Aus Beobachtungsdaten abgeleitet: Einfluss früherer Emissionen auf zukünftige Temperatur

Derzeit gibt es weltweit Bemühungen, die globale Erwärmung auf weniger als 1,5 bis 2 Grad Celsius zu begrenzen. Aber wie weit sind wir davon entfernt, diese Grenzen zu überschreiten? Bisher wurden Klimamodelle dazu genutzt, um den Spielraum bei den Emissionen abzuschätzen. Eine neue Studie von Thorsten Mauritsen vom Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) und Robert Pincus von der University of Colorado, die in Nature Climate Change veröffentlicht wurde, nutzt hingegen Beobachtungsdaten über die globale Erwärmung der Erdoberfläche und der Ozeane, um die zukünftige Erwärmung abzuleiten, die durch bereits erfolgte Emissionen zwangsläufig stattfinden wird. Sie finden heraus, dass sich das Zeitfenster für das 1,5-Grad-Ziel schließt.

Das Erdklima ist heutzutage etwa 0,8 Grad Celsius wärmer, als es zu Beginn der Industrialisierung war. Diese Erwärmung beruht hauptsächlich auf menschenverursachten Emissionen des Treibhausgases CO2 durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas. Da die Ozeane eine enorme Menge Wärme aufnehmen können, sind sie aus dem Gleichgewicht geraten, selbst bei den derzeitigen CO2-Konzentrationen. Ein Gleichgewicht würde erst wieder nach hunderten oder tausenden von Jahren erreicht werden. Da das Entfernen von CO2 aus der Atmosphäre auf ebenso langen Zeitskalen geschieht, wird der Einfluss des Menschen auf das Erdklima noch lange nachdem es keine Emissionen von fossilen Brennstoffen mehr gibt anhalten. Der Einfluss früherer Emissionen auf die zukünftige Temperatur wird "vorbestimmte Erwärmung" genannt.



CO2 beeinflusst nicht allein die zukünftigen Temperaturänderungen. Ein Anteil der Erwärmung wird durch umweltverschmutzende Aerosolpartikel kaschiert, die ebenfalls durch die Verbrennung fossiler Kraftstoffe entstehen. Diese Aerosole reflektieren das Sonnenlicht ins Weltall und haben dadurch einen kühlenden Effekt auf das Klima. Im Gegensatz zu CO2 ist ihre Lebensdauer in der Atmosphäre aber sehr kurz, so dass ein kurzer Schub einer schnellen Erwärmung erwartet wird, wenn die Emissionen gestoppt werden. Genau umgekehrt funktionieren verschiedene kurzlebige Treibhausgasemissionen wie Methan, Stickoxide und Kohlenmonoxid. All diese Gase tragen zur Erwärmung bei, haben jedoch eine kurze Lebensdauer von weniger als zehn Jahren. Nach einem Emissionsstopp würden sie zu einem etwas kühleren Klima führen.

Nach Berücksichtigung dieser Effekte und der hypothetischen Annahme, dass alle Emissionen im Jahr 2017 schlagartig gestoppt werden würden, schätzen die Autoren, dass die Erwärmung Ende des Jahrhunderts vermutlich 1,3 Grad Celsius (0,9-2,3) erreichen würde. Dies lässt sehr wenig Spielraum bis zum Überschreiten des 1,5-Grad-Ziels: Bei der derzeitigen Emissionsrate sind es etwa 15 Jahre, bis das Risiko, das 1,5-Grad-Ziel zu überschreiten, fünfzig Prozent erreicht.

Die Natur könnte allerdings selbst ein wenig helfen, indem etwas CO2 aus der Atmosphäre und den oberen Schichten des Ozeans in die tieferen Ozeanschichten aufgenommen wird. Noch ist es zu früh, um mit Beobachtungen abzuschätzen, wie groß diese Aufnahme ist. Klimamodelle weisen jedoch darauf hin, dass der Effekt von großer Bedeutung ist. Indem sie diesen Effekt in ihrer Studie mit berücksichtigen, finden Mauritsen und Pincus heraus, dass sich die vorbestimmte Erwärmung am Ende des Jahrhunderts auf 1,1 Grad Celsius (0,7-1,8) beläuft. Dadurch, dass sie die Fehlerbalken jedes Faktors beachten, sind die Autoren in der Lage, auch Fehlerbalken auf ihre Schätzungen anzuwenden. Die Fehlerbalken deuten beispielsweise darauf hin, dass es ein Risiko gibt, dass das 1,5-Grad-Ziel bereits unbrauchbar ist. Diese Unsicherheit wird in den kommenden Jahren schnell abnehmen, da Beobachtungen immer besser werden und sich das Erwärmungssignal verstärkt.

Originalveröffentlichung:
Mauritsen, T. and Pincus, R. (2017), Committed warming inferred from observations, Nature Climate Change, doi: 10.1038/nclimate3357.

Kontakt:
Dr. Thorsten Mauritsen
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel: 040-41173-182
E-Mail: thorsten.mauritsen@we dont want spammpimet.mpg.de
Web: https://www.mpimet.mpg.de/en/staff/thorsten-mauritsen/