Klimawandel
Klima existiert seit Bildung der Erdatmosphäre, unterliegt kontinuierlichen Veränderungen und variiert sowohl durch natürliche Schwankungen als auch durch menschliche Einflüsse. Es beschreibt die durchschnittlichen Wetterbedingungen über einen längeren Zeitraum und umfasst Faktoren wie Temperatur, Niederschlagsmuster, Luftfeuchtigkeit sowie Windrichtung- und Geschwindigkeit. Korrekt wäre daher die Bezeichnung „vom Menschen verstärkter Klimawandel oder von Menschen verursachten Klimaänderung“. Die Industrialisierung nahm in Europa mit der Erfindung der Dampfmaschine durch den Schotten James Watt im Jahr 1765 ihren Anfang. Mit dieser technischen Neuerung wurde erstmals Energie aus Kohle – später auch aus Holz, Biomasse, Öl und Gas – genutzt, um mechanische Arbeit zu verrichten. Dies führte zur Entstehung der ersten Fabriken und Maschinen, die fossile Energieträger durch Verbrennung in Bewegungsenergie umwandelten. Damit begann auch der menschliche Einfluss auf das globale Klima, da die dabei entstehenden Treibhausgasemissionen als Nebenprodukt in die Atmosphäre gelangten.

Treibhausgase

Die über geologischen Zeiträume hinweg gebundenen und eingelagerten Kohlenstoffe wurden infolge der Industrialisierung durch Verbrennung plötzlich in die Atmosphäre freigesetzt. Dadurch geriet das chemische Gleichgewicht der Atmosphäre ins Wanken, was zu einer verstärkten Rückstrahlung von Wärmestrahlung führte. In der Anfangszeit der industriellen Entwicklung – als Massentierhaltung und großflächiger Futtermittelanbau noch keine bedeutende Rolle spielten – konnte die Erdatmosphäre die zusätzlichen Emissionen von Kohlenstoffdioxid (durch Verbrennung), Methangas (durch Tierhaltung), Lachgas (durch Düngung) sowie andere Schadstoffe chemisch noch weitgehend kompensieren. Der langfristige Effekt auf das globale Klima war daher kaum messbar. Mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts jedoch – und insbesondere in den letzten Jahrzehnten – stiegen die Emissionen aller Treibhausgase exponentiell an. Diese Zunahme ist heute nicht nur eindeutig messbar, sondern zeigt sich auch in zunehmenden Klimaschäden und deutlich wahrnehmbaren klimatischen Veränderungen.

Natürlicher Treibhauseffekt
Beim natürlichen Treibhauseffekt treffen kurzwellige Sonnenstrahlen nahezu vollständig auf die Erdatmosphäre. Etwa 22 % dieser Strahlung werden an der Atmosphäre reflektiert oder absorbiert, rund 20 % durch die Wolken und etwa 3 % durch die Luft selbst. Dadurch erreichen rund 55 % der Sonnenstrahlung die Erdoberfläche. Davon werden etwa 4 % reflektiert, während die verbleibenden 51 % von Landmassen und Ozeanen absorbiert werden und zur Erwärmung der Erde beitragen. Beim Auftreffen auf den Boden wandelt sich die kurzwellige Sonnenstrahlung in langwellige Wärmestrahlung um. Ein Teil dieser Wärmestrahlung wird von der Atmosphäre aufgenommen und zurück in Richtung Erdoberfläche abgestrahlt. Dieser natürliche Effekt sorgt für eine globale Durchschnittstemperatur von etwa +14 °C – im Gegensatz zu etwa –18 °C, wie sie ohne Atmosphäre herrschen würde – und schafft damit die Voraussetzung für Leben auf unserem Planeten.

Globale Kipppunkte
Kipppunkte bezeichnen kritische Schwellenwerte im globalen Klimasystem, bei deren Überschreitung abrupt einsetzende und irreversibler Veränderungen ausgelöst werden können. Wird das 1,5-Grad-Ziel nicht eingehalten, steigt das Risiko, dass einzelne dieser Kipppunkte erreicht oder überschritten werden. Beispielsweise würde das Abschmelzen des grönländischen Eisschilds sowie des westantarktischen Eises zu einem drastischen Anstieg des Meeresspiegels führen. Die Freisetzung großer Mengen Methan aus dem auftauenden Permafrostboden in der Arktis erhöht die Konzentration klimaschädlicher Gase in der Atmosphäre. Gleichzeitig verringert der Rückgang des arktischen Meereises die reflektierende Eisoberfläche, wodurch mehr Sonnenenergie absorbiert und die globale Erwärmung weiter beschleunigt wird. Das Erreichen solcher Kipppunkte kann eine Kettenreaktion selbst verstärkender Prozesse in Gang setzen, die das Klimasystem langfristig destabilisieren – mit weitreichenden Folgen, selbst wenn die Treibhausgasemissionen anschließend drastisch reduziert würden.