Unsere Umwelt: Das Klima

Die Atmosphäre der Erde gehört ebenso wie die Hydrosphäre, die Litho- und Pedosphäre sowie die Biosphäre unter der Bedingung der ständigen solaren Energiezufuhr zu den existentiellen Rahmenbedingungen für die Umwelt des Menschen (s. auch Fritsch 1991, Haber 1993, Bossel 1994).

Die Definition des Begriffes Klimaschwankung leitet sich aus der im Kap. 1 gegebenen Klimadefinition her. Danach liegt eine Klimaschwankung bzw. Klimaänderung immer dann vor, wenn sich die statistischen Eigenschaften eines oder mehrerer Klimaelemente signifikant ändern. Da die statistischen Größen im allgemeinen nur für größere Datenkollektive bestimmbar sind, können Klimaänderungen aus den Differenzen statistischer Eigenschaften in verschiedenen Zeitabschnitten bestimmt werden. International wurden schon 1935 dreißigjährige „Normal“- oder Referenzperioden eingeführt. Bei Klimaschwankungen handelt es sich nicht nur um Veränderungen der Mittelwerte, sondern ebenso um entsprechende Veränderungen der Streuung, höherer statistischer Momente, Häufigkeitsverteilungen sowie der Extremwerte. Von Klimaschwankungen kann man auch sprechen, wenn innerhalb einer betrachteten Periode der durch die Variabilität der Klimaelemente gekennzeichnete Prozeß nicht stationär ist, sondern sich vielmehr die kennzeichnenden Parameter mit der Zeit ändern. Klimaschwankungen treten in verschiedenen Ausprägungen auf, man unterscheidet hier die Begriffe Trend, periodisches Verhalten, Sprünge u.a.

Die bisher ungehemmte Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre durch den Menschen hinsichtlich der im Kapitel 3 besprochenen Spurengase, die den Treibhauseffekt der Atmosphäre verstärken, und die weiteren klimawirksamen anthropogenen Aktivitäten haben der Frage nach der Zukunft des Klimas brennende Aktualität verliehen. Globale Klimaänderungen hinreichenden Ausmaßes, die in Wechselwirkung mit regionalen Klimaänderungen auftreten, sind mit korrespondierenden Veränderungen klimaabhängiger Natursysteme und damit auch der Lebensgrundlagen der menschlichen Gesellschaft verbunden. Daher ist es erforderlich, auf der Grundlage der heutigen Kenntnisse quantitative Szenarien eines veränderten Klimas zu bestimmen, die als Grundlage für das Finden von Verhütungs- und/oder Anpassungsstrategien dienen können. Um die wesentlichen Charakteristiken eines durch definierte anthropogene Eingriffe veränderten Klimas abschätzen zu können, muß man sich der Klimamodellierung als Mittel der Wahl bedienen. Andere Möglichkeiten wie das Ziehen von Analogieschlüssen aus paläoklimatologischen Befunden oder wie die Fortschreibung eingetretener rezenter Änderungen der Klimaelemente können zwar ergänzend herangezogen werden, ihre alleinige Nutzung für die Klimavorhersage würde jedoch die Bedürfnisse wegen zu geringer Universalität der möglichen Aussagen nicht erfüllen. Zum Begriff der Klimavorhersage sei festgestellt, daß solche Prognosen stets von der Wahl der Eingangsgrößen abhängen.

Wie aus dem vorausgegangenen Kapitel hervorging, ist die Wahrscheinlichkeit einer tiefgreifenden Änderung des Klimas auf der Erde infolge der anthropogenen Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre hoch. Es ist daher geboten, sich mit den möglichen Folgen solcher Klimaschwankungen für Natur und Gesellschaft zu befassen. Eine möglichst weitgehende Klarheit über alle Konsequenzen des sich verändernden Klimas ist notwendig, um die aufwendigen Maßnahmen zur Einschränkung der Emission von Treibhausgasen zu begründen, aber auch, um die Voraussetzungen für die Entwicklung von Anpassungsstrategien zu schaffen.

Während das globale Klima die Lebensbedingungen auf der Erde im allgemeinen bestimmt, erlebt der Mensch das, was wir als Klima bezeichnen, häufig in charakteristischen Ausprägungen in seiner unmittelbaren Lebens- und Arbeitssphäre. In der Klimatologie kann man seit jeher eine Richtung verfolgen, die sich mit den kleinräu-migen Besonderheiten in der raum-zeitlichen Verteilung der Klimaelemente befaßt. So lenkte bereits Koppen (1931) die Aufmerksamkeit auf die Kleinklimate von Wald und Flur, Hang und Senke. Einen Markstein der Entwicklung bildete die Forderung von Knoch (1963) nach einer Landesklimaaufriahme und einem Klimakataster. Heute sind entsprechende Arbeitsmethoden weit entwickelt und verbreitet, um für die Skalen des Mikro- (räumlicher Maßstab bis 100 m) und besonders des Mesoklimas (räumlicher Maßstab 100 m bis 100 km) fundierte Aussagen treffen zu können. Hoch aufgelöste meteorologische Daten werden u.a. für die klimagerechte Gestaltung von Städten und Siedlungen (Stadtklimatologie), für die Landes- und Territorialplanung sowie die Landschaftsgestaltung (Topo- oder Geländeklimatologie), für die Bedingungen des Erholungswesens und der Touristik in einem Gebiet, für die klimagerechte Einordnung des Verkehrs, für die Beurteilung der Ausbreitungsbedingungen von Luftverunreinigungen und damit für den Umwelt- und Gesundheitsschutz (Immis-sionsklimatologie) sowie für die Land- und Forstwirtschaft (Ökoklimatologie) benötigt.

Die in den vorausgehenden Kapiteln beschriebenen globalen, regionalen und lokalen Klimaverhältnisse stehen in Wechselwirkung mit der menschlichen Gesellschaft. So führt der zivilisatorische Stoffwechsel mit seinen Abfällen zu einer dramatischen Zunahme der klimawirksamen Spurengase in der Atmosphäre und damit zu weiteren Veränderungen im Klimasystem. In gleicher Richtung wirken großflächige Veränderungen der Landnutzung und damit der Wechselwirkungsprozesse zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche. Im lokalen Bereich ist der Mensch in der Lage, die Klimaverhältnisse bis zu einem gewissen Grad zu steuern und damit Nutzungsarten und lokale Klimabedingungen harmonisch zu verbinden (Kap. 7). In diesem abschließenden Kapitel soll es nun darum gehen, wie der Mensch als individueller Organismus mit den in Raum und Zeit variablen atmosphärischen Bedingungen lebt, welchen Einflüssen er ausgesetzt ist und wie er reagiert. Da der Gegenstand hier nur knapp behandelt werden kann, wird auf die zusammenfassenden Darstellungen von Hentschel (1982) und Trenkle (1992) verwiesen.