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Das Originaldokument dieser Kurzfassung sagt aus:
Die Emissionen von Treibhausgasen und Aerosolen infolge menschlicher Aktivitäten verändern unsere Atmosphäre weiterhin in einer Weise, die eine Beeinflussung des Klimas erwarten lässt.
Klimaänderungen ereignen sich sowohl infolge von internen Schwankungen innerhalb des Klimasystems als auch infolge von externen Faktoren (sowohl natürlichen als auch anthropogenen).
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Ein grober Vergleich der Einflüsse externer Faktoren auf das Klima ist mit Hilfe des Konzepts des Strahlungsantriebs möglich. Ein positiver Strahlungsantrieb, wie ihn zunehmende Treibhausgas-Konzentrationen verursachen, erwärmt tendenziell die Erdoberfläche. Ein negativer Strahlungsantrieb, wie er aus der Zunahme von gewissen Aerosolen (mikroskopischen Luftpartikeln) hervorgehen kann, hat tendenziell eine abkühlende Wirkung. Natürliche Faktoren, wie Änderungen der Sonnenaktivität oder Vulkanausbrüche, können ebenso einen Strahlungsantrieb verursachen.
Eine Charakterisierung dieser Klimaantriebsfaktoren und ihrer zeitlichen Schwankungen (siehe Abbildung 2 [en]) ist erforderlich, um Klimaänderungen in der Vergangenheit im Kontext natürlicher Schwankungen zu verstehen und um zu projizieren, welche Klimaänderungen vor uns liegen könnten. Abbildung 3 [en] zeigt die gegenwärtigen Schätzungen des Strahlungsantriebes infolge steigender Konzentrationen atmosphärischer Bestandteile und anderer Mechanismen.
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Das Originaldokument dieser Kurzfassung sagt aus:
Die Konzentrationen atmosphärischer Treibhausgase und ihr Strahlungsantrieb haben infolge menschlicher Aktivitäten kontinuierlich zugenommen.
Die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre hat seit 1750 um 31% zugenommen. Die gegenwärtige CO2-Konzentration wurde während der letzten 420'000 Jahre, und wahrscheinlich auch während der letzten 20 Millionen Jahre, nicht überschritten. Die gegenwärtige Zuwachsrate ist für mindestens die letzten 20'000 Jahre beispiellos.
Ungefähr drei Viertel der anthropogenen Emissionen von CO2 in die Atmosphäre während der letzten 20 Jahre sind auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe zurückzuführen. Der Rest stammt hauptsächlich von Landnutzungsänderungen, insbesondere Entwaldung.
Gegenwärtig nehmen die Ozeane und Landmassen zusammen rund die Hälfte aller anthropogenen CO2-Emissionen auf. Während der 1990er-Jahre überstieg die Aufnahme von anthropogenem CO2 über dem Land sehr wahrscheinlich die Freisetzung von CO2 durch Entwaldung.
Die Zuwachsrate der atmosphärischen CO2-Konzentration lag im Verlauf der letzten zwei Jahrzehnte bei rund 1.5 ppm9 (0,4%) pro Jahr. Während der 1990er-Jahre variierte der Zuwachs von Jahr zu Jahr zwischen 0,9 ppm (0,2%) und 2,8 ppm (0,8%). Ein Grossteil dieser Variabilität ist auf die Auswirkung von Klimaschwankungen (z.B. El-NiñoEreignisse) auf die CO2-Aufnahme und -Abgabe durch die Ozeane und Landmassen zurückzuführen.
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(Siehe die Schwankungen in der CO2-Konzentratione mit verschiedenen Zeitskala inIPCC TS Abbildung 10
) Die Konzentrationen atmosphärischer Treibhausgase, die anderes CO2 sind
Die atmosphärische Konzentration von Methan (CH4) hat seit 1750 um 1060 ppb9 (151%) zugenommen und steigt weiterhin an. Die derzeitige Methan-Konzentration wurde in den letzten 420'000 Jahren nicht überschritten. Im Vergleich zu den 1980er-Jahren hat sich der jährliche Anstieg der Methan-Konzentration in den 1990er-Jahren verlangsamt, und die Konzentrationsschwankungen haben zugenommen. Etwas mehr als die Hälfte der gegenwärtigen Methan-Emissionen sind anthropogen (z.B. Verbrennung fossiler Brennstoffe, Viehzucht, Reisanbau und Deponien). Zudem wurden vor kurzem Kohlenmonoxid-(CO-) Emissionen als eine Ursache der steigenden CH4- Konzentration identifiziert.
Die atmosphärische Konzentration von Lachgas (N2O) hat seit 1750 um 46 ppb9 (17%) zugenommen und steigt weiterhin an. Die derzeitige N2O-Konzentration wurde in den letzten mindestens 1000 Jahren nicht überschritten. Ungefähr ein Drittel der gegenwärtigen N 2O-Emissionen sind anthropogen (z.B. landwirtschaftliche Böden, Anbauflächen für Tierfutter und chemische Industrie).
Die atmosphärische Konzentration vieler halogenierter Kohlenstoffe, die sowohl als Treibhausgas wirken als auch die Ozonschicht zerstören (z.B. CFCl3 und CF2Cl2), hat seit 1995 entweder langsamer zugenommen oder sogar abgenommen, beides infolge der durch das Montrealer Protokoll und dessen Anschlussvereinbarungen verfügten Emissionsreduktionen. Die Ersatzstoffe (z.B. CHF2Cl und CF3CH2F) und andere synthetische Stoffe (wie z.B. perfluorierte Kohlenstoffe [PFCs] und Schwefelhexafluorid [SF6]) sind ebenfalls Treibhausgase, und ihre Konzentrationen steigen gegenwärtig.
Der Strahlungsantrieb infolge des Anstiegs der gut durchmischten Treibhausgase wird für den Zeitraum von 1750 bis 2000 auf 2,43 Wm-2 geschätzt:
- 1.46 Wm-2 from CO2;
- 0.48 Wm-2 from CH4;
- 0.34 Wm-2 from aus halogenierten Kohlenstoffen;
- and 0.15 Wm-2 from N2O.
(Siehe Abbildung 3, welche auch eine Darstellung der Unsicherheiten enthält)
Der beobachtete Abbau der stratosphärischen Ozonschicht hat im Zeitraum von 1979 bis 2000 einen geschätzten negativen Strahlungsantrieb von -0,15 Wm-2 verursacht. Geht man von einer strikten Einhaltung der aktuellen Vorschriften über die halogenierten Kohlenstoffe aus, so wird sich der von diesen verursachte positive Strahlungsantrieb ebenso verringern wie das Ausmass des negativen Strahlungsantriebs aufgrund der Zerstörung des stratosphärischen Ozons (O3), da sich die Ozonschicht im Lauf des 21. Jahrhunderts erholen wird.
Die Gesamtmenge an O3 in der Troposphäre ist seit 1750 um schätzungsweise 36% angestiegen, primär infolge anthropogener Emissionen verschiedener O3- bildender Gase. Dies entspricht einem positiven Strahlungsantrieb von 0,35 Wm-2. Der O3-Strahlungsantrieb ist je nach Region sehr unterschiedlich und reagiert wesentlich rascher auf Emissionsänderungen als die langlebigen Treibhausgase wie CO2.
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Anthropogene Aerosole sind kurzlebig und verursachen mehrheitlich einen negativen Strahlungsantrieb.
Die Hauptquellen anthropogener Aerosole sind die Verbrennung fossiler Brennstoffe und von Biomasse. Diese Quellen werden ebenfalls mit der Verschlechterung der Luftqualität und saurem Niederschlag in Verbindung gebracht.
Seit dem SAR sind bedeutende Fortschritte hinsichtlich einer besseren Beschreibung des direkten Strahlungseinflusses verschiedener Aerosoltypen erzielt worden. Der direkte Strahlungsantrieb von Sulfat wird auf -0,4 Wm-2 geschätzt, von Aerosolen aus der Verbrennung von Biomasse auf -0,2 Wm-2, von organischem Kohlenstoff aus fossilen Brennstoffen auf -0,1 W m- 2 und von Russ- Aerosolen aus Fossilen Brenstoffen auf +0,2 Wm-2. Die Zuverlässigkeit der Quantifizierung des gesamten direkten Aerosol - E ffekts und dessen zeitlicher Entwicklung ist wesentlich geringer als für die oben angegebenen Gase. Die Aerosole variieren zudem regional sehr stark und reagieren rasch auf Emissionsänderungen.
Aerosole bewirken zusätzlich zu ihrem direkten Strahlungsantrieb aufgrund ihres Einflusses auf Wolken auch einen indirekten Strahlungsantrieb. Es gibt heute mehr Belege für diese indirekte Wirkung, welche negativ ist, wenn auch sehr unsicher in ihrem Ausmass.
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Natürliche Faktoren haben den Strahlungsantrieb im vergangenen Jahrhundert geringfügig beeinflusst.
Der Strahlungsantrieb aufgrund veränderter Sonneneinstrahlung wird für die Periode seit 1750 auf rund +0,3 Wm- 2 geschätzt, wobei er zum grössten Teil in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts auftrat. Seit den späten 1970er-Jahren beobachteten Satelliteninstrumente geringe Oszillationen aufgrund des 11-jährigen Sonnenzyklus. Es wurden Mechanismen für die Verstärkung des Sonneneinflusses auf das Klima vorgeschlagen, doch fehlen bis heute strenge theoretische oder empirische Grundlagen.
Stratosphärische Aerosole aus explosiven Vulkanausbrüchen führen zu einem negativen Strahlungsantrieb, der einige Jahre anhält. In den Zeitperioden von 1880 bis 1920 und von 1960 bis 1991 ereigneten sich mehrere grosse Ausbrüche.
Die kombinierte Änderung des Strahlungsantriebs durch die beiden wichtigsten natürlichen Faktoren (Schwankungen der Sonnenaktivität und vulkanische Aerosole) wird für die beiden letzten Jahrzehnte, und möglicherweise die letzten vier Jahrzehnte, negativ geschätzt.
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Das Vertrauen, dass Modelle Projektionen des zukünftigen Klimas erstellen können, ist gestiegen.
Es bedarf komplexer physikalischer Klimamodelle, um detaillierte Abschätzungen von Rückkopplungen und regionalen Besonderheiten zu liefern. Solche Modelle können noch nicht alle Aspekte des Klimas simulieren (so können sie z.B. den seit 1979 beobachteten Trend im Temperaturunterschied zwischen Erdoberfläche und Troposphäre immer noch nicht völlig erklären), und es bestehen spezifische Unsicherheiten im Zusammenhang mit Wolken und deren Wechselwirkung mit Strahlung und Aerosolen. Trotzdem ist das Vertrauen in die Fähigkeit dieser Modelle, brauchbare Projektionen des zukünftigen Klimas zu liefern, grösser geworden, da sie über ein breites zeitliches und räumliches Spektrum gute Eignung gezeigt haben.
- Das Verständnis klimatischer Vorgänge und deren Einbau in Klimamodellen hat sich verbessert, einschliesslich Wasserdampf, Meereisdynamik und Wärmetransport in den Ozeanen..
- Einige neuere Modelle liefern zufrieden stellende Simulationen des gegenwärtigen Klimas, auch ohne die in früheren Modellen erforderlichen nichtphysikalischen Anpassungen für Wärme- und Wasserflüsse an der Schnittstelle zwischen Ozean und Atmosphäre
- Simulationen, die Schätzungen des natürlichen und anthropogenen Strahlungsantriebs berücksichtigen, reproduzieren die beobachteten grossskaligen Änderungen der bodennahen Temperatur im 20. Jahrhundert (Abbildung 4). Allerdings sind in den Modellen die Beiträge einiger zusätzlicher Prozesse und Strahlungsantriebe möglicherweise nicht berücksichtigt. Trotzdem kann die grossskalige Übereinstimmung zwischen Modellen und Beobachtungen eine unabhängige Kontrolle der berechneten Erwärmungsraten für ein bestimmtes Emissions-Szenario für die nächsten paar Jahrzehnte liefern.
- Einige Aspekte von Modellsimulationen von ENSO, von Monsunen und der Nordatlantischen Oszillation sowie von ausgewählten Klimaperioden in der Vergangenheit, haben sich verbessert.
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Weitere Anstrengungen sind erforderlich, um die verbleibenden Wissens- und Verständnislücken anzusprechen.
Weitere Forschung ist erforderlich, um die Erkennung, Zuordnung und das Verständnis von Klimaänderungen zu verbessern, um Unsicherheiten zu verringern und zukünftige Klimaänderungen zu projizieren. Insbesondere besteht ein Bedarf an zusätzlichen systematischen und dauerhaften Beobachtungen sowie Modell- und Prozess-Studien. Der Verfall von Beobachtungsnetzwerken ist Anlass zu ernster Besorgnis. Auf folgenden Gebieten sind weitere Arbeiten besonders dringend:
- Systematische Beobachtungen und Rekonstruktionen:
- Den Verfall von Beobachtungsnetzwerken in vielen Teilen der Erde aufhalten.
- Die Entwicklung von Rekonstruktionen vergangener Klimaperioden verbessern. Enhance the development of reconstructions of past climate periods.
- Die Beobachtungen der räumlichen Verteilung von Treibhausgasen und Aerosolen verbessern.
- Modell- und Prozess-Studien:
- Das Verständnis der Mechanismen und Faktoren, die zu Änderungen des Strahlungsantriebs führen, verbessern.
- Die wichtigen, ungeklärten physikalischen und biogeochemischen Prozesse und Rückkopplungen im Klimasystem verstehen und beschreiben.
- Die Methoden zur Quantifizierung von Unsicherheiten in Klimaprojektionen und -Szenarien verbessern, einschliesslich langfristiger Ensemble-Simulationen mittels komplexer Modelle.
- Die integrierte Hierarchie globaler und regionaler Klimamodelle verbessern, insbesondere die Simulation von Klimavariabilität, regionalen Klimaänderungen und Extremereignissen.
- Physikalische Klimamodelle und Modelle des biogeochemischen Systems wirkungsvoller miteinander verknüpfen und dadurch die Kopplung mit der Beschreibung menschlicher Aktivitäten verbessern.
Für all diese Schwerpunkte ist eine Verstärkung der internationalen Kooperation und Koordination ein zentrales Bedürfnis, um die verfügbaren wissenschaftlichen, rechnerischen und empirischen Ressourcen besser nutzen zu können. Dies sollte auch den freien Datenaustausch zwischen WissenschafterInnen fördern. Eine besondere Notwendigkeit ist die Steigerung der Beobachtungs- und Forschungskapazitäten in zahlreichen Regionen, insbesondere in Entwicklungsländern. Schliesslich besteht, wie dies die Zielsetzung dieses Wissensstandsberichtes ist, weiterhin die absolute Notwendigkeit, Fortschritte in der Forschung in einer Form zu kommunizieren, die für die politische Entscheidungsfindung relevant ist.
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Es gibt neue und klarere Belege dafür, dass der Grossteil der in den letzten 50 Jahren beobachteten Erwärmung menschlichen Aktivitäten zuzuschreiben ist.
Die Schlussfolgerung des SAR lautete: "Die Abwägung der Erkenntnisse legt einen erkennbaren menschlichen Einfluss auf das globale Klima nahe." Der Bericht stellte weiter fest, dass das vom Menschen verursachte Signal erst langsam aus dem Hintergrund der natürlichen Klimavariabilität hervortritt. Seither wurden Fortschritte in der Verringerung der Unsicherheiten gemacht, insbesondere in Bezug auf die Unterscheidung und Quantifizierung des Ausmasses der Reaktionen auf verschiedene äussere Einflüsse. Obschon viele der im SAR, identifizierten Unsicherheitsquellen immer noch bis zu einem gewissen Grad vorhanden sind, stützen neue Erkenntnisse und das verbesserte Verständnis eine aktualisierte Schlussfolgerung
- Es gibt heute eine längere und genauer überprüfte Temperaturdatenreihe und neue Modellschätzungen der Variabilität. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass die Erwärmung über die vergangenen 100 Jahre allein auf interne Variabilität zurückzuführen ist, soweit dies aus aktuellen Modellen geschätzt werden kann. Rekonstruktionen der Klimadaten für die letzten 1000 Jahre (Abbildung 1b [en]) weisen ebenfalls darauf hin, dass diese Erwärmung ungewöhnlich war und ein rein natürlicher Ursprung unwahrscheinlich ist.
- Es gibt heute neue Schätzungen der Klimareaktion auf den natürlichen und anthropogenen Strahlungsantrieb, und es wurden neue Nachweistechniken angewandt. Erkennungs- und Zuordnungstudien finden übereinstimmend Belege für ein menschliches Signal in den Klimadatenreihen der letzten 35 bis 50 Jahre.
- Simulationen der Reaktion auf den natürlichen Strahlungsantrieb allein (d.h. Schwankungen der Sonneneinstrahlung und Vulkanausbrüche) erklären die Erwärmung in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts nicht (siehe z.B. Abbildung 4a [en]). Allerdings ergeben sich daraus Hinweise, dass der natürliche Strahlungsantrieb zur beobachteten Erwärmung in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts beigetragen haben könnte.
- Die Erwärmung infolge anthropogener Treibhausgase im Verlauf der letzten 50 Jahre kann trotz Unsicherheiten bezüglich des Einflusses von anthropogenen SulfatAerosolen und natürlichen Faktoren (Vulkanismus und Sonneneinstrahlung) identifiziert werden. Der anthropogene Sulfat-Aerosol-Strahlungsantrieb ist, wenn auch in unsicherem Ausmass, in dieser Zeitspanne negativ und kann daher die Erwärmung nicht erklären. Änderungen des natürlichen Strahlungsantriebs werden über weite Teile dieser Periode als negativ geschätzt und als Erklärung für die Erwärmung als unwahrscheinlich angesehen.
- Erkennungs- und Zuordnungsstudien, die modellierte Änderungen mit der beobachteten Datenreihe vergleichen, können heute Unsicherheiten bezüglich des Ausmasses der modellierten Reaktionen auf äusseren Strahlungsantrieb berücksichtigen, insbesondere diejenigen bezüglich Klimasensitivität.
- Gemäss der Mehrzahl dieser Studien sind im Verlaufe der letzten 50 Jahre die geschätzte Geschwindigkeit und das Ausmass der Erwärmung aufgrund steigender Treibhausgas-Konzentrationen vergleichbar mit oder grösser als die beobachtete Erwärmung. Zudem stimmen die meisten Modellschätzungen, die sowohl Treibhausgase als auch Sulfat-Aerosole berücksichtigen, mit den Beobachtungen für diese Zeitspanne überein.
- Die beste Übereinstimmung zwischen Modellsimulationen und Beobachtungen über die letzten 140 Jahre wird erreicht, wenn alle oben erwähnten anthropogenen und natürlichen Strahlungsantriebsfaktoren kombiniert werden, wie in Abbildung 4c dargestellt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die berücksichtigten Strahlungsantriebe ausreichen, um die beobachteten Änderungen zu erklären, schliessen jedoch die Möglichkeit nicht aus, dass andere Antriebe auch beigetragen haben könnten.
Im Licht der neuen Belege und unter Berücksichtigung der verbleibenden Unsicherheiten ist der Grossteil der beobachteten Erwärmung im Verlaufe der letzten 50 Jahre wahrscheinlich auf die steigenden Treibhausgas-Konzentrationen zurückzuführen.
Im Weiteren ist es sehr wahrscheinlich, dass die Erwärmung im 20. Jahrhundert durch die thermische Ausdehnung des Meerwassers und das weitverbreitete Schwinden von Festlandeis einen signifikanten Beitrag zum beobachteten Anstieg des Meeresspiegels leistete. Innerhalb der gegenwärtigen Unsicherheiten zeigen übereinstimmend weder Beobachtungen noch Modelle eine signifikante Beschleunigung des Anstiegs des Meeresspiegels im 20. Jahrhundert
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