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Folgen des Klimawandels

FOLGEN DES KLIMAWANDELS

Das Klima der Zukunft abzuschätzen, stellt eine große Herausforderung für die Wissenschaft dar. Dazu werden globale Klimamodelle entwickelt, die in der Lage sind, das Klimasystem in seinen wesentlichen Teilen realistisch zu simulieren. Um das Klima der Zukunft einzuschätzen, müssen einige Einflussgrößen für den gewünschten Zeitraum vorgegeben werden. Dies sind insbesondere Annahmen zur künftigen Emissionen von Treibhausgasen in die Atmosphäre aber auch Tendenzen der Lufttrübung. Es wird deshalb keine Klimaprognose gegeben sondern Projektionen bei vorgegebenem Verhalten der Menschheit.

Die Folgen solcher Klimaszenarien für Natur und alle Bereiche der Gesellschaft sind vielfältig und nur schwer absehbar. Nach den gängigen Szenarien der mittleren globalen Erwärmung wird die Menschheit im 21.Jahrhundert in einem Klima leben, wie sie es bisher noch nicht erlebt hat. Darüber hinaus muss beachtet werden, dass die Erderwärmung nicht über eine bestimmte Grenze voranschreitet, weil es sogenannte Kipp-Punkte, also Instabilitäten, gibt, bei deren Überschreitung die Änderung des Klimas nicht mehr nur von den Anstößen durch die Menschen abhängen. Daher hat die Völkergemeinschaft eine Obergrenze von wesentlich unter 2°C als Ziel genannt, denn jenseits dieser Erwärmung können in kürzeren Zeiträumen irreversible Änderungen im Klimasystem eintreten.

Zahlreiche von den Modellen schon etwa in den früheren 1990er Jahren für die ersten Jahrzehnte des 21. Jh. prognostizierte Änderungen sind bereits angelaufen. Die Kontinente und die Meeresoberfläche erwärmen sich, die Niederschläge verschieben sich, der Wassermangel in ariden und semi-ariden Gebieten wird stärker, Waldbrände häufen sich (Australien, Russland, Spanien, Kalifornien u.a.), der Meeresspiegel steigt verstärkt an, Pflanzen und Tiere an Land und im Ozean ändern ihre Verbreitungsgebiete, der pH-Wert des Meerwassers sinkt, viele Korallen bleichen aus, die Gletscher in fast alle Gebirgen schrumpfen, die Meereisfläche in der Arktis wird kleiner und dünner, die Eisschilde (Grönland und Westantarktis) verlieren jüngst in steigendem Maße Masse, manche neuern Wetterextreme sind beobachtet worden.

Es gibt bei Klimaänderungen immer Gewinner und Verlierer. Zu den Gewinnern zählen die Landwirtschaft in hohen Breiten und teilweise auch der Tourismus an der Nord- und Ostseeküste. Die Anzahl der Verlierer ist viel größer. Hierzu einige Beispiele mit mehr Details:

 

Meer

Annährend 71% der Erdoberfläche sind vom Meer bedeckt. Die Veränderungen der Ozeane haben daher sicher globale Auswirkung. Der Meeresspiegelanstieg ist eine der wichtigsten Folgen des Klimawandels. Je nach Szenario ist bis zum Ende dieses Jahrhunderts ein im Vergleich zum Zeitraum von 1700 bis 2012 überaus starker Anstieg zwischen 0,6 und 1,2 m Anstieg zu erwarten (Abb. 1) .

GMSLR

Abb. 1: Der globale mittlere Meeresspiegelanstieg (GMSLR) während des Zeitraums 1700-2012 (erstellt unter Verwendung von Pegeldaten, paläoklimatologischen Befunden und Satellitendaten) sowie Projektionen für künftige Anstiege bis 2100 für die Klima-Szenarien RCP 2,6 (blau) und RCP 8,5 (rot) (IPCC 2013a).

In den Jahren seit 1993 wurde weltweit ein mittlerer Anstieg von 3.2 mm/Jahr gemessen (Abb.2).

Abb. 2: Beobachteter mittlerer Meeresspiegelanstieg anhang von Messungen mit Radar-Altimetern (NASA/CNES Topex/Poseidon und Jason-1 sowie NASA/CNES/NOAA/Eumetsat Jason-2). Die eingefügte Weltkarte zeigt für die Kontinente ein Anwachsen der Wassermenge in den Böden (blau) aufgrund hoher Niederschläge während des »La Niña«-Ereignisses (2010-11). Vorübergehend sank der mittlere Meeresspiegel während dieser Zeit (www.nasa.gov/topics/earth/features/pia16294.html#.UtaVCrSFfps).

Der größte Anteil (>90%) der in den letzten Jahrzehnten vom Klimasystem zusätzlich aufgenommenen Wärme (1971-2010) ging in die Ozeane. Es ist sicher, dass sich zumindest die obere Wasserschicht (0-700 m Wassertiefe) erwärmt hat. In der Zeit 1971-2010 betrug die Erwärmung in den oberen 75 m 0,11 °C pro Jahrzehnt (IPCC 2013b, Abb. 3).

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Abb. 3: Wärmeanomalie (in 1022 Joule) in den oberen Wasserschichten der Ozeane während des Zeitraums 1950-2010 nach unterschiedlichen Schätzungen (IPCC 2013b).

 

Die thermische Ausdehnung der Ozeane und der Zustrom vom Schmelzwasser aus den Gebirgsgletschern erklären >60% des mittleren globalen Meeresspiegelanstiegs in den Jahren 1993-2010. Die Eisverluste beider Eisschilde in Grönland und in der Antarktis haben in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Das grönländische Eisschild verlor 375 km³/Jahr im Zeitraum 2011 bis 2014 und das antarktische Eisschild 128 km³/Jahr (2011 bis 2014). 1 Gt = 1,1 km³ und 100 Gt/Jahr bedeuten einen Anstieg um 0,28 mm/Jahr (1 Gt = 109 Tonnen). Neben der thermischen Ausdehnung und dem Schmelzwasser von Landgebieten gibt es andere Faktoren, die die Höhe des Meeresspiegels lokal und/oder global beeinflussen. Hierzu gehören beispielsweise die intensiver gewordene Nutzung des Grundwassers (nach seiner Nutzung fließt ein beträchtlicher Anteil ins Meer), die unterschiedliche Temperatur des Meerwassers (in warmen Regionen ist die thermische Ausdehnung stärker), die Deformation der Erdkruste (z.B. der glazial-isostatische Effekt) sowie die Erdöl- und die Erdgasförderung; sie führen zur Senkung des Ozeanbodens (siehe Teilkapitel Lozán, Köhler & Stammer, Carson & Köhl).

Durch den Meeresspiegelanstieg sind vor allem kleine Inseln gefährdet. Eine genaue Quantifizierung an kleinen Inseln ist jedoch kompliziert. Er verläuft langsam im Vergleich zur natürlichen Variabilität, die von einem Jahr zum anderen mehrere Dezimeter betragen kann und im Pazifik hauptsächlich durch die El Niño-Southern Oscillation verursacht wird. Natürliches Wachstum von Korallen stabilisiert die Inseln. Allerdings kann im Laufe der kommenden Jahrhunderte der Meeresspiegelanstieg um einem Meter oder mehr ansteigen. Dies wird manche Atolle unbewohnbar machen. Zu den gefährdeten gehören die Marshall Inseln, Kiribati, Tuvalu, Tonga, Line, Mikronesien und die Cook Insel im Pazifik sowie Antigua und Nevis im Atlantik und die Malediven im Indischen Ozean (siehe Teilkapitel Schröter).

Durch den Anstieg des Meeresspiegels sind aber auch Länder mit flachen Küsten stark gefährdet. Viele davon sind besonders dicht besiedelt und wichtige Wirtschaftsräume. In Deltas nehmen die Überschwemmungen bei erhöhtem Meeresspiegel zu. Im 80.000 km² großen Delta von Ganges und Brahmaputra führt bereits heute insbesondere das Zusammentreffen von Hochwasser durch heftigen Monsunregen im Himalaya mit Zyklonen im Golf von Bengalen immer wieder zu vielen Todesopfern und Obdachlosen. Bei Überschwemmungen in 1970 und 1991 gab es jeweils über 100.000 Tote. In 1998 wurde die Zahl der Obdachlosen mit 25 Mio. angegeben. Das war die größte Flutkatastrophe in der Geschichte Bangladeschs. Fast 70% des Landes waren durch die Überschwemmung betroffen. Weite Teile dieser Deltaregion liegen kaum einen Meter über dem mittleren Meeresspiegel (http://www.scinexx.de/dossier-detail-241-12.html).

Die Weltmeere stehen in ständigem Gasaustausch mit der Atmosphäre. Ein beträchtlicher Teil des anthropogenen CO2 wird von den Meeren aufgenommen. Im Meerwasser gelöstes CO2 verändert die Karbonatchemie und führt zur Senkung des pH Wertes und stärkerer Kalziumkarbonatsättigung in Teilen des Meeres. (siehe dazu Teilkapitel Schultz & Riebesell und Riebesell & Schultz).

Eine weitere Folge der Erwärmung an der Ozeanoberfläche sind sehr wahrscheinlich die stärker werdenden tropischen Wirbelstürme, die wegen extrem hoher Windgeschwindigkeit und durch besonders starke Regenfälle oft gewaltige Zerstörungen verursachen. Diese Wetterextreme werden wahrscheinlich nicht häufiger; aber die Anzahl der besonders intensiven nimmt zu. Neben der Meeresoberflächentemperatur hat für die Wirbelstürme auch die Struktur der Atmosphäre einen großen Einfluss. Hurrikan Mitch forderte 1998 in Honduras und Nicaragua 11.000 Todesopfer und richtete Sachschäden in Höhe von 5 Mrd. US Dollar an. Hurrikan Katrina tötete 2005 in der Stadt New Orleans (USA) über 1.000 Menschen und verursachte einen Sachschaden von mindestens 81 Mrd. US-Dollar. 2005 war das Jahr mit der bisher stärksten Hurrikan-Aktivität im Nordatlantik; es gab 14 Hurrikane, drei davon in der höchsten Kategorie 5 (siehe Teilkapitel  Kasang).

 

Das Eis der Erde

Das Eis der Erde umfasst das Meereis und Schelfeis, die Gebirgsgletscher, Eisschilde (auch Inlandeis genannt), Permafrost und Eishöhlen sowie Schnee. Alles Eis auf den Erdoberflächen und auf dem Meer wird als Kryosphäre zusammengefasst. Ein wesentlicher Teil der Hydrosphäre. Das Eis der Erde hat sich im Laufe der Erdgeschichte mehrmals massiv verändert. Besonders viele der Gebirgsgletscher reagieren aufgrund ihrer am Gefrierprunkt liegenden Temperaturen bei Erwärmung relativ rasch; sie sind gute Indikatoren für Klimaschwankungen. So ist die Masse der Gletscher in den Alpen infolge der Erderwärmung seit 1850 um mehr als die Hälfte zurückgegangen (siehe Teilkapitel Escher-Vetter). Auch die tropischen Gletscher in den Anden haben trotz ihrer Höhe von 5.000-6.000 m 30-50% ihre Eismasse verloren (siehe Teilkapitel. Lozán & Kasang). Da die Gletscher vielerorts eine hohe Bedeutung für die Wasserversorgung haben, leiden viele Regionen bereits heute an schrumpfender Wasserversorgung (siehe Teilkapitel Kasang & Linsenmeier und Unger-Shayesteh et al).

Das arktische Meereis ist insbesondere im Sommer sehr stark zurückgegangen (Abb. 4). Sowohl die Ausdehnung als auch die Dicke des Eises haben sich im Sommer in den letzten Jahrzehnten etwa halbiert. In der Antarktis hingegen nimmt das Meereis auf dem Südlichen Ozean sogar leicht zu. Es gibt mehrere Gründe für diese Unterschiede (siehe Teilkapitel Notz).

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Abb. 4: Abnahme der Meereisausdehnung der Arktis am Ende des Sommers in den letzten Jahrzehnten. Verglichen mit der Ausdehnung in den 1950er Jahren hat sich die eisbedeckte Fläche etwa halbiert. Der niedrigste bisher gemessene Wert mit etwa 4 Millionen km² wurde im September 2012 erreicht. Die hier gezeigten Daten für den Zeitraum 1953-1978 stammen primär aus Beobachtungen mit Schiffen und Flugzeugen, die Daten ab 1979 aus Satellitenmessungen (Datensatz bis 1978: HadISST, ab 1979: NSIDC Sea-ice-Index).

 

Die Eisschilde: Beide große Eisschilde verlieren Eismasse. Die Durchschnittsrate der Verluste des grönländischen Eisschildes hat sich von 83 Gt/Jahr im Zeitraum 1993-2003 auf 240 Gt/Jahr im Zeitraum 2003 bis 2012 deutlich erhöht (Abb. 5). Die Eisverluste des antarktischen Eisschildes sind weniger stark. Die Erhöhung ging von 71 Gt/Jahr (1993 bis 2003) auf 114 Gt/Jahr (2003 bis 2012). Diese Verluste stammen vor allem von der nördlichen antarktischen Halbinsel und dem Amundsen See Sektor der Westantarktis. Bis 2014 sind diese Verluste noch weiter angestiegen (siehe Teilkapitel Rack).

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Abb. 5: Schmelzen in Grönland zwischen 1985 und 2012. Die rot gefärbte Fläche stellt Gebiete dar, in denen zumindest an drei Tagen in der Zeit zwischen dem 1. Mai und 30. September Eisschmelzen zu beobachten war (Quelle: NASA 2012: Greenland: Annual accumulated days of melt. NASA Scientific Visualization Studio, Goddard Space Flight Center).

 

Die Eisschilde verlieren Masse vor allem durch Eisströme an den Rändern, wo sie als Schelfeis auf dem Meer schwimmen. In letzter Zeit konnte vermehrt beobachtet werden, dass sich viele dieser Eisströme auf Grund der veränderten klimatischen Bedingungen erheblich beschleunigen und ausdünnen. Dies verstärkt die Ausbildung von Eisbergen. Der bekannteste Eisstrom ist der Jakobshavn Isbræ. Er kalbt an der Westküste Grönlands nahe der Stadt Ilulissat in den Atlantik. Sein Einzugsgebiet umfasst über 100.000 km² – dies entspricht rund 6,5% des grönländischen Inlandeises. Mit bis zu 6.000 m/Jahr (20 m/Tag) gilt er als einer der am schnellsten fließenden Eisströme weltweit. Von 1997 bis 2012 hat sich die durchschnittliche Fließgeschwindigkeit des Jacobshavn Isbræ fast verdoppelt (Abb. 6) (s. Teilkapitel 4.12 – Albrecht & Lozan).

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Abb. 6: Der Jakobshavn Isbræ im Jahre 2010 – auf dieser Aufnahme von rechts nach links fließend – zeigt einen deutlichen Rückgang der Eisfront, besonders in den letzten beiden Jahrzehnten. Der Rest des Fjordes ist gefüllt mit einer Mélange aus gekalbten Eisbergen und saisonalem Meereis. Die Konturlinien der Front stammen aus verschiedenen Untersuchungen vor Ort und Satellitendaten. Quelle: NASA http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Greenland/printall.php

 

Die Gebirgsgletscher: Fast überall auf der Welt beobachtet man einen Rückzug der Gebirgsgletscher; sie reagieren sehr schnell auf die Erderwärmung, weil sie meist im Inneren den Druckschmelzpunkt erreichen.Weltweit sind viele kleine Gletscher – vor allem in den Tropen und Subtropen – bereits verschwunden. Da die Gebirgsgletscher für manche Regionen die Wasserversorgung während der Trockenzeit sicherstellen, ist die Wasserversorgung dort schon heute gefährdet, während sie bei erhöhtem Abschmelzen größerer Gletscher vorübergehend noch besser sein kann. Das Beispiel der Alpengletscher zeigt, dass nicht nur die ariden und semi-ariden Regionen betroffen sind. Diese haben zwischen 1850 und 1975 fast die Hälfte ihres Volumens verloren und zwischen 1975 und 2000 ist im Mittel jährlich 1% des verbliebenen Eisvolumens weggeschmolzen (Abb. 7). Seit 2000 sind die jährlichen Verluste auf 2-3% gestiegen. Im heißen Sommer 2003 betrugen die Verluste sogar rund 8%. Die Prognose für die nächsten Jahrzehnte sieht nicht gut aus; selbst bei einer günstigen Klimaentwicklung (Stabilisierung bei einer mittleren globalen Erwärmung von 2°C) dürften die Alpengletscher innerhalb weniger Jahrzehnte bis auf kümmerliche Reste verschwunden sein (Haeberli & Maisch 2007, siehe auch Teilkapitel Lozan).

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Abb. 7: Fotos aus den Jahren 1912, 1938 und 2003 des in den Ötztaler Alpen/Tirol liegenden Vernagtferners. Diese von der mittleren Guslarspitze aus gemachten Aufnahmen zeigen den markanten Rückzug dieses Eiskörpers. Seit 1962 wird er von der Kommission für Glaziologie (seit 2010 Kommission für Erdmessung und Glaziologie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften) wissenschaftlich erforscht (Quelle: Archiv der Kommission für Glaziologie, München) (http://www.glaziologie.de/).

 

Gefahren für Pflanzen und Tiere

Erhöhte CO2-Konzentration führt nicht nur zur Erwärmung sondern nach Lösung in Meerwasser zur Senkung des pH-Werts im Meerwasser. Bei unverminderter CO2-Emission sollte die Senkung des pH-Wertes im Verlauf dieses Jahrhunderts schneller und stärker als jemals zuvor in den letzten mindestens 20 Mio. Jahre sein. Laborexperimente belegen zudem deutliche Effekte für zahlreiche Gruppen mariner Organismen. Kalzium Karbonat (CaCO3) wird für den Aufbau von Skeletten, Schalen und anderen schützenden Strukturen verwendet. Wichtige kalkhaltige Vertreter im Plankton sind Coccolithophoriden, Foraminiferen aber auch Flügelschnecken, sowie am Meeresboden die korallinen Makroalgen, Muscheln, Schnecken, Stachelhäuter, Krebse und Korallen. In einigen Organismengruppen ist die Verminderung der Kalzifizierung mit einer Verformung der Kalkstrukturen, dünneren Schalen oder zerbrechlicheren Skelett-Strukturen verbunden. Bei den bereits gut untersuchten Warmwasserkorallen wurde ein breites Spektrum von Reaktionen beobachtet (siehe Teilkapitel Riebesell & Schultz).

Tropische Korallenriffe erstrecken sich über nur 1-2 ‰ der Meeresgebiete der Erde. Jedoch sind sie zugleich die komplexesten Küstenökosysteme, die etwa 1/3 der bekannten Arten der Meere beherbergen. Bei Zunahme der Temperaturen an der Meeresoberfläche zeigen sich Verlagerungen, Störungen oder Entkoppelungen in der Symbiose zwischen Korallen und Algen sowie verschiedene Sekundäreffekte (Abb.8). Die Senkung des pH-Wertes im Meerwasser behindert die Skelettbildung bei den Korallen. Aber auch der Anstieg des Meeresspiegels stellt eine Gefahr für die Korallenriffe dar. Viele Fachleute zweifeln, dass das Riffwachstum mit dem Meeresspiegelanstieg Schritt halten kann (siehe Teilkapitel Schuhmacher & Reinicke).

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Abb. 8: Beispiel einer Korallenbleiche vor der Küste Puerto Ricos. Photo M. Nugues. Die Korallen leben nahe ihrem oberen Temperaturlimit. Wird dieses überschritten, kommt es zum Abstoßen der für sie wichtigen symbiontischen Algen (Zooxanthellen). Diese Reaktion zeigen auch andere zooxanthellen-haltige Organismen wie Schwämme, Hohltiere, Muscheln, Manteltiere u.a. Da danach das weiße Kalkskelett durch die nun farblosen Polypen „durchsichtig“ scheint, heißt das Phänomen Korallenbleiche (Coral-Bleaching).

Von den Tieren an Land sind die Gruppen der Amphibien und Reptilien besonders betroffen. Die Goldkröte ist die erste Amphibienarte, die nachweislich aufgrund der Erderwärmung ausgestorben ist (Abb. 9). In Costa Rica hat man festgestellt, dass die Amphibien- und Reptilienfauna seit 1975 um 75% zurückgegangen ist. Als Ursache wird die Reduktion der Laubstreuschicht (Laubstreu = der Bestandsabfall der Vegetation, welcher weitgehend unzersetzt der Bodenoberfläche aufliegt und dort die Streuschicht bildet) beobachtet. Ein weiteres Beispiel für die Auswirkung der Erderwärmung auf die Biodiversität ist das Verschwinden einiger Arten der Gattung Atelopus in Lateinamerika. Das Aussterben von Arten in ansonsten vom Menschen kaum veränderten Habitaten in verschiedenen Teilen der Welt gibt einen Eindruck von der Tragweite der Konsequenzen des Klimawandels.

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Abb. 9: Die Goldkröte – die erste Amphibienart, die infolge des Klimawandels nachweislich ausgestorben ist (Aus: Amphibien und Reptilien – Verbreitungs- und Verhaltensänderung aufgrund der Erderwärmung. In: Warnsignal Klima: Gesundheitsrisiken. Teilkapitel Böhme & Rödder).

Gesundheitsrisiken

Von Pollen verursachte Allergien sind in den letzten Jahrzehnten viel häufiger geworden. Sie beeinträchtigen Lebensqualität und Leistungsfähigkeit der Betroffenen und können zu lebensbedrohlichen Erkrankungen werden. Ca. 20-30% der Gesamtbevölkerung in Deutschland sind betroffen (Abb. 10). Besonders häufig ist die allergische Rhinokonjunktivitis, auch Heuschupfen genannt. Sie geht häufig in ein allergisches Asthma bronchiale über. Der Gehalt an allergenen Pollen in der Luft verstärkt sich im Zuge des anthropogenen Klimawandels. Mehr, veränderte und neue Pollen charakterisieren die heutige Situation. Die Pollensaison beginnt immer früher und endet aufgrund der Erwärmung später. Der Grund dafür ist, dass sich Austrieb und Blüte durch den Klimawandel verfrüht haben. Man weiß, dass die durch die Pflanzen erzeugte Pollenmenge oft unter höheren CO2-Konzentrationen ansteigt. Hinzu kommt, dass sich wärmeliebende Pflanzen wie Ambrosia (Beifußblättriges Traubenkraut) in Europa verbreitet haben. Aber nicht sämtliche beobachteten Veränderungen in diesem Zusammenhang müssen mit Auswirkungen des anthropogenen Treibhauseffekts verknüpft sein (siehe Teilkapitel Menzel & Behrendt und Teilkapitel Alberternst & Nawrath).

Zecken stellen eine weitere Gefahr für die Gesundheit des Menschen dar. Sie sind Überträger mehrerer Krankheiten, insbesondere der Lyme-Borreliose und der Frühsommer-Meningo-Encephalitis (FSME) (Abb. 10). Die Erwärmung ermöglicht eine Ausbreitung der Zecken weiter nach Norden und auch in größere Höhen. Die häufigste Art in Mitteleuropa ist Ixodes ricinus (Gemeiner Holzbock). Aufgrund von Befragungen weiß man, dass I. ricinus seit den 1980er und 1990er Jahren in Schweden auf breiter Front, sogar bis Zentralschweden, deutlich zugenommen hat. Der Gemeine Holzbock kann schon heute relativ gut an geeigneten Plätzen überwintern. Wie sich die Zeckendichte in der Zukunft entwickeln wird, hängt nicht in erster Linie von der Temperatur, sondern eher von der Bestanddichte seiner Hauptwirte (z.B. des Rehwildes) und der Vegetationsdecke ab (siehe Teilkapitel Kahl & Dautel).

4Mit der Erwärmung breiten sich die Zecken nach Norden

Abb. 10: Rechts: Schild mit Zecken und Wald. Photo: © m.schuckart – Fotolia. Links: Ein erwachsenes Weibchen der Schafzecke (Dermacentor marginatus). Photo: © Olaf Kahl aus Warnsignal Klima: Gesundheitsrisiken.

 

Die durch das Schraubenbakteriums B. burgdorferi verursachte Lyme-Borreliose ist die häufigste durch Zecken übertragene Erkrankung des Menschen in der nördlichen Hemisphäre. Es gibt mindestens fünf verschiedene Stämme dieses Bakteriums. Das Verbreitungsgebiet dieser Erkrankung erstreckt sich etwa zwischen dem 40° und 60° nördlicher Breite gürtelförmig um den Globus, entsprechend dem Verbreitungsgebiet ihrer Vektoren, den Zecken der Gattung Ixodes (siehe Teilkapitel Fingerle et al.). Eine weitere, durch Zecken übertragene Infektion und lebensbedrohende Krankheit ist die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME). Der Erreger ist ein Virus aus der Familie Flaviviridae (siehe Teilkapitel Dobler & Pfeffer).

Als Überträger von Krankheiten sind auch Stechmücken von großer Bedeutung. Die Wissenschaftler der Kommunalen Aktionsgemeinschaft zur Bekämpfung der Schnakenplage und der Universität Heidelberg haben seit 1976 die Stechmückenfauna intensiv studiert und zwischen 1995 und 2012 fünf neue Stechmückenarten für Deutschland u.a. der Gattung Aedes und Anopheles nachweisen können. Uranotaenia unguiculata und Cs. longiareolata sind zwei Arten, die besonders im mediterranen Raum häufig vorkommen und wärmeliebend sind. Ihre Verbreitung könnte durch die weltweit ansteigenden Temperaturen begünstigt worden sein, Aedes albopictus und Oc.j. japonicus sind im Rahmen der Globalisierung mit Handelsgütern bzw. als blinde Passagiere in Kraftfahrzeugen nach Deutschland eingeschleppt worden. Entlang der Autobahn A5 werden seit 2007 regelmäßig Tiere und auch Adultformen von Aedes albopictus nachgewiesen. Oc. j. japonicus hat sich in Baden-Württemberg sowie in Rheinland-Pfalz, Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen weitflächig verbreitet und gilt nun als etablierte Art für Deutschland. Insbesondere die Ausbreitung der Asiatischen Tigermücke Aedes albopictus wird durch die Klimaerwärmung begünstig (siehe Teilkapitel Becker). Sie ist heute neben Aedes aegypti (Abb. 11) weltweit einer der wichtigsten Überträger von Arboviren wie z.B. den Chikungunya-Viren. Aedes albopictus gehört zu den »100 schlimmsten eingewanderten Arten«. Die Ursache für die Ausbreitungswelle ist unter anderem in der Lebensweise der Mücke zu finden. Ähnlich wie Aedes aegypti ist auch Aedes albopictus ein Behälterbrüter, d.h. ihre Larven leben nicht in offenen Wasserstellen wie die von Culex- oder Anopheles-Mücken, sondern in mit Wasser gefüllten Hohlräumen jeglicher Art. Die Tigermücke hat sich insbesondere über den interkontinentalen Altreifenhandel sowie in neuerer Zeit über den Handel mit als »Lucky Bamboo« (Dracaena sp.) bekannten Bambus-Exporten aus Asien verbreitet. Die Verschleppung kann außer im adulten Stadium auch als Larve, Puppe oder als Ei statt­finden (siehe Teilkapitel Krüger)

9Erderwärmung und Überträger v Krankheitserregern

Abb. 11: Links: Anopheles gambiae – Rechts: Aedes aegypti (Photos Rolf Garms).

 

Genug Wasser für alle?

Wie viel Wasser für den privaten Haushalt zur Verfügung steht, variiert zwischen den Regionen sehr stark. In den ländlichen Regionen in afrikanischen Trockengebieten stehen nur etwa 20 Liter pro Tag zur Verfügung (Abb. 12). In den USA benötigt ein Mensch im Durchschnitt 300 l/Tag (siehe Teilkapitel Unger-Shajesteh et al.). Der Durchschnittskonsum innerhalb der Europäischen Union liegt gegenwärtig bei rund 150 l/Tag, wobei es auch hier große Unterschiede zwischen den Ländern gibt. In Deutschland hat der spezifische Wasserverbrauch der privaten Haushalte in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich abgenommen und liegt heute bei etwa 120 l/Tag. 1990 waren es noch 147 l pro Person und Tag gewesen. In vielen Teilen der Welt tritt Wassermangel bereits heute auf. Er wird oft durch Verschmutzung und übermäßige Nutzung der vorhandenen Vorkommen verursacht und in den nächsten Jahrzehnten durch die Bevölkerungsentwicklung sowie den fortschreitenden Klimawandel wahrscheinlich verschärft. Auch Dürre und Überschwemmung können zu Wassermangel führen (siehe Teilkapitel Malz & Scheele). Betroffen sind nicht nur Entwicklungsländer in tropischen und subtropischen Gebieten, auch wohlhabende Industrienationen leiden zunehmend unter Wasserstress. Kalifornien ist einer der größten Nahrungsmittelproduzenten der Welt. Zurzeit erlebt der reiche US-Bundesstaat die schlimmste Dürre seiner Geschichte. Ab Juni 2011 hieß es eine »ungewöhnliche Trockenheit«. Seit Dezember 2011 hat man von einer »mittelschweren Dürre« gesprochen und ab Februar 2012 herrschte eine »schwere Dürre«. Dann begann seit August 2013 in vielen Teilen des Landes die »extreme Dürre« und ab Januar 2014 spricht man von einer »außergewöhnlichen Dürre« (das ist die höchste Skalenausprägung).

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Abb. 12: Die Wasserknappheit verschärft sich in den meisten ariden und semi-ariden Regionen.

Mit dem Klimawandel werden manche aride und semi-aride Gebiete noch trockener und die Wasserknappheit wird sich dort noch verschärfen. Die Bewohner in der Sahelzone wie Tschad und Mali haben täglich nur 20-30 Liter Wasser zur Verfügung (Photo: Mariam.Akhtar-Schuster).

Für viele Länder in den ariden, semi-ariden und trocken-subhumiden Regionen der Erde stellt die Desertifikation (Wüstenbildung) ein erhebliches ökologisches, wirtschaftliches und soziales Problem dar. Diese Regionen umfassen etwa 40% der Landmasse der Erde. Davon sind rund 70% mit einer Gesamtfläche von 3,6 Milliarden ha und damit etwa ein Viertel der Landfläche von Desertifikations-Erscheinungen betroffen oder bedroht. Selbst wenn die aufgeführten Zahlen je nach Schätzung und zugrunde gelegter Definition variieren, unterstreichen sie die Bedeutung der Desertifikation als globales Problem und vermitteln einen Eindruck von den Raumdimensionen, in denen die entsprechenden Prozesse wirksam sind. Im Rahmen der Agenda 21 wird Desertifikation recht allgemein als Landschaftsdegradation in den ariden, semi-ariden und trockensubhumiden Gebieten der Erde beschrieben, die durch verschiedenartige Ursachen einschließlich Klimaschwankungen und Einfluss des Menschen hervorgerufen wird (siehe Teilkapitel Baumhauer).

Für die Trinkwasserversorgung in Deutschland bildet das Grundwasser mit einem Anteil von 71% (Stand 2007) die wichtigste Ressource. Das Vorkommen von Süßwasser ist häufig nur auf wenige 100 Meter Mächtigkeit beschränkt. In größeren Tiefen befindet sich Salzwasser. Eine wirtschaftliche Nutzung der Grundwasservorkommen (als Trinkwasser, für die Industrie und die Landwirtschaft) ist nur dann möglich, wenn die Salzgehalte im Grundwasser bestimmte Werte nicht überschreiten (siehe Teilkapitel Martens & Wichmann).

 

Wetterextreme

Die Wasserversorgung ist nicht nur durch Desertifikation oder Versalzung gefährdet sondern auch durch hydrologische Extreme wie Hochwasser und Dürren. Sie sind keine Phänomene der Neuzeit. Hydrologische Extreme begleiten die Menschheit seit Anbeginn der Zivilisation. In den 1990er Jahren beispielsweise war weltweit ein Drittel der Menschheit von Naturkatastrophen betroffen, von denen etwa 86% auf Stürme, Dürren und Hochwasser zurückzuführen waren (www.emdat.be). Während die Schäden durch Hochwasser weiter stark zunehmen, wird das 21. Jahrhundert jetzt schon als Zeitalter des Wassermangels bezeichnet. Die Risiken für Extremsituationen, bei denen Wasser eine zentrale Rolle spielt, scheinen künftig also weiter zu steigen. Eigentlich sind Hochwasser und Dürren vergleichsweise seltene Ereignisse. Aufgrund natürlicher Klimaschwankungen lassen sich in den Zeitreihen jedoch immer wieder Zyklen mit einer vergleichsweise dichten Abfolge extremer Ereignisse feststellen, die von Phasen relativer Ruhe abgelöst werden. Gemeinsam ist Hochwasser und Dürren auch, dass sie in nahezu allen Klimaregionen der Erde vorkommen und daher von globaler Relevanz sind. Ein Hochwasser tritt auf, wenn infolge verschiedener meteorologischer Randbedingungen kurzzeitig derartige Wassermengen anfallen, dass sie von den oberirdischen Gewässern nicht mehr abgeleitet werden können. Auslöser für Dürre ist ein länger anhaltendes Niederschlagsdefizit, meist verbunden mit Wetterlagen, die eine intensive Verdunstung begünstigen, so dass die ohnehin reduzierte Wasserverfügbarkeit weiter eingeschränkt wird (siehe Teilkapitel Menzel).

Im ersten Jahrzehnt dieses Jahrhunderts traten Überschwemmungskatastrophen gehäuft auf. Die Fluten in Mitteleuropa 2002, Haiti 2004, Indien/ Bangladesch 2004 (Abb. 15) und 2007, USA 2005 (Hurrikan Katrina) und 2008 (mittlerer Westen), Großbritannien 2007, Myanmar 2008 (Zyklon Nargis), China und Pakistan 2010 und Australien 2011 seien hier stellvertretend als die größten einer Vielzahl von Ereignissen in der jüngsten Vergangenheit genannt. Wenn man sich die teuersten Ereignisse seit 1990 (ohne Sturmfluten) ansieht, wird klar, welche immensen Schadenssummen Überschwemmungen zur Folge haben können. Zwar ist Erdbeben nach wie vor der Typ Naturkatastrophe, der die größten Schadenspotenziale birgt, doch Überschwemmungskatastrophen bewegen sich mittlerweile in derselben Größenordnung und treten darüber hinaus weitaus häufiger auf. Allein aus großen und verheerenden Überschwemmungskatastrophen fielen in den ersten 11 Jahren des neuen Jahrtausends weltweit Schäden von über 200 Mrd. US-Dollar an, 47 Mrd. davon allein in 2010 (siehe Teilkapitel Kron).

Neben den hydrologischen Extremen treten andere große Naturgefahren wie die tropischen Wirbelstürme und Erdbeben/Tsunami auf. In der NatCatSERVICE-Datenbank von Munich Re wurden im Zeitraum 1980-2010 ca. 18.500 Schadenereignisse verschiedener Naturgefahren mit Angaben der Todesopfer sowie der gesamten und der versicherten Schäden registriert. Aufgrund der Häufigkeit stehen die Überschwemmungen an erster Stelle mit 18%, Unwetter und Erdbeben liegen an 2. und 3. Stelle mit 16% und 12% und weiter unten die Waldbrände mit 7% und die tropischen Wirbelstürme 6%. Bezüglich der Todesopfer stehen die Erdbeben/Tsunami deutlich an 1.Stelle mit 36% gefolgt von Dürren und tropischen Wirbelstürmen mit je 20% und Überschwemmung 10%. Bezüglich der gesamten Schäden ist die Reihenfolge: tropische Wirbelstürme, Überschwemmung und Erdbeben/Tsunami mit jeweils 25%, 22% und 22% (s. Abb. 13).

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Abb. 13: Anteile verschiedener Arten von Naturkatastrophen im Zeitraum 1980–2010 an Gesamtschäden in Werten von 2010. © 2011 Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, GeoRisikoForschung, Nat­CatSERVICE – Stand Januar 2011 (siehe Teilkapitel Kron).

 

Die tropischen Wirbelstürme sind aufgrund ihrer Größe und Zerstörungskraft die gefährlichsten Wetterextreme weltweit. Sie sind weniger häufig als die Überschwemmung; sie verursachen größere Sachschäden. Es ist keine Zunahme in der weltweiten Zahl der Wirbelstürme feststellbar. Die Anzahl der besonders starken Hurrikane steigt jedoch an.

Klima-Gerechtigkeit

Am meisten durch den verstärkten Treibhauseffekt betroffen sind Länder (Abb. 14) wie Mosambik, und Äthiopien mit einem Jahreseinkommen um 500 $ pro Kopf, also arme Länder, die kaum Treibhausgase emittieren. Beispielsweise beträgt die CO2-Emission afrikanischer Länder nur 3,2% der globalen Emissionen, während die G7-Länder mit einem Jahreseinkommen zwischen 35.000 und 54.000 US$ (Stand 2015) pro Kopf über 50% der globalen Emissionen verursachen. Klaus Töpfer sprach als damaliger UNEP-Direktor (United Nations Environment Programme) in diesem Zusammenhang von einem Akt ökologischer Aggression der Industrieländer (siehe Teilkapitel Messner).

Abb. 14: Villagers wade through flood waters after having evacuated their homes on August 10, 2010 in the village of Baseera near Muzaffargarh in Punjab, Pakistan.Photo: © GYI NSEA – Stockphoto.