Folgen der globalen Erwärmung

Grundlagen und Ausmaß

Folgen der globalen Erwärmung sind Veränderungen für Menschen und Erde durch die gegenüber vorindustriellen Werten höhere globale Durchschnittstemperatur. Dazu zählen unter anderem steigende Meeresspiegel, Gletscherschmelze, verschobene Klima-, Vegetations- und Lebensräume, veränderte Niederschläge, Dürren, Überschwemmungen, Waldbrände, Wetterextreme, Krankheiten und Migration.

Der IPCC prognostizierte 2014 für 2100 – abhängig von den weiteren Treibhausgasemissionen – eine Erwärmung von 1,5 bis 4,5 °C; im Text werden außerdem IPCC-Angaben von 1,1 bis 6,4 °C genannt. Eine Übersichtsarbeit erfasste 2018 bereits 467 Einflüsse auf Gesundheit, Wasser, Nahrung, Wirtschaft, Infrastruktur und Sicherheit. Der Sechste IPCC-Sachstandsbericht von 2022 nennt 127 Schlüsselrisiken bis 2040, 2041–2060 und 2081–2100 und hält fest, dass bereits irreversible Schäden entstanden sind.

Mit jedem weiteren Grad nehmen Risiken zu, regional aber unterschiedlich. Modelle beschreiben globale Folgen vergleichsweise gut, regionale Folgen unsicherer. Bei unveränderten Emissionen drohten laut UN-Emissions-Gap-Report 2019 bis Ende des Jahrhunderts 3,4 bis 3,9 °C Erwärmung. Für 1,5 °C müssten Emissionen von 2020 bis 2030 jährlich um 7,6 %, für 2 °C um 2,7 % sinken. Kippelemente können ab bestimmten, je nach Modell unsicheren Schwellen selbstverstärkende Dominoeffekte auslösen; eine Metaanalyse von Steffen u. a. (2018) bewertete selbst das Zwei-Grad-Ziel möglicherweise als nicht ausreichend zur Vermeidung solcher Rückkopplungen.

Ozeane, Eis und Ökosysteme

Die Ozeane nehmen etwa ein Drittel des vom Menschen freigesetzten CO₂ und zwischen 1975 und 2015 93 % der zusätzlichen Wärme auf. Ohne ihre CO₂-Aufnahme hätte die Konzentration laut einer Untersuchung von 2004 statt 380 ppm mindestens 435 ppm betragen. Erwärmung und steigendes CO₂ verringern jedoch die Aufnahmefähigkeit; in einem Business-as-usual-Szenario würde der aufgenommene Anteil im 21. Jahrhundert auf 22 % sinken. Die CO₂-Aufnahme verursacht außerdem Meeresversauerung.

Der Meeresspiegel stieg von 1901 bis 2010 um etwa 1,7 cm pro Jahrzehnt, seit 1993 um etwa 3,2 cm pro Jahrzehnt und 2014–2019 laut WMO um 5 mm jährlich. IPCC-Szenarien erwarten bis 2100 gegenüber den 1990er Jahren 0,40 m bei strengem Klimaschutz und 0,67 m bei weiter steigenden Emissionen. Ursachen sind die thermische Ausdehnung von Meerwasser und schmelzende Gletscher. Bei 3 °C stabilisierter Erwärmung werden bis 2300 2,5–5,1 m Meeresspiegelanstieg prognostiziert. Küsten, Inselstaaten, Landwirtschaft und Häfen sind bedroht. Ohne Gegenmaßnahmen würden bei 1 m Anstieg 150.000 km² Land, darunter 62.000 km² küstennahe Feuchtgebiete, dauerhaft überflutet; 180 Millionen Menschen wären betroffen.

Die Meeresoberfläche erwärmte sich seit 1955 um 0,6 °C. Arten wie Kabeljau wandern polwärts; die bei nachhaltiger Fischerei maximal entnehmbare Fangmenge sank 1930–2010 wegen wärmerer Meere um 4,1 %. Gelöster Sauerstoff im offenen Meer nahm 1970–2010 um 0,5–3,3 % ab. Wärmeres, stärker geschichtetes Wasser mischt sich schlechter, nimmt weniger Sauerstoff auf und Organismen verbrauchen mehr davon. Toxische Algenblüten werden seit den 1980er Jahren häufiger beobachtet; sie gefährden Nahrung, Gesundheit, Tourismus und Wirtschaft. Wärmeres Wasser löst Korallenbleiche aus, die bei Dauerbelastung Korallen töten kann. Für tropische Riffe des Westatlantiks prognostiziert eine Studie von 2025, dass bis 2040 über 70 % ihr Wachstum einstellen könnten.

Eisschilde sind für den Meeresspiegel wesentlich wichtiger als schwimmendes Meereis: Vollständiges Abschmelzen Grönlands würde etwa 7 m, der Westantarktis 6 m und der Ostantarktis mehr als 50 m Anstieg bedeuten. 2011–2014 gingen in Arktis und Antarktis zusammen jährlich 503 ± 103 km³ Eis verloren. Die Arktis erwärmt sich durch polare Verstärkung deutlich schneller als der Weltdurchschnitt; das September-Meereis nahm seit 1979 je Jahrzehnt um mehr als 8 % ab. Weniger Eis senkt die Albedo: Während Eis bis zu 90 % der Sonnenenergie reflektiert, absorbiert dunkles Wasser mehr Wärme. Das verstärkt die Erwärmung. Arten wie Eisbären, deren Jagd vom Meereis abhängt, sowie indigene Lebensweisen und Rentiere sind betroffen.

Natur, Wasser und Wetter

Von 29.436 beobachteten Reihen aus 75 Studien, die bedeutende Änderungen in biologischen oder physikalischen Systemen zeigen, stimmten 89 % mit den Erwartungen für eine wärmere Welt überein. Ohne Klimaschutz sind nach einer Übersichtsarbeit von 2015 weltweit 16 % aller Arten vom Aussterben bedroht; bei Einhaltung des Zwei-Grad-Ziels könnte der Wert auf 5,2 % sinken. Die 2016 für ausgestorben erklärte Bramble-Cay-Mosaikschwanzratte gilt als erste Säugetierart, die dem Klimawandel zum Opfer fiel.

Gletscher schrumpfen: 83 % gingen 1970–2004 zurück, im Mittel um 0,31 m pro Jahr. Zunächst kann mehr Schmelzwasser Sommerabflüsse erhöhen, später drohen Wassermangel und geringere landwirtschaftliche Produktion. Der IPCC erwartete bis 2050 im Mittel 60 % weniger Volumen nordhemisphärischer Gletscher. Jahreszeiten verschieben sich ebenfalls: Saisonabhängiges Verhalten von 130 Tierarten trat im Mittel 3,2 Tage pro Jahrzehnt früher auf; in Europa beginnen Blattentfaltung und Blüte 2,4–3,1 Tage pro Jahrzehnt früher. Die Vegetationsperiode verlängerte sich in drei bis fünf Jahrzehnten um bis zu 3,6 Tage pro Jahrzehnt.

Niederschläge verändern sich räumlich und zeitlich. Mit jedem Grad Erwärmung beschleunigt sich der Wasserkreislauf laut einer Studie um etwa 8 %, wodurch trockene Gebiete trockener und wasserreiche Gebiete stärker von Überschwemmungen betroffen sein können. Ein einzelnes Extremereignis lässt sich nicht direkt der Erwärmung zuschreiben; deren Wahrscheinlichkeit verändert sich aber. Pro Grad globaler Erwärmung können sich Klimazonen um 100–200 km nach Norden verschieben. Pflanzen und Tiere können oft nicht schnell genug folgen; 1.700 untersuchte Arten verlagerten ihr Vorkommen im Mittel um 6,1 km pro Jahrzehnt polwärts oder 6,1 m pro Jahrzehnt bergauf. Wärmere und trockenere Bedingungen erhöhen in vielen Regionen auch die Waldbrandgefahr; in Kalifornien verachtfachte sich die verbrannte Waldfläche 1972–2018.

Tropische Wirbelstürme können nicht einzeln direkt dem Klimawandel zugeschrieben werden. Die WMO sah 2006 Hinweise sowohl für als auch gegen ein anthropogenes Signal. Für 1979–2017 nahm jedoch weltweit die Wahrscheinlichkeit zu, dass Stürme Kategorie 3–5 erreichen. Langfristige Beobachtungen sind unter anderem wegen veränderter Messmethoden und natürlicher Schwankungen wie der Atlantischen Multidekaden-Oszillation unsicher.

Rückkopplungen

Rückkopplungen sind Folgen, die die Erwärmung abschwächen (negativ) oder weiter verstärken (positiv). Der Wasserdampf-Effekt in der oberen Troposphäre wird als stärkster bekannter Rückkopplungsprozess bezeichnet: Mehr Wärme lässt mehr Wasser verdunsten; Wasserdampf ist ein starkes Treibhausgas. Die Luftfeuchtigkeit am oberen Rand der Wetterschicht stieg in 35 Jahren um etwa 10 %. Vorsichtige Schätzungen setzen den zusätzlichen Erwärmungseffekt durch natürlich freigesetztes CO₂ innerhalb eines Jahrhunderts auf 15–78 %.

Zusätzliche Biomasse kann CO₂ binden; die terrestrische Biosphäre nimmt etwa 20–30 % der anthropogenen CO₂-Emissionen auf. Ob insgesamt mehr Biomasse entsteht, ist aber unsicher, weil Hitze, Wasserknappheit, Dürren, Stürme und Entwaldung das Wachstum mindern können. Der brasilianische Amazonasregenwald nahm 2010–2019 netto nicht CO₂ auf, sondern gab infolge von Bränden und Rodung 2,7 Milliarden Tonnen ab.

Permafrostböden enthalten 13.000–15.000 Gigatonnen Kohlenstoff, etwa doppelt so viel wie die gesamte Atmosphäre. Beim Auftauen werden CO₂ und Methan freigesetzt; zudem destabilisieren tauende Hochgebirgsböden Berghänge. Methanhydrate im Meeresboden enthalten geschätzt 500–3000 Gt C. Eine große rasche Freisetzung innerhalb dieses Jahrhunderts gilt wegen der langsamen Erwärmung der Tiefsee als sehr unwahrscheinlich, eine langsame, jahrhundertelange Freisetzung dagegen als bedeutsame Gefahr.

Gesundheit und Gesellschaft

Das Klima beeinflusst Gesundheit direkt durch Hitze, Kälte, Überschwemmungen und Feuer sowie indirekt über Missernten, Migration und Krankheitsüberträger. Der IPCC bewertete die gesundheitlichen Folgen bei 1,5 °C überwiegend als negativ, aber geringer als bei 2 °C. Die WHO bezeichnete den Klimawandel 2021 als „größte Bedrohung der Gesundheit, vor der die Menschheit steht“.

Extremhitze erhöht vor allem Sterbefälle durch Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen. Die hitzebedingte Mortalität von Menschen über 65 Jahren lag 2014–2018 weltweit mehr als 50 % über jener von 2000–2004 und betrug 2018 fast 300.000 Sterbefälle. Besonders gefährlich sind hohe Kühlgrenztemperaturen, also die Kombination aus Hitze und Luftfeuchtigkeit, bei der der Körper kaum Wärme abgeben kann. Bei 35 °C Kühlgrenztemperatur kann mehrstündige Belastung tödlich sein. Hitze gefährdet auch Arbeit: Arbeitsunfälle können zunehmen; Schutzmaßnahmen sind kühlere Arbeitszeiten, Pausen, Trinkwasser, Schatten und Ventilatoren.

Steigende Temperaturen und Niederschläge verändern Lebensräume von Mücken, Zecken und anderen Krankheitsüberträgern. Ob sich Krankheiten insgesamt ausbreiten, hängt aber auch von Bekämpfung, medizinischer Versorgung und Armut ab. Für Deutschland werden bei milderen Wintern und feuchteren Sommern mehr Zecken und damit Risiken für Borreliose und FSME erwartet. Klimawandel verlängert außerdem die Pollensaison und verstärkt Pollenflug. Zusammenhänge zwischen Klimawandel und gewaltsamen Konflikten sind umstritten: Dürren, Wasserknappheit, Ernterückgänge, Katastrophen und Migration können Risiken innerstaatlicher Konflikte erhöhen, sind aber nicht deren wichtigster oder alleiniger Auslöser.

Klimabedingte Migration ist besonders dort wahrscheinlich, wo Meeresspiegelanstieg oder Wasserknappheit Lebensgrundlagen gefährden. Projektionen von 2020 zufolge könnte ohne Klimaschutz ein Drittel der Weltbevölkerung binnen 50 Jahren jährliche Mitteltemperaturen über 29 °C erleben. Die Zuordnung einzelner Menschen zu „Umweltflüchtlingen“ bleibt methodisch schwierig, weil Migration meist mehrere Ursachen hat.

Wirtschaft, Energie und Landwirtschaft

Die Landwirtschaft hängt stark von Temperatur, Niederschlag, Extremereignissen, Schädlingen, Anpassung und dem unsicheren CO₂-Düngungseffekt ab. Grob werden kühlere und gemäßigte Zonen eher begünstigt, Tropen und Subtropen eher belastet. Ohne CO₂-Düngung wird für die 2080er ein Rückgang des weltweiten Produktionspotenzials um etwa 16 % erwartet, in Entwicklungsländern um 21 % und in Industrieländern um 6 %. Mit Düngung läge der weltweite Rückgang bei 3 %; Freilandversuche deuten jedoch darauf hin, dass ältere Laborschätzungen des Düngungseffekts um etwa 50 % zu hoch waren. Höheres CO₂ kann zudem Proteine, Zink, Eisen und Vitamin B in wichtigen Feldfrüchten verringern.

Steigende Temperaturen senken die Leistung von Wärmekraftwerken um geschätzt 0,4–0,7 % je 1 °C und verringern durch wärmere, wasserärmere Flüsse die Verfügbarkeit von Kühlwasser. Wasserkraft, Windenergie, Solarenergie und Bioenergie sind regional unterschiedlich betroffen. Extremwetter, tauender Permafrost und Waldbrände gefährden Pipelines und Stromnetze. Im Tourismus könnten Sommerströme zu kühleren Regionen wandern; Schneemangel bedroht besonders tiefer gelegene Skigebiete.

Schätzungen der Klimaschäden sind unsicher. Eine Studie von 2020 schätzt die Weltwirtschaftsleistung 2100 ohne durchgreifende Klimapolitik um 7–14 % niedriger. Für Klimaschäden werden bis Ende des Jahrhunderts 1,5–10 % der globalen Wirtschaftsleistung geschätzt; eine Studie von 2021 nennt je nach Entwicklung 6–51 % des globalen BIP. Extremwetter verursachte laut Text jährlich rund 210 Milliarden US-Dollar Schäden. Anpassung durch Bildung, Gesundheit und soziale Sicherung erhöht die Resilienz. DIW und Stern-Report veranschlagen wirksamen Klimaschutz mit etwa 1 % des Welt-Bruttosozialprodukts pro Jahr; spätes, abruptes Handeln kann Klimaschäden, Energiepreise und Risiken für das Finanzsystem verstärken.