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In Diskussionen zur Klimaerwärmung werden regelmässig die selben alten Argumente vorgebracht. Ich setzte mich in diesem Artikel mit den klassischen Klimawandelleugner-Argumenten auseinander.
Einige dieser Argumente haben durchaus einen wahren Kern – doch weil sie unvollständig, ohne Kontext oder verzerrt wiedergegeben werden, kehrt sich ihre Aussage ins Gegenteil. Einige der Argumente sind auch ganz einfach falsch, und wieder andere sind völlig richtig – aber für die Diskussion um den Klimawandel irrelevant.
Der kalte Winter widerlegt die Klimaerwärmung!
Klima ist definiert als das „mittlere Wetter“ über eine lange Zeit, in der Regel etwa 30 Jahre. Das ist vernünftig: Die Atmosphäre ist ein chaotisches System, auf das viele externe und lokale Faktoren einwirken. Das ist es auch, was präzise Wetterprognosen so schwierig macht. Ein einzelner warmer Sommer, oder ein einzelner kalter Winter für sich allein beweist oder widerlegt also überhaupt nichts (ganz unabhängig davon, was die Boulevard-Zeitungen behaupten). Erst über eine längere Zeit können sich generelle Trends zeigen. Es ist deshalb vielmehr die Häufung von „Rekordsommern“ und sogenannten „Jahrhundertniederschlägen“ (Schnee im Winter, Regen im Sommer) in den letzten Jahren, die auf den generellen Trend hin zu höheren globalen Durschnittstemperaturen (und damit mehr Verdunstung und mehr Niederschlag) hinweist.
Schaut man sich den Winter 2009/2010 an (statt sich auf Europa zu beschränken), dann sieht man, dass er weltweit tatsächlich ungewöhnlich warm war – in den Polarregionen war er sogar einer der wärmsten Winter seit Beginn der Messungen.
Im Übrigen kann eine globale Erwärmung durchaus auch mit einer lokalen Abkühlung verbunden sein, gerade in Europa: Süsswasser aus dem schmelzenden Grönlandeisschild könnte eines Tages den Golfstrom abwürgen oder zumindest abschwächen. Der Golfstrom hält Europa seit Jahrtausenden deutlich wärmer, als es auf diesen Breiten eigentlich wäre. Am Ende der letzten Eiszeit ist dies tatsächlich geschehen: Als sich der riesige nordamerikanische Schmelzwassersee „Lake Agassiz“ in den Nordatlantik entleerte, stürzte Europa in der „Jüngere Dryas“ genannten Periode für fast tausend Jahre zurück in die Eiszeit.
Es hat immer schon Klimaschwankungen gegeben!
Richtig! Vom globalen Schneeball bis zum globalen Tropenwald hat die Erde schon sehr viele Klimazustände erlebt. Schaut man sich die Erdgeschichte an, gibt es grob zwei Klimazustände, die über viele Jahrmillionen stabil bleiben können: die „Treibhauserde“ und die „Eishauserde“. Die Eishauserde ist die Welt, die wir kennen: Eis an den Polen, Wüsten auf subtropischen Breiten, tiefe CO2-Konzentrationen, tiefe Meeresspiegel, eine globale Mitteltemperatur um die 15°C. Dieser Zustand hält auf der Erde seit rund 3 Millionen Jahren an (als die CO2-Konzentration nach einer rund 30 Millionen Jahre dauerenden Abnahme schliesslich die ~350 ppm-Grenze unterschritt), wobei die Wechsel zwischen „Eiszeit“ und „Warmzeit“, wie man sie in der Schule lernt, nur zwei halbstabile Zustände innerhalb des Eishauszustands beschreiben. Die Erde befand sich vor vielen Millionen Jahren (im Erdzeitalter des Karbons, und davor auch in jenem des Ordoviziums) schon einmal im Eishauszustand. Den mit Abstand grössten Teil der Erdgeschichte verbrachte sie jedoch im Zustand der „Treibhauserde“. Die Treibhauserde hat kein Eis an den Polen, sondern weist praktisch von Pol zu Pol tropenische Temperaturen auf. Ein hoher CO2-Pegel und ein rund 200 m höherer Meeresspiegel gehören dazu, die globale Mitteltemperatur beträgt ca. 21°C (die Temperatur dieser Welt wird vor allem durch die Treibhausgase definiert, daher „Treibhauserde“). Welchen Zustand die Erde einnimmt, bestimmt vorwiegend der CO2-Gehalt sowie die Strahlungsleistung der Sonne. Wie erwähnt ereignete sich der letzte Übergang ins Eishausklima, als die Konzentration von CO2 in der Atmosphäre nach einer langen Phase der Gebirgsbildung (die über die Erosion zur Bindung von CO2 aus der Atmosphäre führt) unter 350 ppm fiel: dann nämlich begann die Anatarktis zuzufrieren, später auch die Arktis – dies erhöhte widerum die „Weissheit“ (das Rückstrahlvermögen oder die Albedo) der Erde, was zur Reflektion von mehr Sonnenlicht und damit noch tieferen Temperaturen führte (daher die Bezeichnung „Eishaus“: die Temperatur wird hier vor allem über die Albedo und deshalb über Eisflächen definiert). Heute ist der CO2-Pegel durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe wieder auf fast 390 ppm gestiegen. Bleibt die Konzentration langfristig auf diesem Wert, kehrt sich die erdgeschichtliche Entwicklung um: die Eisschilde in Grönland, dem Nordpolarmeer und der Antarktis werden destabilisiert, womit auch die Abkühlung durch die weissen Eisflächen wegfällt und die Erde zwangsläufig in den „Treibhaus“-Zustand zurückkehrt. Hatte ich schon erwähnt, dass dieser mit 200 m höheren Meeren verbunden ist (zumindest langfristig, das heisst, dieser Zustand stellt sich innerhalb der nächsten vielleicht 1000 Jahre ein)?
Es gab in der Erdgeschichte unzählige natürliche Klimaschwankungen. Diese Klimaschwankungen waren in den meisten Fällen sehr viel langsamer als die heutige, vom Menschen angestossene. Der CO2-Gehalt wird sonst über sehr langsame Prozesse geregelt, wie die Erosion von Gebirgen, die globale Vulkantätigkeit, die Umwälzgeschwindigkeit des Ozeans und ähnliches. Es gab allerdings in der Erdgeschichte zumindest ein Ereignis, bei dem in kurzer Zeit eine grosse Menge CO2 in die Atmosphäre kam: das sogenannte „Paläozäne-Eozäne thermale Maximum“ („PETM“), eine kurze Phase am Übergang der Erdzeitalter Paläozän und Eozän. Man vermutet eine hohe vulkanische Aktivität, die Destabilisierung von Methanvorkommen im Meer oder das grossflächige Abbrennen von Torfvorkommen in Sibirien als Ursache. Die Erde war damals bereits im Treibhausklima, und trotzdem schlug sich der plötzliche, steile CO2-, Meeresspiegel und Temperaturanstieg in einem weltweiten Massenaussterben von Tier- und Pflanzenarten nieder. Es dauerte einige hunderttausend Jahre, bis sich die Situation wieder einigermassen beruhigt hatte.
Das wahre Problem am Klimawandel ist, dass die Menschheit enorm vom heute herrschenden Klima abhängt. Die industrialisierte Nahrungsmittelproduktion, die Milliarden von Menschen zu versorgen hat, zählt auf bestimmte Niederschlagsmuster und -häufigkeiten. Eine Mehrheit der Menschen sowie der grösste Teil der Fabriken, Universtitäten und Kulturgüter befindet sich innerhalb 200 m zur Meeresoberfläche. Immer wieder sind in der Menschheitsgeschichte Zivilisationen untergegangen, weil sie lokalen Klimaschwankungen zum Opfer fielen, die sehr viel harmloser und schwächer waren als alles, was wir uns heute auf einem globalen Niveau eingebrockt haben. Der menschgemachte Klimawandel ist also vor allem ein Problem des Menschen, nicht des Planeten. Der Hinweis, dass die Erde schon immer Klimaschwankungen durchgemacht habe, ist deshalb irrelevant für die Diskussion um die Bekämpfung des menschgemachten Klimawandels.
Grönland war einst grün!
Grönland war mal grün – das letzte Mal vor etwa 3 Millionen Jahren, dem letzen Zeitpunkt, an dem die CO2-Konzentration natürlicherweise ähnlich hoch war, wie heute. Gibt man dem Eis genügend Zeit, zu schmelzen, und belässt man den CO2-Pegel in der Atmosphäre auf dem heutigen Wert, wird Grönland wieder grün werden.
In der Regel ist mit dieser Aussage aber gemeint, dass Grönland im Mittelalter, während der sogenannten Mittelalterlichen Warmzeit (die bisher nur im Nordatlantikraum verlässlich nachgewiesen werden konnte), grün gewesen sein soll. Das ist so nicht richtig: In dieser Zeit versuchten zwar einige Isländer, Grönland zu besiedeln. Das ging auch einige Jahrhunderte lang gut, zumindest so lange, bis die mitgeführten Schafe die ultradünne Humusschicht zerstört und die Kolonisten sich in Kriege mit den einwandernden Inuit verwickelt hatten. Grönland war damals aber fast genauso lebensfeindlich wie heute: Siedlungen gab es nur an der Küste, in Gebieten, die auch heute noch Eisfrei sind. Der grönländische Eisschild selbst ist sehr viel älter, wie man aus Bohrkernen ablesen kann, die rund hunderttausend Jahre (in der Antarktis – bis zu knapp 1 Mio Jahre) zurückreichen (jedes Jahr hinterlässt im Eis seine Spur, eine Art „Baumring“ im Eis – auf diese Weise kann man sogar Vulkanausbrüche, die vor vielen Jahrtausenden stattgefunden haben, nachweisen).
In anderen Worten: Grönland ist, seit es den modernen Menschen gibt, im Grossen und Ganzen schon immer eine Eiswüste gewesen, die nur in den Küstengebieten knapp bewohnbar war.
Aber halt, warum heisst es dann „Grönland“ (Grünland!?). Die Siedler, die von Island aus Grönland besiedelten, folgten Erik dem Roten. Dieser war ein eher unangenehmer Zeitgenosse, der für diverse Morde und Grausamkeiten von einem isländischen Thing für drei Jahre von der Insel verbannt wurde. Nach drei Jahren Exil auf Grönland, das damals noch keinen richtigen Namen hatte, kehrte er nach Island zurück und träumte davon, auf Grönland zum Herrscher über eine neue Nation zu werden: also gab er dem Land den wohlklingenden Namen „Grönland“, womit andere Siedler angelockt werden sollten. Dies gelang, und Erik der Rote brachte es zu etwas Macht und Einfluss (sein Sohn Leif Eriksonn sollte später der erste Europäer sein, der nachweislich nach Nordamerika segelte).
Seit 10 Jahren gibt es keine Klimaerwärmung mehr!
Tatsächlich ist die Erwärmung der letzten 10 Jahre statistisch gesehen „nicht signifikant“. Was heisst das? Die totale Erwärmung in dieser Zeit beträgt 0.3 Grad, plusminus 0.3 Grad. Es könnten also 0.6 Grad Erwärmung sein – oder eben 0 (wobei diese beiden Werte gleich (un)wahrscheinlich sind, und eine Erwärmung um 0.3 Grad am wahrscheinlichsten ist). Man kann also nicht ganz ausschliessen, dass sich die Durchschnittstemperatur in den letzten 10 Jahren nicht erhöht hat.
Allerdings ist das Klima nicht einfach zufällig als das mittlere Wetter von 30 Jahren definiert: wie erwähnt, ist die Atmosphäre chaotisch. Das gilt nicht nur auf der Zeitskala einiger Tage, Wochen oder Monate, sondern auch auf der Zeitskala mehrerer hintereinander folgender Jahre. So gibt es zum Beispiel eine Schwankung in der Intensität der Sonne von ungefähr 0.1 Prozent – ein Sonnenzyklus dauert 11-12 Jahre. Andere langperiodische Schwankungen haben mit Vorgängen im Südpazifik (El Niño / La Niña) zu tun. Solche Phänomene können das Klima mehrerer aufeinanderfolgender Jahre beeinflussen.
Analysiert man statt den letzten 10 Jahren die letzten 30 (oder auch die letzten 150) Jahre, ist die Erwärmung klar statistisch signifikant, dh, der Fehlerbereich lässt die Aussage „möglicherweise keine Erwärmung“ nicht mehr zu.
Man stellt sogar fest: betrachtet man zu einem beliebigen Zeitpunkt in den letzten 100 Jahren das Wetter der jeweils letzten 10 Jahre, so bekommt man in den wenigsten Fällen einen signifikanten Trend (dies liegt daran, dass die Schwankung von einem Jahr zum anderen typischerweise grösser ist als die globale Erwärmung, die innerhalb dieser 10 Jahren stattfindet). Das ist ein gutes Indiz darauf, dass die Betrachtungszeiträume für globale Erwärmungstrends (oder Abkühlungstrends) deutlich länger als 10 Jahre sein sollten.
Der Treibhauseffekt existiert nicht!
Ohne Treibhauseffekt gäbe es kein Leben auf der Erde. Die Treibhausgase der Erdatmosphäre (vor allem Wasserdampf, CO2, Methan und Stickoxid) haben eine „isolierende“ Wirkung, nehmen also einen Teil der Wärmestrahlung, die die Erde von der Sonne reflektiert, auf und strahlen sie in alle Richtungen gleichmässig wieder ab – ein Teil davon wird also auch zur Erdoberfläche zurückreflektiert. Dieser Effekt macht, für alle Gase zusammen genommen, rund 33°C aus, das heisst, statt 15°C wäre die Erde ohne Treibhausgase etwa -18°C kalt. Es ist schwierig, den einzelnen Gasen ihre Anteile an den 33°C zuzuordnen: Die Absorptionsbänder, das heisst, die Wellenlängen der Strahlung, die die Gase absorbieren können, überlappen sich teilweise – entfernt man das eine Gas, „übernimmt“ ein anderes. Alles in Allem hat aber Wasserdampf den grössten absoluten Effekt, gefolgt von CO2 und erst dann folgen die anderen, selteneren Gase. Warum bekämpfen wir dann nicht Wasserdampf? Siehe weiter unten!
Wer auch schon unter offenem Himmel übernachtet hat, kennt ein Phänomen, das ein Stückweit mit dem Treibhauseffekt verwandt ist: Sternklare Nächte sind sehr viel kälter als solche, in denen eine Wolkenbedeckung vorhanden ist. Auch hier reflektieren die Wolken (bzw der Wasserdampf darin) die Wärmestrahlung zum Boden zurück und wirken „isolierend“.
Ein weiteres Beispiel für den Treibhauseffekt ist unser Nachbarplanet Venus: Deren rund 50 Mal dichtere Atmosphäre besteht zu über 95% aus CO2. Obwohl der Planet dank Schwefelwolken (die nach einem Vulkanausbruch auch auf der Erde für eine kurze Abkühlung sorgen) praktisch weiss ist (die Treibhauseffekt-freie Temperatur der Venus würde bei gleicher Albedo etwa -40°C betragen), herrschen auf der Oberfläche mörderische 480°. Würde der Treibhauseffekt nicht existieren, müsste die Venus also eiskalt sein!
CO2 ist gut für die Pflanzen!
In der Tat erzeugen Pflanzen ihre Biomasse aus dem atmosphärischen CO2. Da die heutigen Pflanzen sich unter höheren CO2-Anteilen als heute in der Atmosphäre entwickelt haben, „funktionieren“ sie tendenziell besser, wenn der CO2-Gehalt höher ist. Im 19. und frühen 20. Jahrhhundert ging man deshalb noch davon aus, dass ein höherer CO2-Pegel in der Atmosphäre zu verstärktem Pflanzenwachstum führen würde.
Pflanzen brauchen zum idealen Wachstum aber nicht nur CO2: Sonnenscheindauer, Niederschlag, Mineralien, Abwesenheit von Parasiten spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Eine globale Veränderung des Klimas beeinflusst auch diese Faktoren (oft in einer negativen Weise), so dass man nicht mehr ohne weiteres davon ausgehen kann, dass ein höherer CO2-Pegel zu verbessertem Pflanzenwachstum führt. Im Gegenteil: fossilisierte Pflanzenüberreste, die aus der Zeit des PETM erhalten sind, zeigen einen deutlich höheren Schädlingsbefall als Pflanzen aus anderen Zeiten – ein Hinweis darauf, dass schnelle Klimaveränderungen zu Invasionen von Schädlingen führen, gegen die die Pflanzen sich nicht wehren können.
CO2 folgt der Temperatur, nicht umgekehrt!
In Eisbohrkernen, die aus dem antarktischen oder grönländischen Eis gewonnen werden, findet man winzige Gasbläschen, welche die Luft längst vergangener Zeiten konservieren. Über Sauerstoffisotope kann die damalige Temperatur rekonsturiert werden. Tut man dies, sieht man, dass am Ende einer Eiszeit zunächst die Temperatur etwas steigt, worauf der CO2-Pegel in der Luft steigt, worauf die Temperatur wieder steigt, etc. Der Ozean speichert CO2 – je wärmer er ist, desto weniger kann er davon speichern (dieses Phänomen kennt man von der Kohlensäure in einem Süssgetränk: wird es erwärmt, verflüchtigt sich die Kohlensäure (die nichts anderes ist als gelöstes CO2)). Das heisst, hier tritt ein selbstverstärkender Erwärmungseffekt auf. Die Anfängliche Erwärmung, die zur Freisetzung von etwas CO2 führt, stammt nicht aus dem CO2, sondern aus der Veränderung der Erdbahnparameter (Neigung der Erdachse, Präzession der Erdachse, Exzentrizität der Umlaufbahn der Erde), welche die mittlere Sonnenscheindauer im hohen Norden definieren. Eine einfache Rechnung kann zeigen, dass diese für sich alleine genommen niemals die Temperaturschwankung zwischen Eiszeit und Zwischeneiszeit erklären können. Steigt die Sonnenscheindauer im hohen Norden über einen bestimmten Wert, erwärmt sich der Ozean und setzt etwas CO2 frei – dieses erwärmt das Klima ein bisschen, was noch mehr CO2 freisetzt. Dies geht so lange, bis der Ozean und die Temperatur in ein neues Gleichgewicht treten – die Eiszeit ist zu Ende. Fällt die Sonnenscheindauer jedoch wieder unter einen bestimmten Wert, beginnt der Ozean, wieder mehr CO2 zu speichern, worauf sich das Klima abkühlt, der Ozean noch mehr CO2 speichert – solange, bis eine neue Eiszeit eingetreten ist. CO2 wirkt also verstärkend, es verstärkt die Klimaschwankungen, die von den Veränderungen in den Erdbahnparametern verursacht werden. Der Temperaturunterschied zwischen heute und der letzten Eiszeit beträgt etwa 5-6°C. Knapp die Hälfte davon kann durch die Veränderung der Albedo erklärt werden (schmelzen die Eisflächen, wird die Erde dunkler und absorbiert mehr Sonnenstrahlung). Der Rest ist auf das CO2 und andere Treibhausgasse zurückzuführen.
Methan ist das stärkere Treibhausgas als CO2!
Methan ist in der Tat ein stärkeres Treibhausgas als CO2. Ein Gramm Methan hat eine rund dreissig Mal so starke Treibhauswirkung wie ein Gramm CO2. Warum ist dann CO2 der „Hauptbösewicht“ der Klimaerwärmung? Zunächst einmal stösst die Menschheit sehr viel mehr CO2 als Methan aus – der totale Erwärmungseffekt durch das zusätzliche CO2 ist rund doppelt so gross wie der totale Erwärmungseffekt durch das zusätzliche Methan. Der zweite Punkt ist, dass Methan sehr viel kurzlebiger ist als CO2 – es reagiert in der Atmosphäre relativ schnell mit dem Sauerstoff zu CO2 und Wasserdampf, womit sein stärkerer Effekt nicht so lange anhält. Trotzdem: Methan macht rund ein Viertel des gesamten Erwärmungseffektes aus (CO2 etwas mehr als die Hälfte) und sollte deshalb nicht unbeachtet bleiben. Das Verbrennen des Methans, wo immer es entsteht, sollte seine Erwärmungswirkung weitgehend (~zu 97%) entschärfen.
Wasserdampf ist ein viel wichtigeres Treibhausgas als CO2!
Wasserdampf ist in der Tat ein gutes Treibhausgas (wie Methan ist es, pro Gramm gemessen, stärker als CO2). Doch Luft einer bestimmten Temperatur kann nur eine bestimmte Menge Wasserdampf enthalten – danach fällt er als Regen (oder Schnee) aus. Wie man vielleicht noch aus der Schule weiss, kann warme Luft mehr Wasserdampf halten als kalte. Deshalb wirkt Wasserdampf in der Atmosphäre verstärkend: je wärmer es ist, desto mehr Wasserdampf kann die Luft halten, und je mehr Wasserdampf die Luft halten kann, desto wärmer wird es. Doch da der Wasserdampf immer wieder schnell als Regen ausfällt, führt dieser Kreislauf nicht in die Katastrophe. Mehr Wasserdampf in einer Atmosphäre einer bestimmten Temperatur würde also nicht zu zusätzlicher Erwärmung, sondern nur zu zusätzlichem Niederschlag führen.
Wasserdampf verstärkt jedoch die Wirkung von CO2 und anderen Treibhausgasen. Der exakte Verstärkungseffekt ist schwierig zu beziffern, aber nach der einen Art zu rechnen schätzt man, dass von den 33° totaler Erwärmung der Erdoberfläche durch Treibhausgase rund 25° vom Wasserdampf bestritten werden. Würde man jedoch die anderen Treibhausgase (CO2, Methan, Stickoxid und Ozon) vollständig aus der Atmosphäre entfernen, würde diese so kalt, dass sie praktisch keinen Wasserdampf mehr halten könnte und die Durchschnittstemperatur der Erde auf etwa -18°C zurückfallen würde.
Die Sonne ist an allem Schuld!
Die Strahlungsleistung der Sonne wird von Satelliten überwacht. Sie schwankt im 11-Jahresrythmus um etwa 0.1 Prozent. Damit kann man den konstanten, steilen Anstieg der Durchschnittstemperaturen auf der Erde in den letzten 30 Jahren nicht erklären. Der Trend der mittleren Strahlungsleistung, gemittelt über die letzten paar Zyklen, zeigt für die letzten 30 Jahre sogar ganz leicht nach unten. Wie man es auch dreht und wendet, die Sonneneinstrahlung kann nicht die Ursache der beobachteten Erwärmung sein.