Vom Wetter zum Klima(wandel)

Um Klima zu verstehen, müssen wir beim Wetter anfangen und verstehen, was genau Wetter ist: Wetter ist der (physikalische) Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder Gebiet zu einer bestimmten Zeit oder in einem Zeitraum von wenigen Stunden. Das mag zunächst abstrakt klingen, beschreibt aber letztlich einen sehr konkret fühlbaren Zustand, denn Wetter kann warm, nass, heiß und so viel mehr sein. Zudem lässt sich Wetter auch ganz genau messen. So werden Lufttemperatur, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Windrichtung, Luftfeuchte, Bewölkung und Niederschlag weltweit mehrmals täglich gemessen und aufgezeichnet. Die längste bis heute durchgehende Temperaturmessreihe gibt es seit 1700 in de Bilt bei Utrecht in den Niederlanden. In Deutschland begann die Aufzeichnung der Lufttemperatur 1719 in Berlin. Eine globale Temperaturmessreihe existiert seit 1851. Um Aussagen über Unterschiede innerhalb Deutschlands machen zu können, werden mehrere Messreihen an verschiedenen Orten benötigt. Diese gibt es für die Temperatur seit 1881. Aus diesen historischen Messreihen wird letztlich Klima bestimmt.

Während Wetter den Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder Gebiet zu einer bestimmten Zeit oder in einem Zeitraum von wenigen Stunden beschreibt, ist Klima der mittlere Zustand der ⁠Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder Gebiet über einen längeren Zeitraum. So wird aus Wetter durch Mittelwertbildung Klima.

Als Zeitraum empfiehlt die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) mindestens 30 Jahre. Wetter und Klima unterscheiden sich also darin, über welchen Zeitraum die Wettergrößen (Wetterparameter) betrachtet werden. Klima ist das normale (mittlere) Wetter. Aber es sind nicht nur die Mittelwerte der Wetterparameter, die das Klima beschreiben, sondern noch weitere statistische Größen, z.B. Häufigkeiten, mit denen Wetterereignisse auftreten (z.B. Häufigkeit von Starkniederschlag).

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Heute stehen für die Bestimmung des Klimas ausreichend lange Messreihen der wesentlichen Wetterparameter (z.B. Temperatur, Luftdruck, Wind) zur Verfügung. Das war nicht immer so. Zwar gab es schon 1851 globale Temperaturmessreihen (zeitlich und räumlich mehr oder weniger lückenbehaftet) und auch Niederschlagsmengen wurden schon länger (lückenhaft) erfasst, mehr geschah jedoch nicht wirklich. Trotzdem hatte schon Anfang des 20.sten Jahrhunderts der Meteorologe Wladimir Köppen das Bestreben, die verschiedenen Regionen unsere Erde gemäß des Klimas zu klassifizieren. Das Kriterium war die Vegetation der jeweiligen Region, denn er hat den Pflanzenbewuchs als Effekt des Wetters bzw. Klimas aufgefasst. Daher wird seine Klassifikation als effektive Klimaklassifikation bezeichnet. Sie wurde bis 1961 von Rudolf Geiger weitergeführt.
Aus der Kenntnis der Bedürfnisse vieler Pflanzen wurden Schwellwerte der Parameter Temperatur und Niederschlag für die verschiedenen Klimate definiert.
So ließ sich die Oberfläche der Erde in fünf Hauptklimazonen unterteilen:

• Tropische Klimate
• Trockenklimate
• Warmgemäßigte Klimate
• Boreale Klimate (Schneeklimate)
• Polare Klimate

Die Hauptklimazonen sind in Klimatypen unterteilt, wobei diese wiederum nochmals in Klimauntertypen differenziert sein können. Insgesamt resultieren 30 Klimatypen, wobei jeder durch eine Klimaformel (mit Grenzwerten von Temperatur und Niederschlag) eindeutig beschrieben ist.

Klima können wir nicht direkt fühlen und auch nicht direkt messen, denn Klima ist ein Mittelwert über (mindestens) 30 Jahre. Aber dieser Mittelwert verändert sich. Der Klimawandel zeigt sich auch deutlich in Änderungen der Klimazonen, so verschieben sich Grenzen zwischen den einzelnen Klimazonen oder/und die Flächen der Klimazonen ändern sich. So dehnen sich seit Anfang des 20. Jahrhunderts die trockenen Klimazonen aus, wohingegen die Fläche der polaren Klimate schrumpft.

Treibhauseffekt und Klimawandel

Erzeuger des Treibhauseffektes ist die Atmosphäre bzw. die in ihr natürlich enthaltenen Treibhausgasen wie Wasserdampf und CO2. Um den Treibhauseffekt besser zu verstehen, kann man sich eine Erde ohne begrenzende Atmosphäre vorstellen: Die Sonnenstrahlung erwärmt den Boden und Wärme wird komplett ins All abgestrahlt. Nichts wird gespeichert und die Temperatur auf der Erde wäre extrem kalt (-18 Grad Celsius).

Die Erdatmosphäre jedoch enthält Gase, die Strahlung im Infrarotbereich absorbieren und damit Atmosphäre sowie Land und Meer erwärmen. In Analogie zu einem Treibhaus – das Sonnenstrahlung durchlässt und Wärmestrahlung „festhält” – werden diese Gase auch als Treibhausgase bezeichnet. Die Wirkung des Treibhauseffektes ist erheblich. Ohne die natürlicherweise vorkommenden Treibhausgase (insbesondere Wasserdampf) wäre ein Leben auf unserem Planeten aufgrund der extremen Kälte gar nicht möglich. Der natürliche Treibhauseffekt sichert also unser irdisches Leben, indem eine mittlere Temperatur von 15 Grad Celsius gehalten wird.

Im Laufe der Erdgeschichte gab es immer wieder Vorgänge, die Einfluss auf die Lufttemperatur hatten. Dazu zählen zum Beispiel Änderungen der Erdbahnparameter, tektonische Prozesse wie Gebirgsbildung sowie Vulkanausbrüche. In der Folge gab es auf der Erde immer wieder Eis- und Warmzeiten mit großen Temperaturschwankungen, die sich allerdings über Jahrtausende bis Jahrmillionen hingezogen haben.

Mit der Industrialisierung kommt die Menschheit ins Spiel und nun geht alles ganz schnell. In kürzester Zeit bringt der Mensch immense Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre, immer mehr abgestrahlte Infrarotstrahlung wird absorbiert und die Temperatur steigt und steigt und steigt.
Durch die Zunahme der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre kommt es also zu einem zusätzlichen anthropogenen Treibhauseffekt und damit zu einem Anstieg der Lufttemperatur. Und dieser immer rasantere Temperaturanstieg – der Klimawandel – ist mit großen Gefahren für das Leben auf dieser Erde verbunden.

Folgen, die man fühlt und sieht

Der Klimawandel hat viele weitreichende Folgen für die Umwelt, die Wirtschaft und die Gesellschaft. Die wichtigsten Auswirkungen spüren wir schon längst:

• Erderwärmung: Die Durchschnittstemperaturen steigen, was zu häufigeren und intensiveren Hitzewellen führt. Zudem kann die Atmosphäre bei steigenden Temperaturen mehr Wasserdampf aufnehmen und das führt zu einer Zunahme von Extremwetterereignissen
• Extremwetterereignisse: Es gibt eine Zunahme der Häufigkeit von extremen Wetterphänomenen wie Starkniederschlägen und Überschwemmungen
• Erwärmung der Meere: Die Meere machen rund 71 Prozent der Erdoberfläche aus und sind maßgeblich für Zirkulationsmuster der Atmosphäre. Auch einzelne (Extrem-) Wetterereignisse werden von den Meeren angestoßen und gesteuert. So können sich ab einer Wassertemperatur von 26,5 Grad Celsius tropische Hurrikans bilden und die Erwärmung der Meere vor Deutschlands Küsten hat nicht nur negative Auswirkungen auf die heimische Meeresfauna- und flora, sondern beeinflusst auch ganz direkt unser Wetter. So war es im letzten Winter im Nordwesten Deutschlands so nass wie noch nie seit Aufzeichnungsbeginn, wir alle erinnern uns an die Bilder der großräumigen schweren Überschwemmungen.
• Meeresspiegelanstieg: Schmelzende Polarkappen und Gletscher lassen den Meeresspiegel steigen, was Küstenregionen gefährdet und zu Landverlust führt.
• Bedrohung der Artenvielfalt: Viele Pflanzen- und Tierarten sind durch die veränderten Lebensbedingungen gefährdet, was zu einem Verlust der Biodiversität führt. Zum Beispiel schlüpfen Küken, bevor geeignete Futterinsekten „reif“ sind.
• Auswirkungen auf die Landwirtschaft: Klimaveränderungen beeinflussen die Ernteerträge, führen zu Nahrungsknappheit und bedrohen die Ernährungssicherheit.
• Gesundheitsrisiken: Hitzewellen und veränderte Verbreitungsgebiete von Krankheitserregern erhöhen die gesundheitlichen Risiken für die Menschen.
• Wirtschaftliche Kosten: Die Schäden durch Klimawandel verursachen erhebliche wirtschaftliche Kosten durch den Wiederaufbau von Infrastruktur und die Anpassung an neue Umweltbedingungen.
• Soziale Ungleichheit: Schwächere und ärmere Bevölkerungsgruppen sind oft am stärksten betroffen und haben weniger Ressourcen, um sich anzupassen.

Die aktuelle Klimaerwärmung seit 150 Jahren ist rasend schnell und unsere einzige und große Chance ist, schnellstmöglich Maßnahmen zur Treibhausgasreduktion zu treffen sowie uns bestmöglich an die veränderten Bedingungen anzupassen.