Meeresspiegelanstieg und seine Ursachen

Der Meeresspiegelanstieg ist eine der gravierendsten Folgen des Klimawandels. Er wird durch zwei Hauptmechanismen verursacht: sterische und eustatische Effekte.

Sterische Ursachen beziehen sich auf Veränderungen im bereits vorhandenen Wasser:

1. Erwärmung des Wassers führt zu thermischer Ausdehnung und damit zu einer Volumenzunahme.
2. Mehr Wärme wird in den Ozeanen gespeichert.
3. Warmes Wasser wird in tiefere Schichten gemischt, was Meeresströmungen beeinträchtigt.
4. Süßwasserzufuhr, beispielsweise durch schmelzende Gletscher, verringert den Salzgehalt und damit die Dichte des Meerwassers.

Definition: Sterische Effekte beziehen sich auf Veränderungen des Meeresspiegels aufgrund von Temperatur- und Salzgehaltsänderungen des Meerwassers.

Eustatische Ursachen hingegen beziehen sich auf zusätzliches Wasser, das den Ozeanen zugeführt wird:

1. Das Schmelzen von Gletschern und Landeis führt zu einem direkten Zufluss von Wasser in die Ozeane.

Highlight: Das Abschmelzen von Meereis trägt nicht direkt zum Meeresspiegelanstieg bei, da es bereits im Wasser schwimmt.

Die Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs sind weitreichend und betreffen insbesondere Küstenregionen:

• Erhöhtes Risiko von Sturmfluten in Flussmündungen
• Versalzung von Böden und Süßwasserquellen
• Veränderung und Zerstörung von Ökosystemen
• Hohe Kosten durch Schäden und notwendige Anpassungsmaßnahmen
• Gefährdung von Küstenregionen mit erheblichen wirtschaftlichen Folgen für Tourismus, Schiffstransport und Anwohner

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, darunter der Rückzug aus gefährdeten Gebieten sowie der Bau von Deichen und Aufschüttungen zum Schutz der Küsten.

Example: In den Niederlanden werden seit Jahrhunderten Deiche und Polder genutzt, um dem Meeresspiegelanstieg zu begegnen und Land zu gewinnen.

Permafrost und Rückkopplungseffekte

Permafrostböden spielen eine entscheidende Rolle im globalen Klimasystem und sind besonders anfällig für die Auswirkungen des Klimawandels. Der Auftauprozess dieser dauerhaft gefrorenen Böden setzt komplexe Rückkopplungseffekte in Gang, die den Klimawandel weiter verstärken können.

Ein zentraler Rückkopplungseffekt betrifft die Freisetzung von Treibhausgasen:

1. In Permafrostböden sind große Mengen Kohlenstoff in Form von Tier- und Pflanzenresten gespeichert.
2. Durch wärmere arktische Sommer beginnen diese Böden aufzutauen.
3. Mikroorganismen zersetzen das organische Material und setzen dabei Kohlenstoff oder Methan frei.
4. Diese zusätzlichen Treibhausgase in der Atmosphäre verstärken den Treibhauseffekt und führen zu weiterer Erwärmung.

Vocabulary: Rückkopplungseffekt - Ein Prozess, bei dem das Ergebnis einer Veränderung diese Veränderung weiter verstärkt oder abschwächt.

Ein weiterer wichtiger Rückkopplungseffekt entsteht durch Schmelzwasser:

1. Das Auftauen des Permafrostes führt zum Verlust der schützenden Vegetationsschicht.
2. Ohne diese natürliche Isolierung tauen tiefere Erdschichten auf.
3. Es kommt zu Geländeabsackungen, in denen sich warmes Schmelzwasser sammelt.
4. Dieses Wasser beschleunigt das weitere Auftauen und vertieft die Auftauschicht.

Highlight: Diese Rückkopplungseffekte können zu einer sich selbst verstärkenden Spirale führen, die den Klimawandel beschleunigt.

Um den negativen Auswirkungen des tauenden Permafrostes entgegenzuwirken, werden verschiedene Maßnahmen diskutiert und teilweise bereits umgesetzt:

• Bodenabdeckung zum Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung
• Einsatz von Herdentieren zur Verdichtung des Bodens
• Verbesserung der Isolierung von Gebäuden und Infrastruktur
• Kühlung des Untergrunds in besonders gefährdeten Gebieten
• Verhinderung weiterer Treibhausgasemissionen zur Verlangsamung der globalen Erwärmung

Example: In Sibirien experimentieren Wissenschaftler mit der Wiederansiedlung von Großsäugern wie Bisons, um durch Bodenverdichtung und Vegetationsveränderung den Permafrost zu schützen.

Der Treibhauseffekt und seine Verstärkung

Der Treibhauseffekt ist ein natürlicher Prozess, der für das Leben auf der Erde essentiell ist. Er sorgt dafür, dass die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche bei etwa 15°C liegt, anstatt bei -18°C ohne diesen Effekt. Allerdings führt der anthropogene, also vom Menschen verursachte, Treibhauseffekt zu einer gefährlichen Verstärkung dieses natürlichen Phänomens.

Der natürliche Treibhauseffekt:

• Gase wie Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Methan in der Atmosphäre reflektieren einen Teil der von der Erde abgestrahlten Wärme zurück zur Oberfläche.
• Dies führt zu einer Erwärmung der Erdoberfläche und der unteren Atmosphäre.

Definition: Der Treibhauseffekt ist ein natürlicher Prozess, bei dem Treibhausgase in der Atmosphäre die Wärmeabstrahlung der Erde teilweise zurückhalten und so die Oberflächentemperatur erhöhen.

Der anthropogene Treibhauseffekt:

• Menschliche Aktivitäten führen zur zusätzlichen Freisetzung von Treibhausgasen, die sich in der Atmosphäre anreichern.
• Dies führt zu einem verstärkten Treibhauseffekt und einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur.

Example: Die Brandrodung tropischer Regenwälder setzt jährlich rund 8,8 Milliarden Tonnen CO2 frei, während die Verbrennung fossiler Brennstoffe für etwa 18,3 Milliarden Tonnen verantwortlich ist.

Der verstärkte Treibhauseffekt setzt einen Kreislauf in Gang:

1. Mehr Treibhausgase in der Atmosphäre führen zu höheren Temperaturen.
2. Höhere Temperaturen verursachen das Schmelzen von Gletschern und Permafrost.
3. Schmelzwasser und freigesetzte Treibhausgase verstärken den Effekt weiter.
4. Es kommt zu mehr Wetterextremen wie Stürmen und Sturmfluten.
5. Der Meeresspiegelanstieg wird durch das zusätzliche Wasser und die thermische Ausdehnung beschleunigt.

Highlight: Dieser sich selbst verstärkende Kreislauf macht den Klimawandel zu einer so dringenden Herausforderung für die Menschheit.

Pariser Klimaabkommen und Klimaszenarien

Das Pariser Klimaabkommen ist ein wegweisendes internationales Übereinkommen zur Bekämpfung des Klimawandels. Es wurde 2015 verabschiedet und setzt drei Hauptziele:

1. Die globale Erwärmung soll im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter auf "deutlich unter" zwei Grad Celsius begrenzt werden, mit Anstrengungen für eine Beschränkung auf 1,5 Grad Celsius.
2. Die Fähigkeit zur Anpassung an den Klimawandel soll gestärkt werden und wird neben der Minderung der Treibhausgasemissionen als gleichberechtigtes Ziel etabliert.
3. Der weltweite Scheitelpunkt der Treibhausgasemissionen soll so bald wie möglich erreicht werden, mit dem Ziel, in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts Treibhausgasneutralität zu erreichen.

Quote: "In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts soll ein Gleichgewicht zwischen Treibhausgasemissionen und deren Abbau durch Senken $Treibhausgasneutralität$ erreicht werden."

Zur Umsetzung des Abkommens legen die Staaten ihre nationalen Klimaschutzbeiträge selbst fest. Alle fünf Jahre findet eine globale Bestandsaufnahme statt, um die Fortschritte zu überprüfen und die Ziele gegebenenfalls anzupassen.

Um die möglichen Auswirkungen des Klimawandels besser zu verstehen, werden verschiedene Klimaszenarien entwickelt. Zwei wichtige Szenarien sind RCP8.5 und RCP2.6:

RCP8.5 $pessimistisches Szenario$:

• Bis 2096 könnte es an den Polen bis zu 11 Grad wärmer werden.
• Über den Kontinenten wird mit einem Temperaturanstieg von 5-8 Grad gerechnet.
• Über den Ozeanen könnte die Temperatur um 3-4 Grad steigen.
• Das arktische Meereis könnte vollständig verschwinden, zunächst im September, später auch im März.
• Die Niederschlagsmuster würden sich drastisch verändern, mit mehr Regen über den Ozeanen am Äquator und Trockenheit in den Passatzonen.

Highlight: Im RCP8.5-Szenario könnte das arktische Meereis vollständig verschwinden, was weitreichende Folgen für das globale Klimasystem hätte.

RCP2.6 $optimistisches Szenario$:

• An den Polen könnte es bis 2096 um 4 Grad wärmer werden.
• Über den Kontinenten wird mit einem Temperaturanstieg von 2-4 Grad gerechnet.
• Über den Ozeanen könnte die Temperatur um 1 Grad steigen.
• Das Meereis würde größtenteils erhalten bleiben.
• Die Veränderungen der Niederschlagsmuster wären weniger extrem.

Example: Der Golfstrom würde im RCP2.6-Szenario nur um 0-1 Grad erwärmt, was seine Stabilität weniger gefährden würde als im RCP8.5-Szenario.

Diese Szenarien verdeutlichen die Dringlichkeit von Klimaschutzmaßnahmen und die potenziellen Konsequenzen unseres Handelns oder Nicht-Handelns in den kommenden Jahrzehnten.

Zusammenfassung der Klimaauswirkungen

Die sechste Seite fasst die wichtigsten Erkenntnisse zusammen und zeigt die Vernetzung der verschiedenen Klimaaspekte.

Highlight: Die natürlichen Ursachen Klimawandel werden durch menschliche Aktivitäten verstärkt und beschleunigt.

Example: Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die Durchschnittstemperatur der Erde bei -18°C statt bei +15°C.

Wetterextreme und Folgen des Klimawandels

Der Klimawandel führt zu einer Zunahme von Wetterextremen und hat weitreichende Folgen für unseren Planeten. Die Häufigkeit und Intensität von heißen Perioden, tropischen Stürmen und Hurricanes nehmen zu. Gleichzeitig kommt es vermehrt zu Dürren und Hochwasserereignissen. Ein besonders alarmierender Indikator ist der extreme Anstieg des CO2-Wertes seit der Industrialisierung, der genau mit dem beobachteten Temperaturanstieg korreliert.

Highlight: Die Pole erwärmen sich unverhältnismäßig stark, was zu einem geringeren Temperaturunterschied zwischen den Polarregionen und dem Äquator führt.

Die Auswirkungen des Klimawandels sind vielfältig und schwerwiegend. Sie reichen von der Zerstörung natürlicher Lebensräume über massive Sachschäden bis hin zur Gefährdung der globalen Nahrungssicherheit. Der Kohlenstoffzyklus wird gestört, und Waldökosysteme sind bedroht. Nicht zuletzt fordert der Klimawandel auch Menschenleben und verursacht Verletzungen.

Vocabulary: Kohlenstoffzyklus - Der natürliche Kreislauf von Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Landmasse, Ozeanen und Lebewesen.

Das Abschmelzen der Gletscher ist eine der sichtbarsten Folgen des Klimawandels. Hauptursache ist die globale Erwärmung, verstärkt durch Rückkopplungsprozesse wie Hangneigung und Bodenbeschaffenheit. Die Konsequenzen sind gravierend: Neben dem Anstieg des Meeresspiegels führt das Gletscherschmelzen zur Zerstörung von Lebensräumen und gefährdet die Trinkwasserversorgung in vielen Regionen. Auch wirtschaftliche Sektoren wie Landwirtschaft und Energieerzeugung sind betroffen.

Example: In den Alpen werden bereits Maßnahmen wie der Bau von Dämmen gegen Schmelzwasser, die Verwendung von Kunstschnee und der Einsatz von Vliesen zum Schutz der Gletscher ergriffen.