Forschung

Hitzestau in der Atmosphäre

09.09.2020 - Klimatische Erwärmung der Luftschichten zeigt stärkste relative Änderungen im Vergleich zu Land und Wasser.

Der weltweite Ausstoß von Treibhaus­gasen nimmt weiter zu und befeuert die globale Erwärmung. Eine internationale Studie hat erstmals berechnet, wie stark sich seit den 1970er Jahren die überschüssige Wärme­energie jeweils in den Meeren, den Landmassen und der Lufthülle ansammelt sowie zum Abschmelzen des Eises führt. Die Wärme­ansammlung in der Atmosphäre untersuchte ein Team um Gottfried Kirchengast von der Universität Graz. Die Forscher stellten fest, dass der Wärme­anteil der Lufthülle im Vergleich zu Meer, Land und Eisschmelze in den letzten Jahr­zehnten überraschend stark zunahm, was Wetter- und Klimaextreme antreibt. 

Die Treibhausgas­zunahme in der Atmosphäre vor allem durch die andauernden fossilen Emissionen bewirkt auf unserem Planeten ein Energie-Ungleich­gewicht zwischen der eintreffenden Sonnen­strahlung und der Rückstrahlung von der Erde, die durch die Treib­hausgase behindert wird. „Wir fanden heraus, dass unsere Erde mittlerweile im Schnitt in jeder Sekunde pro Quadratmeter rund 0,9 Joule Energie zusätzlich schlucken muss“, fasst Kirchengast die Gesamtbilanz zusammen. „Da die Erdoberfläche 510 Millionen Quadrat­kilometer groß ist, sind das jedes Jahr rund 14 Billionen Gigajoule Überschuss, mehr als das Zwanzigfache des Weltenergieverbrauchs.“ Das treibt die globale Erwärmung und den Klimawandel mit allen Folgen rasant an. „In der Atmosphäre war die Wärme­zunahme von 2001 bis 2018 dreimal so stark wie der im letzten Weltklimabericht publizierte Anstieg im Zeitraum 1971 bis 2010“, so Kirchengast.

Die Studie von Forschungsteams aus zehn Ländern untermauert auf Basis der besten verfügbaren Daten­quellen über das Erdsystem und in bisher unerreichter Gesamt­sicht mit aktuellen Zahlen, wo die über­schüssige Energie hingeht und wirksam wird: Rund neunzig Prozent speichern derzeit die Weltmeere, fünf Prozent das Land, drei Prozent verbraucht das Abschmelzen des Eises und rund zwei Prozent gehen in die Atmosphäre. „Während also die leichte, gasförmige Lufthülle, vor allem dank der Puffer­speicherung in den Wassermassen der Meere, absolut gesehen nur die kleinste Menge aufnehmen muss, sind ihre relativen Änderungen am stärksten und die Auswirkungen auf uns Menschen am direktesten, etwa über Wetter- und Klimaextreme“, resümiert Kirchen­gast und unter­streicht eine zentrale Schluss­folgerung der Studie: „Der einzige Weg zum Abbau dieses bedrohlichen Energie-Ungleich­gewichts ist eine drastische Emissions­reduktion im Sinn der Pariser Klimaziele.“

Kirchengasts Forschungsgruppe zählt zu den international führenden Gruppen auf dem Gebiet der Klima­beobachtung in der Atmosphäre. Dem an der aktuellen Studie beteiligten Team gehörten auch Max Gorfer und Andrea Steiner von der Universität Graz sowie Michael Mayer und Leo Haimberger von der Universität Wien an. Die Forscher stützten sich bei ihren Berechnungen auf das weltweit beste Daten­material, unter anderem aus satelliten­gestützter Radio-Okkultation, Qualitäts-Wetter­ballon­sonden und neuesten Langzeit-Atmosphären­analysen des Europäischen Wetterzentrums ECMWF in Reading/UK.

Die internationale Studie wurde im Rahmen des Welt­klima­forschungs­programms und des „Global Climate Observing System“-Programms der Vereinten Nationen durchgeführt. Ihre Ergebnisse werden maßgeblich in den Welt­klima­bericht 2021 mit einfließen. 

U. Graz / DE
 

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