Klimawandel - Fakt oder Fiktion? | Teil 1 (2019)
Von Menschen gemachter Klimawandel – gibt's das?
Das Thema polarisiert.
Von hochrangigen Politkern, die Klimawandel als Lüge der Chinesen bezeichnen bis hin
zu Wissenschaftlern, die die Erde schon auf dem Weg zur zweiten Venus sehen, ist alles drin.
Schauen wir uns mal die Hintergründe an.
Ich bin Ronny, willkommen bei Raumzeit.
Finden wir erstmal heraus, was Klima eigentlich ist.
Das hinter mir nämlich nicht.
Das hier auch nicht.
Und das auch nicht – all diese Beobachtungen sind Wetter.
Wetter wird in der Erdkunde als Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort und einem
Zeitpunkt beschrieben.
Klima hingegen ist das hier: Sammlungen von Messungen über Zeiträume von mindestens
30 Jahren, welche uns langfristige Durchschnittswerte für Daten wie Niederschlag oder Temperatur
liefern.
Diese Daten kann man regional betrachten, wobei man von Mikroklima spricht, über größere
Gebiete wie etwa den Mittelmeerraum, das wäre ein Beispiel für Mesoklima und schließlich
natürlich weltweit – das globale Klima.
Und genau dieses interessiert uns heute.
Bevor wir aber über den Einfluss des Menschen auf das Klima, den so genannten anthropogenen
Klimawandel sprechen, müssen wir natürliche Einflussfaktoren betrachten, welche seit Jahrmillionen
das Klima des Planeten bestimmen und periodisch verändern.
Besonders relevant sind dabei vier Faktoren: die Sonneneinstrahlung, die Menge von Treibhausgasen
in der Atmosphäre, Plattentektonik und Vulkanismus.
Werfen wir einen Blick auf Klimafaktor Nummer eins.
Die Sonne.
Unser Stern versorgt die Erde im Schnitt mit etwa 1360 Watt pro Quadratmeter.
Aufgrund verschiedenster Faktoren allerdings, allen voran die Reflektivität des Planeten
und dem Einstrahlungswinkel ist dieser Wert an der Erdoberfläche erheblich geringer.
So schwankt die Einstrahlung hier in Deutschland zwischen 250 Watt im Winter und 800 Watt pro
Quadratmeter im Sommer jeweils an sonnigen Tagen.
Die Sonnenstrahlung ist auch langfristig sehr stabil.
Es ist zwar richtig, dass die Strahlungsintensität der Sonne im Laufe ihrer Lebenszeit zunimmt
(vor 4 Milliarden Jahren schien sie etwa nur mit 70% ihrer aktuellen Leistung), diese Veränderung
aber ist auch über Millionen von Jahre hinweg nicht relevant.
Ebenso spielen die periodischen Veränderungen der Sonnenoberfläche, die sich im zyklischen
Auftreten von Sonnenflecken zeigen, kaum eine Rolle.
Veränderungen in der Strahlungsintensität der Sonne belaufen sich auf maximal 0,1%,
so dass man hier sogar von der Solarkonstante spricht.
Interessanter wird es, wenn wir uns das Zusammenwirken von Erde und Sonne ansehen.
Einige Parameter, die für unser Klima relevant sind, unterliegen regelmäßigen Schwankungen.
So ändert sich zyklisch die Neigung der Erdachse, die Präzession der Erdachse sowie die Gestalt
der Bahn der Erde um die Sonne und zwar in Zeiträumen von 28.000 bis 400.000 Jahren.
Der serbische Mathematiker Milankovic berechnete als erster diese Regelmäßigkeiten – nach
ihm tragen sie den Namen Milankovic-Zyklen.
Auch hier gilt, dass die klimatischen Abweichungen zunächst eher geringfügig ausfallen; allerdings
fungieren die Milankoviczyklen gewissermaßen als Katalysator für weitreichendere Klimaveränderungen.
Die Wirkung der Zyklen lässt sich bis in die Warmzeiten von Trias und Kreidezeit nachweisen
– sie sind in großem Maße mitverantwortlich für den Wechsel von Warm- und Kaltzeiten
auf unserem Planeten.
Der zweite relevante Klimafaktor besteht in der Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre.
Etwas mehr als 20 wirksame Treibhausgase befinden sich in unserer Atmosphäre.
Die Hauptwirkung allerdings geht von Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan aus.
Treibhausgase heißen so, weil sie infrarot strahlungsaktiv sind.
Das heißt genauer, dass sie thermische Strahlung der Sonne absorbieren und später wieder abgeben
können.
Wärmestrahlung, die also eigentlich vom Planeten wegreflektiert würde, wird von Treibhausgasen
gespeichert und erneut emittiert.
Das ist an sich kein Problem – ganz im Gegenteil.
Treibhausgase sind notwendig für die Existenz des Lebens wie wir es kennen.
Ohne sie nämlich hätten wir eine globale Oberflächentemperatur, die etwa 33 Grad Celsius
tiefer läge.
Mit minus 18 Grad hätten wir einen vollständig vereisten Planeten.
Wasserdampf übrigens, der für bis zu 70% des natürlichen Treibhauseffekts verantwortlich
ist, weist zusätzlich eine Rückkopplung auf, welche im Englischen Feedback-Loop genannt
wird.
Je wärmer es ist, desto mehr Wasserdampf findet sich in der Luft.
Durch die steigende Konzentration von Wasserdampf nimmt damit der Treibhauseffekt zu und es
wird noch wärmer.
Gleiches gilt für Abkühlungsphasen – auch hier wirkt Wasserdampf beschleunigend.
Vor etwa 50 Millionen Jahren entsprach der CO2 Gehalt der Atmosphäre etwa 1700 ppm.
PPM steht für parts per million und bezeichnet die Anzahl der Kohlendioxidmoleküle in 1
Million Luftmolekülen.
Bei 1700 ppm waren vor 50 Millionen Jahren weder Antarktis noch Arktis vereist.
Noch weiter in der Vergangenheit, an der Grenze zwischen Perm und Trias gab es eine Supertreibhausphase
mit bis zu 3000 ppm.
Aktuell verzeichnen wir etwa 400 ppm CO2 in der Atmosphäre – ein scheinbar geringer
Wert, gleichzeitig aber der höchste seit knapp einer Million Jahren.
Dramatisch ist dabei vor allem die Steigerungsrate – sowohl der Anteil von Kohlendioxid als
auch der von Methan hat sich seit Beginn der industriellen Revolution nahezu verdoppelt.
Klimafaktor Nummer drei ist die Plattentektonik.
Obwohl das zunächst fragende Blicke verursachen mag, handelt es sich hierbei um einen ganz
wesentlichen Motor für Klimawandel.
Durch Prozesse wie Gebirgsbildung, Vulkanismus, die Verschiebung von ozeanischen Platten unter
kontinentale Platten sowie durch Kontinentaldrift selber werden erhebliche Änderungen an den
atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen verursacht – besonders wenn man auf geologische
Zeiträume von Millionen von Jahren blickt.
Vulkane kann man hierbei noch als eigenen – und damit vierten - Klimafaktor ausklammern,
da sie im Gegensatz zur Plattentektonik unmittelbare und teils deutliche Effekte auf das Klima
haben können.
Zum einen tragen sie zu einer längerfristigen Erwärmung bei.
Dies geschieht durch reichen CO2 Ausstoß während der Eruptionen.
Im Schnitt reichern globale Vulkanausbrüche die Atmosphäre jährlich um bis zu 350 Millionen
Tonnen Kohlendioxid an.
Anthropogene Emission, also vom Menschen erzeugter CO2 Ausstoß, liegt allerdings mit etwa 36
Milliarden Tonnen pro Jahr um den Faktor 100 darüber.
Vulkane sind auf der anderen Seite insbesondere durch ihre kurzfristige abkühlende Wirkung
relevant.
Die großen Mengen an Asche und Gasen wie Schwefeldioxid gelangen teils bis in die Stratosphäre
und wirken dort als Aerosole reflektierend und streunend auf die Sonneneinstrahlung – was
global spürbare Abkühlung bedeuten kann.
In solchen Fällen spricht man von vulkanischen Wintern.
Nach dem Ausbruch des Vulkans Tambora etwa erlebte die Welt im Jahre 1816 derart kühle
Temperaturen, dass man vom Jahr ohne Sommer sprach.
Fassen wir mal zusammen.
Der entscheidende Faktor für unser Klima ist und bleibt die Sonneneinsh ftrahlung – diese
allerdings ist auch langfristig sehr stabil bzw. lässt sich in Form der Milankovic-Zyklen
recht genau prognostizieren.
Der zweite relevante Faktor besteht in den Treibhausgasen – auch die anderen genannten
Prozesse wie Tektonik und Vulkanismus sind hier indirekt miterfasst.
Gänzlich unabhängig von einer Bewertung des menschlichen Handelns also können wir
sehen, dass ein jeder Wandel des Klimas der Erde maßgeblich an die Konzentration von
Treibhausgasen in der Atmosphäre gebunden ist.
Treibhausgase, ohne die kein Leben auf der Erde möglich wäre, ohne die wir nichts wären
als ein gefrorener Ball, der durch den Kosmos driftet.
Treibhausgase aber eben auch, die aktuell besorgniserregend und in einem erdgeschichtlich
einmaligen Tempo steigen und so vielleicht eine unkontrollierbare Erwärmung des Planeten
auslösen können.
Wird dieser Anstieg nachweislich von uns verursacht?
Was können seine Konsequenzen sein?
Antworten auf diese Fragen gibt es in der nächsten Episode zum Klimawandel.
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