Warming Stripes #showyourstripes

Warming Stripes zum Naturrraum Oberrheintiefland.
Warming Stripes zum Landkreis Südliche Weinstraße.

Schon seit längerem zeigen Wissenschaftler*innen, Bürger*innen und Institutionen weltweit unter dem Hashtag #showyourstripes den Verlauf der durchschnittlichen Jahrestemperatur ihrer Region in den sozialen Medien. Verdeutlichen soll dies den Temperaturanstieg und die damit verbundene Erderwärmung.

Aus gegebenen Anlass hat uns das Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen die sogenannten Warming Stripes zum Naturraum Oberrheintiefland und zum Landkreis Südliche Weinstraße auf Basis der Wetterdaten des Deutschen Wetterdiensts angefertigt.

Die Sonneneinstrahlung bestimmt im Wesentlichen das Klima auf der Erde. Al­lerdings wird die Strahlungsbilanz, also gewissermaßen der Energiehaushalt der Erde ganz wesentlich von der Atmosphäre bestimmt. In diesem Zusammen­hang sind die sogenannten Treibhausgase wie Wasserdampf, C02 und Methan von herausragender Bedeutung. Sie sind in natürlicher Weise in der Atmosphäre vorhanden und sind für den na­türlichen Treibhauseffekt verantwortlich. Ohne diesen natürlichen Treibhausef­fekt gäbe es wohl kein Leben auf der Erde, denn die globale Durchschnittstemperatur läge bei -l8° C. Der menschengemachte Treibhauseffekt (oder auch anthropogener Treibhauseffekt) der für den Klimawandel verantwortlich ist, entsteht durch eine Anreicherung von Treib­hausgasen in der Atmosphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten (siehe Abb. 1).
Atmosphärische Konzentrationen
Abb. 1: Atmosphärische Konzentrationen wichtiger langlebiger Treib­hausgase über die letzten 2.000 Jahre. Anstiege seit etwa 1750 sind auf menschliche Aktivitäten im Industriezeitalter zurückzuführen. [l]
Abb. 2 zeigt die Strahlungsbilanz der Erde. Die Sonne strahlt Energie in Form von kurzwelliger Strahlung (sichtbarem Licht) ab. Ein Teil der einfal­lenden Strahlung wird durch Reflexion an der Atmosphäre und der Erdo­berfläche unmittelbar wieder an den Weltraum abgegeben. Die restliche Energie wird zum Teil von der Atmosphäre und zum Teil von der Erde ab­sorbiert. Hierdurch erwärmen sich Atmosphäre und Erde und geben ih­rerseits diese Energie wieder in Form von langwelliger Wärmestrahlung ab. An dieser Stelle kommen die Treibhausgase ins Spiel. Im Gegensatz zu den kurzwelligen Sonnenstrahlen, die zu einem großen Teil ungehindert die Atmosphäre passieren, wird die langwellige Wärmestrahlung von den Treibhausgasen fast vollständig absorbiert und dann teilweise zur Erde zurückgestrahlt. Die Strahlung wird dadurch gewissermaßen von der At­mosphäre gefangen und mehrmals zwischen Erde und Atmosphäre hin und her geschickt, bevor sie wieder ins Weltall entweicht.
Abschätzung der jährlich und global gemittelten Energiebilanz der Erde.
Abb. 2: Abschätzung der jährlich und global gemittelten Energiebilanz der Erde.langfristig wird die Menge an einfallender Sonnenstrahlung, die von der Erde und der Atmosphäre absorbiert wird, dadurch kompensiert, das Erde und Atmosphäre die glei­che Menge langwelliger Strahlung wieder freisetzen. Ungefähr die Hälfte der einfallen­den Sonnenstrahlung wird von der Erdoberfläche absorbiert. Die Energie gelangt von dort zurück in die Atmosphäre, wenn sich die Luft im Kontakt mit der Oberfläche er­wärmt, sowie durch Verdunstung von Wasser und durch langwellige Strahlung, die durch Wolken und Treibhausgase absorbiert wird. Die Atmosphäre wiederum strahlt langwellige Energie sowohl auf die Erde zurück, wie auch in den Weltraum hinaus.
Durch menschliche Aktivitäten, vor allem durch die Verbrennung von fossilen Ener­gieträgern, werden große Mengen Treibhausgase - insbesondere CO₂ - freigesetzt und häufen sich in der Atmosphäre an. Diese Treibhausgase verstärken den natür­lichen Treibhauseffekt, da mehr Strahlung zur Erde zurückgeworfen wird. Verglichen mit CO₂ haben andere Treibhausgase eine we­sentlich stärkere Wirkung. Ein Molekül CH₄ (Methan) hat beispielsweise ein 25-mal stärkeres Treibhausgaspotential als ein CO₂ -Molekül. Obwohl die anderen Treibhaus­gase teilweise sehr viel höhere Treibhausgaspotentiale haben, ist der Strahlungsan­trieb, der durch CO₂ hervorgerufen wird, wesentlich höher als bei den anderen Treibhausgasen. Dies liegt daran, dass im Vergleich sehr viel größere Mengen an CO₂ freigesetzt werden. Neben den Treibhausgasen beeinflussen auch Aerosole, Veränderungen der Landnut­zung und die natürliche Variabi­lität der Sonnenstrahlung die Strahlungsbilanz und damit auch das Klima. Die natürliche Änderung durch die sich verändernde Sonneneinstrahlung ist jedoch im Vergleich zu dem menschengemachten Anteil sehr gering. Ohne den menschengemachten Anteil ist der zu beobachtende Klimawandel wissenschaft­lich nicht zu erklären.
Zusammenfassung der wichtigsten Komponenten des Strahlungsantriebs des Klimawandels.
Zusammenfassung der wichtigsten Komponenten desStrahlungsantriebs des Klimawandels. Die Werte geben die An­triebe im Jahre 2005 relativ zum Beginn des Industriezeitalters (ca. 1750) wieder. Positive Antriebe führen zur Erwärmung, ne­gative zur Abkühlung des Klimas. (Darstellung vereinfacht)
Klimaspirale von Ed Hawkins. Zeigt die globale Durchschnittstemperatur von 1850 bis 2016.

Referenzen:
Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz and R. Van Dorland (2007), Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing, In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the lntergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, .tvl- Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA Deutsche Ubersetzung durch die deutsche IPCC-Koordinierungsstelle, Bonn, 2011

Infomaterialien, Darstellungen und Text als fertiges Poster zur Präsentation auf Github. Öffentlich bereitgestellt und erarbeitet durch die Scientists4Future Landau.

SDGs des Artikels: