Globale Erwärmung

Nov 24, 2021

Untersucht die Auswirkungen der zunehmenden Konzentration von Kohlendioxid auf die Erdatmosphäre und das Pflanzenleben

Ein Überblick über die Rolle der Treibhausgase bei der Veränderung des Erdklimas.

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Globale Erwärmung, das Phänomen steigender durchschnittlicher Lufttemperaturen nahe der Erdoberfläche in den letzten ein bis zwei Jahrhunderten. Klimaforscher haben seit Mitte des 20. Jahrhunderts detaillierte Beobachtungen verschiedener Wetterphänomene (wie Temperaturen, Niederschläge und Stürme) und damit zusammenhängender Einflüsse auf das Klima (wie Meeresströmungen und die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre) gesammelt. Diese Daten deuten darauf hin, dass sich das Klima der Erde seit Beginn der geologischen Zeitrechnung auf fast jeder denkbaren Zeitskala verändert hat und dass der Einfluss menschlicher Aktivitäten spätestens seit Beginn der industriellen Revolution tief in die Struktur des Klimawandels eingewoben ist.

Veränderungen der globalen durchschnittlichen Oberflächentemperatur und des Meeresspiegels sowie der Schneebedeckung der nördlichen Hemisphäre

In der zweiten Hälfte des 20. und zu Beginn des 21. Im gleichen Zeitraum nahm die Schneebedeckung auf der Nordhalbkugel ab.

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Top Fragen

Wie funktioniert die globale Erwärmung?

Menschliche Aktivitäten beeinflussen die globalen Oberflächentemperaturen, indem sie das Strahlungsgleichgewicht der Erde verändern – das „Geben und Nehmen“ zwischen dem, was tagsüber hereinkommt, und dem, was die Erde nachts abgibt. Die Zunahme der Treibhausgase – d.h. Spurengase wie Kohlendioxid und Methan, die die von der Erdoberfläche abgegebene Wärmeenergie absorbieren und wieder abstrahlen -, die durch Industrie und Verkehr erzeugt werden, führen dazu, dass die Atmosphäre mehr Wärme zurückhält, was die Temperaturen erhöht und die Niederschlagsmuster verändert.

Wo findet die globale Erwärmung in der Atmosphäre statt?

Die globale Erwärmung, das Phänomen des Anstiegs der durchschnittlichen Lufttemperaturen nahe der Erdoberfläche in den letzten ein bis zwei Jahrhunderten, findet hauptsächlich in der Troposphäre statt, der untersten Ebene der Atmosphäre, die sich von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von 6-11 Meilen erstreckt. Diese Schicht enthält die meisten Wolken auf der Erde und ist der Ort, an dem sich die Lebewesen und ihre Lebensräume sowie das Wetter hauptsächlich abspielen.

Warum ist die globale Erwärmung ein soziales Problem?

Es wird erwartet, dass sich eine anhaltende globale Erwärmung auf alles auswirkt, vom Energieverbrauch über die Wasserverfügbarkeit bis hin zur Ernteproduktivität in der ganzen Welt. Es wird erwartet, dass arme Länder und Gemeinschaften, die nur begrenzt in der Lage sind, sich an diese Veränderungen anzupassen, unverhältnismäßig stark darunter leiden werden. Die globale Erwärmung wird bereits mit einer Zunahme von schweren und extremen Wetterereignissen, schweren Überschwemmungen und Waldbränden in Verbindung gebracht – Phänomene, die Häuser, Dämme, Verkehrsnetze und andere Aspekte der menschlichen Infrastruktur bedrohen.

Wo wirkt sich die globale Erwärmung auf Eisbären aus?

Polarbären leben in der Arktis, wo sie die Eisschollen der Region nutzen, um Robben und andere Meeressäuger zu jagen. Der mit der globalen Erwärmung verbundene Temperaturanstieg ist an den Polen am stärksten ausgeprägt, wo er oft den Unterschied zwischen gefrorenem und geschmolzenem Eis ausmacht. Eisbären sind auf kleine Lücken im Eis angewiesen, um ihre Beute zu jagen. Da sich diese Lücken aufgrund der fortschreitenden Schmelze vergrößern, ist es für diese Tiere schwieriger geworden, ihre Beute zu erbeuten.

Der Weltklimarat (IPCC), der 1988 von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) gegründet wurde, gab einer wachsenden Überzeugung des größten Teils der wissenschaftlichen Gemeinschaft Ausdruck. Im Jahr 2013 berichtete der IPCC, dass zwischen 1880 und 2012 ein Anstieg der globalen durchschnittlichen Oberflächentemperatur um etwa 0,9 °C zu verzeichnen war. Der Anstieg liegt näher bei 1,1 °C (2,0 °F), wenn er im Verhältnis zur vorindustriellen (d. h. 1750-1800) Durchschnittstemperatur gemessen wird.

Szenarien der globalen Erwärmung

Grafik des vorhergesagten Anstiegs der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde gemäß einer Reihe von Klimawandelszenarien, die von unterschiedlichen Niveaus der wirtschaftlichen Entwicklung, des Bevölkerungswachstums und der Nutzung fossiler Brennstoffe ausgehen. Die Annahmen der einzelnen Szenarien sind am unteren Rand des Diagramms angegeben.

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Ein Sonderbericht des IPCC aus dem Jahr 2018 präzisiert diese Schätzung weiter und stellt fest, dass der Mensch und seine Aktivitäten für einen weltweiten durchschnittlichen Temperaturanstieg zwischen 0.8 und 1,2 °C der globalen Erwärmung seit der vorindustriellen Zeit verantwortlich sind, und dass der größte Teil der in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts beobachteten Erwärmung auf menschliche Aktivitäten zurückgeführt werden kann. Jahrhunderts beobachtete Erwärmung auf menschliche Aktivitäten zurückgeführt werden könne. Die Studie sagte voraus, dass die globale mittlere Oberflächentemperatur bis zum Jahr 2100 im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 1986-2005 um 3 bis 4 °C ansteigen würde, wenn die Kohlenstoffemissionen in ihrem derzeitigen Umfang fortgesetzt würden. Der vorhergesagte Temperaturanstieg basierte auf einer Reihe möglicher Szenarien, die künftige Treibhausgasemissionen und Abmilderungsmaßnahmen (Verringerung des Ausmaßes) sowie Unsicherheiten in den Modellprojektionen berücksichtigten. Zu den größten Unsicherheiten gehören die genaue Rolle von Rückkopplungsprozessen und die Auswirkungen industrieller Schadstoffe, so genannter Aerosole, die einen Teil der Erwärmung ausgleichen könnten.

Viele Klimawissenschaftler sind sich einig, dass erhebliche gesellschaftliche, wirtschaftliche und ökologische Schäden entstehen würden, wenn die globalen Durchschnittstemperaturen in so kurzer Zeit um mehr als 2 °C steigen würden. Zu diesen Schäden gehören das verstärkte Aussterben vieler Pflanzen- und Tierarten, Verschiebungen in der Landwirtschaft und der Anstieg des Meeresspiegels. Bis 2015 hatten alle Regierungen bis auf wenige Ausnahmen damit begonnen, im Rahmen des Pariser Abkommens Pläne zur Verringerung des Kohlenstoffausstoßes aufzustellen. Dieses Abkommen soll den Ländern helfen, die globale Erwärmung auf 1,5 °C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, um die schlimmsten der vorhergesagten Auswirkungen zu vermeiden. Die Autoren eines Sonderberichts, der 2018 vom IPCC veröffentlicht wurde, stellten fest, dass der Anstieg der durchschnittlichen oberflächennahen Lufttemperaturen irgendwann zwischen 2030 und 2052 1,5 °C erreichen würde, wenn die Kohlenstoffemissionen in ihrem derzeitigen Tempo anhalten. Frühere IPCC-Bewertungen berichteten, dass der globale durchschnittliche Meeresspiegel zwischen 1901 und 2010 um etwa 19-21 cm gestiegen ist und dass der Meeresspiegel in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts schneller anstieg als in der ersten Hälfte. Jahrhunderts schneller anstieg als in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Die Studie prognostizierte außerdem, wiederum abhängig von einer Vielzahl von Szenarien, dass der globale durchschnittliche Meeresspiegel bei einer globalen Erwärmung von 1,5 °C bis zum Jahr 2100 um 26-77 cm im Vergleich zum Durchschnitt der Jahre 1986-2005 ansteigen würde. Das sind durchschnittlich 10 cm weniger als bei einer Erwärmung von 2 °C über dem vorindustriellen Niveau zu erwarten wäre.

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Die oben genannten Szenarien hängen hauptsächlich von den zukünftigen Konzentrationen bestimmter Spurengase ab, die als Treibhausgase bezeichnet werden und die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe für Industrie, Verkehr und Haushalte in zunehmendem Maße in die untere Atmosphäre gelangen. Die heutige globale Erwärmung ist das Ergebnis einer Zunahme des so genannten Treibhauseffekts, einer Erwärmung der Erdoberfläche und der unteren Atmosphäre, die durch das Vorhandensein von Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Stickstoffoxiden und anderen Treibhausgasen verursacht wird. Im Jahr 2014 berichtete der IPCC, dass die Konzentrationen von Kohlendioxid, Methan und Stickoxiden in der Atmosphäre die in Eisbohrkernen aus den letzten 800.000 Jahren gefundenen Werte überstiegen.

Treibhauseffekt auf der Erde

Der Treibhauseffekt auf der Erde. Ein Teil des einfallenden Sonnenlichts wird von der Erdatmosphäre und der Erdoberfläche reflektiert, aber der größte Teil wird von der Oberfläche absorbiert, die dadurch erwärmt wird. Die Infrarotstrahlung (IR) wird dann von der Oberfläche abgestrahlt. Ein Teil der IR-Strahlung entweicht in den Weltraum, ein Teil wird jedoch von den Treibhausgasen der Atmosphäre (insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan) absorbiert und in alle Richtungen zurückgestrahlt, teilweise in den Weltraum und teilweise zurück zur Oberfläche, wo sie die Oberfläche und die untere Atmosphäre weiter erwärmt.

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Von all diesen Gasen ist Kohlendioxid das wichtigste, sowohl wegen seiner Rolle beim Treibhauseffekt als auch wegen seiner Rolle in der menschlichen Wirtschaft. Man schätzt, dass die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zu Beginn des Industriezeitalters Mitte des 18. Jahrhunderts bei etwa 280 Teilen pro Million (ppm) lag. Bis Mitte 2018 waren sie auf 406 ppm angestiegen, und wenn die Verbrennung fossiler Brennstoffe im derzeitigen Tempo fortgesetzt wird, werden sie bis Mitte des 21. Jahrhunderts voraussichtlich 550 ppm erreichen – was im Wesentlichen einer Verdoppelung der Kohlendioxidkonzentration innerhalb von 300 Jahren entspricht.

Eine heftige Debatte ist im Gange über das Ausmaß und die Ernsthaftigkeit des Anstiegs der Oberflächentemperaturen, die Auswirkungen der bisherigen und künftigen Erwärmung auf das menschliche Leben und die Notwendigkeit von Maßnahmen zur Reduzierung der künftigen Erwärmung und zur Bewältigung ihrer Folgen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den wissenschaftlichen Hintergrund und die politische Debatte zum Thema globale Erwärmung. Er befasst sich mit den Ursachen des Anstiegs der oberflächennahen Lufttemperaturen, den Einflussfaktoren, dem Prozess der Klimaforschung und -vorhersage, den möglichen ökologischen und sozialen Auswirkungen des Temperaturanstiegs und den Entwicklungen der öffentlichen Politik seit Mitte des 20. Jahrhunderts. Für eine ausführliche Beschreibung des Erdklimas, seiner Prozesse und der Reaktionen der Lebewesen auf seine Veränderungen siehe Klima. Weitere Hintergrundinformationen darüber, wie sich das Klima der Erde im Laufe der Erdgeschichte verändert hat, finden Sie unter Klimaschwankungen und -veränderungen. Eine ausführliche Beschreibung der Gashülle der Erde, in der Klimawandel und globale Erwärmung stattfinden, finden Sie unter Atmosphäre.

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