Erderwärmung bezieht sich auf den jüngsten Temperaturanstieg in der Erdatmosphäre und in den Ozeanen, der teilweise auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist. Die wissenschaftlichen Beweise für die globale Erwärmung sind überwältigend, aber die politische Debatte geht weiter. Ein Grund für die anhaltende Debatte ist, dass die Klimawissenschaft ein komplexes Thema ist. Das Klima selbst ist das Ergebnis des Zusammenspiels von Dutzenden von Faktoren. Aus diesem Grund kann man nicht nur Veränderungen in einem Element beobachten und mit einem bestimmten Klimaeffekt in Verbindung bringen – was die Erklärung der globalen Erwärmung zu einer Herausforderung macht.
Balance
Die Erde erhält jeden Moment 84 Terawatt Sonnenenergie – das sind 84 Millionen Watt. Ein Teil dieser Energie wird direkt von der Erdatmosphäre und der Erdoberfläche reflektiert. Einiges wird absorbiert – die Luft, das Wasser und das Land werden erwärmt. Die wärmere Luft, das Wasser und das Land senden unsichtbare Infrarotstrahlung aus, die in den Weltraum zurückkehrt. Aber ein Teil dieser Infrarotstrahlung schafft es nicht in den Weltraum – sie wird direkt an die Oberfläche reflektiert. Es ist gefangen.
Ein Topf mit Heizwasser auf dem Herd fühlt sich warm an und es dampft. Die Hitze, die Sie spüren, und der Dampf, den Sie sehen, sind beides Möglichkeiten, wie der Topf Energie abgibt, aber es kommt mehr Energie herein als ausgeht - also heizt sich der Topf auf. Dasselbe passiert bei der Erde: Wenn mehr Energie hereinkommt als ausgeht, erwärmt sich die Erde.
Strahlungsbilanz
Wenn die Erde die 84 Terawatt Leistung, die sie in jedem Moment erhält, nicht abgibt, heizt sie sich auf. Viele Faktoren beeinflussen den Strahlungshaushalt der Erde. Schnee und Eis zum Beispiel reflektieren das Sonnenlicht direkt in den Weltraum. Wenn Schnee und Eis schmelzen und durch dunkelblaues Wasser oder braune Erde ersetzt werden, nimmt die Erde mehr Energie auf.
Ein weiterer Faktor ist, dass die Sonne natürliche Leistungsschwankungen aufweist – was bedeutet, dass die Erde manchmal etwas mehr oder etwas weniger als 84 Terawatt empfängt. Vulkane stoßen Staub aus, der sowohl die Wolken reflektierend machen als auch die Atmosphäre mehr Energie absorbieren kann, abhängig von den Besonderheiten der Partikel.
Ein weiterer viel beachteter Faktor ist die Emission der sogenannten Treibhausgase. Sie bekommen diesen Namen, weil sie wie die Scheiben in einem Gewächshaus funktionieren – sie lassen Licht herein, aber sie reflektieren die Infrarotstrahlung zurück zur Oberfläche.
Eine Metapher
Eine Möglichkeit, sich die globale Erwärmung vorzustellen, besteht darin, sich vorzustellen, dass Ihr Auto an einem sonnigen Tag auf einem Parkplatz steht. Angenommen, Sie haben herausgefunden, wie weit Sie Ihre Fenster absenken müssen, damit Ihr Auto nicht zu heiß wird. Ihre Fenster lassen Licht herein und lassen nicht viel Infrarot wieder heraus, sodass das Innere warm wird, aber Sie haben es so eingestellt, dass genügend Wärme aus Ihren Fenstern entweicht, um das Auto komfortabel zu halten. Aber wenn Sie Ihre Scheiben mit einer Beschichtung besprühen, die noch sichtbares Licht durchlässt, aber mehr Infrarotwärme zurück in Ihr Auto reflektiert, würde das Gleichgewicht aus dem Gleichgewicht geraten. Ihr Auto würde mehr Energie speichern und sich aufheizen.
Ähnliches passiert mit Treibhausgasen. Die natürliche Atmosphäre enthält Gase, die einen Teil der Infrarotwärme zur Erde zurückreflektieren. Menschliche Aktivitäten erhöhen das Niveau der Treibhausgase, erhöhen die Reflexion, verändern das Gleichgewicht und lassen die Durchschnittstemperatur steigen.
Warum Wissenschaftler sicher sind
Die überwiegende Mehrheit der Wissenschaftler glaubt, dass menschliche Aktivitäten das globale Klima beeinflussen. Obwohl es viele Faktoren gibt – einige menschliche und einige natürliche – sind sich die Wissenschaftler sicher, dass menschliche Aktivitäten die Durchschnittstemperatur der Erde erhöhen. Sie haben sich alle möglichen Beweise angesehen, von der Zusammensetzung der Korallen bis hin zu Wassereinschlüssen im antarktischen Eis. Die Beweise zeigen, dass Klimaschwankungen schon immer Teil der natürlichen Zyklen der Erde waren. Aber es zeigt auch, dass der Klimawandel noch nie – in den letzten 10.000 Jahren – so schnell war wie heute. Eine dieser Veränderungen ist der Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids, eines Treibhausgases, dessen Werte aufgrund der Emissionen fossiler Brennstoffe und der Entwaldung dramatisch ansteigen. Größe und Geschwindigkeit der Veränderungen lassen den Schluss zu, dass der Mensch das Klima der Erde verändert.
Zum Beispiel lag die durchschnittliche globale Temperatur 1.000 Jahre lang innerhalb von etwa einem halben Grad Celsius – 0,9 Grad Fahrenheit. Etwa Mitte des 19. Jahrhunderts begann die Temperatur zu steigen, dann in den letzten Phasen des 20. Jahrhunderts noch schneller. In den letzten 100 Jahren ist die Temperatur um etwa 1 Grad Celsius (1,8 Grad Fahrenheit) gestiegen. Einfach ausgedrückt ist die Temperatur in den letzten 100 Jahren stärker gestiegen als in allen 900 Jahren zuvor.