Wissenswertes über das Klima

Die Messungen lassen keinen Zweifel offen: Es ist wärmer geworden auf der Erde. Und zwar so schnell wie kaum zuvor in der gesamten Geschichte unseres Planeten. Die Erde war im Jahr 2020 durchschnittlich 1,1 Grad wärmer als zwischen 1850 bis 1900. Über dem Festland betrug der mittlere Temperaturanstieg gar 1,6 Grad.

Die Klimawissenschaftler:innen sind sich einig, dass wir Mensch Treiber dieser beängstigenden Entwicklung sind. Seit der Industrialisierung stossen wir – vor allem durch die Verbrennung von Erdöl, Erdgas und Kohle – riesige Mengen an Treibhausgasen in die Atmosphäre.

Klima und Wetter sind nicht das Gleiche. Während es beim Wetter um Phänomene von eher kurzer Dauer handelt, geht es in der Wissenschaft vom Klima, der Klimatologie, um längere Zeiträume. Ein ähnlicher Unterschied betrifft die örtliche Dimension. Geht es also um örtlich und zeitlich begrenzte Phänomene, spricht man von Wetter. Das Fachgebiet ist die Meteorologie. Wenn es aber um die Bedingungen in der Atmosphäre einer grösseren Region und über einen längeren Zeitraum geht, dann gehört dies in den Bereich des Klimas und der Klimaforschung.

Klima und Wetter beeinflussen sich aber wechselseitig. Insbesondere beeinflusst die menschenverursachte Erhitzung des Klimas die Häufigkeit und Intensität von Extremwetter wie Hitzewellen, Überschwemmungen, Dürren, Bränden und starkem Schneefall. Dabei muss bei jedem Ereignis-Typ individuell untersucht werden, inwieweit die Klimaerhitzung einen Einfluss auf Häufigkeit und/oder Intensität des relevanten Ereignisses hat. Die wissenschaftliche Disziplin, die sich diesen Fragen befasst, heisst Attributionsforschung.

Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre die Erde lebensfeindlich: Anstelle der weltweiten mittleren Temperatur von 15 Grad in Bodennähe würde eisige Kälte von minus 18 Grad vorherrschen.

So funktioniert der physikalische Effekt: Die sogenannten Treibhausgase wirken wie ein Glasdach. Sie lassen das kurzwellige Sonnenlicht ungehemmt auf die Erde einstrahlen. Diese Strahlung wird von der Erdoberfläche teilweise aufgenommen und in Form von Wärme wieder an die Atmosphäre abgegeben. Die Treibhausgase hindern die langwellige Wärmestrahlung aber daran, ins All zu entweichen. Stattdessen nehmen sie einen Teil davon auf und geben den Rest in alle Richtungen wieder ab – auch Richtung Erde. Dieser Vorgang wärmt die Erdoberfläche und die untere Luftschicht auf.

Durch die Aktivitäten der Menschen erhöht sich die Konzentration an Treibhausgasen in der Atmosphäre viel zu stark. Das lebenswichtige Glasdach wird so zu einer lebensgefährlichen Falle.

Es gibt verschiedene Messgrössen, an denen die Klimaerhitzung festgemacht werden kann. Der Anstieg der mittleren globalen Erdoberflächentemperatur ist der bekannteste dafür. In den Fachpublikationen findet man oft die Abkürzung GMST. Sie steht für «Global mean surface temperature», übersetzt heisst das: globale Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche. Die GMST erlaubt es, die klimatischen Bedingungen auf der Erde über verschiedene Zeiträume zu vergleichen. Dies ist von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, den Einfluss menschlicher Aktivitäten auf die klimatischen Bedingungen der Erde festzumachen.

Anhand dieses Mittelwertes können Aussagen über die langfristige Temperaturentwicklung des Klimasystems gemacht werden. So kann man nachweisen, dass es auf der Erde seit 1900 insgesamt immer heisser geworden ist, auch wenn nicht jedes Jahr heisser als das vorherige war. Es gibt klare Beweise dafür, dass sich diese Tendenz weiter zuspitzt: Die elf klimatisch wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen von 1880 sind allesamt nach der Jahrtausendwende anzusiedeln.

PPM steht für «Parts per million» und bezeichnet eine relative Masseinheit vergleichbar mit Prozent oder Promille (1 ppm entspricht einem Promille eines Promilles). PPM wird zum Beispiel verwendet, um die Konzentration von Treibhausgas-Partikeln in der Atmosphäre zu messen.

Die CO2-Konzentration in der Luft steigt seit Jahrzehnten stetig an, sie lag 2021 im Schnitt bei rund 415 ppm (die Konzentration schwankt natürlicherweise im Tages- und Jahreszeitenverlauf). Verglichen mit vorindustriellen Werten (1880: 290 ppm) entspricht dies bereits heute einer Verdoppelung. Verantwortlich für diesen Anstieg sind wir Menschen. Die Verbrennung von fossilen Treibstoffen, die Entwaldung und die intensive landwirtschaftliche Nutzung von Böden sind wichtige Faktoren, die dazu beitragen.

Es gibt eine Reihe von Treibhausgasen, die unterschiedlich stark auf das Klima wirken. Abhängig davon, wie diese Gase und ihre Moleküle physikalisch beschaffen sind, heizen sie den Planeten schneller oder weniger schnell auf. Um diese Klimawirksamkeit verschiedener Gase miteinander zu vergleichen, verwendet man üblicherweise die Einheit CO2-Äquivalent (CO2-eq). Das Treibhauspotenzial oder «global warming potential» eines Gases kann so relativ zur Klimawirkung von CO2 genau festgehalten werden. Zum Beispiel für Methan. Dieses besonders schädliche Treibhausgas hat ein CO2-Äquivalent von 28 bis 34. Das heisst, dass eine Tonne Methan das Klima 28- bis 34-mal stärker anheizt als CO2.

Mitigation (oder Reduktion) des Ausstosses von Treibhausgasen und Adaption (oder Anpassung) sind zwei sich ergänzende Strategien im Umgang mit der Klimakrise.

Bei der Mitigation geht es darum zu vermeiden, dass Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen. Dazu gibt es zwei Wege. Erstens direkt an der Quelle ansetzen und mit dem Verbrennen von fossilen Energieträgern aufhören. Zweitens Klimagase wie CO2 ausserhalb der Atmosphäre binden, zum Beispiel in Wäldern oder Mooren. Das Ziel der Mitigation ist es, die Erderhitzung zu verlangsamen, damit sich Lebewesen und Ökosysteme an die veränderten klimatischen Bedingungen anpassen können und langfristig überleben.

Bei der Adaption geht es darum, uns an die Folgen der Erderhitzung anzupassen. Durch gezielte Massnahmen sollen ihre schädlichen Folgen wie der Anstieg des Meeresspiegels oder häufigere und intensivere extreme Wetterereignisse minimiert werden. In diesen Bereich fällt der Infrastruktur eine wichtige Rolle zu. Zum Beispiel lassen sich Hitzeinseln in Städten vermeiden, indem weniger Flächen mit Beton versiegelt, gezielt Bäume gepflanzt und Pärke geplant werden. Gegen die immer häufigeren Murgänge helfen Schutzmauern. Aber auch Massnahmen wie die Schaffung von Meldesystemen für Bevölkerungsgruppen, die von Hitzewellen oder Fluten besonders betroffen sind, zählen dazu.

Der Weltklimarat oder IPCC («Intergovernemental Panel on Climate Change») ist ein Ausschuss der Vereinten Nationen, dem 195 Staaten angehören. An den Publikationen des Weltklimarats arbeiten jeweils mehrere tausend Personen aus verschiedenen Staaten mit, darunter die führenden Expert:innen im Bereich der Klimawissenschaften. Ziel und Aufgabe des Weltklimarats ist es, Entscheidungsträger über den Stand der wissenschaftlichen Klimaforschung zu informieren. In regelmässigen Abständen veröffentlicht der Weltklimarat zu diesem Zweck wissenschaftliche Berichte.

Als Meilenstein in der Geschichte der Klimarahmenkonvention wird das Abkommen von Paris 2015 gefeiert. Die Vertragsparteien – darunter auch die Schweiz - verpflichteten sich auf eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad – wenn möglich auf 1,5 Grad – gegenüber vorindustriellen Werten. Dieses Ziel ist auch als 1,5-Grad-Ziel bekannt. Durch die Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs auf diesen Wert sollen besonders schwerwiegende Folgen der Erderhitzung verhindert oder abgemildert werden (siehe Eintrag 1,5 Grad).

Mittlerweile ist viel von der anfänglichen Euphorie verschwunden, denn bisher wurde viel zu wenig unternommen, um das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen. Insbesondere wird kritisiert, dass der Fokus vieler Länder auf «netto null» (siehe auch unter diesem Stichwort) als primäres Ziel die tatsächliche Reduktion von Emissionen teilweise verlangsamt statt beschleunigt. Das Problem hier liegt darin, dass ein Land sein Netto-null-Ziel auch erreichen kann, wenn es Treibhausgase aus der Atmosphäre entnimmt. Die Technologien zur Entnahme von CO2 aber leisten noch nicht, was sie leisten müssten. Es ist fraglich, ob diese Technologien in der kurzen Zeit, die wir haben, CO2 im nötigen Umfang aus der Atmosphäre entnehmen können. Weil viele Regierungen aber stark darauf setzen, befürchten Kritiker:innen, dass der Fokus auf netto null auch dazu dient, echte Anstrengungen zur Reduktion des Treibhausgas-Ausstosses aufzuschieben.

Die drei Buchstaben sind das offizielle Kürzel der jährlichen Treffen zur Uno-Klimarahmenkonvention, kurz Klimakonvention. Die erste COP – die COP1 – fand 1995 in Berlin statt. 2022 wird die COP27 in Ägypten abgehalten. Die Klimakonvention ist ein internationaler Vertrag zwischen 197 Staaten.

Im Grundsatz hält die Konvention fest, dass die menschgemachte Klimaveränderung verlangsamt und ihre Folgen gemildert werden sollen. Mit der Unterzeichnung verpflichten sich Staaten unter anderem dazu, regelmässig über ihren Treibhausgasausstoss zu informieren. An der jährlichen COP berichten sie über die Fortschritte und Mängel, und es werden neue Ziele ausgehandelt.

Ein wichtiger Eckpfeiler des Pariser Abkommens sind die nationalen Klimaziele oder NDCs (für «Nationally Determined Contributions»). Der Idee dabei ist, dass die globalen Ziele des Abkommens erreicht werden, indem jedes Land seine eigenen Emissionen reduziert. Ein umstrittenes Detail dabei ist, dass auch Kompensationsmassnahmen im Ausland den nationalen Reduktionszielen angerechnet werden dürfen.

Die Schweiz hat sich in diesem Zusammenhang das langfristige Ziel gesetzt, bis 2050 die nationalen Emissionen auf netto null zu reduzieren. Mit dieser Zielsetzung gibt es aus Sicht des WWF zwei Probleme: Erstens werden Massnahmen zur Erreichung dieses Ziels nicht oder nur zögerlich umgesetzt. Zweitens wird immer deutlicher, dass dieses Ziel nicht ausreicht, um das globale Ziel einer Beschränkung der Erderhitzung auf 1,5 Grad noch zu erreichen. Deshalb fordert der WWF für die Schweiz netto null ab 2040.

So wie eine Firma in ihrem Budget die Ausgaben für das kommende Jahr die Einnahmen und Ausgaben plant, um kein Defizit zu schreiben – so budgetieren das IPCC und andere Institutionen, wie viel CO2 die Menschheit in den nächsten Jahren ausstossen darf, um nicht in eine noch grössere «Klimaschuld» zu geraten. Die Wissenschaft hat nun berechnet, wie viel CO2 die Menschen ausstossen dürfen, ohne eine bestimmte Erhitzung der Erde zu überschreiten – diese Menge ist das CO2-Budget.

Nach aktuellen Berechnungen (Stand Januar 2022) können insgesamt noch rund 300 Gigatonnen CO2 ausgestossen werden, um die Erderhitzung auf 1,5 Grad zu beschränken. Auch wenn diese Zahl auf den ersten Blick riesig scheint, ist das nicht sehr viel. Denn derzeit (Januar 2022) stossen wir rund 40 Gigatonnen CO2-eq pro Jahr in die Atmosphäre aus. Bleibt der globale CO2-Ausstoss auf vergleichbarem Niveau, werden wir die 1,5-Grad-Schwelle mit grosser Wahrscheinlichkeit in weniger als 8 Jahren erreichen.

Aus dem globalen CO2-Budget können auch nationale CO2-Budgets berechnet werden. Anstatt das globale Budget zu gleichen Teilen auf die einzelnen Nationen zu verteilen, lassen sich so, unter dem Gesichtspunkt der Gerechtigkeit oder der Kosteneffizienz, ungleiche Verteilungen rechtfertigen. Beispielsweise wird oft argumentiert, dass Länder, die in der Vergangenheit schon sehr viel Treibhausgas emittiert haben, etwa Grossbritannien, die USA oder auch die Schweiz, ihren CO2-Ausstoss stärker beschränken müssen als andere Länder.

Die Klimafinanzierung ist Teil der Klimarahmenkonvention der Uno. Die Mitglieder der Konvention haben sich dazu verpflichtet, ab 2020 jährlich 100 Milliarden US-Dollar für die Klimafinanzierung bereitzustellen.

Dabei werden ärmere Nationen, die oft auch sehr stark von den Folgen der Klimakrise betroffen sind, von jenen Ländern finanziell unterstützt, die historisch gesehen am meisten CO2 in die Atmosphäre emittiert haben – das sind die Industrieländer. Es geht also hier nicht ausschliesslich um effizienten Klimaschutz, sondern auch um eine gerechte Verteilung der Kosten nach dem Verursacherprinzip.

Die Klimafinanzierung ist ein Versuch, Klimagerechtigkeit zu institutionalisieren.

Ein Absenkpfad zeigt auf, in welchen Zeitabschnitten Teilziele zur CO2-Reduktion erzielt werden müssen, um ein definiertes Ziel – gemäss Pariser Abkommen nicht mehr als 1,5 Grad Erderhitzung – zu erreichen. Die Begrenzung auf 1,5 Grad lässt sich mit verschiedenen Absenkpfaden erreichen: So könnte man eine Absenkung der CO2-Mengen bis 2050 gleichmässig über die Jahre verteilen – oder rasch viel CO2 vermeiden oder umgekehrt über die Jahre immer mehr vermeiden. Die Wissenschaft hat dazu viele verschiedene Szenarien berechnet, mit welchem Absenkpfad wann wie viel CO2 eingespart werden muss. Natürlich können so auch Absenkpfade für andere Ziele wie 1,2 Grad errechnet werden. Möglich ist das dank hochkomplexer Klimamodelle, die je länger, desto präziser werden.

In der Praxis dienen diese Pfade unter anderem dazu, Reduktionsziele von für einzelne Staaten oder Firmen zu beurteilen. Wie die Organisation Climate Action Tracker berechnet hat, führt eine konsequente Umsetzung der Ziele, zu denen sich die Vertragsparteien der COP26 verpflichtet haben, zu einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur von 2,1 Grad bis 2100. Dieser Absenkpfad ist also weit entfernt von der Selbstverpflichtung der Staaten im Pariser Klimaabkommen, der Beschränkung der Klimaerhitzung auf 1,5 Grad.

Immer wieder wird gesagt, dass die Erwärmung nicht grösser als 1,5 Grad sein darf. Dieses Ziel ist auch im Pariser Klima-Abkommen erwähnt. 1,5 Grad tönt nicht wirklich dramatisch, ist es aber. Wie der IPCC 2018 in einem Spezial-Report ausführt, wird ein Anstieg der GMST über 1,5 Grad desaströse Folgen für das Leben auf der Erde haben. Bereits der heute (Stand 2021) nachgewiesene Anstieg von rund 1,1 Grad hat zu einer Zunahme von Extremwetterereignissen wie Hitzeperioden, Dürren und starken Regenfällen geführt und dadurch zu hohen wirtschaftlichen Schäden, zu Hungersnöten und Tod geführt.

Die Wissenschaft geht davon aus, dass jedes Zehntelgrad an zusätzlicher Erwärmung die Situation weiter verschlimmern wird. Dabei ist die Tendenz nicht linear – viele negativen Auswirkungen nehmen mit steigenden Temperaturen stärker zu. Deshalb ist, was sich auf dem Papier wie ein vernachlässigbarer Unterschied hinter dem Komma liest, in der Realität eine Entscheidung über Leben und Tod.

Einen Überblick über die Folgen einer Erwärmung von mehr als 1,5 Grad finden Sie hier

Wenn Sie wissen wollen, welchen Einfluss Ihr Handy auf die Umwelt hat, von der Produktion über die Nutzung bis zur Entsorgung inklusive Energie- und Ressourcenverbrauch, dann kann eine Ökobilanz (oftmals spricht man auch von Life-cycle assesment). Ihre Frage beantworten. Ökobilanzen sind umfassende Bewertungen, die es erlauben, Produkte, Dienstleistungen oder Aktivitäten hinsichtlich ihrer Umweltbelastung miteinander zu vergleichen.

Ein wichtiger Teil einer solchen umfassenden Beurteilung ist die Klimabilanz. Diese gibt an, wie klimaverträglich ein Produkt oder eine Dienstleistung ist, also wie viel Treibhausgase bei Herstellung und Nutzung eines Produktes anfallen. Interessant in diesem Zusammenhang: Nicht jedes Produkt mit einer guten Klimabilanz hat automatisch eine gute Ökobilanz. So schneiden Batterien für den Betrieb von Elektroautos hinsichtlich Klimabilanz sehr gut ab, weisen aber aufgrund der Umweltbelastung in der Produktion oft eine weniger gute Ökobilanz auf. Ähnlich verhält es sich mit Strom aus Wasserkraft.

Es gibt zahlreiche Methoden, wie man den CO2-Ausstoss eines Landes oder eines Unternehmens berechnen kann. Ein besonders breit akzeptierter Standard zur Messung und Steuerung von CO2-Emissionen ist das sogenannte «Greenhouse Gas Protocol».

Demnach wird zwischen Scope 1, Scope 2 und Scope 3 unterschieden. Betrachtet man die Scop-1-Emissionen, werden nur die direkten Emissionen von kontrollierten Quellen oder von Quellen im Besitz einer Firma berücksichtigt. Also diejenige Menge an Treibhausgasen, die man einer Firma zuordnen kann. Die Begriffe Scope 2 und Scope 3 umfassen weitere indirekte Emissionen – graue Emissionen. Bei Scope 2 werden Emissionen eingerechnet, die bei der Produktion von verbrauchtem Strom und für Wärme oder Kühlung anfallen. Bei Scope 3 werden zusätzlich alle anderen indirekten Emissionen – über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg – berücksichtigt.

Denken Sie beispielsweise an Benzin. Unter Scope 1 fallen dann «nur» die «eigenen» Emissionen der Firma. Also die Emissionen, die bei der Förderung von Erdöl und der Raffinierung zu Benzin sowie den Transporten zu den Kunden anfallen. Nimmt man noch Scope 2 dazu, dann werden auch die Emissionen berücksichtigt, die im Zusammenhang mit der zugekauften Energie für die relevanten Prozesse – Förderung und Raffinierung – anfallen. Nur unter Scope 3 werden auch die Emissionen berücksichtigt, die von den Käufern mit dem Verbrennen des Benzins beim Autofahren verursacht werden. Im Fall von Benzin ist dies mengenmässig der grösste Anteil.

Für einen wirksamen Klimaschutz ist es deshalb entscheidend, dass Organisationen nicht nur ihre Scope-1-Emissionen berücksichtigen, sondern auch ihre indirekten Emissionen (Scope 2 und 3) reduzieren. Gemäss Schätzungen des Bundes verdoppeln sich die nationalen CO2-Emissionen der Schweiz, wenn neben den direkten auch die indirekten oder grauen Emissionen berücksichtigt werden.

Das Abkommen von Paris ermöglicht es Staaten, bei der Umsetzung ihrer nationalen Klimaziele zusammenzuarbeiten – sowohl indirekt als auch direkt. Wie das funktioniert, wird im Artikel 6 des Abkommens festgelegt. Staaten können im Rahmen einzelner Projekte direkt kooperieren. Dabei darf sich einer der Partner die auf diese Weise eingesparten Treibhausgasemissionen an seine nationalen Reduktionsziele anrechnen, auch wenn die Reduktionen nicht im eigenen Land anfallen. Dafür finanziert er entsprechende Reduktionsprojekte im Partnerland. Dieses darf sich die Emissionsreduktion aber nicht auch noch an die eigenen Ziele anrechnen («keine Doppelzählung»).

Es gibt also die Möglichkeit, über den Handel mit sogenannten Emissionszertifikaten die eigene Bilanz aufzubessern. Länder können Emissionsreduktionen in Form von CO2-Zertifikaten kaufen oder verkaufen. Das Ziel dabei ist, einen Marktmechanismus zu schaffen, der zu einer ökonomisch effizienten Reduktion von Treibhausgas-Emissionen führt.

Der internationale Emissionshandel wird jedoch stark kritisiert. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass eine reale Gefahr besteht, dass es zu den oben erwähnten Doppelzählungen kommt.

Seit der ersten COP wurden immer wieder bedeutende Zusätze zur Klimakonvention ausgehandelt. Die bis 2020 gültigen Protokolle von Kyoto gehören dazu. Sie wurden 1997 in Kyoto verabschiedet und legten den Fokus auf Industriestaaten – also diejenigen Staaten, die in der Vergangenheit für einen Grossteil des ausgestossenen CO2 verantwortlich waren. Die Vereinbarungen verpflichteten die Industriestaaten, ihre Emissionen in zwei Perioden von 2008 bis 2012 und von 2013 bis 2020 um durchschnittlich 5 Prozent respektive 18 Prozent zu reduzieren (verglichen mit dem Stand von 1990).

Historisch gesehen sind die Kyoto-Protokolle vor allem für die Einführung eines Markt-Mechanismus bekannt, der den Handel mit Emissionen ermöglichte. Statt Emissionen ausschliesslich im eigenen Land zu reduzieren, haben Staaten seither die Möglichkeit, dies auch anderorts zu tun. Unter gewissen Bedingungen können sie sich diese Einsparungen an die eigenen Ziele anrechnen lassen.

Was ähnlich klingt, ist nicht dasselbe. Im Grunde geht es bei beiden Konzepten darum, den CO2-Ausstoss zu reduzieren. Allerdings gibt es einen zentralen Unterschied. «Netto null» verlangt, dass nicht mehr CO2 ausgestossen wird, als wieder gebunden werden kann. Entsprechend darf ein Staat, der sich zu diesem Ziel verpflichtet, nicht mehr CO2 ausstossen, als auf seinem Territorium gebunden wird. 

Dabei ist wichtig zu erwähnen, dass es mehrere technologische Möglichkeiten gibt, CO2 zu binden oder einzulagern. Dies ist insofern problematisch, als solche Technologien noch nicht im grossen Stil erprobt und verfügbar sind. Kritiker:innen befürchten deshalb, dass das Konzept «netto null» von der Notwendigkeit ablenkt, den Ausstoss von Treibhausgasen so weit wie nur möglich zu vermeiden – statt darauf zu hoffen, dass dereinst mit einer Technologie der Luft genügend CO2 entnommen werden kann.

Noch weniger um effektive Reduktion dreht sich das Konzept der Klimaneutralität. So gibt es heute Unternehmen, Flüge, Veranstaltungen und weitere Produkte, die sich klimaneutral nennen, obschon erhebliche Mengen Treibhausgase ausgestossen werden. In den meisten Fällen wird so die Öffentlichkeit getäuscht. Der WWF empfiehlt deshalb, den Begriff Klimaneutralität nicht zu verwenden.