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Klimawandel -
Aerosole, Sonne, Erdbahnschwankungen, ...

Ist auch die Wirkung der sogenannten Treibhausgase eindeutig, so gibt es doch noch deutlich mehr Einflussfaktoren, die an einem Klimawandel beteiligt sein können.

Der Strahlungsantrieb
Der Strahlungsantrieb in Watt pro Quadratmetern beschreibt die direkte Wirkung der klimawirksamen Gase auf den Energiehaushalt der Erde. Ein negativer Strahlungsantrieb entzieht der Erde Energie, führt also zu einer Abkühlung der Atmosphäre. Ein positiver Strahlungsantrieb führt der Atmosphäre Energie zu, sie erwärmt sich.

Strahlungsantrieb
(IPCC 2021, übers. STM)

Insgesamt liegt der von Menschen verursachte Strahlungsantrieb derzeit bei etwa 2,75 Watt pro Quadratmeter, 1,6 wurden noch im IPCC-Bericht 2007 angegeben.

Aerosole:
Aerosole, kleinste Schwebteilchen in der Luft, können unterschiedlich auf die Energiebilanz der Erde einwirken.

Sogenannte reflektierende Aerosole, etwa helle Sulfate, die sich aus Schwefelemissionen bilden, reflektieren in hohem Maß kurzwellige Strahlung zurück in den Weltraum (Albedo wird erhöht). Sie verringern damit die Sonneneinstrahlung auf die Erde und wirken "kühlend".

Verschiedene Aerosole wirken als Kondensationskerne für Wassertröpfchen - und verstärken damit eine Wolkenentstehung in der Atmosphäre. Sie verursachen direkt eine zunehmende Bildung von hellen Wolken, die dann ebenfalls Sonnenlicht ins Weltall zurück reflektieren, aber eben auch langwellige Ausstrahlung in den Weltraum zurück halten.

Dunkler Ruß aber, der etwa bei der unvollständigenVerbrennung von Kraftstoffen (Diesel, Schweröl, ...) und bei Brandrodung entsteht, absorbiert Strahlung und trägt zur Erwärmung der Atmosphäre bei.

Insgesamt nehmen Ruß und Schwefelaerosole die letzten zwanzig Jahre deutlich ab, so dass deren Rückgang wieder einen Einfluss auf den Klimawandel hat.

Kondensstreifen von Flugzeugen reflektieren Energie ins Weltall zurück. Vermindert sich die Bedeckung durch diese künstlichen Wolken, so steigt die Tagesmitteltemperatur um bis zu ein Grad. Dieser Effekt wurde im Jahr 2001 über Nordamerika entdeckt, als der Flugverkehr nach dem 11. September drei Tage fast vollständig ruhte. Dies gilt insbesondere für Gebiete mit hohem Aufkommen an Flugverkehr (z.B. auch Europa). Durch verminderte Rückstrahlung in den Weltraum wird aber auch Energie unter den entstehenden Zirrus-Wolken "gefangen" und kann nicht entweichen. Insggesamt haben daher Kondensstreifen und durch sie entstehende Wolken einen minimal positiven Strahlungsantrieb zur Folge.

Veränderte Landbedeckung:
Wenn immer mehr Waldgebiete in Ackerland umgewandelt werden, dann hat auch dies einen Einfluss auf das Klima. Dunkle Waldgebiete nehmen mehr Strahlung auf als verhältnismäßig helleres Ackerland, das mehr Strahlung direkt reflektiert (sog. Albedo). Sie absorbieren also mehr Sonnenlicht als Ackerflächen.

Werden Äcker aber in bebautes Land (Städte) umgewandelt, so nehmen die Städte wieder mehr Sonnenlicht auf, als die Äcker, zum Beispiel auch deshalb, weil in Städten (siehe Mensch und Klima: Stadtklima) im Winter der Schnee kürzer liegen bleibt, als auf landwirtschaftlichen Nutzflächen.

Sonne:
Die Sonne wird ebenfalls als Einflussfaktor des Weltklimas gesehen. Regelmäßige sehr geringe Schwankungen in ihrem Energieausstoß haben, weil sie etwa alle sieben Jahre auftreten, keine wesentlichen langfristigen Auswirkungen auf das Klima. In den letzten 150 Jahren hat allerdings wohl der Gesamtenergieausstoß der Sonne etwas zugenommen, so dass ein geringer zusätzlicher Energiebetrag auf der Erde eintrifft. Aktuelle Berechnungen gehen von einem Strahlungsantrieb von +0,12 Watt pro Quadratmetern aus.
[nach: Hansen, James E.: Lässt sich die Klima-Zeitbombe entschärfen? und IPCC 2007, IPCC 2021]

Erde:
Immer wiederkehrende, aber unregelmäßige Veränderungen in der Erdumlaufbahn können durchaus den Übergang zwischen Warm- und Kaltzeiten (Eiszeiten) beschleunigen oder auslösen.
Schwankungen war in den letzten 250.000 Jahren unter anderem die Erdneigung unterworfen, Werte zwischen 22° und 24,5° wurden gemessen (heute: 23,5°). Auch der Abstand Sonne Erde, die sog. Präzession, variiert minimal jahreszeitlich. Momentan ist das Perihel, die größte Annäherung, im Januar. Die Bahnexzentrizität beschreibt wie stark die elliptische Umlaufbahn der Erde um die Sonne von einer Kreisbahn abweicht. Auch hier gab es Schwankungen. Nimmt man die Veränderung dieser Parameter zusammen, so zeigt es sich, dass Veränderungen der Erdumlaufbahn mit dem Auftreten von Warm- und Kaltzeiten zusammenhängen.
Wir leben heute in einer Warmzeit, die vor etwa 11.600 Jahren begann und etwa 15.000 bis
20.000 Jahre dauern sollte, wenn man die Längen der letzten vier Warmzeiten statistisch bewertet. Neue physikalische Überlegungen, basierend auf der astronomischen Theorie der
Eiszeiten, zeigen allerdings, dass die heutige Warmzeit durchaus auch 50.000 Jahre andauern könnte. Die nächste Eiszeit sollte ihren Höhepunkt in 50.000 bis 60.000 Jahren haben, dann begänne wieder eine langsame Erwärmung.
Diese Voraussagen an Hand der Erdbahnparameter scheinen nicht zum derzeit messbaren Klimawandel zu passen. Da sie nicht leicht bewertbar sind, gehen sie nicht in die Berechnungen in der obigen Grafik ein.
[Erde: nach Graedel, Thomas E., Paul J.Crutzen: Atmosphäre im Wandel;
WBGU Sondergutachten 2003]

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