Indikatoren und Auswirkungen des Klimawandels: Einfach erklärt

Hast du schon einmal bemerkt, dass die Bäume im Frühling gefühlt jedes Jahr früher blühen? Das ist keine Einbildung!

Die Natur reagiert auf Veränderungen in unserer Atmosphäre. In diesem Artikel schauen wir uns die Indikatoren und Auswirkungen des Klimawandels genau an. Wir werden sehen, welche messbaren Beweise es für den Klimawandel gibt – von schmelzendem Eis bis hin zu sauren Ozeanen – und wir klären, woher das ganze CO2 eigentlich kommt und wo es hingeht.

Vorwissen

• Der Treibhauseffekt: Treibhausgase in der Atmosphäre halten die Wärmestrahlung der Erde zurück. Beispiel: Die Erde erwärmt sich ähnlich wie das Innere eines in der Sonne geparkten Autos.
• Treibhausgase: Gase wie Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan, die zur Erwärmung beitragen. Beispiel: CO2 entsteht, wenn wir Kohle, Erdöl oder Erdgas verbrennen.

Aufgabentyp 1: Globale Indikatoren und die Natur als Thermometer

Der Klimawandel ist durch harte Daten messbar. Diese Messwerte nennen wir Indikatoren.

• Treibhausgase: Seit dem Jahr 1750 hat sich die Menge an Treibhausgasen in der Luft stark erhöht: Kohlenstoffdioxid (CO2) um $46 \text{ \%}$, Methan um $157 \text{ \%}$ und Lachgas um $22 \text{ \%}$.
• Temperatur und Meeresspiegel: Seit 1850 ist die weltweite Durchschnittstemperatur um etwa $\textcolor{#FF7D57}{1 \text{ }^{\circ}\text{C}}$ gestiegen. Da wärmeres Wasser sich ausdehnt und Eis an Land schmilzt, ist der weltweite Meeresspiegel seit 1900 um ca. $\textcolor{#08BFFF}{20 \text{ cm}}$ gestiegen.
• Arktisches Meereis: Das Eis am Nordpol schwindet dramatisch. Zwischen 1979 und 2018 ist die Eisfläche im September um etwa $\textcolor{#08BFFF}{40 \text{ \%}}$ geschrumpft. Auch die Dicke des Eises nahm drastisch von $3.6 \text{ m}$ (im Jahr 1975) auf nur noch $1.3 \text{ m}$ (im Jahr 2012) ab.

• Phänologische Beobachtungen: Auch die Natur reagiert. Wenn Forscher über Jahrzehnte beobachten, wann Pflanzen blühen oder Tiere wandern, nennt man das Phänologie. Ein bekanntes Beispiel in Deutschland ist die Apfelblüte: Apfelbäume blühen heute deutlich früher im Jahr als noch 1950. Die Natur wirkt also wie ein biologisches Thermometer.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

In der Klimaforschung ist es oft wichtig zu berechnen, wie stark sich ein Wert (wie die Eisdicke) verändert hat.

1. Schritt 1: Startwert und Endwert bestimmen - Finde heraus, wie groß der Wert am Anfang und am Ende des Zeitraums war.
2. Schritt 2: Die Differenz berechnen - Ziehe den Endwert vom Startwert ab, um zu sehen, wie viel verloren ging.
3. Schritt 3: Den prozentualen Anteil berechnen - Teile die Differenz durch den Startwert und multipliziere das Ergebnis mit $100$.

Formel: $\text{Prozentuale Abnahme} = \frac{\text{Startwert} - \text{Endwert}}{\text{Startwert}} \cdot 100$

Durchgerechnete Beispiele

Aufgabentyp 2: CO2-Quellen, -Senken und Ozeanversauerung

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist das häufigste vom Menschen verursachte Treibhausgas und macht etwa $75 \text{ \%}$ der gesamten Treibhausgasemissionen aus. Aber wo kommt es her und wo geht es hin?

• CO2-Quellen (Wo es herkommt): Das meiste CO2 entsteht durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen (wie Kohle, Öl und Gas) in der Industrie und im Verkehr. Eine weitere große Quelle ist die veränderte Landnutzung, wie zum Beispiel die Abholzung des Amazonas-Regenwaldes für die Landwirtschaft. Dadurch werden natürliche Speicher zerstört.
• CO2-Senken (Wo es hingeht): Die Natur nimmt einen Teil dieses CO2 wieder auf. Diese natürlichen Speicher nennen wir Senken. Dazu gehören Landökosysteme (Pflanzen, die CO2 für die Fotosynthese nutzen), die Atmosphäre (wo die Konzentration ansteigt) und die Ozeane. Die Gesamtmenge des emittierten CO2 aus den Quellen muss exakt der Menge entsprechen, die von den Senken aufgenommen wird.

• Ozeanversauerung: Wenn die Ozeane große Mengen CO2 aus der Luft aufnehmen, löst sich das Gas im Wasser. Dabei wird das Wasser zunehmend saurer (der pH-Wert sinkt). Das hat negative Auswirkungen auf Meeresorganismen mit Kalkschalen, wie zum Beispiel Muscheln. In saurerem Wasser können sie ihre Schalen nicht mehr richtig bilden, oder die Schalen lösen sich teilweise auf.

Wichtige Erkenntnisse

• Die globale Temperatur steigt (um ca. $1 \text{ }^{\circ}\text{C}$), der Meeresspiegel steigt (um ca. $20 \text{ cm}$) und das arktische Eis schmilzt dramatisch.
• Phänologie: Pflanzen blühen früher im Jahr und dienen als biologisches Thermometer für den Klimawandel.
• CO2-Quellen: CO2 entsteht vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und durch Abholzung.
• CO2-Senken: Ozeane, Pflanzen und die Atmosphäre nehmen das ausgestoßene CO2 auf.
• Ozeanversauerung: Gelöstes CO2 macht das Meerwasser saurer, was Tieren mit Kalkschalen (wie Muscheln) massiv schadet.