IPCC Fifth Assessment Report –
Summary for Policymakers  - Zusammenfassung

Im September 2013 verabschiedete die zuständige Working Group I "Physical Science Base"  des IPCC  ihre "Summary for Policymakers" zum "Fifth Assessment Report". Der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) arbeitet als Organ der UN. In einem jahrelangen Prozess werden von Tausenden Wissenschaftlern die letz-ten Erkenntnisse gesammelt,  abgeglichen und zu einem Bericht zusammengeführt.  Die Berichte des IPCC stellen mithin das Vertrauenswürdigste dar, was die Wissenschaft auf diesem Gebiet zu bieten hat; sie finden entsprechend große Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit. Leider sind sie nicht immer leicht zu lesen, was ihrer verdienten Wirkung Abbruch tut. Die neue "Summary for Policymakers" ist noch schwieriger zu lesen und redaktionell noch weniger glücklich als ihre Vorgängerin. Daher diese Übertragung!

Der folgende Text basiert im wesentlichen auf den Ausführungen der "Summary for Policymakers" [Lit.1], dort stammen (mit einer Ausnahme) auch die Abbildungen her. Man könnte ihn als eine "gekürzte und gestraffte freie Übersetzung" bezeichnen. Die originale "Summary" ist auf der Website des IPCC abrufbar [Lit. 1].  Persönliche Wertungen sind in { ....} gesetzt.

Wichtig: Der IPCC-Bericht gibt für alle Zahlenwerte Vertrauensbereich an. Im Sinne der besseren Lesbarkeit wird im Folgenden immer nur der Mittelwert angegeben. Im Zweifelsfall gehe man auf den Originalbericht zurück.
Die Streubereiche zwischen verschiedenen Analysen und Modellen in den Grafiken wurde beibehalten.
 

Beobachtete Veränderungen in der Atmosphäre
 

Die globale mittlere Temperatur über Land und See zeigt einen stetigen Anstieg.  Von der Periode 1850-1900 bis zur Periode 2003-2012 ist die Mitteltemperatur um 0,78 ° gestiegen. Der Anstieg zeigt seit 2000 ein Abflachen. Die vermutete Erklärung ist, dass eine Folge von El Nina – Ereignissen dazu geführt hat, dass der Energie-überschuss in tieferen Ozeanischen Schichten gespeichert wurde, vgl. [Lit.2].
 

Praktisch auf der ganzen Erdoberfläche ist die Temperatur in den letzten 110 Jahren gestiegen.
 

Auf der Nordhalbkugel über Land haben die Niederschläge zugenommen, in anderen Bereichen sind die
Aussagen unsicher.

Extreme Wetterereignisse (Heiße und Kalte Tage, Starkregen...) haben etwas zugenommen. Die Aussagen über eine Zunahme von Stürmen und Sturmfluten sind unsicher.
 

Beobachtete Änderungen in den Ozeanen

Die Temperatur der oberen 75 m ist in der Zeit 1971-2010 um etwa 0,4° gestiegen. In der Grafik des IPCC wird der Trend ausgedrückt durch den steigenden Wärmeinhalt der oberen 700m, die 60% der in den Ozeanen gespeicherten Energie aufnehmen.
 

Beobachtete Änderungen in der Cryosphäre

Während der letzten zwei Dekaden haben die grönländischen und die antarktischen Eismassen abgenommen. Die grönländische Eismasse verliert deutlich schneller Masse als früher: 215 Gt pro Jahr in 2002-2011 gegenüber 36 Gt pro Jahr in 1992-2001. Der Eisverlust in der Antarktis ist im gleichen Zeitraum von 30 auf 147 Gt pro Jahr gestiegen. Gletscher sind weltweit überwiegend geschrumpft. Die Temperaturen im Permafrost sind seit den 80er Jahren um 2-3° angestiegen, die Permafrost –Tiefe und der Bereich haben abgenommen.
 

Die Schneebedeckung der Nordhalbkugel im Frühling hat abgenommen.
 
 

Beobachtete Änderung der Meereshöhe

Der Meeresspiegel steigt kontinuierlich, der Anstieg erfolgt schneller als in den letzten 2000 Jahren. Von 1901 auf 2010 stieg der Meersspiegel um 19 cm. Dazu tragen bei: Die thermische Expansion des Meeres (75%) und das Abschmelzen der Gletscher und des Eises auf Grönland und der Antarktis.  (Man erinnere sich: Das Verschwinden des schwimmenden Meer-Eises hat damit nichts zu tun!)
 

Treibhausgase und Emissionen – der Stand

Die Konzentration der wichtigsten Treibhausgase hat von 1750 auf 2011 wie folgt zugenommen:

Kohlendioxid     CO2:     391 ppm    ~  40% über dem vorindustriellen Niveau
Methan             CH4:    1803 ppb     ~  150% über dem vorindustriellen Niveau
Lachgas:          N2O:      324 ppb     ~  20%   über dem vorindustriellen Niveau

Diese Konzentrationen überschreiten wesentlich alle aus Eiskernen gemessenen Werte der letzten 800 000 Jahre, sie ändern sich schneller als jemals in den letzten 22 000 Jahren.

Bei der Verbrennung fossiler Kraftstoffe und bei der Zementproduktion wurden in 2011 9,5 Gt C = 34,8 Gt CO2 freigesetzt, das sind 54% mehr als in 1990  (1 Gt = 1 Gigatonne = 1 000 000 000 000 kg ).
 {Der Vertrag von Kyoto ist mithin global ohne Auswirkungen geblieben}.

Aus der Verbrennung fossiler Kraftstoffe, Zementproduktion und Abholzung wurden kumuliert 545 GtC = 1980 Gt CO2 freigesetzt. Davon haben sich 240 Gt C in der At-mosphäre angesammelt, 155 Gt CO2 wurden von den Ozeanen aufgenommen, 150 Gt C wurden im terrestrischen Ökosystem aufgenommen.

Die Aufnahme von CO2 in den Ozeanen hat zu einer merklichen Versauerung geführt.
 

Der Antrieb für die Klimaveränderung

Die Wirkung von das Klima beeinflussenden Substanzen wird beschrieben durch ihren "Strahlungsantrieb", gewissermaßen als zusätzliche Heizquelle für die Atmosphäre. Positive Strahlungsantriebe  bedeuten Erwärmung, negative Werte Abkühlung.

Zu den großen Antreibern der Erwärmung der Atmosphäre zählen Kohlendioxid (stärkster Einfluss), Methan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe und Lachgas. Abkühlend wirken Aerosole, insbesondere indem sie die Wolkenbildung anregen und damit die Albedo erhöhen (Rückstrahlung des Sonnenlichtes, die Quantifizierung ist unsicher). Der anthropogene Antrieb insgesamt ist um vieles größer als der Einfluss wechselnder Leuchtstärke der Sonne. Gegenüber 1950 hat sich der anthropogene Antrieb um das Vierfache verstärkt.

Große Vulkanausbrüche können für einige Jahre einen starken Einfluss auf das Klima nehmen. Ausgeworfene Partikel können über die Troposphäre hinaus in die Stratosphäre geschleudert werden, sie verweilen dort längere Zeit und lassen weniger Sonnenstrahlung zur Erdoberfläche durchdringen.
 

Die Klimamodelle

Ob die Klimamodelle der Wissenschaft brauchbar sind, erweist sich  bei ihrer Anwendung auf die Vergangenheit.

Es zeigt sich, dass die verwendeten Modelle insgesamt die Wirklichkeit gut abbilden. Unabdingbare Voraussetzung dabei ist, dass die vom Menschen gemachten Emissionen berücksichtigt werden; sie sind für den Anstieg der Messgrößen  entscheidend. Daher kann mit hoher Sicherheit gesagt werden:
 

Die beobachtete Erwärmung der Atmosphäre mit ihren verschiedenen Folgen ist weitgehend vom Menschen verursacht.

Vorhersagen für die Zukunft

Vernünftige Vorhersagen setzen voraus:

1. Brauchbare Rechenmodelle zur Simulation der vielfach vernetzten Vorgänge.
Die Überprüfung erfolgt durch Simulation der Vergangenheit (s.o.). Der IPCC hat die Ergebnisse einer großen Zahl von Simulationen zusammengeführt. Daher zeigen die Grafiken immer Streubereiche

2. Vernünftige Scenarios für die zukünftigen Emissionen
IPCC hat einen neuen Satz von Scenarios definiert "Representative Concentration Pathways" = RCP. Sie unterscheiden sich in den Grad des Pessi-mismus/Optimismus hinsichtlich der künftigen Entwicklung der Emissionen. Sie werden charakterisiert durch den Verlauf der kumulierten Masse an C rep. CO2 in der Atmosphäre (die Simulationen berücksichtigen auch weitere Strahlungstreiber).

Die Bezeichnung der Scenarien deutet an, welcher anthropogene Strahlungsantrieb am Ende des 21.Jahrhunderts dort näherungsweise realisiert wird (2,6 W/m²  - 4,5 W/m² - 6 W/m² - 8,5 W/m² ).
 


Dazu gehören passende Verläufe der Emissionen. Das vorstehende Bild, entnommen dem Technischen Report [Lit. 3, Fig. TS 19] zeigt, dass bei dem optimistischen Scenario RCP2.6 die CO2-Emissionen schon ab 2020 drastisch zurückgehen  und bis 2100 auf den vorindustriellen Wert sinken müssen.

Dagegen steigt beim pessimistischen Scenario RCP8.5 die CO2-Emission lange Zeit ungebremst an (häufig als "Business as usual" bezeichnet), um erst in 2100 ein Maximum zu erreichen.

Die Simulationen zeigen, dass die Atmosphärentemperatur  etwas weniger als linear mit der in der Atmosphäre angesammelten Menge C resp CO2 wächst. Diese verschwindet aber nur sehr langsam wieder, ungefähr jeweils die Hälfte  wird in einem Zeitraum von 100 Jahren abgebaut. Die farbige Fläche berücksichtigt in den Simulationen alle Strahlungstreiber einschließlich des beim Tauen von Permafrost-Gebieten freigesetzten CO2.  Gäbe es ausschließlich  CO2, dann würde die graue Fläche mit der schwarzen Mittellinie gelten.

Schon beim {nach der Meinung des Verfassers dieses Testes wohl unrealistischen} optimistischen Scenario RCP2.6 bleibt die Temperaturerhöhung gegenüber dem Bezugsjahr 1990 über lange Zeit bei etwa 1°.  Beim pessimistischen "Weiter so!" – Scenario RCP8.5 steigt die Temperatur bis 2100 auf runde 4°.  Beim {nach Meinung des Verfassers dieses Textes wohl bestenfalls erreichbaren} Scenario RCP4.5 liegt die Temperatur gegen Ende unseres Jahrhunderts bei runden 2° über dem Bezugswert von 1990.

Die meisten Folgen der Erwärmung der Atmosphäre werden über Jahrhunderte weiterbestehen, auch wenn die CO2-Emission total gestoppt wird. Abhängig vom Scenario verbleibt 15-40% des emittierten CO2 länger als 1000 Jahre in der Atmosphäre.

Zu den Folgen der Bodentemperatur gehören die Einflüsse auf die Ozeane. Die Ozeane werden wärmer werden; es wird mit einer Temperaturzunahme bis zum Ende des Jahrhunderts in den obersten 100m von 0,6° (RCP2.6) bis 2° (RCP8.5) gerechnet. In einer Tiefe von 1000m beträgt die Änderung 0,3° (RCP2.6)  bis 0,6° (RCP8.5); diese Erwärmung wird sich vornehmlich in den südlichen Ozeanen abspie-len. 

Alle Scenarien stimmen darin überein: Der Meeresspiegel wird mit Sicherheit weiter steigen – weiterhin hauptsächlich eine Folge der thermischen Ausdehnung der Ozean (neben dem Zufluss aus schmelzenden Landeismassen). Je nach Scenario wird der Meeresspiegel am Ende unseres Jahrhunderts 40 bis 70 cm über dem am Anfang des Jahrhunderts liegen. Der Anstieg wird sich ungebremst weiter fortsetzen.

Die großräumigen Meeresströmung im Atlantik – "Atlantic Meridional Overturning Circulation" (AMOC) - wird voraussichtlich, auf längere Zeit gesehen, schwächer wer-den. Es gibt aber keinen Hinweis darauf dass die Zirkulation sich dramatisch verän-dern oder gar zusammenbrechen wird, was wegen des Einflusses des Golfstroms für unser Klima große Konsequenzen hätte.

Mit der Aufnahme von immer mehr CO2 wird das Meer weiter versauern. (pH –Wert -Abnahme um 0,1  entspricht  26% Zunahme der Wasserstoffionen).

Die Sommer-Eisfläche der Arktis wird weiter schrumpfen. Bei den eher pessimisti-schen Scenarien  wird bis zum Ende das Jahrhunderts das See-Eis am Ende des Sommers ganz verschwunden sein. Bei den optimistischen Scenarien bleiben kleine Reste erhalten.

Alle klimatischen Veränderungen werden regional stark variieren:

Die Temperaturen werden in weiten Bereichen der Erde, insbesondere auf der Nordhalbkugel, stärker steigen als im Mittel.

Ebenso werden die Niederschläge im Norden tendenzmäßig stärker steigen. Es gibt aber auch Regionen, in denen sie sinken werden – der Mittelmeerraum wird davon betroffen sein.

Zu den regionalen Effekten gehören auch die Veränderungen bei den Extremwetter-agen. Zu den erwarteten Änderungen bis zum späten 21. Jahrhundert gehören:
 

Mehr warme und heiße, weniger  kalte Tage und Nächte (meiste Landgebiete)
Mehr Hitzewellen
Mehr Starkregen (mittlere Breiten, feuchte tropische Gebiete)
Mehr und höher auflaufende Fluten.

Eher unsicher ist die Zunahme der Stürme, am ehesten im Nordatlantik und Nord-Pazifik zu erwarten.


Wichtiger Nachtrag:

Eine sehr viel detaillierte Zusammenfassung, freilich ganz ohne Grafiken, hat das UBA herausgegeben. Das Studium wird empfohlen! Hier ist die Adresse:
http://www.de-ipcc.de/_media/IPCC_AR5_WGI_Kernbotschaften_20131008.pdf
 

Weitere Informationen finden sich hier:

1
Klimasystem, Wirkungsweise des Treibhauseffekts, Treibhausgase :
"Mensch und Realität"  Abschnitt 6: "Interaktion Mensch und Umwelt- Klimaveränderung"

2
Beobachtete Veränderungen – Klima, Treibhausgase
Klimaveränderungen Update –Zwischenbilanz 2011
 

Literatur

1
IPCC Fifth Assessment Report – "Climate Change 2013: The Physical Science Ba-sis" – Summary for Policymakers"
IPCC WGI AR5    27.September 2013
http://www.climatechange2013.org/images/uploads/WGIAR5-SPM_Approved27Sep2013.pdf

2
Mäder/Richter/Lehmann: "Globale Erwärmung im letzten Jahrzehnt"
Umweltbundesamt   September 2013
http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/globale-erwaermung-im-letzten-jahrzehnt

3
IPCC "Working Group I  Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report  Climate Change 2013: The Physical Science Basis" September 2013
http://www.climatechange2013.org/images/uploads/WGIAR5_WGI-12Doc2b_FinalDraft_All.pdf
 

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