title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Der Protagonist der Geschichte ist der Feuerwehrmann Guy Montag. Seit zehn Jahren arbeitet er glücklich in seinem Beruf und steht kurz vor einer Beförderung. Montag ist verheiratet mit Linda, einer aufgrund ihres Konsums von Unterhaltungsmedien und Tabletten glücklichen Frau.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Auf dem Weg nach Hause lernt Montag Clarisse kennen, eine Lehrerin, die nach einer Gesinnungsprüfung nicht mehr unterrichten darf, weil sie leidenschaftlich Bücher liest. Aus Neugierde beginnt Montag, heimlich Bücher von den Einsätzen mitzunehmen und nachts in seiner Wohnung zu lesen. Schon bald fängt er an, seine Arbeit und das hedonistische Leben zu hinterfragen, was zu Konflikten mit seiner Frau führt, die nicht bereit ist, ihr glückliches Leben aufzugeben.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Clarisse muss untertauchen, nachdem sie in das Visier der Feuerwehr geraten ist. Sie trifft sich ein weiteres Mal mit Montag und kündigt an, zu den „Buchmenschen“ zu flüchten, die abseits der Gesellschaft in den Wäldern leben und jeweils ein Lieblingsbuch auswendig lernen, damit dieses nicht in Vergessenheit gerät.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Montag entscheidet sich, seinen Beruf zu kündigen. Linda denunziert ihren Mann bei der Feuerwehr, woraufhin Montags letzter Einsatz zu seinem eigenen Haus führt, wo er gezwungen wird, seine Bücher zu verbrennen. Er setzt die Wohnungseinrichtung in Brand, tötet den Captain mit dem Flammenwerfer und flüchtet.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Es gelingt ihm, die Buchmenschen aufzuspüren, bei denen auch Clarisse inzwischen untergekommen ist. Beide beginnen nun ihrerseits ein Buch auswendig zu lernen, um es für die Nachwelt zu erhalten. So hat bereits ein alter Mann einem jüngeren Kind sein Buch diktiert, um es der nächsten Generation zu übergeben.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: "Fahrenheit 451" ist der einzige englischsprachige Kinofilm des französischen Regisseurs François Truffaut; dies liegt unter anderem daran, dass er in Frankreich die Produktion nicht finanzieren konnte und deswegen in den USA nachfragte. Der in den britischen Pinewood Studios gedrehte Film erlebte seine Premiere am 15. September 1966 in der französischen Hauptstadt Paris, bevor das Werk ab dem folgenden Tag in den britischen Kinos zu sehen war. Die synchronisierte französische Fassung wurde von Truffaut wegen der seiner Meinung nach flüssigeren Dialoge der englischen vorgezogen. Der Kinostart in der Bundesrepublik Deutschland war der 23. Dezember desselben Jahres. Im deutschen Fernsehen wurde der Film erstmals am 3. Februar 1973 von der ARD gezeigt.


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Der Kinofilm "Fahrenheit 451" erhielt Nominierungen für den britischen "British Film Academy Award", für den US-amerikanischen "Hugo Award" und bei den "Filmfestspielen von Venedig".


title: Fahrenheit 451 (1966)

text: Die deutsche Synchronfassung wurde bei der Berliner Synchron GmbH erstellt, die Dialoge schrieb M. Z. Thomas, Regie hatte Klaus von Wahl.


title: Argo

text: Die Argo () war der antiken griechischen Sage nach das „sagenhaft“ schnelle Schiff, mit dem Iason und die ihn begleitenden Argonauten das Goldene Vlies aus Kolchis am Schwarzen Meer holten. Es war ein Langschiff des Typus Pentekontere („Fünfzigruderer“). Die Argo musste so besonders schnell sein, da es unter anderem die „bewegten Felsen“ Symplegaden am Eingang zum Schwarzen Meer zu passieren hatte. Außerdem war an den Seeungeheuern Skylla und Charybdis vorbeizukommen, was mit schneller Fahrt auch besser gelingen konnte.


title: Argo

text: Als sein Erbauer gilt der Argonaut Argos, der das Schiff mit Athenes Hilfe und Ägide zimmerte – nach anderen Quellen war sie es sogar selbst. Es wurde aus Aleppo-Kiefern vom Berg Pelion hergestellt und konnte dank Hera und Athene, die am Bug Holz von einer der weissagenden Eichen von Dodona mit eingearbeitet hatten, sogar sprechen und die Argonauten vor Gefahren warnen.


title: Argo

text: Jason nahm nun das Schiff Argo und brach mit fünfzig Helden, zu denen unter anderen Herakles, Peleus, Telamon, Theseus, Kastor und Polydeukes sowie Meleagros und Orpheus gehörten, nach Kolchis auf. In der Nähe des Bosporus trafen sie auf Phineus, der ihnen erklärte, wie die Symplegaden durchfahren werden konnten. Euphemos ließ eine Taube zwischen den Felsen hindurchfliegen, die sich so schnell aufeinander zubewegten, dass sie dem Vogel noch die letzte Schwanzfeder abklemmten. Nun ruderten sie das Schiff mit aller Kraft auf die sich wieder auseinander bewegenden Felsen zu und schafften es mit knapper Not hindurchzukommen, bevor die Klippen wieder zusammenkrachten.


title: Argo

text: So kamen sie endlich nach Kolchis, aber der König Aietes weigerte sich, das Vlies herauszugeben. Er stellte Jason einige Aufgaben: Die Tochter des Königs Medea verliebte sich in Jason und half ihm, alle Aufgaben zu meistern. König Aietes verweigerte dennoch die Herausgabe. Gemeinsam mit Medea konnte Jason den Drachen besiegen und das Vlies an sich bringen.


title: Argo

text: Das Schiff selbst wurde später als Sternbild "Argo navis" in den Himmel versetzt, inzwischen aber in die Sternbilder Kiel, Segel des Schiffs und Achterdeck unterteilt.


title: Single Bells

text: Single Bells ist ein deutsch-österreichischer Spielfilm der Regisseurs Xaver Schwarzenberger aus dem Jahr 1997. Die satirische Weihnachtskomödie basiert auf einem Drehbuch seiner ehemaligen Gattin Ulrike Schwarzenberger, spielt im Wiener Umland und erzählt vom Weihnachtsfest der österreichischen Familie Moor, die dabei von einer Katastrophe in die nächste steuert, als sich neben den beiden sehr unähnlichen Schwiegermüttern der Eheleute Jo und Luiserl auch noch Luiserls Schwester Kati ankündigt, die nach einem handfesten Streit mit Freund Jonas Zuflucht bei der Familie sucht.


title: Single Bells

text: Realisiert wurde "Single Bells" von der Teamfilm Produktion in Koproduktion mit dem ORF und der Telepool. Die Dreharbeiten fanden von Februar bis März 1997 in Wien, Freistadt und Mariazell statt. In den Hauptrollen traten Martina Gedeck, Gregor Bloéb, Erwin Steinhauer, Mona Seefried, Inge Konradi und Johanna von Koczian vor die Kamera. Bei der Erstausstrahlung im Dezember 1997 stieß die Komödie bei Kritikern auf durchweg positive Stimmen. Durch seine alljährliche Wiederholung hat der Film seither Kultcharakter erreichen können. Im Jahr 2000 erschien mit "O Palmenbaum" eine Fortsetzung.


title: Single Bells

text: Die 35-jährige, beruflich erfolgreiche Katarina „Kati“ Treichl wird in ihrer Wiener Werbeagentur am Vorabend des Heiligen Abends von einer ehemaligen Mitarbeiterin mit ihrem Sohn im Säuglingsalter besucht. Nach dieser Zusammenkunft will auch Kati unbedingt ein Kind mit ihrem Freund, dem Kinderarzt Jonas Meixner, und heiraten. Jonas reicht der berufliche Kontakt zu Kindern aber völlig und er weigert sich, Kati einen Heiratsantrag zu machen. Die Diskussion eskaliert und Jonas verlässt wütend die gemeinsame Wohnung. Als er zurückkehrt, findet er einen Brief vor, in dem sich Kati von ihm trennt. Der geplante Urlaub auf Mauritius, der, um Weihnachten zu entgehen, am Heiligabend beginnen sollte, scheint auszufallen.


title: Single Bells

text: Kati ist am Boden zerstört und telefoniert mit ihrer Schwester Luise, welche sie spontan zu Weihnachten zu sich und ihrer Familie einlädt. Kati fährt also aufs Land, um dort ein idyllisches Fest zu feiern. Aber schon beim gemeinsamen Abendessen am 23. Dezember gibt es Spannungen zwischen Luise und der „Omama“, ihrer Schwiegermutter Mitzerl. Als sich noch Lilibet, die Mutter von Kati und Luise, selbst zu den Feiertagen einlädt und unangemeldet erscheint, gerät die scheinbare Idylle durch weitere Konflikte mehr und mehr aus den Fugen.


title: Single Bells

text: Am Morgen des Heiligen Abend eskaliert die Situation nach den „Palatschinken mit Spinat“ weiter, nachdem Luise feststellen musste, dass Omama die Weihnachtsvorbereitungen an sich zieht. Das von Lilibet mitgebrachte Weihnachtsgeschenk für Luises Tochter Sissi, eine Ratte, ist vermeintlich vom Kater gefressen worden, worauf Lilibet und Sissi das Haus verlassen und in die Konditorei gehen. Omama und Luise arrangieren sich nach Vermittlung von Jo. Dennoch kommt es zu weiteren Problemen: Luises Sohn Gregor, der Vegetarier ist, weigert sich, die Karpfen zu kaufen, die als Ersatz für Omamas missratene Gans dienen sollen. So holt Luise das von ihr in den Bioabfall beförderte Tier wieder hervor und schiebt es unter unangemessenem Alkoholzuspruch unzureichend zubereitet in die Röhre. Schließlich kommen Lilibet und Sissi mit der wiedergefundenen Ratte nach Hause. Sissi ist jedoch vom Eierlikör schlecht, sie interessiert sich für die Bescherung recht wenig und übergibt sich vor dem Weihnachtsbaum. Als Omama die von Luise in die Krippe gesetzte Ratte vertreiben will, fängt der Baum Feuer. Jo nimmt zu deren Entsetzen Lilibets Nerzjacke zum Löschen in die Hand. Nach zwei Eimern Wasser von Gregor bleibt vom reichverzierten Baum nur ein schwarzverkohltes Gerippe. Kati flüchtet zum Flughafen, will die Reise nach Mauritius antreten, das Flugzeug hebt jedoch bereits ab. In der Halle trifft Jonas auf sie und kündigt zu ihrem Schrecken an, jetzt Weihnachten mit ihr bei seinen Eltern verbringen zu wollen.


title: Single Bells

text: Produziert wurde "Single Bells" von der Teamfilm Produktion in internationaler Koproduktion mit dem auftraggebenden Österreichischen Rundfunk (ORF) und der Telepool für ORF und den Bayerischen Rundfunk (BR). Die Kooperation der Eheleute Ulrike und Xaver Schwarzenberger entstand im Rahmen eines Exklusivvertrags mit dem ORF, aus dem eine Reihe österreichischer Fernsehfilme hervorging, für deren Realisierung sich das Paar verantwortlich zeigte. Während Ulrike Schwarzenberger maßgeblich das Drehbuch zu "Single Bells" erarbeitete, übernahm ihr Mann Xaver sowohl Regie als auch Kamera. Als Produktionsleiter konnte Christian Wolf verpflichtet werden. Die Aufnahmeleitung hatten wiederum Katharina Bogensberger und Hermann Wolf inne.


title: Single Bells

text: Für die musikalische Untermalung wählte Schwarzenberger neben bekannten deutschen Weihnachtsliedern wie „Ihr Kinderlein, kommet“, „O Tannenbaum“, „O du fröhliche“ Auszüge des englischsprachigen Winterliedes „Jingle Bells“ als wiederkehrendes Leitmotiv der Produktion. Seine langjährige Wegbegleiterin, die italienische Jazzsängerin und Filmkomponistin Anna Lauvergnac, sang für "Single Bells" eigens den bislang unveröffentlichten Titel „When Christmas Time is Here“ ein.


title: Single Bells

text: „Kultverdächtig wie "Dinner for One" und wunderbar böse! Dieser Film sollte alle Jahre wieder auf den Gabentisch kommen,“ befand "Der Spiegel" in seiner Rezension aus dem Jahr 1998. Die "TAZ" bezeichnete den Film als über „Jahre hinweg einzig wirklich gute deutsche Weihnachtskomödie“. Ähnlich deklarierte auch Rainer Tittelbach von Tittelbach.tv "Single Bells" als „TV-Klassiker zur Weihnachtszeit“. Autorin Ulli Schwarzenberger habe „ebenso liebe- wie lustvoll reingepiekst in das Geschwülst der falschen Sentimentalität, ohne dabei ihre Figuren dem Gespött auszuliefern […] Der Alltag bestimmt die Dramaturgie und die Schauspieler werden zum Herzstück von "Single Bells".“ "TV Spielfilm" bewertete die Komödie ebenfalls positiv und urteilte: „Xaver Schwarzenberger und Gattin Ulli bestücken ihre Satire mit unvergesslichen Figuren.“


title: Single Bells

text: Erstmals ausgestrahlt wurde der Film am 20. Dezember 1997 in ORF eins. Rund 1.132.000 Zuseher schalteten zur Hauptsendezeit ein. Dies hatte 44 Prozent Marktanteil und 17 Prozent Reichweite zur Folge. In Deutschland wurde "Single Bells" erstmals am 22. Dezember 1998 im Ersten gesendet. Seitdem gehört er zu den deutschsprachigen Produktionen, die senderübergreifend mehrfach in der Weihnachtszeit im Fernsehen ausgestrahlt werden. Dabei hat "Single Bells" inzwischen Kultstatus erreichen können, wie die "Österreich" 2008 titulierte: „Wer diese beiden Satiren noch nie gesehen hat, ist selbst schuld, denn kein österreichischer Weihnachtsfilm wird jemals in Punkto Humor und Witz an "Single Bells" und auch dessen würdige Fortsetzung "O Palmenbaum" herankommen. Richtig kultverdächtig und wunderbar böse sind die Schwarzenberger-Komödien“.


title: Single Bells

text: Focus.de nahm "Single Bells" im Jahr 2015 in seine Ranglisten der schönsten neuzeitlichen Weihnachtsfilme auf und urteile: „"Single Bells" spielt im malerisch verschneiten Österreich. Das ist aber auch schon alles an Idylle. Denn diese bitterböse Komödie ist einer der unterhaltsamsten Anti-Weihnachtsfilme aller Zeiten.“ Im selben Jahr platzierte auch die "Heute" den Film gemeinsam mit seinem Sequel "O Palmenbaum" in ihrer Liste der Top-Weihnachtsfilme und befand, dass beide Spielfilme „für Freunde heimischer Produktionen an den Weihnachtsfeiertagen nicht fehlen“ dürften: „Die Weihnachtskomödie aus dem Jahr 1998 versammelt nicht nur hochkarätige österreichische Schauspieler, sondern vor allem lustige Geschichten aus dem stressigen Alltag vor dem großen Familienfest.“


title: Single Bells

text: Auf den Kultcharakter des Films angesprochen, kommentierte Hauptdarsteller Erwin Steinhauer im Jahr 2016 in der Programmzeitschrift "TV-Media": „Ja, das hätte ich nicht gedacht. Ich kann mich nur erinnern, dass mich Leute am Tage nach der Premiere angesprochen haben: ,Wieso wissen Sie, wie es bei uns zugeht?' Da hab’ ich mir gedacht: Aha, das hat also doch einen Nerv getroffen.“ Gedeck bezeichnete die Produktion 2018 als einen ihrer berühmteren, komödiantischen Stoffe sowie „den ultimativen Weihnachtsfilm“. Seefried sprach sich im Jahr 2020 in einem Bericht mit dem "Kurier" für die Realisierung eines bislang ungeplanten dritten Teils aus. Im Folgejahr ließ der ORF die 45-minütige Dokumentation "Filmgeschichten: Von Single Bells zum Palmenbaum" produzieren, in dem neben Xaver Schwarzenberger, Steinhauer, Beyrhofer und Hahn auch Mitglieder der Crew vom Entstehungsprozess der ersten beiden Teile berichteten.


title: Dämpfungskonstante

text: Die Dämpfungskonstante formula_1 (Formelzeichen z. T. auch formula_2 oder formula_3 letzteres kann aber leicht zu Verwechselungen mit dem Dämpfungsgrad führen) ist der Proportionalitätsfaktor eines linearen Dämpfungselements. Der Dämpfungskoeffizient formula_4. Die erzeugte Dämpfungskraft bzw. das erzeugte Dämpfungsmoment ergibt sich:


title: Dämpfungskonstante

text: Beispielsweise tritt in der folgenden Bewegungsgleichung einer gedämpften Schwingung eine Dämpfungskonstante formula_1 auf (formula_2 ist hier eine Federsteifigkeit):


title: Dämpfungskonstante

text: Anwendung bei der Analyse linearer Schwingungssysteme: lineare Systeme sind mathematisch wesentlich einfacher zu behandeln als nichtlineare. Reale Dämpfungen, z. B. durch Stoßdämpfer, sind jedoch meist nichtlinear. Um sie mathematisch vereinfacht zu behandeln, wird häufig eine Linearisierung vorgenommen.


title: Dämpfungskonstante

text: Beispiele für Dämpfungselemente sind Stoßdämpfer (translatorisch) und Drehschwingungsdämpfer bzw. Viskokupplungen (rotatorisch, z. B. Viskositätsdämpfer).


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Forschungsgeschichte des Klimawandels beschreibt die Entdeckung und Untersuchung von Klimawandel-Ereignissen im Rahmen geologischer und historischer Zeiträume, einschließlich der seit dem 20. Jahrhundert stattfindenden globalen Erwärmung. Die systematische Erforschung von natürlichen Klimawechseln begann in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit der allmählichen Rekonstruktion der Eiszeit-Zyklen und anderen klimatisch bedingten Umweltveränderungen im Rahmen der Paläoklimatologie und der Quartärforschung. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts wurden menschliche Einflüsse auf das Erdklimasystem über Treibhausgase vermutet, entsprechende Berechnungen wurden aber bis in die 1960er Jahre hinein stark angezweifelt. Detaillierte Darstellungen zur "Forschungsgeschichte des Klimawandels", insbesondere zu der im Laufe des 20. Jahrhunderts feststellbaren anthropogenen Klimaveränderung, finden sich beispielsweise im 1. Kapitel des Vierten Sachstandsberichts des IPCC und ausführlicher bei dem US-amerikanischen Physiker und Wissenschaftshistoriker Spencer R. Weart. Eine auf der Arbeit von Spencer Weart basierende deutschsprachige Ausarbeitung findet sich auf der Homepage von Skeptical Science.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Während der Treibhauseffekt bereits im Jahr 1824 entdeckt wurde, konnte die klimaerwärmende Wirkung der stetig ansteigenden Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre aufgrund verbesserter Messmethoden und einer breiteren Datenbasis erst gegen Ende der 1950er Jahre quantifiziert werden. Zwar stellten einige Wissenschaftler fest, dass die vom Menschen verursachte Luftverschmutzung das Klima auch abkühlen könne, es wurde von der Klimaforschung aber ab Mitte der 1970er Jahre zunehmend die Annahme einer Erwärmung favorisiert. In den 1990er Jahren bildete sich durch weiterentwickelte Computermodelle und ein tieferes Verständnis der Kaltzeiten folgender Konsens heraus: Treibhausgase spielen beim Klimawandel eine große Rolle, und durch den Menschen verursachte Emissionen sind für die laufende "globale Erwärmung" hauptverantwortlich.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Als einer der frühesten Pioniere des Vorzeitgedankens vermutete der englische Universalgelehrte Robert Hooke bereits gegen Ende des 17. Jahrhunderts anhand von Versteinerungen aus dem Jura (wie Ammoniten und Meeresschildkröten), dass das südenglische Klima in der erdgeschichtlichen Frühzeit erheblich wärmer gewesen sein musste. Darauf aufbauend schlug er vor, die Klimata urweltlicher Habitate mit Hilfe von Fossilien zu bestimmen. Gegen den damals weit verbreiteten Glauben an den biblischen Schöpfungsmythos konnte sich die Annahme einer urweltlichen Epoche, die erheblich größere Zeiträume als die historisch belegte Menschheitsgeschichte umfasste, jedoch erst ein Jahrhundert später durchsetzen. Im Zuge der Aufklärung und mit der Entwicklung der Geologie zur modernen Wissenschaft ab 1750 gewann der Vorzeitgedanke allmählich an Boden. Gleichwohl waren viele Wissenschaftler in ihrem Denken noch von religiösen Vorstellungen beeinflusst, wie der Basaltstreit zeigte. Einen ersten Beitrag zur Etablierung der Eiszeittheorie leistete im Jahr 1742 der Ingenieur und Geograph "Pierre Martel". Nach seiner Ansicht waren die Gletscher von Chamonix einst viel ausgedehnter, was auf ein kälteres Klima in der Vergangenheit hindeutete. Eine ähnliche Meinung vertrat sein Schweizer Landsmann "Gottlieb Sigmund Gruner", der 1778 in seinem Buch "Reisen durch die merkwürdigsten Gegenden Helvetiens" das Geröllkonglomerat alter Endmoränen mit früheren Gletscherständen in Verbindung brachte. Mit diesen Erkenntnissen waren "Martel" und "Gruner" ihrer Zeit jedoch um Jahrzehnte voraus. Die Möglichkeit weiträumiger Vergletscherungen infolge eines eiszeitlich geprägten Klimas war Ende des 18. Jahrhunderts eine zu revolutionäre Idee, um von der Wissenschaft akzeptiert zu werden.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Zwischen 1780 und 1830 wurde eine zum Teil religiös motivierte Grundsatzdebatte zwischen Neptunisten und Plutonisten geführt (Basaltstreit). Ein zentrales Thema der Neptunisten war die Sintflut, die vielfach bis in die 1. Hälfte des 19. Jahrhunderts hinein als reales geologisches Ereignis oder als Synonym für mehrere globale Überschwemmungskatastrophen betrachtet wurde. Die Kontroverse zwischen Neptunisten und Plutonisten wurde auch beim Disput über Herkunft und „Wanderung“ der erratischen Blöcke (Findlinge) offenkundig, die von Eiszeitgletschern in der Alpenregion, in der norddeutschen Tiefebene und in Skandinavien abgelagert worden waren und die charakteristisch für glazial geformte Landschaften sind. Das Rätsel der weiträumig verstreuten Findlinge wurde ab 1760 zunehmend intensiver diskutiert, wobei neben der favorisierten Drifttheorie vor allem Wasser-, Schlamm- und Geröllfluten sowie vulkanische Eruptionen als Erklärungen für den Transport der erratischen Blöcke herangezogen wurden. Von einem tieferen Verständnis der Gletscherdynamik und Glazialmorphologie war man zu dieser Zeit noch weit entfernt, und erst die Arbeiten und Untersuchungen von Louis Agassiz, Johann von Charpentier, Karl Friedrich Schimper und Ignaz Venetz zeichneten ab 1830 ein zunehmend differenziertes Bild des Eiszeitklimas und der damit verbundenen Prozesse.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Jedoch konnte man in dieser frühen Phase der Forschung die postulierten Klimaänderungen weder zeitlich eingrenzen noch ansatzweise datieren, und ebenso wenig herrschte Klarheit über die möglichen Ursachen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im Jahr 1801 entdeckte der Astronom Wilhelm Herschel, dass zwischen 1650 und 1800, einem Zeitraum, der später als Kleine Eiszeit bekannt wurde, eine geringe Zahl der Sonnenflecken mit schlechter Weizenernte und, so seine Folgerung, ungewöhnlich niedrigen Temperaturen einherzugehen schien. Der von ihm postulierte Zusammenhang von zyklischen Veränderungen der Sonnenaktivität und natürlichen Klimaschwankungen war jedoch damals bereits umstritten und wurde in der Folge bis zum Ende des 20. Jahrhunderts in der Wissenschaft immer wieder diskutiert.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts hatten die inzwischen zahlreicher gewordenen Befürworter der Eiszeittheorie so viele Belege und „Klimazeugen“ für die Existenz einer früheren Kaltzeit gesammelt, dass es allmählich schwieriger wurde, die vorgebrachten Argumente zu ignorieren. Im Zuge der geologischen Erkundung Nordamerikas wurde darüber hinaus deutlich, dass die in Europa festgestellte Kältephase kein regionales Phänomen war, sondern offenbar die gesamte nördliche Hemisphäre erfasst hatte. Eine weitere Bestätigung erhielt das Eiszeitmodell durch die Entdeckung sehr alter Vergletscherungsspuren in Afrika, Australien und Indien, die nach heutigem Kenntnisstand der Permokarbonen Vereisung vor etwa 300 Millionen Jahren zugeordnet werden.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Als einer der unermüdlichsten Exponenten warb der Schweizer Naturforscher "Louis Agassiz" (1807–1873) für die wissenschaftliche Akzeptanz des Eiszeitgedankens. Auf zahlreichen Reisen, verbunden mit Vorträgen vor akademischem Publikum, sowie durch die Veröffentlichung mehrerer Bücher trug er entscheidend zur Popularisierung seiner Ideen bei. Dennoch war um 1850 ein wissenschaftlicher Konsens zu diesem Thema noch nicht in Sicht. Dieser verzögerte sich hauptsächlich aus folgenden Gründen:


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Abgesehen von wenigen Ausnahmen wurde die Eiszeittheorie spätestens um 1880 allgemein akzeptiert und entwickelte sich in Form der "Quartärforschung" zu einer wichtigen Stütze der Geowissenschaften. Allerdings fehlte lange Zeit ein fundiertes theoretisches Modell, das die Ursachen der verschiedenen Warm- und Kaltzeiten in der Erdgeschichte physikalisch korrekt beschreiben konnte. Dessen ungeachtet entstanden die Grundlagen der heutigen Klimatologie zum Teil parallel zur Eiszeittheorie und reichen in ihren Anfängen weit in das 19. Jahrhundert zurück.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die verbreitete Verwendung von Thermometern, auch in Gewächshäusern, begann in der ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts (Temperaturskalen nach Fahrenheit, Réaumur und Celsius 1724, 1730 bzw. 1742). Horace-Bénédict de Saussure maß 1767 die Intensität der Sonnenstrahlung in Tälern und in der Höhe als Temperatur in übereinander gestülpten Glaskästen. In einer verbesserten Version, einer ersten „Solarkochkiste“, erreichte er Temperaturen von über 100 °C.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Beobachtung der Dynamik von Temperaturänderungen führte Joseph Black, den Entdecker des Kohlenstoffdioxids, in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts zur Unterscheidung der Wärmemenge von der Temperatur. Er begründete die Konzepte latente Wärme und Wärmekapazität, hatte aber vom Antrieb des Temperaturunterschiede ausgleichenden Wärmestromes eine falsche Vorstellung, siehe Kalorische Theorie. Im Jahr 1791 folgerte Pierre Prévost aus Experimenten von Saussure und Marc-Auguste Pictet, die heiße bzw. kalte Körper mit metallenen Hohlspiegeln auf Thermometer abgebildet hatten, dass sich allein durch Strahlung ein thermisches Gleichgewicht zwischen Körpern einstellen kann (siehe Prévostscher Satz).


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Jean Baptiste Joseph Fourier (1768–1830) erklärte im Jahr 1824 den atmosphärischen Treibhauseffekt. Ihm fiel auf, dass die Erde viel wärmer war, als sie bei grober Abschätzung ohne Atmosphäre sein dürfte. Er stellte fest, dass die Atmosphäre sehr „gut transparent“ für sichtbares Licht ist, nicht jedoch für die vom erwärmten Boden emittierte Infrarotstrahlung. Wolken würden Nächte milder machen, indem sie diese Strahlung absorbieren. Er verglich den Effekt mit dem der Kochkiste von Saussure.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Fourier erkannte, dass der größte Teil der resultierenden Erwärmung der Kochkiste nicht dem Treibhauseffekt, sondern der unterbundenen Konvektion zuzuschreiben ist. Die Erwärmung der Box beruhte somit hauptsächlich darauf, dass die Sonneneinstrahlung als Wärmequelle fungierte und dass die Zirkulation zwischen Außen- und Innenluft unterbunden war. Der davon abgeleitete Begriff "Treibhauseffekt" (englisch "greenhouse effect"), der zu Beginn des 20. Jahrhunderts geprägt wurde, ist in der Klimatologie bis heute gebräuchlich, obwohl der "atmosphärische Treibhauseffekt" vor allem auf der Klimawirkung verschiedener Treibhausgase basiert. Ebenso korrekt konstatierte Fourier, dass sowohl natürlich ablaufende Veränderungen wie auch Einflüsse der menschlichen Zivilisation auf das Klima einwirken können. Er erwartete derartige Veränderungen allerdings nur durch Veränderungen der Reflektivität, also der Albedo der Erde. Obwohl Fourier zweifellos zu den besten Mathematikern und Naturwissenschaftlern seiner Zeit zählte, vermochte er den wärmenden Effekt des Treibhauseffekts nicht mathematisch zu beschreiben.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die wärmende Wirkung elektromagnetischer Strahlung auf verschiedene Gase wurde 1856 von Eunice Newton Foote untersucht. Sie führte Versuche mit Glasröhren durch, die dem Sonnenlicht ausgesetzt waren, und formulierte die Hypothese, dass die Erwärmung der Erdatmosphäre durch Sonnenstrahlung von der Dichte der Atmosphäre und ihrer Zusammensetzung abhängt. Ein höherer Anteil an CO oder Wasserdampf würde dabei nicht nur wirksam sein, indem er die Luftdichte verändert; sie schrieb den Gasen auch eine darüber hinaus gehende „eigene“ Wirkung zu.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Foote beobachtete, dass die wärmende Wirkung der Sonne bei komprimierter Luft größer war als bei einer evakuierten Röhre und bei feuchter Luft größer als bei trockener Luft: „Drittens: Die stärkste Wirkung der Sonnenstrahlen habe ich bei kohlensaurem Gas [Kohlendioxid] festgestellt.“ Sie fuhr fort: „Eine Atmosphäre dieses Gases würde unserer Erde eine hohe Temperatur verleihen; und wenn, wie einige vermuten, zu einem bestimmten Zeitpunkt ihrer Geschichte die Luft mit diesem Gas in einem größeren Anteil als heute vermischt war, muss sich aus seiner Wirkung sowie aus einem erhöhten Gewicht notwendigerweise eine erhöhte Temperatur ergeben haben.“ Ihre Arbeit wurde von Joseph Henry auf der Tagung der American Association for the Advancement of Science im August 1856 vorgestellt. Die Arbeit wurde später im selben Jahr im American Journal of Science and Arts veröffentlicht. Nur wenige nahmen das Papier zur Kenntnis und es wurde erst im 21. Jahrhundert wiederentdeckt.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: „So wie ein Staudamm ein lokales Anschwellen eines Flusses bewirkt, so erzeugt unsere Atmosphäre, die als Barriere für die von der Erde kommende Strahlung wirkt, einen Anstieg der Temperaturen an der Erdoberfläche.“


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: So beschrieb John Tyndall (1820–1893) im Jahr 1862 sehr treffend den natürlichen Treibhauseffekt. Im Rahmen umfangreicher und mit der damals möglichen Präzision durchgeführter Messungen identifizierte er die dafür verantwortlichen Gase. Er fand heraus, dass der Wasserdampf für den größten Teil des Treibhauseffekts verantwortlich ist. Ebenso korrekt bezeichnete er den Beitrag der übrigen Gase wie Kohlenstoffdioxid (CO) oder Ozon (O) als zwar deutlich schwächer, aber nicht zu vernachlässigen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Tyndalls Messungen fußten unter anderem auf Vorarbeiten von Macedonio Melloni, der in Bezug auf die dafür nötige Messtechnik Pionierarbeit geleistet hatte. In Tyndalls Apparatur kam eine etwa ein Meter lange Röhre zum Einsatz, deren Enden er mit Fenstern aus Steinsalz abdeckte, da diese im Gegensatz zu Glasscheiben transparent für Infrarotstrahlung sind. An einem Ende platzierte er kochendes Wasser, dessen Temperatur sehr einfach stabil beim Siedepunkt zu halten ist, am anderen Ende ein Thermoelement, das an ein empfindliches Strommessgerät angeschlossen war. Der Ausschlag des Strommessgerätes war ein Maß für die Menge an Infrarotstrahlung, die durch das Rohr bis zum Thermoelement gelangen konnte. Untersuchungen des Absorptionsspektrums der Gase der Erdatmosphäre waren dabei nicht Gegenstand seiner Messungen; er fokussierte sich auf eine Quantifikation der Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Von der Richtigkeit der damals kontrovers diskutierten Eiszeittheorie überzeugt, reiste er ab der Mitte der 1850er Jahre mehrmals in die Schweiz (1856 zusammen mit dem Biologen Thomas Henry Huxley), wo er die Plastizität von Eis und das Fließverhalten von Gletschern vor Ort studierte. Daraus resultierte in den folgenden Jahren eine Vielzahl von Aufsätzen zu diesem Thema, die in englisch-, deutsch- und französischsprachigen Zeitschriften erschienen. Ausgehend von geologischen und geophysikalischen Fragestellungen widmete sich Tyndall in dieser Zeit auch verstärkt der Meteorologie sowie der Auswirkung von Treibhausgasen auf das Klima. Er argumentierte, dass eine geringfügige Absenkung der Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre einen leichten globalen Temperaturrückgang bewirken würde. Dadurch werde jedoch die Konzentration des weitaus wirkungsvolleren Treibhausgases Wasserdampf beeinflusst, was letztlich eine starke Abkühlung zur Folge hätte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Um die Klimamechanismen von früheren Warm- und Kaltzeiten im Detail zu verstehen, bedurfte es jedoch weiterer physikalischer Erkenntnisse, die im Wesentlichen erst im Laufe des 20. Jahrhunderts gewonnen wurden. Wissenschaftler, die gegen Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts darauf hinwiesen, dass der Mensch in der Lage sei, durch sein Wirken das Erdklima zu verändern, fanden lange Zeit kaum Beachtung. Weder war nach allgemeiner Einschätzung eine Erwärmung in den nächsten Jahrhunderten zu erwarten noch wäre ein anthropogen bedingter Einfluss auf das Erdklimasystem messtechnisch überprüfbar gewesen. Zudem gab es bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts aufgrund des Fehlens systematischer Messungen keine signifikanten Belege für eine Änderung der Treibhausgas-Konzentrationen in der Erdatmosphäre.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Bereits im frühen 19. Jahrhundert wurde über verschiedene astronomische Ursachen der Eiszeiten spekuliert. So veröffentlichte der dänische Geologe Jens Esmark im Jahr 1824 die Hypothese, dass die Umlaufbahn der Erde um die Sonne in der Urzeit stark exzentrisch gewesen sei und der eines periodisch wiederkehrenden Kometen geähnelt habe. In den 1830er Jahren vermutete der französische Mathematiker Siméon Denis Poisson auf der Grundlage der damals vorherrschenden Äthertheorie eine Unterteilung des Weltalls in wärmere und kältere Regionen, durch die sich das Sonnensystem im Laufe längerer Zeitabschnitte bewegte. Die erste fundierte und gut begründete Eiszeittheorie formulierte der schottische Naturforscher James Croll (1821–1890). Sich auf die Berechnungen des Mathematikers Joseph-Alphonse Adhémar und des Astronomen Urbain Le Verrier stützend, vertrat er 1864 in einer Aufsehen erregenden Arbeit im Philosophical Magazine den Gedanken, dass Veränderungen der Erdumlaufbahn in Verbindung mit der starken Eis-Albedo-Rückkopplung für das Entstehen der Eiszeiten verantwortlich sein könnten. Er war der erste, der auf die Mächtigkeit dieses Rückkopplungsglieds im globalen Klimasystem hinwies. Etwa ab 1870 wurde die Möglichkeit kosmischer beziehungsweise solarer Einflüsse auf das irdische Klima auf breiterer Basis wissenschaftlich diskutiert.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Crolls Theorie wurde in den 1920er- und 1930er-Jahren von Milutin Milanković und Wladimir Köppen mit konkreten Berechnungen gestützt. Bis in die 1960er-Jahre glaubten jedoch nur wenige Klimatologen, dass in den Milanković-Zyklen die Ursache für die Eiszeiten zu finden war: Die Veränderung der Intensität der Sonneneinstrahlung war sehr klein im Vergleich zu den beobachteten Temperaturschwankungen. Sie war auch dann zu klein, wenn man die Wasserdampf- und Eis-Albedo-Rückkopplung in die Betrachtungen mit einbezog. Außerdem fand man geologische Befunde über vergangene Eiszeiten, die scheinbar im Widerspruch zu der Theorie standen. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts waren die Klimadaten über vergangene Eiszeiten und deren zyklische Abläufe außerdem zu ungenau, um damit die Thesen von Croll und Milanković zu belegen oder zu widerlegen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Neben Tyndalls Arbeiten bildeten das von Gustav Robert Kirchhoff im Jahre 1859 formulierte Kirchhoffsche Strahlungsgesetz und das im Jahr 1879 von Josef Stefan und Ludwig Boltzmann entwickelte Stefan-Boltzmann-Gesetz wesentliche Grundlagen. Letzteres ermöglichte, die Leistung zu errechnen, die von einem Strahler einer bestimmten Temperatur emittiert wird. Wilhelm Wien ergänzte das Stefan-Boltzmann-Gesetz im Jahr 1893. Mit Hilfe seines Wienschen Verschiebungsgesetzes konnte man nun auch die Wellenlänge der höchsten Photonenflussrate errechnen, die ein Strahler einer bestimmten Temperatur emittiert. Max Planck vereinigte diese Gesetze im Jahr 1900 schließlich im Planckschen Strahlungsgesetz, das bis heute die wichtigste physikalische Grundlage zum Verständnis des Strahlungshaushaltes der Erde darstellt.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der schwedische Physiker und Chemiker Svante Arrhenius (1859–1927) war von Tyndalls Idee fasziniert, dass wechselnde Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid ein wesentlicher Faktor für die Erklärung der großen Temperatursprünge zwischen Warm- und Eiszeiten sein könne. Aufbauend auf Vorarbeiten von Samuel Pierpont Langley stellte er als Erster umfangreiche Berechnungen an. Er berechnete letztlich ein stark vereinfachtes Klimamodell, das er während mehrerer Monate ohne maschinelle Hilfe durchrechnete. Im Jahr 1896 veröffentlichte er seine Ergebnisse zusammen mit der Hypothese, dass eine Halbierung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration ausreiche, eine Eiszeit einzuleiten. Herausragend war, dass er die von James Croll beschriebene Eis-Albedo-Rückkopplung in seinen Berechnungen berücksichtigte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Prominente Unterstützung für seine Theorie erhielt er unter anderem von Nils Ekholm und Thomas Chrowder Chamberlin. Cyrus F. Tolman schätzte in einer 1899 erschienenen Publikation, dass sich in den Ozeanen dieser Welt in Form von Kohlensäure etwa 18-mal so viel Kohlenstoffdioxid wie in der Atmosphäre befindet; die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid ist jedoch temperaturabhängig. Von daher sei es durchaus möglich, dass dies die Reservoirs sind, in denen das atmosphärische CO während der Eiszeiten gelöst ist. Es könnte bei zunehmender Erderwärmung freigesetzt werden und damit auf den jeweiligen Trend der globalen Durchschnittstemperaturen verstärkend wirken.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Dass eine anthropogene CO-Anreicherung in der Atmosphäre die aktuelle Erdtemperatur weiter erhöhen könne, erwähnte Arrhenius zunächst nur als Nebenaspekt. Erst in einer 1906 erschienenen Publikation diskutierte er dies detailliert. Für die Klimasensitivität ermittelte er 5 bis 6 °C. Den für solch eine Temperaturerhöhung nötigen, doppelt so hohen atmosphärischen Kohlenstoffdioxidgehalt erwartete er auf Basis der weltweiten Emissionsraten des Jahres 1896 in ca. 3000 Jahren, und erst in einigen Jahrhunderten erwartete er, dass eine Temperaturerhöhung überhaupt messbar sei. Er hoffte dabei auf „gleichmäßigere und bessere klimatische Verhältnisse“ sowie „um das Vielfache erhöhte Ernten“. Er verstand aber auch, dass eine dauerhafte Nutzung fossiler Brennstoffe aufgrund der damit verbundenen globalen Erwärmung langfristig zu Problemen führen würde.


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text: Arrhenius’ Zeitgenosse Walther Nernst griff Arrhenius’ Gedanken auf und schlug vor, zusätzliches Kohlenstoffdioxid für die Erwärmung der Erdatmosphäre zu produzieren. Er wollte dafür Kohle verbrennen, die nicht wirtschaftlich zu fördern war.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts stand man der Theorie von Arrhenius zunächst überwiegend ablehnend gegenüber. Seine Annahmen basierten auf zu vielen unbestätigten und vereinfachenden Annahmen, sodass die Skepsis berechtigt war. Arrhenius hatte in seinen Berechnungen die Eis-Albedo-Rückkopplung und die Wasserdampf-Rückkopplung in Ermangelung konkreter Daten nur durch Schätzwerte berücksichtigt. Einen Wärmetransport durch Konvektion und Meeresströmungen betrachtete er gar nicht, und zur Untermauerung seiner Eiszeittheorie fehlte ihm die Kenntnis der eiszeitlichen atmosphärischen Treibhausgaskonzentrationen. Auch bezog er in seine Betrachtungen mögliche, durch eine Erwärmung ausgelöste Veränderungen der Wolkenbildung nicht in seine Berechnungen mit ein. Wolken können die Strahlungsbilanz der Erde jedoch signifikant verändern, und einige Wissenschaftler seiner Zeit gingen davon aus, dass eine Erwärmung über eine verstärkte Wolkenbildung selbige vollständig ausgleichen würde.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im Jahr 1900 erschien eine Publikation des namhaften Physikers Knut Ångström. In dieser legte er dar, dass eine Halbierung des atmosphärischen Kohlenstoffdioxid-Gehaltes die Infrarotabsorption nur um 0,4 % verändern würde, was auf das Klima keinen signifikanten Einfluss haben könne. Wie sich später herausstellte, führte Ångströms Laborassistent die Messung jedoch fehlerhaft durch, die damals verfügbaren Spektrometer waren für die Aufgabe zu ungenau, und überdies interpretierte er die Messergebnisse falsch. Ångström ging fälschlicherweise davon aus, dass sich die Absorptionsspektren von Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid weitestgehend überdecken und die Absorptionswirkung des Spurengases daher vernachlässigbar sei. Dies war jedoch das Ergebnis der zu dieser Zeit für diese Messung unzureichenden Messgeräte. Bei korrekter Messung hätte Ångströms Assistent eine aus der Halbierung der Kohlenstoffdioxidkonzentration resultierende Absorptionsänderung von 1 % gefunden. Ein weiterer Fehler erwuchs daraus, dass Ångströms Assistent seine Messungen auf Höhe des Meeresspiegels durchführte. Selbst wenn es dort keinen messbaren Absorptionsunterschied gäbe, würde es an der Wirkung einer Konzentrationsänderung des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid nichts ändern: Für die Stärke des Gesamttreibhauseffekts ist die Treibhauswirkung in höheren Atmosphärenschichten entscheidend, wo die Luft aufgrund der herrschenden Kälte sehr trocken ist. Daher wirkt sich die Überschneidung der Absorptionsbande des Kohlenstoffdioxids mit denen von Wasserdampf insgesamt kaum aus. Da die Luft in großen Höhen nicht nur sehr trocken, sondern auch erheblich weniger dicht ist als am Boden, bewirkt eine Erhöhung der Kohlenstoffdioxidkonzentration dort durchaus in Form einer verstärkten Absorption eine Verstärkung des Treibhauseffekts.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Erde strahlt im Mittel in einer Höhe von 5500 m ihre Wärme ins All ab. Eine Erhöhung der mittleren globalen Treibhausgaskonzentrationen führt dazu, dass der Bereich, in dem die Erde abstrahlt, in größere Höhen verschoben wird. Da es dort aber kälter ist, wird dort weniger effektiv Wärme abgestrahlt; der zusätzliche Wärmestau lässt alle darunter liegenden Atmosphärenschichten wärmer werden, bis die abstrahlende Schicht wieder so viel Energie in Richtung All verliert wie von der Sonne eingestrahlt wird. Arrhenius erkannte die Fehler in Ångströms Argumentation und widersprach aufs Heftigste.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: In den 1930er Jahren bemerkte man in den USA, dass sich die Temperaturen in ihrer Region in den vorangehenden Jahrzehnten erhöht hatten; Wissenschaftler gingen mehrheitlich von einem natürlichen Klimazyklus aus, und ein verstärkter Treibhauseffekt war nur eine von vielen möglichen Ursachen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Nach Auswertung der Temperaturdaten der letzten 50 Jahre von 200 meteorologischen Stationen ermittelte Guy Stewart Callendar (1898–1964) eine statistisch signifikante globale jährliche Erwärmungsrate von 0,005 °C. Er war der Ansicht, dass diese Erwärmung zu ausgeprägt und zu umfassend war, um auf einer natürlichen Klimafluktuation zu basieren. In einer im Jahr 1938 publizierten Arbeit schätzte er die über die vergangenen 50 Jahre emittierte Menge Kohlenstoffdioxid auf 150.000 Mio. Tonnen. Er nahm an, dass sich davon noch etwa drei Viertel in der Atmosphäre befänden. Die von dieser Treibhausgasmenge resultierende Erwärmung schätzte er auf 0,003 °C/Jahr (Stand 2011: 0,02 °C/Jahr) und ging von einer CO-Konzentration von 274 ppm im Jahr 1900 aus; durch Fortschreiben der damaligen, geschätzten jährlichen Emissionsrate von 4.500 Mio. Tonnen Kohlenstoffdioxid erwartete er für das Jahr 2100 eine atmosphärische Kohlenstoffdioxidkonzentration von 396 ppm (dieser Wert wurde im Jahr 2013 erreicht). Die aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe resultierende Erwärmung schätzte er für das 20. Jahrhundert auf 0,16 °C, für das 21. Jahrhundert auf 0,39 °C und für das 22. Jahrhundert auf 0,57 °C. Auch Callendar betrachtete die globale Erwärmung als etwas Positives, da durch die anthropogene Erwärmung das Risiko einer bald wiederkehrenden Eiszeit auf absehbare Zeit gebannt schien.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Hermann Flohn war der erste deutsche Klimaforscher, der die globale Klimawirkung von anthropogen erhöhten CO-Konzentrationen bzw. den anthropogenen Klimawandel seit seiner Antrittsvorlesung 1941 an der Universität Würzburg vertrat und hierzu zahlreiche Publikationen bis zu seinem Tod 1997 veröffentlichte. Flohn gilt international als einer der Wegbereiter der internationalen und nationalen Klimaforschung und hat auf die CO-Problematik seit der Nachkriegszeit immer wieder hingewiesen. Wenngleich diese Position unter Klimatologen damals nicht unumstritten war, so erhielt er von Experten Unterstützung, unter anderem von dem führenden Klimatologen Michail Iwanowitsch Budyko.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Auch wenn einzelne Wissenschaftler schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt die Klimarelevanz zunehmender Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen betonten, wurden Callendars Arbeiten überwiegend kritisiert. Zur damaligen Zeit gab es keinen stichhaltigen Beleg dafür, dass der atmosphärische CO-Gehalt tatsächlich ansteigt. Die verfügbaren Daten zum atmosphärischen CO-Gehalt waren sehr ungenau. Messungen ergaben Werte, die abhängig von Messort und Messzeit so stark voneinander abwichen, dass weder eine Durchschnittskonzentration bekannt noch ein eventueller Anstieg nachweisbar war. In den Ozeanen der Welt ist in Form von Kohlensäure 50-mal so viel Kohlenstoffdioxid gelöst wie die gesamte Atmosphäre enthält. Da sich Kohlenstoffdioxid gut in Wasser löst, ging die überwiegende Zahl der Wissenschaftler davon aus, dass alle vom Menschen zusätzlich eingebrachten Mengen des Spurengases Kohlenstoffdioxid im Meer verschwinden. Zumal man wusste, dass die durch Verbrennung fossiler Brennstoffe emittierte CO-Menge nur ein winziger Bruchteil jener Menge ist, welche im Rahmen von Stoffwechselvorgängen wie Photosynthese und Atmung umgesetzt wird.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Arbeiten von Tyndall, Arrhenius und Callendar wurden kaum mehr diskutiert. Sie enthielten auch zu viele auf absehbare Zeit unüberprüfbare Thesen. Der unleugbare Befund der Eiszeiten wartete zwar noch auf eine Lösung, doch erklärte man sich die Eiszeiten durch geologische Ursachen, die über veränderte Wind- und Meeresströmungen das Klima lokal beeinflusst hatten. Globale Klimaveränderungen hielt zu dieser Zeit kaum jemand für möglich. Zwar führten vom US-Militär finanzierte Forschungen in den 1940er Jahren zu frühen Prognosen hinsichtlich des Klimawandels und abschmelzender Polkappen. Da diese Erkenntnisse aber vom Militär geheim gehalten wurden, wurde das Thema nur sporadisch und nicht öffentlich diskutiert.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: 1951 schrieb die American Meteorological Society im "Compendium of Meteorology": „Die Idee, dass eine Erhöhung des Kohlenstoffdioxid-Gehaltes der Atmosphäre das Klima verändern könne, war nie weit verbreitet und wurde schließlich verworfen, als man herausfand, dass alle von Kohlenstoffdioxid absorbierte Infrarotstrahlung bereits von Wasserdampf absorbiert wird.“ Dass dies falsch ist und Arrhenius mit seinem Einwand recht hatte, war allerdings bereits fast 20 Jahre zuvor publiziert worden – unter anderem von E.O. Hulburt und Guy Callendar.<ref name="DOI10.1103/PhysRev.38.1876"></ref>


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die 1950er Jahre brachten einen enormen Wissenszuwachs in allen Bereichen der Wissenschaft. Bedingt durch den kalten Krieg erhöhte die amerikanische Regierung die Forschungsausgaben in vielen Bereichen von Naturwissenschaft und Technik, so auch in Geologie, Ozeanographie und Meteorologie. Die Militärs interessierten sich dafür, wie die Strahlung der Atombomben absorbiert wird, und wie sich der Fallout in Atmosphäre und den Weltmeeren verteilt. Auch wollte man wissen, wann irgendjemand irgendwo einen oberirdischen Atombombentest durchführt. Es gab kaum einen Bereich, der für das Militär unwichtig hätte sein können.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Eine der wichtigsten Errungenschaften der Paläoklimatologie war die Kombination der radiometrischen Datierung mit der Chromatographie und der Massenspektrometrie. Damit wurde es möglich, das absolute Alter und damit die Entstehungszeit vieler Fossilien zu ermitteln.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Willard Libby hatte bereits in den 1930er Jahren Zählverfahren für sehr schwache Radioaktivität entwickelt. Darauf aufbauend stellte er im Jahr 1949 die Radiokohlenstoffdatierung vor. Mit diesem revolutionären Verfahren konnte man das Alter von kohlenstoffhaltigen Fossilien, die nicht älter als 50.000 Jahre waren, mit bislang unbekannter Genauigkeit bestimmen. Oberirdische Tests von Kernwaffen führten zu einem starken Konzentrationsanstieg von radioaktivem C, dem Kernwaffen-Effekt. Mit Hilfe der neuen Technik von Libby war es nun möglich, auch das durch Atombombentests erzeugte C nachzuweisen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der Direktor der US-amerikanischen Scripps Institution of Oceanography, Roger Revelle, hatte sich am Anfang seiner Laufbahn in den 1930er Jahren intensiv mit der Chemie der Ozeane beschäftigt. Er galt als Experte in diesem Feld und hatte enormes Wissen über den Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Ozeanen gesammelt. Er verfügte jedoch nicht über geeignete Methoden, um den Gasaustausch von Kohlenstoffdioxid untersuchen zu können, sodass er sich anderen Dingen zuwandte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Um zusätzlich durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugtes Kohlenstoffdioxid aufnehmen zu können, mussten sich die Ozeane durchmischen. Zufällig fand Revelle im Rahmen eines Forschungsprojektes heraus, dass sich radioaktiver Kohlenstoff, der bei einem Unterwasser-Bombentest entstanden war, in einer Schicht bewegte, die zwar nur einen Meter dick war, sich aber über Hunderte von Quadratkilometern erstreckte. Dies belegte zu seinem großen Erstaunen, dass es kaum zu einer vertikalen Durchmischung der Wasserschicht gekommen war. Wenn dies für C aus Atomtests galt, so musste es auch für jede andere Substanz gelten, die in die Meere eingebracht wurde – auch für Kohlenstoffdioxid.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Eines Tages wurde Revelle auf die Arbeiten von Hans E. Suess aufmerksam, der sich mit Optimierungsverfahren der neuen Radiokohlenstoffdatierung beschäftigte. Dies passte gut zu seinen Forschungsprojekten über die Durchmischung und den Gasaustausch der Ozeane; glücklicherweise hatte er Budgets, um Suess anzuwerben, mit ihm zusammen die ungelösten Fragen zum Kohlenstoffdioxidaustausch der Ozeane anzugehen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Nach Auswertung der C-Studien publizierten Revelle und Suess im Jahr 1957, dass die durchschnittliche Verweilzeit von Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre in der Größenordnung von ca. 10 Jahren liege. Dies war in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Arbeitsgruppe um James R. Arnold, der zuvor bei Willard Frank Libby gearbeitet hatte und gerade an der Princeton University tätig war. Im Jahr 1958 wechselte Arnold zu Revelle an den damals neu gegründeten Campus der University of California in San Diego.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Dauer einer kompletten Umwälzung der Ozeane schätzten die Forscher auf ein paar hundert Jahre. Die Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass sich durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entstandenes Kohlenstoffdioxid sehr schnell in den Ozeanen löse, weshalb es unwahrscheinlich schien, dass es sich in der Atmosphäre anreichert. Dies aber würde Spekulationen über eine mögliche, menschengemachte globale Erwärmung, die durch einen Konzentrationsanstieg des Spurengases hervorgerufen wurde, substanzlos machen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Diese Ergebnisse standen jedoch im Widerspruch zu Guy Callendars Analysen. Dieser wurde nicht müde darauf hinzuweisen, dass die ihm vorliegenden (recht ungenauen) Messreihen des Spurengases Kohlenstoffdioxid klar darauf hindeuteten, dass dieses sich in der Atmosphäre anreichere. Es gab aber noch einen viel gewichtigeren Hinweis: Suess hatte bei seinen Studien der Radiokohlenstoffdatierung entdeckt, dass jüngere Holzproben ein verschobenes C/C-Verhältnis aufwiesen: Je jünger sie waren, desto weniger C enthielten sie. Und zwar weniger als durch radioaktiven Zerfall begründet werden konnte. Erklärbar war dieser Effekt, wenn das Kohlenstoffdioxid der Atmosphäre mit Kohlenstoffdioxid vermischt worden war, das aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe stammte, in dem C aufgrund ihres hohen Alters praktisch vollständig zerfallen war. Dieser Effekt wurde später als Suess-Effekt bekannt. Die Argumente waren nicht von der Hand zu weisen. Revelle und Suess suchten nach Fehlern in ihrer Arbeit. Zunächst versuchten sie den Widerspruch dadurch zu erklären, dass sie die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid durch Pflanzen nicht in ihre Überlegungen aufgenommen hatten. Schließlich fanden Bert Bolin und Erik Eriksson jedoch das Hauptproblem: Die Forscher hatten den Stoffaustausch bei Vorliegen einer Gleichgewichtskonzentration zwischen Atmosphäre und Ozeanen untersucht. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe führt jedoch zu einem steten CO-Zustrom, ein Gleichgewicht liegt nicht vor. Wird daneben auch die sehr langsame Umwälzrate der Ozeane berücksichtigt, führt dies zu einem gänzlich anderen Ergebnis: Demnach würde atmosphärisches Kohlenstoffdioxid zwar rasch gelöst, aber eben auch ebenso rasch wieder in die Atmosphäre emittiert werden, sodass nur etwa 25 % von den Ozeanen aufgenommen würde. Das Verhältnis von atmosphärischer Emission und Aufnahme durch die Ozeane wurde nach Roger Revelle benannt und Revelle-Faktor genannt.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Alles deutete nun darauf hin, dass Callendar recht hatte, dass sich Kohlenstoffdioxid in der Tat in der Atmosphäre anreicherte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Für die Klärung der Frage, ob der von Revelle und Suess vorausgesagte Konzentrationsanstieg des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre auch tatsächlich messtechnisch nachweisbar sei, bewarb sich das Scripps-Institut mit dem Projekt einer atmosphärischen Kohlenstoffdioxid-Messung für das Internationale Geophysikalische Jahr 1957/58. Der junge Chemiker Charles David Keeling wurde mit dem Projekt betraut; er konnte schon ein Jahr später mit der nach ihm benannten „Keeling-Kurve“ aufwarten, die der erste zweifelsfreie Beleg war, dass die Konzentration dieses Treibhausgases ansteigt. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern, die an dieser Aufgabe gescheitert waren, führte Keeling seine Messungen fernab von Quellen und Senken des Spurengases durch und benutzte erstmals einen nichtdispersiven Infrarotsensor mit einem Messaufbau, der Ergebnisse höchster Präzision lieferte. Zusätzliche Genauigkeit erhielten seine Messwerte dadurch, dass er diese nicht punktuell, sondern an mehreren, weit voneinander entfernten Stationen kontinuierlich erfasste.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Gilbert Plass nutzte 1956 erstmals Computer zur Berechnung der zu erwartenden Erwärmung, wobei in diese Modellprojektionen erstmals genaue Absorptionsspektren des CO einflossen. Entsprechende Messungen hatten Physiker der Johns Hopkins University durchgeführt, und Plass konnte im Rahmen einer Kooperation auf diese Daten zurückgreifen. Ihm gelang als Erstem der Nachweis, dass sich die Absorptionsbande von Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid nicht überlagern. Zudem stellte er fest, dass eine durch einen Konzentrationsanstieg von Kohlenstoffdioxid verursachte globale Erwärmung auch dann nicht verhindert würde, wenn sich die Absorptionsbande vollständig überlagerten. Er errechnete eine globale Erwärmung um 3,6 °C für eine angenommene Verdoppelung der atmosphärischen Kohlenstoffdioxidkonzentration.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Für das Jahr 2000 nahm er einen um 30 % höheren Kohlenstoffdioxidgehalt der Atmosphäre an und erwartete eine daraus resultierende globale Erwärmung von etwa einem Grad.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Nach dieser Datenlage war eine messbare anthropogene globale Erwärmung nicht mehr in Jahrhunderten, sondern bereits in Jahrzehnten zu erwarten. Der Treibhauseffekt war durch die Berechnungen von Plass genauer quantifiziert, und auch der Konzentrationsanstieg des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid war nunmehr eindeutig belegt. Roger Revelle kommentierte dies mit den häufig zitierten Worten: „Die Menschheit hat ein großangelegtes geophysikalisches Experiment begonnen, das es in dieser Form weder in der Vergangenheit gab, noch in der Zukunft ein zweites Mal geben wird.“


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Seit den 1940er Jahren und im gesamten Verlauf der 1960er Jahre nahmen die Durchschnittstemperaturen global ab. Zweifler an der Theorie einer menschengemachten Erwärmung fanden sich bestätigt, denn die Kohlenstoffdioxidkonzentrationen stiegen ja während dieser Zeit an. Von einer globalen Abkühlung durch Aerosole war die Rede. Für die Abkühlung wurde von einigen Forschern eine zunehmende Umweltverschmutzung der Luft verantwortlich gemacht. Zur Zeit der kriegsbedingten Rüstungsindustrialisierung bis 1945 häuften sich in Europa die Winter mit extremer Kälte. In der Zeit bis 1960 wurden auch Wohnhäuser durchweg mit Kohle beheizt, Heizöl stand noch nicht ausreichend zur Verfügung. Diese Smog-Problematik durch Kohleabbrand sollte sich 50 Jahre später bei der rasanten Industrialisierung Chinas wiederholen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Verfügbarkeit von ersten Computern hatte in den 1950er Jahren zur ersten numerischen Wettervorhersage geführt, und man wollte Computer natürlich auch zur Berechnung klimatologischer Prozesse einsetzen. Dies brachte jedoch zunächst eher Verwirrung als Klärung und schürte den Zweifel an der Richtigkeit der These der globalen Erwärmung.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Mit Hilfe der genauen Absorptionsdaten von Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid, die Gilbert Plass wenige Jahre zuvor publiziert hatte, rechnete Fritz Möller ein eindimensionales Klimamodell durch, bei dem er nicht nur den durch zusätzliche Erwärmung freigesetzten Wasserdampf, die so genannte Wasserdampf-Rückkopplung mit einbezog, sondern auch den Wärmeaustausch zwischen Boden und Atmosphäre. Zu seinem Erstaunen ergaben seine Berechnungen massive Erwärmungen und unter bestimmten Bedingungen sogar eine nicht endende Erwärmung, die sich immer weiter verstärkte, bis alle Ozeane verdampfen würden. Aber unter der Annahme, dass aus der Erwärmung eine Erhöhung der Wolkenbedeckung um ein Prozent resultierte, hätte dies den wärmenden Effekt einer Erhöhung der Kohlenstoffdioxid-Konzentration selbst um 10 % vollständig ausgeglichen. Und niemand kannte die Reaktion der Wolkenbildung auf eine Temperaturänderung. Die korrekte Beschreibung des Einflusses der Wolken war ein großes Problem und sollte es auch in den folgenden Jahrzehnten bleiben.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der Grund für die von Möller festgestellte Erwärmungsspirale war schnell gefunden: Er hatte in seinem eindimensionalen Klimamodell zwar den Wärmetransport zwischen Boden und Luft berücksichtigt, nicht jedoch den Wärmetransport durch Konvektion. Dies realisierte Syukuro Manabe schon Mitte der 1960er Jahre und entwickelte es zusammen mit Richard Wetherald weiter. Das 1967 erstellte “Manabe-Wetherald one-dimensional radiative-convective model” gilt als das erste einigermaßen realistische Atmosphärenmodell, das sowohl den Strahlungshaushalt der Erde wie auch die stattfindende Konvektion berücksichtigte. Dieses Modell ergab eine Erwärmung um 2,3 °C, die aus einer Verdoppelung der Kohlenstoffdioxidkonzentration der Atmosphäre resultieren würde.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Mitte der 1960er Jahre wurde eine weitere Schlüsseltechnologie für die Klimatologie nutzbar: Erdbeobachtungssatelliten. Schon die zweite Generation der TIROS-Satelliten wurde ab 1966 operativ für die Klimaforschung eingesetzt und verfügte über Radiometer und Spektrometer. Von nun an konnte man den Wärmehaushalt der Erde, deren Eisbedeckung oder Spektrum und Intensität der Sonneneinstrahlung vom All aus vermessen. Sonnenbezogene Messungen waren erstmals vollkommen frei von verfälschenden atmosphärischen Einflüssen und führten zu einer genauen Definition der Solarkonstante, die vorher nur annähernd bestimmt werden konnte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Mit Hilfe des Nimbus-III-Satelliten konnte Manabe im Jahre 1969 sein Klimamodell mit Messdaten aus dem All verifizieren. Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Zahl und Qualität der verbauten Satelliten-Instrumente sollte in den kommenden Jahrzehnten stark ansteigen, wobei auch bei der Miniaturisierung erhebliche Fortschritte zu verzeichnen waren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Weitere Pionierarbeit leistete Michail Iwanowitsch Budyko. Er berechnete die Strahlungsbilanzen für die ein- und ausgehende Strahlung in arktischen Regionen und lieferte quantitative Angaben für die bislang nur qualitativ beschriebene Eis-Albedo-Rückkopplung. Nachdrücklich warnte er vor daraus resultierenden Klimaveränderungen, die allerdings erst im nächsten Jahrhundert zu erwarten seien.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: 1965 wandte sich das wissenschaftliche Beratergremium von US-Präsident Lyndon B. Johnson an Roger Revelle, um Informationen über die möglichen Wirkungen einer durch Kohlendioxid verursachten Erderwärmung zu erhalten. In dem im gleichen Jahr erschienenen Bericht prognostizierten Revelle und seine Kollegen unter anderem, dass die Atmosphäre bis zum Jahr 2000 etwa 25 % mehr Kohlenstoffdioxid enthalten würde, wodurch sich die atmosphärische Wärmebilanz derart verändern würde, dass deutliche Klimaveränderungen eintreten könnten. Sie hielten „mit angemessener Sicherheit“ fest, dass „fossile Brennstoffe gegenwärtig die einzige Quelle für dem Ozean-Biosphären-Atmosphären-System hinzugefügtes CO“ seien, und schlussfolgerten in der Zusammenfassung:


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Von den Experten wurde deshalb empfohlen, die Chancen und Risiken von Geoengineering zu prüfen. Damit sollte die Albedo der Erdoberfläche erhöht werden, um den wärmenden Effekt der steigenden Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Atmosphäre zu kompensieren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der Widerspruch steigender Kohlenstoffdioxidkonzentration trotz weltweit zurückgehender Temperaturen veranlasste John D. Hamaker zur Entwicklung einer Theorie, nach der ein verstärkter Treibhauseffekt über veränderte Wolkenbildung, veränderte Niederschlagsmuster und Prozessen in der Biosphäre zwar zunächst zu einer Erwärmung, aber in der Folge zu einer zunehmenden Vereisung an den Polen führe und über die Eis-Albedo-Rückkopplung damit den Beginn einer Eiszeit auslösen würde. Anhand von Forschungsergebnissen späterer Jahre – insbesondere durch die Daten des Wostok-Eisbohrkernes – wurde seine Theorie jedoch widerlegt.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Bis Mitte der 1970er Jahre sanken die globalen Durchschnittstemperaturen weiter, was in der Klimatologie zu heftigen Kontroversen führte. Schon damals wurde vermutet, dass die massiven Einträge von Aerosolen in der Atmosphäre die Ursache für die beobachtete Abkühlung sein könnten. So wurde der US-Präsident unter anderem von George Kukla und Reid Bryson vor einer dadurch ausgelösten Eiszeit gewarnt. In einer unter anderem von Stephen Schneider publizierten Arbeit wurde über die Möglichkeit spekuliert, dass die kühlende Wirkung der Aerosole den wärmenden Effekt der Treibhausgase überdecken könne.<ref name="DOI10.1126/science.173.3992.138"></ref> Das Problem war, dass zur damaligen Zeit Kenntnisse über das genaue Ausmaß kühlender oder wärmender Effekte fehlte und man daher nicht wusste, welcher Effekt stärker war.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Auf der anderen Seite wurde jedoch von einer deutlich größeren Gruppe von Forschern vor einer kommenden, signifikanten globalen Erwärmung gewarnt. Bei den aktuellen Kohlenstoffdioxid-Emissionen könnte die Erwärmung gegebenenfalls schon im Jahr 2050 zu einem eisfreien Polarmeer führen. Auch die Deutsche Physikalische Gesellschaft warnte bereits 1971 in einer Pressemitteilung zur 36. Physikertagung vor dem menschengemachten Klimawandel. Noch seien "die beobachtbaren Effekte sehr gering", doch bei einer ungebremsten Fortsetzung von Industrialisierung und Bevölkerungswachstum werde "spätestens in zwei bis drei Generationen der Punkt erreicht, an dem unvermeidlich irreversible Folgen globalen Ausmaßes eintreten". Halte die Zunahme des fossilen Brennstoffverbrauchs an, dann würde im Jahr 2000 eine atmosphärische CO-Konzentration „zwischen 370 und 380 ppm“ erreicht werden.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Broecker sollte mit seiner Prognose recht behalten – sogar ohne die Verstärkung durch einen etwa 80-jährigen natürlichen Zyklus, von dem er damals irrtümlich noch zusätzlich ausging, bewirkten vor allem steigende CO-Konzentrationen einen derartigen Temperaturanstieg.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Nicht nur wurde seine Arbeit häufig zitiert, auch der darin verwendete Begriff eines "Global Warming" wurde aufgegriffen. "Global Warming" bzw. dessen Übersetzung "globale Erwärmung" wurde fortan zum Synonym für den menschengemachten Klimawandel.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Das Bild vergangener Eiszeiten konnte immer klarer nachgezeichnet werden und zeigte, dass Klimaveränderungen sehr schnell ablaufen können. Ganz im Gegensatz zu der jahrzehntelang verbreiteten Annahme eines unveränderlichen und stabilen Klimas deutete nun alles darauf hin, dass selbst kleine Parameter-Änderungen sprunghafte Klimawandel zur Folge haben konnten. Vorarbeiten aus dem Jahr 1966 hatten bereits Belege geliefert, dass es zum Ende der letzten Eiszeit zu schnellen und heftigen Klimaveränderungen gekommen war. Die Befunde, die in den 1960er Jahren ausschließlich von Sedimentbohrkernen vom Meeresboden um Grönland stammten, konnten nun auch an anderen Orten der Erde und mit anderen Nachweismethoden wie z. B. Eisbohrkernen in Einklang gebracht werden. Sie zeigten darüber hinaus übereinstimmend, dass eine Warmzeit wie die des Holozäns in der Klimageschichte des Quartärs nicht die Regel, sondern eine Ausnahme war. Kurze warme Perioden wechselten sich mit langen kalten Perioden ab. Auch in den 1970er Jahren konnte kein messtechnischer Beleg für die seit langem vorausgesagte, aber nie bestätigte globale Erwärmung geliefert werden. Überdies dauerte die aktuelle Warmzeit, das Holozän, bereits 11.700 Jahre an, während die letzte Warmzeit, die Eem-Warmzeit, nach einer Dauer von 11.000 Jahren endete. Eine baldige Eiszeit schien für einige daher wahrscheinlicher als eine Erwärmung.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Bohrkernuntersuchungen aus Grönland zeigten, dass zusammen mit dem Klima auch der Salzgehalt des Meerwassers in der Vergangenheit geschwankt hatte. Der Nordatlantikstrom hatte sich offenbar mehrfach verändert. Dies stützte Vermutungen, dass Meeresströmungen wegen der sehr großen Menge der durch sie transportierbaren Energie eine wichtige Rolle im Klimageschehen zukommt. Syukuro Manabe hatte die große Bedeutung der Meere zum Verständnis des Klimageschehens erkannt und 1969 ein erstes Klimamodell entworfen, mit dem er das Verhalten der Meere modellierte. Leider waren aber auch in den 1970er Jahren Computer bei weitem nicht leistungsfähig genug, ein solch komplexes Klimamodell über längere Zeiträume durchzurechnen. Die C-Untersuchungen von Revelle und Suess hatten gezeigt, dass die Ozeane für "eine" vollständige Umwälzung knapp 1000 Jahre brauchten. Dies war in geologischen Zeitskalen kurz, als Berechnungszeitraum für ein komplexes Klimamodell war aber die Dauer einer einzigen Ozean-Umwälzung deutlich zu viel. Klimamodelle, die neben der Strahlungsbilanz und der Konvektion auch das Verhalten der Meere berücksichtigten, mussten daher sehr stark simplifiziert werden, um berechenbar zu bleiben.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Zusammen mit dem Ozeanographen Kirk Bryan schaffte es Manabe, ein vereinfachtes Klimamodell zu entwerfen, in dem neben der Strahlungsbilanz und der Konvektion auch Jahreszeiten und das Verhalten der Ozeane enthalten waren. Im Jahr 1979 konnte ihr Modell über einen Zeitraum von 1000 Jahren durchgerechnet werden. Wenngleich es viele Unzulänglichkeiten aufwies, hatte es doch einige Merkmale unseres Erdklimas; so bildeten sich beispielsweise das Wüstengebiet der Sahara sowie die starken Niederschläge der Pazifikregion aus, ohne dass die Forscher das Modell speziell darauf ausgelegt hätten, diese Phänomene zu zeigen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Für seine Beiträge, die wesentlich zum Verständnis des globalen Klimasystems beitrugen, wurde Syukuro Manabe im Jahr 2021 der Nobelpreis für Physik zugesprochen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Forscher versuchten nun mit Hilfe von Klimamodellen, das Klima während der Eiszeiten wie auch das der Neuzeit korrekt nachzubilden. Wenn dies gelänge, wüsste man, welche Rückkopplungen im Klimasystem wie stark wirken und könnte diese Parameter verwenden, das Ausmaß einer kommenden Erwärmung abzuschätzen. Voraussetzung dafür war jedoch, das Klima vergangener Eiszeiten zu kennen. In den 1970er Jahren wurde mit dem CLIMAP-Projekt genau dies versucht, denn Fortschritte im Bereich der Isotopenuntersuchung und Massenspektrometrie erlaubten, die Klimavergangenheit immer besser zu rekonstruieren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im Jahr 1953 hatte Willi Dansgaard gezeigt, dass die Zusammensetzung von O (Sauerstoff-18) und H (Wasserstoff) in Regenwasser in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur schwankt. Basierend auf Vorarbeiten von Cesare Emiliani wurde das Prinzip der so genannten Sauerstoff-Isotopenstufe von J. D. Hays, John Imbrie und Nicholas Shackleton dafür verwendet, den Temperaturverlauf des Quartärs zu analysieren. Die einen Zeitraum von einer Million Jahre abdeckende Analyse offenbarte auf überzeugende Weise, dass Schwankungen der Sonnenintensität durch Veränderungen der Erdumlaufbahn für die starken Klimaschwankungen während dieser Zeit verantwortlich waren.<ref name="10.1126/science.194.4270.1121"></ref> Die vielzitierte „Pacemaker-Studie“ von Hays, Imbrie und Shackleton aus dem Jahr 1976 beseitigte die letzten Zweifel an der Korrektheit der Theorie von Croll und Milankovic; diese erlangte unter dem Begriff Milanković-Zyklen allgemeine Bekanntheit. Leicht modifiziert ist die Theorie seit den 1980er Jahren fester Bestandteil von "Paläoklimatologie" und "Quartärforschung" und gilt als unverzichtbares Instrument sowohl bei der Rekonstruktion der Eiszeiten als auch bei der Erforschung verschiedener Klimawandel-Ereignisse im Laufe des Phanerozoikums.


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text: Darüber hinaus können mithilfe der "Milanković-Zyklen" auch künftige klimatische Entwicklungen prognostiziert werden. So erwartete Shackleton aufgrund seiner Analysen eine neue Eiszeit innerhalb der kommenden 20.000 Jahre.


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text: Anfang der 1970er Jahre hatten theoretische Überlegungen über den Aufbau von Eisschilden ergeben, dass diese inhärent instabil sind und unter bestimmten Bedingungen zum Kollaps neigen. Der Glaziologe Johannes Weertman erkannte im Jahr 1974, dass der westantarktische Eisschild eine besondere Topologie besitzt, die zu einem derartigen Kollaps führen kann und bestätigte damit Vermutungen von T. Hughes aus dem Vorjahr. So ruht der Eisschild der Westantarktis auf Gesteinsflächen, die sich unterhalb des Meeresspiegels befinden; der Meeresboden steigt dort an, je weiter man sich vom Kontinentalsockel in Richtung Meer entfernt, um dann wieder abzufallen. Die Aufsetzlinie (engl. "grounding line") ist die Stelle, an der der Eisschild den Kontakt zum festen Boden verliert und zu schwimmen beginnt. Ab diesem Punkt spricht man nicht mehr von einem Eisschild, sondern von einem Eisschelf. Wenn die Aufsetzlinie des Eisschildes, bedingt durch eine Schmelze, den höchsten Punkt dieses Profils überwinden würde, würde eine unaufhaltbare Dynamik einsetzen, die einen beschleunigten und unaufhaltsamen Zerfall des Gletschers zur Folge hätte. Mercer betonte, dass ein derartiger Kollaps zu den ersten desaströsen Folgen eines menschengemachten Klimawandels gehören würde. Er erwähnte in derselben Publikation, dass sich ein derartiges Ereignis durch Aufbrechen mehrerer großer antarktischer Eisschilde ankündigen würde.


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text: In den Folgejahren fanden die Forscher eine Reihe weiterer Faktoren, die ebenfalls zur Erderwärmung beitragen.


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text: Die Atmosphärenchemie machte große Fortschritte. Der geplante Bau einer Flotte hochfliegender Überschallflieger sowie eine große Zahl erwarteter Weltraumflüge lenkte die Aufmerksamkeit der Forscher auf die Auswirkungen der damit verbundenen Emissionen in der Stratosphäre. Untersuchungen ergaben, dass die Ozonschicht durch Stickoxide und FCKWs geschädigt würde, die neben einer sehr hohen Lebensdauer in der Atmosphäre auch ein enormes Potential als Treibhausgas besaßen. Erstmals wurde dabei auch auf die Wirkung bislang wenig beachteter Treibhausgase wie Methan und Lachgas hingewiesen. Jedoch fanden diese Stimmen wenig Beachtung, es waren ja doch nur Bestandteile der Luft, deren Konzentration selbst im Vergleich zum Spurengas Kohlenstoffdioxid sehr gering war. Man spekulierte lieber über das Ausmaß, mit dem Schwefelsäure über eine veränderte Wolkenbildung das Rückstrahlvermögen (also die Albedo) der Erde verändern und hierdurch einen abkühlenden Effekt haben könnte.


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text: In den ersten beiden Berichten an den Club of Rome von 1972 und 1974 wurden als Ursachen für eine globale Erwärmung neben dem anthropogenen Treibhauseffekt auch erstmals die „thermische Umweltverschmutzung“ durch Abwärme diskutiert. Mit deren hypothetischer Fortsetzung bei maximaler Nutzung photovoltaische Energie würde die von einer gerade noch tolerierbaren Erwärmung bestimmte globale Wachstumsgrenze in den kommenden Jahrhunderten erreicht. Bei ausschließlicher Verwendung nicht erneuerbarer Energien mit 2 % jährlicher Zunahme wurde ein anthropogener "Abwärme"-Beitrag zur globalen Erwärmung von mindestens 3 Grad im Jahr 2300 berechnet, was angesichts der Einfachheit des verwendeten Modells erstaunlich gut mit neueren, aufwändigeren Simulationen übereinstimmt.


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text: Zentraler Meilenstein für die Anerkennung des Klimawandels als „ernstes Problem“ und Durchbruch für die internationale Klimaforschung war die 1. Weltklimakonferenz 1979, die unter anderem auf Initiative von Hermann Flohn (Mitglied der Expertengruppe der WMO) durchgeführt wurde. Ergebnis der Weltklimakonferenz war eine fundamentale Erklärung sowie die Initiierung des Weltklimaforschungs-Programms und des IPCC.


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text: Ereignisse wie die Dürrekatastrophe in der Sahel-Zone steigerten den politischen Druck auf die Entscheidungsträger, die jedoch unschlüssig waren, wie konkret welche Bedrohung denn eigentlich war, denn die Klimaforscher waren ja selbst uneins. So beschloss der Wissenschaftsberater der US-Regierung (ein Geophysiker!), ein Expertengremium zu berufen, das in der Diskussion unvorbelastet war. Unter der Leitung von Jule Gregory Charney wurden Experten befragt, die in die laufende Debatte noch nicht involviert waren. Charneys Gruppe verglich zwei Klimamodelle, das eine vom japanischen Klima- und Meteorologen Syukuro Manabe, das andere vom US-Klimaforscher und späterem zeitweisem NASA-Direktor James E. Hansen. Beide Modelle unterschieden sich in Details, nicht jedoch in der Kernaussage, dass ein Konzentrationsanstieg des Spurengases Kohlenstoffdioxid zweifelsfrei zu einer deutlichen Temperatursteigerung führen würde. Die Experten prüften u. a. anhand einfacher, eindimensionaler Atmosphärenmodelle, ob die bisherigen Modelle einen wesentlichen Effekt vernachlässigt haben konnten – sie fanden aber nichts. Für die bei einer Verdoppelung des Kohlenstoffdioxidgehaltes der Atmosphäre zu erwartende Erwärmung hatte Manabes Modell 2 Grad ergeben, Hansens Modell zeigte eine Erwärmung um 4 Grad. Man einigte sich schließlich als wahrscheinlichsten Wert auf 3 Grad, wohl wissend, dass dies letztlich nur eine Schätzung war.


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text: Im 1979 erschienenen „Report of an Ad hoc Study Group on Carbondioxide and Climate“ mit dem Titel „Carbon Dioxide and Climate, A Scientific Assessment“ des National Research Council war daneben zu lesen, dass eine signifikante Erwärmung aufgrund der thermischen Trägheit der Ozeane erst in einigen Jahrzehnten zu erwarten sei. Der Bericht wurde später kurz "Charney-Report" genannt und stimmte inhaltlich gut mit einem Gutachten der JASON-Expertengruppe überein, das im selben Jahr erschien.


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text: Schon in den 1960er Jahren hatten Wissenschaftler erkannt, dass die Vorgänge im Klimasystem das Ergebnis einer großen Zahl miteinander in Wechselwirkung stehender Prozesse ist. Es kann nur verstanden werden, wenn auch die gegenseitige Beeinflussung aller beteiligten Komponenten und Prozesse verstanden und in geeigneter Form abgebildet werden kann. Im Jahr 1972 wurde zur Förderung diesbezüglicher Forschung in Wien das Internationale Institut für angewandte Systemanalyse gegründet. In der Folge wurde von der US-amerikanischen NASA im Jahr 1983 das "Earth System Sciences Committee" gegründet und in Deutschland im Jahr 1992 das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Mit der in diesen Instituten betriebenen Erdsystemwissenschaft werden seither die Entwicklung und die Auswirkungen globaler Umweltveränderungen erforscht.


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text: Die Zahl wissenschaftlicher Publikationen zum Klimawandel in den 1980er Jahren war ca. doppelt so hoch wie in den 1970ern. Viele Details zur Klimageschichte kamen zum Vorschein: Beispielsweise wurden die bereits in den 1970er Jahren entdeckten sprunghaften Klimawandel als Heinrich-Ereignisse und Dansgaard-Oeschger-Ereignisse genauer beschrieben. Die Kenntnisse über die Stärke des Treibhauseffekts und der Veränderung der Treibhausgaskonzentration waren nun so gut, dass T. Wigley und Philip D. Jones in einem im Jahr 1981 in der Zeitschrift Nature erschienenen Artikel schrieben: "„Wenngleich die Ansicht, dass ein Anstieg der Kohlenstoffdioxid-Konzentration zu einer Erwärmung des Klimas führt, weit verbreitet ist, so ist diese Erwärmung aufgrund des Rauschens im Klimasystem noch nicht feststellbar.“" In ihrer Arbeit führen sie aus, dass diese Erwärmung erst gegen Ende des Jahrhunderts ausgeprägt genug sein wird, dass sie sich klar vom Hintergrundrauschen abhebt.<ref name="DOI10.1038/292205a0"></ref>


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: In Deutschland kam es durch Smog zu ernsten Verkehrseinschränkungen, das Problem einer zunehmenden Luftverschmutzung wurde erkannt. Das im Jahr 1987 in Kraft getretene Helsinki-Protokoll ließ die Schadstoffbelastungen weltweit zurückgehen, wodurch sich der seit den 1940er Jahren beobachtete Abkühlungstrend umkehrte. Aber nicht nur wurde es seit 1974 wieder wärmer, das Jahr 1988 ging sogar als bislang wärmstes Jahr seit Beginn systematischer Wetteraufzeichnungen in die Geschichte ein.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Zu Beginn der 1980er-Jahre fanden Forscher heraus, dass der Kohlenstoffzyklus über eine Art Regelmechanismus verfügt, der die Erde die meiste Zeit über in einem Temperaturbereich hielt, der günstig für die Entwicklung des Lebens war. Man wusste schon seit langem, dass das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid über vulkanische Aktivität in die Atmosphäre gelangt und über die Verwitterung von Gestein wieder entzogen wird. Der Verwitterungsprozess von Gestein hat zwei wesentliche Eigenschaften. Zum einen ist seine Intensität von der Durchschnittstemperatur der Erde abhängig, und bei höheren Temperaturen wird mehr Kohlenstoff gebunden, und zum zweiten verläuft er sehr langsam. Es war also anzunehmen, dass es Phasen in der Erdgeschichte gegeben haben muss, in denen dieser Prozess versagt hatte, weil er zu träge reagiert. Geologen fanden schließlich in Namibia dazu passende Gesteinsschichten: Die älteren Schichten belegten eine lang andauernde Vereisung, die, wie man wusste, weite Teile des Globus betraf. Da Eisflächen ankommendes Sonnenlicht sehr effizient reflektieren, war eine sehr hohe Treibhausgaskonzentration nötig, um die Erde von dieser Vereisung wieder zu befreien. Und in der Tat zeugten darüber liegende, jüngere Schichten von einer anschließend sehr hohen Verwitterungsrate, wie sie in einem Warmklima zu erwarten war. Während des langen Eiszeitalters war die Verwitterung sehr gering, während Vulkane die Kohlenstoffdioxidkonzentration der Atmosphäre kontinuierlich immer höher schraubten, bis die Eismassen zu schmelzen begannen und damit der kühlende „Spiegel“ der weißen Eisflächen zunehmend kleiner wurde, was über die Eis-Albedo-Rückkopplung den Erwärmungsprozess beschleunigte, bis alles Eis geschmolzen war und die Erde sich in einem Heißklima befand. Dieses extreme Warmklima dauerte für einige zehntausend Jahre an, genau so, wie man es anhand der Dynamik der Gesteinsverwitterung erwartet hatte. Der Grund war, dass die Eismassen erheblich schneller schmolzen als das Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre verschwinden konnte. Mit der Entdeckung des Regelmechanismus war ein wesentliches Element zur Klärung des sogenannten Paradoxon der schwachen jungen Sonne gefunden. Wissenschaftler hatten lange nach einer Erklärung für die Tatsache gesucht, dass während der gesamten Erdgeschichte flüssiges Wasser existierte, obwohl die Strahlungsleistung der Sonne im Archaikum um etwa 25 % schwächer war als heute und sich erst im Verlauf einiger Milliarden Jahre stetig erhöht hatte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Forscher nahmen nun auch Fluktuationen der Sonnenaktivität in ihre Berechnungen mit auf und begannen, Details der Landmassen zu berücksichtigen. Beispielsweise parametrierten sie die Geschwindigkeit, mit der Regen auf unterschiedlichen Böden abfließt sowie das geringere Reflexionsvermögen (Albedo) von Wäldern im Vergleich zu Wüsten. Trotz großer Anstrengungen waren Klimamodelle aber auch in den 1980er-Jahren in vielerlei Hinsicht mangelhaft. Mehrjährige Simulationsläufe endeten meist in unrealistischen Zuständen; Modellierer wählten mangels Alternativen oftmals Parameter ohne empirische Grundlage aus, nur um solch unmögliche Zustände auszuschließen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Eines der in den 1980er-Jahren ungelösten Probleme war der in den Klimamodellen nicht wiederfindbare geringe Temperaturgegensatz zwischen polaren und äquatornahen Gegenden, der während der Eiszeiten offenbar bestand. Die CLIMAP-Daten passten nicht zu den Modellen, egal wie die Forscher sie zu parametrieren suchten. Ein Vergleich von 14 Klimamodellen zeigte überdies, dass Wolken in den Modellen in keiner Weise adäquat abgebildet waren. Verfügbare Messdaten von Satelliten waren leider auch nicht genau genug, um diesen Mangel anhand von Beobachtungen zu korrigieren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Als in den 1980er-Jahren der kalte Krieg zu eskalieren schien, begannen auch Atmosphärenphysiker, die möglichen Folgen eines global geführten Atomkriegs zu untersuchen. In mehreren unabhängigen Studien wurde sobald eindringlich auf die Gefahr eines nuklearen Winters hingewiesen, der vom massiven Aerosoleintrag herrühren würde, den die Explosion einer größeren Zahl von Atombomben verursachen würde. Da durch solch ein Ereignis der Fortbestand der Menschheit bedroht würde, erlangte die Diskussion darum öffentliche Aufmerksamkeit. Das Thema wurde auch in den Medien verarbeitet und war unter anderem Gegenstand des erfolgreichen Fernsehfilms The Day After – Der Tag danach, der anschließend weltweit in vielen Kinos lief.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Schon Alfred Wegener entnahm dem grönländischen Eis in den 1930er-Jahren Eisbohrkerne, um daraus wertvolle Informationen über die Klimavergangenheit zu gewinnen. Fortschritte in der physikalischen und chemischen Analytik ermöglichten es den Forschern in den Folgejahren, den Proben mehr und mehr Informationen zu entlocken. Nach jahrelangen vergeblichen Bemühungen war man Anfang 1980 endlich soweit, aus winzigen, im Eis gespeicherten Luftbläschen auch die Kohlenstoffdioxidkonzentration vergangener Tage zuverlässig zu rekonstruieren. Was man fand, war eine Sensation: Zum Höhepunkt der letzten Eiszeit vor 20.000 Jahren war die Kohlenstoffdioxidkonzentration nur halb so groß wie in der Warmzeit des 20. Jahrhunderts. Damit war erstmals belegt, was John Tyndall, Svante Arrhenius und Thomas Chamberlin 80 Jahre zuvor vermutet hatten, aber zu Lebzeiten nicht beweisen konnten: Ein drastisches Absinken der atmosphärischen Kohlenstoffdioxidkonzentration war wesentlich für das Entstehen der Eiszeiten. Weitere Gewissheit brachte eine Bohrung in der Antarktis, bei der ein Bohrkern die Rekonstruktion der letzten 150.000 Jahre erlaubte. Er zeigte den Verlauf der Kohlenstoffdioxidkonzentration im Verlauf eines gesamten Eiszeitzyklus: warm – kalt – warm. Die Kohlenstoffdioxidkonzentration der Atmosphäre verlief verblüffend synchron zum Temperaturverlauf, sie war niedrig während der Eiszeit, hoch während der Warmphase.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Eisbohrkerne zeigten nicht nur ein Auf und Ab der CO-Konzentration, sondern fast genau parallel dazu auch ein Auf und Ab der Methankonzentration. Sie war hoch, wenn es warm war und niedrig, wenn es kalt war. Isotopenuntersuchungen zeigten, dass Lebewesen die Quellen dieses Methans waren. Auf der Suche nach möglichen Kandidaten fand man viele in Frage kommende Quellen: Reisfelder, Bakterien in den Mägen von Wiederkäuern, im Boden von Mooren und Sümpfen. Lebewesen hatten offensichtlich einen signifikanten Einfluss auf die Entwicklung des globalen Klimas.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Konzentration dieses Treibhausgases war zwar deutlich geringer als die des CO und hatte auch nur eine mittlere Verweildauer von 12 Jahren in der Atmosphäre, jedoch ist die Wirkung von Methan als Treibhausgas über einen Zeitraum von 20 Jahren gesehen 72-mal so groß wie die von CO. Die atmosphärische Methankonzentration stieg in den 1980er Jahren um 1 % pro Jahr. Sie stieg bereits seit dem späten 16. Jahrhundert.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der Ozeanograph Veerabhadran Ramanathan gehörte zu der Gruppe derer, die Mitte der 1970er Jahre vor wenig beachteten Treibhausgasen sehr geringer Konzentration gewarnt hatte. Im Jahr 1981 schrieb Ramanathan, dass allein die sehr starke Treibhauswirkung der FCKW die Erde bis zum Jahr 2000 um ein ganzes Grad erwärmen könne, wenn die Emissionen dieses Gases so weiter liefen wie bisher; im Jahr 1985 publizierte er in einer aufsehenerregenden Arbeit, dass nicht weniger als 30 Spurengase als Treibhausgase wirken und der Mensch die Konzentration einer Reihe dieser Gase bereits deutlich erhöht habe und weiter erhöhe. Zusammengenommen hätten die Gase nahezu dasselbe Treibhauspotential wie Kohlenstoffdioxid, das bislang alleine im Fokus der Betrachtungen stand.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Es traf sich, dass im Jahr seiner Veröffentlichung das Ozonloch über der Antarktis entdeckt wurde. Atmosphärenchemiker hatten mit ihren Warnungen zur Bedrohung der Ozonschicht also recht gehabt. Und auch für fachfremde Politiker war nun ersichtlich, wie groß der Einfluss von Spurengasen geringster Konzentration auf die Atmosphäre sein kann. War die globale Erwärmung durch Kohlenstoffdioxid allein schon eine Bedrohung, war nun klar, dass das Problem im Kern deutlich größer war. Internationales Handeln war gefragt. Zwei Jahre darauf, im Jahr 1987, wurde im Rahmen des Montreal-Protokolls beschlossen, die Herstellung von FCKWs zu verbieten, und im darauffolgenden Jahr 1988 erfolgte die Gründung des Intergovernmental Panel on Climate Change, abgekürzt IPCC.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Nachdem sich in den 1980er Jahren die seit vielen Jahren erwartete Erwärmung in den Aufzeichnungen der globalen Temperaturdaten abzuzeichnen begann, stellten sich die Wissenschaftler die Frage, welche Auswirkungen des menschengemachten Klimawandels noch akzeptabel seien und wo die Grenze zu einem gefährlichen Klimawandel zu sehen sei. Dabei plädierte die Deutsche Physikalische Gesellschaft bei einer Pressekonferenz am 22. Januar 1986 und gemeinsam mit der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft im Jahr 1987 für die Einhaltung eines Ein-Grad-Ziels. Bei Überschreitung einer globalen Erwärmung um ein Grad im Vergleich zum Durchschnittswert, wie er vor dem menschlichen Eingriff in das Weltklima bestand hatte, sei mit schwerwiegenden negativen Konsequenzen zu rechnen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im November des Jahres 1988 wurde vom Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) der "Zwischenstaatliche Ausschuss über den Klimawandel" (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) eingerichtet. Das IPCC wurde unter der Führung der konservativen Reagan-Administration mit der Aufgabe gegründet, Berichte und Empfehlungen aller weltweit im Bereich Klimatologie führenden Wissenschaftler zusammenzufassen, wobei für jeden Bericht der Konsens der beteiligten Regierungen zwingend erforderlich war.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Zahl wissenschaftlicher Publikationen zum Klimawandel verdoppelte sich erneut in den 1990er Jahren. Gab es 1990 nur 40 Konferenzen, bei denen Papers zur globalen Erwärmung präsentiert wurden, so waren es im Jahr 1997 bereits über 100. Der Wissenszuwachs war entsprechend groß.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im Jahr 1992 wurde das World Radiation Monitoring Center an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) gegründet und in der Folge weiter ausgebaut. Daraus entstand ein weltweites Netzwerk von mehr als 50 Bodenstationen, deren Messergebnisse nahezu in Echtzeit abrufbar sind und die die Auswertung aller relevanten Strahlungskomponenten ermöglichen, darunter Global-, Reflex- und Direktstrahlung, darüber hinaus auch terrestrische Komponenten wie die atmosphärische Gegenstrahlung. Dadurch wurde es möglich, Veränderungen des Treibhauseffekts beziehungsweise des Strahlungsantriebs "(Radiative Forcing)" im Rahmen des Global Climate Observing Systems (GCOS) messtechnisch präzise zu untersuchen, zu belegen und zu archivieren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Einem russisch-französischen Forscherteam der ostantarktischen Wostok-Station gelang Ende der 1990er Jahre die Bergung eines Eisbohrkerns in der neuen Rekordlänge von über 3000 Metern. Dieser zeigte im Klimaverlauf der letzten 420.000 Jahre vier vollständige Eiszeitzyklen mit einer Dauer von jeweils 100.000 Jahren. Mittels verbesserter Analysemethoden konnte die schon in Grönland überraschend gute Übereinstimmung mit den Milanković-Zyklen und der parallele Anstieg und Abfall der Kohlenstoffdioxid- und Methan-Konzentrationen nachvollzogen werden. Bei genauer Analyse bestätigte sich eine schon Jahre zuvor geäußerte Annahme: Die Zunahme der Kohlenstoffdioxid-Konzentration fand immer nach dem Temperaturanstieg statt. Während frühere Ergebnisse einen Zeitversatz von 600 bis 800 Jahren nahelegten, deuten neuere Arbeiten darauf hin, dass zwischen der Erwärmung und dem Anstieg der CO-Konzentration kein oder nur ein geringer Zeitversatz von wenigen Jahren oder Jahrzehnten auftrat.<ref name="DOI10.5194/cp-8-1213-2012"></ref>


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Erwärmung verlief dabei nicht synchron; es gab zwischen der nördlichen und südlichen Hemisphäre einen signifikanten zeitlichen Unterschied, wobei die Erwärmung der Südhalbkugel vor der Erwärmung der Nordhalbkugel einsetzte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Die Auswertung des Eisbohrkerns belegte erneut den Stellenwert der Treibhausgase wie auch der übrigen Rückkopplungsmechanismen: Die durch die Milanković-Zyklen ausgelöste, geringfügige Veränderung der Strahlungsbilanz der Erde wurde durch eine Konzentrationsveränderung der atmosphärischen Treibhausgas-Konzentration verstärkt. Zusammen mit der Eis-Albedo-Rückkopplung, der Wasserdampf-Rückkopplung und anderen, schwächeren Rückkopplungsgliedern ergab sich ein derart großer Effekt, dass dies zum Kommen und Gehen von Eiszeiten geführt hatte. Zwar blieb unklar, ob das freigesetzte Kohlenstoffdioxid aus den Weltmeeren, aus dem Permafrost, aus Methanhydraten oder aus anderen Quellen stammte. Sicher war nur, dass der Konzentrationsanstieg dieser Gase eine Folge dieser geringen Erwärmung war und sie weiter verstärkt hatte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: War im Verlauf der Quartären Eiszeit die Treibhausgas-Konzentration oftmals als Reaktion auf die Erwärmungstendenz der Milanković-Zyklen angestiegen, sind gegenwärtig menschliche (anthropogene) Emissionen dafür verantwortlich, dass die Treibhausgas-Konzentration der eigentlichen Temperaturzunahme vorausläuft. Der Effekt ist freilich in beiden Fällen derselbe: eine zunehmende Erwärmung, gekoppelt mit einer weiteren Freisetzung von Treibhausgasen, wie dies zum Beispiel in auftauenden Permafrostgebieten der Fall sein könnte. Ähnliches gilt für das in vielen ozeanischen Bereichen vorhandene Methanhydrat, das in fester Form auf Schelfsockeln und in der Tiefsee lagert und umfangreiche Mengen Methan in der Größenordnung von etwa 10 Billionen Tonnen bindet.<ref name="10.1002/2014GL061606"></ref>


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: So könnte in den kommenden Jahrzehnten eine vermehrte Freisetzung von Methan aus Methanhydraten oder dem Permafrostboden ein deutliches Warnsignal für eine sich selbst verstärkende Erwärmungsspirale sein.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im ersten Sachstandsbericht des IPCC, der 1990 veröffentlicht wurde, war zu lesen, dass man sich sicher ist, dass es einen natürlichen Treibhauseffekt gibt und dass der Mensch die Konzentration einiger Treibhausgase erhöhe, was zu einer globalen Temperaturerhöhung führen wird. Bislang gäbe es jedoch nur wenige empirische Belege für einen vom Menschen verursachten Klimawandel (“little observational evidence”).


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Im sechs Jahre später veröffentlichten zweiten Sachstandsbericht wurde unter Vorsitz von Benjamin D. Santer erstmals festgestellt: Die Abwägung der Datenlage deutet darauf hin, dass der Mensch einen merklichen Einfluss auf das globale Klima des 20. Jahrhunderts hat (“‘the balance of evidence’ suggested there had been a ‘discernible’ human influence on the climate of the 20th century”).


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Schon seit den 1950er Jahren wurde die Wirkungen von Aerosolen auf das Klima diskutiert: der Treibhauseffekt aufgrund der Wechselwirkung mit Infrarotstrahlung und die Streuung und Absorption des Sonnenlichts als direkte Wirkungen sowie die indirekte Wirkung als Kondensationskeime für Wasserdampf, wodurch auch eigentlich dunkle Aerosole kühlend wirken könnten – das Vorzeichen des Gesamteffekts war auch nach den 1990er Jahren noch unsicher.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Anders sah die Situation bei den hellen Sulfataerosolen aus. James E. Hansen hatte Daten von Vulkanausbrüchen des Mount Agung im Jahre 1963 und des El Chichón im Jahre 1982 benutzt, um die kühlende Wirkung von Vulkanausbrüchen zu quantifizieren. Schon seit den 1960ern war daher klar, dass Sulfataerosole eine kühlende Wirkung auf das Klima haben, was anhand von Eisbohrkernen auch gut für weit zurückliegende Ausbrüche nachvollzogen werden konnte.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Der Ausbruch des Pinatubo im Jahr 1991 sollte sich für Klimatologen als Glücksfall erweisen. Nun konnten sie nachprüfen, ob ihre Annahmen zur Wirkung von Sulfaten stimmten, denn der Vulkan stieß knapp 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid aus, eine Sulfatwolke, so groß wie der US-amerikanische Bundesstaat Iowa. Hansens Gruppe sagte eine Abkühlung um ein halbes Grad voraus, das sich in erster Linie über höheren nördlichen Breiten darstellen und ein paar Jahre andauern sollte. Genau dies wurde beobachtet.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Klimamodelle wurden in den 1990er Jahren mit dem Wissen über die kühlenden Sulfatemissionen von Vulkanausbrüchen parametriert. Damit konnte ein Widerspruch gelöst werden: Sollte die Klimasensitivität, d. h. die erwartete Erwärmung bei Verdoppelung der Konzentration von Kohlenstoffdioxid, tatsächlich im Bereich von drei Grad liegen, hätte sich dies in den 1960er und 1970er Jahren im Verlauf der globalen Durchschnittstemperatur zeigen müssen, was aber nicht beobachtet werden konnte. Nachdem der kühlende Effekt von Schwefeldioxid Bestandteil der Modelle geworden war, war auch der Temperaturverlauf des 20. Jahrhunderts gut darstellbar.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Auch das Problem des zu großen Temperaturgegensatzes zwischen polaren und äquatorialen Breiten konnte in diesem Jahrzehnt gelöst werden: Untersuchungen an Eisbohrkernen ergaben, dass Rekonstruktionen der CLIMAP-Studie, die auf nahezu unveränderte Temperaturen in äquatornahen Breiten während der Eiszeiten hingedeutet hatten, wahrscheinlich nicht korrekt waren.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Während in den Jahrzehnten zuvor einige Parameter in Klimamodellen ohne physikalische Grundlage gewählt werden mussten, um zu verhindern, dass das Modell unrealistische Zustände einnahm, hatten Klimamodelle in den 1990er Jahren offenbar eine Qualität erreicht, die so gut war, dass sie nicht mehr dazu gebracht werden konnten, fehlerhafte Messdaten durch Wahl geeigneter Parameter nachzubilden.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Als international geltende Grenze für einen gerade noch akzeptablen Klimawandel wurde in den späten 1990er Jahren dann das Zwei-Grad-Ziel formuliert. Es wurde möglicherweise vom Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WGBU) erstmals vorgeschlagen. Der WBGU befürwortete die Grenze 1995 in einem Gutachten. Das Zwei-Grad-Ziel wurde von der Politik übernommen und in den Fokus der europäischen Klimaschutzpolitik gestellt. Es basiert auf der Annahme, dass bei Überschreiten einer globalen Erwärmung um zwei Grad Kipppunkte ("tipping points") erreicht würden, die unumkehrbare und in ihren Konsequenzen kaum einschätzbare negative Folgen nach sich zögen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: Das erste Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts war das wärmste seit Beginn systematischer Temperaturaufzeichnungen. Betrachtet man die einzelnen Jahre, so waren 2005 und 2010 die wärmsten Jahre seit Beginn der Messungen.


title: Forschungsgeschichte des Klimawandels

text: In der Klimatologie war seit längerer Zeit bekannt, dass über 90 % der vom Menschen über den Anstieg der Treibhausgaskonzentration in das Klimasystem eingebrachten Wärme nicht in der Atmosphäre, sondern in den Weltmeeren landet. Leider waren ozeanische Temperaturdaten nur sehr lückenhaft vorhanden, und insbesondere von der Tiefsee gab es nur wenige Daten, so dass über eine möglicherweise stattfindende Erwärmung der Ozeane keine verlässliche Aussage möglich war.