Für die Studie wurde erstmals berechnet, welche Menge Treibhausgase von heute bis zum Jahr 2050 in die Atmosphäre entlassen werden kann, ohne das Risiko einer Erwärmung von mehr als zwei Grad Celsius (2°C) über den vorindustriellen Wert zu stark zu erhöhen. Das so genannte 2°C-Ziel (gegenüber den vorindustriellen Werten) wird von mehr als 100 Ländern weltweit angestrebt (2). Zwischen den Jahren 2000 und 2050 können nur eintausend Milliarden Tonnen Kohlendioxid (CO2) ausgestoßen werden. In den vergangenen neun Jahren wurde bereits ein Drittel davon emittiert.
„Wenn wir fossile Brennstoffe weiter so verbrauchen wie bisher, wird das Kohlenstoff-Budget in nur zwanzig Jahren aufgebraucht sein und die Erwärmung würde weit stärker ausfallen als zwei Grad“, sagt Malte Meinshausen, Leitautor der Studie und Klimaforscher am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) (3). An dem dreijährigen Forschungsprojekt waren Wissenschaftler aus Deutschland, Großbritannien und der Schweiz beteiligt (3).
Wenn das Risiko einer Erwärmung von mehr als zwei Grad auf 25 Prozent begrenzt werden soll, müssen die Emissionen von Treibhausgasen bis 2050 um mehr als 50 Prozent gegenüber 1990 gesenkt werden, ergaben die Berechnungen. „Nur mit einer schnellen Abkehr von den fossilen Brennstoffen haben wir gute Chancen, eine deutliche Erwärmung zu vermeiden. Dabei sollte man nicht vergessen, dass ein Anstieg der globalen Mitteltemperatur um zwei Grad weit über die natürlichen Temperaturschwankungen hinausgehen würde, die das Leben auf der Erde erlebt hat, seit es uns Menschen gibt“, sagt Meinshausen.
Für die Studie wurde auch die Emissionsmenge berechnet, die beim Verbrennen sämtlicher wirtschaftlich förderbarer Vorkommen von Öl, Kohle und Gas frei würde. Diese Menge übersteigt das Emissionsbudget bis 2050 um das Vierfache (4). „Um die Erwärmung unter zwei Grad zu halten dürfen wir nicht mehr als ein Viertel der wirtschaftlich förderbaren Brennstoff-Reserven aufzehren und letztendlich nur einen geringen Bruchteil sämtlicher bekannter Vorkommen“, sagt Bill Hare, Koautor der Studie.
Für die Berechnungen wurde ein effizientes Computermodell eingesetzt, das die Wirksamkeit sämtlicher Treibhausgase, Luftschwebstoffe und gasförmiger Luftverschmutzung berücksichtigt. Das Modell kann die gesamte Bandbreite möglicher Reaktionen des Kohlenstoffkreislaufs und des Klimasystems der Erde abbilden. In den Simulationen wurden rund eintausend zeitliche Verläufe der Emissionsreduktionen durchgerechnet.
Die Unsicherheiten bei der Modellierung des Klimawandels wurden in dieser Studie besonders berücksichtigt. Das aktuelle, aus Beobachtungen stammende Wissen über den Klimawandel wurde für die Berechnungen zu Wahrscheinlichkeitswerten zusammengefasst. Zudem floss eine große Anzahl unterschiedlicher Simulationsergebnisse aus dem letzten Sachstandsbericht des Weltklimarates IPCC ein (5). Mit diesem umfassenden Ansatz geht die Studie einen Schritt weiter als bisherige Untersuchungen.
Ihre Ergebnisse sind von Bedeutung für die internationalen Verhandlungen über Klimaabkommen. “Unsere Studie stützt sich auf die zahlreichen Forschungsarbeiten, die in die Berichte des Intergovernmental Panel on Climate Change eingeflossen sind. Sie zeigt sehr deutlich, dass wir für das Erreichen des 2°-Ziels, das viele Länder anstreben, schnell handeln müssen, um dem in unserer Grafik blau dargestellten Entwicklungspfad und nicht dem roten zu folgen“, sagt Sarah Raper, Koautorin von der britischen Manchester Metropolitan University.
„Mit jedem Jahr Verzögerung zehren wir mehr von unserem Emissionsbudget, schränken unseren Handlungsspielraum weiter ein und erhöhen das Risiko gefährlicher Auswirkungen“, sagt Reto Knutti, Koautor von der schweizerischen Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich.
Eine begleitende Studie eines Autorenteams um Myles Allen von der britischen Oxford University (6), die in der gleichen Nature-Ausgabe erschienen ist, belegt die Notwendigkeit auch die Menge des Kohlenstoffs zu begrenzen, die die Menschheit insgesamt ausstößt. „Im Prinzip ist es die Summe aller Emissionen, auf die es ankommt. Praktisch bedeutet das, dass die globalen Emissionen bald gesenkt werden müssen, noch vor 2020. Wenn wir länger warten, wird das Herunterfahren der Kohlenstoff-Emissionen immense wirtschaftliche Kosten und technologische Herausforderungen mit sich bringen, die weit über das hinausgehen, was heute möglich scheint. Je länger wir warten, umso wahrscheinlicher wird uns unser Weg auf gefährliches Terrain führen“, sagt Meinshausen.
Die Autoren der beiden Fachartikel haben gemeinsam einen Kommentar (7) verfasst, der auf die langfristigen Anforderungen an die Politik eingeht und der heute auf der Website „Nature Reports Climate Change“ erschienen ist. In der aktuellen Nature-Ausgabe ist ein Kommentar in der Rubrik „News and Views“ zu finden (8).
26 Fragen und Antworten zur Studie (PDF, Englisch, 0,5 MB)
Weiteres Hintergrundmaterial (Englisch)
Grafik zur freien Verwendung:
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Mögliche Zukunftsaussichten: Globale Emissionen von CO2 (oben) und globale Erwärmung nach einem Szenario ohne klimapolitische Maßnahmen (rot) und einem Szenario mit ambitionierten Vermeidungsmaßnahmen, die den CO2-Ausstoß auf eine Billion Tonnen CO2 in der ersten Hälfte des Jahrhunderts und anschließend fast Null begrenzen. Der Ausstoß von Treibhausgasen im Jahr 2050 liegt nach dem Vermeidungsszenario rund 70 Prozent unter dem Stand von 1990. Ohne klimapolitische Maßnahmen wird die globale Erwärmung in der Mitte des Jahrhunderts zwei Grad Celsius überschreiten. Vermeidungsmaßnahmen würden dieses Risiko auf 25 Prozent begrenzen. Die Grafik ist bei Quellenangabe frei zu verwenden: M. Meinshausen et al. (2009)
Anmerkungen:
(1) Meinshausen, M., Meinshausen, N., Hare, W., Raper, S. C. B., Frieler, K., Knutti, R., Frame, D. J. & Allen, M. Greenhouse gas emission targets for limiting global warming to 2°C. Nature, doi: 10.1038/nature08017 (2009).
(2) Hinweis für Redaktionen: Um gefährlichen Klimawandel zu vermeiden, haben 109 der 192 unterzeichnenden Staaten der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen erklärt, die globale Erwärmung auf zwei Grad Celsius oder weniger gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Einige der verwundbarsten Länder wie Inselstaaten und Entwicklungsländer betrachten nur 1,5 Grad Celsius als maximal akzeptable Erwärmung.
(3) Die Studie wurde von den Brüdern Malte und Nicolai Meinshausen vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) bzw. von der britischen Oxford University durchgeführt.
(4) Durch die Nutzung fossiler Brennstoffe und Entwaldung wurden seit dem Jahr 2000 mehr als 300 Milliarden Tonnen CO2 freigesetzt. Das Emissionsbudget von eintausend Milliarden Tonnen CO2 (1000 GtCO2) für die Zeit von 2000 bis 2050 wurde auf nun weniger als 700 Milliarden Tonnen reduziert. Das verbleibende Budget entspricht weniger als einem Viertel der Emissionen von rund 2800 Milliarden Tonnen CO2, die bei der Verbrennung der nach unserer Schätzung bekannten wirtschaftlich förderbaren Vorkommen fossiler Brennstoffe frei würden.
(5) IPCC Fourth Assessment Report, Intergovernmental Panel on Climate Change, http://www.ipcc.ch/ipccreports/assessments-reports.htm
(6) Begleitende Studie: Allen, M. R., Frame, D. J., Huntingford, C., Jones, C. D., Lowe, J. A., Meinshausen, M. & Meinshausen, N. Warming caused by cumulative carbon emissions towards the trillionth tonne. Nature, doi:10.1038/nature08019 (2009).
(7) Begleitender Kommentar: Allen, M. R., Frame, D. J., Frieler, K., Hare, W., Huntingford, C., Jones, C., Knutti, R., Lowe, J., Meinshausen, M., Meinshausen, N. & Raper, S. The exit strategy: Emission targets must be placed in the context of a cumulative carbon budget if we are to avoid dangerous climate change. Nature Reports Climate Change, doi:10.1038/climate.2009.38 (2009). http://www.nature.com/climate/index.html
(8) News & Views Artikel in Nature: Schmidt, G. & Archer, D. Too much of a bad thing. Nature (2009).
(9) Hinweis für Redaktionen: 1 Billion Tonnen Kohlenstoff (C) entspricht 44/12 (ca. 3,667) Billionen Tonnen Kohlendioxid (CO2)
Weitere Pressemitteilungen:
Mitteilung von Myles Allen, Oxford University
Mitteilung von Reto Knutti, ETH Zürich
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PIK-Pressestelle, Tel.: 0331 288 25 07, E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Dr. Malte Meinshausen (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung) 0163 175 0084, malte.meinshausen@pik-potsdam.de
Dr. (h.c.) Bill Hare, (Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung) 0170 90 570 15, bill.hare@pik-potsdam.de
Prof. Reto Knutti, ETH Zürich, +41 44 632 35 40, reto.knutti@env.ethz.ch
Dr. Sarah Raper, Manchester Metropolitan University, +44 161 2471596, S.Raper@mmu.ac.uk
Dr. Myles Allen, Oxford University, +44 7776 306691, myles.allen@physics.ox.ac.uk
