Klimaprojektionen

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.

Temperaturveränderungen

Globale Erwärmung

Temperaturveränderungen bis 2100 nach verschiedenen IPCC-Szenarien.

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 theoretischen) die Konzentration der Treibhaugase und Aerosole auf dem Niveau des Jahres 2000 stabil gehalten hätte.

Die Abb. rechts 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.

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. 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- 4.4 °C), bei dem Szenario A1T um 2.4 °C (1.4 °C-3.8 °C), bei dem Szenario A2 um 3.4 °C (2.0-5.4 °C) und bei dem Szenario A1Fl um 4.0 °C (2.4-6.4 °C).

Geographische Muster

Geographische Muster der Erwärmung

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 A2-Szenario um fast 7 °C (Bandbreite 4-11 °C) und damit um 1 °C mehr als die angrenzenden Landmassen. 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 A2-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. Sie arktischen Temperaturen liegen bei dem höheren Szenario sogar um 3 °C höher.

Änderung der Meeresströmungen

Unter dem Einfluss der globalen Erwärmung könnte sich auch die ozeanische Zirkulation an kritischen Punkten verändern. Viel diskutiert ist die von fast allen Modellrechnungen prognostizierte Schwächung der thermohalinen Zirkulation im Nordatlantik und damit der Wärmezufuhr für Nordwesteuropa durch den Golfstrom. Allerdings würde dadurch bis zum Ende des 21. Jahrhunderts die Erwärmung über Europa nur geschwächt und nicht in das Gegenteil verkehrt (Genaueres unter Globales_Förderband).

Weblinks

• H. Paeth (2007): Klimamodellsimulationen, aus: Wilfried Endlicher, Friedrich-Wilhelm Gerstengarbe: Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke, 44-55
• Max-Planck-Institut für Meteorologie (2006): Globale Klimaszenarien für das 21. Jahrhundert