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Klimawandel: Das Wolken-Rätsel ist wohl gelöst


Klimawandel  

Das Wolken-Rätsel ist wohl gelöst

02.01.2014, 07:36 Uhr | Von Markus Becker

Klimawandel: Das Wolken-Rätsel ist wohl gelöst . Wolken über dem Indischen Ozean: Unsicherheitsfaktor in den Klimamodellen  (Quelle: AP/dpa)

Das Great Barrier Reef ist wegen seiner außergewöhnlich schönen Korallen vor allem bei Tauchern beliebt. (Quelle: imago / Blickwinkel/AP/dpa)

Wolken sind kaum berechenbar. Doch sie bestimmen maßgeblich, wie stark Treibhausgase die Erde erwärmen. Ist ihr Einfluss jetzt entschlüsselt?

Eines ist klar: Die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre steigt rapide. Zu vorindustriellen Zeiten lag sie bei 280 Teilen pro Million (parts per million, ppm), inzwischen hat sie stellenweise bereits 400 ppm überschritten. Weniger klar ist dagegen, wie stark die Treibhausgase die Erde erwärmen werden.

Fachleute sprechen von Klimasensitivität: Sie besagt, wie groß die Erwärmung ausfällt, wenn sich die Treibhausgas-Konzentration auf 560 ppm verdoppelt. Laut dem jüngsten Bericht des Uno-Klimarats IPCC wäre dann eine Erwärmung zwischen 1,5 und 4,5 Grad zu erwarten. Wie hoch der Wert genau ausfallen wird, entscheiden zu großen Teilen die Wolken - und ausgerechnet sie sind besonders schwierig zu berechnen.

Effekt der Wolken wurde unterschätzt

Jetzt aber will ein australisch-französisches Forscherteam das Rätsel gelöst haben. Und die Ergebnisse, die jetzt im Fachblatt "Nature" veröffentlicht wurden, verheißen nichts Gutes. Der Effekt der Wolken auf die Erwärmung sei unterschätzt worden, schreiben die Wissenschaftler um Steven Sherwood von der australischen University of New South Wales.

Die Verdopplung des Kohlendioxids werde die Atmosphäre im globalen Durchschnitt nicht um 1,5 bis 4,5, sondern um 3 bis 5 Grad erhitzen.

Zwei-Grad-Ziel kaum noch erreichbar?

Sollte das stimmen, müssten Optimisten zum einen die Hoffnung fahren lassen, die Erwärmung doch noch irgendwie auf zwei Grad begrenzen zu können. Jenseits dieser Grenze erwarten Wissenschaftler potentiell katastrophale Folgen in einigen Regionen der Welt.

Zum anderen würden die Ergebnisse von Sherwoods Team bedeuten, dass sich die Erde bis zum Jahr 2100 um mindestens vier Grad erwärmte. Denn die Verdopplung der CO2-Konzentration auf 560 ppm erwartet der IPCC schon in etwa in 40 bis 70 Jahren - je nachdem, wie sich die globalen Emissionen entwickeln.

Höhere Wassertemperaturen - weniger Wolken

Der Schlüssel der neuen Berechnung liegt nach Angaben der Forscher in der Wirkung der Klimaerwärmung auf die Wolkenbildung. Beobachtungen hätten gezeigt, dass höhere Temperaturen über dem tropischen Meer zu einer schwächeren Wolkenentstehung in geringer Höhe führten.

Auf diese Weise erreiche mehr Sonnenlicht die Oberfläche und führe so zu einer noch stärkeren Erwärmung.

Sonnenlicht wird nicht mehr zurückgeworfen

Der Mechanismus dahinter ist die Durchmischung des Wasserdampfs, der durch Verdunstung entsteht. In einem wärmeren Klima, schreiben Sherwood und seine Kollegen, werde der Wasserdampf zwischen den Wolken in einer Höhe von zwei bis drei Kilometern und höheren Atmosphärenschichten stärker durchmischt. Das führe dazu, dass den unteren Schichten Feuchtigkeit entzogen werde. Dadurch entstünden dort weniger Wolken, die Sonnenlicht ins All reflektieren könnten.

Die Wissenschaftler haben 43 Klimamodelle ausgewertet und festgestellt, dass viele von ihnen den Wasserdampf-Prozess nicht ausreichend berücksichtigten und so eine zu niedrige Erwärmung voraussagten.

Genauigkeit der Prognose steigt

Bisher war es Klimaforschern trotz jahrzehntelanger Bemühungen nicht gelungen, die Spanne der Klimasensitivität zu verringern. Die 1,5 bis 4,5 Grad im jüngsten IPCC-Bericht decken das gesamte Spektrum von noch relativ erträglichen bis hin zu katastrophalen Folgen ab.

Sollten Sherwood und seine Kollegen nun Recht behalten und die Spanne auf 3 bis 5 Grad verkleinert haben, wäre ihnen ein Coup gelungen.

Acht Grad Erwärmung bis zum Jahr 2200

"Wolken-Rätsel gelöst", jubelte die University of New South Wales in einer Pressemitteilung. "Klimaskeptiker kritisieren Klimamodelle gern dafür, dass sie falsche Aussagen machen", sagt Sherwood. Er gebe gern zu, dass die Modelle nicht perfekt seien. "Aber wir haben herausgefunden, dass die Fehler von jenen Modellen gemacht werden, die weniger Erwärmung vorhersagen - und nicht von denen, die mehr prognostizieren."

Bis zum Jahr 2200, heißt es in der Mitteilung, seien sogar acht Grad Erwärmung drin.

Kollegen zwischen Anerkennung und Zögern

Andere Forscher beurteilen die neuen Ergebnisse deutlich zurückhaltender. Zwar hätten Sherwood und seine Kollegen Prozesse nachgewiesen, die etwa die Hälfte der Bandbreite der Klimasensitivität in globalen Klimamodellen erklären könnten. Das sei "ein großer Schritt nach vorn", sagt Daniela Jacob vom Climate Service Center am Helmholtz-Zentrum Geesthacht.

Die Pressemitteilung von Sherwoods Uni findet sie allerdings "heftig überzogen". "Sie haben nicht das Wolkenrätsel gelöst", meint Jacob. Nicht alle Klimamodelle seien falsch, nur einige hätten eine zu geringe Klimasensitivität. Auch fehlten die Wolkenprozesse nicht gänzlich in den Modellen, "sondern sind in einigen zu schlecht berechnet. Woran das genau liegt, muss erklärt werden."

Die Schwachstelle der Simulationen ist gefunden

Ähnlich äußert sich Mojib Latif vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Die Sherwood-Studie vergleiche verschiedene Klimamodelle und habe "einen wichtigen Prozess identifiziert, der die Unterschiede zwischen den Modellen erklären kann".

Allerdings sei seit Jahren bekannt, dass die Wolkenbildung in niedrigen Höhen eine Schwachstelle der Simulationen sei. Dass sich bei steigenden Temperaturen die tiefen und dünnen Wolken tendenziell auflösen, sei ebenfalls nicht neu.

"Das Klimasystem ist viel komplizierter"

Latif warnt vor einer Überinterpretation der neuen Ergebnisse: "Bei mir schrillen die Alarmglocken, wenn man versucht, mit nur einem Prozess alles zu erklären." Das erinnere an das Vorgehen von Skeptikern, die "einen Prozess aus dem Hut zaubern, der die Theorie der globalen Erwärmung null und nichtig macht." Das aber funktioniere nicht: "Das Klimasystem ist viel komplizierter."

In die gleiche Richtung zielt ein Begleitartikel zur Sherwood-Studie in der aktuellen "Nature"-Ausgabe. Unter der Überschrift "Wolken der Unsicherheit" betonen Hideo Shiogama und Tomoo Ogura, dass die Debatte über die Klimasensitivität mitnichten beendet sei. So gebe es neben der Wolkenbildung auch noch andere Prozesse, bei denen Fragen offen seien.

So oder so: Massive Klimaänderung kommt

Zudem verweisen sowohl Shiogama und Ogura als auch Latif auf eine Studie vom Mai 2013, in der Forscher ebenfalls mit Messungen und Modellen die Klimasensitivität neu berechnet hatten. Sie kamen auf deutlich geringere Werte als Sherwoods Team.

Doch selbst sie würden laut Latif "immer noch eine massive Klimaänderung bedeuten". Auch Jacob sieht trotz der Unsicherheiten keinerlei Grund zur Entwarnung in Sachen Klimawandel: "Wir müssen uns auf eine deutliche Erwärmung mit allen Konsequenzen einstellen, wenn wir nicht schnellstens handeln."

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