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17.03.2016

Treibhauseffekt und Emissionsszenarien Wie wirken sich Änderungen in der Zusammensetzung unserer Atmosphäre auf das Klimageschehen aus?

Die Szenarien des IPCC

Um das Klimasystem mit seinen physikalischen und biogeochemischen Prozessen zu verstehen, hat die Wissenschaft im Lauf der letzten Jahrzehnte hochkomplexe numerische Klimamodelle entwickelt. Klimamodelle beschreiben die Vergangenheit und helfen, die Geschichte des Erdklimas zu verstehen. Simulationen für die Vergangenheit dienen auch dazu, die Güte der Modelle zu verifizieren.

Die Klimaforscher untersuchen mit solchen Modellen auch, welchen Effekt die Änderungen äußerer Faktoren, zum Beispiel das menschliche Handeln, auf das zukünftige Klima haben (z.B. bis 2100), und wie sich Klimaänderungen weltweit und regional auf die Verteilung von Temperatur, Niederschlag und andere Größen auswirken können. Die Zukunft, also die Entwicklung der Weltwirtschaft und unsere Lebensstile (und damit der Ausstoß von klimawirksamen Substanzen in die Atmosphäre), kann man nicht vorhersehen.

Die Forscher können jedoch verschiedene Annahmen über die möglichen Entwicklungen in der Bevölkerung, Politik, Technologie und Wirtschaft treffen, die dann durch globale sozio-ökonomischen Szenarien beschrieben werden. Für jedes Szenario werden die Entwicklungspfade von Treibhausgasemissionen und klimawirksamen Substanzen und die daraus folgenden atmosphärischen Konzentrationen berechnet. Diese atmosphärischen Konzentrationen, in manchen Fällen auch Emissionen, werden den globalen Klimamodellen vorgeschrieben, die dann die Auswirkungen auf das Klimasystems simulieren.

Bei Klimasimulationen, die mit solchen Szenarien „in die Zukunft gerechnet werden“, spricht man daher auch von „Projektionen“ und nicht von Prognosen.

Die SRES Emissionsszenarien

Im Jahr 2000 brachte der „zwischenstaatliche Ausschuss über Klimaänderungen“ IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) einen Sonderbericht zu etwa vierzig entwickelten Szenarien heraus, den sogenannten „Special Report on Emissions Scenarios“ (SRES). Diese Szenarien Die Klimasimulationen, die im dritten (2001) und vierten (2007) IPCC Sachstandsberichts verwendet wurden, basieren auf diesen SRES Szenarien. Sie werden in vier Familien (A1, A2, B1 und B2) eingeteilt. Jede Familie weist verschiedene Parameter auf, die die weltweite Entwicklung beschreiben und besitzt ein Basis-Szenario mit typischen Charakteristiken seiner Familie. Hierzu gehört auch die Höhe der Treibhausgas-Konzentration (angegeben in ppm CO2 oder in ppm CO2-Äquivalenzwerten), die entsprechend diesem Szenario im Jahr 2100 erreicht ist (um dann in den meisten Szenarien nicht mehr weiter anzusteigen).

© KlimaWiki nach IPCC 2000: Special Report on Emissions Scenarios (SRES): Anschauliche Darstellung der IPCC Szenarien

© KlimaWiki nach IPCC 2000: Special Report on Emissions Scenarios (SRES): Anschauliche Darstellung der IPCC Szenarien

Das Basis-Szenario für die Szenarien-Familie ‚A1’ sei hier exemplarisch erläutert. Es setzt eine Welt ohne große regionale Unterschiede voraus, d.h. einen regen weltweiten kulturellen und sozialen Austausch mit fortschreitendem Abbau bestehender Einkommensunterschiede zwischen höher entwickelten und weniger entwickelten Staaten. Auch wird eine schnelle Einführung neuer und effizienter Technologien - unter einer starken marktwirtschaftlichen Anbindung - und ein starkes Wirtschaftswachstum zugrunde gelegt. Weiter wird vorausgesetzt, dass die Menschheit bis zur Mitte unseres Jahrhunderts noch anwächst, danach das Bevölkerungswachstum aber wieder zurückgeht.

A1 wird in drei weitere Szenarien eingeteilt, die sich am Energieverbrauch der Menschheit orientieren. Dabei geht ein Szenario (A1B) von einer Balance zwischen den einzelnen Energiequellen aus, in den beiden anderen A1-Szenarien wird ein intensiverer Gebrauch fossiler bzw. nicht-fossiler Energieträger angenommen. Das A1B Szenario ist ein relativ gemäßigtes Szenario, das oft für Klimaprojektionen als Referenz herangezogen wird.



Die Repräsentativen Konzentrationspfade RCPs

Bedingt durch die weltweite Entwicklung der Treibhausgasemissionen seit Veröffentlichung der SRES-Szenarien und damit verbundenen Änderungen hinsichtlich der Erwartung zukünftiger Emissionen hat der IPCC für seinen fünften Report, der 2013/2014 erschienen ist, neue Szenarien verwendet.

Die neuen Szenarien sind von der Konzeption her stark verändert worden. Charakteristisch ist der sogenannte „anthropogene Strahlungsantrieb“, der am Ende des 21. Jahrhunderts herrscht. Dieser ist ein Maß für die (physikalische) Leistung, die die menschengemachte Erwärmung der Atmosphäre antreibt, und ist eine für den anthropogenen Treibhauseffekt geeignete Maßzahl (in Watt pro Quadratmeter). Die Szenarien heißen Repräsentative Konzentrationspfade (Representative Concentration Pathways, RCPs) und zeigen verschiedene Entwicklungspfade der Treibhausgaskonzentrationen mit zugehörigen Emissionen auf. Im Gegensatz zu den SRES-Szenarien werden in den RCPs auch Emissionsminderungen und Anpassungen an den Klimawandel berücksichtigt.