Erdgeschichte: Klima noch empfindlicher für Kohlendioxid?

Zu den großen Unwägbarkeiten der Klimamodelle gehören Rückkopplungseffekte: Wie reagiert das Klima darauf, wenn sich Vegetation oder Eisbedeckung verändern? Verschwinden Gletscher und machen dunklen Oberflächen Platz oder ersetzen Wälder offenes – helles – Grasland, erwärmt sich die Erde zusätzlich. Einen womöglich entscheidenden Schritt, um diese sich gegenseitig beeinflussenden Effekte besser für Modellierungen zu verstehen, sind nun Daniel Lunt von der University of Bristol und seine Kollegen weitergekommen – mit einem angesichts des Klimawandels bedenklichen Ergebnis: Die Temperaturen auf der Erde reagieren womöglich noch empfindlicher auf atmosphärisches Kohlendioxid als bislang vermutet.

Simulationen | Die Grafik zeigt die möglichen Temperaturveränderungen auf der Erde, wenn sich der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre von den 280 ppm (parts per million) der vorindustriellen Zeit auf 400 ppm erhöht. Die linke Simulation berücksichtigt nur kurzfristige Rückkopplungen wie Meereis- sowie Wolkenbedeckung und Wasserdampf, die rechte dagegen auch langfristige Veränderungen der Vegetation und der Gletscher – mit entsprechend höheren Auswirkungen auf die Durchschnittstemperaturen.

Langfristig betrachtet könnte der Treibhauseffekt wegen der Rückkopplungseffekte um 30 bis 50 Prozent stärker ausfallen, kalkulieren die Forscher anhand ihrer Daten. Sie hatten am Computer das Klima des Pliozäns vor drei Millionen Jahren simuliert – einer erdgeschichtlichen Warmphase, während der die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nach bisherigem Kenntnisstand ähnlich hoch war wie gegenwärtig. Ihre Berechnungen verglichen sie dann mit den tatsächlichen Temperaturen der Epoche, die sie mit Hilfe von ozeanischen Sedimenten rekonstruiert hatten: In den Schichten lagern sich beispielsweise je nach feuchtwarmen oder trockenkalten Bedingungen unterschiedliche Mengen an Sauerstoffisotopen ab.

"Bei gleichen CO₂-Konzentrationen spuckte das Modell verglichen mit den tatsächlich rekonstruierten Bedingungen zu niedrige Temperaturen aus", erklärt Lunt. Erst als die Wissenschaftler langfristige Änderungen wie Eisbedeckung oder Vegetationswandel in ihre Simulation integrierten, glichen sich beide Kurven an – ein Effekt, der zwar bekannt sei, aber in vielen Klimamodellen noch zu wenig berücksichtigt würde, so die Forscher. Empfehlungen zum Klimaschutz, wie sie der Weltklimarat der Vereinten Nationen (IPCC) regelmäßig vorlegt, müssten diese langfristigen Effekte zukünftig noch stärker berücksichtigen, fordern Lunt und Co deshalb. Bisher läge das Augenmerk vor allem auf kurzfristigen Rückkopplungen, die das gesamte Ausmaß der Erderwärmung jedoch verschleiern. (dl)