Die globale Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert

Seit es verlässliche instrumentelle Messungen gibt, um daraus globale Mittelwerte zu rekonstruieren, d.h. seit Mitte des 19. Jahrhunderts, waren die bodennahen globalen Durchschnittstemperaturen der Erde nie so hoch wie in den letzten 10 Jahren.

Durchschnittstemperatur

Die globale Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert

Änderung der globalen 5-Jahresmitteltemperatur 1850-2020 absolut und im Vergleich zu 1850-1900 nach 6 Datensätzen.

Abb. 1: Änderung der globalen 5-Jahresmitteltemperatur 1850-2020 absolut und im Vergleich zu 1850-1900 nach sechs Datensätzen.B1

Die globale Mitteltemperatur hat sich seit Beginn des 20. Jahrhunderts in zwei Phasen erhöht. In Abb. 1 tritt deutlich eine Erwärmung von 1910 bis 1940 und seit den 1970er Jahren hervor. Dazwischen gab es eine leichte Abkühlung um 0,1 oC. Von den zehn wärmsten Jahren der gesamten Periode liegen alle bereits im 21. Jahrhundert. 2016, 2020, 2019, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013 und 2005 waren in absteigender Reihenfolge die bisher wärmsten Jahre der Messreihe (Abb. 2).1 Neun dieser zehn wärmsten Jahren liegen bereits in den 2010er Jahren. Dabei hat das Tempo der Erwärmung deutlich zugenommen. Das Jahr 2020 war 1,2 °C wärmer als der vorindustrielle Wert (1850-1900), und die letzten sechs Jahre zwischen 2015 und 2020 waren zugleich die wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen.2 Außerdem gibt es zahlreiche Regionen mit einem stärkeren Temperaturanstieg als dem globalen Mittel, so dass 20-40 % der menschlichen Bevölkerung bereits einen Anstieg von 1,5 °C erfahren haben.3

Aktuelle Temperaturveränderung


Abb. 2: Veränderung der globalen Mitteltemperatur 1860-2018B2

Das aktuellste Jahr 2021 war global das fünftwärmste Jahr nach 2016, 2020, 2019 und 2017. Die globale Mitteltemperatur lag 1,1-1,2 °C über dem vorindustriellen Mittelwert von 1850-1900. Am Anfang und gegen Ende des Jahres sorgten La-Niña-Bedingungen für eine leichte Abkühlung. Dennoch wurden an zahlreichen Wetterstationen Rekordwerte gemessen, so auf Sizilien mit einem neuen europäischen Rekord von 48,8 °C und im Südwesten Kanadas mit 49,6 °C, ein Wert, der um 5 °C über der bisherigen höchsten Temperatur nördlich des 50. Breitengrades lag. Die CO2-Konzentration lag im Jahresmittel bei 414 ppm, im April 2021 bei 416. Die Wachstumsrate von CO2 betrug wie im Mittel der 10-Jahresperiode 2,4 ppm/Jahr.3a

El Niño und La Niña

2015 und 2016 waren durch einen starken El Niño, eine periodisch auftretende ungewöhnliche Erwärmung im tropischen Pazifik, beeinflusst, während in den Jahren 2017 und 2018 eine schwache La Niña, die kühle Gegenphase zum warmen El  Niño, herrschte. 2019 und 2020 waren eher neutrale Bedingungen vorherrschend, während 2021 einen leichten La-Niña-Einfluss erlebte. Beide Jahre waren somit die wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen ohne den Einfluss durch einen El Niño und zeigen damit deutlich die Auswirkungen der Erwärmung durch anthropogene Treibhausgase. Zwischen den wichtigen Temperaturreihen der NASA, NOA und des MetOffice gibt es in dieser Hinsicht weitgehende Übereinstimmung (Abb. 1).

Globale Temperaturen und ENSO


Abb. 3: Globale Temperaturen und ENSO. Globale Monatsmitteltemperaturen und El-Niño- und La-Niña-Jahre 1980-2018B3

Tages- und Nachttemperaturen und die städtischen Wärmeinseln

Bei einem Vergleich zwischen Tages- und Nachttemperaturen zeigt sich, dass die Minimumtemperaturen seit Mitte des 20. Jahrhunderts stärker als die Maximumtemperaturen zunahmen und der Unterschied zwischen Tages- und Nachttemperaturen dadurch abnahm. Dieser Trend war besonders ausgeprägt zwischen 1960 und 1980 und nahm danach ab. In einigen Regionen wie Europa und Australien kam es sogar zu einer Zunahme der Differenz zwischen Tages- und Nachttemperaturen nach 1980.4 Die abnehmende Tag-Nacht-Differenz hat zu der Vermutung geführt, dass dafür eventuell die zunehmende Verstädterung mitverantwortlich sein könnte, da die urbanen Wärmeinseln die Nachttemperaturen stärker als die Tageswerte beeinflussen. Im Hinblick auf die jährlichen globalen Mitteltemperaturen spielt die Verstädterung jedoch nur eine zu vernachlässigende Rolle. Regional und lokal kann die Urbanisierung jedoch einen signifikanten Einfluss auf die Häufigkeit von Extremereignissen, wie besonders Hitzewellen, haben.5

Die Rolle des Ozeans

Bei Betrachtung der gesamten Energie, die durch menschliche Aktivitäten in das Klimasystem gelangt, sollte man jedoch nicht nur die Atmosphäre berücksichtigen. Der allergrößte Teil der zusätzlichen Energie, die zwischen 1971 und 2010 das Erdsystem erwärmt hat, nämlich über 90 %, wurde vom Ozean aufgenommen.6 Die Erwärmung des Ozeans zeigt sich vor allem in den oberen 700 m Wasserschicht, aber auch zwischen 700 und 2000 m Tiefe. Der Ozean ist insofern in mancher Hinsicht ein besserer Indikator für die globale Erwärmung des Klimasystems durch den Menschen als die globale Oberflächentemperatur. Er nimmt nicht nur die mit Abstand größte Menge an zusätzliche Wärme auf, sondern zeigt auch weniger Schwankungen von Jahr zu Jahr und spiegelt damit besser die stetige Zunahme von anthropogenen Treibhausgasen wider als die einer stärkeren Variabilität unterliegenden atmosphärischen Temperaturen. Diese entsteht auch dadurch, dass der Wärmeaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean starken Schwankungen unterliegt. Bei Berücksichtigung des Ozeans hat es daher auch die viel diskutierte „Erwärmungspause“ in den 2000er Jahren gar nicht gegeben.7 Die ‚Erde‘ hat sich weiterhin erwärmt; nur ist ein größerer Teil der Wärmemenge in den Ozean gegangen. Durch seine großes Volumen und seine hohe Wärmekapazität ist der Ozean mit Abstand das größte Wärme-Reservoir im Klimasystem. Die Wärmeaufnahme durch den Ozean stellt daher einen Puffer bei Klimaänderungen dar und verlangsamt im gegenwärtigen Klimawandel deutlich die Erwärmungsrate der Atmosphäre.

Deutsche und globale Temperaturdaten mit Nutzungsanleitung

Anmerkungen:
1. NOAA (2021): Climate at a Glance. Global Time Series
2. WMO (2021): State of Global Climate 2020
3. IPCC (2018): Global Warming of 1.5 °C, 1.1
3.a Copernicus (2022): Globally, the seven hottest years on record were the last seven; carbon dioxide and methane concentrations continue to rise; WMO (2021): State of the Global Climate 2021
4. Thorne, P. W., et al. (2016): Reassessing changes in diurnal temperature range: Intercomparison and evaluation of existing global data set estimates, J. Geophys. Res. Atmos., 121, 5138– 5158, doi:10.1002/2015JD024584.
5. IPCC (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Box 10.3
6. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, Box 3.1
7. Vgl. dazu: MetOffice (2013): The recent pause in global warming (1): What do observations of the climate system tell us?; MetOffice (2013): The recent pause in global warming (2): What are the potential causes?

Bildquellen:
B1
. Copernicus Climate Change (2021): Globe in 2020; Lizenz: Reproduction of the publicly available content of this website is authorised, provided the source is acknowledged, save where otherwise stated.
B2. Eigene Darstellung; Daten nach National Oceanic and Atmospheric Administration: Global Time Series
B3. NOAA National Centers for Environmental Information. State of the Climate: Global Climate Report for September 2018 (2018): Monthly temperature anomalies versus El Niño; Lizenz: public domain

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