Mit jedem Grad mehr steigt der CO2-Gehalt in der Luft um drei Prozent CO2-Anstieg und Klimaerwärmung verstärken sich gegenseitig - scinexx | Das Wissensmagazin
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CO2-Anstieg und Klimaerwärmung verstärken sich gegenseitig

Mit jedem Grad mehr steigt der CO2-Gehalt in der Luft um drei Prozent

Sehr alter, kaum verwitterter Baumstumpf oberhalb der aktuellen Baumgrenze im Polar-Ural. © Jan Esper

Der vom Menschen verursachte Klimawandel bewirkt eine zusätzliche Freisetzung des Treibhausgases CO2 aus der Landbiosphäre und dem Ozean – dadurch wird die globale Erwärmung verstärkt. Mit jedem Grad Erwärmung steigt der CO2-Gehalt in der Luft um etwa drei Prozent an. Zu diesem Schluss ist jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam im Wissenschaftsmagazin „Nature“ gekommen.

Lufteinschlüsse in Eisbohrkernen aus der Antarktis und Jahresringe der Bäume liefern der Forschung die zuverlässigsten Daten, wenn es darum geht, aktuelle Klimaveränderungen mit der globalen Klimageschichte der letzten Jahrtausende zu vergleichen und Klimamodelle zu testen.

Klimaschwankungen der letzten 1.000 Jahre unter die Lupe genommen

Die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL und die Universitäten Bern und Mainz, die weltweit führend in der Analyse von Jahresringen und Eisbohrkernen und in der Modellierung der Zusammenhänge von Klima und Kohlenstoffkreislauf sind, haben die Klimaschwankungen der letzten 1.000 Jahre unter die Lupe genommen.

Die Wissenschaftler um David Frank können aufgrund ihrer aufwändigen Analyse nun viel genauer quantifizieren, wie stark der CO2-Gehalt der Luft durch Klimaschwankungen in der vorindustriellen Periode beeinflusst wurde.

Erderwärmung setzt zusätzliches Treibhausgas frei

Die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Gas verursacht den aktuellen CO2-Anstieg und ist Hauptursache der globalen Erwärmung. Diese klimatische Veränderung stört das natürliche Gleichgewicht zwischen den riesigen Kohlenstoffvorräten in Atmosphäre, Ozean und Biosphäre: Aus diesen langfristigen Speichern wird dadurch zusätzliches CO2 freigesetzt, was im Sinne einer Rückkopplung zu einer weiteren Erwärmung führt. Damit verstärkt sich der Einfluss des CO2 auf die Temperaturentwicklung.

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Wie groß diese Rückkoppelung zwischen Kohlenstoffkreislauf und menschgemachter Erwärmung ist, wird unter Fachleuten intensiv diskutiert. Die vorliegende Studie gibt nun Antwort. Neun verschiedene Rekonstruktionen des Temperaturverlaufes und drei CO2-Zeitreihen wurden auf ihre Verlässlichkeit geprüft. Die Wissenschaftler berechneten dabei den Zusammenhang zwischen Temperatur und CO2 für mehr als 200.000 mögliche Datenkombinationen. Das Ergebnis: ein verlässlicher Mittelwert und ein dazugehöriger Genauigkeitsbereich für die Rückkopplungsstärke zwischen Temperatur und CO2.

„Die neuen Kenntnisse werden der weltweiten Klimaforschung helfen, genauere Vorhersagen über die mittlere Temperaturentwicklung zu machen“, sagt Frank, der Erstautor der Studie.

Bohrkopf mit Eis aus der Antarktis. Messungen an altem Eis ermöglichen die Rekonstruktion der atmosphärischen CO2-Geschichte. © EPICA

Ein erster Test der Klimamodelle

Wie gut ist die Rückkoppelung von Kohlenstoffkreislauf und menschgemachter Erwärmung in den heutigen Klimamodellen dargestellt? In einer ersten Sichtung haben die Forscher zehn Klimamodelle mit den Daten der von ihnen berechneten Wahrscheinlichkeiten verglichen. Es zeigt sich, dass der Großteil der Modelle mit den neuen Ergebnissen übereinstimmt. Dabei scheinen Modelle mit einer geringeren Rückkoppelung tendenziell realistischer zu sein.

Dieser Vergleich stärkt das Vertrauen in bisherige Modellvorhersagen für die nächsten Jahrzehnte: Um die atmosphärische CO2-Konzentration zu stabilisieren und die menschgemachte Erwärmung zu begrenzen, müssen die Kohlenstoffemissionen in den nächsten Jahrzehnten gesenkt werden.

Faktor Mensch

Die neue Analyse erlaubt nach Angaben der Wissenschaftler auch einen verlässlichen Vergleich der natürlichen Klimaänderungen mit der aktuellen Erwärmung. Heute ist die globale Temperatur danach bereits mehr als 0,3 Grad Celsius höher als in der wärmsten Periode der letzten tausend Jahre. Der Mensch hat die natürliche Klimaschwankung des Jahrtausends bereits um 75 Prozent ausgedehnt.

(idw – Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL/Universität Mainz, 28.01.2010 – DLO)

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