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Grundlagen

"Klima" - Was ist das?

Das Wetter vor der Haustür erleben und beobachten wir jeden Tag. Sammelt man Wetterdaten über einen langen Zeitraum, so kann man statistische Analysen mit den Wetterdaten durchführen. Der Begriff „Wetter“ beschreibt also den kurzfristigen Zustand der Atmosphäre, während der Begriff „Klima“ Klima den Zustand der Atmosphäre über eine Zeitspanne von Jahrzehnten bis hin zu Jahrtausenden oder Jahrmillionen beschreibt.
Das bedeutet erstens, dass Klima immer ortsbezogen ist: Das Klima in Wittdün ist ein anderes als in Freiburg. Zweitens ist auch das Klima veränderlich: Viele Faktoren und Elemente beeinflussen das Klima in komplexer Art und Weise, es gibt Wechselwirkungen und Rückkopplungen zwischen den einzelnen Faktoren. Alle diese Faktoren und Prozesse bilden zusammen das Klimasystem.

Was bestimmt das globale Klima?

Strahlungshaushalt

Das globale Klima ist letztendlich das Ergebnis einer Energiebilanz: Die Energie der Sonne trifft als kurzwellige Strahlung auf die Erde Dort wird ein Teil reflektiert, also ins All zurückgeworfen. Die restliche Strahlung wird absorbiert, also quasi „aufgesogen“ und erwärmt die Erdoberfläche. Umgekehrt sendet die Erde langwellige Strahlung ins All. Sind die einfallende und die abgestrahlte Energie gleich groß, so bleibt das Klima konstant. Ändert sich eine dieser beiden Größen, so wirkt sich dies auf das Klima aus.
Drei Faktoren sind hierfür ausschlaggebend: Erstens kann sich die ankommende Strahlung der Sonne verändern. Gründe hierfür sind Veränderungen der Erdumlaufbahn oder die Änderung der Sonnenaktivität. Zweitens kann sich der Anteil der Strahlung ändern, die von der Erdoberfläche zurück ins All reflektiert wird. Dieser Anteil liegt zurzeit bei 30 % und hängt von der Wolkenbedeckung, der Landnutzung, der Größe der Eismassen und auch der Lage der Kontinente auf der Erdkugel ab. Der dritte Faktor sind Gase in der Atmosphäre, die einen Teil der Strahlung absorbieren, die die Erde emittiert. Dieses Phänomen nennt man auch den Treibhauseffekt.

Treibhauseffekt

Einige Gase in der Atmosphäre greifen also in den Strahlungshaushalt ein: Sie lassen das kurzwellige Sonnenlicht passieren, absorbieren aber einen Teil der langwelligen Strahlung, den die Erde aussendet. Die Wärme „staut“ sich gewissermaßen in der Nähe der Erdoberfläche. Ohne den Treibhauseffekt hätte die Erdoberfläche im Übrigen eine Temperatur von -18°C: Leben wäre so auf dem "Blauen Planeten "nicht möglich. Dank des Treibhauseffekts herrschen zurzeit im Durchschnitt 15°C auf der Erdoberfläche.
Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxid – auch als CO2 bekannt – und Methan. Wasserdampf ist das wichtigste Treibhausgas. Gewaltige Mengen Wasserdampf verdunsten aus den Ozeanen in der Atmosphäre, der Mensch kann seinen Gehalt in der Atmosphäre global nicht direkt beeinflussen.
CO2 ist ein weiteres, wichtiges Treibhausgas. Der CO2-Gehalt der Atmosphäre steigt seit Jahrzehnten an. Dieser Anstieg verstärkt den Treibhauseffekt und beeinflusst das globale Klima. Bereits in den 1950er Jahren konnten Wissenschaftler nachweisen, dass das zusätzlich freigesetzte CO2 aus fossilen Brennstoffen stammt, die vom Menschen genutzt und verbrannt werden.

Szenarien

Das zukünftige Handeln der Menschen hat prinzipiell direkte Auswirkungen auf das Klima. Je mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, desto stärker werden die Auswirkungen.
Wie sich die Treibhausgasemissionen in den nächsten Jahrzehnten genau entwickeln werden, kann man nicht vorhersagen. Man kann aber wahrscheinliche, plausible und in sich schlüssige Entwicklungspfade entwerfen und ihre Folgen für das Weltklima und den Menschen berechnen. Diese möglichen, plausiblen Emissionspfade heißen Szenarien.
Der Weltklimarat (Intergovernmental Panel on Climate Change) hat für seinen 5. Klimabericht vier solcher Szenarien  entwickelt. Sie reichen von einem „Klimaschutz-Szenario“ (RCP2.6), bei dem die Erderwärmung bis 2100 auf unter 2°C begrenzt wird bis hin zu einem „Weiter-So-Szenario“ (RCP8.5), bei dem die Menschheit weiterhin große Mengen Treibhausgase emittiert. Dazwischen gibt es zwei weitere Szenarien (RCP4.5 und RCP6.0). Der DWD beschreibt diese Szenarien auf seiner Internetseite ausführlich; sie bilden auch die Grundlage für regionale Klimamodellierungen des Deutschen Wetterdienstes.

Weitere Informationen

Das Umweltbundesamt erklärt die Grundlagen des Klimawandels auf seiner Website.
Informationen zum Klimasystem, dem Treibhauseffekt finden Sie weiterhin auf der Internetseite des Bildungsservers Hamburg.
Auch der Deutsche Wetterdienst bietet auf seinerInternetpräsenz weitere Informationen zu den Grundlagen des Klimawandels.
Der DWD stellt auf seiner Internetseite ebenfalls ein Lexikon wichtiger Fachbegriffe aus Klima- und Wetterforschung zur Verfügung.

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