Aus eigenem Erleben, zum Beispiel von Reisen, wissen wir, dass das Klima räumlich variiert. Das das Klima sich auch im Laufe der Zeit ändert, wissen wir aus der Kenntnis über die letzte Eiszeit, die große Teile des heutigen Deutschlands mit einem Eispanzer überzog und katastrophale Folgen für das bis dahin hier vorhandene Leben hatte.

Aus der Forschung sind Schwankungen der globalen mittleren Temperatur in den letzten Millionen Jahren zwischen 9 °C und 16 °C bekannt. Schon lange bewegte die Wissenschaft die Frage nach dem "Warum" von Klimaänderungen. Vereinfacht lassen sich dafür aus heutiger Sicht folgende Ursachen anführen:

• Veränderungen sogenannter geoastrophysikalischer Parameter wie Solarkonstante, Erdbahnelemente u.a. 
• Veränderungen der Erdoberfläche 
• Änderungen des Stoffhaushaltes der Atmosphäre 
• Änderungen des Energiehaushaltes im System "Erdoberfläche und Atmosphäre".

Bis auf den ersten Punkt können die Veränderungen sowohl natürliche (zum Beispiel Vulkanismus) als auch vom Menschen hervorgerufene Ursachen haben.

Bis zum Beginn der Industrialisierung waren die Auswirkungen menschlicher Eingriffe im wesentlichen lokal oder regional begrenzt. Seit Beginn der Industrialisierung werden jedoch deutliche überregionale bzw. globale Änderungen im Stoffhaushalt der Atmosphäre als Folge menschlichen Tuns beobachtet.

So stiegen weltweit die Konzentrationen von Kohlendioxid (CO₂) um ca. 30 %, die des Methan (CH₄) um 145 % und die des Distickstoffoxid (N₂O) um 15 % gegenüber den Werten vorindustrieller Zeiten. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Sie liegen im starken Anstieg der Verbrennung fossiler Energieträger wie Öl, Kohle oder Erdgas ebenso wie in der Ausweitung der industriellen Produktion, in Änderungen bei der Landnutzung oder bei der Ausweitung der Viehwirtschaft.

Zum Teil gelangen völlig neue Stoffe wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), Halone, perfluorierte Fluorkohlenwasserstoffe (FKW), wasserstoffhaltige Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) und Schwefelhexafluorid (SF₆) in die Atmosphäre, die in der Natur praktisch nicht vorkommen, sondern fast ausschließlich durch den Menschenerzeugt werden.

Alle diese Stoffe und Gase, zu denen auch Wasserdampf und Ozon gehören, haben eine besondere Eigenschaft. Sie lassen die von der Sonne (vor allem im sichtbaren, kurzwelligen Bereich) auf die Erde fallende, energiereiche Strahlung nahezu ungehindert passieren, absorbieren teilweise aber die im Gegenzug von der erwärmten Erde ausgehende langwellige Strahlung.

Hierdurch werden sie in einen sogenannten energetisch angeregten Zustand versetzt, um nach kurzer Zeit unter Aussendung infraroter Strahlung wieder in den ursprünglichen Grundzustand zurückzukehren. Die Aussendung von Wärmestrahlung erfolgt gleichwertig in alle Raumrichtungen, d.h. zu einem erheblichen Anteil auch zurück zur Erdoberfläche ("thermische Gegenstrahlung"). Damit diese zusätzlich zugeführte Energiemenge dennoch abgestrahlt werden kann (dies muss erfolgen aus Gründen des dynamischen, energetischen Gleichgewichts, in dem sich Erde und Atmosphäre im Mittel befinden), muss die Erde eine entsprechend höhere Temperatur aufweisen. Dies ist, kurz und vereinfacht gesagt, die Natur des Treibhauseffektes. Die dabei beteiligten Gase werden allgemein als "Treibhausgase" bezeichnet.

Obwohl die Auslöser des Treibhauseffektes mengenmäßig kaum ins Gewicht fallen, ist ihre Wirkung erheblich. Ohne die natürlicherweise vorkommenden Treibhausgase wäre ein Leben auf unserem Planeten gar nicht möglich. Statt einer globalen Erdmitteltemperatur von ca. 15 °C, wie wir sie heute messen, würde eine mittlere Temperatur von etwa - 18 °C auf der Erde zu verzeichnen sein. Der natürliche Treibhauseffekt sichert also unser irdisches Leben.

Durch die Konzentrationszunahme der Treibhausgase kommt es zu einer Verstärkung des (natürlichen) Treibhauseffektes und damit zu einem Anstieg der bodennahen Temperatur. Der natürliche Treibhauseffekt ist lebensnotwendig - seine Verstärkung durch menschlichen Eingriff gibt Anlass zur Sorge. Die Veränderung eines Klimafaktors bzw. der Zusammensetzung der Atmosphäre kann über vielseitige Wechselwirkungen zu weitreichenden und raschen Änderungen im gesamten Klimasystem führen. Da die Ökosysteme und auch unsere Zivilisation an die derzeitigen Klimabedingungen angepasst sind, können solche Änderungen bedrohliche Folgen haben.

Welche Auswirkung die Zunahme der Treibhausgase nicht nur auf die Temperatur, sondern auf das gesamte Klima hat, ist nicht einfach zu beantworten. Die Prozesse in der Atmosphäre selbst und die dadurch angestoßenen Wechselwirkungen mit der Hydrosphäre, Geosphäre, Kryosphäre und Biosphäre sind vielfach miteinander gekoppelt und vernetzt, so dass die Änderung eines Parameters die Änderung vieler Parameter zur Folge haben kann. Nur mit Hilfe komplexer Klimamodelle und hochleistungsfähiger Computer können die Verhältnisse Modell mäßig abgebildet und mögliche künftige Klimaänderungen eingeschätzt werden.

Wegen der weltweiten Bedeutung des Problems und der nur international zu lösenden Fragen haben die Umweltorganisation der UNO, das sogenannte "Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP)", und die Weltmeteorologenorganisation (WMO) das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) gegründet. Dieses internationale Gremium, in dem die renommiertesten Wissenschaftler der betroffenen Wissenschaftsbereiche zusammenarbeiten, arbeitet den wissenschaftlichen Sachstand auf und unterstützt weitere Forschung und die erforderlichen Maßnahmen der Politik.

In seinem letzten Sachstandsbericht von 1995 stellte das IPCC unter anderem fest, dass:

die mittlere globale Lufttemperatur seit den letzten 100 Jahren um 0,4 bis 0,8 °C angestiegen ist. (Die letzten Jahre gehören zu den wärmsten seit 1861.) 

es neue und robustere Befunde dafür gibt, dass der größte Teil der in den letzten 50 Jahren beobachteten Erwärmung menschlichen Aktivitäten zuzuordnen ist. (Diese Aussage beruht unter anderem auf Fortschritten bei den Klimamodellen, die zu realistischeren Einschätzungen des vom Menschen verursachten Treibhauseffekts geführt haben.) 

sich das Klima auch in Zukunft ändern wird. (Für die globale mittlere Lufttemperatur - regional sind noch deutlichere Abweichungen zu erwarten - wird eine Erhöhung bis zum Jahre 2100 um 1,4 bis 5,8 °C erwartet. Im selben Zeitraum wird infolge der thermischen Ausdehnung des wärmeren Wassers der Ozeane und des Abschmelzens der Gletscher mit einem Anstieg des Meeresspiegels von 10 bis 90 cm gerechnet.) 

eine Stabilisierung der CO2-Konzentrationen und der übrigen Treibhausgase nur durch eine substanzielle Reduktion der Emissionen erreicht werden kann. (Für eine Stabilisierung bei 450 ppm müssen die Emissionen innerhalb weniger Dekaden auf Werte unterhalb der 1990er Emissionen sinken.

Die Bundesregierung hat bereits sehr früh erkannt, dass aufgrund der zu erwartenden Temperaturänderungen Gefahren für die Ökosysteme und die menschliche Zivilisation drohen, weil diese Änderungen relativ schnell erfolgen und sich die bestehenden Systeme nicht so schnell ohne Schäden an die neuen Klimaverhältnisse anpassen können.

Deshalb wurden in Deutschland bereits 1987 eine Enquete-Kommission und 1990 eine Interministerielle Arbeitsgruppe Kohlendioxid - Reduktion (IMA-Kohlendioxid) ins Leben gerufen, deren Erkenntnisse zum ersten "Kohlendioxid - Minderungsbeschluss" der Bundesregierung im Jahre 1990 führten. Die Arbeit der Enquete-Kommission wurde 1995 abgeschlossen, die IMA - Kohlendioxid führt ihre Arbeit weiter und prüft auch die Minderungsmöglichkeiten für die anderen Treibhausgase.

Gleichzeitig gewann die Sorge um das Klima auch weltweit an Bedeutung.

1992 wurde in Rio de Janeiro das Rahmenabkommen über Klimaänderungen von fast allen Staaten der Welt verabschiedet und inzwischen auch von über 160 Staaten ratifiziert. Die Verhandlungen über verbindlichere und weitergehende Verpflichtungen der Vertragsstaaten führten nach zähem Ringen im Dezember 1997 in Kyoto zur Verabschiedung eines Protokolls. Der Versuch das Protokoll so auszugestalten, dass es durch die Vertragsparteien des Klimarahmenabkommens ratifiziert werden kann, schlug zunächst im November 2000 in Den Haag fehl. Im Juli 2001 werden die Verhandlungen in Bonn wieder aufgenommen werden.

Die Kernaussage des Protokolls ist die Verpflichtung der Industrieländer insgesamt, die Emissionen der Treibhausgase CO₂, CH₄, N₂O, HFKW, PFC und SF₆ um 5% zu mindern. Die Minderung soll in der Periode von 2008 bis 2012 erreicht werden, wobei das Basisjahr für die ersten drei Gase 1990 ist und für die anderen drei Gase wahlweise 1990 oder 1995. Die angegebenen 5% Minderungen sind ein Mittelwert aus den spezifischen Minderungsver- pflichtungen der einzelnen Industrieländer. Auf die Mitgliedsländer der Europäischen Union entfällt insgesamt eine Minderungspflicht von 8%, wobei der von den Einzelstaaten zu tragende Anteil stark variiert. Trotz des gestiegenen internationalen Problembewusstseins und der deutlichen wissenschaftlichen Befunde melden sich - immer noch - Zweifler, die die Möglichkeit einer durch den Menschen verursachten Klimaänderung entweder generell abstreiten oder die Stichhaltigkeit von teilen der Argumentation in Abrede stellen.

 Mit den wichtigsten Argumenten der Zweifler setzen wir uns im folgenden auseinander:

1.These:
Kohlendioxid nimmt in der Atmosphäre überhaupt nicht zu bzw. die gemessenen Veränderungen in den Kohlendioxid-Konzentration können nicht auf menschliche, sondern nur auf natürliche Einflüsse (wie zum Beispiel Vulkantätigkeit) zurückgeführt werden!

Unsere Antwort:
Durch menschliche Aktivitäten wie die Verbrennung von Kohle, Heizöl oder Gas infolge des wachsenden Energiebedarfs (zum Beispiel für Heizung, Verkehr, Erzeugung von Strom) oder durch Änderung in der Landnutzung (zum Beispiel durch Umwandlung von Naturgebieten in Landwirtschafts- oder Siedlungsgebiete) wird ständig Kohlendioxid freigesetzt.

Teilweise wird das freigesetzte Kohlendioxid über längere Zeit in Ozeanen gespeichert und in der Biosphäre gebunden. Knapp 50 % verbleiben in der Atmosphäre und reichern sich aufgrund der langen Lebensdauer dort an. Dies führt zwangsläufig zu der seit Beginn der Industrialisierung festgestellten kontinuierlichen Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre.

Auf der Grundlage unterschiedlicher Untersuchungsmethoden können folgende Aussagen über die Entwicklung der atmosphärischen Kohlendioxid-Konzentrationen getroffen werden:

Die 1958 am Observatorium Mauna Loa auf der Pazifikinsel Hawaii begonnenen Direktmessungen von Kohlendioxid-Konzentrationen schließen sich mit einem Wert von 315 ppm nahtlos an die aus Eis-Bohrkern-Untersuchungen rekonstruierte zeitliche Entwicklung der troposphärischen Kohlendioxid-Konzentrationen an. Seit Beginn der Industrialisierung ist die mittlere Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre von 275 auf ca. 367 ppm (1998) gestiegen.

Die stetige Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration zeigt sich nicht nur an der Messstelle auf Mauna Loa, sondern ist weltweit an den unterschiedlichen Messpunkten zu verzeichnen. Die kontinuierliche Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration, gemessen auf Mauna Loa, kann damit nicht mit dem in der Nähe tätigen Vulkan begründet werden. Der mittlere Anstieg der letzten Jahrzehnte betrug ca. 1,5 ppm pro Jahr.

Während dieses Zeitraumes aufgetretene Abweichungen vom allgemeinen Trend konnten hauptsächlich auf sogenannte El Niño - Ereignisse zurückgeführt werden. El Niño - Ereignisse werden ca. alle 3 - 5 Jahre an der Westküste Südamerikas beobachtet, zuletzt im Winter 1997/98. Dabei treten drastische Veränderungen der Ozeantemperaturen, der Passatwinde und der Niederschlagsverhältnisse auf. Dieses Klimaphänomen hat weltweit Auswirkungen auf das Wetter. So kommt es nicht nur zu gewaltigem Fischsterben und zu Ernteverlusten in dieser Region, sondern zum Beispiel auch zu Dürren in Australien oder Waldbränden in Indonesien.

Der seit Beginn der 90er Jahre zeitweise verlangsamte Anstieg der Kohlendioxid - Konzentrationen geht vermutlich auf den Ausbruch des Pinatubo von 1991 und die damit einhergehende kurzzeitige globale Abkühlung zurück. Jüngste Messungen zeigen seit etwa Ende 1993 wieder deutlich den steigenden Trend der Kohlendioxid-Konzentrationen.

Unsere Antwort:
Es ist richtig, dass bei der Atmung Kohlendioxid freigesetzt wird. Um die Problematik korrekt beurteilen zu können, ist es jedoch wichtig, zu wissen, dass sich der auf der Erde vorhandene Kohlenstoff in einem (biogeochemischen) Kreislauf bewegt. Die Entstehung von Kohlendioxid bei der Atmung von Mensch und Tier stellt nur einen winzigen Bruchteil des gesamten Kohlenstoffkreislaufs dar, dessen wichtigste Prozesse die Einbindung von CO2 durch die Photosynthese und die Veratmung von Kohlehydratmolekülen unter Abgabe von Kohlendioxid darstellen.

Mensch und Tier sind in diesen natürlichen Kreislauf eingebunden. Sie atmen Kohlendioxid aus, welches das Oxidationsprodukt der im Körper erfolgten Verbrennung von Nahrungsmitteln ist. Die Atmung setzt also Kohlendioxid frei, welches vorher der Atmosphäre durch die Photosynthese entzogen wurde. Damit schließt sich ein Teilstück des großen Kohlenstoff - Kreislaufes. Selbst unter der Berücksichtigung einer wachsenden Weltbevölkerung bleibt diese Kohlendioxid-Bilanz, über längere Zeiträume betrachtet, ausgeglichen.

Ähnlich verhält es sich bei der Verbrennung von Holz. Ein Baum nimmt im Laufe seines Lebens durch die Photosynthese Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und baut daraus Biomasse auf. Stirbt der Baum oder wird er abgeholzt, wird der jetzt in Kohlenhydraten gebundene Kohlenstoff entweder über einen längeren Zeitraum durch Verwesung (mikrobielle Atmung) oder sofort durch Verbrennung wieder zu Kohlendioxid umgesetzt und an die Atmosphäre abgegeben. Der Kohlenstoff durchläuft in beiden Fällen Teile des natürlichen Kreislaufs (Bindung durch Photosynthese, Freisetzung durch mikrobielle Veratmung/sofortige Oxidation). 

Wird nun immer genau soviel Holz aufgeforstet wie eingeschlagen und verbrannt, trägt die Holzverbrennung nicht zum zusätzlichen Treibhauseffekt bei, da das durch die Verbrennung freiwerdende Kohlendioxid wieder durch die Photosynthese in aufwachsenden Bäumen in Form von Biomasse (Holz) gebunden wird. Somit ist die Bilanz von verbrannter und aufwachsender Biomasse unter der Voraussetzung gleichbleibenden Waldbestandes über die Jahre hinweg ausgeglichen. Es kommt nicht, wie bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe, zu einer langfristigen Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre.

In diesem Zusammenhang ist auch das immer wieder vorgebrachte Argument zu sehen, die fossilen CO₂-Emissionen betrügen nur wenige Prozent der natürlichen biogenen Emissionen. Letztere stellen nur einen ständigen Austausch von Kohlenstoff hauptsächlich zwischen Biosphäre und Atmosphäre ohne Trend dar, erstere führen zu steter Zufuhr und damit Konzentrationszunahme in der Atmosphäre.

6. These:
Nicht Kohlendioxid sondern Wasserdampf ist das entscheidende Treibhausgas.

Die Emission von Wasserdampf auf der Erde trägt dagegen praktisch nicht zur Verstärkung des vom Menschen verursachten Treibhauseffektes bei, weil hierdurch keine bleibende Erhöhung der Wasserdampfkonzentration in der Atmosphäre bewirkt wird. 

Während Kohlendioxid in der Atmosphäre über 100 Jahre verbleiben kann, kehrt Wasserdampf meist nach wenigen Tagen in Form von Niederschlägen zur Erde zurück.

Eine Zunahme des Wasserdampfgehaltes ist jedoch möglich, wenn infolge einer globalen Temperaturerhöhung einerseits die Verdunstung zunimmt und andererseits sich das potentielle Aufnahmevermögen der Atmosphäre für Wasserdampf erhöht. Dieses ist der Wirkungsvollste der verschiedenen Rückkopplungsprozesse, und natürlich wird dieser auch bei den Modellrechnungen berücksichtigt.

Ist der Treibhauseffekt überhaupt die treibende Kraft für Klimaänderungen?

7. These:
Da die Abfolge von Kalt- und Warmzeiten durch Variationen des Erdumlaufs und die Sonne gesteuert wird, steht ohnehin eine neue Eiszeit bevor. Dadurch wird der vom Menschen verursachten Erwärmung gegengesteuert.

Bei der Behauptung, dass ohnehin eine neue Eiszeit bevorstehe, und es keinen Grund zur Sorge vor einer Erwärmung gäbe, wird jedoch völlig außer acht gelassen, dass sich beide Prozesse in grundlegend verschiedenen Zeiträumen abspielen. Aufgrund von Erkenntnissen der historischen Klimaforschung (Paläoklimatologie), insbesondere aus Analysen von Bodenproben (Sedimentkernen) der Tiefsee, gilt es inzwischen als gesichert, dass die (Orbital)-Parameter des Erdumlaufs um die Sonne den Hauptschrittmacher für die quartären Eiszeit -Warmzeit - Zyklen bilden. Diese Erdumlaufparameter verändern sich in Zyklen von etwa 20-, 40- und 100 Jahren. Aus der Überlagerung dieser Zyklen lässt sich errechnen, dass wir vom voraussichtlichen Höhepunkt der nächsten Eiszeit noch etwa 80.000 Jahre entfernt sind. 

Klimaänderungen aufgrund der von Menschen freigesetzten Treibhausgase werden sich aber in einem wesentlich kürzeren Zeitrahmen von 50 bis 100 Jahren und vor allem mit einer sehr hohen Geschwindigkeit abspielen. Es ist schlichtweg unbegründet, darauf zu hoffen, dass sich die Auswirkungen dieser klimatischen Veränderungen durch eine bevorstehende Eiszeit vermeiden lassen, da sich die die Eiszeiten steuernden Prozesse über sehr lange Zeiträume erstrecken.

Unsere Antwort:
Wenn man die Verläufe des Kohlendioxid-Gehaltes der Atmosphäre und der mittleren Temperaturen über die letzten 160tausend Jahre vergleichend betrachtet, so ist die weitgehende Übereinstimmung (Parallelität) beider nicht zu übersehen. Daraus so ohne weiteres auf einen ursächlichem Zusammenhang zwischen den beiden Faktoren zu schließen ist indes wissenschaftlich nicht vertretbar.

Tatsächlich weiß man zunächst nicht, welche Größe die andere ursächlich beeinflusst, ob beide gemeinsam von einer weiteren 3. Größe gesteuert werden oder ob die Übereinstimmung rein zufällig ist. Um hier Klarheit zu erzielen, müssen die Prozesse und Mechanismen selbst betrachtet werden.

Der Mechanismus, der bei einem Anstieg der Konzentration von Treibhausgasen zur Temperaturzunahme führt, ist durch Naturgesetze bestimmt und damit zwangsläufig. Veränderungen der Lebensbedingungen auf der Erde, natürliche wie vom Menschen beeinflusste, können eine Veränderung in der Zusammensetzung der Spurengase der Atmosphäre bewirken und damit Veränderungen klimatischer Parameter auslösen.

Umgekehrt können aber auch klimatische Änderungen die Lebensvorgänge auf der Erde (Aktivität de Biosphäre) beeinflussen. Dies wiederum könnte Veränderungen des Gehaltes an Kohlendioxid oder anderer Gase in der Atmosphäre nach sich ziehen, und dann abermals zu zusätzlichen Veränderungen des Klimas führen. Beide Faktoren sind über komplizierte (nichtlineare) Wechselwirkungen zwischen allen Teilsystemen des Klimasystems miteinander verknüpft.

Die Untersuchung der Wechselwirkungen prähistorischer Spurengaskonzentrationen mit vorgeschichtlichen Klimaverläufen ist wissenschaftlich bedeutsam, berührt die Frage nach Wirkungsweise und Ausmaß des menschengemachten Treibhauseffektes im Kern aber nicht. So lieferten in den letzten Jahren eine Vielzahl von Studien neue und robuste Befunde, dass der größte Teil der in den letzten 50 Jahren beobachteten menschlichen Aktivitäten in erster Linie der Emission von Treibhausgasen zuzuordnen ist.

9. These:
Entscheidend für die Klimaveränderungen sind allein Veränderungen der Sonnenparameter.

Die Veränderungen der direkten Sonneneinstrahlung sind allein Ursache der derzeit beobachteten Klimaänderungen.

Im Zentrum der Diskussion steht dabei die "Solarkonstante", ein Maß für die von der Sonne eingestrahlten Energie, deren Werte, wie die moderne Forschung zeigt, nicht so konstant sind, wie der Name erwarten lässt. Allerdings ist es sehr schwierig, die Wirkung der Schwankungen der Sonneneinstrahlung auf das Klima zu quantifizieren, weil nur wenige zuverlässige Daten über die Höhe der Solarkonstanten und ihrer Variation vorliegen.

Man kann heute Änderungen der Sonneneinstrahlung bis in das 17. Jahrhundert zurück ableiten. Nach diesen Werten wird in den Klimamodellen von einer seit 1850 um 0,3 Wm^-2 (ca. 0,1 %) erhöhten Sonneneinstrahlung ausgegangen, wobei zu beachten ist, dass die abgeleiteten Werte noch mit Unsicherheiten behaftet sind.

Direkte Messungen liegen seit 1978 vor und zeigen eine Änderung der Strahlungskraft zwischen Maximum und Minimum des 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus von ca. 0,24 Wm^-2. Diese Änderungen treten zyklisch auf und heben sich im Mittel über ihren 11jährigen Zyklus nahezu wieder auf. Die Treibhausgase dagegen sammeln sich in der Atmosphäre an und stellen damit einen ständig wachsenden Einflussfaktor dar. Mithin können die zyklischen Änderungen der Sonneneinstrahlung nur eine vernachlässigbare bzw. modulierende Rolle bei der diskutierten globalen Erwärmung spielen.

Obwohl damit dauerhafte Klimaänderungen durch Änderungen der Solarkonstanten unwahrscheinlich sind, haben Klimaforscher fiktive Änderungen der Solarkonstanten in ihre Klimamodelle eingegeben und dabei den vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekt unberücksichtigt gelassen. Die aus diesen Modellrechnungen abgeleiteten vertikalen und horizontalen Temperaturverteilungen weichen stark von den beobachteten Temperaturverteilungen ab. Integriert man dagegen die erhöhten Treibhausgaskonzentra- tionen (d.h. den vom Menschen verursachten Treibhauseffekt) in die Modelle, ist die Übereinstimmung mit den beobachteten Temperaturen wesentlich besser.

Ja, neuere Untersuchungen erlauben die Schlussfolgerung, dass Änderungen der Intensität der Sonnenstrahlung und des Vulkanismus zwar in der 1. Hälfte  des 20. Jahrhunderts zur Erwärmung beigetragen haben, aber seit den 70er Jahren sogar abkühlend wirken.

Nicht menschliche Aktivitäten sondern hauptsächlich die Schwankungen des kosmischen Strahlenflusses beeinflussen die Bewölkung und damit das Klima.

Diese These geht von dem Dänen Friis-Christensen aus. In ihr wird behauptet, dass der kosmische Strahlenfluss, der mit dem Sonnenfleckenzyklus schwankt, über eine Ionisierung die Bildung von Aerosolen und damit die Wolkenbildung anregt. Die Zusammenhänge zwischen dem kosmischen Strahlenfluss und der Bewölkung demonstriert Friis-Christensen in eindrucksvollen Kurven. Der aufgezeigte Mechanismus ist aber physikalisch sehr umstritten.

Die vorliegenden Beobachtungsdaten sind mit 17 Jahren nur wenig länger als ein Sonnenfleckenzyklus - eine zu kurze Beobachtungszeit. Außerdem zeigen kosmische Strahlung und die Bewölkung nach Friis-Christensen 1987 und 1986 ein Maximum und liegen 1990 am niedrigsten.

Diese Beobachtung weicht vom Verlauf der globalen Mitteltemperatur ab, die 1985 unter dem langjährigen globalen Mittel lag, seitdem aber stets deutlich darüber liegt. Selbst wenn sich auf der Basis längerer Beobachtungsreihen die These von Friis-Christensen erhärten würde, wäre damit der steigende Temperaturtrend der letzten 100 Jahre nicht erklärbar, da der kosmische Strahlenfluss, der die Bewölkung beeinflussen soll, um einen Mittelwert schwankt und keinen Trend aufweist.

Insgesamt widerlegt diese Hypothese nicht die Wirksamkeit des Treibhauseffektes auf das Klima, sondern schlägt einen weiteren möglichen Mechanismus für Wetteränderungen vor. Ob dieser Mechanismus real ist, gilt es jedoch noch zu belegen, da es bis auf die statistischen Zusammenhänge bisher keine befriedigende physikalische Erklärung für die angesprochene These gibt. In den Beobachtungsdaten finden sich bisher nur schwache Hinweise auf einen 11-Jahresrhythmus der Wetterelemente. 

10. These:
Durch die These vom Treibhauseffekt wird der 2. Hauptsatz der Thermodynamik verletzt, da es keinen Energiefluss von einem kalten zu einem warmen Körper geben kann. Außerdem ist die These vom Treibhauseffekt insgesamt falsch, denn die Erde ist kein geschlossenes System und es gibt kein 'Glasdach' am Himmel. 

Unsere Antwort:
Die These vom Treibhauseffekt kann nicht den 2. Hauptsatz der Thermodynamik verletzen, da dieser nur für geschlossene Systeme gilt, und - wie im Argument selbst behauptet - die Erde kein abgeschlossenes System ist. Also können der Treibhauseffekt - als Phänomen im offenen System Erde/Atmosphäre - und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik nicht im Widerspruch zueinander stehen.

Selbstverständlich ist das System Erde/Atmosphäre zum Weltall und damit natürlich auch zur Sonne offen. Die Atmosphäre und die Erdoberfläche werden ja durch die von der Sonne kommende elektromagnetische Strahlung erwärmt. Gleichzeitig senden aber die Erdoberfläche und die in der Atmosphäre enthaltenen Gase eine ihrer Temperatur entsprechende Wärmestrahlung in den Weltraum aus. Im langzeitlichen Mittel ist der Strahlungshaushalt des Systems Erde/Atmosphäre ausgeglichen. Es befindet sich energetisch in einem dynamischen Gleichgewichtszustand, der durch eine Energiebilanzgleichung exakt beschrieben werden kann.

Zur Wahrung des dynamischen energetischen Gleichgewichts findet durch die Atmosphäre hindurch eine von vielfältigen Energietransportvorgängen, wie zum Beispiel thermischen Auf- und Abtriebskräften, begleitete langwellige Abstrahlung von der Erdoberfläche zum Atmosphärenrand statt. Diese Strahlung wird teilweise von den in der Atmosphäre befindlichen optisch aktiven Gaskomponenten, den sogenannten Treibhausgasen, aufgenommen (absorbiert), wodurch die Atmosphäre selbst zum thermischen Strahler wird und einen beträchtlichen Teil der ihr zugeführten Energie wieder in Richtung Erde als sogenannte "Gegenstrahlung" zurückführt. Dieser Prozess bewirkt eine zusätzliche Erwärmung der unteren Atmosphärenschicht und der Erdoberfläche. Dieser Vorgang wird oftmals bildhaft mit den in einem Treibhaus ablaufenden Prozessen verglichen, deshalb spricht man vom "Treibhauseffekt".

Unsere Antwort:
Es wird hierbei auf die Tatsache angespielt, dass das Wetter nur über einen kurzen Zeitraum von maximal 4-7 (10) tagen mit ausreichender Güte vorhersagbar ist.

Die Skeptiker wollen mit dieser Aussage auch nicht die Wettervorhersagen in den Medien abschaffen. Sie schlussfolgern vielmehr, dass wenn schon das Wetter nicht länger vorhersagbar ist, Aussagen über künftige Klimaentwicklungen schon gar nicht möglich sind. Aber die Schlussfolgerung ist fehlerhaft, da nicht, was im Kleinen gilt, auch für das Große gelten muss.

Es verhält sich hier wie mit der Quantenphysik und der klassischen Mechanik. Bewegt man sich im makroskopischen Raum (dem entspräche sinngemäß das Klima), gelten die Gesetze der klassischen Mechanik (oder sinngemäß die Ergebnisse der Klimaszenarienrechnung). Niemand käme heute auf die Idee, die Berechnungen der Planeten ahnen (diesem würde in unserem Beispiel die Vorhersage langfristiger Klimaentwicklungen entsprechen) aufgrund der quantenmechanischen Heisenberg'schen Unschärferelation (diese entspräche das Wetter) anzuzweifeln.

Ein noch besseres Beispiel kennen wir aus der Statistik. Hier ist es durchaus möglich, sinnvolle Aussagen über das Auftreten und die zukünftige Entwicklung von Krankheiten innerhalb der Bevölkerungsgruppe zu machen. Nahezu unmöglich ist es jedoch vorherzusagen, ob eine bestimmte Person von einer bestimmten Krankheit heimgesucht werden wird oder nicht.

12. These:
Die Absorptionsbanden von CO₂ sind schon gesättigt, mehr CO₂ kann keinen weiteren Effekt bringen.

Dieses Argument ist für einige Spektralbereiche zutreffend, aber nicht für alle. Diese Sachlage bedingt, dass CO₂ durchaus noch klimawirksam ist, wegen der weitgehenden Sättigung jedoch im Vergleich zu voll absorbierenden Stoffen (ungesättigte Infrarot-Banden) ein sehr viel geringeres Erwärmungspotential besitzt. Die Bedeutung des CO₂ resultiert hier aus den enormen Mengen, in denen CO₂ emittiert wird.

Sind Klimamodelle aufgrund der Komplexität des Klimageschehens überhaupt zur Beschreibung der Realität geeignet?

13. These:
Modellrechnungen können ein komplexes System wie das Klima nicht nachbilden und liefern deshalb unbrauchbare Ergebnisse.

Die vielseitigen komplizierten Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen genannten Komponenten des Klimasystems führen zu ständigen internen Änderungen, wobei die stark unterschiedlichen Zeitkonstanten der in den einzelnen Subsystemen ablaufenden Prozesse eine große Rolle spielen: Wie in gekoppelten mechanischen Systemen entstehen Überlagerungen, Schwebungen und Interferenzen, die nur mit Hilfe mathematisch - physikalischer Methoden ermittelt werden können. Einfaches Ursache - Wirkungs - Denken führt hier nicht zum Ziel. So hat eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Erdatmosphäre (beispielsweise infolge der durch den Menschen verursachten Emission strahlungswirksamer Gase) Auswirkungen auf den Strahlungshaushalt der Erde und damit auf die Lufttemperatur.

Eine Veränderung der Lufttemperatur wiederum wirkt sich unter anderem auf die dynamischen Prozesse in der Atmosphäre, auf die Verdunstung und die Wolken- und Niederschlagsbildung aus, bei starken Wechselwirkungen zwischen Wolken und Strahlung. Die Dynamik und die Niederschläge beeinflussen ihrerseits die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, womit sich der Kreis schließt.

Neben diesen Effekten lassen sich als Folge einer veränderten chemischen Zusammen- setzung der Erdatmosphäre prinzipiell Wechselwirkungen und Rückkopplungen zwischen allen Untersystemen des Klimasystems beschreiben. Wegen dieser Vernetztheit ist die Schätzung der Folgen der Variation eines Klimafaktors (beispielsweise auch veränderter Solarstrahlung oder veränderter Beschaffenheit der Erdoberfläche) zum Beispiel für die bodennahe Lufttemperatur, den Niederschlag oder den Wind grundsätzlich nur über den Einsatz von Klimamodellen möglich.

Insofern ist die Frage, ob Klimamodelle überhaupt zur Beschreibung des Klimasystems geeignet sind, wenig hilfreich, da eine bessere Untersuchungsmethodik derzeit nicht existiert. Auch in anderen Wissenschaftsbereichen (nicht nur in den Naturwissenschaften) wird mit Modellen gearbeitet. Dabei weiß jeder Wissenschaftler, dass Modelle nur ein Hilfsmittel zur Beschreibung oder näherungweisen Erfassung der Realität sind und nicht etwa die Realität selbst widerspiegeln.

Es gibt aus heutiger Sicht keinen Grund, Klimamodelle, die dem gegenwärtigen Stand der Kenntnis entsprechen, in der Klimaforschung nicht einzusetzen: Sie verbinden alle bekanntermaßen das Klima beeinflussenden Größen in wissenschaftlich einwandfreier Weise. Es kommt allerdings dabei auf eine sehr sorgfältige und durchdachte Interpretation der Ergebnisse von Klimamodellen an.

Als Basis für Entscheidungen kann grundsätzlich immer nur der gegenwärtige Erkenntnisstand herangezogen werden. Insofern müssen, wie zuvor bereits angesprochen, für Untersuchungen der im Klimasystem ablaufenden Prozesse konsequenterweise Klimamodelle genutzt werden, welche, wie bereits mehrfach ausgeführt wurde, alle gesicherten, das Klima betreffende Erkenntnisse der Naturwissenschaften beinhalten.

Entscheidend ist in diesem Zusammenhang die Frage, welche Ergebnisse von derzeitigen Klimamodellen erwartet werden können. So sollten die Ergebnisse von Klimamodellen nicht als Vorhersagen (Prognosen) sondern als Szenarienrechnungen interpretiert werden, mit denen ganz konkret der Einfluss unterschiedlicher, erhöhter Konzentrationen treibhauswirksamer Gase in der Atmosphäre auf die Lufttemperatur und die weiteren Klimaelemente für einen bestimmten Zeitabschnitt untersucht wird. Liegt dieser Zeitabschnitt in der Zukunft, werden Klimafaktoren wie beispielsweise die Solarstrahlung konstant gehalten oder etwa wie der Vulkanismus nicht mit berücksichtigt. Diese Faktoren, ebenso wie Veränderungen in der Beschaffenheit der Erdoberfläche sind nicht vorhersagbar. Zudem stellen die in die Modelle eingegebenen Emissionsdaten Szenarien und keine verlässlichen Prognosen der künftigen Entwicklung dar. Aus diesen Gründen sollten die Ergebnisse der Modellrechnungen auch als Szenarien verstanden werden.

Die gegenwärtig erzielten Simulationsergebnisse sind auf der Grundlage der Vorsorge für die Umwelt Anlass zu Besorgnis und zu raschem Handeln. Auch in 100 Jahren wird man die Aussagefähigkeit von Modellen anzweifeln können, da auch mit zunehmendem Wissen Modelle immer auf Annahmen basieren werden und gewisse Prozesse unberücksichtigt bleiben müssen. Wenn man die Unvollkommenheit von Modellen jedoch zum Anlass nimmt, zu warten anstatt zu handeln, kann es für Maßnahmen gegen schädigende Auswirkungen für Mensch und Natur sehr schnell zu spät sein. 

Wie zuverlässig ist die Datenlage?

14. These:
Die Modellergebnisse stimmen nicht mit der beobachteten Temperaturverteilung überein. Es gibt eine Diskrepanz zwischen den Boden- und den Satellitendaten.

Verbesserungen gegenüber den ersten Modellen wurden erzielt, in dem zum Beispiel die Wechselwirkungen, die die Ozeane auf das Klima haben, voll einbezogen wurden. Weitere Verbesserungen wurden durch Einbeziehung der abkühlenden Wirkung der Sulfataerosole erzielt. Dadurch war der Versuch, nach dem Pinatubo - Ausbruch die Auswirkung der in die Atmosphäre geschleuderten Gase und Partikel auf die globale Temperatur vorherzusagen, erfolgreich. Hierdurch wurde letztlich auch die Qualität heutiger Klimamodelle bestätigt. 

Ins Kreuzfeuer der Kritik sind inzwischen die offensichtlich nicht gleichlaufenden Trends der am Boden und der von Satelliten (Schichtmittel 0 - 6 km Höhe) aus gemessenen Temperaturen geraten. Die bodennahen Werte zeigen eine Zunahme von ca. 0,3 bis 0,6 °C über die letzten 100 bis 130 Jahre, während die allerdings nur über 17 Jahre verfügbaren Satellitendaten eine Abnahme von 0,06 °C zeigen.

Zunächst ist fraglich, ob die beiden durch verschiedene Methoden (die Bodenmessungen sind direkte Messungen der Lufttemperatur, die Satelliten messen die Temperatur indirekt über die Strahlung) gewonnenen Datensätze untereinander überhaupt vergleichbar sind. Auf die sehr unterschiedliche zeitliche Dimension beider Messreihen wurde bereits verwiesen. Dies bedeutet auch, dass die Erfahrung in der Erhebung der Bodendaten viel größer und die Entwicklung und Vereinheitlichung der Messtechnik viel weiter fortgeschritten ist als bei den Satellitenmessungen, wo zum Beispiel sehr verschiedene Messgeräte und -verfahren zum Einsatz kamen und kommen.

Es bedeutet weiterhin, dass der schwache Trend der Satellitendatenreihe weniger aussagekräftig ist, als der der Bodendatenreihe, da bei kurzen Reihen vorübergehende Störungen wie zum Beispiel der Pinatubo - Ausbruch den Trend stärker beeinflussen als bei längeren Datenreihen. Sehr gravierend sind auch die Unterschiede des Messgutes: Die bodennahen Messungen sind Punktmessungen in einer Höhe von 2 m über dem Boden, bei den Satelliten dagegen wird ein Integral der Temperatur über die untersten 6 Kilometer der Troposphäre erfasst (die Temperaturen können in diesem Höhenbereich eine Bandbreite von über 30 °C überstreichen).

Für Aussagen über einen langjährigen Temperaturtrend sind aus all diesen Gründen die Bodendaten deutlich besser geeignet. Ob es noch andere Gründe für die Unterschiede der beiden Datenreihen gibt, die über die oben genannten hinausgehen, bedarf noch weiterer wissenschaftlicher Untersuchungen.

Neuere Veröffentlichungen zeigen, dass die Satellitendaten inkorrekt berechnet worden sind, weil man den Höhenverlust der Satelliten von 1,2 km pro Jahr, der sich auf das Messergebnis auswirkt, nicht berücksichtigt hatte. Nach Ausführung der Korrektur steigen die Satellitendaten leicht um 0,05 C pro Jahrzehnt an.

15. These:
Die Feststellung, die globale Lufttemperatur habe sich seit dem Ende des letzten Jahrhunderts um 0,4 bis 0,,80 °C erhöht, ist zweifelhaft. Der Temperaturdatensatz, der die Basis für diese Feststellung bildet, ist überhaupt nicht repräsentativ bzw. verfälscht.

Alle diese Probleme sind bekannt und wurden insbesondere im ersten IPCC-Bericht ausführlich behandelt. Es wurde sehr genau dargestellt, wie die sich aus der Veränderung des Stationsortes und der Beobachtungspraxis ergebenden Sprünge in den Temperaturreihen korrigiert wurden (dazu existieren langjährige Erfahrungen aus der meteorologischen Praxis).

Um den Einfluss der Dichte des Messnetzes auf die Bestimmung der globalen Mitteltemperatur zu ermitteln, wurden Testrechnungen mit variierenden Stationsdichten vorgenommen. Es wurde festgestellt, dass der Einfluss unterschiedlicher Stationsdichten auf die Werte der mittleren Lufttemperaturen der Nord- und Südhemisphäre sehr gering ist. Nur vor 1900 muss (bei insgesamt geringerer Stationsdichte) mit einem Effekt auf die mittlere hemisphärische Lufttemperatur von bis zu 0,1 °C pro Dekade gerechnet werden.

Die Frage der Vortäuschung eines Temperaturanstiegs durch die zunehmende Verstädterung wurde von mehreren Klimaforschern untersucht. Für den Zeitraum der letzten 100 Jahre ist der Einfluss dieses Effekts auf die globale mittlere Lufttemperatur geringer als 0,05 °C.

Zusammenfassend ist der Schluss zu ziehen, dass der vorhandene Datensatz zur Bestimmung der mittleren globalen Lufttemperatur eine verlässliche Grundlage zur Abschätzung des globalen Temperaturtrends an der Erdoberfläche darstellt.

16. These:
Das ganze System ist in sich nicht stimmig, da die Temperaturentwicklungen in der Nord- und Südhemisphäre unterschiedlich verlaufen.

Unsere Antwort:
Seit den 50er Jahren bis Ende der 80er Jahre war die gemessene Erwärmung auf der Südhemisphäre stärker als auf der Nordhemisphäre. Diese Beobachtung war zunächst überraschend, weil die Ozeane, die einen großen teil der Südhemisphäre ausmachen, die Temperaturerhöhung infolge des vom Menschen verursachten Treibhauseffektes dämpfen.

Die Ursache für die geringe Erwärmung der Nordhemisphäre liegt in der kühlenden Wirkung der Sulfataerosole. Sulfataerosole werden in der Atmosphäre aus dem bei der Verbrennung von fossilen Rohstoffen und Biomasse emittiertem Schwefeldioxid (SO₂) gebildet. Die Hauptquellen für SO₂ liegen auf den Kontinenten der Nordhemisphäre. Wegen der kurzen Verweilzeit der Sulfataerosole in der Atmosphäre werden höhere Konzentrationen nur in der Nähe des jeweiligen Emissionsortes (also vor allem über den Industriegebieten) erreicht und damit beschränkt sich auch die abkühlende Wirkung der Sulfataerosole auf die Nordhemisphäre.

Seit Ende der 80er Jahre ist jedoch eine stärkere Erwärmung der Nordhemisphäre zu beobachten. das liegt daran, dass sich die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre erhöht hat und die Treibhauswirkung jetzt stärker zum Tragen kommt. Gleichzeitig wird aber durch die starke stratosphärische Ozonabnahme über der Südhemisphäre die Erwärmung der Südhemisphäre gedämpft.

Zu guter Letzt - der Schlag unter die Gürtellinie:
Klimawissenschaftler sind Scharlatane, die das Problem der Klimaveränderungen nur erfunden haben, um an Forschungsgelder zu kommen.

Unsere Antwort:
In der Öffentlichkeit werden die obigen Sachargumente gegen die Theorie einer vom Menschen verursachten Klimaänderung oft mit aussagen vermischt, die letztendlich eine Verunglimpfung der Klimawissenschaftler hinauslaufen. man wirft den Wissenschaftlern vor, das Problem weltweit drohenden Klimaänderungen erfunden oder zumindest hochgespielt zu haben, um Forschungsgelder zu erhalten.

Auch wurden schon Verschwörungstheorien entwickelt und die Klimaschutzpolitik als Ersatzrevolution "linker" Kräfte bezeichnet. selbst dem IPCC wird vorgeworfen, unsauber zu arbeiten, unliebsame wissenschaftliche Meinungsäußerungen zu unterdrücken und Unsicherheiten im wissenschaftlichen Sachstand zu verschleiern. Solche Äußerungen, die in einer wissenschaftlichen Auseinandersetzung eigentlich keinen Platz haben sollten, machen einerseits die Unsicherheit der Gegner von Klimaschutzmaßnahmen deutlich und zeigen andererseits, dass sich an das Thema vielfältige politische und wirtschaftliche Interessen knüpfen.

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