Klimazahlen im Wandel

Klimazahlen im Wandel

Die Konzentration von CO₂ in der Atmosphäre steigt und liegt heute bei 429 ppm, das sind 65 Prozent mehr als zu Beginn der Industrialisierung im Jahr 1750. Verantwortlich für den Anstieg ist der Mensch, der Wälder, Kohle, Öl und Erdgas verbrennt. Das viele CO₂ in der Atmosphäre verwandelt die Erde in ein Treibhaus.

Im Verlauf der Erdgeschichte gab es und wird es auch immer wieder natürliche Klimaschwankungen geben. Die kälteste Periode der vergangenen 8.000 Jahre war wahrscheinlich die Kleine Eiszeit, die von etwa 1250 bis 1860 n. Chr. dauerte. Während dieser Zeit war es auf der Erde durchschnittlich 2 °C kühler als heute. Ernteausfälle, Hungersnöte und Pandemien in ganz Europa waren die Folge. Verantwortlich für die niedrigen Temperaturen in dieser Zeit waren zahlreiche Vulkanausbrüche. Gelangen Schwefeldioxid und Staub bei explosiven Vulkanausbrüchen in die oberen Teile der Atmosphäre, verdunkeln Staubwolken den Himmel, und die in der Atmosphäre aus Schwefel und Wasser gebildeten Schwefelsäure-Tröpfchen reflektierten das Sonnenlicht zurück in den Weltraum – es wird kälter.

Häufig sind neben Vulkanausbrüchen auch veränderte Meeresströmungen und die Variabilität der Sonneneinstrahlung für Klimaänderungen verantwortlich. Die Intensität der Sonneneinstrahlung ist variabel und wird hervorgerufen durch zyklische Orbitalbewegungen der Erde bei ihrem Weg um die Sonne. Die Erde taumelt leicht auf ihrer Rotationsachse (Polbewegung), zudem ändert sich der axiale Neigungswinkel, der aktuell bei 23,4 Grad liegt. Im Laufe von Jahrtausenden führen diese orbitalen Effekte zu Klimaschwankungen auf der Erde.

Der CO₂-Thermostat ist aufgedreht

Die aktuell beobachtete globale Erwärmung erfolgt aber viel zu schnell und kann nicht mit veränderten Vulkanausbrüchen, Meeresströmungen oder Sonnen- und Orbitalzyklen erklärt werden (Lockwood und Ball 2020). Dafür muss die atmosphärische CO₂-Konzentration betrachtet werden. Daten aus Eisbohrkernen zeigen, dass diese in den vergangenen achthunderttausend Jahren immer zwischen 170 und 300 ppm (parts per million oder Teile pro Million) pendelte, wobei sich Eis- und Warmzeiten abwechselten.
Bis zu Beginn der Industrialisierung im 18. Jahrhundert war die Photosynthese der Motor im schnellen Kohlenstoffkreislauf, der die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre gesteuert hat. Im schnellen Kohlenstoffkreislauf bewegt sich Kohlenstoff innerhalb von Tagen, Monaten und Jahren zwischen Pflanzen, Tieren, Boden, Ozeanen und der Atmosphäre hin und her. Dadurch hat sich ein dynamisches Gleichgewicht entwickelt, das die atmosphärische CO₂-Konzentration über Jahrtausende stabil gehalten hat. Im Jahr 1750 lag die CO₂-Konzentration noch bei 277 ppm.

Durch das menschliche Eingreifen ist aus dem Gleichgewicht allerdings ein Ungleichgewicht geworden. Kohlenstoff, der in Gesteinen oder fossilen Energieträgern gespeichert ist, wurde in Jahrmillionen dauernden Prozessen gebunden und in der Erdkruste oder am Meeresboden „weggesperrt“. Als Teil des langsamen Kohlenstoffkreislaufs, entweicht dieser Kohlenstoff normalerweise nur extrem langsam durch Verwitterung von Gestein oder durch tektonische und vulkanische Aktivitäten. Was die Natur für Jahrmillionen weggesperrt hat, fördert der Mensch rasant schnell wieder zutage. Erdgeschichtlich betrachtet, braucht er dafür nur einen Wimpernschlag.

Durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas gelangen riesige Mengen Kohlenstoffs in einem sehr kurzen Zeitraum vom langsamen in den schnellen Kohlenstoffkreislauf, wo er nicht hingehört. Als Abfallprodukt der Verbrennung gelangt der Kohlenstoff als CO₂ in die Atmosphäre. Eine Tonne Kohlenstoff geht mengenmäßig als 3,67 Tonnen CO₂ in die Atmosphäre über. Deswegen reichert sich CO₂ in der Atmosphäre schnell an, und es verwundert nicht, dass die atmosphärische CO₂-Konzentration im Februar 2026 bei 429 ppm lag, das sind 65 Prozent über dem vorindustriellen Niveau – Tendenz weiter steigend (NOAA Global Monitoring Laboratory 2026). Jedes weitere ppm CO₂ bedeutet zusätzliche 7,8 Milliarden Tonnen CO₂ in der Atmosphäre. In der bisherigen Lebenszeit des Autors gelangten 105 ppm oder 819 Milliarden Tonnen vom Menschen verursachtes CO₂ in die Atmosphäre.

Sauerstoff in der Atmosphäre
Für das Verbrennen fossiler Brennstoffe ist Sauerstoff notwendig. 21 Prozent der gasförmigen Atmosphäre sind Sauerstoff, das entspricht 209.500 ppm. Für jedes ppm CO₂, das durch Verbrennung emittiert wird, verliert die Atmosphäre 2,15 ppm Sauerstoff (Sampaio u. a. 2022). Der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre ist also weitgehend stabil bzw. nimmt marginal ab.

CO₂-Emissionen

Die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre steigt vor allem deswegen an, weil fossile Brennstoffe – Kohle, Erdöl und Erdgas – in großen Mengen verbrannt werden. Hinzu kommen Emissionen aus der Zementherstellung und von Landnutzungsänderungen durch zum Beispiel das Roden von Wäldern. Die IPCC-Leitlinien sind international anerkannte Standards, mit denen Länder auf nationaler Ebene Treibhausgasemissionen in Sektoren wie Energie, Industrie und Landwirtschaft einheitlich erfassen und berichten. Neuerdings werden diese Schätzungen durch Daten ergänzt, die Bodenmessungen mit Satellitenbeobachtungen kombinieren. Um Treibhausgasemissionen zu erfassen und ihre Auswirkungen auf das sich verändernde Klima bewerten zu können, werden Daten von fünf Hauptkomponenten betrachtet (Friedlingstein u. a. 2026):

• Die globale Aufnahme von CO₂ durch Landoberflächen (Pflanzenwachstum durch Photosynthese) wird mit Modellen geschätzt.
• CO₂-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger und der Zementherstellung basieren auf Energiestatistiken und Daten zur Zementproduktion.
• CO₂-Emissionen aus Landnutzungsänderungen werden durch Modelle auf der Grundlage von Daten zur Landnutzung- und änderung geschätzt.
• Die atmosphärische CO₂-Konzentration wird täglich gemessen, zum Beispiel auf dem Mauna Loa in Hawaiʻi seit dem Jahr 1958.
• Die globale Aufnahme von CO₂ durch Ozeane wird mit Erdsystemmodellen und beobachtungsbasierten Daten geschätzt.

Die Daten und Schätzungen aus den oben genannten fünf Hauptkomponenten werden zusammengeführt und erlauben eine Abschätzung, wie stark welche Komponente in den Kohlenstoffkreislauf eingreift. Für das Jahr 2025 ergibt sich daraus die in der Tabelle unten aufgeschlüsselte CO₂-Bilanz (Friedlingstein u. a. 2026):

Die Zahlen verdeutlichen, dass derzeit jedes Jahr mehr CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt wird, als natürliche Kohlenstoffsenken wieder entfernen können. Deswegen steigt die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre. Im Jahr 2025 wurden brutto 40,0 Gt direkt oder indirekt vom Menschen verursachtes CO₂ in die Atmosphäre emittiert, wovon mit netto -21,3 Gt etwas mehr als die Hälfte von natürlichen Kohlenstoffsenken – Landoberflächen und Ozeane – wieder aufgenommen wurde. Der Rest, Netto-Emissionen in Höhe von 18,7 Gt, sind in der Atmosphäre verblieben und haben die CO₂-Konzentration allein in diesem Jahr um 2,4 ppm erhöht. Je größer die Netto-Emissionen sind, desto mehr wandelt sich das Klima. Im Gegensatz zur Gehaltsabrechnung wäre für das Klima weniger Netto vom Brutto allerdings deutlich besser. Ohne das Pflanzenwachstum der Vegetation an Land und ohne Ozeane lägen die Netto-Emissionen sehr viel höher. Die Landvegetation nimmt ein Viertel des vom Menschen verursachten CO₂ auf, die Ozeane mit 29 Prozent noch etwas mehr. Das unterstreicht, wie wichtig die Vegetation der terrestrischen Ökosysteme und wie wichtig intakte Ozeane bei der Bekämpfung des Klimawandels sind.

Von Brutto zu Netto
Brutto-Emissionen: Gesamtmenge an Treibhausgasen, die ohne Abzüge in die Atmosphäre freigesetzt wird, sei es durch natürliche Prozesse oder durch menschliche Aktivitäten.

Netto-CO₂-Aufnahme: Aufnahme von CO₂ aus der Atmosphäre in eine Kohlenstoffsenke, wie zum Beispiel Wälder.

Netto-Emissionen: Brutto-Emissionen minus Netto-CO₂-Aufnahme; negative Netto-Emissionen entstehen, wenn mehr CO₂ aufgenommen als in die Atmosphäre abgegeben wird, bei positiven ist es umgekehrt.

Der rapide Anstieg der atmosphärischen CO₂-Konzentration bleibt nicht folgenlos für die Erde. Es wird wärmer, und es kommt zu positiven Rückkopplungen im Klimasystem der Erde, die das Klima nachhaltig verändern.

Treibhaus Erde – die Temperatur steigt

Jede zusätzliche Tonne CO₂ in der Atmosphäre trägt zur globalen Erwärmung bei. Die Oberflächentemperatur reagiert auf die steigende atmosphärische CO₂-Konzentration – und steigt ebenfalls. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde erwärmt, hat sich in den in den letzten zehn Jahren erheblich beschleunigt (Foster und Rahmstorf 2026). Die Jahre 2015 bis 2025 waren die elf heißesten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen (WMO 2026). Das bisher heißeste Jahr war 2024, in dem die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde um 1,55 °C höher lag als im Durchschnitt der Jahre 1850 bis 1900 (Tollefson 2025).

Eine Erhöhung der Oberflächentemperatur um 1,55 °C in 175 Jahren klingt vermeintlich wenig spektakulär. Allerdings werden enorme Energiemengen benötigt um Ozeane, Atmosphäre und Landmassen der Erde in erdgeschichtlich so kurzer Zeit so stark zu erwärmen. Die größten Wärmepuffer gegen hohe Temperaturen sind Ozeane, die mehr als 90 Prozent der überschüssigen Wärme aufnehmen und speichern. Der Rest wird in Landmassen und in der Atmosphäre gespeichert.

Der Rekordwert von 1,55 °C aus dem Jahr 2024 bedeutet nicht, dass damit bereits das Niveau des Pariser Klimaabkommen aus dem Jahr 2015 überschritten wurde. Das Pariser Klimaabkommen ist ein rechtlich bindender Vertrag, mit dem sich große Teile der Menschheit verpflichtet haben, die globale Erwärmung auf 1,5 °C im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen. Dafür reicht ein einzelnes Jahr mit einer Temperaturerhöhung von über 1,5 °C nicht aus, weil kurzfristige natürliche Schwankungen, wie zum Beispiel El-Niño-Ereignisse oder Vulkanausbrüche, die vom Menschen verursachten Effekte überdecken könnten.

Deswegen hat der IPCC festgelegt, die globale Erwärmung über einen Zeitraum von 20 Jahren zu bewerten (IPCC 2023). Der 20-Jahres-Durchschnitt glättet die Daten und deutet auf einen bleibenden Zustand der globalen Erwärmung hin und folgt nicht einzelnen Ausreißern (Bevacqua u. a. 2025). Im Jahr 2023 lag der 20-Jahres-Durchschnitt der gemittelten Oberflächentemperatur der Erde bei 1,43 °C (Forster u. a. 2024). Die Frage ist heute nicht mehr, ob die 1,5-°C-Grenze erreicht wird, sondern wann. Hält die Erwärmungsrate der letzten zehn Jahre unvermindert an, werden die 1,5 °C möglicherweise noch vor dem Jahr 2030 überschritten werden (Foster und Rahmstorf 2026). Der Klimawandel – er nimmt Fahrt auf.

Klimaszenarien

Wie stark die Oberflächentemperatur bis ins Jahr 2100 steigt, wurde in Erdsystemmodellen simuliert. Im Klimaszenario SSP1-1.9 steigt die Temperatur am wenigsten an und wird Ende des Jahrhunderts bei 1,38 °C über dem vorindustriellen Niveau liegen. Im „Horrorszenario“ SSP5-8.5 steigt sie im selben Zeitraum am stärksten an auf 4,73 °C. Weil das Horrorszenario für unwahrscheinlich gehalten wird, liegt die Wahrheit vermutlich irgendwo zwischen SSP1-2.6 (1,72 °C) und SSP3-7.0 (3,91 °C), weswegen das mittlere Szenario SSP2-4.5 (2,75 °C) als möglich erachtet wird (Hausfather und Peters 2020). Zwar lässt sich das Horrorszenario weiterhin nicht ganz ausschließen; vor dem Hintergrund eines verringerten Kohleverbrauchs im 21. Jahrhundert scheint die Erwärmung bis zum Ende des Jahrhunderts aber unter 3 °C zu bleiben (Hausfather u. a. 2025).