Ursachen und Auswirkungen des Klimawandels: Folgen für die europäische Wirtschaft

2.5.3 Methan (CH4)

Als nächstes wichtiges Gas ist hier das Methan (CH4) zu nennen. Das CH4 ist in Form von Methanhydraten oder Klathraten im ewigen Eis oder in Schichtgestein unter Wasser eingeschlossen. Dieses ist effektiver für die Erwärmung der Atmosphäre als das CO2, aber das Vorkommen ist um ein vielfaches geringer, deshalb hat es auch einen niedrigeren Gesamtbeitrag für den Treibhauseffekt. Das Gas wird in der Natur bei der Aufspaltung von organischen Material durch Bakterien unter anaeroben, das bedeutet unter Ausschluss von Sauerstoff, Bedingungen freigesetzt, wie zum Beispiel in Sümpfen. Das Vorkommen des CH4 lag seit dem Jahre 1000 bis zum ca. Jahre 1750 bei durchschnittlich 600 ppb, aber durch den Einfluss von den vom Menschen beein-flussten Faktoren wie die Viehwirtschaft, den Reisanbau, Kohleabbau, die Erdgas-gewinnung und -transport und die immer größer werdende Mülldeponien hat sich das Vorkommen seit 1750 um 150% auf 1745 ppb (Wert von 1998) erhöht. Durch das Schmelzen von Gletschern und das Auftauen von Permafrost-Böden zersetzen die im Boden lebenden Mikroorganismen die organischen Materialien, die sich vor langer Zeit dort abgesetzt haben und setzen damit, bezogen auf die größer werdenden aufgetauten Flächen, eine Menge Methan frei. Die Freisetzung ist saisonal durch die Sommer- und Winterperiode unterschiedlich.

2.5.4 Distickstoffoxid (N2O)

Dieses Gas wird auch Lachgas genannt und es gehört zu den langlebigen Treibhaus-gasen, da dieses gegenüber dem CO2 eine 298mal so großen Treibhauswirkung und bis zu 114 Jahre in der Atmosphäre verweilen kann. Die natürliche Bildung von N2O ent-steht im Ozean und in Böden der tropischen und gemäßigten Zone durch mikrobielle Abbauprozesse. Diese Menge macht cirka die Hälfte der durch N2O entstandenen Emissionen aus. Das Vorkommen lag, ähnlich wie beim CH4, in der Zeit zwischen dem Jahre 1000 bis zum Jahre 1750 bei rund 270 ppb. Danach ist es bis 2005 aufgrund anthropogener Einflüsse um 18% auf 319 ppb gestiegen. Die durch den Menschen verursachten Emissionen sind größtenteils durch die Landwirtschaft, Industrieprozesse, Energiewirtschaft und durch den Verkehr entstanden.

2.5.5 Bodennahe Ozon (O3)

Das Spurengas O3 hat unterschiedliche Eigenschaften für das Leben und das Klima auf der Erde, die sehr von der Höhe abhängen, in welcher es in der Atmosphäre vorkommt. Ein großer Teil von bis zu 90% befindet sich in der Stratosphäre, in der das O3 eine große Menge des ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert. Hierbei wird auch von der sogenannten Ozonschicht gesprochen. Die langwellige Strahlung, die vom O3 aus-geht, erwärmt die untere Stratosphäre und hat einen geringen positiven Strahlungs-einfluss auf die Troposphäre, die sich unterhalb der Stratosphäre befindet. Die Ab-nahme des O3 in der unteren Stratosphäre hat zu einer negativen Strahlungswirkung ge-führt. Die Bedeutung für das Klima hat die geringere Menge in der Troposphäre, da das O3 in diesem Teil wie ein Treibhausgas wirkt. Es hat eine kurze Lebensdauer von nur wenigen Wochen und ist auch, anders als bei den anderen Treibhausgasen, nicht gleich-mäßig in der Atmosphäre verteilt. Das O3 entsteht in der Atmosphäre durch photo-chemische Prozesse aus Vorläufergasen. Die Emission der Vorläufergase und damit auch die Menge der troposphärischen Ozonkonzentration wird immer mehr durch den Menschen beeinflusst. Die Konzentration von O3 in der Atmosphäre lässt sich wegen der kurzen Lebensdauer nur noch bis Mitte des 19.Jahunderts zurückverfolgen. Bei einer Messstation in Deutschland wurde ein Anstieg in der zwischen 1970 bis 1985 von 40 ppb auf 55 ppb festgestellt, danach sank der Wert bis 2000 auf ca. 50 ppb. Durch die schnell wachsende Industrie in Asien wird dort mit einem starkem Anstieg der Ozon-Konzentration für die nächsten Jahrzehnte gerechnet.

2.5.6 Auswirkungen der anthropogenen Einflüsse auf den Klimawandel

Durch die kurze Erklärung der drei beeinflussenden Klimafaktoren, die auch natürlich in unserem Klimasystem vorkommen, muss verstanden werden, dass das Klima sich sozusagen auch von der Natur aus in bestimmten Zeitabständen ändert. Diese Änderungen wirken immer im Zusammenspiel vieler zufälligen Geschehen, die zum Beispiel von einem großem Vulkanausbruch entstehen oder von der 11-jährigen Änderung der Sonnenintensität. Dies sind zwei zufällig aus-gesuchte Beispiele.

Wenn die anthropogenen Einflüsse zur Sprache kommen, dann müssen diese zu den natürlichen Änderungen hinzugerechnet werden. Beim Treibhauseffekt sind bei den verschiedenen Treibhausgasen seit der industriellen Revolution stark ansteigende Messwerte zu verzeichnen. Diese Gase steigen seit 1850, bis auf das bodennahe Ozon (O3), unaufhörlich an. Dies ist die Folge der stark wachsenden weltweiten Industrie und den immer mehr werdenden Handelsverkehre, da zum Beispiel in Europa ein großer Wechsel von der Industrie- zur Dienstleistungsgesellschaft stattfindet. Der starke Temperaturanstieg hat drei Phasen, die erste ging bis 1940, in dieser Phase gab es eine frühe Erwärmungsphase, danach gab es in der zweiten Phase bis in die 70er Jahre keine großen Temperaturanstiege. Erst seit Beginn der dritten Phase gibt es einen bislang un-gebrochenen Erwärmungstrend.

Die globalen Unterschiede des Klimawandels werden im folgendem Punkt 3 behandelt.

3. Klimaveränderungen

In den nachfolgenden Punkten werden die Veränderungen von der Vergangenheit über heute bis in die Zukunft darstellt. Diese Veränderungen werden zuerst global, also welche Veränderungen die gesamte Welt betreffen und dann ausführlich auf Deutsch-land aufgezeigt.

3.1 Klimaveränderungen auf dem ganzen Globus

3.1.1 Veränderungen in der Vergangenheit bis heute

Die Veränderungen durch den Klimawandel haben sich weltweit schon bemerkbar gemacht. In den nächsten Unterpunkten werden die Veränderungen der Oberflächen-temperatur, des Meeresspiegelanstiegs und des Niederschlages darstellt.

3.1.1.1 Oberflächentemperatur – Veränderungen

Hierzu muss zuerst eine Grafik von dem letzten IPCC – Report über die globalen Tem­peraturveränderungen der letzten 100 Jahre betrachtet werden. Auf dieser Grafik sind die Veränderungen der Oberflächentemperatur farblich dargestellt.

Trends der Jahremitteltemperaturen der Oberfläche von 1901 – 2005

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.6 Trends der Jahremitteltemperaturen der Oberfläche von 1901 – 2005

Es wird eine unterschiedliche Erwärmung auf der Erde ersichtlich. Wie auf der Abb.1 schon dargestellt, ist die Jahrestemperatur seit 1900 im Durchschnitt um 0,7°C ge-stiegen. Diese Daten für die Auswertung wurden in weltweiten Messstationen ge-sammelt und ausgewertet. Die Wassertemperatur wurde durch das große Netz von Schiffen regelmäßig gemessen. Somit steigt die Meerestemperatur ähnlich wie die Oberflächentemperatur auf den Kontinenten. Eine andere Möglichkeit zur Messung der Oberflächentemperatur sind die Satellitenmessungen, die erst um 1970 begonnen haben. Leider ist es aber hierbei nicht möglich, die bodennahen Temperaturen zu messen, sondern es wird nur die Strahlung aus der ganzen Luftsäule gemessen, die sich durch den Ozon verändert hat.

Auf der Abb.6 ist auch zu erkennen, dass sich die Temperaturen global nicht gleich-mäßig erhöhen, sondern dass Teile des Globus ernorme Temperaturanstiege haben, weitere haben nur einen kleinen Temperaturanstieg und sogar wenige Teile des Globus haben sogar eine Reduzierung der Temperatur. Das bedeutet, dass sich viele Teile des Globus auf verschiedene neue Bedingungen einstellen müssen.

3.1.1.2 Meeresspiegelanstieg

Auf der Abbildung 7 ist der Anstieg des Meeresspiegels von 1880 bis 1997 dargestellt. In dieser Periode ist der Meeresspiegel um cirka 20 cm angestiegen.

Anstieg des Meeresspiegels gemessen ab 1880 bis 1997

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.7: Anstieg des Meeresspiegels ab 1880 bis 1997

Beim Meeresspiegelanstieg gibt es zwei wichtige Prozesse. Der erste Prozess ist der Anstieg durch das Abschmelzen vom Landeis. Dies trifft zum Beispiel bei den Gebirgs-gletschern und auf die großen Eisschilder auf Grönland und der Antarktis zu. Durch das Abschmelzen vom Landeis kommen große Mengen von Wasser zusätzlich in die Welt-meere. Aber das Packeis, welches auf dem Meer schwimmt, lässt den Meeresspiegel nicht ansteigen. Der Rückzug der Gebirgsgletscher hat seit dem letzten Jahrhundert knapp die Hälfte des Ansteigens des Meeresspiegels verursacht. Die Auswirkungen durch das Schmelzen der Eisschilder sind leider noch unklar, aber diese werden als gering eingeschätzt.

Beim zweiten Prozess wird wieder über die globale Erwärmung gesprochen, da sich durch die Erwärmung natürlich auch die Wassertemperatur erhöht. Durch die Er-wärmung der Meere breitet sich die Wassersäule aus, welches auch als die thermisches Expansion bezeichnet wird und dadurch wurde die andere Hälfte des Meeresspiegel-anstieges des letzten Jahrhunderts verursacht. Es ist noch nicht abzusehen, wie schnell die Eisschilder auf Grönland und auf der Antarktis abschmelzen werden und inwieweit die weitere Erwärmung des Meeres eine Rolle spielen wird.

3.1.1.3 Niederschlagsveränderungen

Die nächste Grafik zeigt den Palmer Drought Severity Index. Dieser ist ein Maßstab für die Bodenfeuchte, welche aus dem Niederschlag und der groben Verdunstung abge-leitet wird.

Veränderungen der Bodenfeuchte auf dem Globus von 1900 bis 2000

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.8: Veränderungen der Bodenfeuchte auf dem Globus von 1900 bis 2000

Die obere Abbildung zeigt die Veränderungen der Bodenfeuchte auf dem Globus von 1900 bis 2000. Die grünen und blauen Flächen zeigen eine zunehmende Feuchtigkeit und die gelben und roten Flächen eine zunehmende Trockenheit. Die Veränderungen auf dem Globus sind dabei aber sehr unter-schiedlich, das zeigt schon, dass die Sahel-zone, Südafrika, der Mittelmeerraum, Nordostbrasilien, Teile vom Kanada und das östliche Australien trockener geworden sind. Im gleichen Zeitraum sind Nordeuropa, der Osten von Amerika, Teile von Südamerika und der Westen von Russland deutlich feuchter geworden. Dieser Effekt trat schon bei der Veränderung der Oberflächen-temperatur auf, da diese sich auf dem Globus, auch unterschiedlich auswirkt. Bei dieser kurzen Erklärung fällt auf, dass die Zunahme der Niederschläge sich sehr auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre konzentriert haben, wobei diese oft als Starkniederschläge auftreten. Eine sehr starke Abnahme der Niederschläge ist in der Nähe des Äquators zu verzeichnen. Dort ist besonders der südliche Bereich der Sahara zu erwähnen.

Auf der unteren Seite der Abb.8 zeigt das globale Mittel eine Veränderung zu trockeneren Bedingungen, welche sich seit 1980 deutlich verstärk haben. Durch die globale Erwärmung hat sich die Wasserdampfkapazität erhöht und zwar pro °C

Erwärmung um 7%, welche die Verdunstung verstärkt und damit auch den Nieder-schlag erhöht. Dies geschieht aber, wie schon auf der Grafik dargestellt, global sehr unterschiedlich.

3.1.2 Klimaveränderungen in der Zukunft (Jahr 2100)

Um die Klimaveränderungen für das Jahr 2100 vorherzusagen, müssen zunächst einige Klimamodelle abgespielt werden, weil viele Einflussfaktoren für das Klima verantwort-lich sind. Wie schon unter Punkt 2 beschrieben, haben die natürlichen Veränderungen, wie zum Beispiel die Sonnenintensität und Vulkanausbrüche neben den anthropogenen Veränderungen, wie zum Beispiel der zusätzliche Ausstoß von Treibhausgasen, einen Beitrag am Klimawandel. Aber auch die wachsende Zahl der Bevölkerung und die uns noch unbekannte Technologieentwicklung sind einzukalkulieren. Bei der Berechnung der einzelnen Modelle werden am Schluss ein paar wenige Szenarien für das Ergebnis festgehalten. Dabei geht das sehr optimistische Szenario von einer geringen Ver-änderung des jeweiligen Faktors, wie zum Beispiel die Oberflächentemperatur, aus und das sehr pessimistische von einer sehr großen Veränderung aus. Dies ist zum Grossteil an das zukünftige Verhalten der Menschen gebunden, da wir heute noch nicht erahnen können, wie die Menschheit sich in den nächsten 100 Jahren verhalten wird.

Die nächsten drei Unterpunkte werden auf die zukünftige Entwicklung der Ober-flächentemperatur, den Meeresspiegelanstieg und der Niederschlagsveränderungen eingehen.

3.1.2.1 Oberflächentemperatur – Veränderungen

Wie schon erklärt, gibt es verschiedene Szenarien zur Erklärung der Veränderungen bis in das Jahre 2100. Bei dem sehr positiven Szenario wird von einem globalen Temperaturanstieg von 1,4°C ausgegangen, welcher nicht mehr zu verhindern ist. Hierbei müssten alle Staaten bei dem Klimaschutz sehr eng zusammenarbeiten und zum Beispiel den Ausstoß der Treibhausgase sehr reduzieren. Wie die heutige Wirtschafts-lage ist, wird dies nicht zu realisieren sein. Deswegen geht man bei einem realistischerem Szenario mit einer Temperaturerhöhung von cirka 2,7°C aus. Diese Steigerung wäre größer als die Differenz aus der letzen Warm- und Eiszeit. Das sehr pessimistische Szenario erreicht sogar einen Anstieg von 4°C und mehr, aber ein solcher krasser Anstieg würde nur durch einen sehr hohen Treibhausausstoß und einer klimabedingten Änderung des Ökosystems erreicht werden. Die Charakteristika der räumlichen Verteilung der Temperaturveränderungen auf dem Globus sind sehr ähnlich wie die auf der Abbildung 5 dargestellten Änderungen von 1900-2000, aber bei der Erhöhung der Temperatur haben wir hierbei eine große Differenz. Auf Land haben wir einen größeren Anstieg als auf den Ozeanen und diesen Anstieg haben wir auch mehr auf der Nordhalbkugel als auf der Südhalbkugel zu verzeichnen. Ein Beispiel zu der räumlichen Verteilung ist die berechnete Erwärmung in der Arktis von cirka 10°C und in Europa noch von 4 – 5 °C. Dagegen wurde eine geringe Temperaturänderung südlich von Grönland und Island berechnet, sowohl auch auf der Südhalbkugel, weil dort weniger Landflächen sind.

3.1.2.2 Meeresspiegelanstieg

Bei dem Anstieg der Meeresspiegel gibt es wie bei den Temperatur- und Nieder-schlagsveränderungen mehrere Szenarien. Diese gehen von einem Anstieg bis zum Jahre 2100 im Bereich von 20 bis 90 cm aus, wobei es wieder viele Unsicherheits-faktoren gibt, die heute noch nicht genau absehbar sind. Die Durchschnittswerte aus

35 Hochrechnungen kommen noch auf einen Bereich von ca. 20-70 cm. Diese Un-sicherheitsfaktoren betreffen einerseits die Ausdehnung des Meeres durch den Anstieg der Temperatur, bei dem die Veränderung der Treibhausgase in den nächsten Jahren eine wichtige Rolle spielen wird und andererseits das Schmelzwasser, welches durch das Abschmelzen der Gebirgsgletscher und der großen Eisschilder auf der Antarktis und auf Grönland entsteht. Auf dem Nordpol, der seit Millionen von Jahren von arktischem Eis bedeckt ist, wurde eine Reduzierung der Eismasse in den letzten 30

Jahren von cirka 15-20% festgestellt. Ein ähnliches Bild bietet sich auch auf der Antarktis und auf Grönland. Auf der Antarktis verhält sich das Abschmelzen des Eises nicht gleichmäßig, aber es sind bis zu 87% der Gletscherfronten zurückgegangen und die Durchschnittstemperatur hat sich um 2,5°C erhöht. Auf Grönland haben sich die abgeschmolzenen Flächen seit 1979 bis heute verdoppelt. Wenn es zu einem großen unerwarteten Abschmelzen der Eisschilder kommen wird, dann wäre der Anstieg der Meeresspiegel sehr enorm. Leider ist das Abschmelzen dieser Flächen nicht genau vorhersehbar.

3.1.2.3 Niederschlagsveränderungen

Wie es sich bei den Temperaturveränderungen abzeichnet, ist auch bei den Nieder-schlägen keine gleichmäßige Verteilung vorhanden. Die Projektion für das Jahr 2100 sieht ähnlich aus, wie die Veränderung der Niederschläge von 1900 bis 2000, nur dass diese noch weiter an Intensität zunehmen werden. Die starken Zunahmen zeigen sich auf den mittleren bis hohen Breiten, sowohl auch auf der Nord-, wie auch auf der Südhalbkugel. Bezogen auf Europa kann von einer Zunahme in Nordeuropa zwischen 10-20% und einer starken Abnahme im Mittelmeerraum von bis zu 20% ausgegangen werden. Die regionalen Unterschiede sind, wie man an diesem einen Beispiel erkennt, sehr groß, auch wenn die Regionen sehr nah aneinander liegen. Die großen Nieder-schläge werden in der Projektion mehr als Starkniederschläge fallen, das bedeutet, dass die großen Niederschläge sich nicht gleichmäßig auf das Jahr verteilen, sondern als wenige kurze heftige niedergehen werden. Leider ist eine genaue Projektion der Regionen mit Zunahmen oder Abnahmen der Niederschläge noch nicht vorhersehbar.

3.2 Klimaveränderungen in Deutschland

Wie auch schon bei den Klimaveränderungen auf dem Globus sind die Veränderungen in Deutschland oft sehr regional verteilt. In den folgenden Punkten wird auf wenige genaue hervorzuhebende Regionen in Deutschland eingegangen.

3.2.1 Klimaveränderungen von der Vergangenheit bis in die Zukunft

An der folgenden Grafik kann das Ansteigen des Mittelwertes der Oberflächen-temperatur, bezogen auf Deutschland, sehr gut erkannt werden.

Jährliche mittlere Tagesmitteltemperatur in Deutschland zw. 1901 – 2005

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.9: Jährliche mittlere Tagesmitteltemperatur in Deutschland zw. 1901 – 2005

Auf der oben abgebildeten Grafik sind die jährlichen Schwankungen der Temperatur für Deutschland abgebildet, die aber oft durch sehr kalte Jahre gekennzeichnet sind. Nach dem Temperaturtrend, der die Jahresmitteltemperaturen von 1901 bis 2005 zu einem linearen Trend berechnet, ist diese seitdem um cirka 0,8°C gestiegen. Dies teilt sich in die Quartalsabschnitte Frühling/Sommer/Herbst/Winter auf, bei denen eine große Temperaturerhöhung im Sommer und Herbst um 1,1°C/1,0°C festgestellt wurde, währenddessen im Frühling und Winter nur eine Erhöhung um 0,6°C/0,5°C festgestellt wurde. Das zeigt auch eine stark periodenabhängige Erhöhung der Temperatur. In den nächsten Unterpunkten werden die regionalen Verteilungen der Temperatur- und der Niederschlagsveränderungen behandelt.

3.2.1.1 Regionale Temperaturunterschiede

Bei den globalen Temperaturveränderungen konnten schon regionale Unterschiede erkannt werden. Diese Unterschiede setzen sich auch auf einer kleineren Landfläche wie Deutschland fort. Nachfolgend werden kurz die Veränderungen bei Wetterstationen in verschiedenen Regionen von Deutschland erklärt. Auf der Tabelle wird die Jahres-mitteltemperatur von 1996 – 2006 gegenüber der Steigerung von 2006 – 2060 aufge-zeigt. Die Vorhersage für die Temperatursteigerung von 2006 – 2060 ist durch den Deutschen Wetterdienst berechnet worden.

Voraussichtliche Temperatursteigerungen zw. 2006 – 2060 in bestimmten Regionen in Deutschland

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab.1: Voraussichtliche Temperatursteigerungen zw. 2006 – 2060 in bestimmten

Regionen in Deutschland

Auf Sylt wird die Jahresmitteltemperatur um 2°C bis 2060 steigen. Dies hat große Auswirkungen auf die Wassertemperatur der Nordseeküsten, da die Temperatur im Winter um 4°C und im Sommer um 2°C steigen wird. Es sollen im Jahr 2050 Temperaturen wie an der französischen Atlantikküste gemessen werden. Ob die Sturmfluten und Orkane an der Nordseeküste zunehmen werden, ist noch nicht geklärt, aber sicher ist, dass der Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 um 10-15 cm steigen wird. Dieser Anstieg wird Maßnahmen zum Deichausbau benötigen und es werden wahr-scheinlich nicht alle Inseln der Nordseeküste zu halten sein. Die Nordseeregion wird dafür eine größere Attraktivität für den Tourismus haben.

An der Ostseeküste läuft es ähnlich wie an der Nordseeküste ab, da die Temperatur an der Küste bei Schwerin um 2,5°C steigen wird. Die Meereswassertemperatur liegt dann im Jahr 2100 auch um 2°C höher als die heutige. Dieser Anstieg hat auch Folgen für neue Küstenschutzmaßnahmen. Auch die Anzahl Touristen wird an der Ostseeküste steigen.

Die Hansestadt Hamburg hat eine Temperaturerhöhung von 2,0°C zu erwarten, welche sich wahrscheinlich nicht negativ auswirken wird. Das mildere Klima wird die Lebens-qualität erhöhen, aber durch den direkten Meerzugang werden auch Schutzmaßnahmen erforderlich sein.

In den Binnenlandstädten wie z.B. Hannover, Berlin oder Karlsruhe wird ein Anstieg der Jahremitteltemperatur zwischen 2,2°C – 2,6°C entstehen. Dieser wird sich regional von den jeweiligen Standorten unterscheiden. Das Bundesland Brandenburg wird wegen der stärkeren Verdunstung und Trockenheit eine noch höhere Waldbrandgefahr haben. Die Oberrheinregion zwischen Mannheim und Freiburg wird zur heißesten Region von Deutschland mit Temperaturen wie in Südfrankreich.

Die Regionen in den Mittelgebirgen, wie auf dem Kahler Asten (Anstieg bis 2060 um 2,4°C), müssen sich im Winter an deutliche Auswirkungen gewöhnen. Nach dem Jahr 2050 wird in den Regionen ab 600 m nur noch in jedem dritten Winter genug Schnee für den Wintersport verfügbar sein. Dafür werden die Regionen im Sommer wegen den höheren Temperaturen attraktiver sein.

In den Alpen, wie auf der Zugspitze (Anstieg bis 2060 um 2,0°C), werden sich die Regionen auf mildere Winter mit weniger Schnee einstellen müssen. Unter 1000 m wird nicht jedes Jahr Wintersport möglich sein, aber oberhalb 1200-1400 wird es vorerst keine Änderung geben.

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