auf deutlich längere Zeiträume von mehreren Jahrzehnten. Aus einer Vielzahl von Wetterbeobachtungen werden mittels statistischer Methoden Klimaverläufe ermittelt und Prognosen für die zukünftige Entwicklung erstellt. So ist sowohl ein einzelner Wirbelsturm als auch ein Rekordsommer mit großer Trockenheit zunächst nur ein Wetterereignis. Stellt man allerdings fest, dass es seit der Jahrtausendwende sehr viele Jahre mit überdurchschnittlich hohen Temperaturen sowie eine Häufung von Extremwetterereignissen gegeben hat, so handelt es sich um eine Veränderung des Klimas. Die statistischen Mittelwerte verschieben sich in diesem Fall nach oben.
Zur Verdeutlichung dieser Unterscheidung kann man sich einen Roulettetisch vorstellen. Das Wetter beschreibt, welche Zahl gerade durch die Roulettekugel ausgewählt wurde. Eine Prognose ist hier fast unmöglich. Das Klima dagegen beschreibt, dass im Durchschnitt in fast 50 Prozent der Fälle (genau 48,65 Prozent) eine rote Zahl ausgewählt wird und dass die Wahrscheinlichkeit für die Zahl Null bei 2,7 Prozent liegt. Spielt man nun lange Zeit Roulette und stellt fest, dass die Null regelmäßig ausgewählt wird, während die Häufigkeit roter Zahlen nur bei 20 Prozent liegt, spricht vieles dafür, dass das Roulettespiel manipuliert ist. Die statistischen Parameter haben sich verändert, es hat ein Klimawandel stattgefunden. Seit wenigen Jahren versuchen Klimawissenschaftler mittels der Attributionsforschung den Beitrag des Klimawandels auf extreme Wetterlagen abzuschätzen und so das kurzfristige Phänomen Wetter mit dem langfristigen Klimatrend zu verknüpfen.3
Mit komplexen Modellen prognostizieren vor allem die Wissenschaftler des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) die weitere Entwicklung des Klimas in den nächsten Jahrzehnten. Wie jede Projektion, die auf einer Vielzahl von Einflussfaktoren beruht, sind auch die Vorhersagen dieses Gremiums mit Unsicherheiten behaftet. Entscheidend ist allerdings, dass sämtliche Modelle hinsichtlich der Richtung des globalen Wandels zu gleichen Ergebnissen kommen: Es hat im letzten Jahrhundert bereits eine signifikante Temperaturerhöhung stattgefunden und dieser Trend wird sich auch in den nächsten Jahrzehnten fortsetzen. Einigkeit besteht in diesen Modellen auch darüber, dass der weitaus größte Teil dieses Klimawandels durch die menschliche Wirtschafts- und Lebensweise verursacht ist.
Die große Bandbreite der Temperaturprojektionen beruht vor allem auf zwei Ursachen: Zum einen sind manche physikalischen Prozesse bisher noch nicht vollständig erforscht, sodass ihre Modellierung auf große Schwierigkeiten stößt. Zum anderen benötigt jedes Modell die Vorgabe exogener Variablen, auf deren Basis die Klimaveränderungen projiziert werden können. Zu diesen exogenen Variablen zählen insbesondere das Bevölkerungswachstum, wirtschaftliche und technische Entwicklungen sowie politische Entscheidungen. Der IPCC berechnet verschiedene Szenarien, die für unterschiedliche Ausprägungen dieser exogenen Variablen stehen. Das können unterschiedliche Annahmen zur Geburten- und Sterberate und damit zur Entwicklung der Weltbevölkerung sein oder auch zu den ordnungs- und fiskalpolitischen Maßnahmen, mit denen die einzelnen Volkswirtschaften den Klimawandel bekämpfen wollen. Dadurch entsteht eine große Bandbreite von möglichen Temperaturveränderungen, die jedoch alle in die gleiche Richtung zeigen.4
In seinem bisher letzten Synthesebericht berechnet der IPCC für ein Basisszenario einen Anstieg der mittleren globalen Oberflächentemperatur von 3,7 bis 4,8 Grad Celsius im Jahr 2100 gegenüber dem Durchschnitt der Jahre 1850 bis 1900. Dieses Basisszenario berücksichtigt keine zusätzlichen Anstrengungen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen, die über die bestehenden Maßnahmen hinausgehen. Zudem wird in diesem Szenario von einem Wachstum der Weltbevölkerung sowie der wirtschaftlichen Aktivitäten ausgegangen und eine mittlere Klimareaktion angenommen. Berücksichtigt man die Unsicherheit der Klimareaktion, so steigt die Bandbreite möglicher Temperaturänderungen in diesem Basisszenario auf 2,5 bis 7,8 Grad Celsius.5 Diese statistischen Unsicherheiten dürfen allerdings nicht dazu führen, die Hände in den Schoß zu legen. Nach allen Szenarien sind deutliche Temperaturerhöhungen sowie zahlreiche weitere negative Klimafolgen zu erwarten. Das umweltökonomische Vorsorgeprinzip verlangt daher eine präventive Umweltpolitik, die sich am Grundgedanken der Nachhaltigkeit orientiert.
Doch was bestimmt unser Klima? Im globalen Mittel ist das Klima das Ergebnis einer einfachen Energiebilanz: Die von der Erde in das Weltall abgestrahlte Wärmestrahlung und die absorbierte Sonnenstrahlung müssen sich im Mittel ausgleichen. Wird dagegen mehr absorbiert als abgestrahlt, kommt es zu einem globalen Temperaturanstieg und damit zum Klimawandel. Der Strahlungshaushalt wird nun vor allem auf drei Wegen beeinflusst. Erstens kann es zu einer Veränderung der einfallenden Sonneneinstrahlung kommen. Ursache hierfür sind sowohl Änderungen in der Sonnenaktivität selbst als auch Änderungen in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. Zweitens kann sich der reflektierte Anteil der Sonneneinstrahlung verändern. Entscheidend sind hier vor allem die Bewölkung und die Helligkeit der Erdoberfläche, die z. B. durch die Schnee- und Eisbedeckung beeinflusst wird. Und schließlich wird die von der Erde in das All abgestrahlte Wärmestrahlung durch den Gehalt der Atmosphäre an absorbierenden Gasen und Aerosolen beeinflusst. In der Erdgeschichte haben all diese drei Möglichkeiten eine wichtige Rolle gespielt. Warm- und Kaltperioden, die sogenannten Eiszeiten, haben sich über Millionen von Jahren abgewechselt. Im Mittelpunkt des anthropogenen, also vom Menschen verursachten Klimawandels steht allerdings der zuletzt genannte Weg. In den letzten hundert Jahren hat sich die Konzentration an absorbierenden Gasen in der Atmosphäre deutlich erhöht. Diese Gase werden auch als Treibhausgase bezeichnet und verursachen den Treibhauseffekt.6
1.2 Treibhausgase und Temperaturanstieg
Der Treibhauseffekt ist zunächst ein ganz natürlicher Vorgang. Kurzwelliges Sonnenlicht versorgt die Erde mit Energie. Von der Erdoberfläche wird wiederum langwellige Wärmestrahlung abgestrahlt. Die Treibhausgase sorgen nun dafür, dass zwar das kurzwellige Sonnenlicht passieren kann, jedoch nicht die zurückgestrahlte langwellige Wärmestrahlung. Sie strahlen die absorbierte Wärme teilweise wieder auf die Erdoberfläche zurück und führen so zu einem Wärmestau. Nur durch diesen Wärmestau ist das Leben auf der Erde für den Menschen überhaupt möglich. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur an der Erdoberfläche bei -18 Grad Celsius. Der natürliche Treibhauseffekt sorgt nun dafür, dass die mittlere Temperatur um 33 Grad auf 15 Grad ansteigt.7
Das Problem des anthropogenen Treibhauseffekts liegt darin, dass durch menschliche Aktivitäten die Konzentration klimawirksamer Gase stark ansteigt. Der Wärmestau auf der Erde verstärkt sich und führt neben einer durch den Menschen verursachten Erderwärmung zu vielen weiteren negativen Klimafolgen. Zwar ist Wasserdampf das wichtigste Treibhausgas, allerdings kann seine Konzentration von Menschen kaum beeinflusst werden.8 Daher steht beim menschgemachten Treibhauseffekt Kohlendioxid (CO2) im Mittelpunkt. Es entsteht vor allem durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas. CO2 wird nur sehr langsam abgebaut. Selbst nach einigen Jahrzehnten sind noch weit mehr als die Hälfte dieses Treibhausgases in der Atmosphäre nachweisbar. Die mittlere Verweildauer liegt bei etwa 120 Jahren. Dies hat zur Konsequenz, dass heute ausgestoßenes CO2 auch noch in ferner Zukunft Auswirkungen auf unser Klima hat. Zudem ist es auch irrelevant, an welchem Ort CO2 ausgestoßen wird. Entscheidend ist die Gesamtkonzentration in der Atmosphäre. Von großer Bedeutung ist zudem Methan (CH4). Der größte Teil des Methanausstoßes stammt aus der Landwirtschaft. Besonders bedeutsam sind hier die Massentierhaltung und der Reisanbau. Während bei der Tierhaltung vor allem die Verdauungsprozesse von Rindern für den Methanausstoß verantwortlich sind, erzeugen beim Reisanbau Fäulnisprozesse auf den überschwemmten Feldern Methan. Die durchschnittliche Verweildauer von Methan in der Atmosphäre ist mit gut zehn Jahren zwar wesentlich kürzer als die von CO2, allerdings ist der Effekt eines Kilos dieses Treibhausgases auch besonders groß. Für den anthropogenen Treibhauseffekt
