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6. Interaktion Mensch und Umwelt - Klimaveränderung
Vom rechten Nutzen der Freiheit
(Montage H.G. Klug)
6.0
Vorbemerkung
Vor
2 000 000 Jahren kann sich das Leben des Urmenschen nicht
viel
von
dem eines Tieres unterschieden haben: er lebte von Aas, mit
Glück
einmal von einem selbst erlegten kleinen Tier, von gesammelten Beeren,
Wurzeln und Eiern; er war eher ein gejagtes Wild als selbst
Jäger.
Wäre er plötzlich von der Erde verschwunden,
hätte man
nach
ein paar Tagen schon keine Spuren seiner Existenz mehr gefunden
(außer
den paar Knochenresten, mit deren Deutung sich Anthropologen
herumschlagen
müssen).
Mit
der Entwicklung des Großhirns gewann der Mensch die
Fähigkeit
vorgestellte Ziele zu verfolgen und differenziert zu kommunizieren. Mit
selbstgefertigten Waffen, mit der Bewahrung und Handhabung von Feuer,
mit
komplexen Jagdstrategien, mit Arbeitsteilung in der Horde verbesserte
er
seine Chancen gegen über jagdbarem wie gefährlichem
Wild.
Drang
er in lange isolierte Biotope ein, konnte er schon einmal ein paar
Tierarten
ausrotten.
Mit
dem Übergang zum Ackerbau vor Größenordnung
10.000
Jahren
veränderte der Mensch zum erstenmal lokal die
Oberfläche der
Erde. Erste technische Erfindungen (Rad, Pflug, Schiff,
Bewässerung
....) wurden gemacht. Große und gut organisierte
Gesellschaften
entstanden.
Bis heute erhaltene Großbauten wurden errichtet, Landschaft
wurde
regional verändert.
Mit
der Entwicklung der Naturwissenschaften und der Technik in den letzten
300 Jahren hat der Mensch gewaltige Fähigkeiten zum Eingriff
in
die
Umwelt in die Hand bekommen. Gleichzeitig ist – nicht zuletzt
dank der
modernen Medizin – die Zahl der Menschen immer schneller
gestiegen. Die
große Zahl einerseits und die mächtigen technischen
Mittel
andererseits
führen zwangsläufig zu globalem Einwirken auf die
Umwelt.
Nach
einer "Tour de horizon" zum Eingriff des Menschen in die Umwelt werden
die Klimaveränderungen mit gewisser Ausführlichkeit
behandelt.
Sie stehen an erster Stelle, wenn es um globale Einflüsse des
Menschen
geht.
6.1
Wie der Mensch in seine Umwelt eingreift
6.2
Klimasystem und Treibhauseffekt – Grundlagen
6.2.1 Die Atmosphäre
6.2.2 Der Energiehaushalt der Erde - Der
Treibhauseffekt
6.2.3 Das Klimasystem
6.3
Klimaveränderungen durch den Menschen - der Stand
6.4
Klimaveränderungen - Prognosen
6.5
Mögliche Strategien
6.6
Warum sich der Mensch so schwer tut
6.1
Wie der Mensch in seine Umwelt eingreift
Auf
sehr vielfältige Weise greift der Mensch in Landschaft,
Atmosphäre
und Biosphäre ein. Die folgende Aufzählung erhebt
keinerlei
Anspruch
auf Vollständigkeit. Es wurden bewusst Beispiele aus den
verschiedensten
Regionen der Welt gewählt.
Der
Mensch lässt Tierarten aussterben
In
Australien starben vor 50 000 Jahren die Riesenwombats und andere
große
Beuteltiere aus, nachdem die Menschen den Kontinent besiedelt
hatten,
Zerstörung des natürlichen Lebensraum durch
Buschbrände
wird als wesentlicher Grund vermutet;
In
Südamerika starb das Riesenfaultier vor 10 000 Jahren aus,
vermutlich
als leichte Jagdbeute der zugewanderten Menschen;
Heute
stehen von 58.808 beschriebenen (24.984 untersuchten) Wirbeltierarten
5624
auf der "Roten Liste", infolge Bejagung, ebenso wie infolge der
Zerstörung
der natürlichen Lebensräume.
Der
Mensch stört durch Einführung fremder Tierarten das
biologische
Gleichgewicht
Der
lange abgeschlossene Ökosystem Australiens erwies sich als
besonders
empfindlich: Die zum Bau der von der Südküste
nach
Darwin
führenden Telegraphenlinie eingesetzten Kamele verwilderten
und
wurden
zum Schädling; die als Jagdwild eingeführten
Kaninchen
erwiesen
sich als unbeherrschbare Landplage; die erst 1935 zur
Schädlingsbekämpfung
in Zuckerrohrfeldern eingeführte Agakröte breitet
sich mit 40
km/Jahr vom Nordosten her aus und verdrängt einheimische
Amphibien
und Reptilien.
In
Australien überzieht "Pattersons Curse" weite Landstriche
wunderschön
blau - und macht sie für die Viehweide fast unbrauchbar. In
den
USA
überwuchert die aus Japan importierte Schlingpflanze Kudzu in
kurzer
Zeit Wälder und Häuser.
Durch
die globalen Verbindungen reisen heute viele Tierarten als "blinde
Passagiere",
insbesondere maritime Lebensformen im Ballastwasser der Schiffe.
Der
Mensch rodet Wald um Ackerland oder Weidefläche zu gewinnen
Island
war vor der Besiedlung zu 25% mit Wald bedeckt, heute gibt es nur
kleine
Reste; das gewonnene Weideland für die Schafe fiel zum Gutteil
der
Erosion anheim. Schafzucht jedoch war (neben Fischfang) die einzige
Möglichkeit
um überhaupt auf Island zu überleben.
Heute
fällt wertvoller Amazonas-Urwald der Brandrodung durch arme
Indio-Bauern
zum Opfer.
Der
Mensch vernichtet Wälder weil er Holz für
industrielle Zwecke
oder als Heizmaterial braucht
Vor
5000 Jahren gab es im Oman noch große Wälder, doch
wurden
sie
durch den übermäßigen Einschlag von
Brennholz für
die Bronze-Herstellung nachhaltig geschädigt; um 950 n.Chr.
musste
die Kupferverhüttung aufgrund des Mangels an Brennholz
eingestellt
werden. Heute ist Steinwüste die vorherrschende
Landschaftsform.
Große
Gebiete um das Mittelmeer wurden schon in der Antike abgeholzt, weil
Phönizier
und später Römer Bauholz und Material für
den Schiffbau
benötigten, auch wurde zugunsten landwirtschaftlicher
Flächen
gerodet. Übernutzung zerstörte die Humusdecke
dauerhaft.
Nordafrika
galt als Kornkammer des römischen Reiches!
Heute
fallen in Südostasien immer noch Tropenwälder dem
Holzhunger
der reichen Länder zum Opfer.
Der
Mensch gestaltet Landschaften um
In
Ostasien entstanden für den Reisanbau Terrassen-Landschaften
von
hohem
ästhetischen Reiz (die Felder sind allerdings eine der Quellen
des
Treibhausgases Methan).
Die
Lüneburger Heide entstand als große Mengen Holz
für das
Salzsieden geschlagen wurden. Heute gilt sie als
schützenswerte
Landschaftsform!
Der
Mensch öffnet die Erde mit Tagebau
Braunkohle,
Kies, Sand, Gesteine werden auch in Deutschland im Tagebau gewonnen.
Die
zunächst entstehenden "Mondlandschaften" können durch
Rekultivierung
zu reizvollen Seenlandschaften werden.
Das
größte Tagebauloch der Welt, Chucicamata in
Nordchile, 4x3
km
groß und 850m tief, dient dem Abbau von Kupfererz. Das
Superpit
Kalgoorlie,
eine Goldmine in Australien, ist mit 3x1,4 km und 320m Tiefe
dagegen
schon fast klein.
Der
Mensch gestaltet die Küstenlinie um
Im
Kampf gegen die Nordsee ging zwar in historischer Zeit viel Land
verloren,
doch sichern heute Deiche das tiefliegende Land, und in den
Niederlanden
wurde durch den Abschlussdeich die Meeresbucht Zuiderzee zum Ijsselmeer
mit seinen reichen Poldern.
Der
Mensch schafft künstliche Seen
Einer
der größten Flüsse Nordamerikas, der
Colorado, wird
mehrfach
aufgestaut (Lake Mead, Lake Powell). Sein Wasser wird im Colorado-Big
Thomson
zum Teil im Nordwesten der Rocky Mountains aufgefangen und durch die
Berge
auf die andere Seite der Wasserscheide geführt wo es der
Versorgung
von Städten und zur Bewässerung von Feldern dient.
Die
Volksrepublik China wird mit dem Drei-Schluchten-Staudamm den Jangtse
(Yang
Zi Jiang) zu einem 660km langen See aufstauen. Über 1 Million
Menschen
müssen umgesiedelt werden.
Der
Mensch lässt Seen vertrocknen
Der
abflusslose Aralsee war einst viertgrößter See der
Erde.
Wegen
übermäßiger Wasserentnahme (Baumwollanbau,
Industrie)
erreicht
ihn der Hauptzufluss Amudarja nur noch in wasserreichen
Jahren,
der
zweitgrößte Fluss Syrdarja überhaupt nicht
mehr. Von
1960
auf 2004 ist der See von 64000 km² auf 17200 km²
geschrumpft.
Der Salzgehalt stieg entsprechend, Fischfang ist seit 20 Jahren
unmöglich.
Es bildet sich eine Salzwüste, die Aralkum.
Der
Mensch beeinträchtigt die Umwelt im Gefolge des Bergbaus
Im
Jahre 2000 brach in Baia Mare in Rumänien ein
Rückhaltedamm,
300.000m³ mit Schwermetallen versetztes Natrium-Cyanid lief
aus
und
gelangte schließlich in Theiß und Donau –
die
größte
Umweltkatastrophe nach Tschernobyl.
Ghana
ist reich an Rohstoffen. Der Bergbau trägt ein Drittel zum
Export
bei, aber er gilt auch als größte Umweltbedrohung
des
Landes.
So gelangen immer wieder hochgiftige Chemikalien, die zur Goldgewinnung
verwendet werden (Cyanide, Quecksilber), in den Wasserkreislauf,
verursachen
Fischsterben und Vergiftungserscheinungen bei der Bevölkerung.
Der
Mensch emittiert Stoffe in die Atmosphäre
Die
Emission von Ruß, Schwefeldioxid und Stickoxiden
bei der
Verbrennung
fossiler Energieträger, insbesondere von Kohle, verursacht
lokal
gesundheitsgefährdenden
Smog und in größeren Regionen "Sauren Regen", der
die
Wälder
schädigt.
Stoffe
die in der Natur überhaupt nicht vorkommen, können in
die
Atmosphäre
gelangen und dort unerwartete Wirkungen auslösen.
FCKW
(Fluorchlorkohlenwasserstoffe),
verwendet als Treibmittel (Sprühdosen, Schaumstoffherstellung)
und
als Kälte- und Löschmittel, zerstörten die
Ozonschicht
und
führten zum Entstehen des "Ozonlochs" über den Polen
(trotz
aller
inzwischen wirksamen Verbote erreichte das Ozonloch über dem
Südpol
2006 seine bisher größte Ausdehnung). Die
stärkere
ultraviolette
Einstrahlung lässt das Hautkrebs-Risiko in den betroffenen
Gebieten
(Australien!) wesentlich ansteigen.
Der
Mensch emittiert in großem Ausmaße "Treibhausgase"
und
verursacht,
heute schon erkennbar, nachhaltige Veränderungen des Klimas.
Dieses
Thema wird im folgenden eingehend behandelt.
Das
zerstörerische Verhältnis des Menschen zur Umwelt ist
Gegenstand
der SF-Erzählung "Im
Labor".
6.2
Grundlagen
6.2.1
Die Atmosphäre
Die
Atmosphäre umgibt wie eine dünne und empfindliche
Haut die
Erde.
Auf dem Boden dieser Schicht spielt sich alles Leben ab.
Sonnenaufgang
(Foto: NASA Shuttle 2000)
Die
unterste Schicht, die Troposphäre, ist Ort alles
Wettergeschehens.
Vertikaler wie horizontaler Luftbewegungen, Wolkenbildung und
Niederschlag
sorgen für den globalen Wärmeausgleich und
die
Verteilung
und das Auswaschen eingebrachter Stoffe. 80% der Gesamtmasse der
Atmosphäre
finden sich in der Troposphäre.
Aufbau
der Atmosphäre
Die
Stratosphäre hingegen erweist sich als stabile Schicht;
eingebrachte
Stoffe verbleiben hier wesentlich länger, soweit sie nicht
durch
chemische
Reaktionen unter dem Einfluss energiereicher Strahlung
umgewandelt
werden. Tropische Gewitter und Faltungen der Schichten sorgen jedoch
für
einen gewissen Stofftransport durch die Grenzschicht, die Tropopause,
hindurch
(im Mittel in 10km Höhe, in den Tropen/im Sommer
höher, an
den
Polen/im Winter niedriger).
Die
Atmosphäre besteht zu 78,8 % aus Stickstoff, dazu
kommen
20,95
% Sauerstoff und 0,93 % Argon (Edelgas). In nur kleinen Mengen
vorhandene
Gase ("Spurengase") wie CO2 (Kohlendioxid), CH4 (Methan), O3 (Ozon) und
NOx (Stickoxide) sowie Wasserdampf spielen eine bedeutende Rolle
für
den Energiehaushalt der Erde.
6.2.2
Der Energiehaushalt der Erde – Der Treibhauseffekt
Alles
Geschehen in der Atmosphäre wird durch letztlich durch
Sonneneinstrahlung
angetrieben. Das Spektrum der Sonnenstrahlung reicht im wesentlichen
vom
kurzwelligen, energiereichen UV (Ultraviolett)-Strahlung (200-400 nm)
über
den sichtbaren Bereich (400-700 nm) zum IR
(Infrarot=Wärme)-Bereich
(700-3000nm). Das menschliche Auge ist auf das Strahlungsmaximum im
sichtbaren
Bereich ausgerichtet, Ergebnis einer langen Evolution.
Fasst
man die Erde als Scheibe auf, so bestrahlt die Sonne diese Scheibe mit
1368 W/m². Da die Erde eine Kugel ist und die Hälfte
stets im
Schatten liegt, beträgt die auf die tatsächliche
Oberfläche
der Erde bezogene Einstrahlung im Mittel nur ein Viertel davon. Diese
Einstrahlung
aber ist sehr ungleich verteilt: am Äquator, unter fast
senkrecht
scheinender Sonne, ist sie sehr viel größer als
unter dem
Streiflicht
der Polargebiete. Diese Unterschiede treiben das
großräumige
Wettergeschehen auf der Erde.
30%
der eingestrahlten Energie erreichen die Erdoberfläche gar
nicht
sondern
werden zurückgeworfen ("Albedo"=0,3).
Was
an Strahlung von der Erdoberfläche (inklusive Staub und Wolken
in
der Atmosphäre) absorbiert wird, würde zu einer
beständigen
Aufheizung führen, wenn die Erde nicht wie jeder warme
Körper
Wärme abstrahlen würde (Stephan-Boltzmann-Gesetz). Je
wärmer
die Oberfläche, desto mehr wird abgestrahlt. Würde
die
Abstrahlung
durch die Atmosphäre nicht behindert, so würde sich
eine
Gleichgewichtstemperatur
an der Erdoberfläche von -18°C (Mittelwert)
einstellen. Leben
wäre auf der Erde kaum möglich.
Der
natürliche Treibhauseffekt
Tatsächlich
aber finden sich in der Atmosphäre die sogenannten
Treibhausgase
(CO2,
CH4, NOx ...). Sie absorbieren den Großteil der von der Erde
abgestrahlten
Wärme zunächst, strahlen sie kurz darauf aber wieder
ab, und
zwar nach allen Richtungen, also auch zur Erdoberfläche
zurück!
Damit erhält die Erdoberfläche zusätzlich
Wärme
eingestrahlt.
Um sie wieder los zu werden, muss die Temperatur der
Erdoberfläche
steigen, bis ein neues Strahlungsgleichgewicht erreicht ist. Es liegt
unter
ungestörten Bedingungen bei 15°C
("natürlicher
Treibhauseffekt"
= 33°).
Vergrößert
man die Menge der Treibhausgase, muss die Temperatur an der
Erdoberfläche
steigen. Genau dies aber tut der Mensch: er bringt große
Mengen
verschiedener
Treibhausgase in die Atmosphäre ein.
Die
Wirksamkeit verschiedener Treibhausgase wird verglichen, indem man die
Wirkung einer bestimmtem Masse des in der Atmosphäre
gleichmäßig
verteilten Stoffes über eine bestimmte Zeit,
üblicherweise
100
Jahre, integriert und mit der Wirkung der gleichen Masse von
Kohlendioxid
vergleicht. Das Verhältnis wird als "Global Warming Potential"
(GWP)
bezeichnet. Kohlendioxid hat also per Definition ein GWP von 1.
Die
wichtigsten Treibhausgase, in deren Haushalt der Mensch
eingreift,
sind:
CO2
= Kohlendioxid
Kohlendioxid
wird gebildet und freigesetzt bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger
Energieträger.
Die
wichtigsten Senken sind
-
die Pflanzen, die es aufnehmen und zum Aufbau ihrer Biomasse nutzen, und
-
das Meer, in dem CO2
gelöst und langfristig gespeichert wird.
Soweit
Holz verbrannt wird in dem Maße wie es nachwächst,
bewegt
man
sich in einem geschlossenen Kreislauf mit ausgeglichener Gesamtbilanz,
nicht jedoch bei übermäßiger Abholzung
(Brandrodung von
Tropenwäldern!). Soweit aber fossile Energieträger
verbrannt
werden, die im Laufe von Hunderten von Jahrmillionen angesammelt
wurden,
erhöht sich die Gesamtmenge des Kohlendioxids im Umlauf.
Kohlendioxid
ist in der Atmosphäre sehr langlebig: man rechnet mit einer
typischen
Verweilzeit in Größenordnung 100 Jahre.
CH4
= Methan
Methan
stammt aus natürlichen Quellen (zum Beispiel
Sümpfen), eine
etwa
gleich große Menge wird vom Menschen erzeugt (Nassreisanbau,
Rinderzucht
(Fermentationsprozesse im Magen), Mülldeponien, Kohlebergbau
(Grubengas),
Lecks bei Erdgasgewinnung- und Transport, Zementherstellung).
Methan
wird aus der Atmosphäre durch chemische Reaktionen entfernt.
Als
typische Verweilzeit von Methan in der Atmosphäre gilt 10-12
Jahre.
Bei
gleicher anfänglicher Menge erzeugt Methan
über einen
Betrachtungszeitraum
von 100 Jahre 23 mal mehr Treibhauswirkung als Kohlendioxid
(GWP
= 23).
N2O
= Distickstoffoxid = Lachgas
Distickstoffoxid
hat natürliche wie anthropogene Quellen. Als eine wesentliche
Quelle
des menschlichen Anteils gilt die reichliche Anwendung von
Stickstoffdüngern,
das Verbrennen von Biomasse , und die Nylon- und
Salpetersäure-Produktion.
Distickstoffoxid
wird aus der Atmosphäre durch chemische Reaktionen entfernt.
Distickstoffoxid
verweilt typischerweise 120-150 Jahre. Mit einem
GWP von
296
ist es ein sehr starkes Treibhausgas.
FCKW
= Fluorchlorkohlenwasserstoffe
FCKW
werden als Kühlmittel und als Treibmittel in
Sprühdosen und
für
die Schaumstoffherstellung eingesetzt. Sie zerstören
nicht
nur
die vor hartem UV schützende Ozonschicht der
Stratosphäre
("Ozonloch"),
sondern sind auch ein potentes Treibhausgas. Durch das Protokoll von
Montreal
1987 und nachfolgende Verschärfungen konnte die Verwendung
dieser
Stoffe zwar stark eingeschränkt werden, doch gibt es immer
noch
Ausnahmeregelung
für Entwicklungsländer.
FCKW
leben sehr lange -100 bis 400 Jahre – und werden daher auch
nach
völligem
Ende ihres Einsatzes noch lange in der Atmosphäre existieren.
Sie
haben ein GWP von über 10 000 bis zu 15000!
O3
= Ozon
Ozon
wird vom Menschen nicht direkt freigesetzt, entsteht aber durch eine
Vielzahl
komplexer photochemischer Prozesse, an denen die anthropogenen
Emissionen
beteilig,t sind wie Stickoxide (wird gebildet wenn Verbrennung bei
hohen
Temperaturen erfolgt), Kohlenmonoxid, Methan, und flüchtige
unvollständig
verbrannte Kohlenwasserstoffe ("VOC") – der Kraftverkehr
dürfte
der
Hauptverursacher sein. Daher steigt die Ozon-Konzentration in der
Troposphäre
(während gleichzeitig die für den Schutz vor harter
UV-Strahlung
entscheidende Ozonschicht in der Stratosphäre unter dem
Einfluss
von
FCKW schwindet!). Ozon lebt zwar nicht lange in der
Troposphäre
und
daher regional unterschiedlich konzentriert, ist aber sehr wirksam, so
dass sein GWP mit 2000 angegeben wird.
H2O
= Wasser
Wasserdampf
– gasförmig, unsichtbar! – hat am
natürlichen Treibhauseffekt
einen Anteil von 60%. Die direkten zusätzlichen Emissionen von
Wasserdampf
durch die Aktivitäten des Menschen verändern die
Menge des
Wassers
in der Troposphäre in vernachlässigbarem
Verhältnis, sie
werden im allgemeinen Wasserkreislauf der Troposphäre
kurzfristig
wieder niedergeschlagen (Verweilzeit Tage bis Wochen). Anders zu
bewerten
wäre es, wenn durch hochfliegende Überschallflugzeuge
zusätzlich
Wasserdampf in die sehr stabile und sehr trockene
Stratosphäre
eingebracht würde (Verweilzeit
Größenordnung 1 Jahr).
Wasser/Wasserdampf
spielt aber in den Rückkoppelungsprozessen des Klimasystems
eine
große
Rolle.
Für
das Verständnis des Themas "Klimaveränderungen" ist
eine
wesentliche
Voraussetzung die klare Unterscheidung zwischen den Begriffen "Wetter"
und "Klima". Immer noch wird in den Medien aus einzelnen
Wetterereignissen
auf Klimaveränderungen geschlossen; immer noch wird
argumentiert
dass
eine langfristige Analyse erwartbarer Klimaveränderungen
unmöglich
sei, weil die schon die Wettervorhersage nur wenige Tage weit reicht.
Beides
ist schlicht falsch.
Wetter
ist der unmittelbar beobachtbare, sich ständig
ändernde
Zustand
er Atmosphäre an einem bestimmten Ort (Regen, Sonnenschein,
Luftdruck,
Temperatur, Luftfeuchte, Wind...).
Der
Begriff Klima hingegen betrifft langfristige Mittelwerte. In einer
Definition
des Umweltbundesamtes heißt es: "Klima wird beschrieben durch
den
mittleren Zustand, charakteristische Extremwerte,
Häufigkeitsverteilungen
u.a. der meteorologischen Größen (Druck,
Bewölkung,
Temperatur,
Niederschlag u.a.m.), die diese über einen längeren
Zeitraum
und über einem größeren Gebiet annehmen."
Bei der
Betrachtung
des Klimas wird in der Regel ein Zeitraum von 30 Jahren zugrunde
gelegt!
Wenn Mittelwerte sich in einer solchen Zeitskala systematisch
verändern,
spricht man von "Klimaveränderungen".
Wettervorhersage
und Klimavorhersage müssen sehr
unterschiedliche Parameter
berücksichtigen, arbeiten mit ganz unterschiedlichen
Zeitskalen
und
mit unterschiedlicher räumlicher Auflösung der
Rechenmodelle.
Wetter ist ein "determiniert chaotischer" Prozess, kleinste
Abweichungen
in den Ausgangsdaten einer Wettervorhersagerechnung führen mit
fortschreitender
Zeit zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen
("Schmetterlingseffekt").
Das Problem der Klimamodelle liegt in der außerordentlich
komplexen
Vernetzung vieler Komponenten, deren mathematisch-physikalische
Modellierung
vielfach nicht so genau bekannt ist wie erwünscht.
Klimamodelle
erfordern
außerordentliche Rechnerleistungen.
Klimasystem
- Hauptelemente
Angetrieben
wird das System von der Sonne, deren (leicht variierende) Einstrahlung
auf die Erde die Energie für alle Prozesse liefert. Bei diesen
Prozessen
geht es um den Transport, die Weitergabe und die Speicherung von
Energie
und gleichzeitig von Stoffen, um die Änderung des
Aggregatszustandes
von Stoffen, und dazu um biologische Prozesse. Nur ein paar wichtige
Vorgänge
im großen System können hier genannt werden.
Die
Rolle der Luft
·
Die chemische Zusammensetzung der Luft – ihr Gehalt an
Treibhausgasen –
entscheidet wesentlich darüber wie viel Strahlungsenergie
tatsächlich
auf der Erdoberfläche ankommt.
·
Die globale Zirkulation der Luft sorgt für den
Temperaturausgleich
zwischen polaren, gemäßigten und tropischen Zonen,
zwischen
Meer und Land. Die Luftströmungen transportieren über
dem
Meer
aufgenommenes Wasser und leiten es zu den Landmassen, wo sie als Regen
oder Schnee niedergehen.
Die
Rolle des Wassers
Die
Verdunstung des Wassers erfordert viel Energie; diese Energie wird als
"latente Wärme" von Land und See in die Höhe getragen
und mit
den Windströmungen transportiert; beim Kondensieren zu
Tröpfchen
wird sie wieder frei.
Wolken
(=Wassertröpchen) verändern die
Reflexionseigenschaften der
Erde
("Albedo"), wirken je nach Höhe und Dichte abkühlend
oder
erwärmend.
Global bewirken die Wolken zur Zeit eine Kühlung.
Wasser
kann viel mehr Wärmeenergie speichern als Luft; die Ozeane
spielen
daher die Rolle eines großen Speichers der sich nur langsam
erwärmt/abkühlt
und Temperaturveränderungen der Luft/naher Landmassen
abdämpft
(Tag/Nacht/Jahreszeiten/langfristige Veränderungen).
Im
Ozean besorgen gewaltige Ströme, gleichwertig den
Windsystemen,
den
Wärmetransport über große Strecken
(Golfstrom!),
angetrieben
von Oberflächenwinden und Dichteunterschieden des
Wassers.
Absinkende
Bewegungen sorgen für den Transport von gelöstem
Kohlendioxid
in die Tiefe, wo es für Jahrhunderte dem Kreislauf entzogen
wird.
Eisschilde
(Grönland, Antarktis) stellen außerordentlich
träge
Elemente
des Systems dar, Bildung oder Abschmelzen benötigt viele
Jahrhunderte.
Schmelzwasser verringert die Dichte des Seewassers und wirkt auf die
großen
Meeresströmungen ein.
Eis-
und Schneeflächen reflektieren einfallendes Sonnenlicht;
schmelzen
sie wegen zunehmender Lufttemperatur ab, so wird weniger abgestrahlt,
die
Temperatur nimmt noch schneller zu ("Positive Rückkopplung").
Die
Rolle des Landes
Auf
dem Land wird Wasser in Gletschern, im Grundwasser, in der Humusdecke
gespeichert.
Pflanzen
verdunsten Wasser, nehmen Kohlendioxid zum Aufbau ihrer Biomasse durch
Photosynthese auf. Die klimatischen Bedingungen und der
Kohlendioxidgehalt
der Atmosphäre wirken sich umgekehrt auf das Pflanzenwachstum
aus.
Die
Pflanzendecke verändert die Abstrahlungseigenschaften der
Erdoberfläche.
Vulkanstäube
können sich jahrelang in der Atmosphäre halten und
abkühlend
wirken. (Vulkanausbrüche finden als singuläre und
nicht
vorhersagbare
Ereignisse keinen Eingang in den Klimaprognosen).
Die
Form der Landmassen gibt Randbedingungen für die
Meeresströmungen.
Die Topologie der Landmassen beeinflusst entscheidend die
großräumigen
Luftbewegungen.
Die
Rolle des Menschen
Der
Mensch erscheint nicht explizit in der kleinen Grafik des Klimasystems,
wird nur durch die Industrieanlage symbolisiert. Mit seiner
Aktivität
aber greift er vielfältig in das System ein:
Er
sorgt für die Emission großer Mengen von
Treibhausgasen
durch
Industrie, Verkehr, Haushalt und Landwirtschaft und
verändert
so nachhaltig die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Er
rodet Wälder und treibt Ackerbau, verändert somit die
Oberflächeneigenschaften
(Albedo) der Erde.
Er
sorgt für die Emission von Aerosolen, die sich als
Kondensationskerne
auf die Wolkenbildung auswirken.
Alle
diese Vorgänge stehen in komplexer Wechselwirkung, sind
zumeist
nichtlinear,
und verlaufen in ganz unterschiedlichen Zeitskalen: Änderungen
in
Atmosphäre erfolgen im Stunden- bis Tagesrhythmus, die oberen
Schichten
der Ozeane sind an die Vorgänge der Atmosphäre
gekoppelt;
Veränderungen
in der Tiefsee oder das Schmelzen von Eisschilden sind eine
Frage
von Jahrhunderten. Damit ist die mathematische Modellierung
äußerst
schwierig und nur mit den größten Rechenanlagen zu
bewältigen.
Als
Risiken
bei der Klimaprognose bleiben:
Die
grundsätzliche Unschärfe bei der Modellierung
physikalischer
Vorgänge, welche allein die langfristige Vorhersage zunehmend
unsicher
macht;
Das
Auftreten von noch weitgehend unbekannten Prozessen (Wie viel Methan
wird
frei wenn Permafrostböden nachhaltig auftauen? Wie wird sich
das
"Methaneis"
am Meeresgrund verhalten wenn Meerestemperatur- und strömungen
sich
verändern?)
Auch
das komplexe Klimasystem muss "determiniert-chaotisch" sein. Von
solchen
Systemen weiß man, dass sie "kippen" und zwischen
verschiedenen
quasi-stabilen
Zuständen pendeln können (es gibt Anzeichen dass in
der
Vergangenheit
der Golfstrom schon einmal innerhalb weniger Jahrzehnte gekippt ist.)
Das
größte langfristige "Prognose-Risiko" aber stellt
der Mensch
selbst dar: Wie wird er sich verhalten? Darum kann es keine eindeutige
Prognose geben, es wird immer eine "Wenn-dann"- Vorhersage sein. Der
Mensch
steht in der Verantwortung für die Zukunft.
6.3
Klimaveränderungen durch den Menschen - Der Stand
Im
Februar 2007 verabschiedete die zuständige Working Group I
"Physical
Science Base" des IPCC ihre "Summary for Policy
Makers" zum
"Fourth Assessment Report". Der
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) arbeitet als Organ der
UN. In einem jahrelangen Prozess werden von Tausenden Wissenschaftlern
die letzten Erkenntnisse gesammelt, abgeglichen und zu einem
Bericht
zusammengeführt. Seine Berichte stellen mithin das
Vertrauenswürdigste
dar, was die Wissenschaft auf diesem Gebiet zu bieten hat; sie finden
entsprechend
große Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit.
Dieser
und der folgende Abschnitt basieren im wesentlichen auf den
Ausführungen
der "Summary for Policy Makers", dort stammen auch die Abbildungen her.
Die "Summaries" sind abrufbar auf der Website
des IPCC.
Konzentration
der Treibhausgase
Kohlendioxid,
Methan und Lachgas
Die
Konzentration der Treibhausgase wird weltweit verfolgt. Das Ergebnis
ist
eindeutig: die Konzentration wächst schnell.
Der
historische Verlauf der Konzentrationen wurde durch Untersuchung der in
Eisbohrkernen eingeschlossenen Luftbläschen
ermittelt. Es
hat
immer eine gewisse Fluktuation der Werte gegeben. In den letzten 400
000
Jahren schwankte zum Beispiel der CO2-Gehalt mehrfach in einem Bereich
von etwa 100
ppm (Parts per million), überschritt jedoch nie die Marke 300
ppm.
Parallel dazu schwankte die Temperatur im Bereich von etwa 10°C
(Eiszeiten
– Warmzeiten). Der Anstieg des CO2-Gehaltes auf 380
ppm in den
letzten
Jahrzehnten jedoch geht derart weit über frühere
Variation
hinaus
und erfolgte in einem derart kurzen Zeitraum, beginnend mit der
Industrialisierung
, dass nur menschlicher Einfluss als Erklärung infrage kommt.
In
der
Tat sind die anthropogenen Emissionen bekannt, die Zunahme der
Konzentrationen
ist damit zwanglos erklärbar.
Am
dramatischsten ist die Situation beim CO2
(Kohlendioxid).
Der Konzentrationsanstieg dieses wichtigsten und auch langlebigen
Treibhausgases
nimmt immer schneller zu, sie ist im Zeitraum 1995-2005 schneller
gewachsen
als je zuvor. Die halbherzigen und von den größten
Emittenten
nicht umgesetzten Vereinbarungen von Kyoto haben wenig bewirkt. Im
Übrigen:
Bei einer typischen Verweilzeit von 100 Jahren hätte die
Konzentration
selbst dann heute noch keinen stabilen Wert erreicht, wenn
die
Emissionsrate
effektiv eingefroren worden wäre. Man muss jedenfalls mit noch
lange
weiter steigender Konzentration rechnen.
Etwas
besser sieht es beim CH4
(Methan)
aus. Hier nimmt zwar die Konzentration noch weiter zu, doch
wächst
sie wenigstens etwas langsamer als zuvor. (hier liegt ein
großes
Risiko im eventuellen großflächigen Auftauen von
Permafrostböden,
ein Prozess der in arktischen Gebieten bereits eingesetzt hat).
Beim
N2O
(Lachgas)
ist die Wachstumsrate näherungsweise konstant.
Für
die FCKW gibt der Bericht keinen Trend an. Hier
haben aber das
Montrealer
Protokoll und seine nachfolgenden Verschärfungen gegriffen, so
dass
das Wachstum der Konzentration wohl abgeflacht sein dürfte.
Allerdings:
2006 war das Ozonloch über der Südregion
größer
als
je zuvor, kein günstiges Indiz.
Um
darzustellen in welchem Maße die verschiedenen Treibhausgase
zum
anthropogenen Treibhauseffekt beitragen, wird das "Radiative Forcing"
(der
Strahlungsantrieb) der verschiedenen Stoffe berechnet. Die Werte
entsprechen
einer zusätzlichen Energieeinstrahlung auf die Erde. Ein
solcher
Vergleich
gibt eine Momentaufnahme: Wie viel tragen die derzeit in der
Atmosphäre
vorhandenen Treibhausgas-Mengen hier und heute zum Treibhauseffekt bei?
Beiträge
zum Treibhauseffekt
Der
Vergleich zeigt, dass Kohlendioxid mit Abstand das
wichtigste
anthropogene
Treibhausgas ist – dank der großen Menge, die
ausgestoßen
wird.
Ihm folgen das Methan, die FCKW
und das Lachgas.
Ozon
in der Troposphäre spielt ebenfalls eine bedeutende Rolle. Es
wird
zwar nicht direkt emittiert, doch lösen verschiedene
Emissionen
komplizierte
Bildungsprozesse aus.
Der
Vergleich zeigt, dass die durch veränderten Landbrauch
einerseits
und durch verschmutzte Schneeflächen andererseits
geänderte Albedo
der Erde sich heute eher im Sinne einer verstärkten Reflexion
und
mithin in Richtung einer Abkühlung auswirkt. (Ob dies ein
Anlass
zu
Optimismus ist, sei dahingestellt. Mit dem Abschmelzen von Eis- und
Schneemassen
in den Polargebieten kann sich der Effekt umdrehen.)
Der
Einfluss der vom Menschen emittierten Aerosole geht
klar in
Richtung
Abkühlung, sowohl direkt als auch über die
ausgelöste
vermehrte Wolkenbildung.
In
der Summe ist der anthropogene Treibhauseffekt eindeutig "positiv"
–
die
Atmosphäre muss sich erwärmen. Allerdings gibt es
noch viele
Unsicherheiten bei der Abschätzung der einzelnen Effekte.
Nimmt
die
Temperatur wirklich zu?
Änderung
der globalen Oberflächentemperatur
Die
Messwerte an der Erdoberfläche – Land plus Meer
– zeigen für
die letzten Jahrzehnte eine stetige Temperaturzunahme. Viele mehr
qualitative
Beobachtungen bestätigen diese Messungen: das Abschmelzen der
Gletscher
auf der ganzen Welt, der Rückgang der Eiskappen nach
Fläche
und
Dicke an den Polen (besonders dem Nordpol), Boden-Instabilität
in
Permafrost-Gebieten, Steinlawinen in Gebirgen, Verschiebung des
Frühlingsbeginns
in der Vegetation, frühere Vogelwanderung, nach Norden/nach
oben
verschobene
Verbreitung von Pflanzen- und Tierarten, ausgedehnte Trockenperioden in
Sahelzone und Südafrika etc.
Die
Temperaturzunahme betrifft nicht nur die Atmosphäre. Die
Mitteltemperatur
der Ozeane hat, nach Beobachtungen ab 1961, bis in Tiefen von 3000 m
zugenommen.
Die Ozeane haben 80% der zusätzlichen Wärme im
Klimasystem
übernommen.
(Gleichzeitig haben sie viel CO2 aufgenommen; Meldungen sprechen von
einer
zunehmenden Übersäuerung der Meere, welche vielen
Meerestiere
den Aufbau kalkhaltiger Schalen und Skelette erschweren wird, mit noch
nicht übersehbaren Konsequenzen für die Nahrungskette
im
Meer).
Mit
seiner Erwärmung dehnt sich das Wasser der Ozeane
aus.
Dieser
Effekt trägt fast die Hälfte zur beobachteten
gleichmäßigen
Anstieg des Meeresspiegels bei.
Für
den anderen Teil des Anstieges wird das Abschmelzen von Gletschern und
Eisschilden verantwortlich gemacht. Die
Abschätzungen sind
noch
nicht sehr genau: Der beobachtete Anstieg des Meeresspiegels ist
wesentlich
größer als der abgeschätzte. (Vor
rund 125 000
Jahren,
einer Zwischeneiszeit mit Temperaturen in den Polargebieten 3
– 5°
höher als heute infolge einer geänderten
Erdumlaufbahn, war
der
Meeresspiegel wahrscheinlich 4-6m höher als heute).
Ist
der beobachtete Temperaturanstieg in den letzten Jahrzehnten nun
tatsächlich
auf die anthropogenen Treibhausgase zurückzuführen?
Kann es
nicht
eine natürliche Variation sein, vielleicht unter einem
Einfluss
der
Sonne?
Der
IPCC kommt zu dem Schluss "Der Großteil des
beobachteten
Anstiegs
der globalen Mitteltemperaturen seit Mitte des 20. Jahrhunderts ist
sehr
wahrscheinlich (über 95%) verursacht durch die Zunahme der
anthropogenen
Treibhausgaskonzentrationen......... Erkennbare menschliche
Einflüsse
betreffen ... auch andere Aspekte des Klimas, wie
Erwärmung
der Ozeane, kontinentale Mitteltemperaturen, Temperatur-Extreme und
Wind-Muster."
Änderungen
in der Strahlungsleistung der Sonne und Vulkanausbrüche sind
für
das vergangene Jahrhundert bekannt und werden bei der Anwendung der
Klimamodelle
auf die Vergangenheit berücksichtigt. Es ergibt sich folgendes
Bild:
Demnach
sind die bekannten natürlichen Einflüsse
völlig
ungeeignet,
den Anstieg der Temperaturen zu erklären. (In der Presse wird
immer
wieder einmal darauf verwiesen, dass die Sonne ja noch andere,
unbekannte/
nicht verstandene Einflüsse ausüben könne,
zum Beispiel
könne sie über den von ihr ausgehenden Teilchenstrom
die
Wolkenbildung
beeinflussen. Darüber wurde vor ein paar Jahren heftig und
ergebnislos
spekuliert.)
6.4
Klimaveränderungen - Prognosen
6.4.1
Prognosen für das 21.Jahrhundert
Mehr
noch als die Gegenwart interessiert was in Zukunft zu erwarten ist: Wie
wird sich das Klima weiter entwickeln. Darauf kann es keine eindeutige
Antwort geben, entscheidend ist das Verhalten des Menschen. Dazu hat
der
IPCC verschiedene Szenarien entwickelt, mögliche "Story
Lines".
Sie
stehen für alternative Entwicklungen der menschlichen
Gesellschaft
und ihrer Aktivitäten, und damit für die erwartbare
Emissionen.
Mögliche
Entwicklung des globalen Temperaturmittels
Die
verschiedenen Verläufe der Temperatur bei
als plausibel
angenommenen
Szenarien zeigen, dass bis 2100 mit einer Temperaturerhöhung
um
2-4
°C zu rechnen ist. Die Balken am rechten Bildrand deuten die
Genauigkeit
an, die diesen Werten beizumessen ist: der Endwert könnte um
1-2°C
vom als wahrscheinlich erachteten Wert abweichen. Völlig
unrealistisch
und nur als Vergleichswert zu betrachten ist die orange Linie, die ein
Einfrieren der Treibhausgaskonzentrationen ab 2000 unterstellt; selbst
in diesem Fall wird die Temperatur noch weiter steigen da das
Klimasystem
noch nicht im Gleichgewichtszustand ist.
Die
Temperatur wird zwar überall auf der Erde steigen, doch nicht
in
gleichem
Maße.
Temperaturverteilungen
für verschiedene Szenarien
Unabhängig
vom betrachteten Szenario fällt der größere
Temperaturanstieg
auf der Nordhalbkugel auf, eine Folge der
ungleichmäßigen
Nord/Südverteilung
von Land und Meer. Die Polarregionen werden größere
Temperatursteigerungen
sehen, insbesondere fällt die große
Temperaturzunahme im
Nordpolbereich
auf. Entsprechende Konsequenzen für die Eiskappe(n) liegen auf
der
Hand.
Auch
die Niederschläge werden sich regional
sehr
unterschiedlich
entwickeln.
Entwicklung
der Niederschläge
(in
weiß gezeichneten Bereichen zeigen die Modelle eine
unbefriedigende
Übereinstimmung,
in den punktierten Bereichen ist sie besonders gut)
Man
erkennt eine wesentliche Zunahme der Niederschläge in den
polarnahen
Gebieten, darunter im Winter auch in Europa. Besonders
besorgniserregend
sind die reduzierten Niederschläge in den ohnehin trockenen
Gebieten
des Mittelmeerraums und Nord- wie Südafrikas.
Der
Meeresspiegel
wird in jedem Falle im 21.Jahrhundert steigen. Im optimistischen
Szenario
"B1" ergeben die Modelle einen Anstieg von
18
- 38 cm, im mittleren Szenario "A1B" von 0,21 - 0,48 cm.
Dabei
werden
in den Berechnungen ausdrücklich konservative Annahmen
über
das
Verhalten des Eises gemacht: wären die Eisverluste in
Grönland
und der Antarktis auch nur der globalen Temperatur
proportional,
ergäbe sich eine weitere Erhöhung des Meeresspiegels
um 10 -
20 cm.
Die
Versauerung
der Ozeane wird sich fortsetzen, der pH16-Wert
an der Meeresoberfläche hat bereits um 0,1 Einheiten
gegenüber
vorindustrieller Zeit abgenommen und wird im 21.Jahrhundert um weitere
0,14-0,35 Einheiten sinken.
Diese
Veränderungen werden zunehmend sich in vielerlei Richtungen
auswirken,
zumeist allerdings werden die Folgen negativ sein. Die
"Summary for Policymakers" der IPCC-Working Group
II
("Climate
Change Impacts, Adaptation and Vulnerability") zählt
unter
anderem
auf:
Wasserversorgung
In
der Mitte des 21.Jahrhunderts wird in den nördlichen und
einigen
tropischen
Gebieten mehr Wasser verfügbar sein (wo es ohnehin keine
Probleme
gibt), in den ohnehin schon trockenen Gebieten, zum Beispiel
Mittelmeerraum
und in Afrikas Trockenzonen, wird der Wassermangel noch schlimmer
werden.
Auch wo die kontinuierliche Wasserversorgung von den abschmelzenden
Schnee-
und Eismassen des Hochgebirges abhängt, wie in Ostasien, wird
es
Wassermangel
geben.
Ökosysteme
Wenn
die globale Mitteltemperatur um mehr als 1,5-2,5°C steigt,
werden
nicht
nur viele Ökosysteme gestört und Pflanzen- wie
Tierverbreitungen
sich ändern, sondern 20-30% aller Tier- und Pflanzenarten
stehen
in
der Gefahr des Aussterbens.
Die
Versauerung des Meerwassers infolge der Aufnahme von Kohlendioxid aus
der
Atmosphäre wird jene Lebensformen beeinträchtigen die
ihre
Schalen
und Skelette aus Kalk aufbauen, mit Konsequenzen für die
darauf
aufbauende
Nahrungskette.
Bei
einer Erhöhung der Meerestemperatur an der Oberfläche
von
1-3°C
werden immer mehr Korallen ausbleichen und absterben.
Landwirtschaft,
Forsten, Fischerei
In
höheren Breiten (Nordeuropa) und global gesehen kann die
Lebensmittelproduktion
bis 1-3° globaler Temperaturerhöhung wachsen, um
darüber
hinaus Schaden zu nehmen.
In
den Trockengebieten der niedrigen Breiten (Afrika!) werden
auch
schon
kleine lokale Temperaturerhöhungen (1-2°C) die Ernten
verschlechtern
und die Gefahr von Hungersnöten vergrößern.
Die
Holzproduktion kann global kurz/mittelfristig etwas zunehmen.
Fischerei
und Aquakultur können durch erhöhte
Wassertemperaturen
regional
beeinträchtigt werden.
Gesundheit
Durch
den stetig steigendem Meeresspiegel steigt das Risiko immer
schlimmerer
Überschwemmungen in niedrig liegenden Gebiete (Flussdeltas in
Asien
und Afrika, Bangladesh, kleine Inseln).
Mehr
und stärkere Hitzewellen werden mehr Opfer fordern, ebenso
heftigere
Stürme und längere Trockenperioden.
Das
Verbreitungsgebiet tropischer Infektionskrankheiten (Malaria) kann sich
verschieben.
Der
IPCC-Bericht enthält detaillierte Aussagen
über die
erwarteten
Probleme auf den fünf Kontinenten. Ein Vergleich
zeigt, dass
diejenigen Länder noch am besten wegkommen, die heute am
meisten
zu
den Treibhausgasemissionen beitragen. Am schlimmsten werden die
Schäden
in Afrika sein, das an der Misere die wenigste Schuld hat.
(Anmerkung:
USA und China übten bei der Endredaktion des
Berichtes der
Working
Group II im April 2007 in Brüssel erfolgreich diplomatischen
Druck
aus, um die sie betreffenden entsprechenden Abschnitte zu
entschärfen.)
6.4.2
Langfristige Prognosen
Der
IPCC-Bericht deutet Entwicklungen über 2100 hinaus nur in
wenigen
Punkten an:
Selbst
wenn in 2100 der
Strahlungsantrieb der
Treibhausgase
auf dem Niveau des Szenarios A1B
eingefroren werden
könnte,
würde
im folgenden Jahrhundert die globale Mitteltemperatur um
weitere
0,5°C
steigen;
die
Ausdehnung der Ozeane durch die erhöhte Wassertemperatur und
damit
der Anstieg des Meeresspiegels würde sich noch Jahrhunderte
fortsetzen;
gegenwärtige
und zukünftige CO2-Emissionen
des Menschen werden noch mehr als ein Jahrtausend zur globalen
Erwärmung
und zur Anhebung des Meeresspiegels beitragen, eine Folge der langen
Verweilzeit
in der Atmosphäre (mit der Erwärmung der Meere sinkt
ihre
Fähigkeit
zur Aufnahme von CO2).
Vom
Lawrence Livermore National Laboratory, USA, stammt eine Untersuchung
mit
einem als "konservativ" bezeichneten Klimamodell bis zum
Jahre 2300,
über die "Der Spiegel" schon am 2.11.2005 online berichtete:
"Die
arktische Tundra ist fast vollständig verschwunden. In Arktis
und
Antarktis wachsen Wälder, das Packeis, das noch heute
große
Wasserflächen bedeckt, ist weg. Der Meeresspiegel ist um
sieben
Meter
angestiegen, die Niederlande und große Teile Norddeutschlands
stehen
unter Wasser. Die Jahresdurchschnittstemperatur liegt acht Grad Celsius
höher als heute, an den Polen sogar 20 Grad höher."
Die
drastischsten Veränderungen werden nach dieser Studie
für das
22. Jahrhundert erwartet. Bis 2150 wird der Eispanzer der Weltmeere
fast
vollständig verschwunden sein.
Hiermit
kommen wir dem Bereich der Science Fiction ganz nahe. Die
Erzählung
"Rheintal
- Ein Plädoyer" greift das Thema
"Klimaveränderungen"
auf,
"Köln
- Elefantenjagd" dazu noch das Verhalten des Menschen zur
Tierwelt.
6.5
Mögliche Strategien
6.5.1
Allgemeine Überlegungen
Die
erste und zunächst bequemste Form im Umgang mit den drohenden
Klimaveränderungen
ist, gar nichts zu tun und den Folgen fatalistisch
entgegenzusehen.
Ein solches Verhalten steht dem intelligentesten Lebewesen auf der Erde
wahrlich nicht gut zu Gesicht und ist im Blick auf folgende
Generationen
schlicht unmoralisch.
Nicht
viel besser ist die Option, sich den drohenden Veränderungen
im
Erdklima
zwar nicht zu widersetzen, jedoch sich systematisch darauf
vorzubereiten
um damit einigermaßen komfortabel überleben zu
können.
Das erscheint für die reichen Staaten eine möglicher
Weg zu
sein,
wird aber auf Dauer sehr teuer werden. Die Armen der Welt bleiben dabei
außen vor.
Als
grundsätzlich
die beste Möglichkeit erscheint es, die drohenden
Veränderungen
zu vermeiden. Das ist jedoch in vollem Maße gar nicht mehr
möglich:
Die bereits in der Atmosphäre angesammelten langlebigen
Treibhausgase
werden unweigerlich zu weiterer Temperaturerhöhung
führen,
der
Meeresspiegel wird steigen.
Es
muss also darum gehen, die drohenden Veränderungen so weit als
möglich
zu begrenzen. Das ist eine ungeheuer komplexe Aufgabe:
·
Es geht um verschiedene Stoffe aus sehr vielen verschiedenen Quellen.
Einen
einfachen Lösungsansatz kann es gar nicht geben. Man muss
überall
gleichzeitig ansetzen. Wahrscheinlich sind grundsätzliche
Änderungen
im menschlichen Verhalten notwendig (Wachstumsphilosophie,
Konsumgesellschaft,
Wegwerfmentalität müssen in Frage gestellt werden)
·
Bisweilen wird der Eindruck erweckt, nur Verkehr, Industrie,
Energiewirtschaft
seien die Verursacher. Immerhin, hier kann man sich wenigstens noch
große
technische Fortschritte vorstellen. Doch auch die
Landwirtschaft
trägt kräftig bei; grundlegende
Veränderungen sind hier
nicht so einfach möglich.
·
Es sind weltweit abgestimmte Aktionen notwendig. Sie sind, wie die
Erfahrung
lehrt, nur schwer gegen die Vielfalt der nationalen Interessen
durchzusetzen.
Das Problem einer gerechten Lastenverteilung entsteht, der Konflikt
zwischen
den heute schon reichen Staaten und den armen oder schon aufstrebenden
Ländern ist vorprogrammiert.
6.5.2
Die Sicht des IPCC
Am
4.Mai 2007 verabschiedete die Working Group III im Rahmen des Fourth
Assessment
Reports ihre "Summary for Policy Makers: Climate Change 2007:
Mitigation
of Climate Change". Dieser
Teilbericht konzentriert sich ganz auf die Frage, ob die weitere
Ansammlung
von Treibhausgasen in der Atmosphäre verhindert werden kann.
Ausgangspunkt
ist die Tatsache, dass im Zeitraum 1970-2004 die mit dem "Global
Warming
Potential" gewichtete Emission von Treibhausgasen ("CO2-eq") um 75%
zugenommen
hat, wobei auf das Kohlendioxyd selbst den größten
Beitrag
(rund
3/4) liefert. Tatsächlich ist die Emissionsrate in den letzten
Jahren
sogar schneller gewachsen als je zuvor.
Entwicklung
der Treibhausgas-Emissionen
Über
die zukünftige Entwicklung lassen sich Aussagen nur dadurch
machen,
dass man in sich konsistente Szenarien durchspielt, welche
ökonomische,
technische, und gesellschaftliche Entwicklungen in Betracht ziehen.
Das
IPCC hat solche Szenarien definiert. In den meisten davon nimmt die
Emissionsrate
über Jahrzehnte hin noch zu und erreicht in den
pessimistischsten
Fällen im Jahre 2100 das dreifache des heutigen Wertes. Unter
solchen
Umständen kann eine Stabilisierung des Treibhausgasgehaltes
der
Luft
in überschaubaren Zeiträumen überhaupt nicht
erfolgen
und
damit auch keine Stabilisierung der Temperaturen.
Dementsprechend
wurde die Fragestellung umgekehrt: Wie müsste die
Emissionsrate
sich
in der Zukunft verändern, damit eine Stabilisierung der
Treibhausgaskonzentration
und damit langfristig auch eine Stabilisierung der Temperaturen
erfolgt?
177 Szenarien wurden in verschiedenen Studien durchgespielt. Die
folgende
Tabelle fasst die Ergebnisse zusammen (CO2
steht hier repräsentativ für die gesamte
äquivalente
Treibhausgasemission) .
|
Konzentration CO2 [ppm] |
|
(2000 auf 2050) [%] |
globale Temperaturzunahme [°C] |
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pfade
zur Stabilisierung des Klimas
Die
erste Spalte der Tabelle beschreibt auf welchem Niveau sich
der CO2-Gehalt
der Atmosphäre stabilisiert, wenn ab einem bestimmten Zeitraum
(zweite
Spalte) die Emissionen nicht mehr weiter wachsen und dann wieder
abnehmen.
Die dritte Spalte kennzeichnet den weiteren Verlauf durch Angabe der
Veränderung
der Emissionsrate bis 2050 gegenüber dem Jahr 2000. Die letzte
Spalte
nennt die Temperaturzunahme gegenüber dem vorindustriellen
Wert,
die
sich später im Gleichgewichtszustand der Atmosphäre
einstellen
wird.
Aus
der ersten Zeilen der Tabelle liest man ab, dass innerhalb der
nächsten
10 - 15 Jahre die Emissionen ihren Höchstpunkt
überschreiten
und in den nächsten Jahrzehnten dramatisch
zurückgehen
müssen,
wenn die globale Temperaturzunahme 2° nicht nennenswert
überschreiten
soll.
Pfade
zur Begrenzung der globalen Temperaturerhöhung auf
2,0-2,4°C
In
dieser Grafik liegen in der roten Fläche alle jene sechs
untersuchten
Pfade, welche zu einer langfristigen Stabilisierung der
Treibhausgaskonzentration
derart führen, dass die globale Temperaturerhöhung
2,0 -
2,4°C
nicht überschreitet. Man beachte dass langfristig die
Emissonsrate
sogar auf Null gehen muss (in einigen Szenarien wird der
Atmosphäre
schließlich sogar CO2
entnommen)!
Es
stellt sich die Frage, welche Reduzierungen der Treibhausgasemissionen
denn nun realisierbar sind. Je mehr man für die Reduktion der
Treibhausgasemission
auszugeben bereit ist, desto größer ist das
Reduktionspotential.
Die folgende kleine Tabelle fasst das Ergebnis zahlreicher Studien
zusammen.
|
[ US$/tCO2-eq ] |
[ GtCO2-eq /Jahr] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Globales
Potential zur Reduzierung der
Kohlendioxyd-Emissionen
(1930)
Basis
für die Tabelle ist ein Szenario ("SRES B2") das im Jahr von
2000
auf 2030 einen Zuwachs um rund 10 Gt CO2-eq/Jahr
auf 49 GtCO2-eq/Jahr
zeigt. Das Reduktionspotential liegt also, je nach akzeptierten Kosten,
bei 10 - 63%. Es erreicht die
Größenordnung dessen,
was
im fraglichen Zeitraum für eine langfristige Begrenzung der
globalen
Temperaturerhöhung auf etwa 2° nötig
erscheint. Eine
solche
Begrenzung ist also noch möglich.
Die
makro-ökonomischen Auswirkungen der
Reduktionsmaßnahmen
für
eine langfristige Begrenzung des globalen Temperaturanstieges auf 2 -
3°
werden auf eine Verringerung des globalen Brutto-Sozialproduktes in
2030
um weniger als 3% geschätzt, die Wachstumsrate des
Brutto-Sozialproduktes
sinkt um weniger als 0,12%. Die zum Nulltarif machbaren
Emissionsreduktionen
reichen nicht aus!
Vielfältig
sind die Ansätze die Emission von Treibhausgasen zu
verringern.
Keine
einzelne Maßnahme wird ausreichen, sondern
vielfältige
Maßnahmen
auf allen relevanten Gebieten werden notwendig sein. Der IPCC-Report
führt
auf (Liste verkürzt!):
Energie-Versorgung
Wechsel
von Kohle zu Gas, Atomkraft, Erneuerbare Energien,
Kraft/Wärme-Kopplung,
langfristige Speicherung des CO2)
Verkehr
Sparsamere
Fahrzeuge, Hybrid-Antrieb, Bio-Treibstoffe, Wechsel von
Straße
zur
Schiene, Wechsel vom Pkw zum öffentlichen Verkehr, Fahrrad und
Fußweg
Gebäude
Sparsamere
Beleuchtung, sparsamere Heizung/Kühlung, Bessere Isolierung,
Nutzung
der Sonnenenergie
Industrie
Sparsameres
Elektroausrüstung, Wiedergewinnung von Wärme und
Energie,
bessere
Kontrolle anderer Emissionen als CO2
Landwirtschaft
Besseres
Landmanagement, besserer Reisanbau- und Rinderhaltungs-Methoden (CH4),
Bessere Anwendung von Stickstoffdünger (N2O),
Anbau von Energiepflanzen
Forstwirtschaft
Nachhaltige
Forstwirtschaft, Reduzierte Abholzung, Nutzung von Forstprodukten zum
Ersatz
fossiler Energieträger
Abfallwirtschaft
Auffangen/Nutzen
des Methans der Deponien; Müllverbrennung mit
Energiegewinnung;
Recykling
und Abfall-Minimierung.
Wie
aber lassen sich solche Maßnahmen umsetzen, wenn per se kein
wirtschaftlicher
Anreiz von ihnen ausgeht? Dann ist es in erster Linie Aufgabe der
Staaten/der
Staatengemeinschaft, durch Schaffen geeigneter Randbedingungen das
langfristig
Sinnvolle durchzusetzen. Zu den staatlichen Maßnahmen
gehören:
Vorschriften
und Standards
Steuern
und Abgaben (Internalisierung der Kosten)
Handelbare
Emissionsrechte
Subventionen,
Steuererleichterungen
Freiwillige
Vereinbarungen zwischen Staat und Industrie
Informationskampagnen
Förderung
von Forschung und Entwicklung
Ermutigung
von Bürgerinitiativen aller Art
Alle
Instrumente können und müssen parallel eingesetzt
werden. Als
besonders wirkungsvoll gelten jene Maßnahmen, die einen Preis
für
die Treibhausgas-Emission definieren (Internalisierung der Kosten).
6.6
Warum sich der Mensch so schwer tut.
1.
"Denn sie wissen nicht was sie tun" -
Das Problem wird nicht verstanden.
"Denn
sie wissen nicht was sie tun" - seit dem Fourth Assesment Report des
IPCC
gilt diese Ausrede nicht mehr. Die Menschen könnten
es
wissen.
Allerdings
muss man zugeben:
Das
Klimaproblem ist für Menschen ohne naturwissenschaftliche
Denkschulung
wirklich nicht einfach zu verstehen.
Schon
die saubere Unterscheidung Wetter – Witterung –
Klima fällt vielen
schwer.
Die
physikalischen und chemischen Grundlagen des Themas sind nur
für
wenige
Menschen verständlich (allgemein genießt
ja
technisch-wissenschaftliches
Wissen geringe Wertschätzung).
Der
Mensch ist unfähig - und unwillig! - in komplexen
nichtlinearen
Netzwerken zu denken. Erst seit wenigen Jahren kann man das Problem
mithilfe
physikalisch-mathematischer Modellierung überhaupt behandeln.
Der
Mensch ist stattdessen geneigt in simplen Ursache-Wirkung-Relationen zu
denken. Die eine wahre Ursache gibt es beim Thema
Klimaveränderungen
nicht. Dementsprechend muss auch jeder Lösungsansatz
vielfältig
sein.
2.
"Das Hemd ist näher als der Rock" –
Es gibt wahre und empfundene Zwänge
Not
kennt kein Gebot: Das erste Ziel eines jeden Lebewesens muss es sein,
seine
eigene Existenz zu sichern und die seiner Nachkommen. Eine
persönliche
Notlage ist immer mächtiger als die Rücksichtnahme
auf das
allgemeine
Wohl.
Wenn
ein Amazonas-Indianer ein Stück Wald brandrodet um sich und
seine
Familie ernähren zu können, dann kann man ihm daraus
keinen
Vorwurf
machen.
Wenn
ein großer Konzern Urwald rodet um den Holzhunger der
hochzivilisierten
Welt zu stillen oder um Erdölförderung zu
ermöglichen,
dann
werden sich die "Entscheidungsmacher" in einem wirtschaftlichen Zwang
sehen
– sie müssen das Wohlergehen der Firma, ihrer
Anteilseigner, ja
letztlich
auch die Arbeitsplätze sichern (einschließlich ihres
eigenen).
Wenn
die Regierungen aufstrebender Länder wie China sich
Einschränkungen
ihrer wirtschaftlichen Aktivität widersetzen, so sind sie dazu
geradezu
verpflichtet: Sie können eine dauernde Nachteil ihrer
Bürger
gegenüber den etablierten reichen Staaten nicht hinnehmen.
3.
"Das Problem sitzt zwischen den Ohren" –
Ungewohntes Denken fällt schwer.
Über
viele Generationen entwickelte (weil im Überlebenskampf
bewährte!)
Denkstrukturen helfen jetzt nicht weiter:
Der
Mensch denkt in der Regel nicht über sich selbst und seine
Kinder
hinaus, bestenfalls sieht er noch seine Enkel.
Klimaveränderungen
dagegen betreffen viele Generationen über viele Jahrhunderte
hin.
Ein
deutlich spürbarer Vorteil (kann auch Vermeidung eines
Nachteils
sein,
z.B. von Kosten!) für den Einzelnen selbst fällt
stets
stärker
ins Gewicht als ein "unmerklich kleiner" Nachteil für die
anderen
("die Tragik der Almende").
Gewohntes
und Bewährtes weiterzuführen macht vielfach Sinn,
aber nicht
immer. Beim Problem "Klimaveränderungen" sind neuartige
Lösungsansätze
gefragt, technische wie kulturelle.
Liebgewordene
Gewohnheiten und Besitzstände gibt man höchst ungern
wieder
auf.
Einschränkung und Verzicht sind stets unwillkommen.
Der
Mensch besitzt nur eine beschränkte Aufmerksamkeitsspanne. In
den
Medien wird alle paar Tage "eine neue Sau durchs Dorf getrieben". Der
Kampf
gegen die Klimaveränderungen aber erfordert eine Anstrengung
über
Generationen hin.
Übertreibung
soll den Eindruck verstärken. In einer Medienlandschaft, in
der
Trivialereignisse
als Sensation aufgemacht werden, hinterlassen aber Vokabeln wie
"Klimakatastrophe"
beim Publikum keinen besonderen und bleibenden Eindruck. Aus
gutem
Grund gebrauchen Wissenschaftler solche Vokabeln auch nicht, sie
schaden
der Seriosität der Sache, der Glaubwürdigkeit der
Aussagen.
"Es
wird schon nicht so schlimm werden" ist vielfach ein zwar billiger,
erfahrungsgemäß
aber doch oft ein zutreffender Trost. Da bei den drohenden
Klimaveränderungen
die größten Verursacher am wenigsten betroffen sein
werden,
ist die Versuchung zu dieser Haltung in den fraglichen
Ländern
groß. Sie artikuliert sich in den vorgeschobenen Zweifeln an
der
Verlässlichkeit wissenschaftlicher Prognosen, wie man sie
gerade
in
den USA noch vielfach aus unberufenem Mund hört.
Unangenehme
Aufgaben geht der Mensch aus dem Weg, überlässt sie
anderen.
Vielfach ist die Neigung zu beobachten, eine globale
Klimaerhöhung
um 2° als ohne größere Probleme hinnehmbar
zu
erklären
– man redet sich die Lage schön um nicht handeln zu
müssen
(dabei
erfordern schon die 2° große Anstrengungen!).
4.
"Nach mir die Sintflut! "-
Zu welchem Verhalten werden wir erzogen (oder auch nicht)?
Wirtschaft
und Politik der modernen Industriegesellschaften geben ein grenzenloses
quantitatives Wachstum als für das Wohlergehen der
Gemeinschaft
geradezu
unverzichtbar aus; dazu gehört ein zum hemmungslosen
Konsum
motivierter (um nicht zu sagen "erzogener") Verbraucher.
Übermäßige
Ressourcennutzung ist zwangsweise die Folge.
Hemmungsloser
Egoismus wird selten offen ausgesprochen, ist aber sicher vielfach die
Grundhaltung ( Schön,
dass es bei uns
wärmer
wird! Was juckt mich dass sich in Afrika die Wüsten
ausbreiten?!").
Ist das unser "Zeitgeist"?
Tugenden
wie Sauberkeit, Ordnungssinn, Gemeinschaftssinn,
Verantwortungsbewusstsein
sind aus der Mode gekommen. Eltern, Schulen und
Medien sind
hier in der Pflicht. Mangelnde Rücksicht auf die Gemeinschaft,
speziell
auch auf die zukünftigen Generationen muss als schwerer
Charaktermangel
verstanden werden.
Die
Entscheidungsmacher in Politik und Wirtschaft müssten wenig
populäre
Entscheidungen treffen und gegen Widerstand durchsetzen. Dazu
gehört
auch Mut - der Mut, seine eigene Existenz an der Spitze aufs Spiel zu
setzen.
Der
Einzelne (auf allen Ebenen) wird sich oft machtlos fühlen. Das
kann
zum resignierten "Es hat ja doch keinen Zweck"
führen,
Solidarisierung hingegen wäre der konstruktive Weg.
Auch
dies
muss man lernen.
5
"Geht hin und mehret euch!" –
Das Problem der großen Zahl
Das
Problem "Klimaveränderungen" wie allgemein die
übermäßige
Nutzung natürlicher Ressourcen wären für
lange Zeit kein
Thema, wenn es nur ein paar hundert Millionen Menschen auf dieser Erde
gäbe, was für die Aufrechterhaltung der menschlichen
Kultur
wohl
ausreichen könnte.
Die
Menschheit aber wird – wenn wir staatliche
Zwangsmaßnahmen und
einen
weltweiten katastrophalen Zusammenbruch der Zivilisation hoffnungsvoll
ausschließen – wohl erst dann nicht weiter wachsen
·
wenn Kinder nicht mehr als Versorgungsgarantie für das Alter
gelten
und
·
wenn Frauen in allen Gesellschaften eine
gleichberechtigte
Rolle spielen.
Diese
Bedingungen werden nach den bisherigen Erfahrungen am ehesten in
reichen
Gesellschaften erfüllt. Weltweites Wirtschaftswachstum ist in
diesem
Sinne erstrebenswert – verschärft aber andererseits
die Probleme!
6
"Alles im Griff auf dem sinkenden Schiff!" –
Reicht der gute Wille?
Wir
können nicht ausschließen, dass der Mensch die
anstehenden
Probleme
versteht und im Prinzip auch die Lösungswege kennt, sie
hoffnungsvoll
und energisch angeht, sie aber trotz seines guten Willens im notwenigen
Zeitrahmen nicht realisieren kann.
Von
der Verpflichtung zu größtmöglicher
Anstrengung befreit
solch Zweifel nicht.