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Die Szenarien des Weltklimarats

Niemand kann heute mit Gewissheit sagen, wie stark sich das Klima in Zukunft ändern wird, zumal unbekannt ist, wie viel Kohlendioxid (CO2) künftig durch die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdgas, Erdöl und Kohle ausgestoßen wird. Der Bedarf an fossilen Energieträgern wiederum hängt vom Bevölkerungswachstum, dem künftigen Energiebedarf und dem Einsatz erneuerbarer Energien ab. Auch die Landnutzung, etwa die Zerstörung von Regenwäldern und deren Umwandlung in Ackerland, beeinflusst die CO2-Bilanz der Atmosphäre erheblich. Da die Entwicklung nicht genau vorhersehbar ist, geht der Welt­klimarat (Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen, Inter­governmental Panel on Climate Change, IPCC) von vier verschiedenen Szenarien aus, die sich in der Annahme unterscheiden, wie hoch die CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre im Jahr 2100 sein könnte. Diese beispielhaften Szenarien werden als Repräsentative Konzentrationspfade (Representative Concentration Pathways, RCPs) bezeichnet. Im Detail unterscheidet man die Szenarien RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0 und RCP8.5. Der Zahlenwert verdeutlicht jeweils, wie stark sich bei vier verschiedenen CO2-Konzentrationen im Jahr 2100 die Energiebilanz der Erde verändert haben wird. Als Maß für die Veränderung verwendet der IPCC den sogenannten Strahlungsantrieb. Dieser beschreibt konkret, wie stark im Laufe der Zeit die Energie zunimmt, die auf den Erdboden trifft. Als Messgröße dafür dient die sogenannte Strahlungsleistung, die in Watt pro Quadratmeter (W/m2) gemessen wird. Sie beschreibt allgemein, wie viel Energie pro Sekunde auf 1 Quadratmeter Erdoberfläche trifft – beispielsweise durch die natürliche Sonnenstrahlung. Während die Strahlungsleistung also einen momentanen Wert liefert, beschreibt der Strahlungsantrieb, um das Wievielfache sich die Strahlungsleistung über die Zeit verändert. Für die RCP-Szenarien vergleicht der Weltklimarat die für das Jahr 2100 angenommenen Strahlungsleistungswerte mit der Strahlungsleistung im Jahr 1860, dem Beginn der systematischen Wetteraufzeichnungen. Aus der Differenz ergibt sich dann der Strahlungsantrieb als ein Vielfaches des Wertes von 1860.

Abb. 3.2: © Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

Abb. 3.2 > Die mittlere globale Erdoberflächentemperatur wird auf alle Fälle steigen – beim RCP8.5-Szenario um mehr als 4 Grad Celsius gegenüber 1986–2005. Nur beim RCP2.6-Szenario lässt sich das Ziel, die Erderwärmung auf 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, noch einhalten

Das relativ optimistische RCP2.6-Szenario erwartet, dass die CO2-Konzentration im Jahr 2100 mit 421 ppm nur wenig höher sein wird als heute. Das würde dem 2,6-Fachen der Strahlungsleistung von 1860 entsprechen. Dieses Szenario geht davon aus, dass die Weltbevölkerung von heute gut 7 auf knapp 9 Milliarden Menschen angewachsen sein wird – und dass sich damit der weltweite Energieverbrauch im Vergleich zum Jahr 2000 verdoppelt haben wird. Die erneuerbaren Energien werden dann knapp die Hälfte des globalen Energiebedarfs decken können. Das extreme RCP8.5-Szenario geht hingegen davon aus, dass die Treibhausgaskonzentration bis zum Jahr 2100 auf mehr als 900 ppm ansteigt und dass die Weltbevölkerung im selben Zeitraum auf 12 Milliarden Menschen anwächst. Im Vergleich zum Jahr 2000 wird sich der Energieverbrauch etwa vervierfacht haben. Kohle wird den größten Teil des Energiebedarfs decken. Die beiden anderen Szenarien erwarten Entwicklungen, die zwischen den beiden Extremen liegen. Das RCP4.5-Szenario geht bei einer
CO2-Konzentration von 538 ppm von dem 4,5-Fachen der Strahlungsleistung aus. Das RCP6.0-Szenario erwartet bei 670 ppm die 6-fache Strahlungsleistung. Die direkte Folge des starken CO2-Ausstoßes ist die langsame Erwärmung der Atmosphäre, die eine Erwärmung der Ozeane nach sich zieht. Aufgrund seiner chemisch-physikalischen Eigenschaften kann Wasser sehr viel Wärme aufnehmen, heizt sich dabei aber deutlich langsamer als die Atmosphäre auf. Dank dieser großen Energieaufnahme fungieren die Ozeane als wichtiger Wärmepuffer, da sie das Aufheizen der Atmo­sphäre mildern.

Abb. 3.3: Aus einer Reihe von Berechnungen hat der Weltklimarat Szenarien ­entworfen, die mögliche Entwicklungen des Klimawandels darstellen. Für diese Szenarien wurden Ursachen und Auswirkungen genauer betrachtet. ­Einen besonderen Einfluss auf den Verlauf des Klimawandels und die ­Zunahme der globalen durchschnittlichen Lufttemperatur haben demnach die Bevölkerungsentwicklung und die damit verbundene Zunahme des ­Verbrauchs fossiler Rohstoffe. Das RCP2.6-Szenario ist am optimistischsten, das RCP8.5-Szenario am pessimistischsten. © Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

Abb. 3.3 > Aus einer Reihe von Berechnungen hat der Weltklimarat Szenarien ­entworfen, die mögliche Entwicklungen des Klimawandels darstellen. Für diese Szenarien wurden Ursachen und Auswirkungen genauer betrachtet. ­Einen besonderen Einfluss auf den Verlauf des Klimawandels und die ­Zunahme der globalen durchschnittlichen Lufttemperatur haben demnach die Bevölkerungsentwicklung und die damit verbundene Zunahme des ­Verbrauchs fossiler Rohstoffe. Das RCP2.6-Szenario ist am optimistischsten, das RCP8.5-Szenario am pessimistischsten.

Nach Angaben des Weltklimarats haben die Meere zwischen 1971 und 2010 den Großteil derjenigen Wärmemenge aufgenommen, die durch den vom Menschen verursachten Treibhauseffekt generiert wurde. Insgesamt hat der sogenannte obere Ozean (0 bis 700 Meter Tiefe)­­ 64 Prozent und der tiefere (700 bis 2000 Meter) 29 Prozent aufgenommen. 3 Prozent sind in das Schmelzen von Eis eingegangen, und weitere 3 Prozent haben zur Erwärmung der Landoberfläche der Kontinente beigetragen. Nur etwa 1 Prozent trug zur Erwärmung der Atmosphäre bei. Steigen die CO2-Emissionen weiterhin, werden höchstwahrscheinlich nach und nach auch die tieferen Wasserschichten der Ozeane einen Teil dieser Mengen aufnehmen. In welchem Maße, ist bislang aber noch unsicher. Für die obere Schicht der Ozeane (bis in eine Tiefe von 700 Metern) geht das moderate RCP2.6-Szenario aber davon aus, dass die Temperatur weltweit bis 2100 um durchschnittlich 0,5 Grad Celsius zunehmen wird. Dabei ist zu bedenken, dass sich verschiedene Meeresregionen je nach Bedingungen vor Ort unterschiedlich stark erwärmen werden. Das pessimistische RCP8.5-Szenario hingegen erwartet, dass die Temperatur in den oberen 700 Metern des Meeres bis 2100 gar um mehr als 3 Grad Celsius steigt. Für manche Gebiete in der Arktis wird RCP8.5 zufolge gar mit einer Erhöhung der Wassertemperatur um bis zu 5 Grad Celsius gerechnet. Auch was den Meeresspiegelanstieg betrifft, gibt es einen deutlichen Unterschied zwischen den Szenarien. Dem RCP2.6-Szenario entsprechend ist mit einem Anstieg des Meeresspiegels von 26 bis 60 Zentimetern zu rechnen. Nach dem RCP8.5-Szenario könnte der Anstieg sogar bis knapp 100 Zentimeter betragen. Insgesamt zeigen die aktuellen IPCC-Szenarien sehr deutlich, welche konkreten Folgen der Klimawandel für die Ozeane nach sich ziehen wird. Mit welcher Wahrscheinlichkeit verschiedene Folgen wie etwa extreme Stürme oder Überflutungen eintreten, lässt sich heute allerdings noch nicht genau abschätzen. Zudem sind manche Folgen besser vorhersehbar als andere. Wie stark das Meer versauert, lässt sich beispielsweise durch relativ einfache chemische Gleichungen abschätzen. Wie stark Wirbelstürme zunehmen, hängt hingegen von vielen physi­kalischen Größen ab. Der Weltklimarat ordnet seine Zukunftsaussagen deshalb danach, wie wahrscheinlich bestimmte Phänomene auftreten werden. Dabei wird zwischen folgenden Kategorien unterschieden:
  • sehr hohe Wahrscheinlichkeit,
  • hohe Wahrscheinlichkeit,
  • mittlere Wahrscheinlichkeit,
  • geringe Wahrscheinlichkeit,
  • sehr geringe Wahrscheinlichkei

Abb. 3.4: Für den Zeitraum bis zum Jahr 2100 entwirft der Weltklimarat verschiedene Szenarien, die sich anhand der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre unterscheiden. Diese hängt unter anderem vom Wachstum der Weltbevölkerung und deren Energieverbrauch ab. Für das RCP8.5-Szenario mit der höchsten atmosphärischen CO₂-Konzentration wird der stärkste Meeresspiegelanstieg erwartet. Wie sich die Weltbevölkerung, der Energieverbrauch und andere Einflussfaktoren in der Zeit nach 2100 entwickeln werden, ist heute noch kaum abzuschätzen. Der Weltklimarat verwendet deshalb für die Zeit nach 2100 nicht die vier differenzierten RCP-Szenarien, sondern drei Emissionsszenarien. Das hohe Emissionsszenario ist dennoch mit dem RCP8.5-Szenario vergleichbar, weil es ebenfalls weiter von einer starken Nutzung fossiler Rohstoffe ausgeht. Es erwartet für das Jahr 2500 einen Meeresspiegelanstieg von bis zu 6,63 Metern. © Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

Abb. 3.4 > Für den Zeitraum bis zum Jahr 2100 entwirft der Weltklimarat verschiedene Szenarien, die sich anhand der CO2-Konzentration in der Atmosphäre unterscheiden. Diese hängt unter anderem vom Wachstum der Weltbevölkerung und deren Energieverbrauch ab. Für das RCP8.5-Szenario mit der höchsten atmosphärischen CO2-Konzentration wird der stärkste Meeresspiegelanstieg erwartet. Wie sich die Weltbevölkerung, der Energieverbrauch und andere Einflussfaktoren in der Zeit nach 2100 entwickeln werden, ist heute noch kaum abzuschätzen. Der Weltklimarat verwendet deshalb für die Zeit nach 2100 nicht die vier differenzierten RCP-Szenarien, sondern drei Emissionsszenarien. Das hohe Emissionsszenario ist dennoch mit dem RCP8.5-Szenario vergleichbar, weil es ebenfalls weiter von einer starken Nutzung fossiler Rohstoffe ausgeht. Es erwartet für das Jahr 2500 einen Meeresspiegelanstieg von bis zu 6,63 Metern.

Abb. 3.5: Durch den Klimawandel sind viele Organismen und Ökosystemleistungen des Meeres und insbesondere auch der Küstengewässer stark bedroht. Der Weltklimarat gibt unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten an, mit denen bestimmte Folgen eintreten können. Die hier dargestellten Veränderungen müssen nicht zwangsläufig bedeuten, dass Arten aussterben, sondern können vielmehr auch zur Konsequenz haben, dass sich die Lebensräume verändern, weil die jeweiligen Organismen in andere Gebiete abwandern, die für sie noch optimale Bedingungen bieten. © nach Magnan et al.

Abb. 3.5 > Durch den Klimawandel sind viele Organismen und Ökosystemleistungen des Meeres und insbesondere auch der Küstengewässer stark bedroht. Der Weltklimarat gibt unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten an, mit denen bestimmte Folgen eintreten können. Die hier dargestellten Veränderungen müssen nicht zwangsläufig bedeuten, dass Arten aussterben, sondern können vielmehr auch zur Konsequenz haben, dass sich die Lebensräume verändern, weil die jeweiligen Organismen in andere Gebiete abwandern, die für sie noch optimale Bedingungen bieten.