Treibhauseffekt und Emissionsszenarien Wie wirken sich Änderungen in der Zusammensetzung unserer Atmosphäre auf das Klimageschehen aus?

Emissionsszenarien

Um das Klimasystem mit seinen physikalischen und biogeochemischen Prozessen zu verstehen, hat die Wissenschaft im Lauf der letzten Jahrzehnte hochkomplexe numerische Klimamodelle entwickelt. Mit Klimamodellen beschreibt man einerseits sowohl die Vergangenheit, um die Güte der Modelle zu verifizieren, aber auch um die Geschichte des Erdklimas zu verstehen.

Die Klimaforscher untersuchen mit solchen Modellen aber auch, wie stark der Klimawandel künftig (z.B. bis 2100) ausfallen könnte und wie seine Auswirkungen weltweit, aber auch regional auf die Verteilung von Temperatur, Niederschlag und andere Größen sein könnten. Da wir jedoch nicht prognostizieren können, wie sich die Weltwirtschaft und unsere Lebensstile entwickeln werden (und damit der Ausstoß von Treibhausgasen), bedient man sich eigens dafür entwickelter Emissionsszenarien. Sie geben bis 2100 oder auch darüber hinaus unter Berücksichtigung einer großen Bandbreite möglicher ökonomischer Entwicklungen zukünftige Treibhausgasemissionen vor.

Bei Klimasimulationen, die mit solchen Emissionsszenarien „in die Zukunft gerechnet werden“, spricht man daher auch von „Projektionen“ und nicht von Prognosen. Um den anthropogenen Einfluss zu separieren und diesen in einer Erwärmungsrate ausdrücken zu können, werden hierbei mögliche natürliche Ursachen für Klimaänderungen (wie Variationen in der Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche und – auf astronomischen Zeitskalen – die Änderungen der Erdbahnparameter) nicht berücksichtigt.

Im Jahr 2000 brachte der „zwischenstaatliche Ausschuss über Klimaänderungen“ IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) einen Sonderbericht zu etwa vierzig entwickelten Szenarien heraus, den sogenannten „Special Report on Emissions Scenarios“ (SRES). Diese Szenarien gingen in die Klimamodellierungen des dritten (2001) und vierten (2007) IPCC Sachstandsberichts (Im folgenden: IPCC-Report) ein. Sie werden in vier Familien (A1, A2, B1 und B2) eingeteilt. Jede Familie weist verschiedene Parameter auf, die die weltweite Entwicklung beschreiben und besitzt ein Basis-Szenario mit typischen Charakteristiken seiner Familie. Hierzu gehört auch die Höhe der Treibhausgas-Konzentration (angegeben in ppm CO2 oder in ppm CO2-Äquivalenzwerten), die entsprechend diesem Szenario im Jahr 2100 erreicht ist (um dann in den meisten Szenarios nicht mehr weiter anzusteigen).

© KlimaWiki nach IPCC 2000: Special Report on Emissions Scenarios (SRES): Anschauliche Darstellung der IPCC Szenarien

Das Basis-Szenario für die Szenarien-Familie ‚A1’ sei hier exemplarisch erläutert. Es setzt eine Welt ohne große regionale Unterschiede voraus, d.h. einen regen weltweiten kulturellen und sozialen Austausch mit fortschreitendem Abbau bestehender Einkommensunterschiede zwischen höher entwickelten und weniger entwickelten Staaten. Auch wird eine schnelle Einführung neuer und effizienter Technologien - unter einer starken marktwirtschaftlichen Anbindung - und ein starkes Wirtschaftswachstum zugrunde gelegt. Weiter wird vorausgesetzt, dass die Menschheit bis zur Mitte unseres Jahrhunderts noch anwächst, danach das Bevölkerungswachstum aber wieder zurückgeht.

A1 wird in drei weitere Szenarien eingeteilt, die sich am Energieverbrauch der Menschheit orientieren. Dabei geht ein Szenario (A1B) von einer Balance zwischen den einzelnen Energiequellen aus, in den beiden anderen A1-Szenarien wird ein intensiverer Gebrauch fossiler bzw. nicht-fossiler Energieträger angenommen. Das A1B Szenario ist ein noch relativ gemäßigtes Szenario, das oft für Klimaprojektionen als Referenz herangezogen wird.

Die neuen RCP-Szenarien

Bedingt durch die weltweite Entwicklung der Treibhausgasemissionen seit Veröffentlichung der Szenarien und der damit verbundenen Änderung der zukünftigen Emissionen, hat das IPCC zwischenzeitlich nun für seinen kommenden, fünften Report ganz neue Emissionsszenarien entwickelt (Dieser Report wird 2013/2014 erscheinen).

Die neuen Szenarien sind von der Konzeption hier stark verändert worden. Zunächst einmal weisen sie nun drei unterschiedliche Zeitskalen auf: bis zum Jahr 2035 (Kurzfristskala) und bis 2100 bzw. bis 2300 (Langfristskala). Charakteristisch ist nun auch nicht mehr die im SRES vorwiegend betrachtete Stabilisierungskonzentration, sondern der sogenannte „anthropogene Strahlungsantrieb“, der am Ende der Zeitskala herrscht. Dieser ist ein Maß für die (physikalische) Leistung, die die menschengemachte Erwärmung der Atmosphäre antreibt, und ist eine für den anthropogenen Treibhauseffekt geeignetere Maßzahl (in Watt pro Quadratmeter), als die Treibhausgaskonzentration.

Die Szenarien heißen nun Representative Concentration Pathways (RCPs, "Repräsentative Konzentrations-Pfade") und drücken damit aus, dass in diesen Szenarien nicht nur das Stabilisierungsniveau, sondern auch der Weg, der dazu führt, abgebildet wird. Außerdem wird es sogenannte „Integrierte Szenarien“ geben, die auch verschiedene Möglichkeiten der Auswirkungen des Klimawandels mit berücksichtigen.