Lufttemperatur

Die Temperaturkurve zeigt nach oben

Durch die anthropogene Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts, wird sich die globale Mitteltemperatur auch künftig weiter erhöhen. Wie stark die Erwärmung ausfallen wird, hängt wesentlich von der sozio-ökonomischen Entwicklung der Menschheit in den nächsten Dekaden ab. Unter der Annahme unterschiedlicher Entwicklungspfade und entsprechenden Emissionsszenarien werden Klimamodelle angetrieben, die Aufschluss über zukünftige Klimazustände geben können.

Global

Die künftige Entwicklung der Menschheit und damit auch das Ausmaß der Klimaänderung, hängen von geplanten Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasen, sowie von deren Umsetzung ab. Um die Vielfalt möglicher Verläufe zu erfassen ohne deren Bandbreite zu stark einzuschränken stützt sich der 6. Sachstandsbericht des Weltklimarates  auf fünf verschiedene Entwicklungspfade (Shared Socioeconomic Pathways – SSPs) die sich hinsichtlich avisierter Klimaschutzmaßnahmen und deren Umsetzung, und somit den Treibhausgasemissionen, unterscheiden.

Mit diesen Treibhausgasszenarien werden Klimamodelle angetrieben, die eine mögliche Entwicklung des zukünftigen Klimas - sogenannte Projektionen - darstellen. Es werden für jedes Szenario eine Vielzahl an Klimamodellen verwendet, welche für jedes Szenario zu einem „Ensemble an Modellen“ zusammengefasst werden. Damit können Effektivität und Effizienz klimapolitischer Maßnahmen und deren Umsetzung hinsichtlich der Erreichung gesteckter Klimaziele bewertet werden.

Abb. 1: Entwicklung der beobachteten globalen Mitteltemperatur (schwarz), sowie unterschiedliche Entwicklungspfade in Abhängigkeit des Emissionsszenarios bis 2100 (IPCC, 2021 (Fig. 4.2, Tafel a)).

In Abbildung 1 ist der Verlauf der globalen Mitteltemperatur aus Messwerten von 1950 bis zum Beginn des 21. Jahrhunderts dargestellt aber auch jener aus Klimaprojektionen unter der Annahme unterschiedlicher Treibhausgasszenarien. Bei einer weiteren Intensivierung der Nutzung fossiler Energieträger (v.a. Kohle) wie in SSP5-8.5 würde die globale Mitteltemperatur bis 2100 um mehr als 4°C ansteigen, verglichen mit dem Zeitraum 1995-2014. Um die globale Erwärmung auf unter 2°C zu stabilisieren würde es wesentlich stärkere Ambitionen hinsichtlich Treibhausgasreduktion erfordern, wie in den Szenarien SSP1-1.9 oder SSP1-2.6 vorgezeichnet.

Abbildung 2 zeigt für Winter (DJF) und Sommer (JJA) die räumlichen Muster der Erwärmung rund um den Globus, die auf den Szenarien SSP1-2.6 bzw. SP3-7.0 beruhen.

Abb. 2: Temperaturveränderung für die nahe Zukunft (2021-2040) im Vergleich zur Periode 1995-2014 im Winter (obere Zeile) und im Sommer (untere Zeile) unter Berücksichtigung eines Szenarios mit Treibhausgas-Reduktion (SSP1-2.6, links) und einem mit weiterer starker Nutzung fossiler Energieträger (SSP3-7.0, rechts) (IPCC, 2021 (Fig. 4.12)).

Die beim Vergleich der Spalten in Abbildung 2 offensichtliche Ähnlichkeit der Muster zeigt, dass die unterschiedlichen Antriebe in der nahen Zukunft hinsichtlich deren Auswirkung auf die Erwärmung noch keine deutlichen Differenzen entfaltet haben. Die Ursache dafür ist z.T. in der ‚Trägheit‘ des Klimasystems begründet. Das bedeutet: die Klimaänderung der kommenden zwei Dekaden wird vor allem von den bisher in die Atmosphäre entlassenen Treibhausgasen bestimmt.

Die stärkere Erwärmung der oberflächennahen Temperaturen über den Landmassen gegenüber der über den Ozeanen (insbesondere in hohen Breiten) ist jedoch bereits in der nahen Zukunft klar erkennbar. Dieser Effekt beruht u.a. auf der unterschiedlichen Wärmekapazität von Ozeanen und Kontinentalmassen sowie auch auf dem - mit fortschreitender Erwärmung - beschleunigten Rückgang der Gletscher- und eisbedeckten Ozeanflächen (also einer Abschwächung des Albedo Effekts).

Insgesamt sind die räumlichen Muster der Erwärmung im Nord-Winter (DJF) auf der Nord- Halbkugel und im Süd-Winter (JJA) auf der Süd-Halbkugel in hohen Breiten stärker ausgeprägt als jene der entsprechenden Sommersaisonen. Dieser Effekt tritt über der Nord-Halbkugel (u.a. da dort die Abschwächung des Albedo Effekts schneller voranschreitet) deutlicher zutage als in der Süd-Hemisphäre.

Die zu erwartenden Temperaturzunahmen fallen also über den Landmassen in hohen Breiten größer aus als über den Ozeanen in niedrigen Breiten und sind im Nord-Winter (DJF) besonders ausgeprägt. In Zahlen ausgedrückt (siehe Abbildung 2) werden im Nord-Winter in der nördlichen Polarregion Temperatur-zunahmen von jedenfalls +3°C simuliert, während sie sich dort in der Sommersaison (JJA) mit bis zu +2°C erheblich geringer gestalten. Dieser Unterschied ist auf die Schnee/Eis-Albedo Rückkopplung zurückzuführen – die im  Nordwinter ihre größte Wirkung entfaltet.

Global betrachtet wird für die nächsten zwei Jahrzehnte von einer Erwärmung von über 0,25° C pro Dekade ausgegangen. Selbst wenn die Treibhausgaskonzentration konstant gehalten würde, wäre mit einem Temperaturanstieg von 0,1° C pro Dekade zu rechnen. Dies ist wesentlich auf die verzögerte Reaktion der Ozeane auf die Veränderung der Atmosphären-Chemie sowie auf die langen Verweilzeiten der für den Klimawandel verantwortlichen Treibhausgase in der Atmosphäre zurückzuführen.

Literatur:

COP21, 2015  https://unfccc.int/process-and-meetings/conferences/past-conferences/paris-climate-change-conference-november-2015/paris-climate-change-conference-november-2015 Last visited: 2022. 05. 30.

Gutiérrez, J.M., R.G. Jones, G.T. Narisma, L.M. Alves, M. Amjad, I.V. Gorodetskaya, M. Grose, N.A.B. Klutse, S. Krakovska, J. Li, D. Martínez-Castro, L.O. Mearns, S.H. Mernild, T. Ngo-Duc, B. van den Hurk, and J.-H. Yoon, 2021: Atlas. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1927–2058, doi:10.1017/9781009157896.021.

IPCC, 2021: Lee, J.-Y., J. Marotzke, G. Bala, L. Cao, S. Corti, J.P. Dunne, F. Engelbrecht, E. Fischer, J.C. Fyfe, C. Jones, A. Maycock, J. Mutemi, O. Ndiaye, S. Panickal, and T. Zhou, 2021: Future Global Climate: Scenario-Based Projections and NearTerm Information. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 553–672, doi:10.1017/9781009157896.006.

Meehl, G.A., T.F. Stocker, W.D. Collins, P. Friedlingstein, A.T. Gaye, J.M. Gregory, A. Kitoh, R. Knutti, J.M. Murphy, A. Noda, S.C.B. Raper, I.G. Watterson, A.J. Weaver and Z.-C. Zhao, 2007: Global Climate Projections. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Riahi, Keywan; van Vuuren, Detlef P.; Kriegler, Elmar; Edmonds, Jae; O’Neill, Brian C.; Fujimori, Shinichiro; Bauer, Nico; Calvin, Katherine; Dellink, Rob; Fricko, Oliver; Lutz, Wolfgang et al. (2017). "The Shared Socioeconomic Pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: An overview". Global Environmental Change. 42: 153–168. doi:10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009. ISSN 0959-3780.