Wenn das Klima kippt

Immer schön langsam?

Nach den Prognosen des IPCC wird die Durchschnitts- temperatur auf der Welt in den nächsten 100 Jahren kontinuierlich ansteigen

Nur nichts überstürzen beim Klimaschutz – das meinen zumindest viele Kritiker von Klimaschutzmaßnahmen. Sie glauben, dass es noch genug Zeit gibt, sich auf den Klimawandel einzustellen, und verweisen dabei auf die Ergebnisse des IPCC- Berichts von 2001. Der sieht in verschiedenen Modellrechnungen zwar immer einen Anstieg der weltweiten Durchschnittstemperatur voraus. Dieser Anstieg soll aber kontinuierlich voranschreiten und sich bis zum Ende dieses Jahrhunderts hinziehen. Doch was im IPCC-Bericht nur sehr vorsichtig erwähnt wird: Viele Aspekte des Klimasystems sind noch längst nicht verstanden und müssen noch intensiv erforscht werden. Und einer dieser Aspekte ist die Möglichkeit abrupter Klimawechsel – Änderungen, die sich innerhalb weniger Jahrzehnte vollziehen könnten. In der Vergangenheit gab es immer wieder solche instabilen Phasen, in denen das Klima einer ganzen Region kippte.

Die grüne Sahara

In vielen Gegenden der Sahara findet man heute Schalen von Süßwasserschnecken. Sie lebten in offenen Gewässern – ein Beweis für die grüne Vergangenheit der Sandwüste

Ein spektakuläres Beispiel für einen abrupten Klimawechsel ist das Ergrünen und Verdorren der Sahara. Vor etwa 11.000 Jahren verwandelte sich die Sahara in eine grüne Savanne. Anstoß dazu war eine allmähliche Veränderung der Erdbahn, wie sie in Zyklen von einigen zehntausend Jahren auch heute noch abläuft. Dabei kippt die Erdachse und die Verteilung der Sonnenstrahlung zwischen Sommer und Winter ändert sich. Die Folge ist eine Verschiebung der regelmäßigen Monsunregen in Afrika und Asien. Doch diese Regengebiete verschieben sich nur sehr langsam, und entsprechend langsam müssten sich auch die Vegetationszonen verschieben, innerhalb von Jahrtausenden. Doch das grüne Wunder in der Sahara vollzog sich in wenigen hundert Jahren - für eine Klimaänderung eine sehr kurze Zeit.

Pflanzen machen ihren Regen selbst

Die relativ schnelle Änderung des Klimas in der Sahara lässt sich nur verstehen, wenn man die Wechselwirkung der Pflanzen mit dem Wetter in der Region beachtet. Klimaforscher vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung konnten zeigen, dass die Vegetation in der Sahara sich die Feuchtigkeit sozusagen selbst beschaffte: Zunächst verschoben sich durch die Änderung der Erdbahn die Regengebiete und es fiel etwas mehr Niederschlag. Dadurch entstand mehr Grün – Büsche, Bäume, Sträucher. Sie konnten wiederum mehr Feuchtigkeit im Boden halten, die verdunsten und aufsteigen konnte. So kam Bewegung in die Luft, vom Atlantik konnten zusätzlich feuchte Winde einströmen.

Mehr Wolken bildeten sich, und es fiel noch mehr Regen. Folge war ein dichterer Bewuchs mit Pflanzen, der wiederum für mehr Wolken sorgte… Durch diese positive Verstärkung ergrünte die Sahara innerhalb von wenigen hundert Jahren. Die Forscher nennen dies eine nicht-lineare Rückkopplung. Vor etwa 6000 Jahren lief dieser Prozess in der West-Sahara wohl in der umgekehrten Richtung ab. Wieder hatte sich die Erdachse etwas verschoben, und über Jahrtausende wurde der Monsun langsam schwächer. Doch wegen der Klimawirkung der Vegetation blieb es lange grün und fruchtbar. Erst als eine kritische Schwelle überschritten war, gingen so viele Pflanzen ein, dass – jetzt über eine negative Verstärkung - die West-Sahara innerhalb weniger hundert Jahre verdorrte.

Klimawandel stört den Wärmetransport im Atlantik

Ein anderes Beispiel für ein nicht-lineares Klimasystem, das kippen kann, ist der so genannte Nordatlantikstrom. Dieser verlängerte Arm des Golfstroms transportiert warmes Wasser in den Nordatlantik und sorgt so in Westeuropa für milde Winter. Angetrieben wird dieser Transport durch Dichteunterschiede im Meerwasser. Das Wasser des Nordatlantikstroms enthält nämlich viel Salz, und das erhöht seine Dichte, macht es also schwer. Der warme Strom gelangt vor die Küste Grönlands, und dort kühlt das Wasser ab. Es wird dadurch noch dichter und schwerer. ´

Schließlich sinkt dieses kalte, salzhaltige Wasser bis in zwei- oder dreitausend Meter Tiefe und bildet damit einen Sog. Von oben strömt warmes Wasser nach, während das kalte Tiefenwasser Richtung Süden abfließt. Diese Umwälzpumpe arbeitet seit ein paar tausend Jahren ziemlich stabil. Doch der von Menschen gemachte Klimawandel stört diesen Kreislauf. Weil es wärmer wird, gibt es mehr Niederschläge über dem Nordatlantik, und zusätzlich schmelzen die Gletscher auf Grönland. So kommt viel mehr Süßwasser in die Grönlandsee – es verdünnt das Meerwasser und entzieht damit der Salzpumpe Kraft.

Unangenehme Folgen für Europa

Die meisten Berechnungen sagen deshalb eine langsame Abschwächung der Zirkulation voraus. Es gibt aber auch eine andere Möglichkeit: Der Nordatlantikstrom könnte schlagartig innerhalb von 20 bis 30 Jahren völlig versiegen. Doch kein Klimaforscher weiß, wo die kritische Schwelle liegt – bei welchem Salzgehalt der Wärmetransport ganz plötzlich ausbleiben könnte. Die Folgen wären für Europa jedoch unangenehm: die Temperatur könnte bis zu fünf Grad unter den heutigen Mittelwert sinken – je nach dem wie stark der Mensch die Erde bis dahin erwärmt hat. Eine neue Eiszeit droht dann zwar nicht unbedingt, doch im Winter könnten die großen Flüsse zufrieren, es gäbe vielleicht lange Schneeperioden und verregnete Sommer. Auf lange Sicht könnte es aber so kalt und trocken werden, dass Landwirtschaft kaum noch möglich wäre.

Kann das Klima kippen?

Es gibt noch weitere Gebiete der Erde, in denen das Klima kippen könnte. Immer wieder wird von Klimaforschern dabei das Festlandeis am Südpol genannt. Am westlichen Rand des Polgebiets schieben sich mächtige Gletscher vom Festland Richtung Küste. Vor einiger Zeit gab es ernstzunehmende Anzeichen dafür, dass die großen Gletscher dort ins Meer abrutschen könnten - mit dramatischen Folgen für den Meeresspiegel. Heute gilt diese Entwicklung als nicht sehr wahrscheinlich. Wie ernst ist also die Bedrohung durch abrupte Klimawechsel?

Die meisten Klimaforscher sind sich einig, dass die Wahrscheinlichkeit für große Klimaunfälle zum Glück nicht sehr groß ist. Trotzdem wollen sie die Risiken besser untersuchen und fordern eine breite gesellschaftliche Diskussion darüber, welches Risiko bei Klimaänderungen noch tragbar ist. Die Naturwissenschaftler können darauf keine abschließende Antwort geben - hier sind die Politiker gefragt.