B. Der Klimawandel aus wissenschaftlicher Sicht

1. Weltweiter Anstieg der durchschnittlichen Temperatur

Zahlreiche Messungen in allen Weltgegenden über die letzten hundert Jahre ergeben das Bild einer immer wärmer werdenden Erde. Seit dem Ende des 19. Jahrhunderts ist die durchschnittliche Temperatur um 0,74°C [0,56°C ? 0,92°C][1] angestiegen. Ausserdem hat sich die Geschwindigkeit der Temperaturzunahme über die letzten fünfzig Jahre (0,13°C [0,10°C ? 0,16°C] pro Jahrzehnt) im Vergleich mit den vorangehenden hundert Jahren praktisch verdoppelt. Dabei ist der Anstieg auf der nördlichen Halbkugel ausgeprägter als auf der südlichen. Dabei gilt zu beachten, dass sich die Naturwissenschaftern auf die «globale Durchschnittstemperatur» stützen, was bedeuten kann, dass die festgestellten Temperaturänderungen in gewissen Gegenden unter und in anderen über dem globalen Durchschnitt liegen. Ebenso ist es normal, dass die Änderungen in gewissen Regionen äusserst gross sind. So ergaben Messungen in der Schweiz einen durchschnittlichen Temperaturanstieg von 1,5°C seit 1970, was anderthalbmal über dem Durchschnittswert des nördlichen Festlandes liegt.[2] Auch überrascht es nicht, wenn die Durchschnittstemperaturen in gewissen Gegenden gesunken sind.

In verschiedenen Weltgegenden wurden unterschiedliche Auswirkungen der Klimaerwärmung festgestellt.[3] Der Klimawandel ist in den Berggebieten besonders sichtbar, weil hier die Temperaturen je nach Zone stark schwanken. Es lohnt sich, die älteren Leute danach zu fragen, wie sie die Schneedecke und die Temperaturen «aus ihrer Zeit» in Erinnerung haben.

–         Weltweit, mit einzelnen Ausnahmen wie der Antarktis, wird ein rasches und generelles Abschmelzen der Gletscher beobachtet. So wurden z. B. in zahlreichen Berggebieten, in Alaska, in Grönland, im Himalaja und auch bei Polareisbohrungen (Sondierungen) grosse Veränderungen festgestellt. Für die Bergwanderer unter den Lesern ist es augenfällig, dass beinahe alle Alpengletscher in den letzten Jahren stark zurückgegangen sind.[4]

–         Der Winter ist kürzer und wärmer und die Schneedecke in verschiedenen Weltgegenden dünner geworden.

–         Die Vegetation in den Alpen hat sich verändert und sich der höheren Temperatur angepasst.

–         Es werden vermehrt extreme Wetterphänomene beobachtet, was aber auch dadurch beeinflusst sein kann, dass wir solche Ereignisse heute durch deren grosse Medienwirksamkeit stärker wahrnehmen.

Nun ist es aber ein schwieriges Unterfangen, eine globale Durchschnittstemperatur zu definieren, und noch mehr, sie konstant über hundert Jahre zu erfassen. So können z. B. Messungen an Orten, deren Landschaft sich wesentlich verändert hat, nicht ohne Weiteres als Vergleichswerte herbeigezogen werden. Es muss entschieden werden, inwiefern die erlangten Daten zuverlässig sind. Trotz dieser Schwierigkeiten sind die naturwissenschaftlichen Spezialisten für solche Fragen, deren Meinung im Bericht der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change ? «Weltklimarat»), wiedergegeben ist, zum Schluss gekommen, dass die beobachteten Temperaturveränderungen real und viel grösser sind als diejenigen der letzten paar Tausend Jahre.

2. Die Erdatmosphäre: ein Treibhaus

Die Sonne überträgt mit ihrer Einstrahlung oder einfacher: mit ihrem Licht Wärme an die Erde und schafft so die Grundlage für das Leben. Doch wird ein Grossteil dieser Einstrahlung von der Erdoberfläche zurückgeworfen (reflektiert). Wenn es dabei bleiben würde, betrüge die Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche kaum 255 Kelvin (K) bzw. -18°C. Zum Glück für uns beträgt nun die Durchschnittstemperatur 288 K (+15°C). Dieser Unterschied geht auf gewisse Gase in der Erdatmosphäre zurück. Zu den wichtigsten dieser sog. «Treibhausgase» gehören: Wasserdampf (Wolken), Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄). Die Treibhausgase lassen das sichtbare Sonnenlicht durch, fangen aber die Infrarotstrahlen, in die das Sonnenlicht durch die Reflexion an der Erdoberfläche verwandelt wird, ein und tragen so zur Erwärmung der Erde bei. Mit der Zeit pendeln sich Lichtreflexion und ‑absorption ein, womit eine globale Durchschnittstemperatur resultiert, die für das Leben förderlich ist. Das ist der berühmt-berüchtigte Treibhauseffekt, dank dem die Temperatur an der Erdoberfläche ca. 33°C höher zu liegen kommt als wenn er nicht zum Tragen käme.[5]

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt(2008)

Logischerweise besteht also eine Korrelation[6] zwischen den Treibhausgasen und der Durchschnittstemperatur. Eine Erhöhung an CO₂ müsste demnach zu einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur führen. Solche Korrelationen konnten u. a. anhand der Analyse von Polareisbohrungen in der Antarktis und in Grönland für einen Zeitraum von mehreren Tausend Jahren nachgewiesen werden.[7]

3. Gibt der Klimawandel Anlass zur Sorge?

Die Wissenschafter haben schon lange festgestellt, dass das Erdklima seit mehreren Millionen Jahren abwechslungsweise Eiszeiten und Wärmeperioden durchlaufen hat. Solche Veränderungen erfolgen aber äusserst langsam im Laufe von mehreren Tausend Jahren. Diese natürlichen Klimaveränderungen beruhen auf zahlreichen Faktoren. So scheinen gewisse Effekte in Korrelation mit wiederkehrenden Veränderungen der Erdumlaufbahn in einem Rhythmus von ca. 50 000 Jahren zu stehen. Die Temperaturveränderungen, die sich auf diesen Effekt zurückführen lassen, betragen schätzungsweise 5°C. Die stärksten Temperaturschwankungen, die in Zusammenhang diesem Phänomen beobachtet werden können, betragen 0,15°C bis 0,2°C pro Jahrhundert. Dieser Wert liegt unter der beobachteten Entwicklung der letzten 50 Jahre von über +0,5°C.[8]

Überdies hat sich die Temperaturerwärmung in den letzten zwei Jahrzehnten beschleunigt. «Elf der letzten zwölf Jahre (1995 ? 2006) gehören zu den zwölf wärmsten Jahren seit der instrumentellen Messung der globalen Erdoberflächentemperatur (seit 1850).»[9] Die Untersuchung von Baumringen und die Analyse von Eisbohrkernen ergeben, dass eine so rasche Klimaveränderung seit Tausenden von Jahren nicht vorgekommen ist. Viele erinnern sich noch gut an die aussergewöhnliche Hitzewelle im Sommer 2003 in Zentraleuropa, die manch Einen von der Realität des Klimawandels überzeugt hat.

Die aktuellen Klimamodelle berücksichtigen solche Effekte. Fast alle Klimamodelle sind heute in der Lage, unter Berücksichtigung zahlreicher Parameter den heute beobachteten Temperaturwandel zu beschreiben. Grundsätzlich wird bei der Entwicklung aller Modelle ein ähnliches Vorgehen gewählt: So werden z. B. die Parameter auf die Messwerte des Zeitraums von 1900 bis 1980 geeicht. Auf dieser Grundlage werden dann Voraussagen für die Jahre 1980 bis 2000 gemacht, die dann mit den tatsächlich gemessenen Werten verglichen werden, womit sich die Zuverlässigkeit des Modells testen lässt. Bei diesen Modellen können verschiedene Parameter verändert werden, um natürliche und CO₂-bedingte Schwankungen zu berücksichtigen. So gelangt man unweigerlich zum Schluss, dass der beobachtete Temperaturanstieg einzig und allein durch den Anstieg der CO₂-Konzentration erklärt werden kann. Mit diesen Klimamodellen können die physikalischen Aspekte des Klimawandels sowie einzelne regionale Phänomene wie die Niederschläge erklärt werden. Doch gibt es in der gesamten wissenschaftlichen Welt niemand, der behaupten würde, mit diesen Modellen könnten alle regionalen klimatischen Auswirkungen erklären.[10]

4. Weshalb nimmt das CO₂ zu?

Grosse Mengen an Kohlenstoff sind in den Pflanzen (Biomasse) und in den fossilen Brennstoffen (Erdöl, Erdgas und Kohle) gebunden. Die fossilen Brennstoffe bestehen zum grössten Teil aus Biomassefossilien, die im Laufe von Hunderten von Millionen Jahren entstanden sind und konserviert wurden. Heute werden diese fossilen Brennstoffe sehr rasch verbrannt, was zur Freisetzung von CO₂-Emissionen und thermischer Energie führt. Ein Bruchteil dieser thermischen Energie wird in mechanische und elektrische Energie umgewandelt, die in den Industrieländern gedankenlos verbraucht wird. Dieser Verbrauch der fossilen Brennstoffe geschah besonders in den letzten fünfzig Jahren, was zum Schwinden von etwa der Hälfte der bekannten Erdölreserven geführt hat.[11]

Es gilt zu bedenken, dass die Lebensweise in den Industrieländern direkt von der Nutzung der fossilen Brennstoffe, und insbesondere vom Erdöl abhängig ist. In Anbetracht der Tatsache, dass in den letzten fünfzig Jahren etwa die Hälfte der bekannten Erdölreserven aufgezehrt wurde, drängt sich die Frage auf, wie viele neue Vorkommen noch zu finden sind. Eine eindeutige Antwort darauf ist nicht einfach. Zahlreiche Geologen gehen aber davon aus, dass es nicht mehr viele ungenutzte Erdöllager gibt. Das stichhaltigste Argument lautet, dass die grössten Entdeckungen zwischen 1960 und 1970 gemacht worden sind und die Zahl der neuentdeckten Vorkommen seither trotz immer neuerer Technik und weltweit systematisch vorangetrieben Suche stetig abgenommen hat.[12]

Überdies gibt es heute klare Zeichen, dass die weltweite Erdölproduktion in etwa ihren Höchstpunkt erreicht hat und vielleicht bereits im nächsten Jahrzehnt abnehmen wird. Dabei würde auch die Entdeckung neuer unverhoffter Ölfelder, wie z. B. diejenigen in Saudi-Arabien, einzig zum Aufschub dieses Zeitpunkts um einige Jahre beitragen. Der Niedergang der weltweiten Erdölproduktion könnte in gewissem Sinn eine Spiegelung des Produktionsaufschwungs der letzten dreissig Jahre sein.[13] In der Fachliteratur werden bereits zahlreiche Warnungen zu diesem neuen Ölschock und seiner möglichen Folgen abgegeben.[14]

5. Wer sind die Verursacher?

Die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, die von 280 ppm (part per million: «millionster Teil») vor hundert Jahren auf heute ca. 379 ppm angestiegen ist, steht in enger Korrelation mit dem Verbrauch der fossilen Energien in den Industrieländern. So halten die Experten der IPCC fest:

«Andauernd gleich hohe oder höhere Treibhausgasemissionen als heute würden eine weitere Erwärmung verursachen und im 21. Jahrhundert viele Änderungen im globalen Klimasystem bewirken, die sehr wahrscheinlich grösser wären als die im 20. Jahrhundert beobachteten.»[15]

Doch sind gewisse Naturwissenschafter der Ansicht, dass die fossilen Brennstoffe nie zu einer CO₂-Konzentration von 600 ppm führen werden, weil wir unseren «westlichen Lebensstil» aufgrund des zu Ende gehenden Erdölzeitalters radikal werden ändern müssen.[16]

Im Jahr 2004 lebten beinahe 6,5 Milliarden Menschen auf der Erde. Fossile Brennstoffe und Biomasse haben ca. 29 000 Millionen Tonnen CO₂ verursacht[17]. Dies entspricht ca. 4,5 Tonnen CO₂ pro Person und Jahr. Die Industrieländer, oder vielmehr die reichen OECD-Länder, d. h. etwa 20 % der Weltbevölkerung, sind für die Hälfte dieser Emissionen (etwa 11,5 Tonnen pro Person) verantwortlich. Unter diesen Ländern beträgt der Anteil der USA 6 000 Millionen Tonnen pro Jahr, was etwa 20,6 Tonnen pro Einwohner entspricht. Im Vergleich dazu beträgt der CO₂-Ausstoss pro Person und Jahr in Kanada 20 Tonnen, in Deutschland 9,8 Tonnen und in der Schweiz 5,4 Tonnen. Diese Zahlen müssen im Vergleich mit weniger industrialisierten Ländern gesehen werden, deren CO₂-Ausstoss pro Person deutlich tiefer liegt: 3,8 Tonnen in China, 1,8 Tonnen in Brasilien, 1,2 Tonnen in Indien und 0,8 Tonnen in Pakistan. Eine vollständige Liste des CO₂-Ausstosses pro Land und Kopf kann beim Link in Fussnote 12 eingesehen werden. Diese Statistiken weisen klar aus, wer für den festgestellten Klimawandel verantwortlich ist. Neben diesen erschreckenden Emissionswerten gilt zu bedenken, dass das heute ausgestossene CO₂ während über hundert Jahren in der Atmosphäre verbleibt. Darum muss davon ausgegangen werden, dass die CO2-Konzentration in der Atmosphäre auch bei konstantem Verbrauch fossiler Brennstoffe in den nächsten Jahrzehnten mindestens 450 ppm erreichen wird.

Werden die Projektionen der zukünftigen CO₂-Emissionen als Grundlage genommen, kann anhand der Klimamodelle die künftige globale Durchschnittstemperatur prognostiziert werden. Sie steigt demnach bis 2100 je nach Modell um 1,8°C bis 4°C an (wobei der Unsicherheitsbereich von +1,1°C bis +6,4°C reicht). Zur Veranschaulichung dieser Veränderung denken wir an die Sommerhitze 2003 in Zentraleuropa, als die Temperaturen ca. 2°C bis 3°C über dem langjährigen Mittel für diese Jahreszeit lagen.[18]

6. Wie lauten die Prognosen?

Zuallererst muss darauf hingewiesen werden, dass niemand weiss, was auf uns zukommt, und dass die Modelle grossen Fehlerquoten unterworfen sind. Es ist sogar möglich, dass die oft zitierten 5°C Erwärmung der harten Realität noch nicht einmal entsprechen und gewisse Katastrophenszenarien nicht auszuschliessen sind. So würde ein Temperaturanstieg von ca. 8°C zum Abschmelzen der Eiskappe am Südpol und damit zum Anstieg des Meeresspiegels um mehrere Meter führen. Dies würde Milliarden von Menschen zur Flucht unter unvorstellbaren Umständen treiben. Solche Erwärmungen könnten auch zum Auftauen des Permafrosts auf der nördlichen Halbkugel führen. Unter der gefrorenen Erdoberfläche sind dort riesige Mengen des starken Treibhausgases Methan gebunden. Dieses Methan würde dadurch in die Atmosphäre freigesetzt, was zu einem noch stärkeren Anstieg der Temperatur führen würde. Dies könnte dazu führen, dass gewisse Weltgegenden nicht mehr bewohnbar wären.

7. Wie sollten wir reagieren?

Auf die Frage, welche Reaktion angemessen sei, können wir hier nur gewisse Gedankenanstösse geben. Doch haben wir angesichts der beschriebenen Beobachtungen, der extremen Folgen, die der Klimawandel nach sich ziehen könnte, und der Unsicherheit der verwendeten Modelle nicht mehr viel Zeit, um den vom Menschen verursachten Klimawandel weltweit zu bekämpfen.

Vielleicht sollten die Menschen ähnliche Normen einführen, wie sie in anderen Gesellschaftsbereichen gang und gäbe sind. So wird z. B. kein neues Medikament auf den Markt gebracht, ohne zuvor streng getestet und auf Nebenwirkungen kontrolliert zu werden. Wird dieselbe Idee auf die fossilen Brennstoffe angewendet, könnte ihre Verwendung einem Zulassungsverfahren unterworfen werden, bei dem nachgewiesen werden muss, dass sie sich nicht schädigend auf das Klima auswirken.

Oder noch radikaler ausgedrückt: Die Menschheit sollte nicht mit dem Klima herumspielen dürfen, solange sie die Folgen ihrer Taten nicht abschätzen kann. So wie die Eltern, die ihrem Kind «Nicht anfassen!» sagen, wenn es auf die Steckdose zusteuert.

8. Das Kyoto-Protokoll (1997)

Das Kyoto-Protokoll[19] ist ein internationales Abkommen, das den CO₂-Ausstoss in den Industrieländern auf den Stand von 1990 verringern will. Doch obwohl es auf weitreichende Zustimmung stösst, ist bereits heute klar, dass es sich nur am Rande auf den weltweiten Kohlendioxid-Ausstoss auswirken wird. Denn auch wenn das Protokoll sein Ziel erfüllen würde, so stiege die CO₂-Konzentration dennoch bis auf den doppelten Wert seit Beginn des Industriezeitalters an. Der Symbolwert eines solchen Abkommens ist trotzdem äusserst gross, stellt doch seine Annahme und die Durchsetzung einer weltweiten Verhaltensänderung in der Geschichte der Menschheit ein Erstfall dar. In der Folge könnten dann drastischere Massnahmen eingeführt werden.

Das Abkommen wurde 1997 verabschiedet und trat mit der Ratifizierung durch Russland (2004) im Jahre 2005 in Kraft. Doch wurden bislang kaum effiziente Massnahmen zur CO₂-Reduktion eingeführt. Nur wenige Länder sind bereit, die notwendigen Anstrengungen zu erbringen, um ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Dies hängt damit zusammen, dass die dringlichsten gesellschaftlichen Probleme der Industrieländer, wie z. B. Arbeitslosigkeit, mit mangelndem Wirtschaftswachstum zusammen hängen und dass eine wachsende Wirtschaft üblicherweise mit einem Verbrauchsanstieg fossiler Brennstoffe einhergeht.[20]

9. Was soll oder kann man tun?

Mit dieser Frage betreten wir den Bereich der Phantasie, der Träume oder der Alpträume. Bevor wir darauf eingehen, wollen wir kurz die voranstehenden Erläuterungen zusammenfassen:

1.              Das Klima erwärmt sich weltweit.

2.              Die Klimamodelle zeigen, dass dieser Wandel auf die Verwendung von Erdöl, Erdgas und Kohle in den Industrieländern zurückgeführt werden kann.

3.              Die Prognosen für die kommenden Jahre sind äusserst besorgniserregend. Es sind regionale Katastrophen zu befürchten.

4.              Unsere Haltung heute wird sich langfristig auf die gesamte Biosphäre auswirken und die Lebensverhältnisse zahlreicher kommender Generationen beeinflussen.

Nur eine kleine Minderheit denkt überhaupt daran, dem Klimawandel mit einer radikalen Lösung zu begegnen. Diese Leute verlangen kurz gesagt, dass die Industrieländer ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen sosehr verringern, dass die weltweiten CO₂-Emissionen möglichst rasch reduziert werden können. Eine «gemässigt radikale» Lösung wäre z. B., eine Halbierung der CO₂-Emissionen bis 2025 zu erzwingen. Dieses Ziel könnte erreicht werden, indem die jährliche CO₂-Erzeugung um 2 % reduziert würde. Doch ist dies realistisch, wo die Weltbevölkerung jährlich um ca. 70 bis 80 Millionen Personen zunimmt?

Ein wissenschaftlicher (!) Lösungsansatz wäre die Forderung, dass der CO₂-Verbrauch in den Industrieländern während den nächsten 25 Jahren auf den Pro-Kopf-Verbrauch von Ländern wie z. B. Indien gedrückt wird. Gleichzeitig müssten die Entwicklungsländer ihren Verbrauch stabilisieren. Dieses Szenario bedeutet, dass die USA und die anderen Industrieländer ihre Emissionen während den nächsten 25 Jahren um jährlich 10 % reduzieren müssten?

Man muss sich bewusst sein, dass ein solcher Entscheid gezwungenermassen, und nicht nur in den Industrieländern, zu einem Verlust an materiellem Komfort führen würde. Doch könnte ein Teil dieser CO₂-Reduktion auch durch die Verwendung erneuerbarer Energien erreicht werden. Doch auch im optimistischsten Falle wäre ein drastischer Verzicht auf den Konsum von materiellen Gütern unumgänglich. Eine solche Massnahme könnte auf dem «Verursacherprinzip» beruhen: die grössten Energieverbraucher müssten demnach ihren Verbrauch am stärksten reduzieren.

Heute nehmen viele Leute vielmehr eine abwartende Haltung ein: «Wir werden dann sehen?» Sie hoffen, dass die wissenschaftlichen Beobachtungen und Prognosen nicht stimmen. Andere Leute blasen in dasselbe Horn mit der Begründung: «Wir können sowieso nichts tun, denn der Mensch ist einfach schlecht.» Wieder andere, hauptsächlich Bewohner der reichen Länder, hoffen sogar naiv, dass der Klimawandel positive Auswirkungen auf ihre Region und ihr Leben haben wird.

Doch sollten wir nicht vergessen, dass der Grossteil der Weltbevölkerung bereits heute mit riesigen Alltagsproblemen konfrontiert ist. Leider verschwinden die Klimaprobleme nicht, wenn wir die Augen verschliessen. Und ob wir wollen oder nicht, werden die fossilen Brennstoffe, die wir heute verbrennen, der Menschheit in Zukunft grosse Probleme aufgeben.

Können wir angesichts der grossen Auswirkungen des Klimawandels eine Vogel-Strauss-Politik betreiben? Wenn wir uns ohnmächtig fühlen, denken wir daran: «Auch der längste Weg beginnt mit dem ersten Schritt.»

Michael Dittmar, Anne-Sylvie Giolo, Physiker

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