Neues zu langfristigen Effekten höherer Kohlendioxidwerte auf das Klima

Anhand von Kohlendioxidwerten und Klimaveränderungen der vergangenen Jahre könnten Prognosen zur Erderwärmung auch über das Ende dieses Jahrhunderts hinaus gestellt werden, wie europäische Klimaforscher erklären.

Klimawandel und Umwelt

Die am EU-finanzierten Projekt PLIO-ESS beteiligten Klimaforscher haben nun fünf Jahre lang diese Werte analysiert, um genauere Zahlen zu bekommen. Diese Zahlen sollen im Einzelnen genauere Schätzungen erlauben, wie empfindlich globale Temperaturen auf Kohlendioxid (CO2)-Emissionen reagieren. Um die Ziele bei der Stabilisierung von CO2-Emissionen zur Reduzierung der Erderwärmung zu definieren, wurden bislang schnelle Rückkopplungen (Feedbacks) des globalen Klimasystems analysiert, etwa Wolken oder Meereis-Albedo. Dieses Konzept wird als kurzfristige bzw. Gleichgewichtsklimasensitivität (Equilibrium Climate Sensitivity, ECS) bezeichnet. Langsame Rückkopplungen "Seit einiger Zeit weiß man jedoch, dass bestimmte Komponenten des Erdsystems langsamer reagieren. Im Gegensatz zu Meereis, bei dem die Reaktion auf steigende CO2-Werte relativ schnell erfolgt, verzögert sie sich bei der Vegetationsverteilung und kann bei Eisschildern sogar Jahrtausende dauern", erklärt Alan Haywood, Projektkoordinator und Professor für Paläoklimaforschung an der Universität Leeds, UK. Diese neue Definition der Reaktionsfähigkeit, die so genannte Langzeit- oder Erdsystem-Klimasensitivität (ESS), existiert seit etwa zehn Jahren und offeriert neue Herangehensweisen an die künftige Klimapolitik. Das Team von PLIO-ESS erstellte eine robuste Schätzung der ESS anhand von Daten aus dem mittleren Pliozän, der letzten Wärmeperiode in der Erdgeschichte vor drei Millionen Jahren, als sich die CO2-Werte etwa auf heutigem Niveau bewegten. Sie führten Daten zur Vegetation im mittleren Pliozän und zu Eisschilden mit Klima- und Erdsystemmodellen zusammen. Mit geologischen Proxies für die beiden Variablen Vegetationsverteilung und Eisdecken "führten wir Hunderte von neuen Klimasimulationen durch, um diese Periode engmaschig darzustellen", so Prof. Haywood. In Zusammenarbeit mit dem Met Office, dem meteorologischen Dienst des Vereinigten Königreichs UK Met Office’s Hadley Centre for Climate Prediction and Research und internationalen Forschungsgruppen für Klimamodellierung wurde die ESS mit verschiedenen neuesten Modellen berechnet, sodass die Ergebnisse nicht auf einem Modell allein basierten. Ein unerwarteter Vorteil des Projekts war, dass auf diese Weise nun genauere Klimamodelle für das Pliozän möglich sind. Im Jahr 2008 führten acht internationale Forschergruppen Klimasimulationen für das Pliozän durch. Bis 2016 konnten damit 16 Modelle erstellt werden. Stärkere Zunahme Fünf Jahre später kann das PLIO-ESS-Team nun hinreichend belegen, dass die ESS definitiv die ECS übersteigt. "Man kann davon ausgehen, dass mit der verzögerten Rückkopplung unweigerlich auch die Temperaturen steigen, und zwar über die allein mit ECS prognostizierbaren Werte hinaus. Die nächste Frage lautete daher nur noch: Um wie viel werden sie steigen?", so Prof. Haywood. Den Ergebnissen zufolge kann die ESS bis zu doppelt so hoch sein wie die ECS, wie dem 2013 im Fachblatt "Climate of the Past" erschienenen Artikel zu entnehmen ist. "Wenn nach der ECS ein Anstieg von 3° C prognostiziert wird, könnte dieser im schlimmsten Fall bis zu 6° C betragen. Unsere beste statistische Schätzung liegt bei einer ESS, die 1,5 mal höher ist als die ECS. Bei einer Klimasensitivität von 3° C ist die beste Schätzung daher derzeit 4,5° C", sagt Prof. Haywood. Das Ergebnis könnte die Debatte, wie viel CO2 die Atmosphäre noch verträgt, bevor die rote Linie überschritten ist, grundlegend verändern. "Bisher lag der Fokus vor allem auf der Reaktion der Erde zum Ende des 21. Jahrhunderts", schließt Prof. Haywood. "Nun aber wissen wir, dass die Erwärmung wegen der verzögerten Reaktion noch weitergehen wird, selbst wenn wir es schaffen, die CO2-Werte in der Atmosphäre zu stabilisieren."

Schlüsselbegriffe

PLIO-ESS, Erdsystem-Klimasensitivität, Klimapolitik, CO2-Emissionen, Klimamodelle

Pliocene Constraints on Earth System Sensitivity

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