Neue Studie ermittelt die Klimasensitivität der Erde anhand der jüngsten globalen Erwärmung

In einer aktuellen Studie konnten Diego Jiménez-de-la-Cuesta Otero vom Max-Planck-Institut für Meteorologie und Prof. Thorsten Mauritsen von der Universität Stockholm die Klimasensitivität der Erde gegenüber Kohlendioxid weiter eingrenzen. Hierfür kombinierten sie Beobachtungen der globalen Erwärmung seit den 1970er Jahren mit Ergebnissen aus globalen Klimamodellen. Die Ergebnisse der Studie können zu besseren Projektionen der zukünftigen Erwärmung führen.

Klimawissenschaftler*innen suchen für die Vorhersage der zukünftigen globalen Erwärmung nach zwei bestimmten Kennzahlen: die transiente Klimaantwort (transient climate response) und die Gleichgewichtsklimasensitivität (equilibrium climate sensitivity) der Erde. Diese beschreiben jeweils die kurz- und langfristige Temperaturreaktion auf eine Verdoppelung des atmosphärischen Kohlendioxids. Unsicherheiten in der Bestimmung dieser Kennzahlen schränken seit langem die Fähigkeit ein, den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen. Jüngster Schwerpunkt in der wissenschaftlichen Untersuchung ist die Nutzung von Beobachtungsdaten seit Beginn des Industriezeitalters, in dem vor allem die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas die Erde um etwa 1 Grad Celsius erwärmt hat.

Eine große Herausforderung bei diesem Ansatz ist, dass nicht nur die Verbrennung fossiler Brennstoffe die Erde durch steigende Treibhausgase erwärmt hat. Die damit verbundene Emission schädlicher Aerosolpartikel könnte einen Teil der Erwärmung auch ausgeglichen haben, indem die Partikel Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektierten. Über diese Abkühlung durch Aerosole ist wenig bekannt, und wenn sie einen großen Teil der Treibhausgaserwärmung kompensiert hat, dann muss die Klimasensitivität der Erde groß gewesen sein, um zur beobachteten Erwärmung von 1 Grad Celsius zu gelangen.

Jiménez-de-la-Cuesta Otero und Mauritsen umgehen dieses Problem, indem sie nur Daten zur globalen Erwärmung seit 1970 verwenden. Seit diesem Zeitpunkt begrenzen Vorschriften zur Luftqualität die Aerosolbelastung, so dass die Kühlung durch Aerosole annährend konstant blieb, während gleichzeitig die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre rapide zugenommen hat. Die beiden Wissenschaftler identifizierten einen Zusammenhang zwischen der Erwärmung in diesem Zeitraum und der Klimasensitivität in globalen Klimamodellen. Sie haben diese dann mit Beobachtungsdaten kombiniert, um die Schätzungen der Klimasensitivität einzuschränken.

Die besten Schätzungen sind eine mittlere vorübergehende Klimaantwort von 1,67 Grad Celsius und eine Gleichgewichtsklimasensitivität von 2,83 Grad Celsius. Darüber hinaus können die Autoren nicht nur sehr niedrige Werte, die früher bei der beobachteten Erwärmung festgestellt wurden, sondern auch sehr hohe Werte, die in einigen wenigen Klimamodellen vorkommen, ausschließen. Daher kann die neue Studie von Jiménez-de-la-Cuesta Otero und Mauritsen letztendlich zu besseren Projektionen der zukünftigen Erwärmung führen.

Diego Jiménez-de-la-Cuesta Otero ist Doktorand an der International Max Planck Research School on Earth System Modelling (IMPRS-ESM) am Max-Planck-Institut für Meteorologie. Thorsten Mauritsen ist außerordentlicher Professor am Institut für Meteorologie der Universität Stockholm.

Originalveröffentlichung:
Jiménez-de-la-Cuesta, D., & Mauritsen, T (2019). Emergent constraints on Earth's transient and equilibrium response to doubled CO2 by post-1970s global warming. Nature Geoscience, 12, available online. doi:10.1038/s41561-019-0463-y.

Kontakt:
Diego Jiménez de la Cuesta Ortego
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 386
E-Mail: diego.jimenez@we dont want spammpimet.mpg.de