Basics: Derzeitiges, wildes Wetter ein Klima – Gamechanger* oder lediglich Laune der Natur?

*Gamechanger sind Ereignisse, die die bisherige Betrachtung und Beurteilung komplett verändern

In einer einzigen Gewitterwolke können ohne weiteres 1 Mio Liter Wasser enthalten sein, das sich dann innerhalb kurzer Zeit auf eine kleine Fläche entlädt: Starkregen

Sind die Wetterkapriolen der letzten Jahre deutliche Hinweise auf einen anthropogenen, also durch Menschen verursachten Klimawandel oder lediglich launische Variationen des Wettergeschehens? 

Die Wetterereignisse der letzten Jahre, also die Dürreperioden und Starkregenereignisse, sind nach Ansicht aller seriösen Wissenschaftler ein echter Gamechanger, sie sind nicht mehr als normale Wetterschwankungen zu betrachten, denn sie belegen den von Menschen verursachten Klimawandel und warnen eindrücklich vor den Folgen einer globalen Erwärmung. Somit sind die Wetterereignisse der letzten Jahre anders als in der Vergangenheit zu beurteilen und fordern von uns ein komplett verändertes Verhalten.

Der menschenverursachte Klimawandel mit seiner nicht mehr wegzudiskutierenden, deutlichen Erderwärmung macht das Wetter immer „wilder“, immer unberechenbarer und unbeherrschbarer. Der Anteil des Klimawandels als Verursacher der extremen Wetterereignissen wird immer größer. Zu dieser Erkenntnis gelangt die neu geschaffene Atributionswissenschaft (Zuordnungswissenschaft). Eine der führenden Wissenschaftler*in dieser Fachrichtung, Frau Professor Frederike Otto vom Environmental Change Institute Oxford, belegt zweifelsfrei die Zuordnung des menschenverursachten Klimawandels und den extremen Wetterereignisse. Um es deutlich zu sagen, Regengüsse und Trockenperioden hat es schon immer gegeben, nur nicht in diesen katastrophalen Ausmaßen. Und genau das beweist die Zuordnungswissenschaft. Und sie prognostiziert noch stärkere Auswirkungen auf unsere Zivilisation, wenn uns nicht ein rascher Paradigmenwechsel gelingt.

„Nach Auswertung des Jahrhunderthochwassers im Juli 2021 konnte festgestellt werden, dass sich die maximale Niederschlagsmenge durch den von Menschen verursachten Klimawandel zwischen 3 und 19 Prozent erhöht hat. Durch den Klimawandel erhöhte sich auch die Eintrittswahrscheinlichkeit um einen Faktor zwischen 1,2 und 9.“ (Quelle DWD)

Das Klima unseres Planeten ist im Prinzip von den folgenden drei Faktoren abhängig:

  • Sonnenstrahlung (langwellige Wärmestrahlung)
  • Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre (Gase, die das Sonnenlicht eindringen lassen, deren Rückreflexion aber verhindern („festhalten“)
  • Eisflächen auf der Erde (Sonnenlichtreflexion zurück ins Weltall)

Klimawandel ist ein alter Hut, den hat es schon immer gegeben

Präkambrium (650 Mio Jahre): 

So z.B. im Präkambrium, also vor etwa 650 Mio Jahren. Damals herrschte eine globale Durchschnittstemperatur von -50°C. Die Erde befand sich unter einer geschlossenen Eisdecke, eine Hülle mit Treibhausgasen mit einem atmosphärischen Treibhauseffekt gab es damals nicht. Die von der Sonne auftreffende Wärmestrahlung wurde komplett zurück in das Weltall reflektiert. Trotz Sonnenbestrahlung blieb es bitterkalt und lebensfeindlich. 

Wahrscheinlich führten Vulkanausbrüche mit ihren Aschewolken und dem Kohlenstoffdioxid (CO2) – Ausstoß zu einem natürlichen Treibhauseffekt. Wasserdampf, Staub und Kohlenstoffdioxid (CO2) sorgten für einen natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt mit der Folge, dass ein Teil der langwelligen Wärmestrahlung der Sonne nicht in das Weltall reflektiert wurde, sondern die Erde ganz langsam erwärmte. Die globale Erwärmung ließ die globale Durchschnittstemperatur steigen. Die Erde befand sich in einer Warmzeit. 

Kreidezeit (10 Mio Jahre)

Nach ungefähr 500 Mio Jahren langsamer Erwärmung, in der Kreidezeit (Dinozeit), vor etwa 100 Mio Jahren,  hatte sich die Erde soweit aufgeheizt, dass selbst am Nordpol Durchschnittstemperaturen von +20°C herrschten, die Polkappe war komplett eisfrei. Im heutigen Europa war es heiß, feucht und die Luft kohlendioxidhaltig. Kurz gesagt die Luft war aus heutiger Sicht zu feucht, zu heiß und verbraucht. Durch die nicht mehr vorhandenen Reflexionsflächen des Eises und die immer stärker wirksame werdende Treibhausgashülle wäre die Erde immer wärmer und lebensfeindlicher geworden, wenn nicht durch einen massiven Asteroideinschlag es zu einer globalen Staubwolke gekommen wäre. Die war so dicht, dass nur noch wenig wärmendes Sonnenlicht die Erde erreichen konnte und die Erde deshalb merklich abkühlte. Dieses Ereignis hat wahrscheinlich zum kompletten Aussterben der Dinosaurier geführt. 

Die grüne Sahara

Nach dem Aussterben der Saurier hat es einen regelmäßig stattfindenden natürlichen Klimawandel gegeben. Diese Wechsel von Kalt- und Warmzeiten lassen sich nahezu komplett durch kosmische Ereignisse erklären. Die nicht geometrisch exakte Erdumlaufbahn, die nicht konstante Lage der Erdachse und auch die veränderte Sonneneinstrahlung führen zu kälteren und wärmeren Erdperioden. Ein Beispiel bietet die Sahara. Vor ca. 9.000 Jahren war sie eine seereiche Savanne. Die veränderte Erdachse verstärkte langwelligen Wärmestrahlung der Sonne in dieser Region, die Sahara entwickelte sich zu einer Wüste. 

Alles das könnte dafür sprechen, dass der derzeitige Klimawandel lediglich eine natürliche Laune der Natur ist, genau so wie in der Vergangenheit auch. Ist aber ein Irrglaube, denn nach der Analyse der kosmischen Situation der Erde und der Sonne deutet alles auf eine beginnende Kaltzeit hin. Es hätte also in der letzten Zeit eher kälter und nicht wärmer werden dürfen. Deshalb können keine kosmischen Gründe für den derzeitigen Klimawandel zu einer Warmzeit angeführt werden. Der heutige Klimawandel ist deshalb keinesfalls natürlich, sondern von Menschen verursacht. 

Holozän

Mit dem Ende der letzten Eiszeit und den großen Mammutherden begann eine 10.000jährige stabile Klimaperiode, die erst mit dem Beginn der Industrialisierung vor 150 Jahren endete

Mit dem Holozän, also nach der letzten Eiszeit in Europa, beginnt ein ungewöhnlich gleichbleibendes Erdklima für eine Periode von ca. 10.000 Jahren. Dieses konstante Erdklima endet erst mit Beginn der Industrialisierung vor ca. 150 Jahren. Es gab also 10.000 Jahre nach der letzten Eiszeit in Europa ein nahezu stabiles Klima und jetzt, in den letzten 150 Jahren, ein durch Menschen verursachtes, völlig neuen Klimazustand mit einem ungewöhnlich raschen Klimawandel zu einer Warmzeit. Welche Folge das für unsere Zivilisation hat, begreifen wir ansatzweise erst jetzt. Der Mensch hat den 10.000 Jahre dauernden, stabilen Klimazustand beendet und sich einen selbst zu verantworteten Klimawandel geschaffen. Globale, sichtbare Ereignisse sind Regen und Eisschmelze am Nordpol und die fortschreitende Amazonassavanne anstelle des früheren Amazonasregenwaldes.

Nur wenige Grad entscheiden über Wüste oder Eiszeit

Um globale Durchschnittstemperaturen besser einschätzen zu können, sollte man*frau wissen, dass zur Hauptzeit der letzten Eiszeit, etwa vor 20.000 Jahren, die globale Durchschnittstemperatur nur 4°C – 6°C niedriger als vor 100 Jahre lag und wir derzeit von einem Anstieg von 1°C bis 1,5°C weltweit sprechen. In Zentraleuropa wurden in den Jahren 2010 – 2020 z.T. Temperaturerhöhungen von 2°C – 2,5°C gegenüber dem langjährigen Durchschnitt von den nationalen Wetterdiensten registriert.

Im Gleichklang mit den Temperaturen stieg auch mit dem Beginn der Industrialisierung der Gehalt an Treibhausgasen (auch Klimagase genannt, hauptsächlich Kohlenstoffdioxid CO2, Wasserdampf (H2O), Methan (CH4), Lachgas (N2O),  in der Atmosphäre deutlich an. So z.B. der Kohlenstoffdioxidgehalt (CO2) in der Stratosphäre von vorindustriell 280 ppm auf heute 415 ppm. Ein ähnlicher Anstieg ist beim Klimagas Methan zu beobachten. 

Treibhausgaswesentliche QuellenvorindustriellheuteVeränderung
Kohlenstoff-dioxidgehalt (CO2)Verbrennung,
Zersetzung Organische
Masse,…
278 ppm410 ppmx 1,5
Methan
(CH4)
Sümpfe,
Verbrennung,
Gasförderung,
Reisanbau,
Tierhaltung, …
722 ppb1870 ppbx 2,6
Lachgas
(N2O)
Verbrennung, Stickstoffdüngung, Moortrockenlegung, … 270 ppb 330 ppb x 1,2 
ppm=Parts per Million
ppb=Parts per Billion
Quelle: DWD und WMO, Greenhouse Gas Bulletin

Treibhausgase (Klimagase) 

Die Abhängigkeit des Klimas und des globalen Klimas von der Gaskonzentration in der Luft ist nicht neu. Bereits vor 150 Jahren forschte John Tyndall (1820 – 1893) über die Wirkung verschiedener Gase auf das Verhalten der unsichtbaren Strahlung („Chaleur Obskure“). Schon damals fand Tyndall heraus, dass es Gase gibt, wie das Kohlenstoffdioxid oder Methan, die die Stahlen der Sonne zwar passieren lassen, aber im Gegensatz zu den kurzwelligen Lichtstrahlen die langwellige Wärmestrahlen nicht wieder zurück durch das Gas lassen. Diese sich so verhaltende Gase nannte er Greenhouse Gas (Treibhausgas), weil die langwellige Wärmestrahlung der Sonne wie bei einem Gewächshaus zwar das Glas durchdringen kann, aber die Rückkehr durch Reflexion aus dem Glashaus verhindert. Die Folge: Das Gewächshaus „fängt“ die langwelligen Wärmestrahlen, sie stauen sich im Gewächshaus und deshalb heizt es sich stärker als seine Umgebung auf. Tyndall erkannte also die thermoabsorbierende Wirkung von Gasen, wie Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf, Lachgas, usw.. Und schon damals schloss der Naturwissenschaftler Tyndall aus seinen Forschungen auf die Mitbeteiligen von sog. Treibhausgasen auf das globale Klima und erklärte damit auch das Entstehen von Kalt- und Warmzeiten der Erde.    

Die als Treibhausgase identifizierten Stoffe (hauptsächlich Kohlenstoffdioxid (CO2), Wasserdampf (H2O), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).) lassen sowohl die kurzwelligen Lichtstrahlen als auch die langwelligen Wärmestrahlen passieren. Die Treibhausgase verhindern aber die Rückkehr der reflektierten Wärmestrahlung. Die staut sich unter der Gashülle wie unter einer Daunendecke. So funktioniert es auch in der Erdatmosphäre: Die Treibhausgase (Klimagase) lassen die Sonnenstrahlen mit ihrer kurzwelligen Licht- und langwelligen Wärmestrahlung bis zur Erde passieren, verhindern aber, das die von der Erde reflektierten Wärmestrahlen zurück in das Weltall gelangen können. Die Luft zwischen der Erde und der Atmosphäre heizt sich immer stärker auf. Es gibt also einen direkten Zusammenhang zwischen der Menge des CO2-Ausstoßes in die Atmosphäre und dem Abschmelzen der Polkappen. Das Aufheizen der Erde ist dynamisch und vollzieht sich langsam aber sicher immer rascher, denn es besteht eine Wechselwirkung zwischen dem Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre und der geringer werdenden Reflexion durch das Absterben der vereisten Polkappen. 

Die Treibhausgase lassen die Lichtstrahlen (gelb) der Sonne ohne Probleme in beide Richtungen passieren. Dahingegen bilden die Treibhausgase in der Atmosphäre (hellblau) für die Wärmestrahlen der Sonne (rot) eine Einbahnstraße. Hinein zur Erde ist möglich, Rückkehr (Reflexion) zum Weltraum nicht möglich. Die treibhausgashaltige Atmosphäre wirkt wie eine Daunendecke, unter der es ständig wärmer wird. Wie in einem Treibhaus. Deshalb heißt diese Wärmeentwicklung auch atmosphärischer Treibhauseffekt. Der sorgt bei uns für steigende Temperaturen. Weltweit ist der Temperaturanstieg zwischen 1°C und 1,5°C.

Klimageschichte unseres Planeten

Wenn wir so weitermachen wie bisher mit unserem CO2– Ausstoß, dann ist die Arktis in 20 Jahren komplett eisfrei. Das ist keine Vermutung oder lediglich Panikmache, sondern durch die intensive Forschungen des Alfred-Wegener-Instituts (AWI), Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, wissen wir, dass je Tonne CO2 – Ausstoß irgendwo auf der Erde in die Atmosphäre 3 m2 Eis schmelzen. Der Rest ist nicht Hexerei, nur noch eine Rechenaufgabe. 

Was habe ich damit zu tun?

Was verursacht denn 1 Tonne CO2? Beispielsweise 6.000 km mit einem PKW mit Verbrennungsmotor oder der Hin- und Rückflug nach Mallorca hinterlässt ca. 1 Tonne Kohlenstoffdioxid (CO2).

Übrigens: Jeder von uns hier in Deutschland sorgt durchschnittlich mit seinem von ihm verursachten CO2– Ausstoß für das Abschmelzen von 35m2 Eis in der Arktis.

Das wilde, unberechenbare Wetter

Wolken, die bis in die Stratosphäre (35km) reichen können, haben ein besonders großes Energiepotential, das  sich als Gewitter und Starkregen entlädt. Sie sind gefürchtet wegen ihres Starkregenpotentials. Durch die durch den Klimawandel erhöhte Erdtemperatur nehmen die Wolken, wegen ihres deutlich verbesserten Wasseraufnahmevermögens, größere Wassermassen auf und steigen deutlich höher als früher. Das Gewitterpotential nimmt drastisch zu.  Eine normale, eher kleine Gewitterwolke enthält schon ca. 0,5 -1 Mio Liter Wasser. Kommt es dann auch noch zu Standwetterlagen, können diese Wassermassen den halben bis ganzen Jahresniederschlag auf einmal innerhalb kurzer Zeit auf kleinräumige Flächen auschütten . Da sich aber die durchschnittliche Jahresniederschlagsmenge nicht verändert hat, fehlen die an einer Stelle massenhaft abgeregneten Wassermassen an anderen Stellen. Durch die durch den Temperaturanstieg erhöhte Verdunstung befindet sich deutlich mehr Wasser in den Wolken, doch das regnet durchschnittlich an nur 6 Starkregen- Tagen im Jahr wieder ab. Deshalb kann trotz Starkregen Dürre herrschen. Dürre und Überschwemmungen sind also kein Widerspruch. Die Zeiten des segensreichen Landregens sind vielfach Geschichte. Das Wetter ist wie der Film: Ganz oder gar nicht.

Maximaler Wasserdampfgehalt der Luft (gerundet)

max. Wasserdampfgehalt der Luft
(100% relativ. Luftfeuchte) in g/m3
Temperatur
°C
2-10
3-5
50
75
1010
1315
1720
2325
3030
4035
5040
Zahlen gerundet

Die Erhöhung der Lufttemperatur um nur 1°C verursacht eine gesteigerte Wasserdampfaufnahmekapazität von 7% in der Wolke.

Durch die höheren Temperaturen nimmt die Luft vermehrt Feuchtigkeit auf, die sich dann nicht selten mit Starkregen entlädt

Durch die Erwärmung der Arktis nimmt die Temperaturdifferenz zwischen Arktis und Tropen ab. Diese Temperaturdifferenz ist auch die Energiequelle des die nördliche Erdhalbkugel in Wellenlinien umströmenden Jetstreams. Nimmt die Temperaturdifferenz zwischen polaren und tropischen Regionen ab, verringert sich gleichzeitig die Kraftquelle des Jetstreams. Der Jetstream wird kraftloser und die Amplitude größer. Der Jetstream bummelt in großen Bögen um unsere Nordhalbkugel. Hitze aus der Sahara oder Kälte aus dem Nordpolargebiet können Zentraleuropa durch die vergrößerte Amplitude des Jetstream problemlos erreichen, treffen bei uns aufeinander und bleiben immer öfter ortsstabil, weil sich nicht nur die Amplitude sondern auch die Geschwindigkeit des Jetstream deutlich verlangsamt hat. Das Zusammentreffen der sehr warmen und der sehr kalten Luft über Zentraleuropa ist folgenreich. Die heiße Saharaluft kann über dem Meer erheblich mehr Wasserdampf aufnehmen und trifft über uns mit der kalten Polarluft zusammen. Die warme, feuchte Luft steigt auf und erreicht Höhen von bis zu 35 km. Dort kühlt die vormals heiße Luft ab und verliert einen Großteil der vorherigen Wasseraufnahmekapazität. Große Wassermassen entladen sich aus den Wolken. Die dabei freiwerden, großen Energiemengen führen zu Gewittern und Hagel, denn der Regen ist in den großen Höhen der Atmosphäre natürlich eisförmig. Schon in 10 km Höhe herrschen etwa -45°C. Typisch für den Klimawandel sind also Wettervorstöße vom kalten Norden und heißem Süden mit bisher nicht bekannten Klimaextremen in unserer Region. Und da das Wetter durch den erlahmenden Jetstream nicht mehr so rasch wechselt, wie bisher, sind die Auswirkungen (Dürre oder Überflutungen) wesentlich gravierender. Unser Wetter wird extremer, das ist sicher! Mit dem „wilden Wetter“ müssen wir uns arrangieren. Damit es nicht noch schlimmer kommt, müssen wir alle konsequent die weitere Anreicherung mit Klimagasen in der Atmosphäre vermeiden. Adaption und Mitigation sind das Gebot der Stunde.

„Aktuelle Klimamodelle zeigen einen langsamen Anstieg der Anzahl von extremen Niederschlägen in einer zukünftig wärmeren Welt. Der aktuelle Fall (Julihochwasser 2021 Westdeutschland, Belgien, Niederlande, Anm. Autor) zeigt, dass unsere Gesellschaften nicht widerstandsfähig genug sind, um aktuellen Wetterextremen zu begegnen. Wir müssen Treibhausgasemissionen so schnell wie möglich einsparen, aber auch unsere Warnsysteme und unser Katastrophenmanagement verbessern, unsere Infrastruktur ‚klima-resilient‘ machen. Nur so können wir Verluste und Kosten minimieren und extremen Überflutungen besser begegnen.“

Professor Hayley Fowler, Professor für Klimafolgen, Newcastle University

Weitere Informationen

https://www.umweltbundesamt.de/service/uba-fragen/wie-funktioniert-der-treibhauseffekt

https://pferdegruenland.de/?p=1041

https://pferdegruenland.de/?p=692

https://www.worldweatherattribution.org/analysis/rainfall/

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.