Kolumne "Zur Sache"

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Der mächtige Eispanzer Grönlands schmilzt, der Meeresspiegel steigt. Wie viel Schmelzwasser in den Ozean fließt und was genau die Abflussprozesse mit dem Gletscher machen, untersucht Professorin Angelika Humbert – und arbeitet damit an einer drängenden Frage der Klimaforschung.

Ein Editorial von Prof. Dr. Angelika Humbert, Alfred-Wegener-Institut

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Wasser, Boden, Vegetation und Atmosphäre sind komplexe Systeme, die eng miteinander verknüpft sind. Seit zehn Jahren untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Forschungsprojekt TERENO quer über Deutschland verteilt, wie sich der Klimawandel auf die empfindlichen Austauschprozesse auswirkt. Professor Harry Vereecken koordiniert das Projekt und erklärt, warum das Geduld und ungewöhnliche Methoden erfordert. 

Ein Editorial von Prof. Dr. Harry Vereecken, Forschungszentrum Jülich

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Lange Zeit wurde das Montrealer Protokoll als Erfolgsbeispiel genannt, wie ein internationales Umweltabkommen umzusetzen ist. Es war der Meilenstein zum Schutz der Ozonschicht. Jedoch entdeckten vor Kurzem Forschende, dass die FCKW-Emissionen wieder zugenommen haben. Dieser Fall zeigt, wie wichtig unabhängiges Monitoring ist – auch für Treibhausgase.

Ein Editorial von Prof. Dr. Martin Heimann, Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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Citizen Science, Smartphones, Machine Learning – all diese Trends bringt das Forschungsprojekt „Flora Incognita“ zusammen. Mit der dafür entwickelten App lassen sich wildblühende Pflanzen in Deutschland bestimmen. Die Biologin Jana Wäldchen stellt die App und die Wissenschaft dahinter vor.

Ein Editorial von Dr. Jana Wäldchen, Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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Yoga und Meditation haben Hochkonjunktur. Warum Achtsamkeitspraxis auch gut für das Klima ist, erklären Dr. Thomas Bruhn und Ida Schepelmann.

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Zwar reduziert die Reform die Menge an Treibhausgasen, die in Zukunft ausgestoßen werden dürfen und geht damit den lang ersehnten Schritt in die richtige Richtung. Jedoch reduziert sie auch die Verlässlichkeit und Verständlichkeit des EU-Emissionshandelssystems, argumentiert Prof. Grischa Perino.

Ein Editorial von Prof. Dr. Grischa Perino, Centre for Globalisation and Governance, Universität Hamburg

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Die Gründe erläutert der Leiter der Deutschen Emissionshandelsstelle in seinem Beitrag – zeigt aber auch, was für wirksamen Klimaschutz noch getan werden muss. Die Reform des Emissionshandels ab 2021 hat das Europäische Parlament vor Kurzem angenommen.

Ein Editorial von Dr. Michael Angrick, Deutsche Emissionshandelsstelle, Umweltbundesamt

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Globale Mitteltemperatur, lokale Schwankungen, komplexe Klimamodelle – hinter diesen zentralen Begriffen der Klimaforschung steckt Statistik. Warum sie wichtige Belege für den menschgemachten Klimawandel liefert und kein Grund für Zweifel ist, erklärt Dr. Christian Franzke in dieser Kolumne.

Ein Editorial von Dr. Christian Franzke, Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit

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Die SPD-Mitglieder haben entschieden: 66 Prozent stimmten dem Koalitionsvertrag zwischen Union und Sozialdemokraten zu. Was das für das Klima bedeutet, analysiert der Klimapolitikexperte Reimund Schwarze. 

Ein Editorial von Prof. Reimund Schwarze, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

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Die Young Earth System Scientists community bringt Nachwuchsforschende über Fächergrenzen hinweg zusammen. Die jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden viel stärker mit den Folgen des Klimawandels konfrontiert sein als die Generation vor ihnen. Gaby Langendijk ist Vorstandsmitglied und schreibt in dieser Kolumne über die Erfahrungen und Ideen der nächsten Generation.

Ein Editorial von Gaby Langendijk, Young Earth System Scientists community

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Der einzigartige Messturm weit weg von menschlichen Einflüssen liefert Daten aus der atmosphärischen Grenzschicht. Was 2007 als gewagte Idee begann, geht jetzt in den regelmäßigen Betrieb über. Der erste Leiter und die neue Leiterin aus Deutschland blicken in dieser Kolumne gemeinsam zurück.

Ein Editorial von Prof. Jürgen Kesselmeier, Max-Planck-Institut für Chemie, und Prof. Susan Trumbore, Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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Der DKK-Vorstandsvorsitzende Prof. Mojib Latif blickt auf die 23. UN-Klimakonferenz zurück. Die Verhandlungen in Bonn stellen der Wissenschaft neue Aufgaben, machen aber auch die Hilflosigkeit internationaler Klimapolitik sichtbar. Zwar wurde in Bonn ein neues Dialogformat beschlossen, aber eine messbare Reduktion der Treibhausgase ist noch immer nicht in Sicht – die Emissionen stiegen 2017 sogar wieder an.

Ein Editorial von Prof. Dr. Mojib Latif, GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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Anlässlich der UN-Klimakonferenz in Bonn erklärt der Klimaökonom Prof. Gernot Klepper in seiner Kolumne, warum er trotz des schwierigen Wegs zur globalen Energiewende Hoffnung hat.

Ein Editorial von Prof. Dr. Gernot Klepper, Institut für Weltwirtschaft

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Rund 280 Personen aus Wissenschaft und Praxis waren Ende September beim K3 Kongress in Salzburg auf der Suche nach neuen Wegen in der Klimakommunikation. Viel war die Rede von Storytelling und Emotionen, es war ein inspirierender Kongress. Trotzdem dürfen wir die Fakten – in Zeiten von Fake News – nicht komplett vernachlässigen, meint Marie-Luise Beck, die die Konferenz von Anfang an mitorganisiert hat.

Ein Editorial von Marie-Luise Beck, Deutsches Klima-Konsortium

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Kathleen Hermans entwirrt in ihrer Kolumne das komplexe Geflecht von Klimawandel und Migration – und erklärt es anhand ihrer Forschung in Äthiopien.

Ein Editorial von Dr. Kathleen Hermans, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

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Im Sommer 2017 lösten Dauerregen und daraus resultierende Überschwemmungen in Ost- und Mitteldeutschland Katastrophenalarm aus. 2016 waren es besonders schwere Starkregenereignisse in Süd- und Westdeutschland, die sogar Menschenleben kosteten. Durch den Klimawandel können solche Niederschläge häufiger und heftiger werden. Petra Mahrenholz erläutert, wie wir uns besser auf die Wassermassen vorbereiten können.

Ein Editorial von Petra Mahrenholz, Kompetenzzentrum Klimafolgen und Anpassung, Umweltbundesamt

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Zum ersten Mal übernimmt im November mit Fidschi ein kleiner Inselstaat die Präsidentschaft des Klimagipfels. Prof. Beate Ratter erforscht den Umgang kleiner Inseln mit den Folgen der Erderwärmung. Ihr Fazit: Was Regierungen kleiner Inseln auf internationalem Parkett anmahnen, stimmt mit ihrem nationalen Handeln nicht immer überein.

Ein Editorial von Prof. Dr. Beate Ratter, Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit, Universität Hamburg

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In der Antarktis hat sich einer der größten Eisberge abgelöst, die jemals beobachtet wurden. Was das für die Region bedeutet und warum kein direkter Zusammenhang zum Klimawandel besteht, erklärt Dr. Daniela Jansen.

Ein Editorial von Dr. Daniela Jansen, Alfred-Wegener-Institut

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Während die Passagiere auf dem Weg in den Urlaub sind, messen im Flugzeug zusätzlich angebrachte Instrumente Klimagase in der Atmosphäre. Dr. Andreas Petzold erklärt, warum das global vernetzte Forschungsprogramm so wichtig ist.

Ein Editorial von Dr. Andreas Petzold, Forschungszentrum Jülich

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Die USA sind aus dem Übereinkommen von Paris ausgetreten. Was diese Entscheidung für das globale Klimasystem bedeutet, kommentiert der DKK-Vorstandsvorsitzende Prof. Mojib Latif. Seine Hoffnung ist, dass der US-Präsident eine Randnotiz der Geschichte bleibt.

Ein Editorial von Prof. Dr. Mojib Latif, Geomar, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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Wie sich die Küste in Zukunft verändern wird, untersucht Prof. Corinna Schrum mit ihren Kolleginnen und Kollegen am Institut für Küstenforschung in Geesthacht. Sie hat jedoch nicht nur den Meeresspiegelanstieg im Blick, sondern auch die menschlichen Veränderungen des dortigen Ökosystems – etwa durch die Energiewende. 

Ein Editorial von Prof. Dr. Corinna Schrum, Helmholtz-Zentrum Geesthacht

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Beim „March for Science“ gingen weltweit viele Tausend Forschende auf die Straße, um auf den Wert von freier Wissenschaft hinzuweisen. Nun geht es darum, die Wissenschaftskommunikation an die neuen gesellschaftlichen und medialen Bedingungen anzupassen, fordert Prof. Michael Brüggemann – und liefert Anregungen, wie wir das postfaktische Zeitalter verhindern können.

Ein Editorial von Prof. Dr. Michael Brüggemann, Universität Hamburg

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Der Welttag der Meteorologie widmet sich in diesem Jahr den Wolken. Prof. Andreas Macke erforscht deren Rolle im Klimasystem und ist sich sicher: Wir müssen mehr über Wolken wissen, um den Klimawandel wirklich zu verstehen.

Ein Editorial von Prof. Dr. Andreas Macke, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung

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Die Landwirtschaft hat eine schlechte Klimabilanz. Um das zu ändern, hilft Landwirten eine genaue Analyse der Treibhausgasemissionen. Mit Online-Tools zur Emissionsmodellierung funktioniert das schon sehr gut, ist für die Landwirte im Alltag aber aufwendig. Dr. Daniel Spengler arbeitet daran, dies mithilfe von Satellitendaten zu vereinfachen.

Ein Editorial von Dr. Daniel Spengler, Deutsches GeoForschungsZentrum

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Dürren, Stürme und Hochwasser bedrohen die Menschen schon seit sehr langer Zeit. Wann und wie stark Gesellschaften in der Vergangenheit mit solchen Extremereignissen konfrontiert wurden – und wie sie damit umgingen, untersucht das Projekt „Check Extrema“. Der Geochemiker Prof. Thomas Neumann berichtet von seiner Forschung in den Tropfsteinhöhlen der Fränkischen Schweiz.

Ein Editorial von Prof. Dr. Thomas Neumann, Karlsruher Institut für Technologie

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Die Unterzeichnung der Pariser Vereinbarung 2015 hat manche zur Annahme verleitet, die Klimaforschung habe ihre Aufgaben gelöst. Diese Schlussfolgerung ist falsch und kurzsichtig. Die Grundlagenforschung zum Klima wird durch den Klimawandel wichtiger denn je.

Ein Editorial von Prof. Dr. Jochem Marotzke, Max-Planck-Institut für Meteorologie

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Um den menschgemachten Klimawandel zu bewältigen, müssen alle zusammenarbeiten. Das gilt auch für die wissenschaftlichen Disziplinen, die von Natur- bis Sozial- und Geisteswissenschaften auf ganz unterschiedliche Weise Klimaforschung betreiben. Wie das trotz des großen Potentials für Missverständnisse funktionieren kann, haben Prof. Johanna Baehr und Dr. Simone Rödder mit neun weiteren Kolleginnen und Kollegen in einem gemeinsamen Lehrprojekt ausprobiert.

Ein Editorial von Prof. Dr. Johanna Baehr und Dr. Simone Rödder, Universität Hamburg

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Die 22. UN-Klimakonferenz in Marrakesch ist zu Ende. Die Delegierten begannen dort das Pariser Abkommen in Regeln zu übersetzen. Von der Abschlusserklärung wurde aufgrund des komplexen Prozesses wenig erwartet – doch es gab eine wichtige Botschaft.

Ein Editorial von Dr. Lena-Katharina Bednarz, Institut für Weltwirtschaft

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Der EU-Emissionshandel ist das zentrale Klimaschutzinstrument der Europäer. Seit seiner Einführung ist dieses Instrument umstritten, 2019 wird es endlich reformiert. Prof. Grischa Perino zeigt in seiner volkswirtschaftlichen Studie jedoch, warum die Reform ihre Ziele verfehlen wird.

Ein Editorial von Prof. Dr. Grischa Perino, Centre for Globalisation and Governance, Universität Hamburg

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Am 8. November 2016 wählen die Amerikaner einen neuen Präsidenten. Die Wahl wird auch mit darüber entscheiden, ob die aktuelle Dynamik in der intentionalen Klimapolitik weiter Fahrt aufnehmen oder ausgebremst werden wird. Das wird auch Einfluss auf die gleichzeitig stattfindende Weltklimakonferenz, COP 22, in Marokko haben.

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Jedes Jahr im September erreichen uns rekordverdächtige Meldungen aus der Arktis: Zum Ende des Sommers zeigt sich am Rückgang des Meereises rund um den Nordpol wieder, wie stark der Klimawandel dort bereits fortgeschritten ist. Keine Region der Erde hat sich so stark erwärmt wie die Arktis. So sind die Temperaturen hier im letzten Vierteljahrhundert mehr als doppelt so stark angestiegen wie im Rest der Welt. Diese Phänomen wird „Artic Amplification“ (Arktische Verstärkung) genannt und seit Ende der 1960er Jahre beobachtet, ist aber trotzdem bis jetzt nicht wirklich verstanden. Keines der Klimamodelle kann den bisherigen Rückgang des Meereises auch nur annähernd zuverlässig wiedergeben.

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Im Dezember hat sich die Weltgemeinschaft auf der Pariser Klimakonferenz das ambitionierte Ziel gesteckt, die Erwärmung der Erde auf zwei Grad zu begrenzen – wenn möglich sogar unter anderthalb Grad zu bleiben. Wird dieses Ziel erreicht, wäre es eine gute Nachricht für das Klima und die zukünftigen Lebensbedingungen der Menschheit. Leider bedeutet ein Ende des Temperaturanstiegs aber nicht, dass auch alle anderen Veränderungen im Klimasystem aufhören. Der CO₂-Ausstoß der Vergangenheit hat Prozesse angestoßen, die die Menschheit noch viele Jahrhunderte beschäftigen werden – auch bei erfolgreichen Klimaschutzmaßnahmen.

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Hitzewellen sind ein ernsthaftes Problem für das Gesundheitswesen, dies hat insbesondere das Jahr 2003 gezeigt. Als Folge davon haben viele europäische Länder Hitzewarnsysteme aufgebaut und in die Routine der Wettervorhersage eingebaut. Im Zuge des anthropogenen Klimawandels gilt es laut dem Weltklimarat (IPCC) als quasi sicher, dass es bereits zu einer Zunahme von heißen Tagen und Hitzewellen gekommen ist. Dass sich dieser Trend weiter fortsetzt, wird als „sehr wahrscheinlich“ bewertet, was in der IPCC-Terminologie einer Eintrittswahrscheinlichkeit von 90 Prozent entspricht. Die Messungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) bestätigen auch für Deutschland, dass höhere Temperaturen und lang anhaltende Hitzeperioden immer mehr zum Problem werden.

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In den 1830er Jahren wurde ein Schacht in den Boden der sibirischen Stadt Jakutsk gegraben, um Grundwasser für die Bürger der Stadt zu finden. Der Naturforscher Karl Ernst von Baer führte damals Temperaturmessungen in dem insgesamt 116,7 Meter tiefen Schacht durch, die anzeigten, dass der Boden unterhalb einer dünnen aufgetauten Schicht über die gesamte Tiefe hinweg gefroren war. Der Begriff des dauergefrorenen Bodens oder Permafrost entstand.

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Die Nachrichten, welche uns zum Anfang dieses Jahres aus der Arktis erreichten, waren keine guten. Zunächst verzeichneten Messstationen extrem milde Lufttemperaturen mit 2 bis 6 °C über dem langjährigen Mittel, dann fiel die Winterausdehnung des arktischen Meereises deutlich kleiner aus als erwartet. Auch wenn beide Extremereignisse nicht unmittelbar auf den Klimawandel zurückgeführt werden können, passen sie doch zum langjährigen Trend.

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Die Bundesregierung will unbedingt ihr Ziel von einer Million E-Autos bis 2020 erreichen. Es macht den Eindruck, sprichwörtlich um jeden Preis. Schon bislang greift der Bund der Elektromobilität mit Steuervergünstigungen und Forschungsförderungen kräftig unter die Arme. Vor gut einem halben Jahr wurden nochmal drei Milliarden Euro zusätzliche Subventionen bewilligt. Nun soll es also eine Kaufprämie von bis zu 4.000 Euro geben. Alles im Sinne des Klimaschutzes natürlich.

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Schöne Reden voller großer Worte werden an diesem Freitag in New York gehalten, wenn die ersten Unterschriften von Staatsoberhäuptern unter das Pariser Klima-Abkommen gesetzt werden. Tatsächlich ist der Text ein fantastischer Erfolg der internationalen Klimadiplomatie. Weniger gern gehört wird: Das Abkommen ist noch kein Durchbruch für einen wirksamen Klimaschutz.

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Die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) ist im Jahre 2015 so stark angewachsen wie noch nie, seit Beginn der exakten weltweiten Messungen. Im Jahr 1958 begann auf der Mauna Loa Station auf Hawaii die Aufzeichnung der atmosphärischen Konzentration des CO₂. Seither kennt die Kurve nur eine Richtung: Nach oben. Im vergangenen Jahr war der Anstieg mit fast 3 ppm (“parts per million”, d.h. Anzahl der CO₂ Moleküle pro Million Luftmoleküle) besonders hoch. Das mag unerheblich klingen, entspricht aber einer globalen jährlichen Akkumulation des CO₂ in der Atmosphäre von 23.3 Milliarden Tonnen.

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In jüngster Zeit wird zunehmend klar, dass unser regionales Klima und Wetter auch von den Luftströmungen in der Stratosphäre in 10 bis 50 Kilometer Höhe abhängt. In jedem Winter bildet sich in der Stratosphäre über dem Nordpol ein ausgedehntes Tiefdruckgebiet, der Polarwirbel. Dieser Wirbel wird an seinem Rand durch einen starken Wind begrenzt, der in Richtung Osten weht.

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Die Folgen des Klimawandels stellen auch in Deutschland Unternehmen vor neue, zumeist sehr unternehmensspezifische Herausforderungen. Daraus entsteht neben dem Klimaschutz zunehmend auch ein Handlungsbedarf zur Anpassung an die heute bereits unvermeidlichen und zukünftig zu erwartenden Folgen des Klimawandels – sowohl dahingehend, Risiken zu erfassen und möglichst zu minimieren, aber auch, um Chancen rechtzeitig nutzen zu können.

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Das Jahr 2015 hat Krisen wie am Fließband sichtbar gemacht. Ukraine, Griechenland, Syrien, Irak, Afghanistan, Mali, Paris, Köln: Dies sind nur einige der Brennpunkte, an denen sich destruktive Entwicklungen entluden. Damit verbunden sind Flüchtlingskrisen und Umweltkatastrophen wie Stürme, Überschwemmungen und Dürren, die mit dem Klimawandel in Zusammenhang gebracht werden. Steht die Welt am Abgrund?
Die ganze Welt vielleicht (noch) nicht, aber in den betroffenen Regionen tun sich Abgründe auf. In den vielfach beschworenen „Hot Spots“ gibt es ein Geflecht stark vernetzter und schwer lösbarer Problemfelder: Armut und Hunger, Unterdrückung und Ausbeutung, Krankheit und Seuchen, Gewalt und Kriminalität, Migration und Flucht, Umweltrisiken und Klimawandel.

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Die Selbstreinigung der Atmosphäre ist entscheidend für die Luftqualität und wesentlich für das Klima. In Jülich werden die chemischen Prozesse erforscht, die ihr zugrunde liegen. Das sogenannte Hydroxyl-(OH)-Radikal sorgt dafür, dass sich die Atmosphäre selbst von vielen Schadstoffen reinigt. Dies geschieht jedoch in Regionen, in denen der Mensch für eine starke Luftbelastung sorgt, offenbar anders als in bewaldeten Gebieten fernab der Metropolen. Um das Potenzial der Selbstreinigungskraft auf die Luftqualität und das Klima besser abschätzen zu können, müssen wir die zugrunde liegenden chemischen Prozesse erforschen.

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Mit dem Abkommen von Paris steht nach jahrelangem Ringen ein wichtiger Rahmen für den internationalen Klimaschutz. Das Problem, sich auf eine konkrete internationale Lastenverteilung zu einigen, wurde elegant umgangen, indem sich jedes Land seine eigenen Ziele setzen kann. Auf der einen Seite der Medaille hat dieses Vorgehen eine Einigung wohl erst möglich gemacht, denn die Ausgangslage könnte schwieriger kaum sein: Zukünftige Klimaschäden und direkte und indirekte Vermeidungskosten sind sehr ungleich verteilt ebenso wie die Verfügbarkeit von Know-How und Ressourcen für den Klimaschutz.

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Nach der extremen Trockenheit in diesem Sommer denkt wohl kaum noch jemand an die Wassermassen, mit denen fast ganz Deutschland im Juni 2013 zu kämpfen hatte. Dabei sind Trockenheit und Hochwasser zwei Seiten derselben Medaille. Sie sind die Extreme im Wasserkreislauf. Kritisch ist, dass der Mensch massiv direkt in den Wasserkreislauf eingreift und sich der Klimawandel gleichzeitig ebenfalls deutlich auf den Wasserkreislauf auswirkt.

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Die Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Hitzeperioden – wie wir sie gerade wieder in diesem Sommer erlebt haben – gilt in den nächsten 100 Jahren als überaus wahrscheinlich. Dieser Sommer vermittelte einen Vorgeschmack dessen, was die Zukunft möglicherweise bringt. Höhere Temperaturen und lang anhaltende Hitzeperioden werden auch in Deutschland immer mehr zum Problem.

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Nachdem es in einem Vierteljahrhundert internationaler Klimapolitik nicht gelungen ist, eine Senkung der globalen Treibhausgasemissionen zu erreichen, sieht sich die Welt vor Paris mit einem fundamentalen Zielkonflikt konfrontiert. Was ist im Zweifelsfall wichtiger, die Einbeziehung möglichst aller Staaten in die internationale Klimapolitik oder das Festhalten an langfristigen, abstrakten Klimastabilisierungszielen?

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Die Hitzewelle dieses „Jahrhundertsommers“ ist vorbei und mit dem einsetzenden Regen gehen die Probleme der anhaltenden Dürre langsam zurück. Entwarnung also; nur ein schöner Sommer? Das wären nicht die richtigen Lehren aus dem Austrocknen der Flüsse und Landschaften in Mitteleuropa.

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Unser Flug in den Urlaub, zum nächsten Geschäftstermin oder die Luftfracht aus fernen Ländern machen deutlich wie wichtig der Luftverkehr für uns und unsere Gesellschaft ist. Dem steht jedoch die Klimawirkung des Luftverkehrs gegenüber, die durch die Emissionen von Kohlendioxid (CO₂), Stickoxiden (NO_x), Wasserdampf, Partikeln und durch die Bildung von Kondensstreifen hervorgerufen wird. Wie lassen diese sich mindern?

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Ob Tunnel, Brücken oder Gebäude – all diesen Bauwerken ist gemein, dass sie dem Klima ausgesetzt sind. Deshalb ist es seit jeher ein wichtiges Ziel der Bauforschung, Bauwerke vor Schäden durch Klimaeinwirkungen zu bewahren. Aber an welches Klima sollen die Bauwerke angepasst werden? Weil Gebäude in der Regel für eine Nutzungsdauer von 100 Jahren und mehr konzipiert sind, ist die Frage, wie sich das Klima bis zum Ende dieses Jahrhunderts ändern wird, besonders relevant.

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Das Konzept einer nahtlosen Vorhersage von Wetter und Klima beruht auf der Erkenntnis, dass es keinen wissenschaftlichen Grund für eine Trennung zwischen der Vorhersage des Wetters für die nächsten Stunden und Tage und der Vorhersage des Klimas über Jahreszeiten und Jahrzehnte gibt. Dennoch wurden bisher verschiedene Modellsysteme auf den unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen eingesetzt. Die zukünftige Forschung sollte jedoch mit einem gemeinsamen Modellsystem stattfinden. ICON wurde dafür entwickelt und wird seit Anfang 2015 eingesetzt.

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Es hat lange gedauert. Aber jetzt ist sie da. Endlich möchte man sagen. Die Umwelt-Enzyklika Laudato Si' von Papst Franziskus ist erschienen. Wie ich es nicht anders erwartet hatte, spricht Papst Franziskus in seiner Enzyklika Klartext. Er beklagt die gewaltige Umweltzerstörung auf der Erde. Er prangert den maßlosen Ressourcenverbrauch einiger weniger an, die mit ihrer Technologie die Welt beherrschen.

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Spätestens seit der Hitzewelle im Sommer 2003 oder auch dem Sturm Kyrill 2007 ist der deutschen Öffentlichkeit bewusst, welchen dramatischen Einfluss Klimaextreme auf unsere Wirtschaftssysteme und unsere Lebensqualität haben können. In der Klimatologie werden Klimaextreme schon seit einigen Jahrzehnten mehr oder weniger intensiv erforscht.

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Anders als der informatisch vorgebildete Computerlaie denkt der Klimaforscher bei dem Stichwort Cloud Computing an die Berechnung der extrem chaotischen Gebilde am Himmel. Am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) haben wir es mit beiden Aspekten zu tun: riesige Datenmengen und definierte Zugriffsrechte einer weltweit agierenden Forschergemeinschaft auf der einen und Hochleistungsrechner, die (unter anderem) zur Modellierung von Wolkenbildung und Niederschlagsereignissen eingesetzt werden, auf der anderen Seite.

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„Tank statt Teller“ – der Schmähruf hat seine Wirkung nicht verfehlt: Biokraftstoffe haben ein schlechtes Image. Sie machen der Lebensmittelproduktion die Anbauflächen streitig und unterm Strich sparen sie wenig Treibhausgase ein, so der Vorwurf. Schaut man allerdings aktuelle Forschungsergebnisse sowie technische und gesetzliche Entwicklungen an, ist es höchste Zeit für eine Neubewertung. Denn das Ziel Klimaschutz lässt sich mit Biokraftstoffen inzwischen effizienter erreichen, als etwa mit teuren Programmen zur Solarförderung oder E–Mobilität.

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Mit rund dreißig Prozent hat China den weltweit größten Anteil am Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid. Und jedes Jahr erhöht das Land seine Emissionen weiter um mehrere hundert Millionen Tonnen. Ohne eine aktive Rolle Chinas ist eine globale CO₂-Minderung also nicht zu erreichen.

Die chinesische Regierung hat eigene Minderungsziele lange Zeit abgelehnt. Doch sie denkt inzwischen um. Im vergangenen Jahr kündigte Präsident Xi Jinping an, ab 2030 die Emissionen zu drosseln. Im Blick hat er dabei weniger den Klimaschutz, als vielmehr die Versorgungssicherheit.

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Vor einigen tausend Jahren herrschte ein anderes Klima auf der Erde. Manche Regionen waren wärmer – deswegen wird diese Zeit manchmal als Holozänes „Klimaoptimum“ bezeichnet – andere Regionen waren feuchter, insbesondere die Sahara war wesentlich grüner. Zahlreiche Felsbilder, so auch die berühmte Höhle der Schwimmer im Gilf Kebir, zeugen von einer kulturellen Blüte in dieser heute nur spärlich bewohnten Wüste. Im Laufe der Jahrtausende jedoch ändert sich die Erdbahn um die Sonne und damit die Verteilung der Sonneneinstrahlung. Dies führt letztlich nicht nur zum Wechsel von Eiszeiten und Warmphasen, sondern ändert auch regelmäßig die Stärke des globalen Monsunsystems. So hat sich auch der Westafrikanische Monsun im Laufe der letzten Jahrtausende wieder abgeschwächt und damit der Vegetation in der Sahara die Lebensgrundlage entzogen. 

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Die 20. Vertragsstaatenkonferenz fand vom 1.-14. Dezember 2014 in Lima, der Hauptstadt Perus, statt. Von ihr sollte das Signal ausgehen, dass man sich demnächst auf einen neuen Weltklimavertrag einigen wird, der das Kyoto-Protokoll aus dem Jahr 1997 ablöst. Das Ergebnis von Lima war niederschmetternd. Man ist geneigt hinzuzufügen „wie erwartet“. Eine Einigung gab es so gut wie in keinem Punkt. Nach nunmehr 20 Weltklimakonferenzen steht die internationale Klimaschutzpolitik vor einem Scherbenhaufen.

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Der Verkehr ist der klimarelevante Bereich menschlicher Aktivität mit den größten Wachstumsraten. Einerseits erfüllt er zunehmend das menschliche Bedürfnis nach Mobilität, andererseits belastet er unsere Umwelt durch Lärm, Minderung der Luftqualität und einen Beitrag zur anthropogenen Klimaänderung. Hinsichtlich Luftqualität und Klima kommt den Emissionen von Aerosolen und Aerosolvorläufern eine besondere Bedeutung zu. Ruß und andere Partikel beeinträchtigen unsere Gesundheit und führen zu Schäden an Natur und Gebäuden.

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Wenn in den Medien vom Ozean berichtet wird dann ist meist von den Gefahren der Überfischung die Rede oder vom Weltmeer als Endlager für Plastikmüll. Weniger bekannt ist die entscheidende Rolle des Ozeans für den Klimawandel, die wir erstmals deutlich im fünften IPCC Sachstandsbericht dargestellt haben.

Der Ozean hat in den letzten 40 Jahren mehr als 90 % der durch den Anstieg der Treibhausgase zusätzlich erzeugten Wärmeenergie aufgenommen, das entspricht pro Jahr etwa dem 8-fachen des Weltenergieverbrauchs im Jahr 2010. Nur etwa 1% wurde für die Erwärmung der Atmosphäre verwendet.

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 Wir sind Zeitzeugen einer vergleichsweise starken globalen und schnell ablaufenden Klimaänderung. Seit dem Einsetzen der Industrialisierung vor etwa 140 Jahren stieg die globale Mitteltemperatur um etwa 0,8 °Celsius. Außer Zweifel steht, dass neben natürlichen Ursachen der Mensch mit seinem Handeln, also der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, der damit verbundenen Freisetzung von Treibhausgasen (wie CO₂) in die Atmosphäre und seiner extensiven Landnutzung ursächlich an diesem Prozess beteiligt ist.

Wir Naturwissenschaftler bezeichnen solche schnellen Wechsel im natürlichen System Erde als abrupt. Ein abrupter Klimawechsel würde heute eine besondere Herausforderung für die Menschheit darstellen, weil für komplexe Gesellschaften die Zeit, sich auf neue Klima- und Umweltbedingungen einzustellen, sehr kurz wäre. Zudem ist die Anfälligkeit moderner Gesellschaften sehr hoch. Noch bestehen jedoch große Unsicherheiten, ob wir uns derzeit an der Schwelle zu einem plötzlichen Klimawechsel befinden und was die möglichen Konsequenzen wären.

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Kann man sich ein erfülltes Leben für 9 Milliarden Menschen auf unserer Erde vorstellen? Welche Rolle werden dabei die zu erwartenden Klimaveränderungen spielen? Ist eine Begrenzung des CO₂ Gehalts in der Atmosphäre ohne einen grundlegenden gesellschaftlichen Wandel zur Nachhaltigkeit vorstellbar?

Im Jahre 1980 wurde vom International Council for Science (ICSU) und der Weltmeteorologischen Organisation (WMO) das internationale Weltklimaforschungsprogram (WCRP) gegründet. Das WCRP verfolgt seither das Ziel, durch internationale Zusammenarbeit in der Wissenschaft das globale und regionale Klima besser zu verstehen. Bis heute ist die Herausforderung, unser Klima auf der Erde zu verstehen, zu groß, als dass ein Staat oder gar ein Institut alleine diese Forschungsaufgabe sinnvoll bewältigen könnte. Der Austausch von Erkenntnissen, gemeinsame Experimente, der Vergleich von Modellergebnissen oder gemeinsam genutzte Datenbasen sind unverzichtbare Säulen der modernen Klimaforschung geworden.

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Nach den neuesten WMO-Statistiken von Anfang September 2014 lagen die Konzentration der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas auf ihrem höchsten Stand seit Beginn der Aufzeichnungen. Über die Bedeutung dieser Fakten sind sich die Klimaforscher weltweit einig: die Anreicherung der Treibhausgase in der Atmosphäre haben maßgeblich zur globalen Erwärmung von bisher 0.85°C seit Beginn der Industrialisierung beigetragen. Angesichts der Trägheit des Klimasystems wäre selbst bei einem sofortigen Stopp aller industriellen Emissionen mit einem weiteren Temperaturanstieg zu rechnen. Die Anpassung an den heute schon nicht mehr vermeidbaren Klimawandel wird also immer wichtiger.

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Der Weltklimarat IPCC ist sich nicht ganz sicher: Mit „medium agreement“ findet er „limited evidence“, dass der kurzfristige Umwelteffekt von Emissionshandelssystemen für Treibhausgase nur gering ist, da die politisch gesetzten Emissionsobergrenzen locker oder nicht bindend seien (IPCC AR5 WG3, Summary for policy makers, S. 29). Eine ärgerlich hohe Unsicherheit über die Wirksamkeit eines Politikinstrumentes, das mit dem Versprechen angetreten war, die Rettung des Weltklimas zum kleinstmöglichen Preis zu ermöglichen.

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Werden die großen Flüsse Deutschlands eines Tages trocken fallen, da durch den Klimawandel nicht mehr genügend Wasser zur Verfügung steht? Diese Frage wird in den Medien immer wieder diskutiert – sei es, wenn Ergebnisse der Klimaforschung diskutiert werden oder wenn gerade eine längere Niedrigwasserphase auftritt. Nicht selten beschreibt die Presse Szenarien, wie die Erderwärmung den Rhein in den nächsten 100 Jahren austrocknen lässt. Bei bestimmten Kombinationen von Klimamodellen und Ausgangsdaten lassen sich Niedrigwasserszenarien tatsächlich konstruieren. Aber sind diese auch plausibel?

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Der Weltklimarat gilt als das Erfolgsmodell für wissenschaftliche Politikberatung auf internationaler Ebene und als das Vorbild für die Ausgestaltung von Beratungsgremien im Bereich Biodiversität, Ernährung und Gesundheit. Der Rat läuft jedoch – auf dem Zenit seiner Errungenschaften – Gefahr, Opfer seines eigenen Erfolgs zu werden.

Einer der Gründe für seinen einzigartigen Erfolg liegt in seiner beträchtlichen Lern- und organisatorischen Anpassungsfähigkeit. In der Vergangenheit ist es dem Weltklimarat immer wieder gelungen, auf neue Herausforderungen – wie beispielsweise auf die Forderung nach politischer Relevanz oder disziplinärer und geopolitischer Balance sowie wissenschaftlicher Qualitätssicherung –  angemessen zu reagieren.

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Wolken sind faszinierende Gebilde, die uns allerdings noch einige Rätsel aufgeben. Wir wissen zwar, dass sie aus Wassertröpfchen und Eiskristallen bestehen. Doch die Prozesse, die für die Bildung und die Eigenschaften von Wolken verantwortlich sind, haben wir noch nicht vollständig verstanden. Das macht es schwierig, ihren Einfluss auf das Klima einzuschätzen – und noch schwieriger, diesen Einfluss angemessen in Computermodellen zu berücksichtigen. Nach Einschätzung des Weltklimarates der Vereinten Nationen (IPCC) sind Wolken der wesentliche Unsicherheitsfaktor in Klimaprognosen.

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Wenn in Deutschland von Klimaschutz die Rede ist, stehen die Emissionen aus Kraftwerken, Industrie, Verkehr und privaten Haushalten im Vordergrund. Das ist auch völlig richtig so, denn der Großteil der klimarelevanten Treibhausgasemissionen geht mit der Verbrennung fossiler Energieträger einher.

Doch wir sollten auch beachten, dass auch die Natur Beiträge zum Klimaschutz und zur Klimaanpassung leisten kann – auch in Deutschland. Es lohnt sich daher, die Natur stärker in die Überlegungen zur Klimapolitik einzubeziehen. Drei Gründe sind hierfür ausschlaggebend:

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Von den Berichten des Weltklimarats IPCC dringt trotz weltweiter Medienaufmerksamkeit überraschend wenig ins öffentliche Bewusstsein. Über den Stand der Forschung zum Thema Klimaschutz informieren sich viele Leser, auch Journalisten und Politiker, nur aus der so genannten Zusammenfassung für Entscheidungsträger.

 Wenn ich nun das Bild eines Eisberges heranziehe, ist dazu zu sagen, dass von einem Eisberg rund ein Zehntel oberhalb der Wasseroberfläche sichtbar ist. In unserem Bericht entspricht das Verhältnis von viel beachteter Zusammenfassung zum Gesamtbericht „unter Wasser“ eher einem Hundertstel: 30 Seiten gegenüber rund 2000.

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Bei der Diskussion um den Klimawandel steht neben der Temperatur vor allem der Niederschlag im Fokus. Denn: Zu wenig Wasser ist ein Problem - zu viel aber auch! Extreme Niederschläge haben oft verheerende Folgen. Ein spektakuläres Ereignis war 2013 in Deutschland das Juni-Hochwasser - ausgelöst durch ungewöhnlich lang anhaltende und starke Niederschläge. Es entstanden Schäden von rund 11 Milliarden Euro. 25 Menschen starben. Politik, Gesellschaft und Klimaforschung müssen sich deshalb mit diesem Aspekt der Klimaveränderung auseinandersetzen. Grundlage aller Entscheidungen sind neben Klimaszenarien vor allem Beobachtungsdaten. Niederschlagsdaten weltweit liefert der Deutsche Wetterdienst (DWD). Im Auftrag der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) betreiben wir seit 25 Jahren das Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie.

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Luft ist ein wichtiges Lebensmittel. Jeder kann sich ausrechnen, wie lange wir ohne zu essen, zu trinken oder gar zu atmen auskommen würden. Dennoch ist es ein Lebensmittel, das schwerer zu kontrollieren ist als andere, weil dessen Qualität von Ort zu Ort stark schwanken kann. 300 Millionen Liter Luft gehen in einem Menschenleben durch die Lungen,ein vielfaches dessen, was wir an Flüssigkeit brauchen. 2010 haben die Vereinten Nationen das Recht auf sauberes Wasser als Menschenrecht anerkannt. Ein Menschenrecht auf saubere Luft gibt es noch nicht. Zu groß sind Bedenken, Luftreinhaltung könne das Wirtschaftswachstum in den Schwellenländern bremsen. Heute muss China erkennen, dass Luftverschmutzung nicht nur ein Gesundheitsproblem darstellt, sondern hohe volkswirtschaftlichen Schäden verursacht. Atemmasken und Luftfilter helfen nur bedingt. Saubere Luft gibt es nicht wie Mineralwasser in Flaschen im Supermarkt zu kaufen. Keinem Umwelteinfluß sind die Menschen so hilflos ausgeliefert wie dem aus der Luft.

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Der fünfte Sachstandsbericht des Weltklimarats IPCC nähert sich seiner Vollendung. Der Berichtsteil der Arbeitsgruppe 1 zu den wissenschaftlichen Grundlagen ist soeben erschienen, die Teile von Arbeitsgruppe 2 zu Klimafolgen und Arbeitsgruppe 3 zur Vermeidung des Klimawandels sowie der übergreifende Synthesebericht werden im Laufe dieses Jahres fertig gestellt. Bereits jetzt beginnen daher Überlegungen darüber, wie die Arbeit des IPCC in Zukunft gestaltet werden soll.

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