Über den Klimawandel Machen wir wieder gutes Klima

Wer hat den Treibhauseffekt erfunden? Und wer kam auf die Idee, Gase in der Luft zu messen? Die Geschichte von Klimawandel und CO2 ist turbulent und Donald Trump ist nicht der erste, der der Klimaforschung den Geldhahn zudrehen will.

John Tyndall (1820 – 1893) kennen Sie schon, er wurde an dieser Stelle auch schon vorgestellt. Aber heute geht es nicht um den hübschen Lichteffekt an Wolken, der nach ihm benannt wurde, sondern um seine Gasforschung. Tyndall war Ire, wohnte Vorlesungen von Robert Bunsen bei, der mit dem Bunsenbrenner. Er war fasziniert von Gletschern und Mitglied des englischen «Alpine Club», dem ersten Bergsteigerclub der Welt. Vor allem aber war er «Fellow of the Royal Institution of Great Britain», einer Einrichtung, die es seit 1799 gibt und die sich der wissenschaftlichen Forschung und Ausbildung verschrieben hatte.

Im Keller der «Royal Institution» tüftelte Tyndall an seinen Geräten, dort hatte er sein kleines Labor eingerichtet. Er hatte in den Arbeiten von Joseph Fourier (1827) gelesen, dass unsere Atmosphäre wie ein Treibhaus funktionieren würde, das die Wärme zurückhält. Ohne Atmosphäre wäre es wesentlich kälter, -18 statt +15 Grad. Darum testete Tyndall die Absorption der Wärmestrahlung durch verschiedene Gase.

Ein Gas nach dem anderen testete er und als er seine Experimente mit Stickstoff und Sauerstoff machte, den Hauptbestandteilen unserer Atmosphäre, stellte er fest, dass die Wärmestrahlung einfach durch die Gase hindurch ging. Dann versuchte er es mit dem kohlenstoffhaltigen Gas, mit dem er die Beleuchtung in seinem Labor betrieb, und siehe da, die Wärmestrahlung kam schlecht durch. Er stellte ein ähnliches Verhalten auch beim Wasserdampf fest und fand so die Treibhausgase CO2 und Wasser:

«  Dieser wasserhaltige Dampf ist eine Decke, die wichtiger ist für die Vegetation in England als die Kleidung es für den Menschen ist. Würden wir diesen Dampf für eine einzige Sommernacht aus der Luft entfernen, müsste die Sonne eine Insel aufheizen, die fest im eisernen Griff des Frostes gehalten wurde. »

John Tyndall
Physiker

Die Kälte in Schweden

CO2, ein Treibhausgas also. Svante Arrhenius nahm in Stockholm diesen Faden auf und rechnete. Seine Resultate:

  • Halbiert man den CO2-Gehalt, wird es 5 Grad kühler auf der Erde
  • Verdoppelt man ihn, wird es 5 bis 6 Grad wärmer

Heutzutage würden wir ob einer solchen Erwärmung erschrecken. Im Pariser Klimaabkommen wird fest gehalten, dass die globale Durchschnittstemperatur nicht mehr als 2 Grad über die vorindustrielle Temperatur steigen soll. Für Arrhenius damals, im kühlen Stockholm, war eine Erwärmung aber durchaus eine positive Aussicht.

Was tut denn das CO2?

Es schwankt im Takt der Erde, die Konzentration steigt vom Morgen bis zum Mittag, sinkt dann auf die Nacht hin wieder. Und es scheint, also würde die Erde atmen, denn immer im nordhemisphärischen Frühling steigt die CO2-Konzentration und sinkt dann wieder auf den Herbst. Aber die Erde schnauft immer schwerer, denn es gibt immer mehr CO2 in der Atmosphäre.

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Bildlegende: Keeling-Kurve Die CO2-Messdaten vom Mauna Loa. Die Erde schnauft, man sieht die jährliche Schwankung und den Trend. NOAA

Den Tagesgang hatte Charles David Keeling Mitte der 1950er Jahre bereits gemessen, als die Anfrage vom «US Weather Bureau» kam, auf dem Mount Mauna Loa in Hawaii eine CO2-Messtation zu bauen. Dieser Berg ist 4170 m hoch, umgeben vom Pazifik und ziemlich ungestört von der Zivilisation, optimal also für die Messung des CO2 in der Atmosphäre. Zusammen mit CO2-Daten aus der Antarktis zeigte Keeling den Jahresgang des CO2. Aber schon bald sah Keeling noch etwas in den Daten: Einen Trend. Das CO2 nimmt zu.

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Bildlegende: Guy Callendar Schon 1938 bewies er die Klimaerwärmung mit Messdaten und wies den Trend aufgrund der Zunahme von CO2 aus. Guy Callendar, 1938

Wenn das CO2 zunimmt, dann steigt auch die Temperatur, das hatte Arrhenius schon gesagt. Und genau so ist es: Guy Callendar hatte 1938, also vor Keeling, berechnet, wie stark die Temperatur der Erde steigt aufgrund der Freisetzung von CO2. Sein Ergebnis war 0.003 Grad pro Jahr. Andererseits hat er mit Messdaten von 200 Wetterstationen zum ersten Mal gezeigt, dass die Erde wärmer tatsächlich wird. In den letzten 45 Jahren war der Trend übrigens 0.017 Grad pro Jahr. Guy Callendar starb 1964 und hat einen Twitter-Account: @GuyCallendar. Er freut sich über Follower; gut, der Account wird nicht von ihm persönlich betreut sondern von einem lebenden Klimaforscher.

Der Faktor Mensch

John von Neumann, ein brillianter Mathematiker, der massgeblich die Berechnung von Wetterprognosen vorantrieb, sagte einmal:

«  Wenn Menschen nicht glauben, dass Mathematik einfach ist, so nur, weil sie nicht sehen, wie kompliziert Leben ist. »

John von Neumann
Mathematiker

Der Mensch glaubt manchmal lieber als dass er weiss und besonders schwer tut sich der Mensch, wenn er in grossen zeitlichen oder räumlichen Zusammenhängen denken muss, wie dies für das Verständnis fürs Klima nötig wäre. Dann agiert er unberechenbar.

1960er: Die Gletscher wachsen

Obwohl der Zusammenhang zwischen der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, CO2-Zunahme in der Atmosphäre und Veränderung des Klimas rechnerisch nachweisbar war, so trauten viele der Theorie nicht. Warum? Von den 1940er Jahren bis in die 1960er Jahre widersprach sogar die Beobachtung der Theorie. Es wurde nämlich nicht mehr wärmer, zeitweise wurde es sogar kühler und einige Gletscher begannen wieder zu wachsen. In diser Zeit etablierte sich die Glaziologie als Subdisziplin.

Es war auch die Zeit der ersten Eiskernbohrungen an den Polkappen, aus denen das Klima vergangener Jahrtausende rekonstruiert werden konnte und ein Teil der Forschergemeinde folgerte 1972, dass die Welt am Ende der Warmzeit angekommen sei.

1970er: Da muss man etwas tun

In den 1960er und 1970er Jahren wurden einige Massnahmen gegen die Abkühlung diskutiert. Eine Idee war, eine Mauer im Meer zwischen Alaska und Russland zu bauen, die es verhindert hätte, dass kaltes Wasser aus der Arktis nach Süden fliesst. Diese Idee wurde auf höchster Ebene zwischen Gerald Ford und Leonid Breschnew diskutiert. Oder es wurde überlegt, wie man mehr CO2 in die Atmosphäre bringen könnte. Auch schwarze Folien auf den Polkappen zur Reduktion von Reflexion waren eine Idee. Oder auch interessant: Die Sprengung von submarinen Bergen bei den Färöer mit Atombomben, damit der warme Golfstrom besser nach Norden käme.

Solche Ideen hatten Hochkonjunktur damals, die Wissenschaft dagegen hatte es schwerer. Das Budget, das die Weiterführung von Keelings Messungen auf Mount Mauna Loa gesichert hätten, wurde Ende der 1950er Jahre vom US-Kongress gekürzt. 1981 wurde Ronald Reagan Präsident und setzte einen Zahnarzt an die Spitze des Departements für Energie, das sich auch um die Klimaforschung kümmerte. Er hatte wenig Interesse übrig für Klimaforschung. Allerdings sass damals ein gewisser Al Gore im Kongress, der ein Hearing zum Thema organisierte und so verhinderte, dass Klimaforschung komplett aus der politischen Agenda fiel. Und Reagan war lernfähig: Unter seiner Regierung gingen die USA mutig voran in der Bekämpfung des Ozonlochs; mit Erfolg.

Heute ist die Klimaforschung in den USA wieder in einer ähnlichen Situation mit einer Regierung, die kein Geld mehr dafür ausgeben will. "We consider that a waste of your money", Geldverschwendung, sagte kürzlich der Budget-Direktor des Weissen Hauses, Mick Mulvaney. Im Budget der Trump-Regierung muss entsprechend die Umwelbehörde mit 31.4% ihres Budgets am meisten einsparen. Und auch heute ist dies ein kurzsichtiger Entscheid, denn die Forschung zeigt, dass eine Erwärmung einen Verlust beim Einkommen bringt. Klimawandel, ohne dass man etwas dagegen tut, ist "A waste of your money."

Diagramm Temperatur gegen Prozente Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Erderwärmung Für eine Erwärmung über 2.5° bis 2100 weisen alle Studien einen negativen wirtschaftlichen Einfluss aus. IPCC