Klimawandel

Klimaänderung und Gletscher

Das Eis der Gletscher ist ein Klimaarchiv, und Gletscher sind das oft zitierte Gedächtnis der Klimageschichte: Der spektakuläre, weltweite Rückzug der Gebirgsgletscher gehört zu den sichtbarsten Zeichen, dass sich das Klima der Erde seit dem Ende der Kleinen Eiszeit um die Mitte des 19.Jahrhunderts – mit Beginn der Industrialiserung – markant verändert hat. Gebirgsgletscher gelten als Schlüsselindikatoren für Klimaänderungen, sozusagen als eine Art globales Fieberthermometer. 1)Haeberli, Wilfried; Hoelzle, Martin; Maisch, Max: Gletscher – Schlüsselindikatoren der globalen Klimaänderung, in: Lozàn, José L.; Graßl, Hartmut; Hupfer, Peter: Warnsignal Klima – Wissenschaftliche Fakten, Hamburg 1998, S. 213

Alpengletscher

In den Alpen ist der Gletscherschwund besonders gut untersucht: Seit Mitte des 19. Jahrhunderts – dem Beginn der Industrialisierung – bis Mitte der 1970er Jahre verloren die Alpengletscher im Durchschnitt etwa ein Drittel ihrer Fläche und die Hälfte ihres Volumens. Seitdem sind weitere 20 bis 30 Prozent des Eisvolumens abgeschmolzen. Im extrem heissen Sommer 2003 gingen nach Schätzungen allein 5 bis 10% ihres Gesamtvolumens vom Jahr 2000 verloren. 2)Haeberli, Wilfried; Huggel, Christian; Paul, Frank: Gletscherschwund im Hochgebirge, in: Alpenvereinsjahrbuch Berg 2005 des DAV

Inzwischen erreicht der Schwund eine Größenordnung, die erst für das Jahr 2025 erwartet worden war. Gletscherforscher rechnen mit dem fast vollständigen Abschmelzen der Alpengletscher noch in diesem Jahrhundert 3)Uni Zürich 2006

Siehe auch: Fotovergleiche

Weltweiter Gletscherschwund

Der Schwund der Gebirgsgletscher ist ein globales Phänomen. Nach Untersuchungen des World Glacier Monitoring Service  haben die Gletscher des weltweiten Massenbilanz-Messnetzes seit 1980 alljährlich im Mittel etwa 30 cm an Eisdicke verloren, wobei eine zunehmende Tendenz festgestellt wird.

Das Worldwatch Institute prognostiziert, dass bis zum Jahr 2050 rund 25 Prozent der Gletschermasse weltweit verloren gehen. In den Hochgebirgen der Erde – in Europa, Nord- und Südamerika, in Afrika und Asien – schmelzen bereits (fast) alle Gletscher deutlich.

Rund 2000 Gletscher im Ost-Himalaya sind schon verschwunden.

Der Kilimandscharo, mit 5895 Metern der höchste Berg Afrikas, verlor seit Beginn der Aufzeichnungen 1912 mehr als 80 Prozent seiner Schnee- und Eismasse. Pro Jahr schwindet mindestens ein weiterer halber Meter an Eisdicke. Ein Forscherteam schätzt aufgrund von Eisproben das Alter des Gletschers auf 11.700 Jahre. Schon in 10 bis 20 Jahren könnten die Eisfelder auf dem Gipfel des Vulkans verschwunden sein. Neben dem Klimawandel, der mit steigenden Temperaturen und zunehmender Trockenheit der weißen Kappe zusetzt, wird noch eine weitere These diskutiert: Forscher der University of Portsmouth vermuten, dass die Abholzung an den Hängen des Bergs den Gletscherschwund mitverursacht. Mangels aufsteigender Luftfeuchtigkeit, wie sie von den Bäumen „ausgeschwitzt“ wird, bilden sich weniger Wolken rund um den Gipfel, und es fällt weniger Schnee, der die Gletscher nähren könnte.

Unwiderbringlich verloren ist das Eis dann auch als Klimaarchiv der Erdgeschichte.

Alarmierend ist der Gletscherschwund auch in Patagonien, wo nach Angaben von Greenpeace über 40 Kubik-Kilometer Eis pro Jahr abtauen. Die riesigen Eisfelder Patagoniens in Chile und Argentinien gehören zu den am schnellsten schmelzenden Eismassen der Welt.

Mit dem Gletscherschwund erhöht sich das Gefahrenpotential weltweit:

In den Gebirgsregionen bilden sich gefährlich schnell ansteigende Gletscherseen

2002 veröffentlichte das UN-Umweltprogramm (Unep) eine Studie, die vor Flutkatastrophen durch schmelzende Gletscher in der Himalaya-Region warnt: 44 Gletscherseen stellen durch ihren hohen Wasserstand eine reale Bedrohung für die Täler und großen Abflußgebiete dar. Durch den schnellen Anstieg der Gletscherseen, die durch Eisdämme, Schutt und Geröll aufgestaut werden, können nach Dammbrüchen Flutwellen ausgelöst werden. Solche Gefahrenpotentiale gibt es auch in den Anden. Dauerbeobachtungen und Warnsysteme fehlen.

Nach den Fluten drohen Dürre und Wüstenbildung. Gletscher speisen die großen Flüsse Asiens.

 

Der Meeresspiegel

Die Geschwindigkeit des Meeresspiegelanstiegs seit Mitte des 19. Jahrhunderts war größer als die mittlere Geschwindigkeit in den vorangegangenen zwei Jahrtausenden. Der 4. IPCC-Bericht vom Februar 2007 warnte bereits vor einem beschleunigten Anstieg des Meeresspiegels: Von 1961 bis 1992 betrug der Anstieg etwa 1,8 Millimeter pro Jahr, seit 1993 bis 2003 steigt das Meer aber bereits um 3,1 Millimeter jährlich.

Seit Beginn der industriellen Zeit hat die Aufnahme von CO2 durch den Ozean zu einer Versauerung des Ozeans geführt.

Eisschwund in Arktis und Antarktis

Gletscher und Eis in der Arktis und westlichen Antarktis schmelzen schneller als noch vor wenigen Jahren vorhergesagt. Der Temperaturanstieg ist an den Polkappen zwei- bis dreimal höher als im globalen Durchschnitt.

Das Meereis der Arktis gilt als kritisches Element im Klimageschehen und als Frühwarnsystem für die globale Erwärmung. In den 1970er und 1980er Jahren lagen die sommerlichen Minimumwerte noch bei durchschnittlich rund sieben Mio. km2. Im September 2016 ist die Fläche des arktischen Meereises auf eine Größe von knapp 4,1 Millionen Quadratkilometern (Mio. km2) abgeschmolzen. Dies ist die zweitkleinste Fläche seit Beginn der Satellitenmessungen. Weniger Meereis gab es nur im Negativ-Rekord-Jahr 2012 mit 3,4 Mio. km2 4)Meereisportal: 2016.

Im Jahr 2006 verloren Arktis und Antarktis zusammen 475 Gigatonnen Eis, was in etwa der Wassermenge des Eriesees entspricht und in diesem Jahr zu einem Meeresspiegelanstieg von 1,3 mm führte. Das Schmelzen von Eiskappen und Gletschern trug im selben Jahr mit einer Menge von zusätzlich 402 Gigatonnen zu weiterem Meeresspiegelanstieg bei. Die Schmelzrate zeigt einen starken Anstieg: Über den Zeitraum von 1992 bis 2009 gingen in Arktis und Antarktis zusammen jedes Jahr 36 Gigatonnen mehr Eis verloren als im Jahr zuvor. Zum Vergleich: Im Bodensee befinden sich 48 Gigatonnen Wasser 5)Wikipedia.

In der westlichen Antarktis sind in den letzten Jahren riesige Eisflächen abgebrochen und driften als Eisberge im Südpolarmeer oder bilden Barrieren gigantischen Ausmaßes zum offenen Meer hin.

Die einzigartigen Ökosysteme der Polarregionen sind akut bedroht.

In der nördlichen Polregion gefährdet der Klimawandel das Überleben der Eisbären und am Südpol das der Pinguine.

Für das globale Klima sind die Polkappen mit ihren Vergletscherungen von großer Bedeutung. Niemand wagt vorherzusagen, was der Gletscherschwund in diesen Eisregionen für das weltweite Klima bedeutet.

 

Die Temperatur steigt

2001 und 2002 waren ungewöhnlich heiß.

Der Sommer 2003 hat in Europa alle bisherigen Hitzerekorde gebrochen.

Das Jahr 2005 war nach einer Studie der Nasa das wärmste jemals registrierte Jahr und auch

2006 war ein Jahr der Wetterrekorde: die Schneemassen im Frühjahr, die Hitze im Juli, der heiße Herbst und der schneelose Winter. 2006 berichten Wissenschaftler des Goddard-Instituts für Weltraumforschung der NASA, dass die Erde den Höhepunkt der Erwärmung der vergangenen 12.000 Jahre erreicht hat.

2008 galt als eines der wärmsten Jahre seit Beginn der Wetterstatistik. Außerdem war es zu trocken.

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) hat 2010 als das global wärmste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen im Jahr 1850 bezeichnet.

Das Jahr 2014 war weltweit das wärmste Jahr seit 1880, dem Beginn der Aufzeichnungen – gefolgt vom Jahr 2015 mit einem neuen Temperaturrekord.

Global war 2016 das wärmste je gemessene Jahr.

 

CO2 und der Treibhauseffekt

Der Hauptgrund für die Erderwärmung ist der Ausstoß ungeheurer Mengen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe in den Industrie- und Schwellenländern. Der globale CO2-Ausstoß hatte im Jahr 2013 ein neues Rekordniveau erreicht. Mit 35,1 Milliarden Tonnen (Mrd. t) wurden weltweit rund 670 Millionen Tonnen Kohlendioxid mehr aus fossilen Energieträgern in die Atmosphäre emittiert als im Vorjahr (2012: rund 34,4 Mrd. t). Das ist ein Anstieg von 1,9 Prozent 6)Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien, IWR, 15.8.2014.

Der hohe CO2-Ausstoß hatte einen weiteren Anstieg der CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre zur Folge: Der Wert von 400 ppm (parts per million) wurde ab Januar 2015 mehrfach überschritten 7)https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve. im Februar 2017 lag der Wert bei über 406 ppm. Der Konzentrationsverlauf des Spurengases Kohlendioxid wird seit 1960 in einer Kurve – der Keeling-Kurve – grafisch dargestellt.

Während mindestens 800’000 Jahren bewegte sich die CO2-Konzentration in der Atmosphäre in einer Bandbreite von 180 bis 300 ppmv (ppmv = Anzahl Moleküle pro Million in einem bestimmten Volumen) 8)BAFU, Schweiz. Die CO2-Emissionen der Menschheit haben seit etwa 1850 zu einem massiven Anstieg dieser Konzentration geführt. Heute liegt die CO2-Konzentration bereits bei 390 ppmv. Nach allem, was wir wissen, war der CO2-Wert in der Menschheitsgeschichte –  seit es den Homo sapiens gibt – noch nie so hoch.

In den nächsten Jahren wird sich dieser Prozess noch beschleunigen. Die Klimawirksamkeit von CO2 und anderer Treibhausgase setzt erst mit zeitlicher Verzögerung von drei Jahrzehnten ein. Heute sind wir vom CO2-Ausstoß von vor 30 Jahren betroffen. Gleichzeitig verursachen wir täglich die Klimaänderung der nächsten 30 Jahre.

Der Klimawandel wirkt nicht „nur“ durch den Anstieg der Temperatur. Auch Stärke und Häufigkeit der Wetterextreme haben bereits außergewöhnlich zugenommen. Ein großes Forschungsprojekt belegt diesen Zusammenhang deutlich: „Trotz einiger natürlicher Effekte und „unsicherer Kandidaten“ sind damit eine ganze Reihe von Wetterextremen des letzten Jahres „hausgemacht (…) Die Daten liefern erneut den Beweis dafür, dass menschliche Einflüsse das Risiko für eine immer größere Spannbreite von Wetterextremen verändert haben“ 9)Stephanie Herring (NOAA National Centers for Environmental Information) et al., Bulletin of the American Meteorological Society © wissenschaft.de 06.11.2015 .

Mit der Erwärmung steigt die Verdunstung über den Ozeanen. Stärkere Tiefdruckgebiete bilden sich aus. Die Energie entlädt sich in heftigen Stürmen, Orkanen und sintflutartigen Niederschlägen. In Europa wurde eine Zunahme der Rekord-Regenfälle um 31 Prozent verzeichnet 10)www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/klimawandel-immer-mehr-rekord-regenfaelle. Auch längere Hitze- und Dürreperioden gehören zum Wettergeschehen im Klimawandel. Die Auswirkungen sind drastisch: Überflutete Landschaften und auch meterhohe Schneefälle – wie im Winter 2013/14 auf der Alpensüdseite, gleichzeitig Schneemangel und hohe Temperaturen auf der Alpennordseite.

Auffällig waren auch die vielen Extremwetterlagen im Jahr 2016: Im Juni gab es eine beispiellose Unwetterserie und im August und September wochenlange Dürre, die regional bis in den Winter hinein anhält.

Die Wetterextreme werden mit der Ausbildung „stationärer Jetstreams“ in Verbindung gebracht. „Jetstream“ werden die Luftströmungen in großer Höhe genannt, die in der nördlichen Hemisphäre in west-östlicher Richtung strömen und in weiten Wellen nach Süden und Norden ausgreifen. Sie bestimmen die Tief- und Hochdruckgebiete. Unter bestimmten Bedingungen wandern diese Wellen ungewöhnlich langsam, verstärken sich und führen dann zu extremen Wetterlagen in den unteren Schichten der Atmosphäre. Neue Datenanalysen zeigen, dass stationäre Jetstreams seit dem Jahr 2000 fast doppelt so häufig auftreten wie früher 11)Proceedings of the US National Academy of Sciences [PNAS]. Eine Ursache könnte der dramatische Rückgang der Eisdecke in der Arktis sein. Auch die Hitzewelle 2015 in Europa wird mit dieser Entwicklung erklärt.

(Mehr Wetterextreme durch Aufschaukeln riesiger Wellen in der Atmosphäre, in Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, 12.08.2014/ 12)www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1412797111.

 

… in den Alpen

Im Alpenraum fällt die Erwärmung bis zu dreimal höher aus als im weltweiten Durchschnitt von ca. 1° C. Im Sommer zeigen sich die Folgen am schnellen Abschmelzen der Gletscher und an der Zunahme von Muren und Bergstürzen.

In Bergregionen wirkt sich – wie an den Polkappen – die Klimaänderung extremer aus. Die Temperatur nimmt dabei in der Höhe schneller zu als in tieferen Lagen und die Temperaturminima steigen dreimal schneller an als die Maxima: d.h. die Nächte werden wärmer 13)Beniston, Haeberli, 1998. 1994, 2000, 2002 und 2003 waren in den Alpen die wärmsten Jahre der letzten 500 Jahre.

Die Nullgrad-Grenze lag im Sommer 2003 wochenlang über 4000 m Höhe. Das hat sich seither wiederholt. 2011 war das wärmste Jahr auf hohen Berggipfeln in Österreich und der Schweiz. 2013/2014 gehörte zu den wärmsten Wintern seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Während in den Südalpen in kurzer Zeit extreme Schneemengen vom Himmel fielen, war es in den Nordalpen ungewöhnlich warm. 2014 war in Österreich – und auf der Alpennordseite – das wärmste Jahr in der 247-jährigen Messgeschichte 14)www.zamg.ac.at, Jahresrückblick/ Für den Alpenraum s. Klima-Datenbank: HISTALP. Markant waren in dem Jahr nicht lange Hitzewellen, sondern konstant überdurchschnittlich hohe Temperaturen.

Bis Weihnachten 2014 gab es vor allem auf der Alpennordseite einen chronischen Mangel an Schnee. Dieser fiel erst in den letzten Tagen des Jahres, taute aber schnell wieder weg. Danach wechselten in schneller Folge Wärme, Föhnstürme und Kälte.

Im November 2015 ist es abermals viel zu warm – bis in große Höhen. Die Frostgrenze stieg wieder bis auf 4000 NHN (Normalhöhennull). „Die Temperaturen in Gebirgslagen zwischen 1500 und 3000 Metern lagen im November um bis zu acht Grad über dem klimatologischen Mittel“ (Stefanie Gruber, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, zit. in Handelsblatt 16.11.2015).

Erst Ende Januar 2015 fiel Schnee, der längere Zeit liegen blieb.

Auch im Winter 2016/2017 wurde es erst im Januar kalt – und diesmal auch mit starken Minusgraden und Schnee.

Alle Klimafaktoren können sich in ihrer regionalen Verteilung unterschiedlich entwickeln: Intensität und zeitliche Verteilungsmuster der Strahlung, Verringerung der Albedo, Verdunstung von Wasser, Luftfeuchtigkeit, zeitliche Verteilung und Intensität von Niederschlägen und Schneemengen, Temperatur, Luftdruck und Luftbewegung.

 

Warum die Alpengletscher schmelzen

Nicht nur Schneemangel im Winter, sondern vor allem die strahlungsintensiven und warmen Frühlings- und Sommermonate und die Starkregenfälle sind für das schwindende Volumen und die negative Massenbilanz der Gletscher entscheidend.

Der Gletscherschwund wird über den Klima-Effekt hinaus auch durch die Luftverschmutzung (und den direkten Schmutzeintrag in Gletscherskigebieten) verstärkt, vor allem durch Feinstaub und Ruß. Eine weiße Eisoberfläche reflektiert das Sonnenlicht fast vollständig. Diese sogenannte Albedo nimmt ab, je dunkler die Gletscheroberfläche durch Schmutzpartikel wird: Das Eis nimmt mehr Sonnenwärme auf.

Gletscherdreck: Schneeferner Zugspitze, Bayern, 2003 © GöF

Gletscherdreck: Schneeferner Zugspitze, Bayern, 2003 © GöF

Gletscherdreck: Hallstätter Gletscher Dachstein/Österreich, 2003 © GöF Gletscherdreck: Hallstätter Gletscher Dachstein, Österreich, 2003 © GöF

Gletscherdreck: Hallstätter Gletscher Dachstein, Österreich, 2003 © GöF

Auch andere Rahmenbedingungen ändern sich. Durch die Schwächung der Ozonschicht nimmt die kurzwellige energiereiche UV-Strahlung zu. Dazu kommen die durch Abgase, fossile und andere Verbrennungsprozesse veränderten luftchemischen Reaktionen und Niederschläge (Saurer Regen).

Schwarzsee oberhalb Sölden, Tirol, Österreich, 2002 © GöF

Schwarzsee oberhalb Sölden, Tirol, Österreich, 2002 © GöF

Wie Untersuchungen an Fischen gezeigt haben, kann das Wasser hochgelegener Bergseen – wie dem Schwarzsee in Tirol – mit Dauergiften belastet sein, da sie hier noch langsamer als in den Tieflagen abgebaut werden. 15)GREENPEACE-Studie: Dauergifte-Bedrohung für das Leben in den Alpen, Hamburg 2002

Gletscher sind nicht nur ein Klimaarchiv. Sie speichern auch die industrielle Verschmutzung. Mit dem Abschmelzen gelangen diese Gifte wieder zum Vorschein.

Fußnoten und Quellen:   [ + ]

1. Haeberli, Wilfried; Hoelzle, Martin; Maisch, Max: Gletscher – Schlüsselindikatoren der globalen Klimaänderung, in: Lozàn, José L.; Graßl, Hartmut; Hupfer, Peter: Warnsignal Klima – Wissenschaftliche Fakten, Hamburg 1998, S. 213
2. Haeberli, Wilfried; Huggel, Christian; Paul, Frank: Gletscherschwund im Hochgebirge, in: Alpenvereinsjahrbuch Berg 2005 des DAV
3. Uni Zürich 2006
4. Meereisportal: 2016
5. Wikipedia
6. Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien, IWR, 15.8.2014
7. https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve
8. BAFU, Schweiz
9. Stephanie Herring (NOAA National Centers for Environmental Information) et al., Bulletin of the American Meteorological Society © wissenschaft.de 06.11.2015
10. www.pik-potsdam.de/aktuelles/pressemitteilungen/klimawandel-immer-mehr-rekord-regenfaelle
11. Proceedings of the US National Academy of Sciences [PNAS]
12. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1412797111
13. Beniston, Haeberli, 1998
14. www.zamg.ac.at, Jahresrückblick/ Für den Alpenraum s. Klima-Datenbank: HISTALP
15. GREENPEACE-Studie: Dauergifte-Bedrohung für das Leben in den Alpen, Hamburg 2002