Klimablog

Grosse zeitverzögerte Wirkungen unserer Emissionen

27.Juni 2012

Fast täglich berichten Zeitungen und Zeitschriften über Auswirkungen des Klimawandels. Einen ausführlichen Sonderbeitrag über die dramatischen Veränderungen in der Arktis erschien z.B. vor kurzem im  Economist:  “The vanishing North“.  Der “verschwindende Norden” mit folgendem Bild.

In der Sahel Zone herrscht infolge einer grossen, langanhaltenden Dürre eine dramatische Ernährungs- und Flüchtlingskrise. Der IPCC Sonderbericht über Wetterextreme belegt mit wissenschaftlicher Rigorosität die Zunahme ssolcher Extreme. Die Liste liesse sich fast beliebig verlängern.

Die internationalen Klima-Verhandlungen drehen sich um die Frage, ob und wie das 2 Grad Ziel erreicht werden kann, auch um Adaptionsmassnahmen an die nicht mehr vermeidbaren Veränderungen, z.B. an einen Meeresspiegelanstieg von mindestens 70 cm bis 2100. Kaum diskutiert wird die Frage nach den längerfristigen Folgen unserer bereits getätigten Emissionen und der verschiedenen Szenarien für deren weiteren Verlauf. Welches sind die Klimaveränderungen nach 2100 z.B. im Jahr 2200 oder 2300?

Die Klimaforschung befasst sich zunehmend mit diesen Fragen. Von einer IPCC Arbeitsgruppe  wurden repräsentative Szenarien entwickelt, die als Basis für neuere Modellierungen für den nächsten IPCC Assessment Report AR5 dienen. RCP (representative concentration pathways) wurden bis 2100 und ECP (extended concentration pathways) bis 2300 erarbeitet. Verglichen mit den Emissionsszenarien des letzten IPCC Berichts fokussieren die RCP auf den Strahlungsantrieb bzw. die Konzentration des CO2 eq, die durch ein Zusammenspiel von Emissionen und Veränderungen der Landnutzung zustande kommen. Die verschiedenen RCP werden  durch den Strahlungsantrieb im Jahr 2100 in W/m2 gekennzeichnet. RCP 4,5 ist also ein Szenario, das im Jahr 2100 einen Strahlungsantrieb von 4,5 W/m2 aufweist.

Auf der Basis einiger dieser RCP untersuchen Schaeffer, Hare, Rahmstorf und Vermeer in einer soeben publizierten Arbeit in Nature den Meeresspiegelanstieg bis 2300: “Long-term sea-level rise implied by 1.5 °C and 2 °C warming levels“.  Die Autoren verwenden ein halbempirisches Modell, das mit Hilfe von Messungen der Klimazustände aus der Erdgeschichte geeicht wurde. Die Autoren weisen darauf hin, dass das Modell noch grosse Unsicherheiten über die Geschwindigkeit des Abschmelzens der Eisschilde enthält. Dieser Prozess könnte infolge von Instabilitäten noch schneller ablaufen als im Modell angenommen.

Das folgende Bild aus der Arbeit zeigt die  Verläufe der Emissionen in Gt CO2 eq. und den daraus resultierenden Temperaturverlauf für die untersuchten Szenarien.

Die schwarzen Kurven sind das Kopenhagen Referenz Szenario, also im wesentlichen “weiter wie bisher”bis 2050, danach sinken die Emissionen, bleiben aber auch 2100 immer noch auf einem extremen Niveau (über 60 Gt CO2 eq). Dieses Szenario liefert schon 2100 einen Temperaturanstieg von etwa 4 Grad. Die braune Kurve RCP 4,5 zeigt die Verläufe bei einer massiven Reduktion der Emissionen nach einem Peak etwa um 2040, sodass der Strahlungsantrieb bis 2100 auf 4,5 W/m2 begrenzt wird und der Temperaturanstieg auch nach 2100 bei etwa 3 Grad bleibt. Noch wesentlich drastischere und vor allem schnellere Reduktionen der Emissionen, mit einem Peak etwa bei 2020 sind nötig um eine Stabilisierung bei 2 Grad zu erreichen (hellbraune Kurven).

Das folgende Bild zeigt die dazugehörigen Anstiege des Meeresspiegels, links die Rate des Anstiegs, rechts den Anstieg.

 

Der Meeresspiegel steigt in den verschiedenen Szenarien weniger als 1 m bis 2100, der Anstieg geht aber bis 2300 nahezu unverändert weiter bis auf über 3 m für das RCP 4,5 Szenario und knapp unter 3m für das Szenario Stabilisierung bei 2 Grad. Diese Ergebnisse zeigen in voller Schärfe die grosse Problematik der verzögerten Auswirkungen infolge der thermischen Trägheit der Ozeane. Selbst mit unserem nur schwierig erreichbaren 2 Grad Ziel würden grosse und wichtige Teile der Infrastruktur an den Küsten bis 2300 unter Wasser liegen. Ein riesiger Bevölkerungsanteil wäre zur Umsiedlung gezwungen.

Welche Möglichkeiten gibt es, diese katastrophalen Entwicklungen zu verhindern? Die Autoren haben dazu zwei Szenarien untersucht, in denen nach 2100 “negative Emissionen” die Konzentration von CO2 in der Luft reduzieren. Der gestrichelt blau markierte Verlauf zeigt, dass nur mit solchen drastischen  Massnahmen der Meeresspiegelanstieg auf etwa 1,5 m begrenzt werden könnte.Dies ist möglich durch Verbrennen von Biomasse und Abscheidung mit Tiefenlagerung des bei der Verbrennung entstehenden CO2 (CCS). Das geht zwar technisch im Prinzip würde aber eine Infrastruktur der Grössenordnung wie unser gesamtes heutiges Energiesystem erfordern. Fraglich ist ausserdem ob genügend Speicherplatz für die unterirdische Entsorgung vorhanden wäre. Auch bezüglich Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion ist dieser Vorschlag höchst fragwürdig.

Die Schlussfolgerung kann nur sein, die Anstrengungen zur Dekarbonisierung zu beschleunigen und deutlich niedrigere Erwärmungsen anzustreben als das jetzige 2 Grad Ziel.

Autor: Klaus Ragaller

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