Der weltweite Ausstoß von Treibhausgasen nimmt nach wie vor zu und befeuert die globale Erwärmung weiter. Eine groß angelegte internationale Studie hat nun erstmals umfassend berechnet, wie stark sich dadurch seit den 1970er-Jahren die überschüssige Wärmeenergie jeweils in den Meeren, den Landmassen und der Lufthülle der Erde ansammelt sowie zum Abschmelzen der Polkappen und Gletscher führt. Die Wärmeansammlung in der Atmosphäre hat ein Team unter der Leitung von Gottfried Kirchengast vom Wegener Center der Universität Graz untersucht. Die ForscherInnen stellten fest, dass der Wärmeanteil der Lufthülle im Vergleich zu Meer, Land und Eisschmelze in den letzten Jahrzehnten überraschend stark zunahm, was Wetter- und Klimaextreme maßgeblich antreibt. Die Ergebnisse der Studie sind soeben im Journal Earth System Science Data erschienen.
Wachsendes Ungleichgewicht
Die Treibhausgaszunahme in der Atmosphäre vor allem durch die andauernden fossilen Emissionen bewirkt auf unserem Planeten ein Energie-Ungleichgewicht zwischen der eintreffenden Sonnenstrahlung und der Rückstrahlung von der Erde, die durch die Treibhausgase behindert wird. „Wir fanden heraus, dass unsere Erde mittlerweile im Schnitt in jeder Sekunde pro Quadratmeter rund 0,9 Joule Energie zusätzlich schlucken muss“, fasst Kirchengast die Gesamtbilanz zusammen. „Da die Erdoberfläche 510 Millionen Quadratkilometer groß ist, sind das jedes Jahr rund 14 Billionen Gigajoule Überschuss, mehr als das Zwanzigfache des Weltenergieverbrauchs.“ Das treibt die globale Erwärmung und den Klimawandel mit allen Folgen rasant an. „In der Atmosphäre war die Wärmezunahme von 2001 bis 2018 dreimal so stark wie der im letzten Weltklimabericht publizierte Anstieg im Zeitraum 1971 bis 2010“, so Kirchengast.
Wärme-Inventur
Die Studie von Forschungsteams aus zehn Ländern untermauert auf Basis der besten verfügbaren Datenquellen über das Erdsystem und in bisher unerreichter Gesamtsicht mit aktuellen Zahlen, wo die überschüssige Energie hingeht und wirksam wird: Rund 90 Prozent speichern derzeit die Weltmeere, fünf Prozent das Land, drei Prozent verbraucht das Abschmelzen des Eises und rund zwei Prozent gehen in die Atmosphäre. „Während also die leichte, gasförmige Lufthülle, vor allem dank der Pufferspeicherung in den Wassermassen der Meere, absolut gesehen nur die kleinste Menge aufnehmen muss, sind ihre relativen Änderungen am stärksten und die Auswirkungen auf uns Menschen am direktesten, etwa über Wetter- und Klimaextreme“, resümiert Kirchengast und unterstreicht eine zentrale Schlussfolgerung der Studie: „Der einzige Weg zum Abbau dieses bedrohlichen Energie-Ungleichgewichts ist eine drastische Emissionsreduktion im Sinn der Pariser Klimaziele.“
International an der Spitze
Kirchengasts Forschungsgruppe zählt zu den international führenden Gruppen auf dem Gebiet der Klimabeobachtung in der Atmosphäre. Dem an der aktuellen Studie beteiligten Team gehörten auch Max Gorfer und Andrea Steiner von der Universität Graz sowie Michael Mayer und Leo Haimberger von der Universität Wien an. Die ForscherInnen stützten sich bei ihren Berechnungen auf das weltweit beste Datenmaterial, unter anderem aus satellitengestützter Radio-Okkultation, Qualitäts-Wetterballonsonden und neuesten Langzeit-Atmosphärenanalysen des Europäischen Wetterzentrums ECMWF in Reading/UK.
Die internationale Studie wurde im Rahmen des Weltklimaforschungsprogramms und des „Global Climate Observing System“-Programms der Vereinten Nationen durchgeführt. Ihre Ergebnisse werden maßgeblich in den Weltklimabericht 2021 mit einfließen. Die Forschung der Universität Graz ist in den Profilbildenden Bereich Climate Change Graz eingebettet.
Publikation
Heat stored in the Earth system: where does the energy go? Earth System Science Data, 12, 2013-2041, 7. September 2020
