Klimaprojektionen

Aus Klimawandel
Abb. 1 zeigt die Entwicklung der globalen Mitteltemperatur im 20. Jahrhundert aus Beobachtungen (schwarze Linie) und im 21. Jahrhundert für die Szenarien B1, A1B und A2 sowie für den Fall der fixen Konzentration im Jahre 2000. Die farbigen Linien geben den Mittelwert der Modellsimulationen wieder, die schattierten Bereiche deren Bandbreite. Die Balken neben der Graphik zeigen die Ergebnisse von Simulationen mit drei weiteren Szenarien (A1Fl, A1T, B2).

Die im IPCC-Bericht von 2007 veröffentlichten Berechnungen zum künftigen Klima beruhen auf zahlreichen Modellstudien von insgesamt 14 Forschungsgruppen aus 10 Ländern. Auch das Hamburger Max-Planck-Institut für Meteorologie hat einen wesentlichen Teil zu den Ergebnissen beigetragen.[1]

Änderung der globalen Mitteltemperatur

Die weitere Entwicklung des Klimas ist abhängig von der Entwicklung der Treibhausgasemissionen und -konzentrationen. Da die Emissionen von der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft im 21. Jahrhundert abhängen und daher nicht eindeutig bestimmt werden können, wurden verschiedene Szenarien aufgestellt, die mögliche Emissionspfade der Zukunft aufzeigen. Aus diesen Emissionspfaden wurden die zukünftigen Konzentrationen der Treibhausgase und daraus die Parameter (Temperatur, Niederschlag etc.) möglicher Klimaverhältnisse abgeleitet.

Für die Berechnung des künftigen Klimas wurden sechs beispielhafte Szenarien berücksichtigt: B1, B2, A1B, A1T, A2 und A1Fl. Dabei ist B1 das Szenario mit den geringsten, A1B mit mittleren und A1Fl mit den höchsten Treibhausgasemissionen bis 2100. Die meisten Modellrechnungen wurden mit den Vorgaben der Szenarien B1, A1B und A2 durchgeführt. Mögliche Klimaschutzmaßnahmen wurden dabei nicht berücksichtigt. Außerdem wurde auch berechnet, wie sich das Klima ändern würde, wenn man (rein theoretisch) die Konzentration der Treibhaugase und Aerosole auf dem Niveau des Jahres 2000 stabil gehalten hätte.

Für die ersten Jahrzehnte des 21. Jahrhunderts (2011-2030 im Vergleich zu 1980-1999) zeigen die Modellrechnungen eine von den Szenarien fast unabhängige Erwärmung um 0,64 bis 0,69 °C.[2]

Abb. 2: Änderung der Temperatur der bodennahen Atmosphäre nach dem A2-Szenario 2080-2099 im Vergleich zu 1980-1999 im zonalen Mittel über dem Land und über dem Ozean.

In der 2. Hälfte des Jahrhunderts ist die globale Erwärmung bei den einzelnen Szenarien erkennbar verschieden. Für die Zeit 2090-2099 im Vergleich zu 1980-1999 prognostizieren die Modelle für das Szenario B1 eine Zunahme der globalen Mitteltemperatur um 1,8 °C (bei einer Bandbreite der Modellergebnisse von 1,1-2,9 °C), bei dem Szenario B2 um 2,4 °C (1.4-3.8 °C), bei dem Szenario A1B um 2.8 °C (1.7 bis 4.4 °C), bei dem Szenario A1T um 2.4 °C (1.4 °C bis 3.8 °C), bei dem Szenario A2 um 3.4 °C (2.0 bis 5.4 °C) und bei dem Szenario A1Fl um 4.0 °C (2.4 bis 6.4 °C).[3]

Auch bei einer Stabilisierung der Treibhausgas-Konzentration auf dem Niveau des Jahres 2000 hätte mit einer weiteren Erwärmung um 0,1 °C pro Jahrzehnt gerechnet werden müssen. Der Grund liegt hauptsächlich in der langsamen Reaktion und Anpassung der Ozeane und Eisschilde bis zu einem Gleichgewichtszustand mit der Atmosphäre. Die untere Atmosphäre reagiert auf einen externen Antrieb, z.B. die Erhöhung der Treibhausgase oder der Solarstrahlung, in Zeitskalen, die kürzer als ein Monat sind. Der obere Ozean reagiert z.B. auf eine Erwärmung über die Atmosphäre auf einer Zeitskala zwischen einigen Jahren und Jahrzehnten. Der tiefe Ozean und die Eisschilde passen sich erst in Zeiträumen zwischen Jahrhunderten und Jahrtausenden neuen Bedingungen an.

Abb. 3: Geographische Muster der Erwärmung

Geographische Muster

Temperaturveränderungen

Die simulierte Erwärmung fällt regional sehr unterschiedlich aus (Abb. 3). Dabei lassen sich gewisse Muster erkennen. Zum einen ist die Temperaturerhöhung stärker über dem Land als über dem Ozean (Abb. 2). Der Grund dafür ist die langsamere Erwärmung des Ozeans. Nur in den hohen nördlichen Breiten gibt es von diesem Muster eine deutliche Abweichung: Die Atmosphäre über dem Arktischen Ozean erwärmt sich bis zum Ende des 21. Jahrhunderts in dem A1B-Szenario um fast 7 °C (Bandbreite 4-11 °C) und damit um 1 °C mehr als die angrenzenden Landmassen.[4] Ursache ist das starke Abschmelzen des arktischen Meereises, wodurch ein positiver Rückkopplungseffekt angestoßen wird: Die vom Eis reflektierte Sonnenstrahlung wird nach dem Schmelzen des Eises vom Meerwasser absorbiert und in Wärmestrahlen umgewandelt, die die untere Atmosphäre zusätzlich zum Treibhauseffekt erwärmen.

Die Landgebiete zeigen die stärksten Erwärmungen in den hohen nördlichen Breiten über Sibirien, Kanada und Alaska. Hier wird der Temperaturanstieg ca. 6 °C betragen, mit einer Bandbreite von 3-11 °C (ebenfalls nach dem A1B-Szenario). Auch hierfür sind Schnee- und Eiseffekte verantwortlich. Die heute von großen Eis- und winterlichem Schnee bedeckten Areale werden durch die Erwärmung immer weiter zurückgehen. Dadurch wird über die Albedo-Rückkopplung die Erwärmung weiter erhöht, was wiederum die Eis- und Schneeflächen noch schneller schrumpfen lässt usw. Auf der Südhalbkugel wirkt sich dieser Effekt weniger aus. Hier ist nur die Antarktis nennenswert mit Eis- und Schnee bedeckt, woran die globale Erwärmung wenig ändern wird. Eine weitere Auffälligkeit ist die stärkeren Temperaturzunahmen im Innern der Kontinente im Vergleich zu den küstennahen Gebieten. Hier wirkt sich der dämpfende Einfluss der angrenzenden Meere aus. Verhältnismäßig gering fällt die Erwärmung als Folge der Abschwächung des Nordatlantikstroms, der Fortsetzung des Golfstroms, im Nordatlantik aus (Vgl. Abb. 3).

Deutlich sind am Ende des 21. Jahrhunderts auch in den verschiedenen Regionen die Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien. So erwärmt sich Mitteleuropa nach dem Szenario A2 um 2 °C mehr als nach dem Szenario B1. Die arktischen Temperaturen liegen bei dem höheren Szenario sogar um 3 °C höher.

Änderungen der Niederschläge

Abb. 4: Änderung der Niederschläge nach dem A1B-Szenario bis 2080-2099 relativ zu 1980-1999.

Durch höhere Temperaturen erhöht sich allgemein die potentielle Verdunstung und der Niederschlag. Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen, der Niederschläge reichlicher ausfallen lässt. Dabei gibt es jedoch große regionale und saisonale Unterschiede. In den höheren Breiten kommt es im Sommer wie im Winter zu höheren Niederschlägen von 20 % und mehr. Ebenso ist mit höheren Niederschlägen über den tropischen Ozeanen und in einigen tropischen Monsungebieten zu rechnen. In den mittleren Breiten wird es im Sommer wahrscheinlich weniger, im Winter mehr Niederschlag geben. Nur im östlichen Asien werden auch im Sommer mehr Niederschläge fallen. In den ohnehin trockenen Subtropen nehmen die Niederschläge in den meisten Gebieten wahrscheinlich ganzjährig ab, so um bis zu 20 % im Mittelmeerraum und in der Karibik.[5]

Einzelnachweise

  1. Vgl. IPCC AR4 Rechnungen, Abbildungen und Animationen (MPI-M, DKRZ), und Globale Klimaszenarien für das 21. Jahrhundert.
  2. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 10.5
  3. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.5.4.6
  4. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 11.1
  5. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 10.3.2.3

Weblinks

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