Klimawandel verstehen: Warum CO₂ wirkt und Zweifel nicht überzeugen

Klimawandel vor Ort: Brühl ist betroffen

Bevor es um die allgemeinen physikalischen Grundlagen geht, lohnt sich ein Blick vor Ort: Auch Brühl ist von den Folgen des Klimawandels betroffen. Besonders relevant sind steigende Temperaturen, zunehmende **Hitze- und Trockenheitsrisiken** sowie das **Risiko von Starkregen**.

Die Stadt Brühl setzt deshalb auf Klimaanpassung. Dazu gehören der Schutz von Grünflächen, der Erhalt von Kaltluftschneisen und Waldbereichen, Entsiegelung, naturnahe Gartengestaltung und sogenannte Schwammstadt-Konzepte. Die Idee dahinter ist einfach: Regenwasser soll möglichst dort zurückgehalten werden, wo es fällt, statt sofort über versiegelte Flächen in die Kanalisation zu fließen. Gleichzeitig können Grünflächen, Bäume und unversiegelte Böden die Stadt kühlen und die Folgen von Trockenperioden abmildern.

Welche Klimadaten für Brühl zugrunde liegen

Für Brühl stützt sich die Klimaanpassung auf konkrete lokale und regionale Daten. Grundlage sind unter anderem Klimaanalysedaten des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK NRW), die Klimawandelvorsorgestrategie für die Region Köln/Bonn sowie die Klimafunktions- und Planungshinweiskarte der Stadt Brühl.

Betrachtet werden vor allem Jahresmitteltemperatur, Niederschlag, Eistage und heiße Tage. Um Klima von kurzfristigen Wetterschwankungen zu unterscheiden und längerfristige Entwicklungen vergleichbar zu machen, werden üblicherweise 30-jährige Klimaperioden betrachtet.

Mit einer Jahresmitteltemperatur von 10,8 °C im Zeitraum 1991 bis 2020 liegt Brühl über dem nordrhein-westfälischen Mittelwert von 10,0 °C. Dieser Unterschied ist jedoch vor allem geografisch erklärbar: Brühl liegt in der vergleichsweise warmen und tief gelegenen Kölner Bucht, während höher gelegene Mittelgebirgsregionen wie die Eifel oder das Sauerland niedrigere Durchschnittstemperaturen aufweisen.

Entscheidend für die Beurteilung des Klimawandels ist daher vor allem der zeitliche Vergleich am selben Ort. Auch hier zeigt sich für Brühl eine deutliche Erwärmung:
In der Periode 1881–1910 lag die mittlere Jahrestemperatur bei etwa 9,5 °C,
im Zeitraum 1991–2020 bei etwa 10,8 °C. Damit war die jüngere Klimaperiode im Mittel rund 1,3 °C wärmer. Gegenüber dem Zeitraum 1951–1980 beträgt der Anstieg etwa 1,1 °C.

Für Deutschland insgesamt zeigt der Deutsche Wetterdienst ebenfalls eine deutliche langfristige Erwärmung seit Beginn der flächendeckenden Messungen im Jahr 1881. Je nach verwendeter Methode zur Bestimmung des langfristigen Trends fällt die angegebene Erwärmung unterschiedlich aus.

Folge: Mehr heiße Tage

Heiße Tage mit mindestens 30 °C treten heute deutlich häufiger auf als noch vor einigen Jahrzehnten. Nach den Daten des Klimaatlas NRW stieg ihre mittlere Zahl in Brühl von etwa 4,5 Tagen pro Jahr im Zeitraum 1951–1980 auf 10,6 Tage im Zeitraum 1991–2020. Einzelne besonders heiße Sommer können deutlich darüber liegen.

Folge: Wärmere Nächte

Auch hohe Nachttemperaturen werden wichtiger. Von einer Tropennacht spricht man, wenn die Temperatur nicht unter 20 °C fällt. Besonders in dicht bebauten und stark versiegelten Bereichen kann die gespeicherte Wärme nachts nur langsam abgegeben werden. Dadurch fehlt die für Menschen wichtige nächtliche Abkühlung. Die Stadt Brühl weist insbesondere für die Innenstadt bereits heute auf erhöhte Wärmebelastungen hin.

Folge Frühere Entwicklung der Vegetation

Steigende Temperaturen verändern auch biologische Rhythmen. Viele Pflanzen treiben früher aus und blühen früher als noch vor einigen Jahrzehnten. Das verlängert zwar die Vegetationsperiode, kann aber auch Risiken erhöhen: Beginnt die Blüte früher, können spätere Frostereignisse beispielsweise Obstblüten schädigen.

Folge: Trockenperioden und Starkregen

Beim Niederschlag ist die Entwicklung komplexer als bei der Temperatur. Es geht nicht einfach darum, dass es insgesamt weniger regnet. Entscheidend sind Veränderungen der zeitlichen Verteilung und der Niederschlagsintensität. Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen und dadurch das Potenzial für intensive Niederschläge erhöhen. Gleichzeitig können längere Hitze- und Trockenperioden auftreten.

Für Städte ist diese Kombination besonders problematisch: Versiegelte Flächen können Niederschlagswasser nur schlecht aufnehmen, und bei Starkregen kann die Kanalisation an ihre Grenzen gelangen. Auch für Brühl geht die Klimaanpassungsanalyse davon aus, dass Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen künftig zunehmen können, weist für lokale Aussagen jedoch ausdrücklich auf erhebliche Unsicherheiten hin.

Blick in die Zukunft: Was bis zur Mitte des Jahrhunderts zu erwarten ist

Klimamodelle können keine exakten Wetterbedingungen für das Jahr 2050 vorhersagen. Sie zeigen jedoch, wie sich die klimatischen Bedingungen über längere Zeiträume voraussichtlich verändern.

Für Brühl weist das Klimaanpassungskonzept für den Zeitraum 2031–2060 gegenüber 1971–2000 unter anderem folgende Veränderungen aus:

• etwa 13 zusätzliche heiße Tage pro Jahr mit mindestens 30 °C,
• etwa 21 zusätzliche Sommertage pro Jahr mit mindestens 25 °C,
• etwa 2 bis 3 zusätzliche Tropennächte pro Jahr, in denen die Temperatur nicht unter 20 °C fällt.

Damit nehmen sommerliche Hitze und die nächtliche Wärmebelastung deutlich zu.

Für den Wasserhaushalt sind längere Trocken- und Hitzeperioden sowie eine höhere Verdunstung von Bedeutung. Dadurch können Bodenfeuchte und Grundwasserneubildung beeinträchtigt werden.

Auch Stadtgrün und Wälder geraten stärker unter Stress. Besonders Hitze und Trockenheit können Bäume schwächen und ihre Anfälligkeit gegenüber Krankheiten und Schädlingen erhöhen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Gebäude und öffentliche Räume: Verschattung, Begrünung, sommerlicher Wärmeschutz und Möglichkeiten zur nächtlichen Abkühlung gewinnen an Bedeutung.

Eine Auswahl an Klimadaten für Brühl

Auch sogenannte Temperaturkenntage machen die bisherige Veränderung sichtbar. Die Zahl der Eistage – also der Tage, an denen die Temperatur ganztägig unter 0 °C bleibt – sank in Brühl von etwa 10,5 Tagen pro Jahr im Zeitraum 1951–1980 auf 6,3 Tage im Zeitraum 1991–2020.

Gleichzeitig stieg die Zahl der heißen Tage mit mindestens 30 °C von etwa 4,5 auf 10,6 Tage pro Jahr. Im langjährigen Mittel erlebt Brühl damit weniger Eistage und deutlich mehr heiße Tage.

Beim Niederschlag geht es weniger um eine einfache Zu- oder Abnahme der Jahresmenge als um seine zeitliche Verteilung und die Intensität einzelner Ereignisse. Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen. Dadurch steigt grundsätzlich das Potenzial für intensive Niederschläge. Gleichzeitig können längere Trockenperioden auftreten.

Auch innerhalb Brühls unterscheiden sich die klimatischen Bedingungen. Dicht bebaute und stark versiegelte Bereiche können sich stärker aufheizen und nachts langsamer abkühlen. Grünflächen, Freiflächen und Luftaustauschbahnen wirken dagegen klimatisch ausgleichend. Für den Hotspotbereich der Brühler Innenstadt stellt die Stadt bereits heute eine hohe thermische Belastung fest.

Diese Daten bilden eine wichtige Grundlage dafür, Maßnahmen gegen Hitze, Trockenheit und Starkregen räumlich gezielt zu planen.

Klimatische Zwillingsstädte: Wie sich das Klima räumlich verschiebt

Wie stark sich das Klima bereits verändert hat, lässt sich anschaulich mit sogenannten klimatischen Zwillingsstädten zeigen. Dabei werden Städte nicht nach ihrer Lage, sondern nach ihren mittleren klimatischen Bedingungen miteinander verglichen.

Eine Untersuchung des Umweltbundesamtes zeigt: Das Klima in Köln im Zeitraum 1986–2015 ähnelte bereits dem Klima, das Tours in Zentralfrankreich im Zeitraum 1961–1990 hatte. Allgemein haben sich die klimatischen Bedingungen deutscher Regionen im Vergleich dieser Zeiträume rechnerisch um etwa 100 bis 600 Kilometer nach Südwesten verschoben.

Für Brühl ist dieser Vergleich besonders anschaulich, weil die Stadt klimatisch eng mit dem Raum Köln verbunden ist. Er bedeutet allerdings nicht, dass Brühl heute exakt dasselbe Klima wie Tours besitzt. Solche Klimaanalogien vergleichen mehrere langfristige Mittelwerte und dienen vor allem dazu, die Größenordnung der Veränderung verständlich zu machen.

Die Verschiebung klingt zunächst vielleicht nach längeren Sommern und milderen Wintern. Für eine Stadt bedeutet ein verändertes Klima jedoch auch neue Belastungen.

• Stadtbäume und Grünflächen müssen häufiger mit Hitze und längeren Trockenperioden zurechtkommen. Arten, die an das bisherige Klima angepasst sind, können dadurch stärker unter Trockenstress geraten.
• Gebäude und öffentliche Räume müssen stärker auf sommerliche Hitze vorbereitet werden. Verschattung, Begrünung, sommerlicher Wärmeschutz und Möglichkeiten zur nächtlichen Abkühlung gewinnen deshalb an Bedeutung.
• Auch der Umgang mit Regenwasser wird wichtiger. Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen und damit grundsätzlich intensivere Niederschläge ermöglichen. Treffen große Regenmengen in kurzer Zeit auf versiegelte Flächen, können Kanalisation und Oberflächenentwässerung an ihre Grenzen gelangen.

Für die Zukunft zeigen Klimamodelle eine weitere Verschiebung solcher Klimaanalogien. In einem Szenario mit sehr hohen Treibhausgasemissionen verlagern sich die klimatischen Vergleichsräume vieler deutscher Städte bis zur Mitte des Jahrhunderts weiter nach Südwesten, überwiegend in Richtung Zentralfrankreich. Bis zum Ende des Jahrhunderts reichen die möglichen Analogien je nach Region bis nach Südfrankreich, Norditalien oder an die Adriaküste.

Der Vergleich mit klimatischen Zwillingsstädten macht deshalb vor allem eines deutlich: Eine Stadt ist nicht automatisch auf ein anderes Klima vorbereitet, nur weil vergleichbare klimatische Bedingungen anderswo in Europa bereits vorkommen. Gebäude, Grünflächen, Böden, Entwässerungssysteme und der Gesundheitsschutz haben sich über Jahrzehnte an die bisherigen Bedingungen angepasst. Verändert sich das Klima innerhalb weniger Jahrzehnte, müssen Städte ihre Infrastruktur und ihre Planung entsprechend anpassen.

Klimastreifen für Köln: Die Erwärmung wird sichtbar

Auch die Klimastreifen für Köln zeigen den langfristigen Erwärmungstrend sehr anschaulich. Jeder Streifen steht für ein Jahr. Blaue Streifen kennzeichnen vergleichsweise kühlere, rote Streifen vergleichsweise wärmere Jahre. Während in früheren Jahrzehnten viele blaue Farbtöne auftreten, dominieren in den jüngeren Jahrzehnten zunehmend die roten Streifen. Besonders die letzten Jahre fallen durch kräftige Rottöne auf.

Quelle: Show Your Stripes – Köln
Grafik: Ed Hawkins, University of Reading
Daten: Berkeley Earth
Lizenz: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

Für Brühl ist diese Darstellung besonders anschaulich, weil die Stadt unmittelbar im Raum Köln liegt und ähnliche regionale Klimaeinflüsse aufweist. Die Klimastreifen ersetzen zwar keine eigenen Messdaten für Brühl, sie veranschaulichen aber die langfristige Erwärmung in der unmittelbaren Region. Diese Entwicklung passt zu den Brühler Klimadaten, nach denen die Jahresmitteltemperatur gestiegen ist und heiße Tage häufiger geworden sind.

Die Klimastreifen stammen aus dem Projekt Show Your Stripes des Klimaforschers Ed Hawkins von der University of Reading. Die aktuell verfügbare Darstellung für Köln umfasst den Zeitraum 1850 bis 2025 und verwendet Temperaturdaten von Berkeley Earth.

Der menschengemachte Klimawandel ist keine bloße Meinung, sondern lässt sich physikalisch gut erklären und messen.

Die entscheidende Frage lautet: Warum kann ein kleiner Anteil CO₂ in der Luft eine so große Wirkung haben? Der Grund liegt in der Wellenlänge der Strahlung. Die Sonne sendet vor allem kurzwellige Strahlung zur Erde, also sichtbares Licht. Diese Strahlung gelangt weitgehend ungehindert durch die Atmosphäre und erwärmt den Erdboden. Die Erde gibt diese Energie anschließend wieder ab — aber nicht als sichtbares Licht, sondern als langwellige Infrarotstrahlung, also als Wärmestrahlung.

Warum schon wenig CO₂ das Klima verändert

Die entscheidende Frage lautet: Warum kann ein vergleichsweise kleiner Anteil CO₂ in der Atmosphäre eine so große Wirkung haben?

Der Grund liegt in den unterschiedlichen Wellenlängen der Strahlung. Die Sonne ist mit einer Oberflächentemperatur von rund 5.500 °C sehr heiß und sendet deshalb überwiegend kurzwellige Strahlung aus, vor allem sichtbares Licht. Ein großer Teil dieser Strahlung durchdringt die Atmosphäre und wird von der Erdoberfläche aufgenommen. Dadurch erwärmt sich die Oberfläche.

Die Erde ist wesentlich kälter als die Sonne. Sie gibt die aufgenommene Energie deshalb nicht als sichtbares Licht, sondern überwiegend als langwellige Infrarotstrahlung – also Wärmestrahlung – wieder ab.

Hier kommen die Treibhausgase ins Spiel. Moleküle wie Wasserdampf, CO₂ und Methan können bestimmte Wellenlängen dieser Infrarotstrahlung aufnehmen. CO₂ absorbiert besonders stark in einem Bereich um 15 Mikrometer. Die aufgenommene Energie wird durch Zusammenstöße mit anderen Luftmolekülen verteilt und anschließend wieder als Infrarotstrahlung ausgesendet – in alle Richtungen.

Das atmosphärische Fenster

Die Atmosphäre absorbiert jedoch nicht jede Wellenlänge gleich stark. In einem Bereich von ungefähr 8 bis 13 Mikrometern ist sie für Wärmestrahlung vergleichsweise durchlässig. Diesen Bereich nennt man das atmosphärische Fenster.

Durch dieses „Fenster“ kann ein Teil der von der Erdoberfläche ausgesandten Wärmestrahlung relativ direkt ins Weltall gelangen. Wasserdampf, Wolken und andere Treibhausgase verkleinern diese Durchlässigkeit teilweise. CO₂ wirkt vor allem außerhalb beziehungsweise am Rand dieses Fensters, insbesondere um seine starke Absorptionsbande bei etwa 15 Mikrometern.

Das bedeutet: Die Atmosphäre besitzt keine einfache Wärmedecke, sondern ist je nach Wellenlänge unterschiedlich durchsichtig.

Entscheidend ist die Energiebilanz der Erde

Langfristig muss für das Klima ein Gleichgewicht gelten:

aufgenommene Sonnenenergie = ins Weltall abgegebene Wärmestrahlung

Die Erde erhält im globalen Mittel etwa 340 W/m² Sonnenstrahlung. Rund 30 % davon werden durch Wolken, Atmosphäre und Erdoberfläche wieder ins Weltall reflektiert. Im Mittel bleiben damit ungefähr 240 W/m², die vom Erdsystem aufgenommen werden.

Damit die globale Temperatur langfristig konstant bleibt, müssen im Mittel auch wieder ungefähr 240 W/m² als Wärmestrahlung ins Weltall abgegeben werden.

Steigt nun die CO₂-Konzentration, wird die Atmosphäre für bestimmte Wellenlängen undurchlässiger. Die Wärmestrahlung, die das Weltall erreicht, stammt dann in diesen Wellenlängen im Durchschnitt aus höheren Schichten der Atmosphäre. Dort ist es in der Troposphäre normalerweise kälter. Kältere Luft strahlt jedoch weniger Energie ab.

Zunächst entsteht dadurch ein Ungleichgewicht:

Die Erde nimmt mehr Energie auf, als sie ins Weltall abgibt.

Diese zusätzliche Energie erwärmt vor allem die Ozeane, aber auch Landflächen und Atmosphäre. Mit steigender Temperatur nimmt wiederum die abgegebene Wärmestrahlung zu. Die Erwärmung setzt sich so lange fort, bis die Erde bei einer höheren Temperatur wieder ungefähr genauso viel Energie ins Weltall abstrahlt, wie sie von der Sonne aufnimmt.

Warum wirkt CO₂ trotz seiner geringen Konzentration?

Entscheidend ist also nicht, welchen prozentualen Anteil ein Gas an der Atmosphäre hat, sondern wie stark es bei bestimmten Wellenlängen mit Strahlung wechselwirkt.

Stickstoff und Sauerstoff machen zusammen rund 99 % der trockenen Atmosphäre aus, absorbieren die Wärmestrahlung der Erde aber nur sehr schwach.

CO₂ macht nur einen kleinen Anteil der Atmosphäre aus, besitzt jedoch ausgeprägte Absorptionsbereiche im Infraroten.

Anschaulich kann man sich das ähnlich wie Tinte in einem Wasserglas vorstellen: Schon eine kleine Menge kann bestimmte Anteile des Lichts stark abschwächen. Die absorbierte Strahlungsenergie verschwindet dabei nicht, sondern wird im Wasser in Wärme umgewandelt und verteilt. Ohne die Tinte würde ein großer Teil des Lichts das Wasser nahezu ungehindert durchdringen. Die Tinte absorbiert dagegen bestimmte Wellenlängen und wandelt deren Strahlungsenergie in Wärme um.

Bei CO₂ betrifft dies bestimmte Wellenlängen der von der Erde ausgesandten Infrarotstrahlung. Die Erdoberfläche nimmt einen Teil der Sonnenstrahlung auf, erwärmt sich dadurch und gibt die aufgenommene Energie anschließend als langwellige Wärmestrahlung wieder ab.

Ein Teil dieser Infrarotstrahlung wird von CO₂-Molekülen absorbiert. Die aufgenommene Energie wird durch Zusammenstöße auf andere Luftmoleküle übertragen und später teilweise wieder als Infrarotstrahlung in verschiedene Richtungen ausgesendet.

Deshalb kann eine Veränderung der CO₂-Konzentration die Strahlungsbilanz der gesamten Erde messbar verändern.

Manchmal wird eingewendet, CO₂ sei doch nur ein Spurengas. Tatsächlich liegt seine Konzentration nur bei etwas über 410 ppm, also bei etwas mehr als 400 Teilchen pro eine Million Luftteilchen. Aber diese Zahl täuscht. Die Atmosphäre ist viele Kilometer dick. Ein Wärmestrahl, der von der Erdoberfläche ins All entweichen soll, durchquert auf seinem Weg unzählige Luftschichten und begegnet dabei sehr vielen CO₂-Molekülen. Schon kleine Änderungen der Konzentration haben deshalb eine große Wirkung.

Vor Beginn der Industrialisierung lag der CO₂-Wert bei etwa 280 ppm. Heute liegt er bei über 410 ppm (2026 ca. 425 ppm). Der CO₂-Gehalt hat sich also fast verdoppelt. Das bedeutet nicht, dass sich die gesamte Dämmwirkung der Atmosphäre um 50 % erhöht hat, aber es ist eine deutliche Verstärkung genau jenes Bestandteils, der Wärmestrahlung aufnehmen kann. Eine dünne Decke bleibt auch dann dünn, wenn man ihre Dämmwirkung verstärkt — aber man spürt den Unterschied trotzdem deutlich.

Der Treibhauseffekt beruht damit auf einem einfachen physikalischen Zusammenhang:

Mehr CO₂
→ stärkere Absorption bestimmter Infrarotwellenlängen
→ geringere Wärmeabgabe ins Weltall bei zunächst gleicher Temperatur
→ Energieüberschuss
→ Erwärmung
→ neues Strahlungsgleichgewicht bei höherer Temperatur.

Video-Exkurs: Die Physik hinter dem CO₂

▶ Video auf YouTube ansehen – 📺 https://www.youtube.com/watch?v=y-MBg5PlpmE

In diesem Kurzbeitrag wird anschaulich erklärt, warum wir physikalisch sehr gut nachweisen können, dass der heutige Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre überwiegend auf menschliche Aktivitäten – vor allem auf die Verbrennung fossiler Energieträger – zurückgeht.

🕒 Ab 03:11 Min: Warum CO₂ Infrarotstrahlung absorbiert

Vertiefung zur Molekülphysik: Warum die Hauptbestandteile der Luft, Stickstoff und Sauerstoff, Wärmestrahlung nur sehr schwach absorbieren, während CO₂ bestimmte Wellenlängen der Infrarotstrahlung aufnehmen kann. Entscheidend ist dabei, wie sich das elektrische Dipolmoment eines Moleküls bei seinen Schwingungen verändert.

🕒 Ab 05:12 Min: Die Erde ohne natürlichen Treibhauseffekt

Die Herleitung der Strahlungsgleichgewichtstemperatur zeigt: Ohne den natürlichen Treibhauseffekt läge die effektive Strahlungstemperatur der Erde bei etwa **−18 °C**. Die tatsächliche mittlere Oberflächentemperatur liegt dagegen bei ungefähr **+15 °C**. Der natürliche Treibhauseffekt ist damit eine grundlegende Voraussetzung für die heutigen lebensfreundlichen Bedingungen auf der Erde.

🕒 Ab 06:47 Min: Rund 200 Jahre Klimaforschung

Schon im 19. Jahrhundert wurden wesentliche Grundlagen des Treibhauseffekts erkannt. **Joseph Fourier** beschrieb in den 1820er-Jahren, dass die Atmosphäre die Temperatur der Erde beeinflusst. Eunice Foote zeigte 1856 experimentell, dass sich CO₂ unter Bestrahlung stärker erwärmt als gewöhnliche Luft. Wenige Jahre später untersuchte **John Tyndall** die Absorption von Wärmestrahlung durch verschiedene Gase genauer. Der Treibhauseffekt ist deshalb keine moderne Hypothese, sondern seit rund zwei Jahrhunderten Gegenstand physikalischer Forschung.

🕒 Ab 08:07 Min: Der „Fingerabdruck“ fossiler Brennstoffe – die Isotopenanalyse

Besonders aussagekräftig ist die Untersuchung der Kohlenstoffisotope ¹²C, ¹³C und ¹⁴C**. Fossile Brennstoffe entstanden aus sehr altem organischem Material. Dieses enthält relativ wenig ¹³C und aufgrund des radioaktiven Zerfalls praktisch kein ¹⁴C mehr.

Mit dem Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre sinkt zugleich der relative Anteil von ¹³C. Außerdem wird atmosphärisches ¹⁴C durch zusätzliches CO₂ aus fossilen Quellen verdünnt. Zusammen mit weiteren Beobachtungen – etwa dem sinkenden Sauerstoffgehalt durch Verbrennungsprozesse und der bekannten Menge verbrannter fossiler Energieträger – ergibt sich daraus ein eindeutiger chemischer Fingerabdruck: Der starke moderne CO₂-Anstieg wird überwiegend durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas verursacht.

Der direkte Nachweis des Treibhauseffekts

Der Treibhauseffekt von CO₂ ist zudem kein neuer Gedanke. Schon im 19. Jahrhundert wurde untersucht, dass bestimmte Gase Wärmestrahlung aufnehmen können. Heute lässt sich im Labor exakt messen, welche Wellenlängen CO₂ absorbiert. Zusätzlich zeigen Satellitenmessungen, dass weniger Wärmestrahlung ins Weltall entweicht — und zwar genau in den Wellenlängenbereichen, in denen CO₂ wirkt. Das ist ein direkter physikalischer Nachweis.

Der chemische Fingerabdruck: Woher wir wissen, dass das CO₂ von uns stammt

Eine häufige Frage lautet: Woher wissen wir eigentlich so genau, dass der rasche Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre tatsächlich überwiegend vom Menschen verursacht wird und nicht etwa auf natürliche Ausgasungen der Ozeane oder auf Vulkane zurückgeht?

Einen besonders wichtigen Hinweis liefert die Isotopenanalyse – vereinfacht gesagt eine Art chemischer Fingerabdruck des Kohlenstoffs. Kohlenstoff kommt in mehreren Isotopen vor:

• ¹²C: das häufigste stabile Kohlenstoffisotop,
• ¹³C: ein selteneres, ebenfalls stabiles Isotop,
• ¹⁴C: ein sehr seltenes radioaktives Kohlenstoffisotop.

Besonders aussagekräftig ist ¹⁴C. Es entsteht fortlaufend in der oberen Atmosphäre und gelangt über CO₂ in Pflanzen und damit in die Nahrungskette. Nach dem Tod eines Organismus wird kein neues ¹⁴C mehr aufgenommen, während das vorhandene ¹⁴C radioaktiv zerfällt.

Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas sind viele Millionen Jahre alt. In dieser langen Zeit ist das ursprünglich vorhandene ¹⁴C praktisch vollständig zerfallen. Fossiler Kohlenstoff enthält daher kein messbares ¹⁴C mehr.

Werden fossile Brennstoffe verbrannt, gelangt CO₂ ohne ¹⁴C in die Atmosphäre. Dadurch wird der relative Anteil von ¹⁴C im atmosphärischen CO₂ verdünnt. Genau dieser Effekt lässt sich messen. Er wird als Suess-Effekt bezeichnet.

Zusätzlich verändert sich auch das Verhältnis von ¹³C zu ¹²C. Pflanzen bevorzugen bei der Photosynthese das leichtere ¹²C. Fossile Brennstoffe, die überwiegend aus ehemaliger Biomasse entstanden sind, sind deshalb vergleichsweise arm an ¹³C. Mit zunehmender Verbrennung fossiler Energieträger sinkt folglich auch der relative ¹³C-Anteil des atmosphärischen CO₂ – genau das wird beobachtet.

Die Isotopenmessungen bilden damit einen deutlichen chemischen Fingerabdruck fossiler Brennstoffe. Zusammen mit weiteren Beobachtungen – etwa der bekannten Menge verbrannter Kohle, Erdöls und Erdgases, der gleichzeitigen leichten Abnahme des atmosphärischen Sauerstoffs und der Tatsache, dass Ozeane heute netto CO₂ aufnehmen statt abgeben – ergibt sich ein sehr eindeutiges Gesamtbild:

Der heutige starke Anstieg der CO₂-Konzentration wird überwiegend durch menschliche Aktivitäten verursacht, insbesondere durch die Verbrennung fossiler Energieträger.

Was der Kohlenstoffkreislauf zeigt

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Die Animation zeigt den globalen Kohlenstoffkreislauf. Besonders anschaulich lassen sich drei Zeitpunkte vergleichen: die Zeit vor der Industrialisierung, das Jahr 1960 und das Jahr 2015. Dabei wird sichtbar, wie Kohlenstoff zwischen Atmosphäre, Ozeanen, Landbiosphäre, fossilen Lagerstätten und Gesteinen ausgetauscht wird – und wie der Mensch dieses System verändert hat.
Vor der Industrialisierung: große natürliche Flüsse, aber kaum Nettozuwachs
Vor der Industrialisierung befanden sich etwa 588 GtC in der Atmosphäre, entsprechend ungefähr 276 ppm CO₂.
Gleichzeitig bewegten natürliche Prozesse jedes Jahr große Mengen Kohlenstoff. Pflanzen nahmen durch Photosynthese CO₂ aus der Atmosphäre auf. Durch Atmung, Zersetzung und Feuer gelangte Kohlenstoff wieder zurück. Auch zwischen Ozean und Atmosphäre fand ein ständiger Austausch statt: CO₂ wurde vom Meer aufgenommen und gleichzeitig wieder abgegeben.
Entscheidend ist dabei nicht, dass diese natürlichen Flüsse exakt gleich groß waren. Über längere Zeiträume waren Aufnahme und Abgabe jedoch annähernd ausgeglichen. Deshalb blieb die CO₂-Konzentration vor Beginn der Industrialisierung über viele Jahrhunderte vergleichsweise stabil.
1960: Der zusätzliche menschliche Kohlenstoffstrom wird deutlich sichtbar
1960 war der menschliche Eingriff bereits deutlich erkennbar. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und industrielle Prozesse gelangten zusätzlich etwa 2,6 GtC pro Jahr in den Kohlenstoffkreislauf. Hinzu kamen Emissionen aus Landnutzungsänderungen, etwa durch Entwaldung.
Die Atmosphäre enthielt zu diesem Zeitpunkt etwa 678 GtC beziehungsweise 318 ppm CO₂ – deutlich mehr als vor der Industrialisierung.
Ein Teil des zusätzlich freigesetzten Kohlenstoffs wurde von Ozeanen und Landökosystemen aufgenommen. Diese natürlichen Senken konnten die menschlichen Emissionen jedoch nicht vollständig ausgleichen. Der verbleibende Teil sammelte sich in der Atmosphäre an.
2015: Der menschliche Eingriff ist erheblich größer geworden
2015 enthielt die Atmosphäre bereits ungefähr 858 GtC beziehungsweise rund 403 ppm CO₂. Gegenüber der vorindustriellen Zeit waren damit rund 270 GtC zusätzlicher Kohlenstoff in der Atmosphäre gespeichert.
Allein aus fossilen Brennstoffen und industriellen Prozessen wurden zu diesem Zeitpunkt rund 9,8 GtC pro Jahr freigesetzt.
Dabei wird Kohlenstoff aus Kohle, Erdöl und Erdgas, der zuvor über Millionen Jahre in geologischen Lagerstätten gespeichert war, innerhalb weniger Generationen in den aktiven Kohlenstoffkreislauf überführt. Durch die Verbrennung gelangt er überwiegend als CO₂ in die Atmosphäre.
Warum große natürliche CO₂-Flüsse dem nicht widersprechen
Häufig entsteht ein Missverständnis, weil die natürlichen Kohlenstoffflüsse wesentlich größer sind als die menschlichen Emissionen. Tatsächlich bewegen Photosynthese, Atmung und der Austausch mit den Ozeanen jedes Jahr gewaltige Mengen Kohlenstoff.
Entscheidend ist jedoch die Bilanz.
Die großen natürlichen Zu- und Abflüsse waren vor der Industrialisierung über längere Zeit annähernd ausgeglichen. Der Mensch hat einen zusätzlichen Kohlenstoffstrom geschaffen, indem er Kohlenstoff aus fossilen Lagerstätten in das aktive System überführt.
Die natürlichen Senken reagieren darauf und nehmen heute zusätzlich CO₂ auf. Sie schaffen es jedoch nicht, die gesamten menschlichen Emissionen aufzunehmen. Deshalb wächst die Kohlenstoffmenge in der Atmosphäre weiter.
Das Waschbecken als Modell
Man kann sich den Kohlenstoffkreislauf vereinfacht wie ein Waschbecken vorstellen:
Fließt genauso viel Wasser hinein wie hinaus, bleibt der Wasserstand ungefähr konstant.
Nun wird ein zusätzlicher Wasserhahn geöffnet. Ein Teil des zusätzlichen Wassers kann über den Abfluss verschwinden. Aber solange insgesamt mehr Wasser hineinläuft als abfließt, steigt der Wasserstand.
Genauso verhält es sich mit dem CO₂: Die natürlichen Kohlenstoffsenken nehmen einen erheblichen Teil unserer Emissionen auf. Solange die Menschheit jedoch netto zusätzliches CO₂ in die Atmosphäre einbringt, steigt dort die CO₂-Konzentration.
Anders als bei einem gewöhnlichen Waschbecken erfolgt die Entfernung des zusätzlichen Kohlenstoffs außerdem auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen. Ein Teil wird innerhalb von Jahrzehnten von Land und Ozeanen aufgenommen, andere Anteile verbleiben über Jahrhunderte bis Jahrtausende im Erdsystem.
Was Netto-Null für die Temperatur bedeutet
Daraus folgt eine wichtige Erkenntnis für die Zukunft: Um den CO₂-bedingten Anstieg der globalen Temperatur zu stoppen, müssen die weltweiten Netto-CO₂-Emissionen auf null sinken. Netto-Null bedeutet dabei, dass nur noch so viel CO₂ ausgestoßen wird, wie gleichzeitig dauerhaft wieder aus der Atmosphäre entfernt wird.
Wird global Netto-Null CO₂ erreicht und dauerhaft eingehalten, verschwindet das zuvor ausgestoßene CO₂ nicht plötzlich aus der Atmosphäre. Trotzdem gleichen sich zwei langfristige Prozesse näherungsweise aus: Während die CO₂-Konzentration langsam zurückgeht, geben die Ozeane einen Teil ihrer aufgenommenen Wärme nur sehr langsam wieder ab. Nach heutigem Forschungsstand bleibt deshalb die durch CO₂ verursachte globale Mitteltemperatur nach Erreichen von Netto-Null über lange Zeit annähernd stabil, statt rasch wieder auf das vorindustrielle Niveau zurückzugehen.
Für die tatsächliche weitere Temperaturentwicklung müssen zusätzlich andere Treibhausgase wie Methan berücksichtigt werden.
Deshalb ist die insgesamt ausgestoßene CO₂-Menge entscheidend: Jede zusätzliche Tonne CO₂ trägt zur weiteren Erwärmung bei. Je früher die Nettoemissionen sinken, desto geringer fällt die letztlich erreichte Erwärmung aus.
Klimaschutz kann damit zusätzliche Erwärmung begrenzen. Klimaanpassung – etwa durch mehr Stadtgrün, Verschattung, Entsiegelung und besseren Wasserrückhalt – hilft dagegen, mit den bereits eintretenden und künftig unvermeidbaren Folgen des Klimawandels besser umzugehen.

Warum frühere Klimaschwankungen kein Gegenargument sind

Auch der Blick in die Erdgeschichte widerspricht dem heutigen Klimawandel nicht, sondern bestätigt die grundlegende Wirkung von CO₂.

Bei früheren Eiszeitzyklen wurden Klimaänderungen zunächst durch langsame Veränderungen der Erdbahn und der Erdachse angestoßen. Dadurch änderte sich die räumliche und jahreszeitliche Verteilung der Sonneneinstrahlung. In einigen Regionen, insbesondere in der Antarktis, setzte die Erwärmung zu Beginn früherer Warmzeiten teilweise schon ein, bevor der CO₂-Gehalt deutlich anstieg.

Das anschließend zusätzlich freigesetzte CO₂ verstärkte die ursprüngliche Erwärmung jedoch erheblich. Ohne diese Rückkopplung durch CO₂ und andere Prozesse lässt sich das Ausmaß der damaligen Temperaturänderungen nicht erklären.

Heute ist der Ausgangspunkt ein anderer: Durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas erhöhen wir Menschen direkt die CO₂-Konzentration der Atmosphäre. Dadurch verändert sich die Strahlungsbilanz der Erde und die globale Temperatur steigt.

Das ist kein Widerspruch. CO₂ kann sowohl Rückkopplung als auch Antrieb einer Klimaänderung sein. Entscheidend ist seine physikalische Wirkung: Mehr CO₂ absorbiert mehr Infrarotstrahlung in bestimmten Wellenlängenbereichen und verringert zunächst die Energieabgabe der Erde ins Weltall. Das Erdsystem erwärmt sich daraufhin, bis sich bei höherer Temperatur wieder ein neues Strahlungsgleichgewicht einstellt.

Warum die Sonne nicht die Ursache ist

Ein häufiger Einwand lautet, die Sonne sei für die aktuelle Erwärmung verantwortlich. Auch diese Möglichkeit wurde intensiv untersucht. Die beobachtete Erwärmung lässt sich jedoch nicht durch eine zunehmende Sonnenaktivität erklären.

Auf dieser Seite der NASA werden die wichtigsten Ursachen des Klimawandels zusammengefasst. Dort findet sich auch eine Gegenüberstellung von Sonnenaktivität und globaler Temperaturentwicklung.

Mehrere unabhängige Beobachtungen zeigen, dass die heutige globale Erwärmung nicht durch eine stärker strahlende Sonne verursacht wird. Seit Beginn der direkten Satellitenmessungen Ende der 1970er-Jahre zeigt die von der Sonne eintreffende Strahlungsleistung keinen langfristigen Anstieg, der den starken Temperaturanstieg erklären könnte. Gleichzeitig ist die globale Mitteltemperatur deutlich gestiegen.

Auch das räumliche Muster der Erwärmung spricht gegen die Sonne als Hauptursache. Würde eine stärkere Sonneneinstrahlung die Erwärmung verursachen, wäre eine Erwärmung in mehreren Schichten der Atmosphäre zu erwarten. Tatsächlich erwärmen sich jedoch Erdoberfläche und Troposphäre, während sich die Stratosphäre abkühlt.

Dieses Muster entspricht den Erwartungen bei einer Zunahme von Treibhausgasen: Mehr CO₂ und andere Treibhausgase verringern zunächst die Abgabe von Infrarotstrahlung ins Weltall. Dadurch erwärmen sich die unteren Luftschichten und die Erdoberfläche, bis sich bei höherer Temperatur wieder ein neues Strahlungsgleichgewicht einstellt. Gleichzeitig gelangt weniger Infrarotstrahlung aus tieferen Schichten in die Stratosphäre, die sich deshalb abkühlt.

Auch Klimamodelle zeigen diesen Unterschied deutlich. Werden nur natürliche Einflüsse wie Veränderungen der Sonnenaktivität und Vulkanausbrüche berücksichtigt, lässt sich die starke Erwärmung der vergangenen Jahrzehnte nicht reproduzieren. Erst wenn der menschliche Einfluss durch steigende Treibhausgaskonzentrationen einbezogen wird, stimmen die berechneten Temperaturverläufe mit den Beobachtungen überein.

Warum Vulkane nicht verantwortlich sind

Ein weiterer häufiger Einwand lautet, Vulkane würden mehr CO₂ ausstoßen als der Mensch. Die Messdaten zeigen jedoch das Gegenteil.

Alle heute aktiven Vulkane an Land und unter dem Meer setzen nach wissenschaftlichen Schätzungen zusammen etwa 0,13 bis 0,44 Gigatonnen CO₂ pro Jahr frei. Die menschlichen Aktivitäten verursachten dagegen im Jahr 2025 rund 42,2 Gigatonnen CO₂, einschließlich der Emissionen aus Landnutzungsänderungen.

Damit stößt die Menschheit pro Jahr ungefähr 100- bis mehr als 300-mal so viel CO₂ aus wie alle Vulkane der Erde zusammen.

Selbst große Vulkanausbrüche ändern an diesem Verhältnis wenig. Der Ausbruch des Mount St. Helens 1980 setzte beispielsweise rund 0,01 Gigatonnen CO₂ frei. Eine solche Menge emittiert die Menschheit bei heutigen Emissionsraten in nur etwas mehr als zwei Stunden.

Vulkane können das Klima kurzfristig sogar abkühlen: Bei großen explosiven Eruptionen gelangen Schwefeldioxid und Aerosole in die Atmosphäre, die einen Teil der Sonnenstrahlung reflektieren. Der vulkanische CO₂-Ausstoß ist dagegen im Vergleich zu den heutigen menschlichen Emissionen zu klein, um die beobachtete langfristige Erwärmung zu erklären.

Vgl. US Geological Survey – Volcanoes Can Affect Climate-  https://www.usgs.gov/programs/VHP/volcanoes-can-affect-climate

Warum Abwärme nicht der entscheidende Punkt ist

Auch die direkte Abwärme durch Heizungen, Verkehr und Industrie ist nicht der entscheidende Treiber der globalen Erwärmung. Diese Wärme entsteht zwar tatsächlich, ist im globalen Maßstab aber deutlich kleiner als der zusätzliche Strahlungsantrieb durch Treibhausgase.

Das Problem besteht also nicht darin, dass der Mensch die Atmosphäre unmittelbar stark „aufheizt“. Entscheidend ist vielmehr, dass zusätzliche Treibhausgase die Strahlungsbilanz der Erde verändern. Dadurch wird bei zunächst gleicher Temperatur weniger Wärmestrahlung ins Weltall abgegeben.

Im Erdsystem bleibt deshalb vorübergehend mehr Energie zurück, als es an den Weltraum abgibt. Die Folge ist eine Erwärmung, bis bei höherer Temperatur wieder ein neues Strahlungsgleichgewicht erreicht wird.

Warum Anpassung schwieriger wird

Die entscheidende Frage lautet daher nicht, ob sich das Klima schon immer verändert hat. Das hat es. Entscheidend ist vielmehr, wodurch es sich heute verändert, wie schnell diese Veränderung abläuft und welche Folgen daraus entstehen.

Die gegenwärtige Erwärmung vollzieht sich in einem für viele natürliche Systeme sehr kurzen Zeitraum von Jahrzehnten. Frühere große natürliche Klimaänderungen entwickelten sich häufig über viele Jahrhunderte oder Jahrtausende.

Gerade diese hohe Geschwindigkeit erschwert die Anpassung. Ökosysteme, Landwirtschaft, Küstenregionen und Städte müssen sich innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit auf neue Temperatur-, Niederschlags- und Extremwetterbedingungen einstellen. Das erhöht die ökologischen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Anpassungskosten.

Warum Versicherungen ein Warnsignal sind

Neben den naturwissenschaftlichen Belegen zeigen auch wirtschaftliche Entwicklungen, dass der Klimawandel reale Folgen hat. Besonders deutlich wird das bei Versicherungen.
Dass der Klimawandel reale Folgen hat, zeigt sich nicht nur in Klimadaten, sondern auch in der Risikoeinschätzung von Versicherungen. Versicherer und Rückversicherer müssen Naturgefahren möglichst nüchtern berechnen, weil falsche Einschätzungen direkt Geld kosten. Wenn sie davon ausgehen, dass bestimmte Hochwasser, Dürren oder Waldbrände künftig häufiger auftreten, ist das kein politisches Bekenntnis, sondern Ergebnis von Risikoanalysen.
So weist die Versicherungsbranche darauf hin, dass ein Hochwasser, das früher vielleicht alle 20 Jahre zu erwarten war, künftig schon alle 10 Jahre auftreten kann. Genau deshalb rücken Begriffe wie Klimaresilienz, Anpassung und risikogerechte Versicherung stärker in den Mittelpunkt. Das verstärkt die Begründung: Der Klimawandel ist nicht nur physikalisch erklärbar und messbar, sondern verändert bereits die Wahrscheinlichkeit und Kosten realer Schäden.

Quelle: Allianz – In einem sich wandelnden Klima wird die Rolle der Versicherung eine größere Rolle spielen – https://www.allianz.com/de/mediencenter/news/engagement/umwelt/230913-allianz-in-einem-sich-wandelnden-klima-wird-die-rolle-der-versicherung-eine-groessere-rolle-spielen.html

Der Klimawandel zeigt sich nicht nur in Temperaturkurven, sondern zunehmend auch in den Kosten für Hausbesitzer. Besonders deutlich wird das in Teilen der USA, wo Versicherungsprämien steigen und Versicherungsschutz in besonders gefährdeten Regionen schwieriger zu erhalten ist.

Ein wichtiger Grund dafür sind wachsende Schäden durch Naturgefahren wie Stürme, Waldbrände und Überschwemmungen. Der Klimawandel ist dabei nicht der einzige Faktor: Auch steigende Baukosten, höhere Immobilienwerte und eine zunehmende Bebauung gefährdeter Regionen beeinflussen die Schadenshöhe.

Versicherungen müssen solche Risiken möglichst realistisch berechnen, denn Fehleinschätzungen führen unmittelbar zu finanziellen Verlusten. Steigen erwartete Schäden, können Versicherer ihre Prämien erhöhen, den Versicherungsschutz einschränken oder bestehende Verträge nicht verlängern.

Daten des US-Finanzministeriums zeigen, dass Hausbesitzer in besonders stark durch klimabezogene Naturgefahren gefährdeten Regionen bereits deutlich höhere Versicherungskosten tragen und häufiger von Nichtverlängerungen betroffen sind.

Damit wird der Klimawandel auch zu einem wirtschaftlichen Risikofaktor: Veränderungen von Naturgefahren wirken sich zunehmend auf Versicherbarkeit, Wohnkosten und Immobilienmärkte aus.

Quelle: ZEIT – Amerikas versteckte Klimasteuer – https://www.zeit.de/wirtschaft/2024-06/usa-versicherung-klimasteuer-klimaschaeden-hausbesitzer

Das offizielle Aus für das Klima-Horrorszenario „RCP 8.5“

Was ist passiert?

Im Frühjahr 2026 wurde das neue Szenarienset für die siebte Generation des internationalen Klimamodellvergleichs CMIP7 veröffentlicht. Eine wichtige Änderung betrifft das obere Ende der möglichen Emissionsentwicklung.

Das bisher häufig verwendete sehr hohe Emissionsszenario SSP5-8.5 wird in CMIP7 nicht durch ein gleich hohes Szenario ersetzt. Nach Einschätzung des ScenarioMIP-Teams gelten die dafür angenommenen Emissionshöhen im 21. Jahrhundert heute als nicht mehr plausibel. Gründe dafür sind unter anderem die stark gesunkenen Kosten erneuerbarer Energien, bereits bestehende Klimaschutzmaßnahmen und die Entwicklung der tatsächlichen Emissionen.

Das ist zunächst eine positive Entwicklung: Ein Zukunftspfad, bei dem der Verbrauch fossiler Energieträger über das gesamte Jahrhundert extrem stark weitersteigt, erscheint heute deutlich weniger wahrscheinlich als noch bei der Entwicklung früherer Szenarien.

Das bedeutet jedoch keine Entwarnung.

Auch CMIP7 enthält weiterhin ein Hochemissionsszenario. Es beschreibt einen möglichen Verlauf, bei dem Klimaschutzmaßnahmen teilweise zurückgenommen werden und die Emissionen auf ein Niveau steigen, das nach heutigem Wissensstand noch als plausibel gilt.

Für dieses neue Hochemissionsszenario ergibt sich vorläufig eine globale Erwärmung von knapp 3,5 °C bis 2100 gegenüber dem vorindustriellen Zeitraum 1850–1900. Aufgrund von Unsicherheiten bei der Reaktion des Klimasystems und möglichen Rückkopplungen im Kohlenstoffkreislauf kann eine Erwärmung von mehr als 4 °C bis 2100 weiterhin nicht ausgeschlossen werden.

Die Änderung bedeutet daher nicht, dass frühere Klimamodelle „widerlegt“ wurden. Aktualisiert wurde vielmehr die Annahme darüber, wie sich die menschlichen Emissionen wahrscheinlich entwickeln könnten. Klimaszenarien sind keine Vorhersagen, sondern Wenn-dann-Rechnungen: Sie zeigen, welche Klimaentwicklung sich aus unterschiedlichen zukünftigen Emissionspfaden ergeben kann.

Dass SSP5-8.5 heute als wenig plausibler Emissionspfad gilt, ist deshalb eine erfreuliche Entwicklung. Gleichzeitig zeigen die neuen Szenarien, dass auch unter realistischeren Annahmen weiterhin eine erhebliche Erwärmung möglich ist.

Die unberechenbare Klima-Kette und ihre Risiken

Die Kette vom menschlichen Handeln bis zur tatsächlichen Erwärmung verläuft über mehrere Stufen, an denen Unsicherheiten und Rückkopplungen eine Rolle spielen.

Zunächst bestimmen die menschlichen Emissionen, wie viel zusätzliches CO₂ in den Kohlenstoffkreislauf gelangt. Ein erheblicher Teil davon wird derzeit von Ozeanen und Landökosystemen aufgenommen. Wie stark diese natürlichen Senken in einer wärmeren Welt weiterhin wirken, ist jedoch mit Unsicherheiten verbunden. Zusätzliche Rückkopplungen – etwa durch tauenden Permafrost – können weitere Treibhausgase freisetzen und dadurch das verbleibende Emissionsbudget verkleinern.

Gleichzeitig nimmt der Strahlungsantrieb durch langlebige Treibhausgase weiter zu. Neuere Beobachtungen zeigen zudem, dass sich das Energieungleichgewicht der Erde in den vergangenen Jahrzehnten verstärkt hat. Dabei wirken neben Treibhausgasen auch Veränderungen bei Aerosolen und Wolken eine Rolle.

Deshalb bedeutet die Abkehr von extrem hohen Emissionsszenarien wie SSP5-8.5 nicht automatisch, dass hohe Erwärmungsniveaus ausgeschlossen sind. Für das neue Hochemissionsszenario von CMIP7 liegt die zentrale Abschätzung zwar niedriger als bei SSP5-8.5, doch aufgrund der verbleibenden Unsicherheiten im Klimasystem kann die globale Erwärmung bis 2100 weiterhin über 4 °C liegen.

Auch bei niedrigeren Erwärmungsniveaus steigen die Risiken deutlich. Der IPCC zeigt, dass sich die Risiken für Ökosysteme, Küsten und Extremereignisse zwischen 1,5 °C und 2 °C bereits erheblich erhöhen. Für Korallenriffe werden bei 1,5 °C Erwärmung Rückgänge von etwa 70 bis 90 % erwartet; bei 2 °C liegen die Verluste bei über 99 %.

Bei den großen Eisschilden bestehen ebenfalls erhebliche Langzeitrisiken. Instabilitäten des grönländischen und westantarktischen Eisschilds könnten nach Einschätzung des IPCC bereits im Bereich von etwa 1,5 bis 2 °C globaler Erwärmung ausgelöst werden. Ein vollständiger oder nahezu vollständiger Verlust würde sich allerdings über Jahrhunderte bis Jahrtausende vollziehen, nicht kurzfristig.

Die entscheidende Schlussfolgerung lautet daher nicht, dass eine bestimmte Temperaturgrenze „sicher“ oder „unsicher“ wäre. Vielmehr steigen die Risiken mit jedem zusätzlichen Zehntelgrad, während einige Veränderungen ab bestimmten Erwärmungsniveaus zunehmend schwer oder gar nicht mehr rückgängig zu machen sind.

Fazit: Höhere Hebelwirkung statt Resignation

Das Aus von SSP5-8.5 als höchstem plausiblen Emissionsszenario bedeutet vor allem, dass ein extremer Anstieg der menschlichen Emissionen heute als weniger plausibel gilt als noch vor einigen Jahren. Das ist eine positive Entwicklung.

Eine vollständige Entwarnung folgt daraus jedoch nicht. Auch bei niedrigeren Emissionen hängt die tatsächliche Erwärmung davon ab, wie empfindlich das Klimasystem reagiert und wie sich natürliche Kohlenstoffsenken und Rückkopplungen entwickeln. Deshalb kann auch das neue Hochemissionsszenario von CMIP7 zu einer sehr starken Erwärmung führen. Die vorläufige zentrale Abschätzung liegt für 2100 bei etwa 3,5 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau; bei einer besonders empfindlichen Reaktion des Klimasystems und ungünstigen Rückkopplungen sind auch mehr als 4 °C möglich.

Das ist jedoch kein Grund für Fatalismus. Im Gegenteil: Zwischen den menschlichen CO₂-Emissionen und der langfristigen Erwärmung besteht ein enger Zusammenhang. Jede zusätzliche Tonne CO₂ erhöht die kumulierten Emissionen und trägt damit zur weiteren Erwärmung bei. Umgekehrt begrenzt jede vermiedene Emission den zusätzlichen Temperaturanstieg.

Auch der Schutz von Wäldern, Mooren und anderen Ökosystemen bleibt wichtig. Sie speichern Kohlenstoff, beeinflussen Wasserhaushalt und Mikroklima und können zugleich die Widerstandsfähigkeit gegenüber Klimafolgen erhöhen.

Die neuen Szenarien zeigen daher zwei Entwicklungen gleichzeitig: Extreme Emissionspfade wie SSP5-8.5 sind weniger plausibel geworden – starke Erwärmung und erhebliche Klimarisiken sind damit aber noch nicht ausgeschlossen. Wie stark sich das Klima weiter erwärmt, hängt wesentlich davon ab, wie schnell die weltweiten Treibhausgasemissionen sinken.

Warum CO₂-Bepreisung kein Strafgeld ist

Klimaschutz bedeutet nicht, die Natur für unveränderlich zu halten. Im Gegenteil: Er bedeutet, anzuerkennen, dass wir Menschen inzwischen stark genug sind, natürliche Systeme messbar zu verändern.

Eine CO₂-Bepreisung ist dabei kein moralisches Strafgeld, sondern ein ökonomisches Instrument. Sie soll dafür sorgen, dass die Folgekosten fossiler Energien nicht einfach auf die Allgemeinheit, auf kommende Generationen oder auf ärmere Regionen abgewälzt werden. Wer Schäden verursacht, soll sie im Preis mitberücksichtigen.

Warum entstehen trotzdem Zweifel?

Dass Menschen den Klimawandel bezweifeln oder seine Ursachen unterschiedlich bewerten, liegt nicht nur an fehlendem Wissen. Forschung aus Psychologie und Kommunikationswissenschaft zeigt, dass auch soziale Zugehörigkeit, politische Einstellungen, Vertrauen in Institutionen und die Bewertung unterschiedlicher Informationsquellen eine Rolle spielen können.

Der Klimawandel ist zudem schwer unmittelbar wahrzunehmen: CO₂ ist unsichtbar, Wetter schwankt von Tag zu Tag und viele Klimafolgen entwickeln sich über Jahrzehnte. Gleichzeitig betreffen mögliche Gegenmaßnahmen Bereiche wie Energie, Verkehr, Wohnen und Konsum. Dadurch können wissenschaftliche Erkenntnisse mit wirtschaftlichen Interessen, persönlichen Erfahrungen oder politischen Überzeugungen in Konflikt geraten.

In der Forschung wird in diesem Zusammenhang unter anderem von „motiviertem Denken“ gesprochen. Gemeint ist, dass Menschen Informationen nicht immer völlig unabhängig von bereits bestehenden Überzeugungen bewerten. Allerdings ist die Forschung hierzu differenziert: Unterschiedliche Schlussfolgerungen können auch dadurch entstehen, dass Menschen verschiedenen Quellen unterschiedlich stark vertrauen. Wiederholte Aussagen können zudem vertrauter und dadurch glaubwürdiger erscheinen, selbst wenn sie sachlich falsch sind.

Das bedeutet nicht, dass jeder Zweifel unbegründet oder böse gemeint ist. Fragen nach Kosten, Verteilungsgerechtigkeit, Verboten oder staatlichen Eingriffen sind legitime politische und gesellschaftliche Fragen. Sie sollten jedoch von naturwissenschaftlichen Fragen getrennt werden.

Ob und wie Klimaschutzmaßnahmen ausgestaltet werden, ist Gegenstand politischer Entscheidungen. Dass CO₂ bestimmte Wellenlängen der Infrarotstrahlung absorbiert, dass seine Konzentration durch menschliche Aktivitäten stark gestiegen ist und dass dieser Anstieg zur globalen Erwärmung beiträgt, ist dagegen durch Messungen und physikalische Grundlagen sehr gut belegt.

Der IPCC weist außerdem darauf hin, dass Fehlinformationen und gezielte Desinformation die öffentliche Wahrnehmung des Klimawandels beeinflussen und politische Reaktionen verzögern können. Forschung zur Klimakommunikation zeigt ebenfalls, dass wiederholte Falschinformationen Vertrauen in wissenschaftliche Erkenntnisse schwächen können.

Wie Klimaforschende die Zukunft einschätzen

Wie groß die Sorge in Teilen der Klimaforschung ist, zeigte 2024 eine Umfrage des Guardian unter 380 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die als Autorinnen, Autoren oder Review Editors an IPCC-Berichten beteiligt waren.

77 % der Befragten erwarteten eine globale Erwärmung von mindestens 2,5 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau. 42 % gingen von mehr als 3 °C aus. Nur 6 % hielten es für wahrscheinlich, dass die Erwärmung auf 1,5 °C begrenzt werden kann. Viele äußerten große Sorge und Frustration über die Geschwindigkeit der bisherigen politischen Reaktionen.

Diese Zahlen sind jedoch keine offizielle Prognose des IPCC. Sie geben persönliche Einschätzungen einer Gruppe von Klimaforschenden wieder. Wie stark sich die Erde tatsächlich erwärmen wird, hängt wesentlich davon ab, wie sich die zukünftigen Treibhausgasemissionen entwickeln.

Auch bei Überschreiten von 1,5 °C oder 2 °C ist die weitere Entwicklung deshalb nicht bedeutungslos. Mit jedem zusätzlichen Zehntelgrad steigen viele Klimarisiken weiter an. Umgekehrt kann jede vermiedene zusätzliche Erwärmung Schäden und Anpassungsbedarf begrenzen.

Wissenschaft und soziale Medien

Soziale Medien können die Vermittlung wissenschaftlicher Erkenntnisse zusätzlich erschweren. Wissenschaftliche Aussagen enthalten häufig Wahrscheinlichkeiten, Unsicherheiten und Einschränkungen. Kurze und stark zugespitzte Behauptungen lassen sich dagegen leichter verbreiten.

Das kann dazu führen, dass einfache Erklärungen größere Aufmerksamkeit erhalten als differenzierte wissenschaftliche Einordnungen. Forschung zu Klimadesinformation untersucht deshalb zunehmend, wie Falschinformationen erkannt und ihre Wirkung verringert werden kann.

Für eine sachliche Klimadebatte ist es daher wichtig, unterschiedliche Ebenen auseinanderzuhalten: Naturwissenschaftliche Aussagen sollten anhand von Messdaten und Forschung bewertet werden. Über Kosten, Verteilung, Geschwindigkeit und konkrete Klimaschutzmaßnahmen kann und muss dagegen politisch diskutiert werden.

▶ https://www.youtube.com/watch?v=oR4nOP9qWBQ – Video auf YouTube ansehen

„Das Ausmaß des Problems wird nicht gut verstanden“, sagte Ralph Sims von der Massey University in Neuseeland. „Es wird also Millionen Umweltflüchtlinge geben, eskalierende Extremwetterereignisse, Nahrungs- und Wasserknappheit, bevor die Mehrheit die Dringlichkeit akzeptiert, Emissionen zu senken — und dann wird es zu spät sein.“

Quelle: The Guardian – „Hopeless and broken“ – https://www.theguardian.com/environment/ng-interactive/2024/may/08/hopeless-and-broken-why-the-worlds-top-climate-scientists-are-in-despair

In der modernen Klimakommunikation stehen Wissenschaftler vor einer wachsenden Mauer aus algorithmisch begünstigter Desinformation. Der Ozeanograf Stefan Rahmstorf beschreibt dieses Dilemma eindringlich anhand seiner Erfahrungen auf Social-Media-Plattformen:

„Die Desinformation verbreitet sich wie ein Virus in den sozialen Medien und die seriöse wissenschaftliche Information eben doch deutlich weniger. Das ist eines der Probleme, was wir hier haben.“

Quelle: Gespräch mit Stefan Rahmstorf auf YouTube — https://www.youtube.com/watch?v=oR4nOP9qWBQ – Aussage etwa bei Minute 9.

Die Beobachtung, dass Falschinformationen in sozialen Medien große Reichweiten erzielen können, während wissenschaftliche Korrekturen häufig deutlich weniger Aufmerksamkeit erhalten, ist kein Einzelfall. Forschung zur Verbreitung von Informationen zeigt, dass falsche oder irreführende Inhalte unter bestimmten Bedingungen schneller und weiter verbreitet werden können als sachlich korrekte Informationen.

Anschaulich beschreibt dies das sogenannte Brandolini-Prinzip: Eine falsche Behauptung kann sehr schnell aufgestellt und verbreitet werden, während ihre Widerlegung oft deutlich mehr Aufwand erfordert. Daten müssen geprüft, Quellen nachvollzogen und Zusammenhänge erklärt werden. Das Brandolini-Prinzip ist dabei keine wissenschaftliche Gesetzmäßigkeit, sondern eine treffende Beschreibung dieses Kommunikationsproblems.

Hinzu kommt die Funktionsweise sozialer Medien. Inhalte, die überraschen, emotionalisieren oder starke Reaktionen auslösen, erhalten häufig besonders viel Aufmerksamkeit. Empfehlungssysteme, die Beiträge stark nach Interaktion wie Klicks, Likes oder Weiterleitungen gewichten, können solche Effekte verstärken. Forschung zeigt, dass eine stärkere Gewichtung von Nutzerinteraktionen unter bestimmten Bedingungen auch die Verbreitung von Fehlinformationen erhöhen kann.

Auch bei Klimathemen ist dieses Muster messbar. Eine Untersuchung von mehr als 20 Millionen Beiträgen auf Facebook, Instagram, Twitter und YouTube zeigte, dass Inhalte mit Verweisen auf unzuverlässige Quellen zwar zahlenmäßig seltener waren, auf mehreren Plattformen aber im Verhältnis deutlich mehr Interaktionen erhielten als Beiträge aus zuverlässigen Quellen.

Damit entsteht ein strukturelles Problem für Wissenschaftskommunikation: Wissenschaftliche Aussagen müssen Unsicherheiten, Datenlage und Einschränkungen berücksichtigen. Irreführende Aussagen können dagegen stark vereinfachen und Zusammenhänge ausblenden.

Das bedeutet nicht, dass soziale Medien zwangsläufig Falschinformationen bevorzugen oder dass korrekte Informationen keine großen Reichweiten erzielen können. Es zeigt jedoch, dass Plattformdesign, Nutzerverhalten und Aufmerksamkeitsmechanismen die Verbreitung vereinfachter oder irreführender Inhalte begünstigen können. Für Wissenschaftskommunikation entsteht daraus die zusätzliche Aufgabe, korrekte Informationen nicht nur sorgfältig, sondern auch verständlich und zugänglich zu vermitteln.

Fazit

Gerade deshalb ist es wichtig, nicht in Resignation zu verfallen. Auch wenn viele Entwicklungen besorgniserregend sind, zählt weiterhin jedes Zehntelgrad vermiedener Erwärmung. Klimaschutz und Klimaanpassung bleiben sinnvoll, weil sie Risiken und Schäden begrenzen und Menschen konkret schützen können.

Der Weltklimarat IPCC fasst den Forschungsstand klar zusammen: Menschliche Aktivitäten, vor allem der Ausstoß von Treibhausgasen, haben die globale Erwärmung verursacht. Die globale Oberflächentemperatur lag im Zeitraum 2011–2020 bereits etwa 1,1 °C über dem Niveau von 1850–1900.

Damit ist der Klimawandel keine Glaubensfrage, sondern eine durch Messungen, physikalische Grundlagen und zahlreiche unabhängige Studien sehr gut belegte wissenschaftliche Erkenntnis.

Quelle: IPCC – AR6 Synthesis Report, Headline Statements – https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/resources/spm-headline-statements/

Für Brühl bedeutet das: Die globale Entwicklung zeigt sich längst vor Ort. Die steigende Jahresmitteltemperatur, die Zunahme heißer Tage, die Abnahme von Eistagen sowie die wachsenden Risiken durch Hitze, Trockenheit und Starkregen machen deutlich, dass der Klimawandel nicht abstrakt bleibt. Er betrifft Stadtplanung, Gesundheit, Grünflächen, Wasserhaushalt, Gebäude und den Alltag der Menschen.

Gerade deshalb gehören Klimaschutz und Klimaanpassung zusammen. Klimaschutz soll verhindern, dass sich die Erwärmung weiter verstärkt. Klimaanpassung soll Brühl widerstandsfähiger gegenüber Folgen machen, die bereits sichtbar sind oder in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlicher werden. Maßnahmen wie Entsiegelung, der Schutz von Grünflächen, Schwammstadt-Prinzipien, Hitzeschutz und Starkregenvorsorge sind daher keine Nebenthemen, sondern konkrete Vorsorge für die Lebensqualität in Brühl.

Kurz gesagt: Der Klimawandel ist physikalisch erklärbar, durch Messungen vielfach bestätigt und in seinen grundlegenden Ursachen sehr gut verstanden. CO₂ ist zwar ein Spurengas, aber ein klimawirksames Spurengas. Gerade weil Stickstoff und Sauerstoff die von der Erde abgegebene Infrarotstrahlung nur sehr schwach absorbieren, kommt es auf jene Gase an, die dies tun.

Wer die Wirkung von CO₂ beurteilen will, darf deshalb Menge und Wirkung nicht verwechseln. Für Brühl heißt das: Klimaschutz ist keine abstrakte globale Aufgabe allein, sondern auch konkrete Vorsorge vor Hitze, Trockenheit, Starkregen und steigenden Folgekosten direkt vor Ort.

Weiterführende Links

Brühl und regionale Klimaanpassung

Stadt Brühl: Bestandsanalyse zum Klimaanpassungskonzept, 2024
https://www.bruehl.de/planen-bauen-klima-und-umwelt/klimaschutz-klimaanpassung/klimaanpassungskonzept/2024-klimaanpassungskonzept-bestandsanalyse.pdf

Stadt Brühl: Klimaschutz und Klimaanpassung
https://www.bruehl.de/pbku/klimaschutz-und-klimaanpassung/klimaschutzkonzept.php

Umweltbundesamt: Klimatische Zwillingsstädte in Europa
https://www.umweltbundesamt.de/klimatische-zwillingsstaedte-in-europa

Show Your Stripes: Temperaturentwicklung in Köln
https://showyourstripes.info/c/europe/germany/kln

Grundlagen zum Klimawandel

NASA: Causes of Climate Change
https://science.nasa.gov/climate-change/causes/

IPCC: AR6 Synthesis Report – Headline Statements
https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/resources/spm-headline-statements/

IPCC: Sixth Assessment Report, Working Group III
https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/

US Geological Survey: Volcanoes Can Affect Climate
https://www.usgs.gov/programs/VHP/volcanoes-can-affect-climate

Deutschland und wissenschaftliche Einordnung

Deutscher Wetterdienst: Klimaatlas Deutschland
https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimaatlas/klimaatlas_node.html

Deutscher Wetterdienst: Klimawandel in Deutschland
https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimawandel/klimawandel_node.html

Leopoldina: Klimawandel – Ursachen, Folgen und Handlungsmöglichkeiten, 2021
https://doi.org/10.26164/leopoldina_03_00327

Stefan Rahmstorf / Urs Neu: Klimawandel und CO₂ – haben die „Skeptiker“ recht?
https://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Other/rahmstorf_neu_2004.pdf

Helmholtz-Klima-Initiative: Fact Sheets

Übersicht der Helmholtz-Fact-Sheets
https://www.helmholtz-klima.de/klimawissen#o=search&bundle=factsheet

Fact Sheet: Kohlenstoffdioxid
https://www.helmholtz-klima.de/sites/default/files/medien/dokumente/kohlenstoffdioxid_factsheet.pdf

Fact Sheet: Emissionen
https://www.helmholtz-klima.de/sites/default/files/medien/dokumente/Basispapier_Emissionen_d_0.pdf

Fact Sheet: Dürre
https://www.helmholtz-klima.de/sites/default/files/medien/dokumente/duerre_factsheet_de.pdf

Klimakommunikation und Desinformation

The Guardian: „Hopeless and broken“ – why the world’s top climate scientists are in despair
https://www.theguardian.com/environment/ng-interactive/2024/may/08/hopeless-and-broken-why-the-worlds-top-climate-scientists-are-in-despair

YouTube: Gespräch mit Stefan Rahmstorf über Klimawandel und Desinformation
https://www.youtube.com/watch?v=oR4nOP9qWBQ

Video

Klimawandel-Leugner: So konterst du mit Fakten, 5 min
https://www.youtube.com/watch?v=-R0ORqS3FyI