Alles Leben auf der Erde hängt direkt oder indirekt von Wasser und Eis ab. Doch die Wasserwelt der Erde ist gestresst. Weltweit gibt es immer weniger Fische, Korallen bleichen aus, Riffe werden karger. Die Flächen mit Mangroven, Seegraswiesen schrumpfen, genau wie Salzmarschland an den Küsten. Nicht nur, weil die Menschheit geradezu alles aus dem Wasser zieht, was sich fischen lässt, und Küsten nach ihrer Vorstellung umgestaltet. Sondern auch, weil sich als Folge der vom Menschen angetriebenen Klimaveränderung die Meere erwärmen und versauern, Gletscher schmelzen, Eisschilde schwinden und Meeresspiegel steigen.

Das ist besorgniserregend. Denn die Ozeane regeln die weltweite Temperatur mit. Ihre Rolle ist fundamental, weil sie wahrscheinlich rund 90 Prozent der Hitze aufgenommen haben, die seit 1970 durch das von Menschen produzierte Kohlendioxid (CO2) verursacht wird, und sie seit den Achtzigerjahren geschätzt 20 bis 30 Prozent der anthropogenen CO2-Emissionen gespeichert haben, die sonst in der Atmosphäre verbleiben und die globale Erwärmung zusätzlich antreiben würden. Auch liefern die Ozeane große Mengen Sauerstoff.

All das jedoch ist in Gefahr. Wie es um das Wasser und das Eis des Planeten genau bestellt ist und was auf die Menschheit zukommt, ist im aktuellen Sonderbericht des Weltklimarats IPCC dokumentiert. Zentrale Fragen des Special Reports on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate (SROCC) sind: Wie lassen sich die Ozeane schützen, sodass sich die Erde langsamer erwärmt? Und wie wären sie so zu bewirtschaften, dass Menschen, die von den Meeren abhängig sind, künftig ein sicheres Einkommen haben und genug zu essen? Und außerdem: An welchen Ufern wird sich in der Zukunft angesichts der steigenden Meeresspiegel noch wie leben lassen? Und wie ist damit umzugehen, dass Stürme in Küstenregionen in Häufigkeit und Stärke zunehmen dürften? Denn eins ist klar: Das Klima verändert sich weiterhin sehr schnell, schon jetzt hat das massive Auswirkungen auf das Leben auf der Erde. Das, was wir jetzt beobachten, ist ein Blick in die Zukunft.

Der aktuelle IPCC-Report zeigt: Maßnahmen, um den Ozean und die damit verbundenen Ökosysteme zu schützen, sind eng damit verbunden, das Weltklima zu stabilisieren. Für den Bericht haben mehr als 100 Wissenschaftlerinnen und Forscher mehrere Tausend Studien analysiert und in Szenarien dargestellt, was die aktuellen Klimaveränderungen für den Planeten bedeuten könnten. Anschließend haben Vertreter und Vertreterinnen der 195 Mitgliedsstaaten des Weltklimarats auf einer Konferenz in Monaco den Bericht Zeile für Zeile verabschiedet – was Kompromisse in den Formulierungen erfordert.

ZEIT ONLINE stellt die wesentlichen Erkenntnisse vor:

Weniger Permafrost, mehr Methan

Bis zu 1.600 Gigatonnen Treibhausgase könnten aus tauenden Permafrostböden in die Atmosphäre gelangen.

Seit Tausenden Jahren sind manche Böden der Erde gefroren. Etwa ein Sechstel der gesamten Erdoberfläche gilt als solch ein Permafrostgebiet. Doch was Forschergruppen in Langzeitmessungen zeigen konnten: Permafrostböden erwärmen sich in mehreren Gebieten der Erde (Nature: Schuur et al., 2015). Denn dem aktuellen Sonderbericht zufolge ist die Temperatur zwischen 2007 und 2016 in den Polarregionen und Höhenlagen um durchschnittlich rund 0,3 Grad Celsius gestiegen. 

In den teilweise mehrere Hundert Meter dicken Permafrostschichten sind gigantische Mengen Biomasse aus abgestorbenen Pflanzen konserviert. Mit dem Tauen beginnen sie, sich zu zersetzen, weshalb erst Kohlendioxid entsteht und unter sauerstofffreien Bedingungen, etwa unter der Wasseroberfläche, letztlich Methan (CH4) – ein Treibhausgas, das als besonders schädlich gilt (Science: Zimov, Schuur & Chapin III, 2006). Dem Sonderbericht zufolge könnte die Schmelze zu bis zu Milliarden Tonnen Kohlenstoff führen, die in den nächsten Jahrzehnten aus den Böden emporsteigen. Die Rede ist von 1.460 bis 1.600 Gigatonnen Treibhausgasen zusätzlich – das wäre nahezu zweimal so viel Kohlenstoff, wie derzeit in der Atmosphäre ist. 

Wegen dieser Mengen gelten Permafrostböden als möglicher Kipppunkt im globalen Klimasystem. Es könnten so viele Treibhausgase zusätzlich frei werden, dass sich die Erderwärmung ab einer gewissen, nicht genau definierten Schwelle trotz aller von Menschen unternommenen Gegenmaßnahmen nicht mehr aufhalten ließe.

All das sind komplexe Modellrechnungen. Viele Faktoren sind dafür relevant, viele davon flexibel. So ist beispielsweise noch unklar, in welchem Ausmaß die Veränderungen den Treibhauseffekt verstärken. Denn – auch darauf wird in dem aktuellen Sonderbericht hingewiesen – wenn es weniger Frost gibt, können mehr Pflanzen wachsen, die wiederum Kohlendioxid binden. Gleichzeitig verdunkelt Vegetation die Oberfläche des Planeten, was ihn befähigt, mehr Wärme des Sonnenlichts zu speichern als helle Schneeregionen oder karge Böden, die Strahlung reflektieren.

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Nachschub an Frischwasser lässt nach

© Phurba Tenjing Sherpa/​Reuters

Rund 60 Prozent der Hindukusch-Gletscher sollen in den kommenden Jahrzehnten verschwinden.

Gebirge sind die Wassertürme der Menschheit. Doch ob in Asien, Europa, Südamerika oder Nordamerika: Gletscher schrumpfen, Schneedecken schmelzen und neuer Schnee bleibt immer häufiger aus, was dazu führt, dass Frischwasser knapp wird (Water resources research: Viviroli et al., 2007). Betroffen sind Gebirge wie der Himalaya, die Alpen oder die Anden. 

Knapp zwei Drittel der Hindukusch-Gletscher beispielsweise könnten laut Einschätzung der Sonderberichtautoren bis Ende des 21. Jahrhunderts verschwunden sein, sollten die Emissionen – die weltweit derzeit trotz aller Warnungen weiter steigen – nicht drastisch sinken. Die möglichen Konsequenzen sind enorm: Zum einen wird Millionen Menschen das Trinkwasser ausgehen. Die Gletscher der Hindukusch-Region beispielsweise sind bedeutsam für 240 Millionen Einwohnerinnen und Einwohner. Zum anderen gehen bedeutende Wasserquellen für große Flüsse verloren, wie die Riesen Ganges und Jangtse. Allein sie versorgen rund zwei Milliarden Menschen mit Wasser. Und ebenfalls wichtig: Mit den Wassermassen lässt sich Strom gewinnen. Lässt die Kraft der Flüsse künftig nach, weil kein Wasser mehr nachkommt, wird die Menschheit auf diese Weise weniger Energie gewinnen können.

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Ewiges Eis an den Polen schwindet

© Eitan Abramovich/​AFP/​Getty Images

155 Gigatonnen Eis haben die Gletscher in der Antarktis pro Jahr zwischen 2006 und 2015 verloren.

Was lange als ewiges Eis galt, ist wohl alles andere als das. Ob in Grönland oder der Antarktis: Die Polregionen verlieren ihre Eismassen. Zwischen den Jahren 2006 und 2015 hat Grönlands Eisschild jährlich rund 280 Gigatonnen Masse eingebüßt. In demselben Zeitraum zerflossen in der Antarktis durchschnittlich etwa 155 Gigatonnen Eis pro Jahr. Vor allem die nördliche antarktische Peninsula und Teile der Westantarktis sind laut den Autorinnen und Autoren des IPCC-Reports mit hoher Wahrscheinlichkeit betroffen.

Den Prognosen zufolge werden die Eisschilde Grönlands und der Antarktis im Verlauf des 21. Jahrhunderts immer mehr, immer schneller an Masse verlieren. Das gilt als sehr wahrscheinlich. Ebenso, dass die Rate in der zweiten Jahrhunderthälfte noch mal steiler ansteigen wird, wenn sich weiter große Mengen an Treibhausgasen in der Atmosphäre sammeln. Zudem scheint die Schneedecke in der Arktis zu schrumpfen. Zwischen 1967 und 2018 seien insgesamt 2,5 Millionen Quadratkilometer verloren gegangen, heißt es in dem Bericht. Und es hat sich zwischen 1979 und 2018 in der Arktis über alle Monate gerechnet ziemlich wahrscheinlich weniger Meereis gebildet, es erstreckt sich nicht mehr so weit, was noch entsteht, ist dünner als zuvor. Aus den Antarktis-Daten ist derzeit kein vergleichbarer Trend zu lesen.

Warum die Veränderungen problematisch sind? Weil das Eis an und um Nord- und Südpol unter anderem den Planeten kühl hält, indem es Sonnenlicht reflektiert. Die Wärme wird ins All abgestrahlt, statt vom Boden gespeichert zu werden – mit der Schmelze ändert sich das, weil die Oberfläche dunkler wird (Journal of Geophysical Research: Li et al., 2018). Eine weitere Folge: Wenn die polaren Eisschilde schmelzen, hebt sich der Meeresspiegel weiter.

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Immer schneller, immer höher steigt der Meeresspiegel

Um bis zu 110 Zentimeter könnte der Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 ansteigen.

Wenn Eisschilde und Gletscher schmelzen, schwellen die Ozeane an. Die Folge: Der Meeresspiegel steigt – um jährlich 3,3 Millimeter, wie Messungen seit 1993 zeigen*. Die Autorinnen und Verfasser des Sonderreports machen klar: Es gibt keinen Zweifel an dem Anstieg. Aber er geht rascher vonstatten als zuletzt erwartet – und dürfte noch mal höher ausfallen als bislang befürchtet. Wie schlimm es wird, hängt davon ab, wie die Menschheit ab sofort und künftig handelt. 

Um bis zu 110 Zentimeter könnte das Wasser bis zum Jahr 2100 im globalen Durchschnitt ansteigen. Zumindest laut eines Szenarios, das von zwei Grad Celsius durchschnittlicher Erwärmung bis zum Jahr 2050 und 4,3 Grad bis 2100 ausgeht. Damit ist zu rechnen, wenn der antarktische Eisschild so viel Eis verliert wie vorhergesagt und die Emissionen nicht dramatisch sinken – was die derzeitige weltweite Klimapolitik vermuten lässt. Weniger als 50 Zentimeter könnten es sein, würde es gelingen, sie so zu verringern wie auf der Klimakonferenz in Paris 2015 besprochen. Das würde weniger Zerstörung von Küstengebieten bedeuten, aber noch immer Zerstörung und Flucht (wobei häufig genannte Prognosen, wie viele Menschen wegen Klimaveränderungen werden fliehen müssen, umstritten sind).

Im 20. Jahrhundert ist der globale Meeresspiegel bereits um etwa 15 Zentimeter angestiegen.
Hans-Otto Pörtner, Meereswissenschaftler

Jüngste Studien klingen alarmierend: Der Anstieg des Meeresspiegels beschleunigt sich. "Im 20. Jahrhundert ist der globale Meeresspiegel bereits um etwa 15 Zentimeter angestiegen. Aktuell steigt er doppelt so schnell – und das wird sich weiter beschleunigen, wenn Treibhausgasemissionen nicht drastisch verringert werden", sagt der Meereswissenschaftler Hans-Otto Pörtner, einer der Leitautoren des aktuellen IPCC-Sonderberichts. Forscherinnen fürchten, dass ein abrupter Rückgang des Eises in der Antarktis und in Grönland die Entwicklung noch verschärft.

"Der globale Meeresanstieg wird sich über den Globus verteilt ganz unterschiedlich ausprägen", sagt Beate Ratter, ebenfalls IPCC-Autorin. "Flache Koralleninseln und flache Küstenstaaten wie Bangladesch, die nur wenige Meter über dem Meer liegen und nur wenig finanzielle und räumliche Schutzmöglichkeiten haben, werden vor allem vor den zunehmenden Wellendynamiken und Sturmintensitäten an die Grenzen ihrer Anpassungsfähigkeit und Bewohnbarkeit kommen." Stiege der Spiegel um einen Meter, heißt es laut IPCC, wären 20 Prozent von Bangladesch überschwemmt. 30 Millionen Menschen müssten von dort fort. Und in Ägypten stünden Ende des Jahrhunderts mehr als zehn Prozent des Nildeltas unter Wasser, was nicht nur mehr als fünf Millionen Menschen betreffen würde, sondern auch große Fläche fruchtbaren Landes. 

Mumbai, Shanghai, New York, Miami, Bangkok, Tokio, Jakarta – an den Küsten dieser Erde leben rund 1,9 Milliarden Menschen. Rund 380 Millionen leben weniger als fünf Meter über dem Meeresspiegel. So tief liegend zu leben, zu arbeiten und eine stabile Wirtschaft aufzubauen, wird zunehmend problematischer. Heute erlebt im Schnitt ein Mensch, der in einer der zehn größten Hafenstädte lebt, jedes Jahr schwere Überflutungen. Die Zahl könnte sich in den nächsten 50 Jahren verdreifachen (Climatic Change: Hanson et al., 2011). Zwischen 0,2 und 4,6 Prozent der Bevölkerung können jedes Jahr damit rechnen, ungewollt im Wasser zu stehen (Proceedings of the National Academy of Sciences: Hinkel et al., 2014). Sollte der Meeresspiegel um 50 Zentimeter steigen, würden gemessen anhand der 20 am meisten bedrohten Hafenstädte der Welt Posten im Wert von rund 27 Billionen US-Dollar von Hochwasser bedroht sein.

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Die Erde wird salziger

© Hoang Dinh Nam/​AFP/​Getty Images

600 Millionen Menschen werden durch mehr Salz in der Umwelt anders leben, arbeiten und anbauen.

Steigenden Ozeane verändern Grund und Grundwasser. Das einströmende Salz macht mancherorts bisheriges Trinkwasser ungenießbar und könnte häufiger zu Krankheiten wie Cholera führen oder sie gar verschlimmern, wie bereits im stark verschmutzten indischen Fluss Ganges beobachtet (Science of The Total Environment: Batabyal et al, 2014).

Weltweit leben laut einer Forschergruppe der Weltbank rund 600 Millionen Menschen in Gebieten, die von mehr Salz in der Umwelt betroffen sein werden. Landwirtinnen werden nicht nur unter dem Verlust von Land, sondern auch mit salzhaltigeren Böden zu kämpfen haben. Vor allem der Reisanbau sei dadurch gefährdet, heißt es im IPCC-Report. Im vietnamesischen Mekongdelta ist schon jetzt zu beobachten, dass Landwirte weniger Reis ernten (Nature Climate Change: Smajgl et al., 2015). Ausdrücklich gefährdet ist auch Spaniens Ebrodelta (Science of The Total Environment: Genua-Olmedo et al., 2016). In Bangladesch könnte die Ernte in den kommenden drei Jahrzehnten um bis zu 15 Prozent sinken, der Anbau von Ölsaaten, Zuckerrohr und Jute ist in manchen Gebieten erst einmal gestoppt (Ocean & Coastal Management: Khanom, 2016).

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Heißer und saurer – die Zukunft der Ozeane

© David Gray/​Reuters

Bis zu 90 Prozent der Hitzewellen im Ozean sind auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen.

Stetig haben sich die Ozeane der Erde seit 1970 erwärmt. Von 1993 bis 2017 wohl mehr als doppelt so schnell wie zuvor. Nicht nur an der Oberfläche zwischen 0 und 700 Metern Tiefe, sondern auch zwischen 700 und 2.000 Metern hat das Wasser nachweislich mehr Hitze gespeichert, heißt es im IPCC-Sonderbericht. 

Entsprechend häufiger gab es in den vergangenen Jahren Hitzewellen, bis zu 90 Prozent solcher Ereignisse zwischen 2006 und 2015 seien mit großer Wahrscheinlichkeit auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen, schreiben die Autoren. Die Zahl habe sich seit 1982 nicht nur verdoppelt, die Hitze sei auch intensiver geworden, halte länger an und umfasse größere Gebiete. Das hat zu einem lokal begrenzten, oft plötzlichen Rückgang der Meereslebewesen geführt. Besserung sei nicht in Sicht. Und selbst wenn das 1,5-Grad-Ziel erreicht würde, ist davon auszugehen, dass nahezu alle der Warmwasserkorallenarten große Verluste erleiden, gar ganz verloren gehen.

Der schlechten Nachrichten nicht genug werden die Ozeane in Tiefen bis zu 1.000 Metern immer sauerstoffärmer. Zwischen 0,5 bis 3,3 Prozent an Sauerstoff seien sehr wahrscheinlich zwischen 1970 und 2010 verloren gegangen. Und weil die Ozeane tonnenweise Kohlendioxid speichern, werden sie saurer. Kohlendioxid verbindet sich mit Wasser nämlich zu Kohlensäure, was die oberen Schichten der Meere unwirtlicher macht. Was manche Forscherinnen befürchten: Künftig könnten sich Kalkfundamente von Riffen beispielsweise auflösen, auch kalkbildende Schnecken, Muscheln und Planktonarten sind gefährdet. 

Heißer, saurer, sauerstoffärmer – all das hat schon jetzt Einfluss auf das Leben mancher Pflanzen und Tiere im Ozean. Seit etwa 1950 haben diverse marine Spezies von den Polen bis zum Äquator sich neue Lebensräume gesucht und ihr Verhalten verändert. Während in den nördlichen Breitengraden, etwa im Nordatlantik und Nordpazifik, das Spektrum einiger Fischarten zunimmt, wird in den Tropen ein deutlicher Rückgang ihres potenziellen Fangs erwartet – bis 2050 um bis zu 40 Prozent (Global Change Biology: Cheung et al., 2010). Dass die Menschheit weiterhin intensiv fischt, setzt den Beständen zusätzlich zu.

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Und was bedeutet all das für Deutschland?

Mehr als 300.000 Menschen in Deutschland könnten bis 2100 von Überflutung betroffen sein.

Weltweit hat der Klimawandel Folgen. Welche Bedeutung er speziell für Deutschland hat, auch darauf gibt es Hinweise. Die Küsten der Bundesrepublik erstrecken sich über mehr als 3.600 Kilometer. Laut des IPCC-Sonderberichts wären daher mehr als 300.000 Menschen bis zum Ende des Jahrhunderts von Überflutungen betroffen, wenn die Emissionen weiter steigen. Vor allem in Niedersachsen, Bremen und Schleswig-Holstein gilt das Risiko als besonders groß. Einer Studie zufolge wären von einem Meeresspiegelanstieg um 50 Zentimeter zudem allein in Hamburg 60.000 Menschen betroffen (Climate Change: Hanson et al., 2011). Die Schäden würden demnach umgerechnet rund 130 Milliarden Dollar kosten. 

Durch das steigende Wasser gehen Land und Strände verloren (Global and Planetary Change: Hinkel et al., 2013). "Wenn der Meeresspiegel zu schnell steigt, drohen Wattflächen zu ertrinken, die Erosion der Küsten, Inseln und Halligen nimmt zu", sagt Jannes Fröhlich, Referent für Wattenmeerschutz beim WWF Deutschland. Die Folge: Tausende Menschen müssen ihre Heimat verlassen, Küstenstädte werden auf Dauer unbewohnbar. Ebenfalls bedenklich: Weite Teile des Rheindeltas liegen bereits bis zu sechs Meter unter dem Meeresspiegel (Estuarine, coastal and shelf science: Day et al., 2016), was das Gebiet ebenfalls anfällig für Überschwemmungen und damit auf lange Sicht womöglich unbewohnbar macht. 

Mit dem steigenden Meeresspiegel erwarten manche Forscher größere Wellen, das Sturmflutrisiko steigt. Auch deshalb wäre es sinnvoll, in den Schutz der Küstengebiete zu investieren. "Wattflächen und Salzwiesen wirken als Puffer vor Überschwemmungen. Eine möglichst natürliche, widerstandsfähige Küstenlandschaft schützt auch uns selbst vor dem Meeresspiegelanstieg", sagt Fröhlich. Auch müsste man die Deiche anpassen, heißt es im IPCC-Bericht. Einer Studie zufolge müsste der Küstenschutz bis 2100 um rund 50 Prozent höher gebaut sein als bislang, um den Veränderungen entgegenzuwirken (Nature: Arns et al., 2017). 

Doch nicht nur an der Küste, auch in den Bergen wird der Klimawandel sicht- und spürbarer. Bis zum Ende des Jahrhunderts werden die Gletscher in den Alpen mancher Modellrechnung zufolge nahezu komplett verschwunden sein, wenn die Emissionen nicht sinken (Cryosphere: Zekollari, Huss & Farinotti, 2019). Die Wasserversorgung in der Region wäre gestört (Journal of Water and Climate Change: Vanham, 2012). 

Klimawandel - Was, wenn wir nichts tun? Waldbrände, Eisschmelze, Unwetter: Der Mensch spürt die Erderwärmung. Wie sieht die Zukunft aus? Der Klimaforscher Stefan Rahmstorf erklärt unsere Welt mit 4 Grad mehr.

Zudem versorgen die Alpen den Rhein mit großen Mengen Wasser – eine von Europas meistbefahrenen Wasserstraßen, dicht besiedelt und intensiv industrialisiert. Wird dieses Wasser knapp, hat das Auswirkungen auf Strömungen sowie den Wasserstand und damit auf die Bewohner im und am Fluss. Und etwas, worauf die IPCC-Autorinnen und Autoren unter Berufung auf einen Bericht der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung noch hinweisen: Kein deutsches Skigebiet wird Ende dieses Jahrhunderts noch auf Schnee zählen können. Das gilt übrigens auch für Frankreich, die Schweiz und Österreich.

Mitarbeit: Stefan Schmitt, der zudem über die Folgen des Meeresspiegelanstiegs und die "Flut von morgen" geschrieben hat.

Wie ist die Erderwärmung noch zu begrenzen? In diesem Schwerpunkt lesen Sie alles zu den Ursachen und Folgen der Klimaveränderungen weltweit.

*Anm. d. Red.: An dieser Stelle stand zunächst 1933. Wir haben den Tippfehler korrigiert.

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