Braunkohle-Tagbau in Nordrhein-Westfalen. Rund ein Fünftel der gesamten deutschen CO2-Emissionen stammt aus Kohlekraftwerken.

Foto: AP/Martin Meissner

Exeter/Wien – Die Klimasensitivität ist eine zentrale Größe in der Forschung zum Klimawandel. Sie dient als Maßzahl, um aus dem Anstieg von Treibhausgasen wie Kohlendioxid in der Atmosphäre einen künftigen Temperaturanstieg zu berechnen. Die Werte dieses wichtigen Parameters sind allerdings alles andere als gewiss – und bilden damit einen der größten Unsicherheitsfaktoren in der Klimaforschung.

Forscher um Peter Cox von der Universität Exeter kommen nun im Fachblatt Nature zum Schluss, dass die Klimasensitivität der Erdatmosphäre geringer sein könnte, als in den Berichten des Weltklimarats (IPCC) angenommen wird. Ihre Ergebnisse schränken vor allem den Unsicherheitsbereich erheblich ein und korrigieren die bisherigen Annahmen zur stärksten, aber auch zur geringsten Erwärmung durch Kohlendioxid in der Atmosphäre.

Konkret geht es in der Studie um die sogenannte Gleichgewichtsklimasensitivität (ECS). Diese gibt an, wie stark sich die Erde bei einer hypothetischen Verdoppelung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter langfristig erwärmen würde.

Vage Einschätzung

Eine solche Kohlendioxid-Verdoppelung ist freilich kein realistisches Szenario, bietet aber einen Weg, zu einer einfachen Kennzahl zur CO2-Auswirkung auf das Klima zu kommen. "Betrachtet man ausschließlich die Strahlungswirkung von CO2, ergibt sich eine Klimasensitivität von etwa 1,2 Grad Celsius. Die Verstärkung durch Rückkopplungseffekte, beispielsweise durch Wasserdampf, Wolken oder den Eis-Albedo-Effekt, ist eine der Hauptunsicherheiten in der Klimamodellierung", erklärt Martin Riese vom Institut für Energie- und Klimaforschung am Forschungszentrum Jülich. Für Riese, der selbst nicht an der aktuellen Studie beteiligt war, ist die Arbeit von Cox und Kollegen ein "erheblicher Fortschritt".

Denn die bisherigen Einschätzungen der Klimasensitivität sind einigermaßen vage: Der Weltklimarat nimmt einen Wert von 1,5 bis 4,5 Grad Celsius an. Der aktuellen Studie zufolge liegt die Gleichgewichtsklimasensitivität aber mit einer Wahrscheinlichkeit von 66 Prozent zwischen 2,2 und 3,4 Grad Celsius. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Wert die bisherige Obergrenze von 4,5 Grad Celsius überschreiten könnte, was frühere Studien nicht ausschließen konnten, liegt den Autoren zufolge bei nur einem Prozent.

Verbesserte Modelle

Schätzungen für die Klimasensitivität wurden in der Vergangenheit schon vielfach abgegeben. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten stellten die Forscher um Cox nun aber einen Zusammenhang zwischen messbaren kurzfristigen Klimaschwankungen und in Modellen vorhergesagten langfristigen Veränderungen her. Riese: "Die Autoren zeigen, dass sich durch einen Vergleich der zeitlichen Variabilität der Beobachtungsdaten mit den Ergebnissen entsprechender Klimasimulationen der Unsicherheitsbereich der realen Klimasensitivität deutlich einschränken lässt."

Welche Konsequenzen lassen sich daraus nun ableiten? Sollten Folgestudien das Ergebnis bestätigen, ließen sich künftige Klimamodelle durch die geringere Unsicherheit verbessern. Für die internationale Klimapolitik ergeben sich aber keine großen Änderungen, sagen Experten: Denn die Studie schließt nicht nur die schlimmsten bisher angenommenen Szenarien aus, sondern auch die besten. Insofern bestätigen Cox und Kollegen einmal mehr die Notwendigkeit, CO2-Emissionen massiv einzuschränken.

Ihre mittlere Schätzung der Klimasensitivität liegt bei 2,8 Grad Celsius und damit in einem sehr ähnlichen Bereich wie das vom Weltklimarat angenommene Mittel (drei Grad). Riese sieht darin eine Bestätigung dafür, "dass die Annahmen, auf denen die internationale Klimapolitik beruht, auf einer soliden Basis stehen." (David Rennert, 18.1.2018)