Auf was hat man sich bei dem Klimaabkommen Paris 2015 geeignet?

Antwort: Die Globaltemperatur soll um nicht mehr als 2°C über den vorindustriellen Level ansteigen. Besser wäre noch ein Anstieg um nur 1,5°C. Alle Länder tragen dazu bei, dieses Ziel zu erreichen und machen Angaben, wie sie das tun wollen.

Vorindustriell bedeutet ca. 1750-1800. Man geht davon aus, dass damals die CO2-Konzentration ca. 280 ppm (millionstel Teile) betrug.

Heute sind es etwa 400 ppm.

Was man genau tun muss, um das 2°C Ziel zu erreichen, ergibt sich aus der Klimasensitivität.

Wikipedia erklärt Klimasensitivität folgendermaßen:

Die Klimasensitivität ist eine Größe, die die globale Erwärmung der Erdatmosphäre durch die Wirkung vonTreibhausgasen ins Verhältnis zu einer Strahlungseinheit setzt. Man kann sie in Grad Celsius pro Watt je Quadratmeter (°C/(W/m²) = °C·m²/W) angeben. Geläufiger ist jedoch die Angabe der Klimaerwärmung bei Verdoppelung der Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre.^[2]Das heißt, dass die Durchschnittstemperatur der Erde um diesen Betrag ansteigt, wenn sich die CO₂-Konzentration von den vorindustriellen 280 ppm auf dann 560 ppm erhöht.

Joanne Nova schreibt in ihrem Blog dazu und erklärt die Gleichung,  mit der die Erwärmung errechnet wird:

400 ppm means 1.5C warming doesn’t it?

It’s a simple equation. C is the CO2 concentration, and C₀ is the pre-industrial concentration (280 ppm).

Warming = ECS x log2 (C : C0)

Auf Deutsch würde das heißen:

Erwärmung in Grad =

Klimasensivität x log2 x (aktuelle CO2 Konzentration : vorindustrielle Konzentration)

Der Weltklimarat IPCC spricht von einer Sensitivität von 3°C oder möglicherweis nur 2,5°C pro Verdoppelung der Konzentration. Eingesetzt in obige Gleichung würde das z.B. so aussehen:

3°C  x  log2  x  (400  :  280)

Ergebnis: Erwärmung  = 1,5°C

Aus dem Ergebnis und der Tabelle unten ist zu ersehen, dass wir die 1,5 °C schon erreicht haben.

Joanne Nova schreibt weiter:

Lately the IPCC has admitted that climate sensitivity could be a bit lower at at 2.5C. But even that doesn’t give us much breathing space to redefine western civilisation. If equilibrium sensitivity is 2.5C, then we are aiming for 430 ppm on the CO2-power-control-knob, which at the current rate will be reached by 2030. In other words, we have to keep global atmospheric CO2 below 430 ppm to limit warming to 1.5C above preindustrial levels. (That is, unless we have to keep it below 400ppm.) Global CO2 levels are rising relentlessly by around 2ppm a year. At this current steady rate of increase, the best case scenario is that we’ve got 15 years to become 100% “carbon neutral”.

Year	CO2 (ppm)	log2 (C/Co)	Warming (ECS of 3°C)	Warming (ECS of 2.5°C)
1800	280	0	0°	0°
2015	400	0.51	1.5°	1.25°
2030	430	0.62	1.8°	1.5°
2040	450	0.68	2.04°	1.7°
2047	465	0.73	2.2°	1.82°
2055	480	0.78	2.34°	1.94°
2060	490	0.8	2.4°	2.0°

Was bedeuten die Aussagen der obigen Tabelle?

Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre nimmt unaufhaltsam ca. 2 ppm pro Jahr zu.

1.    Bei einer Klimasensitivität von 3°C wie allgemein angenommen wird, habe wir das 1,5°C-Ziel heute schon erreicht. Damit die Temperatur nicht weiter ansteigt, müsste sofort aller CO2-Ausstoß unterbunden werden oder Maßnahmen ergriffen werden, alles entstehende CO2 zu binden.

2.    Bei einer Klimasensitivität von 2,5°C, die es möglicherweise auch geben könnte, dürfte für das 1,5°C-Ziel ab 2030 kein weiteres CO2 ausgestoßen werden.

3.    Bei einer Klimasensitivität von 3°C dürfte  – um das 2°C-Ziel zu erreichen – ab 2040 kein weiteres CO2 in die Atmosphäre geleitet werden.

4.    Bei einer Klimasensitivität von 2,5°C müsste man bis 2060 den CO2 Ausstoß auf null heruntergefahren haben.

Es überrascht schon, dass Politiker hier Ziele vereinbart haben, die gar nicht einzuhalten sind. Im Fall 1 ist der sofortige Stopp unmöglich. Unsere Zivilisation basiert zu einem Großteil auf Fossilen Energien und deren CO2-Ausstoß. Über die Hälfte der Weltbevölkerung möchte hier noch auf unser Niveau aufholen. Das wird mit erneuerbaren Energien nicht zu schaffen sein. Sie sind zu teuer und zu unstetig. Der Flächenbedarf dafür ist immens und das Speicherproblem ist ungelöst.

Atomkraft wäre die einzig vorhandene CO2-freie Energiequelle, die diesen Bedarf decken kann. Aber sie wird ja von vielen als zu gefährlich abgelehnt.

Nun ist das mit der Klimasensitivität so eine Sache. Der Weltklimarat IPCC gibt sie mit einer Spannbreite von 1,5°C bis 6°C an, mit einer besten Schätzung von 3°C. Andere Wissenschaftler geben 0,5°C bis 9°C an. Gewissheit sieht anders aus. Eingesetzt in die obige Formel ergäben sich Aussagen wie: „Es ist schon zu spät“ bis hin zu: „Wir haben noch ewig Zeit“.

Eine neue Sichtweise auf die Klimasensitivität

Der australische Mathematiker David Evans hat die Rechenlogik der IPCC-Computersimulationen überprüft und geht von einer falschen Vorgehensweise aus:

Es besteht allgemeine Übereinkunft darüber, dass das CO2 unter Laborbedingungen eine Klimasensitivität von ca. 1.2°C hat (nach Rahmsdorf und Schellenhuber). In der freien Wildbahn verhält es sich aber anders. Denn hier kommen Rückkopplungen hinzu, die durch eine erhöhte Temperatur erzeigt werden. Wasserdampf, Wolken, Reflektion durch Schnee und Eis, alles ändert sich dadurch. Wegen der Vielzahl von Rückkopplungen ergeben sich ganz unterschiedliche Ergebnisse, wie oben gut zu sehen ist. Sie können über oder unter den Laborwerten liegen und teilweise sogar negativ sein.

CO2 nimmt einen Teil der von der Erdoberfläche abgestrahlten Wärme auf und strahlt sie wieder zurück. Der IPCC behandelt  diesen Teil nun wie einfallendes Sonnenlicht, das ja unseren Planeten Energie zuführt. Dadurch wird rechnerisch die Atmosphäre wärmer und es entsteht mehr Wasserdampf. Auch dieser ist ein Klimasensitives Gas und erhöht die vom IPCC errechnete Klimasensitivität weiter.

Evans geht nun von einem anderen Denkmodell aus:

Anstatt sich alleine auf die Klimagase zu beschränken die die Strahlung ins Weltall mehr oder weniger abbremsen, nimmt er weitere real zu beobachtende Fakten mit in sein Berechnungsmodell ein. Es gibt 4 hauptsächliche Abfluss-Kanäle für die von der Erdoberfläche abgestrahlte Energie:

1.    CO2, das aus einer Höhe von ca. 10 km in das All abstrahlt. Diese Höhe ändert sich. Je höher sie liegt, desto kälter ist sie und desto weniger Energie wird abgestrahlt.

2.    Die Wolkenoberflächen, die ja aus Wassertröpfchen bestehen. Sie strahlen aus einer durchschnittlichen Höhe ab, die sich verändern kann.

3.    Wasserdampf als Klimagas strahlt auch aus sich ändernden Höhen ab.

4.    Ein weiterer Anteil strahlt direkt von der Erdoberfläche ins Weltall ab. 

Bestimmte Wärmestrahlen werden von den Klimagasen nicht erfasst und können durch das sogenannte atmosphärische Fenster entweichen.

Es gibt noch weitere Abflussmöglichkeiten wie z.B. Methan, Stickoxid und FCKW, aber sie machen zusammen nur 7% des Gesamtenergieflusses aus und werden daher vernachlässigt. Evans hat die vier Abfluss-Kanäle in einem Rechenmodell zusammengefasst, das auch die unterschiedlichen Abstrahlungshöhen mit berücksichtigt.

Das Ergebnis zeigt auf, dass wenn eine Abflussmöglichkeit der Wärmestrahlung blockiert wird, die Energie mit einer kurzen Verzögerung  über die drei anderen Kanäle abfließt.

Das Rechenmodell hat er mit einer Stausee-Analogie verglichen:

Ein Stausee hat einen Zulauf, nämlich das Sonnenlicht, und vier Überläufe, nämlich CO2, Wolkenoberflächen, Wasserdampf und Erdoberfläche.  Anzumerken ist, dass es sich bei diesem Vergleich um keine Röhren wie bei einem Wasserkraftwerk handelt, sondern um Überläufe, die den Wasserstand des Sees bestimmen.

Wird nun ein Überlauf blockiert, steigt der Wasserstand ganz leicht an, aber die zufließende Wassermenge verteilt sich dann auf die drei anderen Überläufe und die ablaufende Menge bleibt gleich. Im Vergleich kommt es nur zu einem minimalen Temperaturanstieg. Wendet man dieses Rechenmodell auf die Klimasensitivität an, ergibt sich ein Wert von 0 bis 0,5°C, also im Schnitt 0.25°C. Das wäre nur ein Zehntel der IPCC-Werte.

Zusammengefasst von Johannes S. Herbst