Willkommen
Die Erde hat ihr Klima immer wieder gewandelt. Eiszeiten kamen und gingen. Warmzeiten ermöglichten es, dass Wälder in der Antarktis wuchsen.
Aber was jetzt passiert, ist anders: nicht, weil sich das Klima ändert, sondern wegen der Geschwindigkeit der Änderung.
In den letzten 150 Jahren ist die globale Durchschnittstemperatur um etwa 1,1°C gestiegen. Das klingt vielleicht gering, aber der Unterschied zwischen heute und der letzten Eiszeit, als die meisten von Nordamerika bedeckte Gletscher gab: betrug nur etwa 5°C.
In diesem Unterricht werden wir die Beweise untersuchen, die Mechanismen verstehen und kritisch über das Denken nachdenken, was wir tun können.
Was wissen Sie?
Bevor wir loslegen, lassen Sie uns herausfinden, woher Sie starten.
Wie die Erde warm bleibt
Der Treibhauseffekt
Der Treibhauseffekt ist kein schlechtes Ding. Ohne ihn wäre die durchschnittliche Temperatur der Erde etwa -18°C (0°F): viel zu kalt für flüssiges Wasser oder das Leben, wie wir es kennen.
Das ist, wie es funktioniert:
1. Die Sonne sendet Energie zur Erde als sichtbares Licht.
2. Die Erdoberfläche absorbiert dieses Licht und emittiert es als Infrarotstrahlung (Wärme).
3. Bestimmte Gase in der Atmosphäre: Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Wasserdampf (H₂O) und Stickstoffoxid (N₂O): absorbieren diese Infrarotstrahlungen anstelle der Flucht in den Weltraum.
4. Diese Gase emittieren die Wärme in alle Richtungen, einschließlich zurück zur Erdoberfläche.
Das ist, was unseren Planeten bei einer durchschnittlichen Temperatur von etwa 15°C (59°F) hält.
Das Problem ist nicht der Treibhauseffekt selbst: es ist, dass wir ihn verstärken, indem wir mehr dieser Gase in die Atmosphäre aufnehmen.
Was die Beweise zeigen
Der Beweis für den Klimawandel
Die Klimawissenschaft basiert auf mehreren unabhängigen Beweislinien. Hier sind die Hauptpunkte:
Eiskerne: Wissenschaftler bohren tief in Eisschichten in Antarktis und Grönland und extrahieren Zylinder aus Eis, die winzige Blasen aus der alten Atmosphäre enthalten. Diese Blasen lassen uns CO₂ und Temperatur für 800.000 Jahre messen. Die Daten zeigen, dass sich CO₂ und Temperatur immer zusammenbewegt haben: und dass die aktuellen CO₂-Werte weit über anything in dem 800.000-jährigen Rekord liegen.
Die Keeling-Kurve: Im Jahr 1958 begann Charles David Keeling, die atmosphärische CO₂-Konzentration in Hawaii auf dem Mauna Loa Observatory zu messen. Seine Messungen zeigen eine unaufhaltsame steigende Tendenz von 315 ppm auf über 420 ppm heute, mit einem charakteristischen Sägezahnmuster, das durch die jährliche Pflanzenwachstum verursacht wird.
Temperaturdaten: Thermometerdaten, die bis in das Jahr 1850 zurückreichen, zeigen einen eindeutigen Erwärmungstrend, insbesondere seit 1980. Die zehn wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen haben alle seit 2010 stattgefunden.
Stehende Meeresspiegel: Der weltweite Meeresspiegel ist seit 1900 um etwa 20 cm (8 Zoll) angestiegen und die Geschwindigkeit beschleunigt. Dies kommt von zwei Quellen: thermische Ausdehnung (warmes Wasser nimmt mehr Raum ein) und Schmelzen von Eis.
Rückzug von Gletschern: Gletscher weltweit schrumpfen. Im Glacier National Park in Montana gab es 1850 150 Gletscher; heute sind es weniger als 25.
Ozeanversauerung: Der Ozean absorbiert etwa 30% des von uns emittierten CO₂. Dies bildet Kohlensäure, was das Wasser saurer macht: ein 26%iger Anstieg der Säure seit vorindustriellen Zeiten. Dies stellt eine Bedrohung für Korallenriffe und Muscheln dar.
Kohlenstoff, den wir freigesetzt haben
Wie die Menschheit die Atmosphäre verändert hat
Über Millionen von Jahren war Kohlenstoff unter Tage in Form von Kohle, Öl und Erdgas verbannt: die Überreste alter Pflanzen und marine Organismen, die über geologische Zeit unter Druck gebracht und begraben wurden.
Mit dem Industriezeitalter um 1760 begannen wir, diese fossilen Brennstoffe zu graben und sie zur Energieverwendung zu verbrennen. Die Verbrennung von karbonhaltigem Kraftstoff kombiniert den Kohlenstoff mit Sauerstoff, was CO₂ in die Atmosphäre freisetzt.
Die Zahlen:
- Vorindustrielle CO₂-Konzentration: etwa 280 ppm
- Aktuelle CO₂-Konzentration: über 420 ppm: ein Anstieg von 50%
- Menschen verursachen ungefähr 36 Milliarden Tonnen CO₂ pro Jahr
Weitere wichtige Quellen von Treibhausgasen:
- Rodung: Bäume absorbieren CO₂. Wenn sie gefällt werden, wird ein Kohlenstoffsenke entfernt und gespeicherter Kohlenstoff freigesetzt.
- Landwirtschaft: Reisfelder und Viehzucht produzieren Methan. Düngemittel freisetzen Stickstoffoxid. Die Landwirtschaft macht etwa 10% der globalen Emissionen.
- Zementproduktion: Die Herstellung von Zement löst CO₂ aus Kalkstein frei. Es macht etwa 8% der globalen Emissionen aus.
Der natürliche Kohlenstoffkreislauf bewegt Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Ozeanen, Boden und Lebewesen. Aber wir haben diesen Kreislauf durcheinandergebracht, indem wir Kohlenstoff hinzufügten, der sicher für Millionen von Jahren unter Tage lagerte.
Was passiert als nächstes
Folgen eines sich erwärmenden Planeten
Der Klimawandel ist nicht nur auf höhere Temperaturen beschränkt. Er löst eine Kaskade von miteinander verknüpften Effekten aus:
Meeresspiegelanstieg: Die thermische Ausdehnung des Wassers und der Schmelzwasserabfluss von Gletschern könnten den Meeresspiegel um 0,3 bis 1 Meter bis 2100 anheben. Hunderte Millionen von Menschen leben in Küstengebieten, die davon betroffen wären.
Extremwetter: Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, was stärkere Regenfälle und Überschwemmungen fördert. Stärkere Hurricanen werden von höheren Ozeantemperaturen gespeist. Dürren verschärfen sich in bereits trockenen Regionen.
Ökosystem-Störungen: Arten müssen sich zurückziehen, anpassen oder vor dem Aussterben zu fürchten haben. Korallenriffe sterben in wärmerem, saurerem Wasser. Die Vegetationsperioden verschieben sich, was die Landwirtschaft beeinflusst.
Rückkopplungsmechanismen
Manche Folgen der Erwärmung führen sogar zu mehr Erwärmung: diese werden als positive Rückkopplungsmechanismen (positiv hier bedeutet selbstverstärkend, nicht gut) bezeichnet:
- Schmelzen von Permafrost: Der arktische Permafrost enthält riesige Mengen an Methan und CO₂ aus alter organischer Substanz. Je wärmer der Arctic wird, desto mehr schmilzt dieser Permafrost und entlädt diese Gase, die mehr Wärme verursachen, die mehr Permafrost schmilzt.
- Eis-Albedo-Rückkopplung: Eis spiegelt Sonnenlicht wider. Wenn Eis schmilzt, wird es dunkle Ozean- oder Landfläche freigegeben, die mehr Wärme absorbiert, die mehr Eis schmilzt.
- Wasserdampfrückkopplung: Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen, der selbst ein Treibhausgas ist und mehr Wärme einfängt.
Was können wir tun
Ansätze zur Bekämpfung des Klimawandels
Es besteht eine starke wissenschaftliche Übereinkunft darüber, dass der Klimawandel real, menschengemacht und ernst zu nehmen ist. Es gibt jedoch ein echtes, legitimes Diskussionsziel über die besten Wege der Reaktion. Hier sind die Hauptkategorien:
Minderung: Emissionsreduktion:
- Erneuerbare Energien (Sonne, Wind, Wasserkraft, Geothermie)
- Kernkraft (null Kohlenstoff, aber Bedenken hinsichtlich Abfall und Sicherheit)
- Elektrifizierung des Transports
- Verbesserung der Energiewende
- Reduzierung der Rodungen
Anpassung: Vorbereitung auf bereits im Gange befindliche Veränderungen:
- Bau von Deichen und Hochwasser-Schutzzäunen
- Entwicklung von Trockensaatgut
- Umsiedlung von gefährdeten Gemeinschaften
- Verbesserung von Frühwarnsystemen für extremen Wetter
Kohlenstoffentfernung: Rückführung von CO₂ in die Atmosphäre:
- Wiederaufforstung und Boden-CO₂-Speicherung
- Direkter CO₂-Abscheidungstechnologie (aktuell teuer und energieintensiv)
- Verstärkte Mineralverwitterung
Politische Ansätze:
- Kohlenstoffsteuern oder Kapazitäts- und Handelsysteme
- Internationale Abkommen (Pariser Abkommen)
- Vorschriften für Emissionen
- Subventionen für saubere Energie
Individuum vs. systemisches Diskussionsziel:
Einige argumentieren, dass persönliche Entscheidungen (weniger fahren, weniger Fleisch essen, weniger Abfall anfertigen) am wichtigsten sind. Andere argumentieren, dass systemische Veränderungen: Politik, Infrastruktur, Technologie: die einzige Möglichkeit sind, um auf großem Maßstab zu wirken. Die meisten Experten sagen, dass beide erforderlich sind.
Was wirst du in Erinnerung behalten?
Zusammenfassung
Heute haben wir viel Grundgebot abgedeckt:
- Der Treibhauseffekt und warum es wichtig ist
- Mehrere Beweise, die zeigen, dass der Klimawandel real und beschleunigt ist
- Wie menschliche Aktivitäten den Kohlenstoffkreislauf gestört haben
- Folgen & Rückkopplungsschleifen, die die Erwärmung verstärken
- Die Reihe von vorgeschlagenen & diskutierten Lösungen
Klimawissenschaft basiert auf Physik, Chemie, Geologie, Biologie und Daten von jedem Kontinent und Ozean. Um es zu verstehen, ist genau der Art des evidenzbasierten Denkens erforderlich, der gute Wissenschaft ist.