Selbst wenn die Kohlendioxidemissionen plötzlich zum Erliegen kämen, könnte das Kohlendioxid, das sich bereits in der Erdatmosphäre befindet, unseren Planeten noch Hunderte von Jahren lang erwärmen, heißt es in einer neuen Studie.
Untersuchungen der Universität Princeton legen nahe, dass das bereits in der Erdatmosphäre befindliche Kohlendioxid unseren Planeten auch nach einem plötzlichen Stillstand der Kohlendioxidemissionen noch Hunderte von Jahren lang erwärmen könnte. Die Forscher fanden heraus, dass während sich Kohlendioxid stetig abbaut, die Wärmeaufnahme der Ozeane abnimmt, insbesondere in den polaren Ozeanen wie vor der Antarktis (oben). Dieser Effekt wurde in der bisherigen Forschung nicht berücksichtigt. Foto mit freundlicher Genehmigung von Eric Galbraith, McGill University
Die von der Princeton University geführte Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur Klimawandeldeutet darauf hin, dass es viel weniger Kohlenstoff als bisher angenommen braucht, um die von Wissenschaftlern als unsicher erachtete globale Temperatur zu erreichen.
Die Forscher simulierten eine Erde, auf der nach dem Eintritt von 1.800 Milliarden Tonnen Kohlenstoff alle Kohlendioxidemissionen plötzlich aufhörten. Wissenschaftler verwenden das Szenario des Quietschens von Emissionen häufig, um die Wärmekapazität von Kohlendioxid zu messen. Innerhalb eines Jahrtausends nach dieser simulierten Abschaltung verblasste der Kohlenstoff selbst stetig, wobei 40 Prozent innerhalb von 20 Jahren von den Ozeanen und Landmassen der Erde absorbiert und 80 Prozent am Ende der 1.000 Jahre aufgenommen wurden.
Eine solche Abnahme des atmosphärischen Kohlendioxids sollte an sich zu einer Abkühlung führen. Aber die vom Kohlendioxid eingeschlossene Wärme nahm einen unterschiedlichen Verlauf.
Nach einem Jahrhundert der Abkühlung erwärmte sich der Planet in den nächsten 400 Jahren um 0,37 Grad Celsius, da der Ozean immer weniger Wärme aufnahm. Während die resultierende Temperaturspitze leicht zu sein scheint, geht ein wenig Hitze hier weit. Die Erde hat sich seit vorindustrieller Zeit nur um 0,85 Grad Celsius erwärmt.
Das Zwischenstaatliche Gremium für Klimawandel schätzt, dass globale Temperaturen, die nur 2 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau liegen, das Klimasystem gefährlich beeinträchtigen würden. Um diesen Punkt zu vermeiden, müsste der Mensch die kumulierten Kohlendioxidemissionen unter 1.000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff halten, von denen etwa die Hälfte bereits seit Beginn der Industrie in die Atmosphäre gelangt ist.
Der anhaltende Erwärmungseffekt, den die Forscher fanden, lässt jedoch vermuten, dass der 2-Grad-Punkt mit viel weniger Kohlenstoff erreicht werden kann, sagte der Erstautor Thomas Frölicher, der die Arbeit als Postdoktorand im Princeton-Programm für Atmosphären- und Ozeanwissenschaften unter Mitwirkung von Dr. Autor Jorge Sarmiento, der George J. Magee Professor für Geowissenschaften und Geologie.
"Wenn unsere Ergebnisse stimmen, müssten die gesamten Kohlenstoffemissionen, die erforderlich sind, um unter 2 Grad zu bleiben, drei Viertel der vorherigen Schätzungen betragen, nur 750 Milliarden Tonnen anstelle von 1.000 Milliarden Tonnen Kohlenstoff", sagte Frölicher, jetzt Forscher bei die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich. "Um die Erwärmung auf 2 Grad zu begrenzen, müssten künftig weniger als 250 Milliarden Tonnen Kohlenstoff emittiert werden, nur die Hälfte der bereits ausgestoßenen Menge von 500 Milliarden Tonnen."
Die Arbeit der Forscher widerspricht einem wissenschaftlichen Konsens, dass die globale Temperatur konstant bleiben oder sinken würde, wenn die Emissionen plötzlich auf Null gesenkt würden. Laut Frölicher haben frühere Untersuchungen die Fähigkeit der Ozeane zur Aufnahme von Wärme aus der Atmosphäre, insbesondere aus den Polarmeeren, nicht schrittweise verringert. Obwohl sich Kohlendioxid stetig abbaut, konnten Frölicher und seine Mitautoren feststellen, dass die Ozeane, die der Atmosphäre Wärme entziehen, allmählich weniger aufnehmen. Schließlich gleicht die Restwärme die Abkühlung aus, die aufgrund schwindender Mengen an Kohlendioxid auftrat.
Frölicher und seine Co-Autoren zeigten, dass die Änderung der Wärmeaufnahme in den Ozeanen in den Polarregionen einen größeren Einfluss auf die globale Durchschnittstemperatur hat als eine Änderung der Ozeane in den niedrigen Breitengraden, ein Mechanismus, der als „Effizienz der Wärmeaufnahme in den Ozeanen“ bezeichnet wird Das erste Mal untersucht in einem Artikel aus dem Jahr 2010 von Frölichers Co-Autor Michael Winton, einem Forscher am Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL) der National Oceanic and Atmospheric Administration auf dem Forrestal Campus in Princeton.
„Die regionale Wärmeaufnahme spielt eine zentrale Rolle. Die Vorgängermodelle haben das nicht wirklich gut dargestellt “, sagte Frölicher.
"Wissenschaftler haben gedacht, dass die Temperatur konstant bleibt oder sinkt, sobald die Emissionen aufhören, aber jetzt zeigen wir, dass die Möglichkeit einer Temperaturerhöhung nicht ausgeschlossen werden kann", sagte Frölicher. "Dies ist ein Beispiel dafür, wie schwierig es sein kann, den Klimawandel umzukehren - wir stoppen die Emissionen und erreichen dennoch einen Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur."
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