In den letzten Monaten wurden eine Reihe von Fragen gestellt, ob die NASA die jüngste Erwärmung der Erde auf Veränderungen in der Bewegung der Erde durch den Weltraum um die Sonne zurückführt: eine Reihe von Orbitalbewegungen, die als Milankovitch-Zyklen bekannt sind.
Welche Zyklen, fragst du?Milankovitch-Zyklen umfassen die Form der Erdumlaufbahn (ihre Exzentrizität), den Winkel, in dem die Erdachse in Bezug auf die Erdumlaufbahnebene (ihre Schrägheit) geneigt ist, und die Richtung, in die die Spinachse der Erde zeigt (ihre Präzession). Diese Zyklen beeinflussen die Menge an Sonnenlicht und damit die Energie, die die Erde von der Sonne absorbiert. Sie bieten einen starken Rahmen für das Verständnis langfristiger Veränderungen des Erdklimas, einschließlich des Beginns und des Endes von Eiszeiten in der gesamten Erdgeschichte. (Mehr über Milankovitch-Zyklen und ihre Rolle im Erdklima erfahren Sie hier).
Aber Milankovitch-Zyklen können nicht den gesamten Klimawandel erklären, der in den letzten 2,5 Millionen Jahren aufgetreten ist. Und was noch wichtiger ist, sie können die gegenwärtige Periode der raschen Erwärmung der Erde seit der vorindustriellen Zeit (der Zeit zwischen 1850 und 1900) und insbesondere seit der Mitte des 20. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass die jüngste Erwärmung der Erde in erster Linie auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist — insbesondere auf den direkten Eintrag von Kohlendioxid in die Erdatmosphäre durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe.
Woher wissen wir also, dass Milankovitch-Zyklen nicht schuld sind?Erstens arbeiten Milankovitch-Zyklen auf langen Zeitskalen, die von Zehntausenden bis Hunderttausenden von Jahren reichen. Im Gegensatz dazu hat die aktuelle Erwärmung der Erde über Zeitskalen von Jahrzehnten bis Jahrhunderten stattgefunden. In den letzten 150 Jahren haben Milankovitch-Zyklen die Menge der von der Erde absorbierten Sonnenenergie nicht wesentlich verändert. Tatsächlich zeigen NASA-Satellitenbeobachtungen, dass die Sonnenstrahlung in den letzten 40 Jahren tatsächlich etwas abgenommen hat.Zweitens sind Milankovitch-Zyklen nur ein Faktor, der sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart zum Klimawandel beitragen kann. Selbst für Eiszeitzyklen haben Veränderungen der Ausdehnung von Eisschilden und atmosphärischem Kohlendioxid eine wichtige Rolle bei der Beeinflussung der Temperaturschwankungen in den letzten Millionen Jahren gespielt.
Die Ausdehnung von Eisschilden beeinflusst zum Beispiel, wie viel der einfallenden Sonnenenergie in den Weltraum reflektiert wird, und wiederum die Temperatur der Erde.
Dann ist da noch Kohlendioxid. Während vergangener Gletscherzyklen schwankte die Konzentration von Kohlendioxid in unserer Atmosphäre von etwa 180 Teilen pro Million (ppm) auf 280 ppm als Teil der durch den Milankovitch-Zyklus verursachten Veränderungen des Erdklimas. Diese Schwankungen lieferten eine wichtige Rückkopplung auf die gesamte Veränderung des Erdklimas, die während dieser Zyklen stattfand.Heute ist es jedoch der direkte Eintrag von Kohlendioxid in die Atmosphäre aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, der für die Veränderung der atmosphärischen Zusammensetzung der Erde im letzten Jahrhundert verantwortlich ist, und nicht die durch Milankovitch-Zyklen verursachten Klimarückkopplungen aus dem Ozean oder Land.Seit Beginn des Industriezeitalters ist die Konzentration von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre um 47 Prozent von etwa 280 ppm auf 412 ppm gestiegen. Allein in den letzten 20 Jahren ist das Kohlendioxid um 11 Prozent gestiegen.Wissenschaftler wissen mit hoher Sicherheit, dass dieses Kohlendioxid in erster Linie auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist, da Kohlenstoff, der durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht, einen deutlichen „Fingerabdruck“ hinterlässt, den Instrumente messen können. Im gleichen Zeitraum ist die globale Durchschnittstemperatur der Erde um etwa 1 Grad Celsius (1,8 Grad Fahrenheit) gestiegen und steigt derzeit jedes Jahrzehnt um 0,2 Grad Celsius (0,36 Grad Fahrenheit) an. Bei dieser Geschwindigkeit wird erwartet, dass sich die Erde bereits 2030 und sehr wahrscheinlich bis 2040 um ein weiteres halbes Grad Celsius (fast ein Grad Fahrenheit) erwärmt.
Diese relativ schnelle Erwärmung unseres Klimas aufgrund menschlicher Aktivitäten findet zusätzlich zu den sehr langsamen Klimaänderungen statt, die durch Milankovitch-Zyklen verursacht werden. Klimamodelle zeigen, dass jeder Antrieb des Erdklimas aufgrund von Milankovitch-Zyklen überfordert ist, wenn menschliche Aktivitäten dazu führen, dass die Konzentration von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre etwa 350 ppm überschreitet.Wissenschaftler kennen keine natürlichen Veränderungen des Gleichgewichts zwischen der Menge der von der Erde absorbierten Sonnenstrahlung und der Menge der in den Weltraum zurückgestrahlten Energie, die für eine so schnelle Periode der globalen Erwärmung verantwortlich sein können. Die Menge der einfallenden Sonnenstrahlung hat im vergangenen Jahrhundert nur geringfügig zugenommen und ist daher kein Treiber der aktuellen Klimaerwärmung der Erde.
Seit 1750 ist die Erwärmung durch Treibhausgase, die durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe durch den Menschen verursacht werden, über 50-mal größer als die leichte zusätzliche Erwärmung, die von der Sonne selbst in demselben Zeitintervall ausgeht. Wenn die aktuelle Erwärmung der Erde auf die Sonne zurückzuführen ist, sollten Wissenschaftler erwarten, dass sich die Temperaturen sowohl in der unteren Atmosphäre (Troposphäre) als auch in der nächsten Schicht der Atmosphäre, der Stratosphäre, erwärmen. Stattdessen zeigen Beobachtungen von Ballons und Satelliten, dass sich die Erdoberfläche und die untere Atmosphäre erwärmt haben, die Stratosphäre jedoch abgekühlt ist.
Schließlich befindet sich die Erde derzeit in einer interglazialen Periode (einer Periode milderen Klimas zwischen den Eiszeiten). Wenn es keine menschlichen Einflüsse auf das Klima gäbe, sagen Wissenschaftler, dass die aktuellen Orbitalpositionen der Erde innerhalb der Milankovitch-Zyklen vorhersagen, dass sich unser Planet abkühlen und nicht erwärmen sollte, was einen langfristigen Abkühlungstrend fortsetzt, der vor 6.000 Jahren begann.
Daran ist nichts Cooles.