Klimanotstand: Sind wir noch zu retten?

Von Mika Beek

Der Klimanotstand bedroht die Existenz des gesamten Planeten! Die internationale Staatengemeinschaft hat die globale Erwärmung als größte Bedrohung zwar anerkannt, aber getan hatte sich bisher trotz allem relativ wenig. Doch das scheint sich jetzt endlich zu ändern. Wird im Jahr 2021 endlich die Wende eingeläutet? Immerhin beflügeln bereits zwei Ereignisse die Hoffnungen der Menschen, denn zum einen hatte Joe Biden, der neue Präsident der USA, einen radikalen Wechsel in der Klimapolitik seines Landes angekündigt und zum Onlinegipfeltreffen am 22. und 23. April über 40 Regierungschefs, darunter auch Russlands Präsident W. Putin und Chinas Staats- und Parteichef Xi Jinping, eingeladen. Und die haben es sich nicht nehmen lassen, der Welt neue, hehre Klimaziele zu verkünden. Zum anderen sorgte am 29. April ein Urteil des Bundesverfassungsgerichts für Furore. Die Karlsruher Richter*innen haben zum ersten Mal auf höchster Ebene Generationengerechtigkeit in Klimafragen juristisch sichergestellt. Das hat nicht nur ökologische, sondern auch ökonomische Folgen. Endlich steht fest: Klimaleugnen ist gestrig, die fossile Dominanz erschüttert und Nichtstun keine Option mehr.
Um all das besser zu verstehen und einordnen zu können, ist dieses Buch entstanden. Es erklärt anschaulich, was Klima und Wetter eigentlich sind, beantwortet Fragen zur klimatischen Geschichte unseres blauen Planeten und zeigt auf, was passieren wird, wenn wir so weiter machen. Und natürlich stellt es die wichtigsten Emissionstreiber vor und hilft dir, sie zu vermeiden oder wenigstens deutlich zu reduzieren. Denn es muss endlich Schluss sein mit Green-Wischiwaschi!

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Cartagena Verlag GmbH
• Erscheinungsdatum: 12. Juli 2021
• ISBN: 9783948892043

Buchvorschau

Unsere Gesellschaft im Klimawandel

Dürren und Waldbrände, Regenbrüche und Überschwemmungen, Stürme und Gewitter von einer Stärke, die wir nie zuvor gesehen haben: Das Wetter scheint verrückt zu spielen. Die Gletscher schmelzen und Eisbären hungern, die Wälder sterben, die Obstbäume tragen nicht genug Früchte, die Schifffahrt kommt wegen des zu niedrigen Wasserstandes zum Erliegen und die Zahl der Toten durch Vibrio-Infektionen steigt. Weltweit schlagen Wissenschaftler Alarm, weltweit gehen Menschen auf die Straße. Und doch wird nichts so kontrovers diskutiert wie das, was hinter diesem Wort steckt: Klimawandel.

Anmerkung: Vibrio-Infektionen werden durch Bakterien der Gattung Vibrio hervorgerufen. Vibrio cholerae, der Auslöser der Cholera, ist das bekannteste Bakterium aus der Gattung der Vibrionen. Die Erreger kommen in Salz- und Süßwasser vor und vermehren sich bei Temperaturen ab 20 Grad Celsius besonders stark.

Was ist das Klima?

Alle reden über das Wetter. Sie reden über Sonnenschein und Regen, über Hitze und Kälte. Im kühlen Norden erscheinen uns drei Grad zusätzlich auf dem Thermometer eher wie ein Segen als eine Katastrophe. Doch wenn wir über das Wetter reden, meinen wir fühlbare Schwankungen zwischen den Wetterlagen, nicht jedoch das Klima als solches, denn Wetter und Klima sind nicht dasselbe. Das Klima stellt einen mit meteorologischen Methoden ermittelten Durchschnitt der dynamischen Prozesse in der Atmosphäre dar. Dabei bezieht man sich auf eine Region und betrachtet diese Prozesse im Jahresverlauf. Es wird nicht nur auf die physikalischen und chemischen Abläufe innerhalb der Atmosphäre geschaut, sondern auch auf die Einflüsse und Wechselwirkungen der Hemisphären. Die Datensätze werden immer in 30-Jahre-Schritten zusammengefasst, um dadurch mehr Aussagekraft zu erhalten. Der aktuelle und zugleich letzte Vergleichszeitraum umfasst die Jahre von 1961 bis 1990. Nach 2021 wird unsere jetzige Periode von 1991 bis 2020 zur Referenzperiode.

Man kann also sagen, das Klima stellt das durchschnittliche Wetter dar, ohne selbst ein Wetterereignis zu sein. In die Klimastatistik gehen somit Regen als auch Sonne, Hitze als auch Kälte und Wind als auch Flaute ein. Die Statistiken beinhalten ebenso alle Extreme. Wenn man aber von Klimazonen spricht, gelten dort normalisierte – also Durchschnittswerte.

Das Klima wird unterteilt in Mikroklima, Mesoklima und Makroklima. Das Mikroklima wird auch Kleinklima genannt, weil es sich auf den Bereich der bodennahen Luftschichten von etwa zwei Metern Höhe beschränkt. Das ist das Klima, welches wir als Mensch im Alltag wahrnehmen. An der See herrscht zum Beispiel ein Mikroklima, das deshalb als gesund gilt, weil der Aerosolanteil hoch ist. Das Mikroklima verändert sich kaum: Der Salzgehalt der Luft ist nicht abhängig von Sonne und Regen oder Wind und Temperatur. Klima ist also eigentlich etwas sehr Stetiges, es kann sich aber durch Eingriffe ändern. Zum Beispiel ist das Mikroklima in einem Passivhaus anders als das in einer Lehmhütte.

Das Mesoklima ist eine Zusammenfassung zweier Einzelklimate, die eine Ausdehnung von einigen hundert Kilometern besitzen. So misst man beispielsweise das Klima des Regenwaldes oder das Klima im Ökosystem einer Stadt. Berlin hat ein anderes Mesoklima als Schwerin.

Das Großklima nennt sich Makroklima und umfasst großräumige, atmosphärische Zirkulationsmuster von mehr als 500 Kilometern Ausdehnung. Hierzu gehören auch Meeresströmungen und Windsysteme, wie der Passat oder der Monsun.

Was sind Klimazonen?

Weil die Erde eine Kugel ist, treffen die Strahlen der Sonne mit unterschiedlicher Intensität auf die Erdoberfläche. An den Polen kommen die wenigsten der wärmenden Strahlen an und um den Äquator die meisten. Da die Erdachse leicht geneigt ist, verlaufen die Klimazonengrenzen nicht parallel zu den Koordinatenlinien, und weil auch die Ozeane das Klima stark beeinflussen, variieren die Grenzlinien. Ganz klare Grenzen gibt es nicht. Wie wir noch sehen werden, können sich Klimazonen auch verschieben, denn Klimazonen sind keine Rahmen, innerhalb deren Grenzen ein bestimmtes Klima herrscht. Vielmehr sind sie ein Abbild des herrschenden Klimas innerhalb einer global betrachteten Region. Der Geowissenschaftler Wladimir Köppen hat 1936 eine objektive Klimaklassifizierung der Erde vorgenommen. Daran orientiert man sich noch heute, fasst aber zur Vereinfachung die Zonen zusammen. Es lohnt sich jedoch, diese Zonen genau anzusehen, um zu verstehen, was eine auch nur geringfügige Verschiebung der Klimazonen für die betroffenen Länder bedeutet. Darum macht es Sinn, die Länder in den jeweiligen Klimazonen mit aufzuführen.

Polare Zone

In der Polaren Zone ist es immer kalt, es herrschen fast immer Minusgrade und selbst an den wärmsten Tagen im Jahr wird es selten wärmer als 10 °C. Allerdings gibt es verschiedene Zonen innerhalb dieser Zone. Einerseits ist es am Südpol im Schnitt kälter als am Nordpol und andererseits gibt es auch in den Polargebieten eine Abstufung. In der Antarktis können in Meeresnähe zum Beispiel Pinguine leben, während in Polnähe Temperaturen von -20 bis -40 und sogar bis zu -85°C alles gewöhnliche Leben unmöglich machen. Am Nordpol gibt es eine Kältesteppe – Tundra genannt – in der bei geringem Niederschlag kleine Pflanzen bis hin zu Sträuchern gedeihen. In der Kältewüste hingegen können nur Moose, Flechten und flache Gräser wachsen. Andere Pflanzen haben auf dem Permafrostboden bei unwesentlichen Niederschlägen keine Chance zu gedeihen. Insgesamt ist die Luftfeuchtigkeit gering, die seltenen Niederschläge fallen nur als Schnee, die Temperaturen sind permanent im Minusbereich. Eine negative Strahlungsbilanz ergibt sich dadurch, weil der Einstrahlwinkel der Sonne niedrig ist. Es gibt hier keine Jahreszeiten und die Vegetationsperiode dauert nur einen bis drei Monate. Als einzig messbare Größen gibt es die Polarnacht und den Polartag. Das bekannteste Phänomen dieser Klimazone ist das Polarlicht. In der Polaren Zone liegen Alaska, Kanada, Grönland, Island und die nördlichsten Teile Norwegens, Schwedens und Finnlands.

Subpolare Zone

Die Subpolare Zone ist ebenfalls sehr kalt und im Winter auch trocken, aber im Sommer fallen mehr Niederschläge als in der Polaren Zone. Die Sonneneinstrahlung ist flach, es gibt praktisch keine Jahreszeiten und die Permafrostböden verhindern ein Versickern von Niederschlägen. Die Luftfeuchtigkeit ist gering, die Verdunstungsrate niedrig und die Vegetationsperioden sind kurz. Pflanzen wachsen langsam, wodurch Tundren entstehen. Die Subpolare Zone teilt viele Eigenschaften der Polaren Zone, sie bildet einen Übergang zwischen der Polaren Zone und der Gemäßigten Zone. In ihr liegen die größten Teile Norwegens, Schwedens, Finnlands und der Russischen Föderation.

Gemäßigte Zone

In der Gemäßigten Zone gibt es in Meeresnähe ausgeglichene Temperaturen, doch landeinwärts sind starke Schwankungen zu verzeichnen. Man teilt diese Zone ein in nemoral (warmgemäßigt) und boreal (kaltgemäßigt). Gemäßigt bedeutet jedoch nicht, dass das Klima überall gleich ist. Der Begriff bezieht sich nur auf die Jahres-durchschnittstemperatur, die mit 10°C eben nicht arktisch-kalt und auch nicht tropisch-heiß ist. In der Mitte des Kontinents gibt es heiße Sommer und kalte Winter mit Temperaturunterschieden von bis zu 30°C. Man nennt es das Kontinentalklima. An den Küsten und auf den Inseln ist über das Jahr mehr Niederschlag messbar als im Landesinneren. Die Gemäßigte Zone zeichnet sich zudem durch klar erkennbare Jahreszeiten und eine große Artenvielfalt aus. In dieser Zone liegen Deutschland und seine unmittelbaren mittel-, ost- und westeuropäischen Nachbarländer, also Polen, Dänemark, die Niederlande, Belgien, Luxemburg, Österreich, der größte Teil der Schweiz, die Tschechische und die Slowakische Republik und die nördliche Hälfte Frankreichs sowie Großbritannien und Irland.

Subtropische Zone

In der Subtropischen Zone sind die Sommer warm und trocken, die Winter gemäßigt und feucht. Die Jahresdurchschnittstemperatur beträgt circa 20°C, die Höchstwerte liegen im Schnitt bei 40°C und im Regelfall gibt es keine Temperaturen im Minusbereich. Die Strahlungsintensität der Sonne im Sommer ist hoch, im Winter niedrig. Es gibt keine spürbaren Jahreszeiten, sondern vielmehr Regenzeiten und Trockenzeiten. Das Wetter wird durch Passatwinde beeinflusst, es sind Extremwetterereignisse möglich. In den Subtropen liegen zum Beispiel die größten Teile der mittel- und südamerikanischen Länder Kuba, der Dominikanischen Republik, Venezuela, Guayana, Peru, Kolumbien, Ecuador, Bolivien, Paraguay, Brasilien, Mexikos, Guatemala, Nicaragua sowie auf dem afrikanischen Kontinent Ghana, Benin, Togo, Nigeria, Kamerun, Gabun, Äthiopien, Uganda, Kenia, Tansania, Kongo, Sambia, Ruanda, und Burundi, der nördliche Bereich von Australien und in Asien zum Beispiel Indonesien, Malaysia, Papua-Neuguinea, die Philippinen, Indien, Thailand, Vietnam und der Süden Chinas. Auch unsere europäischen Mittelmeerländer gehören zu dieser Zone.

Tropische Zone

In der Tropischen Zone herrschen das ganze Jahr über hohe Temperaturen um 30°C. Die Sonneneinstrahlung ist hoch, denn die Sonne steht fast ganzjährig am Zenit. Statt Jahreszeitenklima herrscht Tageszeitenklima, trotzdem ist das Klima relativ beständig. Abhängig von Niederschlag und Luftfeuchtigkeit haben sich zwei Vegetationszonen herausgebildet. Gibt es im Jahr bis zu drei aride (trockene) Monate, begünstigt das den Regenwald. Gibt es drei bis fünf aride Monate, bildet sich eine Feuchtsavanne. Bei fünf bis acht Monaten reicht es nur noch zur Trockensavanne und bei acht bis zehn Monaten anhaltender Trockenheit zur Dornstrauchsavanne. Ist es zehn bis zwölf Monate trocken, entstehen Wüsten. Im Umkehrschluss werden in der humiden (feuchten) Zeit auf dem umgekehrten Weg Wüsten zum Regenwald. Der Nährstoffgehalt der Böden in der Tropischen Zone ist als niedrig anzugeben, denn durch natürliche Erosion und UV-Einstrahlungen werden viele Bodennährstoffe zerstört. Nach der Vegetationsbildung richtet sich die Artenvielfalt, die in dieser Zone als insgesamt sehr hoch angesehen werden kann. In der Tropischen Zone liegen Mittelamerika und die größten Teile Südamerikas und Afrikas und Asiens.

Die vorgenannte Zoneneinteilung hat einige Lücken. So gibt es auf der englischen Insel - anders als auf dem europäischen Kontinent - ein eher feuchtes Klima, wie der legendäre englische Nebel zeigt. Auch schwanken die Temperaturen üblicherweise nicht so stark, wie es auf dem Festland der Fall ist. Dieses Seeklima ist auch auf anderen Inseln zu beobachten. Zwischen Seeklima und Kontinentalklima gibt es ein Übergangsklima. Wiederum haben Regionen, die mitten auf dem Kontinent liegen, ein Kontinentalklima. In Europa ist das wegen der geringen Größe kaum relevant, aber mitten auf dem eurasischen Kontinent gibt es Länder mit heißen Sommern und sehr strengen Wintern.

Vielen Menschen dürfte gar nicht bewusst sein, dass auch Europa mehrere Klimazonen hat. Deutschland liegt zusammen mit Belgien, der Niederlande, Luxemburg, der Schweiz, Österreich, Tschechien, der Slowakei, Slowenien, Bulgarien, Ungarn, der Ukraine, Belarus, Lettland, Estland, Litauen, Polen, Dänemark und den größten Teilen Schwedens, Norwegens und Finnlands in der Gemäßigten Zone. Auch Großbritannien, Irland und Island liegen in dieser Zone, bilden aber durch das Seeklima eigene Unterzonen. Frankreich hingegen liegt zu einem beträchtlichen Teil bereits in der Subtropischen Zone, ebenso Portugal, Spanien, Monaco, Italien, Griechenland, Malta und große Teile des Balkans, also Serbien, Montenegro, Albanien, Bosnien und Herzegowina, dem Kosovo, dem Süden Kroatiens, Rumäniens und Bulgariens sowie Zypern. Wiederum liegen kleine Gebiete im Norden von Norwegen, Schweden, Finnland und Island in der Subpolaren und einige Gebiete Russlands sogar in der Polaren Zone. In den USA kann man ebenfalls von Norden nach Süden durch vier globale Klimazonen reisen. Der Kontinent ist auch noch einmal von Ost nach West in verschiedene Klimazonen aufgeteilt, weil Hochgebirge und Windströmungen für direkte Einflüsse, sprich für Klimaphänomene sorgen.

Klima ist also sehr komplex. Und das Wetter ist etwas ganz Anderes.

Was ist das Wetter?

Während das Klima ein über einen langen Zeitraum beobachteter, auf den Durchschnitt gerechneter Gesamtzustand des Wetters ist, ist das Wetter selbst stets ein kurzfristiges Ereignis – spürbar, messbar und relativ vorhersagbar. Für das Wetter kann man die Temperatur, den Luftdruck, die Windstärke, die Luftfeuchtigkeit und auch die Windrichtung erfassen. So ein Wetter lässt sich sogar im Labor erzeugen, denn es basiert auf rein physikalischen Grundsätzen.

Die Atmosphäre der Erde besteht in den ersten zehn Kilometern ab der Erdoberfläche aus Luft und da diese Luft aus chemischen Elementen besteht, wiegt diese Luft natürlich auch etwas. Wenn man sich einen Quadratmeter Erdoberfläche vorstellt und von diesem gedanklich eine zehn Kilometer hohe Säule bildet, dann wiegt die Luft in dieser Säule 10.000 Kilogramm. Der Druck, den diese Säule am Boden bildet, wird umgerechnet in die Einheit Pascal (Pa) und Hektopascal (hPa). Der Standardluftdruck, berechnet auf die Höhe des Meeresspiegels bei 15°C, beträgt 1013 hPa.

Umso höher man in dieser Säule nach oben steigt, desto geringer ist das Gewicht, das auf einem Körper lastet. Darum ist der Luftdruck beispielsweise im Gebirge geringer als im Tal. Wir empfinden die Luft als dünner, weil durch den niedrigeren Luftdruck unsere Lungen weniger Sauerstoff aufnehmen können. Darum haben wir in Höhenlagen mit unserer Atmung zu kämpfen und geraten schneller in Stress.

Erwärmt sich nun die Luft in dieser imaginären Säule, dehnt sie sich aus und wird leichter.

Nachvollziehbar wird der Effekt des Luftdrucks insbesondere beim Wasserkochen. In oberen Höhenlagen kocht Wasser schon bei geringeren Temperaturen. Vor allem in der alpinen Gastronomie sorgt dies zuweilen für große Herausforderungen, weil zum Beispiel Kartoffeln nicht oder nur sehr viel langsamer garen.

Die Lufterwärmung lässt den Luftdruck sinken und es entsteht ein Tiefdruckgebiet. Kühlt die Luft wieder ab, zieht sie sich zusammen, verdichtet sich also, wird schwerer und es entsteht ein Hochdruckgebiet. Auf der Wetterkarte sind immer beide zu sehen: Das Hoch mit Sonnenschein und das Tief mit dicken Wolken und Niederschlag. Zwischen beiden entsteht ein Ausgleich, den wir als Wind wahrnehmen. Gut beobachten kann man diese Erscheinung bei der Benutzung von Sprühsahne, die in einer Sprühdose unter hohem Druck komprimiert ist. Erst wenn man auf den Sprühknopf drückt, dehnt sich der Inhalt schlagartig aus, weil draußen ein geringerer Druck herrscht. Sie nimmt sich den Platz, der vorhanden ist, besser gesagt den sie braucht. Darum ist es auch nicht korrekt zu sagen, dass warme Luft nach oben steigt – sie wird vielmehr von der kalten Luft nach oben gedrückt.

Wie entsteht Wind?

Die Gründe für Windentstehung sehen wir nicht auf der Wetterkarte. Wir sehen dort lediglich die Buchstaben T für Tiefdruckgebiet und H für Hochdruckgebiet. Damit sind aber nur die Bodentiefs und Bodenhochs gemeint. In den höheren Luftschichten ist über jedem Bodenhoch ein Höhentief und über jedem Bodentief ein Höhenhoch zu finden. Schließlich schiebt die kalte Luft von unten die warme nach oben und umgekehrt. Man kann auch sagen, wo ein Tief ist, kann kein Hoch sein, darum gibt es in der Vertikalen immer beides. Ist nun in der Horizontalen links ein Bodentief und rechts ein Bodenhoch, saugt das Bodentief das Bodenhoch aus. Dasselbe passiert in den oberen Luftschichten spiegelverkehrt: Das linke Höhenhoch saugt das rechte Höhentief aus. So entstehen in Bodennähe Winde und in den oberen Luftschichten passiert das Gleiche.

Wie entsteht Niederschlag?

Indem das Oberflächenwasser der Erde erwärmt wird entsteht Niederschlag. Die Wassermoleküle dehnen sich aus, das Wasser wird gasförmig und steigt auf. In den kühleren oberen Luftschichten kondensiert das Wasser wieder. Es bilden sich Tropfen, die wir in ihrer Masse als Wolken am Himmel wahrnehmen. Diese Tropfen schließen sich zusammen und werden immer größer. Wenn sie ein gewisses Gewicht erreicht haben, fallen sie zur Erdoberfläche zurück. Große Tropfen nehmen dabei kleinere Tropfen mit.

Wir können diesen Vorgang beispielsweise vereinfacht beim Kochen an einer kühlen Fensterscheibe beobachten, an der sich der Wasserdampf niederschlägt und in Tropfen herabläuft.

Wie der Niederschlag auf der Erdoberfläche ankommt, hängt von einigen Faktoren ab. Bleibt es bei kleinen Tropfen, gibt es einen Nieselregen, sind die oberen Luftschichten mit unter -12 °C so kalt, dass das Wasser nicht zu Dampf, sondern Eis kondensiert, fällt Schnee. Bildet sich zwar Wasser, sind aber die Temperaturen in den Schichten unterhalb der Wolken zu niedrig, frieren die kleinen Tröpfen zu Körnchen und kommen als Graupelschauer bei uns an. Wenn sie durch mehrere Luftschichten fallen und sich mehrere Eisschichten an ihnen bilden, dann wachsen sie zu Hagelkörnern. Nicht alles Wasser kondensiert erst in ein paar Kilometern Höhe: Wenn die Luft in Bodennähe kühl genug ist, bildet sich schon auf den Pflanzen Tau. Friert es dazu noch, wird der Tau zu Reif.

Was erwärmt die Luft?

Unsere einzige natürliche Luftwärmequelle ist die Sonne. Sie ist ein Stern, der sich in etwa 149,6 Millionen Kilometern