Der Globus heizt sich auf. Sowohl Land als auch Ozeane sind jetzt wärmer als zu Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1880, und die Temperaturen steigen immer noch. Dieser Anstieg der Hitze ist kurz gesagt die globale Erwärmung.
Nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sind hier die bloßen Zahlen aufgeführt: Zwischen 1880 und 1980 stieg die globale Jahrestemperatur im Durchschnitt um 0,07 Grad Celsius pro Jahrzehnt um 0,13 Grad Fahrenheit. Seit 1981 hat sich die Steigerungsrate auf 0,18 ° C pro Jahrzehnt beschleunigt. Dies hat heute zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur um insgesamt 2 Grad Celsius im Vergleich zur vorindustriellen Ära geführt. Im Jahr 2019 lag die durchschnittliche globale Temperatur über Land und Meer um 0,95 ° C über dem Durchschnitt des 20. Jahrhunderts. Damit war 2019 das zweitwärmste Jahr seit Bestehen, nur 2016.
Dieser Wärmeanstieg wird vom Menschen verursacht. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe werden Treibhausgase in die Atmosphäre freigesetzt, die die Wärme der Sonne einfangen und die Oberflächen- und Lufttemperatur erhöhen.
Wie der Treibhauseffekt eine Rolle spielt
Der Haupttreiber der heutigen Erwärmung ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Diese Kohlenwasserstoffe erwärmen den Planeten über den Treibhauseffekt, der durch die Wechselwirkung zwischen der Erdatmosphäre und der von der Sonne einfallenden Strahlung verursacht wird.
"Die grundlegende Physik des Treibhauseffekts wurde vor mehr als hundert Jahren von einem klugen Mann herausgefunden, der nur Bleistift und Papier verwendete", sagte Josef Werne, Professor für Geologie und Umweltwissenschaften an der Universität von Pittsburgh, gegenüber Live Science.
Dieser "kluge Kerl" war Svante Arrhenius, ein schwedischer Wissenschaftler und späterer Nobelpreisträger. Einfach ausgedrückt, Sonnenstrahlung trifft auf die Erdoberfläche und prallt dann als Wärme in die Atmosphäre zurück. Gase in der Atmosphäre fangen diese Wärme ein und verhindern, dass sie in die Leere des Weltraums entweicht (eine gute Nachricht für das Leben auf dem Planeten). In einem 1895 vorgestellten Artikel fand Arrhenius heraus, dass Treibhausgase wie Kohlendioxid Wärme nahe der Erdoberfläche einfangen können und dass kleine Änderungen der Menge dieser Gase einen großen Unterschied darin machen können, wie viel Wärme eingefangen wird.
Woher die Treibhausgase kommen
Seit Beginn der industriellen Revolution hat der Mensch das Gleichgewicht der Gase in der Atmosphäre rasch verändert. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl werden Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Ozon und Lachgas (N2O), die primären Treibhausgase, freigesetzt. Kohlendioxid ist das häufigste Treibhausgas. Zwischen ungefähr 800.000 Jahren und dem Beginn der industriellen Revolution betrug die Präsenz von CO2 in der Atmosphäre ungefähr 280 ppm (ppm, was bedeutet, dass pro Million Luftmoleküle ungefähr 208 CO2-Moleküle in der Luft waren). Ab 2018 (dem letzten Jahr, in dem vollständige Daten verfügbar sind) betrug das durchschnittliche CO2 in der Atmosphäre nach Angaben der Nationalen Zentren für Umweltinformationen 407,4 ppm.
Das hört sich vielleicht nicht nach viel an, aber laut der Scripps Institution of Oceanography war der CO2-Gehalt seit der Pliozän-Epoche vor 3 bis 5 Millionen Jahren nicht mehr so hoch. Zu dieser Zeit war die Arktis mindestens einen Teil des Jahres eisfrei und laut einer 2013 in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie deutlich wärmer als heute.
Laut einer Analyse der Environmental Protection Agency (EPA) machte CO2 im Jahr 2016 81,6% aller Treibhausgasemissionen in den USA aus.
"Wir wissen durch hochgenaue instrumentelle Messungen, dass es einen beispiellosen Anstieg von CO2 in der Atmosphäre gibt. Wir wissen, dass CO2 Infrarotstrahlung absorbiert und die globale Durchschnittstemperatur steigt", so Keith Peterman, Professor für Chemie am York College in Pennsylvania. und sein Forschungspartner Gregory Foy, Associate Professor für Chemie am York College of Pennsylvania, teilte Live Science in einer gemeinsamen E-Mail mit.
CO2 gelangt auf verschiedenen Wegen in die Atmosphäre. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe setzt CO2 frei und ist bei weitem der größte Beitrag der USA zu Emissionen, die den Globus erwärmen. Laut dem EPA-Bericht von 2018 hat die Verbrennung fossiler Brennstoffe in den USA, einschließlich der Stromerzeugung, 2016 etwas mehr als 5,8 Milliarden Tonnen (5,3 Milliarden Tonnen) CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. Andere Prozesse - wie der Einsatz von Brennstoffen ohne Energie, die Eisen- und Stahlproduktion , Zementproduktion und Müllverbrennung - steigern die jährliche CO2-Freisetzung in den USA auf 7 Milliarden Tonnen (6,5 Milliarden Tonnen).
Die Entwaldung trägt auch stark zum CO2-Überschuss in der Atmosphäre bei. Laut einer von der Duke University veröffentlichten Studie ist die Entwaldung die zweitgrößte anthropogene (vom Menschen verursachte) Kohlendioxidquelle. Nach dem Absterben der Bäume setzen sie den Kohlenstoff frei, den sie während der Photosynthese gespeichert haben. Laut dem Global Forest Resources Assessment 2010 setzt die Entwaldung jährlich fast eine Milliarde Tonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre frei.
Weltweit ist Methan das zweithäufigste Treibhausgas, aber es ist am effizientesten beim Abfangen von Wärme. Die EPA berichtet, dass Methan 25-mal effizienter Wärme einfängt als Kohlendioxid. Im Jahr 2016 machte das Gas laut EPA etwa 10% aller US-amerikanischen Treibhausgasemissionen aus.
Methan kann aus vielen natürlichen Quellen stammen, aber der Mensch verursacht einen großen Teil der Methanemissionen durch Bergbau, Verwendung von Erdgas, Massenaufzucht von Nutztieren und Verwendung von Deponien. Rinder stellen laut EPA die größte Methanquelle in den USA dar, wobei die Tiere fast 26% der gesamten Methanemissionen verursachen.
Es gibt einige hoffnungsvolle Trends bei den Zahlen für die Treibhausgasemissionen in den USA. Laut dem EPA-Bericht 2018 stiegen diese Emissionen zwischen 1990 und 2016 um 2,4%, gingen jedoch zwischen 2015 und 2016 um 1,9% zurück.
Ein Teil dieses Rückgangs war auf einen warmen Winter im Jahr 2016 zurückzuführen, der weniger Heizöl als üblich benötigte. Ein weiterer wichtiger Grund für diesen jüngsten Rückgang ist laut dem Zentrum für Klima- und Energielösungen der Ersatz von Kohle durch Erdgas. Die USA wandeln sich auch von einer Fertigungswirtschaft zu einer weniger kohlenstoffintensiven Dienstleistungswirtschaft. Laut EPA haben auch kraftstoffsparende Fahrzeuge und Energieeffizienzstandards für Gebäude die Emissionen verbessert.
Auswirkungen der globalen Erwärmung
Globale Erwärmung bedeutet nicht nur Erwärmung, weshalb "Klimawandel" unter Forschern und politischen Entscheidungsträgern zum bevorzugten Begriff geworden ist. Während der Globus im Durchschnitt heißer wird, kann dieser Temperaturanstieg paradoxe Auswirkungen haben, wie z. B. häufigere und schwerere Schneestürme. Der Klimawandel kann und wird den Globus auf verschiedene Weise beeinflussen: durch Schmelzen des Eises, durch Austrocknen bereits trockener Gebiete, durch Verursachen von Wetterextremen und durch Störung des empfindlichen Gleichgewichts der Ozeane.
Schmelzendes Eis
Der vielleicht sichtbarste Effekt des Klimawandels ist das Abschmelzen von Gletschern und Meereis. Die Eisplatten haben sich seit dem Ende der letzten Eiszeit vor etwa 11.700 Jahren zurückgezogen, aber die Erwärmung des letzten Jahrhunderts hat ihren Niedergang beschleunigt. Eine Studie aus dem Jahr 2016 ergab, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die globale Erwärmung den jüngsten Rückzug der Gletscher verursacht hat, bei 99% liegt. Tatsächlich haben die Untersuchungen gezeigt, dass sich diese Eisflüsse um das 10- bis 15-fache der Entfernung zurückgezogen haben, die sie hätten, wenn das Klima stabil geblieben wäre. Der Glacier National Park in Montana hatte Ende des 19. Jahrhunderts 150 Gletscher. Heute hat es 26. Der Verlust von Gletschern kann zum Verlust von Menschenleben führen, wenn sich eisige Dämme, die Gletscherseen zurückhalten, destabilisieren und platzen oder wenn Lawinen durch instabile Eisgrabendörfer verursacht werden.
Am Nordpol schreitet die Erwärmung doppelt so schnell voran wie in mittleren Breiten, und das Meereis zeigt die Belastung. Das Herbst- und Wintereis in der Arktis erreichte sowohl 2015 als auch 2016 Rekordtiefs, was bedeutet, dass die Eisfläche nicht so viel vom offenen Meer bedeckte wie zuvor beobachtet. Laut NASA wurden die 13 kleinsten Werte für die maximale Winterausdehnung des Meereises in der Arktis alle in den letzten 13 Jahren gemessen. Das Eis bildet sich auch später in der Saison und schmilzt im Frühjahr leichter. Laut dem Nationalen Schnee- und Eisdatenzentrum ist die Meereisausdehnung im Januar in den letzten 40 Jahren um 3,15% pro Jahrzehnt zurückgegangen. Einige Wissenschaftler glauben, dass der Arktische Ozean innerhalb von 20 oder 30 Jahren eisfreie Sommer erleben wird.
In der Antarktis war das Bild etwas weniger klar. Laut der Koalition Antarktis und Südlicher Ozean erwärmt sich die westliche Antarktische Halbinsel schneller als irgendwo anders als in einigen Teilen der Arktis. Auf der Halbinsel brach im Juli 2017 das Larsen C-Schelfeis und brachte einen Eisberg von der Größe von Delaware hervor. Jetzt sagen Wissenschaftler, dass ein Viertel des Eises der Westantarktis vom Zusammenbruch bedroht ist und die riesigen Gletscher von Thwaites und Pine Island fünfmal schneller fließen als 1992.
Das Meereis vor der Antarktis ist jedoch äußerst variabel, und einige Gebiete haben in den letzten Jahren tatsächlich Rekordhöhen erreicht. Diese Aufzeichnungen könnten jedoch die Fingerabdrücke des Klimawandels tragen, da sie möglicherweise darauf zurückzuführen sind, dass sich landgestütztes Eis beim Schmelzen der Gletscher ins Meer ausbreitet oder sich der Wind erwärmt. Im Jahr 2017 kehrte sich dieses Muster des rekordhohen Eises jedoch abrupt um, und es trat ein Rekordtief auf. Am 3. März 2017 wurde das Meereis in der Antarktis mit einer Ausdehnung von 184.000 Quadratkilometern gemessen, die unter dem vorherigen Tief von 1997 lag.
Aufheizen
Die globale Erwärmung wird auch die Dinge zwischen den Polen verändern. Viele bereits trockene Gebiete werden voraussichtlich noch trockener, wenn sich die Welt erwärmt. Im Südwesten und in der Zentralebene der Vereinigten Staaten wird beispielsweise erwartet, dass jahrzehntelange "Megadroughts" härter sind als alles andere im menschlichen Gedächtnis.
"Die Zukunft der Dürre im Westen Nordamerikas ist wahrscheinlich schlimmer als je zuvor in der Geschichte der Vereinigten Staaten", sagte Benjamin Cook, Klimaforscher am Goddard Institute for Space Studies der NASA in New York City, der 2015 Forschungsergebnisse veröffentlichte diese Dürren, sagte Live Science. "Dies sind Dürren, die so weit über unsere heutige Erfahrung hinausgehen, dass man kaum an sie denken kann."
Die Studie prognostizierte eine Wahrscheinlichkeit von 85% für Dürreperioden in der Region von mindestens 35 Jahren bis 2100. Der Haupttreiber, so die Forscher, ist die zunehmende Verdunstung von Wasser aus immer heißeren Böden. Ein Großteil des Niederschlags, der in diesen ariden Regionen fällt, geht verloren.
Untersuchungen aus dem Jahr 2014 ergaben, dass in vielen Gebieten mit zunehmender Erwärmung des Klimas wahrscheinlich weniger Niederschläge fallen werden. Subtropische Regionen wie das Mittelmeer, der Amazonas, Mittelamerika und Indonesien werden laut dieser Studie wahrscheinlich am stärksten betroffen sein, während Südafrika, Mexiko, Westaustralien und Kalifornien ebenfalls austrocknen werden.
Extremes Wetter
Ein weiterer Einfluss der globalen Erwärmung: extremes Wetter. Es wird erwartet, dass Hurrikane und Taifune mit zunehmender Erwärmung des Planeten intensiver werden. Heißere Ozeane verdampfen mehr Feuchtigkeit. Dies ist der Motor, der diese Stürme antreibt. Das Zwischenstaatliche Gremium der Vereinten Nationen für Klimawandel (IPCC) prognostiziert, dass tropische Wirbelstürme selbst dann um bis zu 11% zunehmen werden, wenn die Welt ihre Energiequellen diversifiziert und zu einer weniger fossilbrennstoffintensiven Wirtschaft übergeht (bekannt als A1B-Szenario) im Durchschnitt intensiv. Das bedeutet mehr Wind- und Wasserschäden an gefährdeten Küsten.
Paradoxerweise kann der Klimawandel auch häufigere extreme Schneestürme verursachen. Nach Angaben der National Centers for Environmental Information sind extreme Schneestürme im Osten der USA doppelt so häufig wie zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Auch hier kommt diese Änderung, weil die Erwärmung der Meerestemperaturen zu einer erhöhten Verdunstung von Feuchtigkeit in die Atmosphäre führt. Diese Feuchtigkeit treibt Stürme an, die die kontinentalen Vereinigten Staaten treffen.
Ozeanstörung
Einige der unmittelbarsten Auswirkungen der globalen Erwärmung liegen unter den Wellen. Ozeane wirken als Kohlenstoffsenken, dh sie absorbieren gelöstes Kohlendioxid. Das ist keine schlechte Sache für die Atmosphäre, aber nicht gut für das marine Ökosystem. Wenn Kohlendioxid mit Meerwasser reagiert, sinkt der pH-Wert des Wassers (dh es wird saurer), ein Prozess, der als Ozeanversauerung bekannt ist. Diese erhöhte Säure frisst an den Kalziumkarbonatschalen und -skeletten, von denen viele Meeresorganismen zum Überleben abhängen. Zu diesen Kreaturen gehören laut NOAA Schalentiere, Pteropoden und Korallen.
Insbesondere Korallen sind der Kanarienvogel in einer Kohlenmine für den Klimawandel in den Ozeanen. Meeresforscher haben alarmierende Mengen an Korallenbleiche beobachtet, Ereignisse, bei denen Korallen die symbiotischen Algen ausstoßen, die die Korallen mit Nährstoffen versorgen und ihnen ihre lebendigen Farben verleihen. Bleichen tritt auf, wenn Korallen gestresst sind, und Stressoren können hohe Temperaturen beinhalten. In den Jahren 2016 und 2017 erlebte das Great Barrier Reef in Australien aufeinanderfolgende Bleichereignisse. Korallen können das Bleichen überleben, aber wiederholte Bleichereignisse machen das Überleben immer unwahrscheinlicher.
Es gab keine Klimapause
Trotz des überwältigenden wissenschaftlichen Konsenses über die Ursachen und die Realität der globalen Erwärmung ist das Thema politisch umstritten. Zum Beispiel haben Leugner des Klimawandels argumentiert, dass sich die Erwärmung zwischen 1998 und 2012 verlangsamt hat, ein Phänomen, das als "Unterbrechung des Klimawandels" bekannt ist.
Unglücklicherweise für den Planeten ist die Pause nie passiert. Zwei Studien, eine in der Zeitschrift Science im Jahr 2015 und eine im Jahr 2017 in der Zeitschrift Science Advances, analysierten die Meerestemperaturdaten, die die Verlangsamung der Erwärmung zeigten, erneut und stellten fest, dass es sich lediglich um einen Messfehler handelte. Zwischen den 1950er und 1990er Jahren wurden die meisten Messungen der Meerestemperatur an Bord von Forschungsbooten durchgeführt. Wasser würde durch den Maschinenraum in Rohre gepumpt, wodurch das Wasser leicht erwärmt würde. Nach den 1990er Jahren begannen Wissenschaftler, genauere Systeme auf der Basis von Ozeanbojen zu verwenden, um die Meerestemperaturen zu messen. Das Problem trat auf, weil niemand die Änderung der Maße zwischen Booten und Bojen korrigierte. Diese Korrekturen zeigten, dass sich die Ozeane seit 2000 im Durchschnitt pro Jahrzehnt um 0,22 Grad Celsius erwärmten, fast doppelt so schnell wie frühere Schätzungen von 0,07 Grad Celsius pro Jahrzehnt.
Schnelle Fakten zur globalen Erwärmung
Laut NASA:
