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I. Geburt eines neuen Forschungszweigs: So viel Klima steckt in unserem Wetter
Kapitel 1: Ursache und Wirkung: Wie wir unser Wetter geschaffen haben
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Wer heute auf diesem Planeten lebt, gehört zu den ersten Menschen, die in ihrer Umwelt die Folgen eines Prozesses deutlich zu spüren beginnen, der seinen Ausgang vor 250 Jahren in einem Laborraum in Glasgow nahm - dort, wo sich ein schottischer Mechaniker und Instrumentenbauer namens James Watt eine »Neue Methode zur Verminderung von Dampf- und Betriebsstoffverbrauch in Feuermaschinen« ausdachte und mit seiner Dampfmaschine den Weg bahnte für den Siegeszug von Maschinenkraft und Lokomotiven.
Und erst damit den großen Hunger der Menschen nach Kohle, Ol und Erdgas weckte, welche seither zu Abermilliarden Tonnen aus dem Boden geschält, geschnitten und gepumpt wurden, um sie anschließend in Kraftwerken und Fahrzeugen zu verfeuern und nebenbei die Erde wie in einem Treibhaus zu erhitzen.
Warum wir Treibhausgase brauchen
Die Erde erhält ihre Energie durchs Sonnenlicht. Bis zur Erdoberfläche gelangt allerdings nur ein Teil der Sonnenstrahlen. Ein Teil - die UV-Strahlen - wird von der Ozonschicht absorbiert. Und etwa 30 Prozent werden entweder schon in der
Atmosphäre oder von Eis und anderen hellen Oberflächen auf der Erde reflektiert und direkt zurück ins Weltall gestrahlt. Das restliche Sonnenlicht wird von der Erde absorbiert, wodurch sich die Erde erwärmt und wiederum selbst Strahlung emittiert Diese Strahlung ist nicht mehr sichtbar, aber spürbar - und zwar als Wärme, da es sich hauptsächlich um Infrarotstrahlung handelt. Diese wird nun in der Luft von den sogenannten Treibhausgasen abermals absorbiert und mit verringerter Energie in alle Richtungen abgestrahlt. Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxyd und Methan. Ein Teil der Strahlung wird also wieder zurück zur Erde geworfen - wie ein Pingpong-Spiel zwischen Erdboden und Treibhausgasen, wobei mit jedem Kontakt weniger Energie im Spiel bleibt, schließlich nehmen die Moleküle einen Teil der Strahlungsenergie auf und wandeln sie in Bewegungsenergie um. Und das heißt nichts anderes, als dass sich die Atmosphäre erwärmt.
Weil es Treibhausgase gibt, ist die Erdatmosphäre um über 30 Grad wärmer, als sie es ohne Kohlendioxid, Wasserstoff und Methan wäre. Ohne Treibhausgase würde die von der Erde emittierte Strahlung zum Großteil ungehindert zurück ins Weltall abstrahlen. Das Leben hier wäre ziemlich ungemütlich und kalt. Treibhausgase sind also wichtig für uns.
Solange der Anteil der Treibhausgase und die Sonneneinstrahlung konstant sind, ist alles in Ordnung. Das Problem fängt an, wenn wir Unmengen an fossilen Brennstoffen verfeuern und damit auch immer mehr Treibhausgase in die Luft entlassen, die mehr Strahlung absorbieren können. Und zwar Treibhausgase wie Kohlendioxid, die anders als Wasserdampf nicht nach ein paar Tagen als Regen wieder die Atmosphäre verlassen, sondern für Jahrhunderte dort bleiben. Damit die Energiebilanz dann noch stimmt, muss sich die Erde erwärmen. Und das tut sie, wie wir seit 1895 wissen, als Svante Arrhenius den Zusammenhang von Erderwärmung und Treibhausgasen entdeckte.
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Die Erde hat sich seit 1776 - dem Jahr, als James Watt für seine Dampfmaschine von König Georg III. das Patent Nummer 913 erhielt - um ungefähr ein Grad erwärmt. Der Ausstoß an Kohlendioxid stieg erst langsam an und beschleunigte sich mit der Industrialisierung. Entsprechend stieg auch die globale Durchschnittstemperatur zunächst gemächlich, bis zum Jahr 1960 waren es gerade mal 0,2 Grad. Heute ist es weltweit schon ein Grad wärmer. Das wärmste Jahr war 2016, das zweitwärmste 2017, das drittwärmste 2015, gefolgt von 2014,2010,2013,2007. Das heißt: Die sieben wärmsten Jahre fallen allesamt ins vergangene Jahrzehnt.
Dieses eine zusätzliche Grad im weltweiten Durchschnitt ist allerdings ein abstraktes Maß. Wir bemerken es nicht unmittelbar, nur seine Auswirkungen. Um es zugespitzt auszudrücken: Die veränderte globale Mitteltemperatur bringt niemanden um. Jedenfalls nicht direkt.
Wohl aber durch ihren Einfluss auf das Wetter.
Das Gesicht des Klimawandels
Für unser Wetter hat dieses eine Grad große Konsequenzen: Weil die Erdatmosphäre durch die globale Zirkulation verbunden ist, steigen die Temperaturen in fast allen Regionen der Erde. Im einfachsten Fall wird es überall wärmer, und die Wahrscheinlichkeit für Hitzewellen steigt, während sie für Kältewellen sinkt.
Wenn sich die Luft erwärmt, kann sie mehr Wasserdampf aufnehmen, bevor das Wasser anfängt zu kondensieren und sich Wolken bilden. Das Wasser bleibt für ein paar Tage in
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