Die Wissenschaftler ermitteln Projektionen künftiger Klimaänderungen mit Klimamodellen. Die hier vorgestellten Ergebnisse basieren auf einer großen Zahl von Modellsimulationen und einer breiten Auswahl an Klimamodellen. Deshalb ist es möglich, beste Schätzungen und wahrscheinliche Unsicherheitsbereiche für die projizierten Änderungen anzugeben.

Klimamodellsimulationen machte das IPCC für verschiedene so genannte Emissionsszenarios. Das heißt, die Forscherinnen und Forscher legen für ihre Klimamodelle alternative Szenarios für den Treibhausgasausstoß zugrunde: So können die Klimamodelle zum Beispiel Aussagen darüber machen, wie sich das Klima bei starkem Wirtschafts- oder Bevölkerungswachstum – und damit höheren Treibhausgasemissionen – ändern könnte. Alternativ können die Forscherinnen und Forscher projizieren, wie sich das Klima bei geringeren Treibhausgasemissionen ändern könnte.

Aus der Vielzahl dieser Szenarios werden im Folgenden drei herausgegriffen – ein niedrigeres Emissionsszenario (B1), ein mittleres (A1B) und ein höheres Emissionsszenario (A1FI) – die alle keine expliziten Initiativen zum Klimaschutz einschließen. Die Entwicklungen der Treibhausgasemissionen sind unterschiedlich.

Wegen des starken Zuwachses der weltweiten CO₂-Emissionen in den letzten Jahren¹ befürchtet das Umweltbundesamt, dass die gesamten Treibhausgasemissionen ohne zusätzlichen internationalen Klimaschutz tatsächlich so stark zunehmen könnten, wie sie das IPCC-Szenario „A1FI“ („fossil intensiv“) beschreibt.

B1 „Niedrigeres Emissionsszenario“ ist charakterisiert durch:

• global orientierte Entwicklung und die Einführung emissionsarmer sowie ressourcenschonender Techniken;
• Schwerpunktlegung auf sozial- und umweltverträglicher Entwicklung, jedoch ohne zusätzliche Klimaschutzinitiativen;
• Bevölkerungswachstum bis Mitte des 21. Jahrhunderts, dann Abnahme der Weltbevölkerung;
• Anstieg der CO₂-Emissionen bis etwa Mitte des 21. Jahrhunderts, gefolgt von einer deutlichen Abnahme bis 2100 (Emissionsniveau im Jahr 2100 niedriger als bei A1B),

A1B „Mittleres Emissionsszenario“ ist charakterisiert durch:

• global orientierte Entwicklung mit starkem Wirtschaftswachstum;
• schnelle Einführung neuer und effizienterer Techniken; Nutzung fossiler und erneuerbarer Energien;
• Anstieg der Weltbevölkerung bis Mitte des 21. Jahrhunderts, gefolgt von einer Abnahme der Weltbevölkerung;
• Anstieg der CO₂-Emissionen bis Mitte des 21. Jahrhunderts und einem leichten Rückgang bis 2100,

A1FI „Höheres Emissionsszenario“ ist charakterisiert durch:

• global orientierte Entwicklung mit starkem Wirtschaftswachstum;
• schnelle Einführung neuer und effizienterer Techniken; intensive Ausnutzung fossiler Energien;
• Anstieg der Weltbevölkerung bis Mitte des 21. Jahrhunderts, gefolgt von einer Abnahme der Weltbevölkerung;
• Anstieg der CO₂-Emissionen bis Ende des 21. Jahrhunderts.

Projizierte mittlere globale Erwärmung an der Erdoberfläche für den Zeitraum 2090 – 2099 gegenüber 1980 – 1999 zeigt Tabelle 1.

Tabelle 1: Projizierte mittlere globale Erwärmung an der Erdoberfläche für den Zeitraum 2090 – 2099 gegenüber 1980 – 1999


In diesen Zahlen ist die zwischen der vorindustriellen Zeit und dem Zeitraum 1980 – 1999 bereits erfolgte Erwärmung von etwa 0,5°C noch nicht enthalten. Rechnet man diese Temperaturzunahme dazu, resultieren bis Ende des 21. Jahrhunderts Erwärmungen von 2,3°C für das niedrigere, 3,3°C für das mittlere und 4,5°C für das höhere Emissionsszenario. Diese Werte überschreiten einen Temperaturanstieg von maximal 2°C gegenüber dem vorindustriellen Niveau; dies sehen viele Fachleute und die EU als Grenze an, ab der dramatische Schäden als Folge der Klimaänderungen drohen.

Auch nach dem Jahr 2100 kommt es in diesen Szenarios zu einer deutlichen Erwärmung. Bliebe die Treibhausgas-Konzentration in der Atmosphäre ab dem Jahr 2100 auf dem Niveau des mittleren Szenarios A1B konstant, so betrüge die gesamte Erwärmung zwischen vorindustrieller Zeit und einem neuen Klimagleichgewicht etwa 4,8°C. Die weitere Erwärmung nach dem Zeitraum 2090-2099 würde in diesem Fall also noch einmal etwa 1,5°C betragen.

Hinsichtlich des projizierten Anstiegs des Meeresspiegels sind noch viele Fragen offen. Die ermittelte Bandbreite des Meeresspiegelanstiegs bis zum Ende des 21. Jahrhunderts beträgt im globalen Mittel für das niedrigere Emissionsszenario (B1) 18 bis 38 Zentimeter und für das höhere Emissionsszenario (A1FI) 26 bis 59 Zentimeter. Die Szenarios berücksichtigen allerdings noch nicht die polare Eisdynamik (beispielsweise das Abbrechen großer Eismassen in der Antarktis) und Unsicherheiten in den Klima-Kohlenstoffkreislauf- Rückkopplungen: In einem wärmeren Klima reduziert sich die Aufnahmefähigkeit der Ozeane und der Landoberfläche für vom Menschen verursachtes CO₂, weil in wärmerem Wasser weniger Gas gelöst wird und die Böden bei höheren Temperaturen mehr Biomasse abbauen. Damit würden die atmosphärischen CO₂-Konzentrationen stärker steigen als ohne diesen Rückkopplungsmechanismus. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse und deren Berücksichtigung in künftigen Modellsimulationen könnten zur Projektion höherer Meeresspiegelanstiege bis zum Ende des 21. Jahrhunderts führen.

Folge der erhöhten Kohlendioxidemissionen ist auch eine zunehmende Versauerung der Ozeane. Die Meere nahmen bisher etwa ein Drittel der vom Menschen verursachten CO₂- Emissionen auf, was bereits zu einer signifikanten Versauerung des Meerwassers führte. Eine ungebremste Fortsetzung dieses Trends würde erhebliche Gefahren für das Leben im Meer bergen. Saures Wasser behindert die Kalkbildung, das heißt den Knochen- und Schalenaufbau der Meeresbewohner. Korallenriffe, die ohnehin im wärmeren Wasser unter Stress stehen und alle davon abhängigen Arten sind in ihrer Existenz gefährdet. Das könnte negative Auswirkungen für die gesamte Nahrungskette im Meer haben und damit auch für die menschliche Ernährung.

Die größte Erwärmung zeigen die Klimaprojektionen über dem Festland und in nördlichen Breiten. Mit der geringsten Erwärmung ist über dem südlichen Ozean und Teilen des Nordatlantiks zu rechnen. Die Modelle ergeben für alle Emissionsszenarios einen Rückgang des Meereises sowohl in der Arktis als auch in der Antarktis. In einigen Projektionen verschwindet in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts das Meereis in der Arktis im Sommer fast völlig.

Die Niederschlagsmengen werden in höheren Breiten sehr wahrscheinlich zunehmen, während sie über den meisten subtropischen Landregionen wahrscheinlich abnehmen.

Extremereignisse – wie Hitzewellen und Starkniederschläge – werden sehr wahrscheinlich weiterhin zunehmen. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich (Eintrittswahrscheinlichkeit > 66 Prozent), dass tropische Wirbelstürme künftig intensiver werden und höhere Spitzenwindgeschwindigkeiten sowie mehr Starkniederschläge mit sich bringen werden.

Nach gegenwärtigen Erkenntnissen wird das Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes  nach 2100 weiterhin zum Meeresspiegelanstieg beitragen. Es besteht die Gefahr, dass beieiner Zunahme der globalen Mitteltemperatur von mehr als 2°C gegenüber dem vorindustriellen Wert das Grönländische Eisschild über Jahrhunderte hinweg vollständig abschmilzt und langfristig zu einem Meeresspiegelanstieg von etwa sieben Metern führt. Die Antarktis ist – nach gegenwärtigem Kenntnisstand – hingegen zu kalt für ein verbreitetes Abschmelzen des Festlandeises.

Die anthropogene Erwärmung und der Meeresspiegelanstieg würden sich über Jahrhunderte fortsetzen, selbst falls es gelänge, die Treibhausgaskonzentrationen zu stabilisieren. Dies liegt an der langen, mit Klimaprozessen und Rückkopplungen im Klimasystem verbundenen Zeitskala.

Angesichts der drohenden Konsequenzen einschneidender Klimaänderungen hat sich die EU zum Ziel gesetzt, den Temperaturanstieg auf 2°C gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen. Zwischen 1906 und 2005 nahm die globale bodennahe Mitteltemperatur bereits um 0,74°C zu. Für das 2°C-Ziel darf die globale Mitteltemperatur also um nicht mehr als weitere rund 1,2°C steigen. Nur so lassen sich die schlimmsten Folgen des Klimawandels verhindern und die unvermeidbaren Folgen durch Anpassungen begrenzen. Um die 2°CGrenze mit einer Wahrscheinlichkeit von wenigstens 75 Prozent einzuhalten, ist es  notwendig, die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre bei 400 ppmv CO₂- Äquivalenten zu stabilisieren. Dazu ist der Zuwachs der globalen Treibhausgas-Emissionen bis 2020 zu stoppen. Anschließend müssen die weltweiten Emissionen bis zum Jahr 2050  um 50 Prozent gegenüber 1990 sinken – das heißt um etwa 60 Prozent gegenüber den heutigen Werten – und sie dürfen dann auch langfristig dieses Niveau nicht überschreiten.

Die dazu erforderlichen Klimaschutzmaßnahmen sollten so schnell wie möglich verstärkt werden, um die jetzige Zunahme der Emissionen bis 2020 tatsächlich zu stoppen. Ein  späterer Beginn der Maßnahmen würde bei gleichem Emissionsminderungsziel zu erhöhten volkswirtschaftlichen Kosten führen, weil die gesamte wirtschaftliche Entwicklung und besonders die Infrastruktur sich dann bereits zu höheren Emissionen hin entwickelt hätten  („Lock-In-Effekt“). Beispielsweise könnten zu diesem Zeitpunkt bereits zusätzliche Kohlekraftwerke mit ihren hohen spezifischen CO₂-Emissionen in Betrieb sein oder es wären noch mehr Straßen und Flughafenkapazitäten anstelle von neuen Schienenwegen entstanden. Die Möglichkeiten für niedrigere Stabilisierungsniveaus wären zudem stark eingeschränkt, und das Risiko schwerer Schäden aus einem stärkeren Klimawandel würde wachsen – mit heute noch nicht genau bekannten volkswirtschaftlichen Verlusten.