Warum war das Klima auf der Erde im Jahr 2023 so warm und seltsam? – Teil 2

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Dies ist Teil 2 einer detaillierten Betrachtung der Faktoren, die dazu beigetragen haben, dass 2023 das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und wohl auch eines der seltsamsten ist. Für Teil 1, los Hier.

Das letzte Jahr war vielleicht die deutlichste Warnung, die wir je erhalten haben, dass wir aufhören müssen, die Atmosphäre mit Kohlendioxid und anderen klimaverändernden Treibhausgasen zu verschmutzen.

Wie ich bereits erwähnt habe Teil 1 dieser Serie2023 brach den bisherigen Rekord als wärmstes Jahr aus Beobachtungen aus dem 19. Jahrhundert. Jeder Monat von Juni bis Dezember 2023 war der heißeste Monat seit Beginn der Aufzeichnungen, wobei der Juli als der heißeste Monat aller Zeiten gilt. laut NASA. Es gab auch völlig Seltsames – einschließlich eines gestörten Jetstreams mit einem wellenförmigen, schleifenförmigen und wirbelnden Muster, das dazu beitrug, brutale Hitzekuppeln an Ort und Stelle zu halten.

Der langfristige Treiber sind unsere Treibhausgasemissionen, wobei die immer noch andauernde El Niño-Episode dazu beiträgt, die Temperaturen noch weiter in die Höhe zu treiben. Aber die Geschichte von 2023 hat noch mehr zu bieten, wie die nächste Serie von Bildern zeigen wird.

Ein sehr hohes Ozeanfieber

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Diese Grafik zeigt, wie sich die globale durchschnittliche Meeresoberflächentemperatur von Jahr zu Jahr gegenüber dem langfristigen Basiswert von 1951–2000 verändert hat. Die Meere brutzelten im Jahr 2023, wobei der letzte Punkt des Zuschusses zeigte, dass sie im Durchschnitt weitaus wärmer waren als in jedem anderen Jahr seit 1940. (Quelle: Climate Reanalyzer)

Wie die obige Grafik zeigt, sind die Meeresoberflächentemperaturen seit den 1970er Jahren gestiegen. Keine Überraschung. Wenn Sie jedoch ganz oben rechts in die Grafik schauen, sehen Sie etwas ganz Ungewöhnliches: Das Jahr 2023 hat den Rekord für die weltweit wärmsten Meeresoberflächentemperaturen gebrochen.

Die nächste Grafik zeigt einen weiteren außergewöhnlichen Aspekt des Jahres 2023, wenn man sich das globale Gesamtbild der brutzelnden Meere genauer anschaut: Hitzewellen im Meer.

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Im Jahr 2023 waren weite Teile der Meere der Erde sehr heiß. Diese Karte zeigt die Meeresoberflächentemperaturen am 30. Juli 2023 im Vergleich zum langjährigen Durchschnitt. (Quelle: Climate Reanalyzer)

Hierbei handelt es sich um Perioden mit anhaltend ungewöhnlich warmen Meerestemperaturen in bestimmten Regionen der Erde. Die Hitzewellen schaden dem Meeresleben sowie den Küstengemeinden und der Wirtschaft.

Die Karte oben zeigt große Gebiete mit außergewöhnlicher Wärme im Nordatlantik und Nordpazifik am 30. Juli 2023. Insgesamt waren Meereshitzewellen im vergangenen Jahr ungewöhnlich häufig und heftig.

Und damit sind wir wieder beim langfristigen Treiber des Klimawandels: menschliche Aktivitäten.

Zum Glück haben die Ozeane auf lange Sicht etwa 90 Prozent der Wärme absorbiert, die durch unseren Ausstoß von Treibhausgasen entsteht. Das folgende Diagramm des Wärmeinhalts der Ozeane im Zeitverlauf zeigt das Ergebnis.

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Diese Grafik zeigt den steigenden Wärmegehalt der Ozeane zwischen 2.000 Metern und der Oberfläche seit 1955. Die Grafik wird bis Dezember 2023 aktualisiert. (Quelle: NOAA)

Im vergangenen Jahr kam es zu einem deutlichen Anstieg der in den oberen 2.000 Metern der Ozeane gespeicherten Wärmemenge. Laut einer kürzlich veröffentlichten Studie, Im Jahr 2023 betrug der Anstieg 15 Zettajoule gegenüber der im Jahr 2022 gespeicherten Menge.

Um zu verstehen, wie viel Energie das ist, bedenken Sie, dass 1 Nährkalorie 4.184 Joule entspricht. Und 1.000.000.000.000.000.000.000 Joule entsprechen einem Zettajoule.

Wenn Ihnen der Kopf schwirrt, können Sie es auch anders betrachten: Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe haben wir Menschen im gesamten Jahr 2022 0,6 Zettajoule Energie verbraucht. Das sind nur 4 Prozent des Hitzeanstiegs, den die Ozeane im letzten Jahr erlebt haben. Man kann es auf die enorme Kraft der Treibhausgase zurückführen, die verhindern, dass einfallende Sonnenenergie wieder in den Weltraum abgestrahlt wird.

Wie bereits erwähnt, hatten wir Glück, dass die Ozeane so viel Wärme absorbieren. Andernfalls würden die globale Erwärmung und der Klimawandel erschreckend schlimmer werden. Aber hier ist die Sache: Alles, was geht In zum Meer nicht einfach bleiben im Ozean. Wie wir aus der Animation in Teil 1 dieser Serie erfahren haben, die den großen, aufsteigenden Warmwasserklumpen im Pazifik zeigt, wird ein Teil der Tiefenwärme des Ozeans letztendlich an der Oberfläche in die Atmosphäre abgegeben. Und das ist ein weiterer Faktor, der zu den Rekordtemperaturen im Jahr 2023 beigetragen hat.

Die Umweltverschmutzung geht zurück – mit einem bedauerlichen Nebeneffekt

Während es uns immer noch nicht gelungen ist, die weltweiten Treibhausgasemissionen zu senken, ist es der Welt gelungen, den Himmel von einer anderen Form der Verschmutzung zu befreien: Aerosolen. Es gibt viele Quellen für diese winzigen Partikel, die zusammen die Erdoberfläche wie einen Regenschirm beschatten können, die Sonnenerwärmung reduzieren und so dazu beitragen, einen Teil der wärmenden Auswirkungen unserer Treibhausgasemissionen auszugleichen. Das bringt uns zu…

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Schiffe, die 2012 über den Pazifischen Ozean fuhren, erzeugten dieses Geflecht aus sich kreuzenden Wolkenspuren in der Atmosphäre. Solche Wolkenstreifen können entstehen, wenn Wasserdampf um winzige Schadstoffpartikel herum kondensiert, die aus den Schornsteinen von Schiffen ausgestoßen werden. Diese Aerosole können einen Teil des Sonnenlichts daran hindern, die Oberfläche zu erreichen, was zu einem kühlenden Effekt führt. (Quelle: NASA Earth Observatory)

Die Regulierung der Luftverschmutzung hat dazu beigetragen, die Aerosolverschmutzung zu reduzieren. Und im Jahr 2020 traten neue internationale Vorschriften in Kraft, die darauf abzielen, den aus Schiffsschornsteinen austretenden Schmutz – insbesondere die Schwefelemissionen aus der Verbrennung von Treibstoff – zu reduzieren.

Diese Regeln reduzierten die Emissionen großer Schiffe schlagartig um etwa 85 Prozent ein Bericht von Berkeley Earth, einer unabhängigen gemeinnützigen Organisation, die sich auf Umweltdatenwissenschaft und -analyse konzentriert. „Diese Änderung wurde vorgenommen, um die menschliche Gesundheit zu schützen, da Schwefelaerosole toxisch sind“, heißt es in dem Bericht. „Allerdings reflektieren solche Aerosole auch das Sonnenlicht und wirken dadurch kühlend.“

Mit weniger Aerosolschirmen waren die Ozeane also weniger beschattet, und die Temperaturen hätten dadurch steigen müssen – insbesondere auf den stark befahrenen nördlichen Schifffahrtsstraßen, wo eine Analyse zeigte einen Anstieg von etwa 0,2 Grad C oder 0,36 F.

Dies ist möglicherweise von Bedeutung für diese Region. Aber global gesehen sind die Auswirkungen gering. „Der Rückgang der marinen Schwefelaerosole aus der Schifffahrt hat zugenommen, obwohl er in Gebieten mit hohem Schiffsaufkommen regional erheblich ist wahrscheinlich nur ein paar Hundertstel Grad hinzugefügt zur globalen Durchschnittstemperatur“, so der Bericht von Berkeley Earth.

Ein atemberaubender Vulkanausbruch

Auch der gewaltige Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga im südlichen Pazifik Anfang 2022 könnte das Klima im vergangenen Jahr beeinflusst haben. Große, explosive Vulkanausbrüche können große Mengen Schwefel in die Atmosphäre schleudern, wo sie sich mit Wasser zu reflektierenden Aerosolpartikeln verbinden. Auch hier kühlt der Regenschirmeffekt den Planeten typischerweise etwas ab. Aber der Ausbruch von Hunga Tonga war untypisch.

Sie können eine bekommen Sinn von der enormen Kraft des Ausbruchs in dieser erstaunlichen Animation von Satellitenbildern:

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Eine gewaltige Explosion aus Wasserdampf und winzigen Vulkanpartikeln des ausbrechenden Unterwasservulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai wurde am 15. Januar 2022 vom Satelliten GOES-17 erfasst. (Quelle: RAMMB-CIRA

Hunga Tonga ist ein Seamount – ein Vulkan unter Wasser. Sein Ausbruch am 15. Januar 2022 brachte die größte atmosphärische Explosion, die jemals von modernen Instrumenten aufgezeichnet wurde – viel stärker als die nach dem Zweiten Weltkrieg getesteten Atombomben, laut BBC. Es hat einige gesprengt 351 Milliarden Kubikfuß von Gestein, Asche, Sedimenten und anderen Materialien hoch in die Atmosphäre. Es gibt sogar Hinweise darauf, dass die Wolke es bis ins All geschafft hat.

Die Schwaden großer Vulkanexplosionen enthalten typischerweise viel Schwefel – derselbe Übeltäter, der auch aus den Schornsteinen von Schiffen austritt. Bei der Wechselwirkung mit Wasser bildet der Schwefel reflektierende, klimakühlende Aerosole. Aber im Gegensatz zu den meisten Vulkanen war der Ausbruch von Hunga Tonga relativ wasserdampfreich und schwefelarm.

Laut Berkeley Earth injizierte Hunga Tonga tatsächlich 150 Millionen Tonnen Wasserdampf in die Stratosphäre und erhöhte deren Konzentration dort um beeindruckende 15 Prozent. Wasserdampf ist ein sehr starkes Treibhausgas und könnte daher zur Wärme im Jahr 2023 beigetragen haben – und dies möglicherweise noch mehrere Jahre lang tun.

Aber inwieweit wirken die kühlenden Schwefelaerosole der Eruption einer Erwärmung entgegen, und was ist der Nettoeffekt?

Die Beantwortung dieser Fragen war eine wissenschaftliche Herausforderung. Aber was auch immer die Antwort sein mag, der Effekt dürfte im Vergleich zu unseren eigenen Auswirkungen auf das Klima gering sein. Trotzdem gibt es sie Beweis dass die Eruption es in den nächsten Jahren etwas wahrscheinlicher machen wird, dass die Erde eine wichtige Schwelle überschreitet: die 1,5 Grad Celsius Erwärmung gegenüber vorindustriellen Zeiten, die fast alle Nationen der Welt im Rahmen des Pariser Klimas zu vermeiden vereinbart haben Vereinbarung.

Was ist mit der Sonne?

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Am 14. Dezember 2023 war die Sonne besonders aktiv, da sie einen massiven Materialauswurf aus ihrer Korona erzeugte und eine starke Sonneneruption auslöste. In dieser Animation von Bildern des Solar Dynamics Observatory der NASA können Sie beide Ereignisse auf der rechten Seite der Sonne sehen. (Quelle: NASA)

Zu guter Letzt kommen wir zur Sonne – der wichtigsten lebensspendenden Energiequelle unseres Planeten.

„Die Sonne scheint mit konstanter Geschwindigkeit zu scheinen, aber sie ist eine brodelnde, wirbelnde Plasmakugel, deren Strahlungsenergie sich über viele verschiedene Zeitskalen hinweg ändert“, sagt Michael Wysession, Professor für Erd-, Umwelt- und Planetenwissenschaften an der Washington University. Schreiben in The Conversation.

Die für uns relevanteste Zeitskala ist ein ~11-Jahres-Zyklus, in dem die Aktivität der Sonne zu- und abnimmt. Seit dem Tiefpunkt des letzten Sonnenzyklus im Jahr 2020 befindet sich die Sonnenaktivität im Aufschwung. Jüngste Beweis zeigt, dass der Anstieg schneller als erwartet erfolgte und dass die Sonne früher als bisher vorhergesagt auf einen höheren Aktivitätsgipfel zusteuert.

Wenn die Aktivität der Sonne auf natürliche Weise auf diese Weise zunimmt, strahlt sie mehr Energie in Richtung Erde aus, was wiederum zur Erwärmung des Planeten beiträgt. Wie viel könnte dies zu der rekordverdächtigen Wärme und fesselnden Verrücktheit des Jahres 2023 beigetragen haben?

Während eines Sonnenmaximums erwärmt sich die Erde um 0,05 Grad Celsius. Das ist laut Wysession etwa ein Drittel der Auswirkungen eines starken El Niño. Und obwohl dies etwas ist, was Wissenschaftler berücksichtigen müssen, ist es im Vergleich zu unserem eigenen Einfluss auf das Klima recht gering.

Das letzte Take-Away

Wie wir gesehen haben, können zahlreiche Faktoren, die auf komplexe Weise zusammenwirken, dazu beitragen, dass die globalen Temperaturen in einem bestimmten Jahr Rekordwerte erreichen. Und etwa die Hälfte des letzten Jahres begann El Niño, die Temperaturen in die Höhe zu treiben. Die bedeutendsten Auswirkungen stehen jedoch noch bevor. Andere Faktoren wie Vulkanausbrüche, eine Verringerung der Aerosolverschmutzung und eine Zunahme der Sonnenaktivität haben ebenfalls Auswirkungen. Aber sie sind relativ klein – im Vergleich zu uns.

Auf lange Sicht ist es nicht zu leugnen (auch wenn es viele Menschen immer noch tun werden): Wir dominieren alle anderen Faktoren.

Gavin Schmidt, Direktor des Goddard Institute for Space Studies der NASA, drückt es so aus:

„Wir interessieren uns sehr für das Wetter und die Extreme eines bestimmten Jahres, denn das sind die Dinge, die uns beeinflussen. Aber der entscheidende Unterschied zwischen diesem Jahrzehnt und den vorangegangenen besteht darin, dass die Temperaturen aufgrund unserer Aktivitäten, vor allem der Verbrennung fossiler Brennstoffe, weiter steigen.“

Solange wir damit nicht aufhören, werden die Temperaturen weiter steigen und die globale Verrücktheit wird noch seltsamer.





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