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Montag, 27.06.2016
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Klima: Zukunft heißer als prognostiziert?

Klimareaktion der Vergangenheit zeigt deutlich höhere Sensibilität gegenüber Treibhauswirkung

Wenn die Emission von Treibhausgasen weiter so anhält, könnten die Temperaturen der Erde noch stärker ansteigen, als bisher prognostiziert. Das jedenfalls zeigt eine jetzt in „Science“ erschienene Studie. In ihr analysierte ein Forscherteam das Klima vor 30 bis 100 Millionen Jahren, einer Ära, in der die Treibhausgaskonzentration der Atmosphäre ähnlich hoch lag wie für das Ende dieses Jahrhunderts prognostiziert.
Sonnenlicht als Klimafaktor

Sonnenlicht als Klimafaktor

Wenn die Menschheit das Tempo des momentanen Emissionsanstiegs von Treibhausgasen beibehält, könnte der atmosphärische Gehalt an CO2 bis zum Ende dieses Jahrhunderts 900 bis 1.000 part per million (ppm) erreichen – so die Prognosen von Klimaforschern. Zum Vergleich: Heute liegt die CO2-Konzentration der Atmosphäre bei rund 390 ppm. Klar ist, dass mehr Treibhausgase auch mehr Wärme in der Atmosphäre bedeuten – aber wie viel Wärme genau?

Um das herauszufinden nutzten Forscher des amerikanischen National Center for Atmospheric Research (NCAR) unter Leitung von Jeffrey Kiehl einmal nicht die Prognosen von Klimamodellen, sondern blickten zurück in die Vergangenheit der Erde. Ihre Fragen: Wann waren die CO2-Werte der Luft das letzte Mal so hoch wie für 2100 vorhergesagt? Und welche Klimafolgen hatte dies damals? Um sie zu beantworteten, sammelten die Wissenschaftler unter anderem Daten bereits veröffentlichter Studien und unterzogen diese einer zusammenfassenden Auswertung.

Die Frage nach der Zeit, in der zuletzt 900-1.000 ppm CO2 in der Atmosphäre waren, beantwortete eine Analyse molekularer Strukturen in fossilisiertem organischen Material. Sie zeigte, dass vor rund 35 Millionen Jahren die CO2-Werte schon einmal in dieser Höhe lagen. Kiehl und seine Kollegen machten sich dann daran auszurechnen, wie hoch die Temperaturen in dieser CO2-reichen Periode waren.


Globale Mitteltemperatur doppelt so hoch


Das Ergebnis: Vor 30 bis 40 Millionen Jahren lag die durchschnittliche Jahrestemperatur bei rund 31°C – und war damit mehr als doppelt so hoch wie die globale Mitteltemperatur in der vorindustriellen Ära der Neuzeit. Diese lag im 19. Jahrhundert bei rund 15°C. Übertragen auf die Prognosen für das Ende dieses Jahrhunderts könnte dies bedeuten, dass die zukünftige Erwärmung deutlich stärker ausfallen könnte, als bisher von Klimaforschern anhand der Modelle vorhergesagt.

Auffallend am Klima vor 35 Millionen Jahren: Die hohen CO2-Werte hatten die Atmosphäre so stark aufgeheizt, obwohl der Energieausstoß der Sonne zu dieser Zeit sogar etwas niedriger war als heute. Interessant ist auch, dass die regionalen Klimamuster im damaligen „Treibhaus“ die heute gerade erst beginnenden Tendenzen des Klimawandels bestätigen: Besonders betroffen von der Erwärmung waren auch damals schon die Polarregionen und hohen Breiten. Dort lagen die durchschnittlichen Lufttemperaturen rund 15° bis 20°C über den heutigen. In den Tropen dagegen fiel die Erwärmung schwächer aus, sie war damals rund 5° bis 10°C über heutigem Niveau.

Sensibler gegenüber Treibhausgasen als angenommen


Bedenklich erscheint, dass die Studienergebnisse auch auf eine deutlich höhere Sensibilität des Klimasystems gegenüber langfristig hohen CO2-Werten hindeuten. Gängige Computermodelle, die die eher kurzfristige Reaktion des Klimas auf CO2 in der Atmosphäre simulieren, projizieren heute eine Erhöhung der Temperaturen um 0,5° bis 1°C bei Verdopplung des CO2-Werts. Doch die Werte der aktuellen Studie ergaben für den Einfluss des CO2 vor 35 Millionen Jahren den doppelten bis vierfachen Wert. Die Forscher errechneten dafür eine Sensibilität des Klimasystems von rund zwei Watt pro Quadratmeter pro Jahr.

Gängige Klimamodelle noch nicht für langfristige Prognosen ausgelegt


„Diese Analyse zeigt, dass unser Planet bei längeren Zeiträumen sehr viel sensibler auf Treibhausgase reagieren könnte als wir dachten”, erklärt Kiehl. Bisherige Computermodelle können diese langfristigen Reaktionen nur ungenügend reproduzieren, weil ihnen noch Informationen über dafür kritische Prozesse, wie beispielsweise den Verlust von Eiskappen, fehlen. Diese können die Effekte der Treibhausgase verstärken. Zurzeit arbeiten Klimaforscher jedoch daran, die Lücken der Modelle kleiner werden zu lassen, so dass Kiehl der Ansicht ist, dass Paläoklimatologie und Modelle demnächst eine bessere Übereinstimmung zeigen werden.

Zurzeit pumpt die Menschheit CO2 in die Atmosphäre in einer Rate, die zuvor niemals erlebt wurde, so Kiehl. Die daraus resultierende schnelle Erwärmung mache es für Gesellschaften und Ökosysteme besonders schwierig, sich anzupassen. „Wenn wir nicht ernsthaft beginnen, auf eine Reduktion der CO2-Emissionen hinzuarbeiten, bringen wir unseren Planeten auf eine Bahn, die die menschliche Spezies so noch nie erlebt hat“, so der Klimaforscher. „Wir werden dann die menschliche Zivilisation für Generationen dazu zwingen, in einer sehr schwierigen Welt zu leben.“
(National Center for Atmospheric Research/University Corporation for Atmospheric Research, 18.01.2011 - NPO)