bodennahen Lufttemperatur und Jahrzehntmittelwerte]]
== Unser Wissen über den Klimawandel ==
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==Die globale Mitteltemperatur==
  
Die gegenwärtige Änderung des globalen Klimas ist in den Massenmedien und in der Politik zu einem zentralen Thema geworden. Besonders in Deutschland sind die Sachstandsberichte des [[IPCC]], des Intergovernmental Panel on Climate Change, eines internationalen Expertengremiums der UNO, auf ein breites Echo gestoßen. Die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung, als die die gegenwärtige Klimaänderung inzwischen allgemein anerkannt ist, wird vielfach als die zentrale Herausforderung der Menschheit in den kommenden Jahrzehnten begriffen.
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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, 2019, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013, 2005, und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe. 2015 bis 2019 war mit deutlichem Abstand die wärmste 5-Jahresperiode seit Beginn der Messungen.<ref name="NOAA 2020">NOAA (2020): [https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201913 Global Climate Report - Annual 2019]</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>
Tatsächlich erlebt das weltweite Klima seit Mitte des 19. Jahrhunderts und besonders in den letzten Jahrzehnten einen in historischen Zeiten nicht erfahrenen Wandel, der regional unterschiedlich abläuft, im weltweiten Mittel aber die klare Tendenz einer globalen Erwärmung aufweist. Über zahlreiche Variablen des Klimasystems wie die Temperatur, die Niederschläge, Wetterextreme, die Schneebedeckung, die Ausdehnung von Land- und [[Meereis]] und den Meeresspiegel sind immer mehr Daten gesammelt worden, die insgesamt ein einheitliches Bild ergeben.  
 
  
Seit etwa 1860 werden an so vielen Orten in der Welt instrumentelle Temperaturdaten gesammelt, dass daraus globale Mittelwerte abgeleitet werden können. Seit etwa 100 Jahren liegen Beobachtungen über Niederschlagsmengen und Winde vor und es gibt an etlichen Orten auch Messungen über dem Meeresspiegel. Seit den späten 1970er Jahren unterstützen außerdem Satellitendaten die Messungen in Bodennähe. Satelliten messen die von der Erde absorbierte, reflektierte und emittierte Strahlung. Sie können die Wolkenbedeckung, die Schnee- und Eisbedeckung, die Luftzusammensetzung, den Niederschlag und andere Parameter erfassen und haben inzwischen eine Flut von Daten erzeugt, die stetig wächst. Zunehmend werden auch Proxidaten aus Baumringen, Sedimenten, Eisbohrkernen und anderen Quellen über die vergangenen Jahrhunderte und Jahrtausende gesammelt und z.B. in Klimamodellsimulationen ausgewertet, die es erlauben, die klimatischen Veränderungen der letzten Jahrzehnte in einem größeren zeitlichen Kontext zu sehen.
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Das bisher wärmste Jahr, 2016, war 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,<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> und 2019 eine neutrale Sitution vorherrschten. 2019 und 2017 waren somit die wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen ohne den Einfluss durch einen El Niño und zeigen damit deutlich die Auswirkungen der Erwärmung durch anthropogene [[Treibhausgase]]. 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>
Zuletzt erlauben es auch die immer komplexeren Computermodelle, nicht nur das Wetter der kommenden Tage vorherzusagen, sondern auch das vergangene Wetter (z.B. zu Zeiten, als die Datenlage noch nicht so gut war wie heute) nachzusimulieren.
 
  
Auch wenn einzelne regionale Ereignisse wie etwa das Wüten des Hurrikans Katrina 2005 im Süden der USA, der verheerende Sturm Kyrill im Januar 2007 in Europa, die Elbeflut im Sommer 2002, die europäische Hitzewelle im August 2003 oder immer wieder erlebte ungewöhnlich warme Winter wie zuletzt 2006/07 kein Beweis für einen globalen Klimawandel sind, so kann dennoch die Häufigkeit vieler einzelner Ereignisse die Änderung des Klimas dokumentieren.
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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.
  
== Änderung der Temperatur ==
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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 einer stärkeren Variabilität unterliegenden atmosphärischen Temperaturen. 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.
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[[Bild:Temp land ocean1880-2019.png|thumb|480px|Abb. 2: Veränderung der globalen Oberflächentemperatur über dem Land (rot) und der Meeresoberflächentemperatur (blau) 1880-2019 im Vergleich zur Basis 1951-1980]]
  
[[Bild:Temp20C.gif|thumb|420px|Veränderung der globalen Mitteltemperatur 1860-2006]]
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== Erwärmumg von Land und Ozean ==
Seit es verlässliche instrumentelle Messungen gibt, um daraus globale Mittelwerte zu rekonstruieren, d.h. seit Mitte des 19. Jahrhunderts, waren die bodennahen globalen Durchschnittstemperaturen der Erde nie so hoch wie in den Jahren seit 1990. In der Abb. tritt deutlich eine Erwärmung in zwei Phasen von 1910 bis 1940 und seit 1976 hervor. Im Zeitraum 1910 bis in die 1940er Jahre hat die Temperatur um 0,35 °C zugenommen, seit den 1970er Jahren bis zur Gegenwart deutlich stärker um 0,55 °C. Dazwischen gab es eine leichte Abkühlung um 0,1 °C. Diese erklärt sich daraus, dass die fortschreitende Verbrennung von fossilen Brennstoffen mit der Emission von Aerosolen, insbesondere Sulfaten, verbunden war, welche das Sonnenlicht in den Weltraum zurückreflektieren und den [[Treibhauseffekt]] maskieren. Mittlerweile sind die Sulfatemissionen in Nordamerika und Europa jedoch gesunken, so dass die Emission von Treibhasugasen nun eine schnellere Wirkung zeigt (siehe auch [[Aerosole]].
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Analysen von Daten der geologischen Vergangenheit, historische Beobachtungen und Modellsimulationen haben gezeigt, dass sich das Land schneller als der Ozean (Meeresoberflächentemperatur) erwärmt.<ref name="IPCC 2019 2.2.1.2">IPCC (2019): Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems, 2.2.1.2</ref>
Von den 5 wärmsten Jahren der gesamten Periode liegen 4 bereits im 21. Jahrhundert, die Ausnahme ist 1998 (als ein starker [http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/ENSO El Niño] auftrat). Die zehn wärmsten je gemessenen Jahre liegen alle in dem Zeitraum der letzten 12 Jahre vor 2006. 2005 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe, gefolgt von den Jahren 2002 und 2003, 2006, 2004, 2001, 1997, 1999 und 1995.
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Die globale Temperatur über dem Land lag 2015-2019 um ca. 1,7 °C über den vorindustriellen (1850-1900) Werten. Die Meeresoberflächentemperaturen waren 2015-2019 um etwa 0,8 °C wärmer als in vorindustrieller Zeit.<ref name="WMO 2019" /> D.h. die globalen Landtemperaturen erhöhten sich in diesem Zeitraum ungefähr doppelt so schnell wie die Meeresoberflächentemperaturen. Die Ursache liegt nicht so sehr in der unterschiedlichen Wärmekapazität zwischen Wasser und Land. Wichtiger sind andere Faktoren wie die verschieden starke Verdunstung, Feedbackprozesse zwischen Land und Klima und Änderungen des Einflusses anthropogener Aerosole.<ref name="IPCC 2019 2.2.1.2" />  
Zwischen den ersten 70 Jahren der instrumentellen Messungen (1850–1919) und den letzten 5 Jahren (2001–2005) hat sich die globale Mitteltemperatur um 0,78 °C erhöht. Dabei hat das Tempo der Erwärmung deutlich zugenommen. Würde man den Temperaturtrend der letzten 25 Jahre von 0,177 °C pro Jahrzehnt auf 100 Jahre hochrechnen, so käme man auf eine Erwärmung um fast 1,8 °C, ein Wert, der nahe an die Obergrenze für eine vertretbare Erwärmung um 2,0 Grad für das 21. Jahrhundert heranreicht.
 
Auffällig ist auch, 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 Hitzeinseln 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 °C beträgt, bei der globalen Temperatur (unter Berücksichtigung der siedlungsfreien Ozeanflächen) sogar nur 0,02 °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 Messtationen in den meisten Fällen keinen nennenswerten Einfluss haben, da diese oft in Parks und Gärten liegen und nicht gerade in Straßenschluchten. Ein anderer Erklärungsansatz für die Schwächung des Tagesganges ist eine geänderte Bewölkung, da Wolken sowohl Sonnenlicht zurückreflektieren (was sich direkt auf die Tagestemperaturen auswirkt) als auch die langwellige Strahlung von der Erde absorbieren und zurückstrahlen (Treibhauseffekt), was nachts die Temperaturen nicht so stark absinken ließe.
 
  
==Räumliche Muster der Erwärmung==
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Aufgrund der unbegrenzt zur Verfügung stehenden Wassermenge nimmt die Verdunstung über dem Meer infolge des Klimawandels stärker zu als über dem Land. Da Verdunstung abkühlend wirkt, erwärmt sich das Meer weniger stark. Die wichtigsten Feedbackprozesse zwischen Land und Klima sind einmal der Albedo-Effekt und zweitens der Permafrost-Kohlenstoff-Effekt. Beide Rückkopplungen spielen sich hauptsächlich in den hohen Breiten ab. Durch die Erwärmung schmelzen auf der einen Seite Eis- und Schneeflächen ab, wodurch weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird. Andererseits breitet sich durch höhere Temperaturen die Waldbedeckung nach Norden aus, was ebenfalls dunklere Flächen schafft und die Albedo verringert. Ebenso bewirkt eine Temperaturerhöhung vor allem in hohen Breiten ein Auftauen des Permafrosts, wodurch Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden und das Klima weiter erwärmen. Allerdings wird eine nennenswerte Freisetzung von Kohlenstoff nach neueren Modelluntersuchungen nicht vor 2100 erfolgen.<ref name="IPCC 2019 2.5.3">IPCC (2019): Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems, 2.5.3</ref> Sulfat-Aerosole, die bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehen, haben nach dem 2. Weltkrieg vor allem über Europa und Nordamerika den Klimawandel gedämpft. Seit den 1990er Jahren hat sich die Aerosol-Verbreitung nach Ostasien und den pazifischen Raum verlagert und ist nicht mehr so stark über dem Land konzentriert wie zuvor.<ref name=Wallace 2018">Wallace, C. J., and M. Joshi (2018): Comparison of land-ocean warming ratios in updated observed records 25 and CMIP5 climate models. Environ. Res. Lett., 13, doi:10.1088/1748-9326/aae46f</ref>
  
Die Temperatur in den letzten 100 Jahren stärker über dem Land, insbesondere über den großen Kontinentalmassen, als über dem Meer angestiegen. So sind die Meeresoberflächentemperaturen im letzten Drittel des 20. Jahrhunderts nur etwa halb so stark gestiegen wie die Landtemperaturen. Einzelne Ozeangebiete zeigen sogar eine Abkühlung. Die langsamere Erwärmung des Ozeans ist eine Folge
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== Einzelnachweise ==
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<references/>
  
[[Bild:T-trend1901-2005_horizontal.gif|thumb|420px|Veränderungstrends der Jahresmitteltemperatur von 1901 bis 2005 (grau: zu wenig Daten für eine Trendbildung)]]
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== Weblinks ==
Der stärkste Temperaturanstieg wurde mit 0,3 °C und mehr pro Jahrzehnt in der Zeit von 1979 bis 2005 auf den Kontinenten der mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel beobachtet, was einem Temperaturanstieg von über drei Grad Celsius in 100 Jahren entsprechen würde. Auf der südlichen Hemisphäre ist der Temperaturanstieg wegen der großen Wassermassen geringer als auf der nördlichen, aber auch die Landtemperaturen selber sind hier vor allem in den letzten 30 Jahren deutlich weniger stark angestiegen als auf der Nordhalbkugel. Auffällig sind in der Abb. einige Gebiete mit einer Temperaturabnahme, im nördlichen Atlantik, im Südosten der USA, im Kongobecken und im mittleren Südamerika. Die Gründe werden in Schwankungen der ozeanischen bzw. atmosphärischen Zirkulation gesehen<ref name="IPCC 2007">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.2.2.1</ref>.
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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]
Neben dem horizontalen zeigt der Temperaturwandel der letzten Jahrzehnte auch ein charakteristisches vertikales Muster. Die Auswertung neuerer Satelliten- und Radiosondendaten hat auch für die Troposphäre insgesamt eine Erwärmung ergeben, die je nach Datensatz zwischen 0.04 °C to 0.20 °C pro Jahrzehnt für 1979 bis 2004 beträgt. Die untere Stratosphäre zeigt dagegen eine deutliche Temperaturabnahme, was zum einen auf die Emission von ozonzerstörenden FCKWs und zum anderen auf veränderte Zirkulationsmuster zurückzuführen ist. Radiosonden- und Satellitenmessungen ergeben für die untere Stratosphäre (in den Tropen ab 16-17 km und in den höheren Breiten ab 8-10 km Höhe) eine Abkühlung von –0.32 °C bis –0.47 °C pro Jahrzehnt seit 1979<ref name="IPCC 2007">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.4.1.2</ref>. Seit Beginn der Messungen war die Temperatur in der unteren Stratosphäre nie so niedrig wie in den letzten Jahren. Der generelle Trend der Temperaturabnahme wird jedoch unterbrochen durch kurzfristige Erwärmungen, die durch [[Vulkanismus|Vulkanausbrüche]] wie die des El Chichon 1982 und des Mt. Pinatubo 1991 verursacht werden.
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* Klimadaten der amerikanischen Wetterbehörde [https://www.ncdc.noaa.gov/temp-and-precip/global-maps/ NOAA]
 
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* Klimadaten der [http://data.giss.nasa.gov/gistemp/ NASA]
== Änderung der Niederschläge ==
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* Klimadaten des [http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut3/ Hadley Centre] (GB)
[[Bild:PDSI.gif|thumb|420px|Veränderung des Palmer Drought Severity Index 1900-2000. Der Palmer Drought Severity Index ist ein Maßstab für die Bodenfeuchte, abgeleitet aus Niederschlag und groben Schätzungen der Verdunstung. Oben: Grüne und blaue Flächen zeigen zunehmend feuchtere, gelbe und rote Flächen zunehmend trockenere Bedingungen. Seit 1900 sind vor allem die Sahelzone, Südafrika, der Mittelmeerraum, Nordostbrasilien und das östliche Australien deutlich trockener geworden. Dagegen zeigen Nordeuropa, die südöstliche USA und das westliche Russland feuchtere Verhältnisse. Unten: Das globale Mittel zeigt eine deutliche Tendenz zu trockeneren Bedingungen, vor allem in den letzten Jahrzehnten. Die wichtigste Ursache der Veränderungen ist in der globalen Erwärmung zu sehen, die eine höhere Verdunstung bewirkt, mit zunehmender Trockenheit in einigen und mehr und stärkeren Niederschlägen in anderen Regionen.]]
 
In einer wärmeren Atmosphäre erhöht sich auch deren Fähigkeit, Wasserdampf zu halten (siehe [[Niederschlag]]).
 
Dadurch werden die Verdunstung verstärkt und die Niederschläge erhöht, allerdings räumlich sehr uneinheitlich. Über den Ozeanen wurde in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Meeresoberflächentemperatur eine Erhöhung des Wasserdampfgehalts der Troposphäre um 4% seit 1970 beobachtet. In den ohnehin trockenen Subtropen verstärkt sich die potentielle Verdunstung, die in der wärmeren Atmosphäre aber seltener zu einer Wasserdampfsättigung und damit zu Niederschlägen führt. Wenn Niederschläge hier fallen, dann können sie wegen des höheren Wasserdampfgehalts der Atmosphäre heftiger ausfallen. In den mittleren und höheren Breiten ist aufgrund der atmosphärischen Zirkulation, die einerseits das verdunstete Wasser aus den Subtropen in höhere Breiten transportiert und zum anderen das Mehr an Wasserdampf von den Ozeanen Richtung Kontinente befördert, allgemein mit höheren Niederschlägen zu rechnen.
 
 
 
Kompliziert werden die Niederschlagsänderungen über Land durch die Wirkung von Aerosolen, die räumlich begrenzt Sonnenstrahlen reflektieren und damit abkühlend wirken, als Rußaerosole aber auch zur Erwärmung der mittleren Troposphäre führen und so den hydrologischen Zyklus abschwächen können. Hinzu kommen die Probleme, die sich durch das unvollständige Messnetz und die Schwierigkeiten, Niederschläge überhaupt zuverlässig zu messen, ergeben. Ein globaler Trend ist daher für das 20. Jahrhundert nicht auszumachen.
 
 
 
Großräumig und regional, teilweise aber auch in zeitlicher Hinsicht, ergibt sich für die Veränderungen der Niederschläge im 20. Jahrhundert ein sehr uneinheitliches Bild. In den mittleren und höheren Breiten der Nordhalbkugel über Nordamerika und Eurasien haben die Niederschläge in der Zeit von 1900 bis 2005 nahezu durchgehend um 6-8% zugenommen. Deutliche Zunahmen finden sich auch über Argentinien und der La-Plate-Region sowie über dem westlichen Australien. Abnehmende Niederschläge zeigen dagegen der Mittelmeerraum, die Sahelzone, Südafrika, Teile Südasiens, der Karibik sowie Chile. In Südasien und Westafrika gingen die Niederschläge zwischen 1900 und 2005 um 7,5% zurück<ref name="IPCC 2007">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.3.2.2</ref>
 
  
Niederschläge unterliegen schon von Natur aus starken Schwankungen, z.B. in Abhängigkeit von Zirkulationsmustern wie dem ENSO-Phänomen oder der Nordatlantischen Zirkulation. Die Tendenz zu höheren Temperaturen ist ein weiterer Faktor, der diese Schwankungen, aber auch die Verdunstung und die Art der Niederschläge mit Rückwirkungen auf die Temperatur beeinflusst. Höhere Temperaturen können durch eine stärkere Verdunstung ein mehr an Niederschlägen wieder zunichte machen. Und sie verstärken nur solange die Verdunstung, wie genügend Wasser bzw. Feuchtigkeit zur Verfügung steht, das verdunstet werden kann. Falls das der Fall ist, wird bei der Verdunstung Energie verbraucht, die der Atmosphäre entzogen wird, wodurch sich diese weniger erwärmt und weniger Wasserdampf aufnimmt. Bei fehlender Feuchte und Verdunstung heizt sich die Atmosphäre stark auf, ihre Wasserdampfkapazität erhöht sich und sie trocknet den Boden extrem aus. Fällt in mittleren und höheren Breiten in wärmeren Wintermonaten mehr Regen statt Schnee, hat das ebenfalls Folgen für die Feuchtigkeit im Boden, da Schnee eher im Boden versickert und Regen schneller abfließt. Diese Faktoren spiegeln sich im sog. Palmer Drought Severity Index, dessen Veränderungen besser als die der Niederschläge selbst die tatsächlich zur Verfügung stehende Feuchtigkeit wiedergibt.
 
  
== Änderungen von Zirkulationsmustern ==
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<div class="db-db-wb_ro">
[[Bild:Winter-NAO-Index.png|thumb|420px|Änderung des NAO-Index 1900-2005 im Winter (Dez.-März). Der NAO-Index ist aus dem Luftdruckgegensatz zwischen dem Azorenhoch und dem Island-Tief abgeleitet. Er hat sich seit den 1960er Jahren bis in die 1990er Jahre hinein verstärkt und nimmt seitdem wieder ab.]]
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<div class="db-db-wb_lo">
Nicht nur die Veränderung der Niederschläge, sondern auch die der übrigen klimatischen Faktoren können regional stark vom globalen Trend abweichen. So kann es bei einer globalen Erwärmung durchaus auch Regionen geben, in denen die Temperatur sinkt. Die Ursache liegt meistens in [[Atmosphärische Zirkulation|atmosphärischen Zirkulationsmustern]], die in der Regel mehrjährigen Schwankungen unterliegt, die den allgemeinen Klimatrend überlagern können, von ihm aber auch beeinflusst werden. Die bekanntesten dieser Zirkulationsmuster sind das El-Niño-Southern-Oscillation-Phänomen ([[ENSO]]) und die [[Nordatlantische Oszillation]] (NAO). Die ENSO-Schwankungen folgen einem Rhythmus von ca. sieben Jahren, die NAO unterliegt einem Jahresrhythmus. Beide werden von Dekadenschwankungen überlagert. ENSO hat nahezu globale Auswirkungen und beeinflusst die Niederschläge in Ostafrika ebenso wie in den USA.
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<div class="db-db-wb_ru">
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<div class="db-db-wb_lu">
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<div class="inhalt">
  
Die NAO hat vor allem einen Einfluss auf Europa und bestimmt hier die Wintertemperaturen und -niederschläge. Eine stärkere NAO bedeutet stärkere Winterstürme und einen stärkeren Atlantik-Einfluss auf das europäische Wetter, während das osteuropäische Kältehoch an Bedeutung verliert.
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==Bildergalerie zum Thema==
<blockquote style="border: 1px solid black; padding: 1em;">Der '''NAO-Index'''<ref "HBS-NAO-index">Hamburger Bildungsserver: Atmosphäre und Treibhauseffekt, [http://www.hamburger-bildungsserver.de/klima/klimawandel/atmosphaere/nao2.html Kaptel 3.2 - Die Nordatlantische Oszillation (NAO) - Zeitliche Variation]</ref> ist definiert als die Differenz zwischen dem normalisierten winterlichen Lufdruck in Meeresiveau (SLP = sea level pressure) in Lissabon und Stykkisholmur ( Island). Die Normalisierung der SLP-Anomalien an jeder Station wurde erzielt durch die Division jedes saisonalen Drucks durch den langjährigen (seit 1864) Durchschnitt. </blockquote>
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* Bilder zu: [[Klimaänderungen global (Bilder)]]
Bei der NAO ist seit den späten 1970er Jahren bis in die späten 1990er Jahre eine polwärtige Verschiebung und Verstärkung der Westwinde festgestellt worden. Damit einher verschob sich der Jetstream Richtung Pol. Untersuchungen ergaben für den Nordatlantik im Winter eine Verschiebung der Sturmbahnen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts um 180 km nach Norden.<ref name="IPCC 2007">IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.5.3</ref> Während dabei die Zahl der Stürme abgenommen hat, wurde ihre Intensität stärker. Ähnliche Veränderungen konnten auch auf der Südhalbkugel beobachtet werden. Die Folgen waren u.a. höhere europäische Wintertemperaturen und eine starke Erwärmung der antarktischen Halbinsel. Bei dem ENSO-Phänomen scheint es seit den späten 1970er Jahren mehr und stärkere El-Niño-Ereignisse gegeben zu haben, mit entsprechenden Folgen z.B. in [[Dürren]] in Indonesien, Überschwemmungen an der südamerikanischen Westküste und einer gegensätzlichen Temperaturentwicklung im westlichen und östlichen Teil Nordamerikas.
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== Einzelnachweise ==
 
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== Weblinks ==
 
* F.-W. Gerstengarbe, P. Werner (2007): [http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=28157 Der rezente Klimawandel], aus: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], 34-43
 
* [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
 
* [http://www.wmo.int/pages/prog/wcp/wcdmp/statement/wmostatement_en.html WMO Statement on the Status of the Global Climate] frühere WMO-Berichte auf Englisch (1995-2007)
 
* [http://www.proclim.ch/Products/ClimatePress/ClimatePress21D.pdf Satellitendaten und bodennahen Temperaturmessungen] Climate Press Nr. 21, September 2005
 
  
 
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[[Kategorie:Klimaänderungen]]

Aktuelle Version vom 19. März 2020, 22:14 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, 2019, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013, 2005, und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe. 2015 bis 2019 war mit deutlichem Abstand die wärmste 5-Jahresperiode 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]

Das bisher wärmste Jahr, 2016, war 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,[4] und 2019 eine neutrale Sitution vorherrschten. 2019 und 2017 waren somit die wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen ohne den Einfluss durch einen El Niño und zeigen damit deutlich die Auswirkungen der Erwärmung durch anthropogene Treibhausgase. Zwischen den wichtigsten Temperaturreihen der NASA, NOA und des MetOffice gibt es in dieser Hinsicht weitgehende Übereinstimmung.[5]

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.[6] 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.[7] 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 einer stärkeren Variabilität unterliegenden atmosphärischen Temperaturen. Bei Berücksichtigung des Ozeans hat es daher auch die viel diskutierte „Erwärmungspause“ in den 2000er Jahren gar nicht gegeben.[8] 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.

Abb. 2: Veränderung der globalen Oberflächentemperatur über dem Land (rot) und der Meeresoberflächentemperatur (blau) 1880-2019 im Vergleich zur Basis 1951-1980

4 Erwärmumg von Land und Ozean

Analysen von Daten der geologischen Vergangenheit, historische Beobachtungen und Modellsimulationen haben gezeigt, dass sich das Land schneller als der Ozean (Meeresoberflächentemperatur) erwärmt.[9] Die globale Temperatur über dem Land lag 2015-2019 um ca. 1,7 °C über den vorindustriellen (1850-1900) Werten. Die Meeresoberflächentemperaturen waren 2015-2019 um etwa 0,8 °C wärmer als in vorindustrieller Zeit.[2] D.h. die globalen Landtemperaturen erhöhten sich in diesem Zeitraum ungefähr doppelt so schnell wie die Meeresoberflächentemperaturen. Die Ursache liegt nicht so sehr in der unterschiedlichen Wärmekapazität zwischen Wasser und Land. Wichtiger sind andere Faktoren wie die verschieden starke Verdunstung, Feedbackprozesse zwischen Land und Klima und Änderungen des Einflusses anthropogener Aerosole.[9]

Aufgrund der unbegrenzt zur Verfügung stehenden Wassermenge nimmt die Verdunstung über dem Meer infolge des Klimawandels stärker zu als über dem Land. Da Verdunstung abkühlend wirkt, erwärmt sich das Meer weniger stark. Die wichtigsten Feedbackprozesse zwischen Land und Klima sind einmal der Albedo-Effekt und zweitens der Permafrost-Kohlenstoff-Effekt. Beide Rückkopplungen spielen sich hauptsächlich in den hohen Breiten ab. Durch die Erwärmung schmelzen auf der einen Seite Eis- und Schneeflächen ab, wodurch weniger Sonneneinstrahlung reflektiert wird. Andererseits breitet sich durch höhere Temperaturen die Waldbedeckung nach Norden aus, was ebenfalls dunklere Flächen schafft und die Albedo verringert. Ebenso bewirkt eine Temperaturerhöhung vor allem in hohen Breiten ein Auftauen des Permafrosts, wodurch Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden und das Klima weiter erwärmen. Allerdings wird eine nennenswerte Freisetzung von Kohlenstoff nach neueren Modelluntersuchungen nicht vor 2100 erfolgen.[10] Sulfat-Aerosole, die bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehen, haben nach dem 2. Weltkrieg vor allem über Europa und Nordamerika den Klimawandel gedämpft. Seit den 1990er Jahren hat sich die Aerosol-Verbreitung nach Ostasien und den pazifischen Raum verlagert und ist nicht mehr so stark über dem Land konzentriert wie zuvor.[11]

5 Einzelnachweise

  1. NOAA (2020): Global Climate Report - Annual 2019
  2. 2,0 2,1 WMO (2019): WMO Statement on the State of the Global Climate
  3. IPCC (2018): Global Warming of 1.5 °C, 1.1
  4. Met Office (2018): 2017: warmest year on record without El Niño
  5. CarbonBrief (2019): State of the climate: How the world warmed in 2018
  6. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.2.2.2
  7. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Box 3.1
  8. 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?
  9. 9,0 9,1 IPCC (2019): Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems, 2.2.1.2
  10. IPCC (2019): Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems, 2.5.3
  11. Wallace, C. J., and M. Joshi (2018): Comparison of land-ocean warming ratios in updated observed records 25 and CMIP5 climate models. Environ. Res. Lett., 13, doi:10.1088/1748-9326/aae46f

6 Weblinks


7 Bildergalerie zum Thema


8 Lizenzhinweis

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