Im Klima menschelt es
Mittlerweile ist es gewiss, dass die massive Verbrennung von fossilen Energieträgern der maßgebliche Treiber der Klimaerwärmung ist. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von CO2 und des Kohlenstoff-Kreislaufs werde das auch länger so bleiben, erklärt Marc Olefs, Abteilungsleiter Klimaforschung bei der ZAMG, im Gespräch mit APA-Science.
“Wenn wir uns die Lufttemperatur anschauen, haben wir jetzt schon einen Punkt erreicht, der die beobachteten bzw. rekonstruierten Werte der letzten 2.000 Jahre sprengt. Wir sind zudem dabei den Bereich der letzten hunderttausend Jahre zu durchbrechen“, so Olefs. Komme es zu keinen Änderungen, werde am Ende des 21. Jahrhunderts global eine Erwärmung von circa drei Grad im Vergleich zur vorindustriellen Zeit erreicht. Derartige Temperaturen seien letztmals vor rund drei Millionen Jahren auf der Erde erfasst worden, erläutert der Wissenschafter.
Das Problem sei aber nicht nur der absolute Anstieg, sondern das Tempo. Eine der schnellsten Erwärmungen der Erdgeschichte war laut Olefs die seit der letzten Eiszeit vor 20.000 Jahren bis heute. In diesem Zeitraum habe sich die mittlere globale Temperatur aus rein natürlichen Umständen um sechs Grad erhöht. Demgegenüber stehe die mögliche Erwärmung des Planeten durch anthropogene Faktoren um rund drei Grad innerhalb von 200 Jahren (Anmerkung: von 1900 bis 2100). „Das entspricht ungefähr dem Faktor 25 im Vergleich zu einem der schnellsten bekannten natürlichen Anstiege“, so Olefs.
Das Problem sei u.a., dass das Klima seit der Sesshaftwerdung des Menschen (Holozän) sehr stabil gewesen sei, so dass sich nicht nur der Mensch, sondern auch die Ökosysteme daran gewöhnt und angepasst haben. Daraus könne man schließen, dass eine weitere zu erwartende Erhöhung der mittleren globalen Temperatur „die Dinge nicht einfacher macht“. Es werde nicht so leicht, sich rasch an neue klimatische Bedingungen anzupassen.
Gefahr und Risiko
Olefs möchte bezüglich des menschgemachten Temperaturanstiegs plus den dazugehörigen klimatischen Veränderungen und der Korrelation mit den verschiedensten Naturkatastrophen zwischen Gefahr und Risiko unterscheiden wissen. „Im Fall der Änderung in der Erdatmosphäre sprechen wir von Gefahren und nicht von Risiko“, erklärt der Wissenschafter. Fakt sei, dass seit der vorindustriellen Zeit die globale Temperatur global um ein Grad, in Österreich um zwei Grad gestiegen ist (jeweils im Vergleich der aktuellen Klimanormalperiode 1991-2020 zur vorindustriellen Periode 1850-1900). Das sei praktisch zu 100 Prozent dem menschlichen Treibhausgas-Output zuzurechnen, wie der jüngste IPCC-Bericht klargestellt habe. Anlässlich der Berichtslegung im vergangenen Jahr hat die ZAMG die Klimafakten für Österreich zusammengefasst.
„Die Änderungen, die wir in der Atmosphäre beobachten, die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration und die daraus folgende Erderwärmung sind also Klimagefahren, die zum größten Teil menschgemacht sind. Für die Temperatur gilt das zu beinahe 100 Prozent“, fasst Olefs zusammen.
Hitzewellen und lange Trockenperioden können laut dem Meteorologen also mit hoher Sicherheit direkt auf den humanen Einfluss zurückgeführt werden. Bei Starkregenvorfällen und Dürren hingegen gebe es stärkere natürliche Schwankungen von Jahr zu Jahr. Dadurch sei es auch schwieriger, einen langfristigen Trend herauszuarbeiten.
„Nichtsdestotrotz wissen wir, dass es einen engen physikalischen Zusammenhang zwischen Erwärmung und stärkerer Verdunstung gibt, was Zunahmen von starken Niederschlägen mit sich bringt, weil die Luft pro Grad Erwärmung sieben Prozent bis ca. 14 Prozent mehr Wasserdampf aufnehmen kann. Darauf weisen Beobachtungsdaten klar hin“, erklärt Olefs. Starke Niederschläge haben demnach zugenommen, schwache Niederschläge tendenziell abgenommen und die Pausen zwischen den Regenfällen werden länger, die Verdunstung nimmt gleichzeitig zu. Das führe dazu, dass sowohl die „nassen Extreme“ als auch die „Trockenextreme“ mehr werden: „Das sind stark abgesicherte Tatsachen und stehen in engem Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten.“
Von Vulnerabilität und Exposition
Darauf aufsetzend stellt sich die Frage, wie wirken diese Gefahren auf die Öko- und wie auf die menschlichen Systeme? Da komme schließlich zum Tragen, wie empfindlich sind die Systeme und wie kann man sich schützen?
„Wenn man sich ansieht, wie sich zum Beispiel wirtschaftliche Schäden infolge von Naturkatastrophen entwickelt oder wie viele Hitzetote Hitzeperioden gefordert haben, dann spielt dabei nicht nur die Frage ‚Wie viel wärmer ist es geworden?‘ eine Rolle, sondern auch, inwiefern konnten sich die Menschen vor diesen Gefahren schützen. Da sind wir dann bei den Risiken“, umreißt der Wissenschafter.
Die European Environment Agency (EEA) z.B. hat die klima- und wetter-bedingten wirtschaftlichen Schäden von 1980 bis 2020 in einer Studie erhoben. „Schaut man sich die Zeitreihe an, dann kann man keinen Trend herauslesen. Es gibt Jahre mit großen und Jahre mit geringeren Schäden. In diesen Daten spielen die Vulnerabilität und die Exposition von Gütern und Personen eine große Rollen, wodurch sich das intensive ‚Grundrauschen‘ erklären lässt“, so Olefs.
Das muss laut dem Wissenschafter getrennt betrachtet werden: „Die Daten belegen, dass die Klimagefahren mehr wurden – mehr Starkregenfälle, mehr Hitzewellen, mehr Dürren etc. – und auch in der Funktion weiterer Treibhausgasemissionen künftig zunehmen werden. Bei den Schäden (Risiko) dagegen komme es darauf an, wie wir unsere ‚Schutzkapazitäten‘ den Gefahren gegenüber weiterentwickeln.“
Verschobene Großwetterlage
Bei der Verschiebung der Großwetterlagen spielt laut den von APA-Science befragten Wissenschaftern die Hadley-Zelle eine nicht unwesentliche Rolle. Die Hadley-Zelle ist demnach eine Zirkulations-Zelle in der Nähe des Äquators, wo gigantische, energiereiche Luftmassen auf- und dann auf beiden Hemisphären Richtung der Pole wieder absteigen. Aufgrund der Erwärmung dehnen sich diese Zellen polwärts aus und drücken die subtropischen Hochdruckgebiete auf der nördlichen Hemisphäre z.B. Richtung Norden. Damit würden sich auch die Jetstreams und die Großwetterlagen in Europa Richtung Norden verlagern, wodurch es speziell im mediterranen Raum trockener werde.
Das führe auch dazu, dass leichte Niederschläge abnehmen. Gleichzeitig gebe es den Effekt, dass aufgrund der wärmeren Temperaturen die Atmosphäre mehr Wasserdampf (pro Grad Erwärmung zwischen sieben und ca. 14 Prozent – wie bereits erwähnt) aufnehmen könne. Das mache die „Atmosphäre durstiger“, wodurch Starkregenvorkommen intensiver und häufiger ausfallen können (siehe auch: Mächtige Wasser).
Das eine schließe also das andere nicht aus. Dazu wirft Olefs ein Auge auf den Wasserkreislauf als Ganzes: „Einerseits nimmt die Verdunstung nur um circa 2 bis 3 Prozent pro Grad Erwärmung zu, andererseits kann jedoch die Atmosphäre mehr Wasserdampf pro Grad Erwärmung aufnehmen. Das führe zu dem Paradoxon, dass bei einem Tiefdruckgebiet, „was an sich schon schwere Unwetter mit sich bringen kann, praktisch alle Feuchtigkeit“ aufgesaugt wird, was die Intensität von Niederschlägen erhöht.“ Der Effekt daraus ist laut Olefs, dass Tage mit Starkniederschlägen in Österreich bzw. Europa um 30 bzw. 45 Prozent zu Lasten von Tagen mit leichten Regenfällen seit den 1980er Jahren zugenommen haben. Global zeige sich in vielen anderen Regionen der Welt ein ähnliches Bild. Die erwähnte Spreizung zwischen Verdunstung und Wasseraufnahmefähigkeit der Atmosphäre pro Grad Erwärmung führe dazu, dass gleichzeitig mehr Trockenphasen und mehr extreme Starkregenereignisse vorkommen können. „Zusammengefasst kann man sagen, dass durch den Klimawandel der Wasserkreislauf angekurbelt und intensiviert worden ist“, so Olefs.
Attributionsforschung:
Bei der Frage, was an Naturkatastrophen ist menschengemacht oder eben auch nicht, kommt die Attributionsforschung ins Spiel, die als junger Teil der Klimatologie „die relativen Beiträge verschiedener kausaler Faktoren zu einer Klimaveränderung oder einem Ereignis untersucht und bewertet“. So hat z.B. die internationale Wissenschaftsinitiative World Weather Attribution die Hochwasser in Westeuropa im Juli 2021 analysiert, wo es in Deutschland massive Infrastrukturschäden gab und bis zu 9.000 Häuser zerstört wurden. Laut dieser Studie hat der menschengemachte Klimawandel derartige Starkregenfälle mit den folgenden Fluten um das 1,2- bis 9-Fache wahrscheinlicher gemacht. Darüber hinaus hat die globale Erderwärmung die Intensität derartiger extremer Regenfälle in der beobachteten Region zwischen drei und 19 Prozent erhöht.