Niemand sprach von Klimaänderung, als Arrhenius 1896 Messexperimente zur Absorption von Infrarotstrahlung durch Kohlendioxid machte. Er formulierte eine Theorie für den Treibhauseffekt, und schätzte die Erwärmung für eine CO₂-Verdopplung auf rund 5.5°C. Heute bezeichnen wir den Wert für die Verdoppelung der atmosphärischen CO₂-Konzentration als «Klimasensitivität». Sie ist ein Mass dafür, wie stark sich im Gleichgewicht die globale Temperatur ändert als Reaktion auf eine Störung in der Strahlungsbilanz.

Warum ist dieser historische Exkurs interessant? Er zeigt, dass die Klimaänderung nicht ein neuzeitliches Schreckgespenst von Umweltaktivisten ist, das nur auf undurchschaubaren Computerberechnungen aufbaut. Im Gegenteil: Der Treibhauseffekt basiert auf fundamentalen physikalischen Gesetzen, deren Grundlagen zum Teil vor über hundert Jahren schon erarbeitet wurden. Computermodelle für Klimaprognosen gab es damals nicht. Wozu auch? Arrhenius erkannte damals, dass industrielle Aktivitäten CO₂ ausstossen. Aber er schätzte, dass es für eine Verdopplung der CO₂-Werte mehrere tausend Jahre brauche. Er hatte diese Rechnung ohne den Energiehunger der Menschheit gemacht.

Ab 1960: Die ersten Klimamodelle

In einem legendären Bericht für die amerikanische Akademie der Wissenschaften kam Jule Charney 1979 zum Schluss, dass die Klimasensitivität bei rund 3°C liegt, mit einem wahrscheinlichen Fehler von ±1.5°C. Als Grundlage dafür dienten unter anderem die ersten globalen gekoppelten Klimamodelle. Dieser Bereich von 1.5-4.5°C hat sich über Jahrzehnte kaum verändert, trotz Unmengen von Messdaten und leistungsfähigeren Modellen. Der wahrscheinliche Bereich liegt heute bei 2-4.5°C, die beste Schätzung immer noch bei 3°C. Diese Resultate basieren auf Modellen und Beobachtungen der Klimaänderung über das letzte Jahrhundert, aber auch auf Rekonstruktionen der letzten Eiszeit oder Messungen des Vulkanausbruchs Pinatubo.

Die Gründe für die Unsicherheit sind fundamental: In einem System mit Rückkopplungen lässt sich erst nach langer Zeit feststellen, ob es sich um eine starke oder eine sehr starke Rückkopplung handelt. Die erste schnelle Reaktion auf eine Störung ist jedoch in beiden Fällen fast gleich. Einen tiefen Wert für die Klimasensitivität können wir schon heute mit relativ hoher Sicherheit ausschliessen, einen hohen Wert nicht (siehe weiterführende Links).

Heute: Unsicherheit als Argument für oder gegen Massnahmen?

Die immer noch grosse Unsicherheit in der Klimasensitivität überträgt sich natürlich auch auf die Prognose der Auswirkungen unserer CO₂-Emissionen. Einige verwenden dies als Argument abzuwarten, bis die Wissenschaft die Unsicherheit reduziert hat. Aus einer Risiko-Perspektive würde ich umgekehrt argumentieren: Zwar gibt es eine Chance von vielleicht 20%, dass die Klimaänderung deutlich kleiner sein wird als angenommen. Aber es gibt eine mindestens so grosse Chance, dass die Auswirkungen massiv schlimmer sein werden als vorausgesagt.

Diese Unsicherheiten sprechen aus meiner Sicht für und nicht gegen ein rasches Handeln. Selbst eine kleine Wahrscheinlichkeit für eine Katastrophe akzeptieren wir im täglichen Leben nicht. Oder würde Sie in ein Flugzeug einsteigen, wenn Ihnen der Pilot mitteilt, dass die Wahrscheinlichkeit für einen Absturz bei 20% liegt?

(Reto Knutti/ETH-Klimablog)