Saepe exitium humanitatis praedictum est, nunc autem adest

(Stimme: George “von” Eleven Labs)

Immanuel Kant in seinem Essay “Beantwortung der Frage: Was ist Aufklärung?” aus dem Jahr 1784, also vor 240 Jahren:

Unmündigkeit ist das Unvermögen, sich seines Verstandes ohne Leitung eines anderen zu bedienen. Selbstverschuldet ist diese Unmündigkeit, wenn die Ursache derselben nicht am Mangel des Verstandes, sondern der Entschließung und des Mutes liegt, sich seiner ohne Leitung eines anderen zu bedienen.”


Man kann sich nun fragen, war es das mit dem Klimaschutz und einer Transition zu einer “Zero CO₂ Industry“. Trump und eine internationale nationalistische Rechte (kann man das so sagen?), die den Klimawandel als Hoax erachten und große Teile der Bevölkerung in den Industrienationen, die meinen, mit dem Klima sei es jetzt mal gut, schließlich haben wir noch andere K-Probleme (Krieg und KI). Und in der Tat sind die beiden anderen Ks ebenso starke Gründe obigen Titel zu begründen.

Ich beschränke mich aber auf den Klimawandel, der keine Rücksicht auf die anderen K-Probleme nehmen wird. Auch wenn leider alle K-Probleme irgendwie unerbittlich sind, was nicht bedeutet, dass sie nicht zu meistern wären. Es ist immer noch viel in Menschen’s Hand. Aber die Optionen den Gefahren zu begegnen, sie schwinden.

Natürlich habe ich keine Glaskugel, und wenn ich sie hätte, würde ich sie an einem sicheren Ort nachhaltig entsorgen, aber auch ohne sie kann ich mit hoher Sicherheit sagen, dass der Klimawandel und seine Folgen uns noch lange, sehr lange beschäftigen werden.

Ganz nüchtern betrachtet entscheidet die Menschheit in den nächsten 10-30 Jahren, wie die Welt in den nächsten 800.000 Jahren abläuft.

Wie konnte es zu so einem Missverhältnis kommen, dass nur wenige Jahrzehnte über 800.000 Jahre signifikanten Einfluss auf den Lauf der Dinge haben werden? Korrekter sollte ich natürlich sagen, dass die letzten 250 Jahre uns in diese Ausgangssituation brachten.

Im Folgenden erkläre ich noch einmal, warum die CO₂-Konzentration, die Klimaveränderung in den letzten 250 Jahren so stark und schnell vorangetrieben hat.

Ich bin 1966 geboren worden.

CO2 Emmssionen von 1960-2022

1966: lagen die weltweiten CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen von Haushalten und Industrie bei etwa 11,2 Milliarden Tonnen pro Jahr.

2023: Die Emissionen stiegen auf einen Rekordwert von 37,1 Milliarden Tonnen pro Jahr, was einem Anstieg von über 331 % gegenüber 1966 entspricht.

2024 (Prognose): Für 2024 wird ein weiterer Anstieg um 0,8 % auf 37,4 Milliarden Tonnen erwartet.

Der CO₂-Gehalt der Atmosphäre im Jahr 1966 lag bei etwa 322 ppm (parts per million). Zum Vergleich: Vor der Industrialisierung (ca. 1750) betrug der Wert etwa 280 ppm.

Bemerkung: Die obigen Werte stammen aus der Luftextraktion von Eisbohrkernen aus der Antarktis. Je tiefer man bohrt, umso mehr geht man zeitlich in die Vergangenheit.

Entwicklung bis heute:

  • 1966: 322 ppm
  • 2023: 419,3 ppm (Anstieg um rund 98 ppm)
  • Der jährliche Anstieg lag in den 1960er Jahren bei etwa 0,8 ppm/Jahr, während er heute bei etwa 2,5 bis 3 ppm/Jahr liegt.

Die NASA bietet ein Simulationstool an, mit dem man die globale Temperaturverteilung eines Jahres im Vergleich zu einer Referenzzeitperiode sich anschauen kann.

https://data.giss.nasa.gov/modelE/imbalance/

Es verwundert nicht, dass es 1966 im Vergleich zur mittleren globalen Temperatur über die Jahre 1951-1980 deutlich kälter war, und zwar auch da, wo man es vermutet, in Sibirien, Alaska und in der Antarktis. Aber über Grönland und Island sieht man schon deutliche Temperaturerhöhungen. Insgesamt deckt sich das mit meiner persönlichen Erfahrung, dass ich bis zu meinem 13. Lebensjahr in Düsseldorf regelmäßig Schnee erlebte, mit einer geschlossenen Schneedecke von 3 bis 4 Wochen mit einer Höhe um die 5 cm. Mein Sohn erfuhr nur 2009 einmal ein solches Erlebnis in Düsseldorf. Als es dieses Jahr zumindest für eine Woche mal wieder mehr Schnee in Düsseldorf gab, zelebrierte mein Sohn den Schneefall auf unserem Balkon in der Hollywoodschaukel. Es war für ihn ein ganz besonderer Moment.

Dass es in Düsseldorf aber auch mal wirklich kälter war, dokumentiert das folgende Foto vom Stadtarchiv Düsseldorf aus dem Jahr 1942 (ein völlig zugefrorener Rhein mit Blick auf die Südbrücke, heute Kardinal Frings Brücke):

https://rp-online.de/nrw/staedte/duesseldorf/als-der-rhein-in-duesseldorf-zufror_bid-12584661#12


Es sollte nun ebenfalls nicht erstaunen, dass die Simulation der globalen Temperaturverteilung von 2024 gegenüber dem Mittel von 1951 bis 1980 farblich anders ausfällt, deutlich anders.

Auch die Skala der Temperaturveränderung reicht jetzt im Bereich der Temperaturzunahme bis 2.1 statt 1.58 Grad Celsius. Am deutlichsten erkennbar ist die starke Temperaturerhöhung im Nordpolarbereich. Dies erklärt auch die immer heftigeren Waldbrände in Kanada oder in der Tundra in Russland. Aber auch die Antarktis ist jetzt ganz in roten/gelblichen Tönen gefasst.

Ein markanter Bereich verhält sich gegen den Trend und ist abgekühlt. Die Wissenschaftler sprechen vom sogenannten Cold Blob.

Gemeint ist der Bereich südlich von Grön- und Island, westlich der Britischen Inseln.

The Cold Blob

Auf dieses Gebiet kommen wir noch später zu sprechen.


Warum ist es zu dieser globalen Temperaturerhöhung gekommen, und was hat CO₂ damit zu tun? Die Antwort ist in der Überschrift obiger Diagramme zu lesen:

The Earths’s Energy Imbalance

Was ist damit gemeint?

Leider lässt sich das nicht ohne Physik und Mathematik erklären. Die Natur spricht nur in der Form der Mathematik zu uns, warum sie keine leichtere Sprache gewählt hat, bleibt ihr Geheimnis.

Ein wesentlicher Begriff zur Klärung dieses Bilanzproblems, das sich auch nicht durch doppelte Buchführung lösen lässt, ist das thermische Gleichgewicht.

Ein zugegebenermaßen nicht einfacher Begriff in der Physik, in dem die beiden Hauptsätze der Thermodynamik (1. Hauptsatz=Energieerhaltungssatz in geschlossenen Systemen, 2. Hauptsatz=Anstieg der Entropie) fundamental eingehen.

Nähern wir uns diesem Thema bei einer Tasse Kaffee mit einem bekannten Alltagsphänomen:

Ein frisch aufgebrühter Kaffee verführt zunächst dazu, dass man zu schnell den ersten Schluck nimmt, um festzustellen, dass er verdammt heiß ist. Doch mit zunehmender Zeit kühlt er angenehm ab, bis man beim letzten Schluck merkt, dass der Kaffee kalt ist.

Aber was ist Wärme und wie funktioniert das Abkühlen?

Wärme lässt sich in zwei wesentliche Aspekte aufteilen:

Wärme als Bewegungsenergie von Teilchen:
Wärme ist die Energie, die in der Bewegung von Atomen und Molekülen steckt. Je schneller sich diese Teilchen bewegen, desto mehr Wärmeenergie haben sie. Diese Bewegungsenergie nehmen wir als Temperatur wahr. Je höher die Temperatur, desto schneller bewegen sich die Teilchen.

Elektromagnetische Strahlung: Durch die Bewegung der Teilchen verändert sich auch die Verteilung der Elektronen in den Atomen oder Molekülen. Diese Veränderung führt dazu, dass Wärme in Form von elektromagnetischer Strahlung abgegeben wird, die oft als Infrarotstrahlung bezeichnet wird. Das ist die Strahlung, die wir spüren, wenn wir etwa die Wärme der Sonne auf unserer Haut wahrnehmen.

Eine mit heißem Kaffee gefüllte Tasse hat anfangs eine Außentemperatur von etwa 90 Grad Celsius. Wenn sie auf dem Tisch in einem Raum steht, gibt sie ihre Wärme an die Umgebung ab. Dies geschieht durch die Abstrahlung von Wärmestrahlung, die in Form von Teilchen, sogenannten Photonen, transportiert wird.

Wärme und Licht sind beide Formen elektromagnetischer Strahlung, die als ein Strom von Photonen auftreten. Diese Teilchen bewegen sich mit verschiedenen Frequenzen und Energien, je nachdem, um welche Art von Strahlung es sich handelt – von der unsichtbaren Infrarotstrahlung (Wärme) bis hin zum sichtbaren Licht.

Die mit heißem Kaffee gefüllte Tasse sendet nicht nur Photonen, also Wärmestrahlung, in die Umgebung, sondern empfängt auch Photonen aus ihrer Umgebung. Da der Raum eine bestimmte Zimmertemperatur hat, gibt er ebenfalls Wärmestrahlung ab, die von der Tasse aufgenommen wird. Es findet also ein ständiger Austausch von Energie zwischen der Tasse und ihrer Umgebung statt.

Am Ende dieses Prozesses – das wissen wir aus Erfahrung – erreicht der Kaffee nicht eine “absolute Kälte”, sondern die gleiche Temperatur wie die Umgebungsluft. Das ist in diesem Fall die Zimmertemperatur, die deutlich niedriger ist als die anfängliche Temperatur des Kaffees von 90 Grad Celsius.


Wenn der Kaffee schließlich die gleiche Temperatur wie die Zimmertemperatur erreicht hat, besteht ein Gleichgewicht im Austausch von Wärmestrahlung. Die Anzahl der Wärmeteilchen (Photonen), die von der Tasse und dem Kaffee aufgenommen werden, entspricht dann genau der Anzahl der Wärmeteilchen, die die Tasse und der Kaffee abgeben.

Dieses Phänomen wird als thermodynamisches Gleichgewicht bezeichnet. In diesem Zustand herrscht kein Netto-Energiefluss mehr zwischen der Tasse und ihrer Umgebung. Messtechnisch bedeutet das, dass die Temperatur der Tasse und des Kaffees identisch mit der Umgebungstemperatur ist – in diesem Fall der Zimmertemperatur.


Aus dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der das Ansteigen der Entropie beschreibt, kann abgeleitet werden, dass Wärme stets von Objekten mit höherer Temperatur zu Objekten mit niedrigerer Temperatur fließt. Objekte mit höherer Temperatur strahlen mehr Energie in Form von Photonen ab, und diese Energie “fließt” in Richtung der kälteren Umgebung. Dieser Prozess geschieht immer in der Richtung, die zu einer größeren Entropie führt, also zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Energie.

Wärme fließt daher niemals spontan (von selbst) von einem kälteren zu einem wärmeren Objekt, sondern immer vom Wärmeren zum Kälteren, bis ein thermodynamisches Gleichgewicht erreicht ist.


Schauen wir uns jetzt den Wärme- und Strahlungsprozess zwischen Sonne und Erde an. Die Sonne ist etwa 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Das Licht, das sie abstrahlt, benötigt rund acht Minuten, um diese Entfernung zu überwinden und die Erde zu erreichen.

Doch was “sieht” die Sonne dabei? Aus der Perspektive der Sonne erscheint die Erde als eine kreisförmige Scheibe, die in die Strahlungsfront der Sonnenstrahlen ein “Loch” schneidet. Diese Fläche, die die Erde von der Sonnenstrahlung absorbiert, entspricht der Querschnittsfläche eines Kreises mit dem Radius der Erde. Mathematisch lässt sich diese Fläche durch die Formel πr² beschreiben, wobei r der Radius der Erde ist.

Diese Fläche definiert die Menge der Sonnenenergie, die die Erde direkt empfängt und anschließend weiterverarbeitet, sei es durch Reflexion, Absorption oder Umwandlung in Wärme.

Die Sonne sieht also die Erde so:

Der von der Sonne bestrahlte Teil entspricht der Kreisfläche πr². Die Krümmung der Erde wird für die Betrachtung der von der Sonne empfangenen Energie vernachläassigt.

Die Strahlungsdichte, die die Sonne auf Höhe der Erde abstrahlt, wird durch die sogenannte Solarkonstante S definiert. Diese gibt an, wie viel Energie pro Quadratmeter auf eine senkrechte Fläche außerhalb der Erdatmosphäre trifft. Die Solarkonstante beträgt etwa 1361 Watt pro Quadratmeter.

Da die Erde die Strahlung der Sonne nicht vollständig absorbiert, sondern auch einen Teil davon reflektiert, wird dies durch den Albedofaktor α berücksichtigt. Der Albedo-Wert beschreibt den Anteil der reflektierten Strahlung. Für die Erde liegt dieser Wert bei etwa 30% (also α ≈ 0,3), was bedeutet, dass ein Drittel der Sonnenstrahlung wieder ins All zurückgeworfen wird.

Die tatsächlich aufgenommene Energie der Erde lässt sich mathematisch durch die folgende Gleichung ausdrücken:

Dabei ist:

  • S die Solarkonstante (Strahlungsdichte der Sonne),
  • α der Albedofaktor (Reflektionsfaktor),
  • πr² die Querschnittsfläche der Erde, die von der Sonnenstrahlung getroffen wird,
  • (1 – α) der Anteil der Strahlung, der von der Erde absorbiert wird.

Diese Formel beschreibt die effektive Menge der Sonnenenergie, die die Erde erreicht und letztlich das Klima und die Temperatur der Erde beeinflusst.

Doch die Erde empfängt nicht nur Strahlung im sichtbaren Bereich von der Sonne, sondern gibt – ähnlich wie die warme Tasse – auch selbst Strahlung ab. Diese Abstrahlung erfolgt als Infrarotstrahlung in den Weltraum. Bereits im 19. Jahrhundert haben die Physiker Josef Stefan und Ludwig Boltzmann eine analytische Beziehung dafür entwickelt: das Stefan-Boltzmann-Gesetz.

Dieses Gesetz beschreibt, dass die Strahlungsleistung eines warmen Körpers proportional zur vierten Potenz seiner Temperatur ist. Mathematisch ausgedrückt:

Dabei ist:

  • P die Strahlungsleistung (in Watt),
  • σ die Stefan-Boltzmann-Konstante (ca. 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)),
  • A die Oberfläche des strahlenden Körpers,
  • T die absolute Temperatur des Körpers (in Kelvin).

Dieses Gesetz zeigt, dass ein Körper, der wärmer ist, wesentlich mehr Energie abstrahlt. Die Erde befindet sich im Gleichgewicht zwischen der absorbierten Strahlung von der Sonne und der abgestrahlten Wärmestrahlung, wodurch sich letztlich ihre Oberflächentemperatur einstellt.

Setzt man die von der Sonne empfangene Energie gleich mit der von der Erde abgestrahlten Energie, beschreibt dies den Zustand des thermodynamischen Gleichgewichts. In diesem Zustand bleibt die Temperatur der Erde stabil, da keine Netto-Energieänderung mehr stattfindet. Die Gleichung dafür lautet:

Dabei ist:

  • S die Solarkonstante (Strahlungsdichte der Sonne),
  • (1 – α) der Anteil der absorbierten Strahlung (mit α als Albedofaktor, ca. 0,3),
  • πr² die Querschnittsfläche der Erde, die Sonnenstrahlung empfängt,
  • σ die Stefan-Boltzmann-Konstante (ca. 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)),
  • 4πr² die gesamte Oberfläche der Erde, die Wärmestrahlung abgibt (Fläche der Erdkugel, denn auch die dunkle Nachthälfte gibt die Erdwärme Strahlung ab),
  • T die effektive Strahlungstemperatur der Erde (in Kelvin).

Erklärung:

Die linke Seite der Gleichung beschreibt die Energie, die die Erde von der Sonne absorbiert, während die rechte Seite die Energie darstellt, die die Erde durch Wärmestrahlung wieder abstrahlt.

Da sich die Fläche der empfangenden und abstrahlenden Seiten unterscheidet (Querschnitt vs. Oberfläche), ist die 4 in der Formel ein geometrischer Faktor, der die Kugelgestalt der Erde berücksichtigt.

Durch Umstellen der Formel kann man die effektive Strahlungstemperatur T der Erde berechnen:

Diese Temperatur liegt ohne Treibhauseffekt bei etwa -18 °C und zeigt, wie wichtig die Atmosphäre für die tatsächliche Durchschnittstemperatur der Erde ist.

Doch so kalt, wie es die theoretische Berechnung von -18 °C vorhersagt, ist es auf der Erde nicht. Zumindest derzeit nicht. Es gab jedoch schon Epochen, in denen die Erde tatsächlich so kalt war. Vor etwa 700 Millionen Jahren beispielsweise herrschte die sogenannte Schneekugel-Erde: Fast die gesamte Erdoberfläche war mit Eis bedeckt, was die Lebensbedingungen extrem einschränkte.

Schneekugel Erde vor ca. 700 Millionen Jahren

Warum ist es heute wärmer? Diese Frage führt uns zur Rolle der Atmosphäre und des Treibhauseffekts, der die Erde auf einem für Leben geeigneten Temperaturniveau hält. Ohne diese natürliche Wärmeschicht wäre die durchschnittliche Temperatur der Erde bei -18 °C – ein Wert, bei dem kein Leben, wie wir es kennen, existieren könnte.

Diese Temperatur ist eine globale mittlere Durchschnittstemperatur und berücksichtigt weder lokale Schwankungen noch extreme Bedingungen. Klar ist jedoch: Bei solch eisigen Verhältnissen könnten komplexe Lebensformen nicht überleben. Es sind die Treibhausgase in der Atmosphäre, die diese lebensfeindlichen Bedingungen abwenden, indem sie einen Teil der Wärmestrahlung zurück zur Erdoberfläche reflektieren und die Temperaturen stabilisieren.

Die Erde ist aber von einer Atmosphäre umgeben, die sogenannte Klimagase enthält. Zu diesen zählen vor allem Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄). Diese Gase besitzen die besondere Eigenschaft, die Wärmestrahlung teilweise zurückzuhalten oder zu reflektieren. Dadurch bleibt die Wärme länger in der Atmosphäre, und die Erde wird insgesamt wärmer – ein Effekt, den wir als Treibhauseffekt kennen.

Um diesen Einfluss mathematisch zu berücksichtigen, fügen wir der Abstrahlungsenergie der Erde, die durch das Stefan-Boltzmann-Gesetz beschrieben wird:

einen zusätzlichen Faktor τ hinzu. Dieser Faktor (ausgesprochen “Tau”) beschreibt, wie viel der abgestrahlten Energie tatsächlich in den Weltraum entweicht. Werte von τ kleiner als 1 bedeuten, dass ein Teil der Energie durch die Klimagase in der Atmosphäre zurückgehalten wird. Die modifizierte Gleichung für die Abstrahlungsenergie lautet daher:

Gleichgewicht von einfallendem und ausgehendem Energiefluss

Für das thermische Gleichgewicht bei vorhandener Atmosphäre gilt nun:

Wenn τ = 1 ist, gibt es keinen Treibhauseffekt, und die Temperatur der Erde liegt bei den berechneten -18 °C.

Ein kleinerer Wert für τ (z. B. durch höhere Konzentrationen von Treibhausgasen) bedeutet, dass weniger Energie in den Weltraum entweicht.

Betrachtet man den modifizierten Energiefluss, der nun den Faktor τ bei der abgestrahlten Energie berücksichtigt, wird deutlich: Die linke Seite der Gleichung, die die von der Sonne empfangene Energie beschreibt, bleibt unverändert. Die einfallende Energie hängt ausschließlich von der Solarkonstante, dem Albedo-Wert und der Querschnittsfläche der Erde ab und bleibt konstant.

Auf der rechten Seite jedoch, die die abgestrahlte Energie der Erde beschreibt, kommt der Faktor τ ins Spiel. Da τ < 1 ist, wird die abgestrahlte Energie der Erde reduziert, während alle anderen Größen wie die Stefan-Boltzmann-Konstante und die Erdoberfläche konstant bleiben.

Um die Gleichung dennoch zu erfüllen, bleibt nur eine Möglichkeit: Die Temperatur der Erde (T) muss steigen. Eine höhere Temperatur bewirkt, dass die Erde mehr Wärmestrahlung (Photonen) abgibt, da die Strahlungsleistung gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz proportional zur vierten Potenz der Temperatur ist. Erst durch diesen Temperaturanstieg kann das thermodynamische Gleichgewicht wieder erreicht werden, bei dem die einfallende Energie von der Sonne gleich der abgestrahlten Energie der Erde ist.

Zusammengefasst bedeutet dies:

Der Faktor τ, der den Treibhauseffekt beschreibt, reduziert die Effizienz der Abstrahlung.

Um diese Einschränkung zu kompensieren, muss die Erde heißer werden, damit sie genügend Wärmestrahlung erzeugt, um das Gleichgewicht zu halten.

Dieser Mechanismus erklärt, warum höhere Konzentrationen von Treibhausgasen unweigerlich zu einem Temperaturanstieg auf der Erde führen.

Formt man die obige thermische Gleichgewichtsformel zwischen Sonne und Erde wieder zu Temperatur auf der Erde um, erhält man:

Plottet man diese Temperaturfunktion und gibt für α = 0,3 ein, für τ = 0,6 erhält man 16 Grad (also 34°C wärmer als ohne Atmosphäre), was etwas über den 14 ° Celsius liegt, die Klimaforscher als mittlere globale Temperatur im vorindustriellen Holozän ermittelt haben.

Die Kurve zeigt das Abfallen der mittleren globalen Temperatur bei einer Transmission von nahe null bis zu eins. Bei eins erhalten wir wieder die -18 Grad Celsius, die wir ohne Atmosphäre hätten. Der Kurvenverlauf zeigt die Empfindlichkeit der globalen mittleren Erdtemperatur von der Transmission τ. Jedoch ist obiger Zusammenhang nur eine Näherung der Wirklichkeit, der aber schon deutlich zeigt, wie der Albedo- und der Transmissionsfaktor auf die Temperatur wirkt. So gibt die obige Gleichung nicht wieder, wie Albedo- und Transmissionsfaktor voneinander abhängen. Denn ganz klar führen höhere Temperaturen zu Eisschmelzen und dieser verringert den Albedofaktor.


Das Modell des thermodynamischen Gleichgewichts zwischen Sonne und Erde, wie es in dieser Analyse verwendet wird, ist eine stark vereinfachte Darstellung des globalen Klimasystems. Es liefert grundlegende Erkenntnisse, ist jedoch in vielerlei Hinsicht limitiert. Hier sind die wichtigsten Limitierungen und Gründe, warum komplexere Klimamodelle notwendig sind:

Das einfache Modell berücksichtigt nicht:

Das Modell arbeitet mit einem globalen Mittelwert:

  • Es unterscheidet nicht zwischen den Polen, gemäßigten Zonen oder Tropen, obwohl diese stark unterschiedliche Strahlungsbilanzierungen aufweisen.
  • Klimazonen mit spezifischen Eigenschaften (z. B. Wüsten, Regenwälder) bleiben unberücksichtigt.

Das Modell geht von einem sofortigen Gleichgewicht aus. In der Realität benötigen Klimasysteme Jahrzehnte bis Jahrhunderte, um auf Veränderungen zu reagieren (z. B. durch die Wärmekapazität der Ozeane oder die Verweildauer von CO₂ in der Atmosphäre).

Vernachlässigung von Aerosolen und Wolken
  • Wolken spielen eine Schlüsselrolle, da sie sowohl reflektierend (kühlend) als auch isolierend (wärmend) wirken können. Ihr Einfluss ist komplex und im einfachen Modell nicht enthalten.
  • Aerosole, die durch Vulkane oder menschliche Aktivitäten ausgestoßen werden, beeinflussen die Strahlungsbilanz erheblich, fehlen aber ebenfalls im Modell.
Keine Berücksichtigung von Landoberflächen und Vegetation
  • Landoberflächen haben unterschiedliche Reflexions- und Wärmeaufnahme-Eigenschaften (z. B. Schnee, Wälder, Städte).
  • Vegetation beeinflusst das Klima durch Evapotranspiration und Kohlenstoffbindung.
Chemische Prozesse und Treibhausgase
  • Das Modell berücksichtigt nur CO₂ und ignoriert andere wichtige Klimagase wie Methan (CH₄), Lachgas (N₂O) oder Fluorchlorwasserstoffe (FCKWs).
  • Die chemische Dynamik in der Atmosphäre, wie die Bildung und Zersetzung von Ozon, wird nicht modelliert.

Strömungsmechanik

  • Atmosphärische Dynamik: Windsysteme, Konvektion und die Verteilung von Wärme durch Luftströmungen (z. B. Jetstreams).
  • Ozeanströme: Der Transport von Wärme durch Strömungen wie den Golfstrom wird komplett ausgelassen. Diese sind entscheidend für die Verteilung von Energie auf der Erde.
  • Rückkopplungsmechanismen: Prozesse wie die Eis-Albedo-Rückkopplung, bei der schmelzendes Eis die Absorption von Sonnenstrahlung erhöht, oder die Wasserdampf-Rückkopplung, die den Treibhauseffekt verstärkt, fehlen im Modell.

Komplexe Klimamodelle, sogenannte General Circulation Models (GCMs), sind notwendig, um:

  1. Räumliche Details zu erfassen:
    • Sie simulieren lokale und regionale Unterschiede im Klima.
    • Das ist entscheidend für Vorhersagen zu Extremwetterereignissen wie Dürren oder Überschwemmungen.
  2. Zeitliche Dynamiken zu berücksichtigen:
    • Sie modellieren den zeitlichen Verlauf von Veränderungen, z. B. die Verzögerung zwischen CO₂-Anstieg und Temperaturerhöhung.
  3. Rückkopplungen abzubilden:
    • Komplexe Wechselwirkungen wie die Wasser- oder Kohlenstoffzyklen werden integriert.
  4. Zukünftige Szenarien vorherzusagen:
    • Sie ermöglichen die Analyse der Auswirkungen unterschiedlicher Emissionsszenarien (z. B. IPCC-Klimaberichte).
  5. Extremereignisse zu simulieren:
    • GCMs können die Häufigkeit und Intensität von Hitzewellen, Stürmen oder Meeresspiegelanstiegen modellieren.
  6. Anthropogene Einflüsse zu bewerten:
    • Der Einfluss menschlicher Aktivitäten auf die Klimabilanz wird detailliert einbezogen.

Das einfache Modell bietet eine grundlegende Einsicht in die Energiebilanz der Erde und die Bedeutung von Parametern wie Albedo und Treibhauseffekt. Es ist jedoch nicht ausreichend, um die komplexen und dynamischen Prozesse des globalen Klimasystems zu verstehen. Komplexe Klimamodelle sind notwendig, um regionale Unterschiede, Rückkopplungen und zeitliche Entwicklungen zu berücksichtigen und präzise Vorhersagen zu ermöglichen.

Aber auch die wesentlich komplexeren Klimamodelle, die nur mit Hochleistungscloud Computern berechnet werden können, kommen zu keiner wesentlich anderen Kernaussage als:

Wenn die Strahlungstransmission der Erde sich verringert (τ wird kleiner, Treibhauskonzentration wie CO₂ und Methan(CH4) wird größer), steigt die mittlere globale Temperatur T und das auch nicht linear.

Das ist keine graue Theorie, die Wissenschaftler sich ausgedacht haben, um ihre Forschung bezahlt zu bekommen, wie mir einige Menschen in meiner Nachbarschaft auch gerne erzählen, denn man sieht die Prognosen ganz deutlich in den Messdaten. Theorie und Messdaten passen leider bestens zusammen.


Wie kann man sehen, dass es definitiv in den letzten Jahrzehnten auf diesem Planeten wärmer geworden ist? Es gibt global verteilte Messeinrichtungen vom Boden bis ins Weltall. Und diese sind in der Tat in der Lage, einen globalen Temperaturmittelwert zu bilden, “für manche scheint das immer noch erstaunlich zu sein, dass wir so etwas können“.

In der folgenden Abbildung sieht man den globalen Temperaturanstieg von 1880 (erste globale Messungen dokumentiert) bis 2023 gegenüber dem langjährigen Mittel von 1951 bis 1980. Die blauen Punkte entsprechen den tatsächlichen Messwerten, die gestrichelte Linie dem geglätteten Mittelwert dieser Messwerte.

Diese Messungen steigen bis auf den Zeitbereich von 1940 bis 1960 eindeutig an.

Quelle NASA

(https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/?intent=121)

Zusätzlich wurden auf Dekadenebene die Ausgleichsgrade für die Zeiträume:

  • 1940-1960
  • 1960-1980
  • 1980-2000
  • 2000-2020
  • 2010-2023

eingezeichnet.

Deutlich fällt auf, dass die Steigungen dieser Ausgleichsgeraden ansteigen. Ein Anstieg der Steigung mit der Zeit bedeutet, dass die Temperatur pro Zeiteinheit beschleunigt anwächst. Wir sehen also schon jetzt ein nicht lineares Temperaturänderungsverhalten bzgl. der Atmosphäre.

Schon jetzt steht fest, dass 2024 wieder wärmer war als das letzte Rekordjahr 2023. Wenn man als Temperaturreferenz den Zeitraum 1880-1900 nimmt, so wird die Temperaturerhöhung im Jahr 2024 mit 1,54 Grad angegeben.

Neben der Erwärmung der Atmosphäre haben sich auch die Ozeane in den letzten Jahren dramatisch erwärmt, mit Rekordtemperaturen in den Jahren 2023 und 2024. Seit März 2023 lagen die durchschnittlichen Oberflächentemperaturen der Weltmeere täglich höher als je zuvor gemessen.

Die Ursachen für diesen abrupten Anstieg der Meerestemperaturen sind bisher nicht vollständig verstanden. Klimawissenschaftler vermuten ein Zusammenspiel mehrerer Faktoren, darunter die vom Menschen verursachte globale Erwärmung durch Treibhausgasemissionen und natürliche Klimaphänomene wie El Niño.

Die Erwärmung der Ozeane hat weitreichende Folgen, darunter Veränderungen der Meeresströmungen, Auswirkungen auf marine Ökosysteme und eine Verstärkung extremer Wetterereignisse. Die genauen Mechanismen hinter dem schnellen Temperaturanstieg werden weiterhin intensiv erforscht, um ein besseres Verständnis und effektive Gegenmaßnahmen zu entwickeln. Die Frage ist, kann man dagegen Gegenmaßnahmen entwickeln?


Eine viel gestellte Frage im Kontext des Klimawandels ist die globale Temperaturerwärmung um 1 Grad, in diesem Jahr schon 1,54 Grad, denn wirklich schlimm beziehungsweise viel? Weiter oben hatte ich ja auch geschrieben, dass der natürliche Treibhauseffekt, die mittlere globale Temperatur von -18 Grad Celsius um 34 Grad auf +16 Grad erhöht (rechnet man genauer, sind es 33 Grad Temperaturerhöhung auf +15 Grad Celsius mittlere Temperatur). Sind denn 1,5 Grad mehr oder weniger überhaupt so entscheidend? Sind wir doch im täglichen Leben Temperaturveränderungen von 5 bis 15 Grad Celsius gewohnt?

Ich nähere mich dieser Frage erst einmal messtechnisch:

Obige Temperaturkurve, die die globale mittlere Temperatur auf der Erde über die letzten 2019 Jahre zeigt, verdeutlicht einen sehr raschen Temperaturanstieg ab 1900 an. Auch für einen Laien wirkt dieser nicht normal. Aber halt, vor 2000 Jahren gab es doch noch kein globales Netz aus Wetterstationen und Satelliten.

Um zu verstehen, wie Wissenschaftler die Temperaturen der Vergangenheit rekonstruieren, nutzen sie eine Art “Zeitkapsel” der Natur: Eisbohrkerne aus der Antarktis. Diese Eiskerne enthalten kleine Luftblasen und Wasser, die wertvolle Informationen über das Klima vor Tausenden Jahren speichern. Aber wie genau funktioniert das?

Die Rolle von Sauerstoff und Wasserstoff im Eis

Das Geheimnis liegt in den winzigen Bausteinen des Wassers – den Atomen. Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff, und diese Elemente gibt es in unterschiedlichen “Sorten”, den sogenannten Isotopen. Besonders wichtig sind Sauerstoff-18 (18O) und Deuterium (2H), ein schwerer Wasserstoff.

Je kälter die Atmosphäre war, als sich das Eis bildete, desto weniger dieser schweren Isotope landeten im Schnee. Wissenschaftler messen das Verhältnis dieser Isotope und können daraus auf die damalige Temperatur schließen. Das ist wie ein Fingerabdruck des Klimas.

Was erzählen die eingeschlossenen Luftblasen?

Im Eis sind winzige Luftblasen eingeschlossen, die die Zusammensetzung der Atmosphäre zur Zeit der Eisbildung bewahren. Wissenschaftler analysieren den Gehalt von Treibhausgasen wie CO₂ und Methan. Diese Gase verraten, ob die Erde damals eher warm oder kalt war, denn es gibt einen engen Zusammenhang zwischen Treibhausgasen und der globalen Temperatur.

So funktioniert die Temperaturmessung:

  1. Eiskern bohren: Forscher holen einen Zylinder aus Eis aus der Tiefe der Antarktis. Jede Schicht entspricht einer bestimmten Zeit – wie die Jahresringe eines Baumes.
  2. Isotopen messen: Das Verhältnis der schweren Isotope 18O) und Deuterium (2H) wird untersucht. Je mehr davon, desto wärmer war es damals.
  3. Luftblasen analysieren: Die Luft aus den Blasen wird auf CO₂ und Methan untersucht, um das Klimabild zu vervollständigen.
  4. Vergleich mit heute: Wissenschaftler vergleichen die Ergebnisse mit modernen Daten, um die Temperatur der Vergangenheit genau zu berechnen.

Diese Methode gibt uns ein Bild vom Klima lange, bevor es Thermometer oder Wetterstationen gab. Sie zeigt, wie sich die Erde durch natürliche Prozesse verändert hat – und wie stark der Mensch das Klima heute beeinflusst.

Durch diese faszinierende Technik können wir “hören”, was das Eis uns über die Geschichte unseres Planeten erzählt.

Aber das erklärt bisher nicht, warum 1,5 Grad zusätzliche, vom Menschen gemachte, Temperaturerwärmung wirklich viel ist.


Der sogenannte “Temperature Corridor of Life” beschreibt den engen Temperaturbereich, innerhalb dessen das Leben, wie wir es heute kennen, gedeihen konnte. Die Idee dahinter: Schon kleine Veränderungen der globalen Durchschnittstemperatur können drastische Auswirkungen auf das Klima, Ökosysteme und die Lebensbedingungen auf der Erde haben.

Der Temperatur-Korridor: Eine Reise durch die Erdgeschichte

Wissenschaftler nutzen das Holozän – die letzten etwa 12.000 Jahre, in denen das Klima relativ stabil war – als Referenzlinie. In dieser Zeit entstand die heutige menschliche Zivilisation mit Landwirtschaft, Städten und Technologien. Die Durchschnittstemperatur während des Holozäns bildet den Nullpunkt auf der Temperaturskala.

Auf dieser Skala sehen wir:

  • Am unteren Ende: Etwa 6°C kälter als im Holozän. Das war der Zustand während der letzten Eiszeiten, als riesige Gletscher große Teile Europas, Asiens und Nordamerikas bedeckten. Das Leben war hart, große Landmassen waren unbewohnbar, und viele Tierarten überlebten nur knapp.
  • Am oberen Ende: Etwa +2°C wärmer als das Holozän. In dieser Richtung wird die Erde immer heißer, was zu katastrophalen Auswirkungen führt: steigender Meeresspiegel, extreme Wetterereignisse und das Risiko, das ganze Ökosysteme kollabieren.

Warum 1,5°C so wichtig sind

Die gesamte Spanne zwischen Eiszeiten und extrem warmen Perioden beträgt etwa 8°C. Klingt vielleicht nach viel, aber wir müssen bedenken:

  • Ein Unterschied von nur 6°C brachte uns von eiszeitlichen Gletschern zur heutigen Welt.
  • Ein Anstieg von nur 2°C über das Holozän hinaus würde die Erde in eine völlig neue, gefährlich warme Phase katapultieren.

Jetzt wird deutlich, warum 1,5°C Erwärmung so entscheidend ist. Diese scheinbar “kleine” Zahl macht fast 20% der gesamten Temperaturspanne zwischen den Extremen aus. Schon diese Veränderung reicht aus, um Gletscher weltweit schmelzen zu lassen, Ozeane zu erwärmen und Ökosysteme aus dem Gleichgewicht zu bringen.

Ein Beispiel aus der Vergangenheit

Während der letzten Eiszeit war der globale Meeresspiegel etwa 120 Meter niedriger als heute, weil so viel Wasser in Gletschern gebunden war. Diese riesigen Veränderungen entstanden durch eine Abkühlung von “nur” 6°C. Wenn wir uns also vorstellen, was eine Erwärmung von 1,5°C oder sogar 2°C bedeuten könnte, wird klar: Die Auswirkungen wären alles andere als gering.

(https://ecogain.se/app/uploads/2024/05/image.jpeg)

Aber was sind die Auswirkungen dieser beschleunigten Temperaturerhöhung sowohl in der Atmosphäre als auch in den Meeren, die Antwort: Zunahme von Extremwetter in Häufigkeit und Intensität.

Um zu verstehen, warum eine Erwärmung der Atmosphäre zu mehr Überschwemmungen und gleichzeitig zu mehr Dürren führen kann, schauen wir uns die Grundlagen an.

Warme Luft „trinkt“ mehr Wasser: Das Clausius-Clapeyron-Gesetz
Mit jeder Erhöhung der Lufttemperatur um 1°C kann die Atmosphäre etwa 7% mehr Wasser aufnehmen. Das bedeutet:

Wärmere Luft = durstigere Luft: Sie nimmt mehr Wasser aus den Böden, Flüssen, Seen und sogar Pflanzen auf.

Mehr Feuchtigkeit in der Atmosphäre: Das gespeicherte Wasser wird irgendwann in Form von Regen oder Schnee wieder freigesetzt.

Dieser Effekt wird auch als „Dampfhunger der Atmosphäre“ bezeichnet, weil wärmere Luft regelrecht nach mehr Feuchtigkeit “hungert”. Das klingt zunächst harmlos, hat aber weitreichende Folgen.

Was passiert bei mehr Feuchtigkeit in der Atmosphäre?

1. Starke Niederschläge und Überschwemmungen:

Wenn warme, feuchte Luft abkühlt, z. B. weil sie auf kalte Luftmassen trifft, regnet sie das gespeicherte Wasser aus. Und weil die Atmosphäre mehr Feuchtigkeit als früher gespeichert hat, sind die Regenfälle oft extremer.

Ergebnis: Heftige Überschwemmungen, wie wir sie in den letzten Jahren immer häufiger sehen, zuletzt in Valencia (man bewege den horizontalen Schieberegler im unteren Link).

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2024/10/Valencia_flood_disaster

2. Dürre und Blitzdürren:

Warme Luft entzieht Böden und Pflanzen ständig Wasser. Wenn es dann längere Zeit nicht regnet, trocknen Böden und Flüsse schneller aus als früher.

Dies führt zu lang anhaltenden Dürren, aber auch zu sogenannten Blitzdürren: Regionen, die erst grün und fruchtbar waren, trocknen plötzlich innerhalb von wenigen Wochen komplett aus.

Düsseldorf Sommer 2022

Das Wechselspiel von Fluten und Dürren

Diese beiden Effekte – heftiger Regen und schnelle Austrocknung – können sich immer häufiger abwechseln:

Nach einer Dürreperiode saugt der trockene Boden das Wasser bei einem Starkregen nicht mehr richtig auf, was Überschwemmungen verstärkt.

Umgekehrt trocknet der Boden nach einer Überschwemmung bei hoher Temperatur rasant wieder aus, was die nächste Dürre vorbereitet.

Das macht unsere Welt unberechenbarer: Es wird schwieriger, Wasserreserven zu bewirtschaften, die Landwirtschaft zu planen oder sich vor Naturkatastrophen zu schützen.


Aber der Klimawandel hat noch mehr parat als Wetterextreme: Klima Kipppunkte

Kipppunkte von komplexen Systemen sind naturgemäß nicht einfach zu verstehen bzw. zu prognostizieren. Während man das Kippen eines Stuhls recht leicht berechnen kann, ist das bei Geosystemen schon schwieriger. Klar ist jedoch, je wärmer es wird, umso wahrscheinlicher wird es, dass Klimakipppunkte aktiviert werden. Auch deshalb hatte man versucht, im Pariser Klimaabkommen die Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen. Das hat leider nicht geklappt. Noch ist eine Begrenzung auf 2 Grad Celsius möglich, aber auch das Erreichen dieser Temperaturanstiegsbegrenzung wird immer unwahrscheinlicher.

Es folgt eine recht komplexe, aber vollständige Grafik von Geo Subsystemen, die, über die Pfeile angedeutet, miteinander in Verbindung stehen und daher große Kaskadeneffekte mit sich bringen können:

Auf obige Grafik klicken, um die einzelnen Elemente besser zu erkennen (Quelle OECD 2022).

Ich möchte die Komplexität etwas reduzieren, indem ich den Fokus auf den Nordpol, den Grönländischen Eisschild, den Permafrostboden, den AMOC und Amazonas setze.

Trotzdem noch ein kleiner Einschub zum Kipppunkt: “Tropical Corral Reef“.

Viele Wissenschaftler sind sich einig, dass viele Korallenriffe bereits einen Kipppunkt überschritten haben, da häufige Bleiche, steigende Meerestemperaturen und Versauerung ihre Erholung erschweren. Dennoch gibt es Hoffnung: Mit globalem Klimaschutz, lokaler Erhaltung und innovativen Restaurationsmethoden können einige Riffe geschützt und gerettet werden. Jeder vermiedene Grad an Erwärmung erhöht die Chance, Teile dieser Ökosysteme zu bewahren.

Noch muss das obige Bild kein Bild der Vergangenheit sein, aber bei einer Erderwärmung von über 2 Grad Celsius sind 99% der Korallen dem Untergang geweiht.

Nun aber zum Nordpol, der aus meiner Sicht schon in den Dreißigerjahren zu einer großen Kipppunktkaskade führen wird. Wohlgemerkt, das ist eine persönliche Meinung, die ich aus den Daten und Dokumenten der Forschung, zusammen mit meiner persönlichen Lebenserfahrung als Ingenieur, der täglich mit großen Datenmengen arbeitet, herauslese, das heißt aber absolut nicht, dass es so weit kommt, so früh oder in der Kombination, wie von mir skizziert, sondern ich interpretiere die Daten.

Die Wissenschaft sagt aber eindeutig, dass wir derzeit auf dem Weg von 2,7 Grad Erderwärmung gegenüber vorindustriellem Niveau sind (https://academic.oup.com/bioscience/advance-article/doi/10.1093/biosci/biae087/7808595?login=false). Bei dieser Entwicklung können wir sehr sicher sein, dass eine gefährliche Kipppunktkaskade auftritt.

Die Erwärmung des Nordpols verläuft viermal so schnell wie im globalen Mittel. Zu sehen an dieser Grafik:

https://www.nature.com/articles/s43247-022-00498-3

Bei dieser Grafik lassen Sie sich nicht irritieren, dass die Startskalierung bei -1 Grad Celsius liegt. Diese kommt durch die Skalierung von lokalen (Nordpol) und globalen Daten zustande.

Die kräftigen Farben sind verschiedene wissenschaftliche Messdaten. Im Gegensatz dazu sind mit schwach grau-bräunlichen Farben die globale Temperaturerhöhung eingezeichnet. Vergleicht man die Steigung der Ausgleichsgeraden der Nordpolerwärmung zur globalen Erwärmung, so erhält man einen Faktor 3,8.

Wie kommt es dazu, dass der globale Temperaturanstieg am Nordpol fast viermal so stark ist wie im Rest der Welt?

So sah der Nordpol im Sommer die letzten zwölftausend Jahre bis 1980 aus:

PBS Report: Arctic out of control. But caan we fix it? (original Source NASA)

Er trug auch im Sommer der Nordhalbkugel mit einem großen Teil zum Albedo-Faktor alpha von ca. 30 % bei, zusammen mit den Gletschern. Doch ab den 80ern stieg die Temperatur der Atmosphäre und der Meere an. Da der Nordpol ein großer Eiswürfel ist, wird seine Substanz von allen Seiten bei Erwärmung angegriffen. Eine Reduktion des Eises führt aber sofort zu einem positiven/verstärkenden Feedback, da das dunkle Meer nahezu vollständig das ankommende Energiespektrum der Sonneneinstrahlung absorbiert.

Deswegen sollte es nicht verwundern, dass der heutige Nordpol im Sommer so aussieht:

PBS Report: Arctic out of control. But can we fix it? (original Source NASA)

Drastisch ist die Abnahme seit Beginn des 21. Jahrhunderts. Wie viel Eis aber wirklich fehlt, kann man am folgenden Diagramm sehen:

Eisdicke ein und mehrjährigen Eises am Nordpol über die Zeit

https://www.climatecentral.org/climate-matters/arctic-sea-ice-minimum

Wie man deutlich erkennen kann, ist das fünf- und vierjährige Eis nahezu verschwunden. Aber auch das ein- bis zweijährige Eis ist auf dem Rückzug. Die Mehrheit der Klimaforscher geht daher davon aus, dass der Nordpol im Sommer 2040 so aussieht:

Es gäbe dann noch Eis, aber dieses wäre so dünn, dass schon normale Schiffe (einer gewissen Größe) ohne Probleme die Nordwestpassage passieren könnten. Dieser Nordpol-Zustand wird von den Klimaforschern als “Blue Ocean” Event bezeichnet.

Hinter dem Jahr 2040 steht ein Fragezeichen, natürlich kann man so ein Ereignis nicht auf Punkt und Komma genau vorhersehen. Aber es gibt Wissenschaftler, die dieses Event auch schon früher in den Dreißigern sehen.

Das sogenannte Blue Ocean Event, also der Zeitpunkt, an dem die Arktis im Sommer komplett eisfrei ist, könnte laut neuesten Erkenntnissen bereits in den 2030er-Jahren eintreten, weil die Arktis sich viel schneller erwärmt als der Rest der Welt und dadurch das Eis rasanter schmilzt, als es viele frühere Berechnungen vermuteten. Wissenschaftler haben festgestellt, dass Klimamodelle den Eisverlust bisher unterschätzten, und nachdem sie reale Messdaten von Satelliten und anderen Beobachtungen der letzten Jahrzehnte genutzt haben, um ihre Vorhersagen anzupassen, zeigt sich, dass der Treibhauseffekt, vor allem durch CO₂-Emissionen, der Hauptgrund für das Jahr-für-Jahr zunehmende Schmelzen ist, das nicht nur den Sommer, sondern alle Monate betrifft, was bedeutet, dass selbst bei einer starken Reduzierung der Emissionen das Sommer-Eis in der Arktis bald der Vergangenheit angehören könnte – ein Ereignis, das weitreichende Folgen für Wetterextreme, Meeresspiegel und Ozeanströmungen haben wird und uns zeigt, wie dringend wir eigentlich handeln müssten.

https://www.nature.com/articles/s41467-023-38511-8

Als Ingenieur muss ich vom Worst Case ausgehen, also nehme ich an, dass Anfang der Dreißiger es so weit ist. Der jetzt schon abtauende Permafrost, wird noch einmal stärker in diesem Vorgang angetrieben. Wir sprechen von dieser Region:

Die im Frost frei werdende biologische Substanz zersetzt sich und es werden weitere zusätzliche Mengen an Methan frei. Methan ist ungefähr ein 20 fach potenteres Treibhausgas als CO₂, wenn auch nicht so langlebig in der Atmosphäre wie CO₂. Auch wenn die Wissenschaft nicht davon ausgeht, dass das Methan aus dem Permafrost explosionsartig in die Atmosphäre tritt, könnte es ausreichen, das Abschmelzen des Eispanzers von Grönland nochmals zu steigern.

Seit dem Jahr 2000 hat Grönland etwa 1.500 Kubikkilometer Eis verloren.Der Bodensee fasst rund 48,5 Kubikkilometer Wasser. Teilt man das geschmolzene Grönlandeis durch das Volumen des Bodensees, ergibt sich, dass man den Bodensee etwa 31-mal mit dem geschmolzenen Eis füllen könnte (Tendenz steigend).

Neben dem signifikanten Problem, dass durch das Schmelzwasser Grönlands der Meeresspiegel steigt, gibt es eine weitere Verkettung von Problemen.

Ein schnelleres Abschmelzen des Grönlandeises wird die Abschwächung der Atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC), also des Golfstrom-Systems, verstärken. Das wird dramatische Folgen für die Niederschlagsmuster im Amazonasgebiet haben, da dieses globale Strömungssystem entscheidend für die Verteilung von Wärme und Feuchtigkeit auf unserem Planeten ist. Der AMOC transportiert warmes Wasser aus den Tropen nach Norden und treibt so die Temperaturunterschiede an, die für viele Wettermuster verantwortlich sind. Durch das viele Süßwasser verringert sich jedoch die Dichte des Wassers, die benötigt wird, um den Druck für die Wärmepumpe im arktischen Bereich aufzubauen, und genau aus diesem Grund hat sich westlich der britischen Inseln der Cold Blob entwickelt, von dem zu Beginn die Rede war. Die Wärmepumpe schwächelt und warmes Wasser aus den Tropen stockt in Höhe der nördlichen Ostküste der USA und Kanadas

Wenn der AMOC schwächer wird, kühlt der tropische Atlantik auf der Nordhalbkugel ab, was eine Verschiebung der sogenannten Intertropischen Konvergenzzone (ITCZ) nach Süden zur Folge hätte.

Diese Zone ist ein wichtiges Wettersystem, das starke Regenfälle in den Tropen erzeugt. Eine südliche Verschiebung würde dazu führen, dass der Amazonas weniger Niederschlag erhält, was die Region anfälliger für Trockenheit und Dürre macht. Bereits heute beobachten Forscher häufigere Trockenperioden im Amazonas (ganz aktuell in diesem Jahr), die durch globale Klimaveränderungen verstärkt werden.

Eine solche Entwicklung wäre nicht nur für die lokale Pflanzen- und Tierwelt verheerend, sondern hätte auch globale Auswirkungen, da der Amazonas eine zentrale Rolle im Kohlenstoff- und Wasserkreislauf spielt. Weniger Regen bedeutet weniger Wachstum der Wälder, was wiederum dazu führen könnte, dass der Amazonas von einem CO₂-Speicher zu einer CO₂-Quelle wird – ein Effekt, der den Klimawandel weiter beschleunigen würde.

Hinzu kommt, dass der Amazonas seit Jahrzehnten von Brandrodung erfasst ist. Seit den 1970er-Jahren werden im Amazonasgebiet großflächig Wälder durch Brandrodung zerstört, eine Praxis, die mit der Erschließung der Region durch Straßenbau und staatliche Besiedlungsprogramme begann. Damals wurde gezielt Land gerodet, um Platz für Viehzucht, Landwirtschaft und Bergbau zu schaffen, oft gefördert durch staatliche Anreize. Ein Großteil der heutigen Brandrodungen ist jedoch illegal: Holzfäller, Landwirte und Unternehmen brennen Wälder ab, um Land unrechtmäßig zu nutzen, meist für Sojaanbau oder Viehweiden. Gleichzeitig gibt es auch staatlich erlaubte Rodungen, die unter bestimmten Bedingungen legalisiert werden. In den letzten Jahren haben gelockerte Umweltgesetze und mangelnde Kontrolle die illegale Entwaldung zusätzlich beschleunigt. Diese Mischung aus illegalen und staatlich tolerierten Rodungen hat zu einer massiven Zerstörung des Regenwaldes geführt, mit verheerenden Folgen für Klima, Artenvielfalt und die Menschen vor Ort. Der Amazonas, einst ein globaler CO₂-Speicher, wird zunehmend zur CO₂-Quelle. 20 % der ursprünglichen Amazonas-Bewaldung sind schon zerstört. Ab 25% geht die Wissenschaft davon aus, dass ein unabwendbarer Kipppunkt vom Tropenwald zur Savanne abläuft.

Abbau des Amazonas Nachaufnahme (NASA Worldview)
Abbau des Amazonas, Weitwinkel (NASA Worlview)

Weitere Quellen:

https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=0A4V0p1x&id=603D17E5AB95EBE9AC185A9100728E28AFA1F22A&thid=OIP.0A4V0p1xhIur062y05lEmwHaE8&mediaurl=https%3A%2F%2Fwww.purdue.edu%2Funs%2Fimages%2F2020%2Famazon-rainforestLO.jpg&cdnurl=https%3A%2F%2Fth.bing.com%2Fth%2Fid%2FR.d00e15d29d71848babd3adb2d399449b%3Frik%3DKvKhryiOcgCRWg%26pid%3DImgRaw%26r%3D0&exph=534&expw=800&q=Devistation+of+amazonas+rainforest&simid=608027774981861968&form=IRPRST&ck=AA601A5371E19FF0E48E842DE0F39F49&selectedindex=16&itb=0&ajaxhist=0&ajaxserp=0&vt=0&sim=11

Ich fasse noch einmal zusammen, was ich glaube, was in den nächsten zehn Jahren ablaufen wird:

Der Nordpol könnte schon in den Dreißigerjahren eine Kipppunktkaskade auslösen. Seine Erwärmung verläuft viermal schneller als im globalen Mittel, da schmelzendes Eis dunklere Flächen freilegt, die mehr Sonnenenergie aufnehmen. Seit Beginn des 21. Jahrhunderts sind dicke Eisschichten drastisch geschrumpft, und bis 2040 oder früher könnte der Nordpol im Sommer eisfrei sein.

Das Auftauen von Permafrost setzt Methan frei, ein Treibhausgas, das das Schmelzen von Grönlandeis beschleunigt. Seit 2000 hat Grönland etwa 1.500 Kubikkilometer Eis verloren – genug, um den Bodensee über 30 Mal zu füllen. Dies führt zu steigendem Meeresspiegel und schwächt den Golfstrom (AMOC), der für globale Wärme- und Feuchtigkeitsverteilung entscheidend ist.

Eine Abschwächung des AMOC verschiebt Niederschlagsmuster und könnte im Amazonasgebiet vermehrt Dürren auslösen. Der Regenwald verliert bereits seit den 1970er-Jahren massiv Fläche durch Brandrodung; 20 % sind zerstört. Ab 25 % droht ein Kipppunkt, der den Amazonas in eine Savanne verwandelt – mit verheerenden Folgen für Artenvielfalt und Klima. Es bleibt wenig Zeit, diese Entwicklung zu stoppen.

Die Auswirkungen einer solchen Entwicklung sind nicht in Worte zu fassen, deswegen lasse ich es. Aber dieses beigefügte YouTube-Video bringt es relativ gut auf den Punkt:

Dann könnte mein Sohn doch wieder viel Schnee in Düsseldorf erleben, aber ich denke, so stark hat er den Schnee dann doch nicht vermisst.


Ich glaube aber nicht, dass die Menschheit durch eine solche Entwicklung vollständig zerstört wird, wie der Titel des Blogs andeutet. Die Physikerin Sabine Hossenfelder hatte dazu eine einfache Begründung: “Wir sind einfach schon zu viele!”

Aber wie lange wird die Menschheit mit der Klimakrise noch beschäftigt sein?

Nehmen wir noch ein gutes Szenario an, wo wir die Erwärmung auf +2 Grad einbremsen können.

Bis 2030 müssten die weltweiten CO₂-Emissionen um 25 % im Vergleich zu den Werten von 2010 reduziert werden. Das bedeutet, dass innerhalb weniger Jahre enorme Einsparungen durch den Ausstieg aus fossilen Energieträgern, die Umstellung auf erneuerbare Energien und die Einführung effizienterer Technologien erreicht werden müssten. Ohne diese Einsparungen wäre das Zwei-Grad-Ziel unerreichbar.

Langfristig, bis 2070, wird angestrebt, die Klimaneutralität zu erreichen. Klimaneutralität bedeutet, dass alle verbleibenden Emissionen durch entsprechende Gegenmaßnahmen ausgeglichen werden, etwa durch Aufforstung oder technische CO₂-Entfernungsprozesse wie Direct Air Capture (DAC). Dieses Ziel setzt voraus, dass sowohl Staaten als auch Unternehmen umfassend handeln und Technologien entwickeln, um Emissionen zu vermeiden oder zu kompensieren.

Selbst wenn diese ambitionierten Ziele erreicht werden, wird die Konzentration von CO₂ in der Atmosphäre weiter ansteigen. Derzeit liegt die Konzentration bei etwa 420 ppm (Teile pro Million). Aufgrund des bisherigen Emissionsniveaus und der langsamen natürlichen Abbauprozesse von CO₂ in der Atmosphäre steigt der Wert jedes Jahr um 2 bis 3 ppm. Wenn dieser Trend bis 2070 anhält, könnte die CO₂-Konzentration bis dahin auf etwa 514 ppm ansteigen.

Wenn die Welt bis 2070 klimaneutral wird, steigt die CO₂-Konzentration nicht mehr durch menschliche Emissionen, sondern bleibt nahezu stabil. Die verbleibende Zunahme könnte durch natürliche Prozesse (z. B. Rückkopplungen wie die Erwärmung der Böden oder Meere) etwa 0,5–1 ppm pro Jahr betragen. Über die nächsten 30 Jahre (2070 bis 2100) würde dies bedeuten:

0,5 ppm/Jahr x 30 Jahre = 15 ppm

Dadurch würde die Konzentration im Jahr 2100 auf etwa:

514 ppm + 15 ppm = 529 ppm

steigen.

=======================================================================

Einschub: Im sechsten Sachstandsbericht (AR6) des Weltklimarats (IPCC) wird die CO₂-Konzentration von 450 ppm in mehreren Kapiteln thematisiert.

Insbesondere im Kapitel 5 des Berichts der Arbeitsgruppe I wird auf historische CO₂-Konzentrationen und deren klimatische Auswirkungen eingegangen.

Dort wird erwähnt, dass während des mittleren Pliozäns (vor etwa 3,3 bis 3,0 Millionen Jahren) die atmosphärische CO₂-Konzentration zwischen 350 und 450 ppm lag, was mit signifikant höheren globalen Temperaturen und Meeresspiegeln verbunden war.

https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/chapter/chapter-5/

Diese historischen Daten unterstreichen die potenziellen Risiken, die mit einem Anstieg der CO₂-Konzentration auf vergleichbare Werte in der heutigen Zeit verbunden sind.

Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=InhMCJro6hA&t=230s

Die obige Grafik zeigt, dass es vor 3 Millionen Jahren das letzte Mal eine CO₂-Konzentration von über 400 ppm gab.

==========================================================================

Der Abbau des überschüssigen CO₂ aus der Atmosphäre ist ein langsamer und komplexer Prozess, der uns vor immense Herausforderungen stellt. Die verschiedenen natürlichen Mechanismen arbeiten auf unterschiedliche Weise und Zeiträume hinweg, aber gemeinsam ist ihnen eines: Sie reichen nicht aus, um die durch den Menschen verursachten Emissionen kurzfristig zu neutralisieren.

Die Meere sind die schnellsten Helfer, doch ihre Kapazität ist begrenzt. An der Oberfläche nehmen sie CO₂ auf und wandeln es in chemische Verbindungen um, die in tieferen Wasserschichten gespeichert werden können. Dieser Prozess dauert Jahrzehnte bis Jahrhunderte, während die Versauerung des Wassers die ökologischen Systeme bedroht. Algen in den oberen Wasserschichten nehmen ebenfalls CO₂ auf und transportieren es nach ihrem Absterben in die Tiefsee. Auch dies ist ein langwieriger Vorgang, der über Jahrhunderte wirkt. Die Tiefsee selbst speichert Kohlendioxid über Tausende von Jahren, doch der Fluss des Wassers dorthin ist quälend langsam. Trotz all dieser Mechanismen bleibt ein großer Teil des überschüssigen CO₂ in der Atmosphäre.

Gesteine, insbesondere Kalkstein und Silikate, arbeiten über geologische Zeiträume. Chemische Verwitterung bindet CO₂, indem es mit Gesteinen reagiert und stabile Verbindungen wie Karbonate bildet. Diese Prozesse benötigen jedoch Jahrtausende bis Millionen Jahre, um signifikante Mengen an CO₂ zu entfernen. Meeresorganismen tragen ebenfalls zur CO₂-Speicherung bei, indem sie es in ihre Schalen einbauen. Nach ihrem Tod sinken diese auf den Meeresboden und bilden Kalkstein – eine Form der Speicherung, die über Millionen Jahre stabil bleibt. Doch diese Mechanismen sind so langsam, dass sie keine kurzfristige Entlastung bieten.

Pflanzen und Böden sind oft die Ersten, an die wir denken, wenn es um CO₂-Reduktion geht, aber ihre Kapazität ist stark begrenzt. Bäume und andere Pflanzen nehmen CO₂ durch Fotosynthese auf und speichern es in ihrer Biomasse. Doch wenn die Pflanzen sterben, verrotten oder verbrannt werden, wird das gespeicherte CO₂ wieder freigesetzt. Böden speichern ebenfalls Kohlenstoff aus abgestorbenen Pflanzenresten, doch dieser Speicher ist instabil und von der Landnutzung abhängig. Nachhaltige Landwirtschaft kann diesen Prozess unterstützen, doch die Wirkung bleibt auf Jahrzehnte bis Jahrhunderte beschränkt.

Wenn wir all diese Mechanismen betrachten, wird klar, dass sie unterschiedliche Zeiträume und Kapazitäten haben. Die Meere können innerhalb von Jahrzehnten bis Jahrtausenden große Mengen an CO₂ aufnehmen, doch ihre Kapazität ist begrenzt. Gesteine bieten eine langfristige Lösung, benötigen jedoch Millionen Jahre. Pflanzen und Böden können kurzfristig helfen, doch ihre Speicher sind begrenzt und von menschlichen Eingriffen abhängig. Diese Langsamkeit und Begrenztheit stellen eine ernüchternde Realität dar: Der Abbau des durch uns verursachten überschüssigen CO₂ ist eine Herausforderung, die in dieser Form Zeitskalen betrifft, für die Menschen keine Erfahrung haben.

Ausdrücklich warne ich vor Geo-Engineering, aber ich befürchte, es wird getan. Warum warne ich vor Geo-Engineering? Weil, wenn man einmal damit anfängt, darf man nie mehr damit aufhören.


Sigmund Freud: „Die Stimme der Vernunft ist leise, doch sie ruht nicht, ehe sie sich Gehör verschafft hat.“

Sigmund Freud, der Begründer der Psychoanalyse, betont hier die leise, aber beharrliche Natur der Vernunft. Trotz ihrer anfänglichen Schwäche setzt sie sich letztlich durch. Dieses Zitat unterstreicht Freuds Überzeugung, dass rationale Überlegungen und intellektuelle Einsichten, obwohl sie möglicherweise nicht sofort Beachtung finden, schließlich Anerkennung erlangen. Es reflektiert seine Sicht auf die menschliche Psyche, in der das Bewusstsein und die Vernunft eine entscheidende Rolle spielen, um unbewusste Triebe und Impulse zu verstehen und zu kontrollieren.

Für einen einzelnen Menschen ist Freuds Aussage aus meiner Sicht schon richtig, aber bei acht Milliarden Menschen erweist sich die Vernunft als wirkungslos?

Wir hätten Hoimar von Ditfurth richtig zuhören sollen


Meine Hoffnung jedoch ist, dass die Menschheit auf ihrer langen Reise zu 280 ppm ihre Perspektive zur Natur wieder ändert und auf Augenhöhe mit ihr redet und nicht sie zu einer reinen Ressourcenquelle degradiert.

Fatal hat sich die christliche Interpretation aus dem Buch Genesis Vers 1-28 erwiesen:

“Seid fruchtbar und mehret euch, füllet die Erde und macht sie euch untertan; herrscht über die Fische im Meer, über die Vögel des Himmels und über alle Tiere, die sich auf der Erde regen.”

In den kommenden tausenden Jahren kann der Mensch, “die Krönung der Schöpfung” beweisen, ob er sich eingliedern kann in das Gefüge der Natur und somit erkennt, dass er nicht über ihr steht.

CH4 Methane…

Text created by ChatGPT 4o:

Since 2000, atmospheric methane (CH₄) concentrations have indeed shown a marked increase, with especially rapid growth since about 2007 and a notable acceleration in the past 15 years. Here’s a breakdown of the development and factors involved:

Historical Concentration Trends:

  1. 2000 – 2006: Methane levels were relatively stable after a long period of increase throughout the 20th century. This was partially due to improved methane management practices in some regions and perhaps natural variability.
  2. 2007 – 2013: Concentrations began to increase again, at around 5–6 ppb (parts per billion) annually.
  3. 2014 – 2021: Methane growth rates accelerated significantly, reaching over 10 ppb annually in some years. This is nearly twice the rate observed in the early 2000s, contributing to record-high atmospheric levels of over 1900 ppb.
  4. 2022 – Present: Methane levels continue to rise, though recent growth rates vary. The current concentrations are much higher than at any point in human history.

Key Contributing Factors:

The causes behind this recent acceleration are complex and involve both natural and human-driven processes. Some of the main contributors include:

  • Microbial Methane Emissions: Natural wetlands, especially in tropical and boreal regions, are significant sources of methane. When microorganisms in wetlands, rice paddies, and other moist environments decompose organic material in anaerobic conditions, they release methane. Warmer temperatures and changing rainfall patterns may be increasing emissions from these areas.
  • Agricultural Sources: Livestock, rice agriculture, and manure management all contribute methane. As agricultural practices intensify, particularly in developing regions, these emissions grow.
  • Fossil Fuels: Oil and gas extraction, coal mining, and leakage from pipelines and storage facilities continue to be major sources of atmospheric methane. Improvements in detection have revealed that leaks might be more significant than previously thought.
  • Thawing Permafrost: In Arctic and sub-Arctic regions, warming temperatures are melting permafrost, releasing methane stored in frozen organic material over millennia. This feedback loop could worsen as temperatures continue to rise.

Role of Microorganisms in Humid Environments

You’re correct that microorganisms in humid locations are likely a significant source of methane. When soils or waters become anoxic (oxygen-deprived), certain microbes thrive by metabolizing organic material and producing methane as a byproduct. This process is particularly active in:

  • Wetlands and Flooded Soils: Warmer, wetter conditions can boost microbial activity and methane emissions.
  • Rice Paddies: Managed floodwaters create ideal conditions for methane-producing microorganisms.

The rise in global temperatures and shifting precipitation patterns could be amplifying these microbial emissions.

Climate Implications

Methane is a potent greenhouse gas, with over 80 times the warming potential of CO₂ over 20 years, though it has a shorter atmospheric lifespan. Its increasing levels are concerning because it drives near-term warming, impacting ecosystems, weather patterns, and potentially triggering further greenhouse gas releases.

This upward trend in methane concentration is a significant focus of climate research, with ongoing efforts to pinpoint sources, track emission patterns, and explore strategies for reduction, such as improved wetland management and methane-capture technologies.

Valencia…


Valencia
Valencia, tierra de flores,
de luz y de amores,
de paz y alegría.
Valencia, tus mujeres todas bellas,
sonríen tan bellas
cuando pasan junto a mí.

Refrain:
Valencia, al verte así tan cerca de mí,
mi corazón empieza a latir.
Valencia, la luna brilla en tu mirar,
las estrellas en el cielo parecen bailar.
Valencia, qué bello es tu fulgor,
mi alma se llena de amor
al recordar tu canción.


Valencia, mein Herz singt für dich,
die Stadt, die voller Blüten blüht,
dort, wo die Sonne niemals untergeht,
und die Liebe uns verführt.

Valencia, wie süß dein Zauber klingt,
die Straßen voller Leben sind.
Die Gitarre spielt so sanft und fein,
und wir tanzen bis zum Morgenstrahl hinein.

Refrain:
Oh, Valencia, du leuchtest so klar,
mit Blumen im Haar,
tanzt du für mich,
bist der Stern in der Nacht für mich.
Valencia, ich liebe dich sehr,
mein Herz gibt dir mehr,
bis die Zeit uns trennt
und die Sehnsucht im Wind verweht.


Valencia, land of flowers,
of light and of loves,
of peace and joy.
Valencia, your women all so fair,
with smiles that they wear,
as they pass by me.

Chorus:
Valencia, when I see you so near,
my heart begins to beat so clear.
Valencia, the moon shines in your eyes,
the stars up in the sky seem to dance tonight.
Valencia, how beautiful your glow,
my soul is filled with love to know
the song of you still flows.

Möge die Vernunft zu den Menschen zurückkommen, damit Valencia und andere Gebiete wieder aufatmen können.

Business as usual and the facade pattern

Comments on the report: The 2024 state of the climate report: Perilous times
on planet Earth
, created by renowned climate scientists like Johan Rockström and Stefan Rahmstorf from Potsdam Climate institute and many more scientists from around the globe. You find the report here:

https://academic.oup.com/bioscience/advance-article/doi/10.1093/biosci/biae087/7808595?login=false

2024 Climate Report: Business as Usual in a Time of Crisis

As we stand in 2024, the latest climate report offers little optimism. Despite decades of scientific warnings, international agreements, and increasing awareness, we are still moving toward a climate catastrophe with no significant course correction. The numbers tell a clear and sobering story: humanity is continuing on the same path as if nothing serious is happening. Here’s a closer look at what the 2024 State of the Climate Report reveals.

Record Temperatures—A New Normal?

One of the most glaring indicators that we’re not on the right track is the temperature data. In 2023 and 2024, both global and North Atlantic sea surface temperatures shattered records. Not by small margins, but by huge leaps that signal how deeply entrenched global warming has become. Scientists warn that these are not just one-off events but a reflection of a new normal where extreme heat becomes more frequent and severe.

Global mean temperatures have also risen to record levels, with 2024 expected to be one of the hottest years on record. It’s worth noting that this heat isn’t evenly distributed. While some areas face intense heat waves and droughts, others see unusual storms and flooding. Regardless, these are all symptoms of the same underlying problem—unchecked global warming.

Fossil Fuels: Still the Elephant in the Room

Despite the overwhelming evidence that fossil fuels are driving climate change, our global addiction to coal, oil, and gas remains as strong as ever. The report makes it painfully clear: fossil fuel consumption increased by 1.5% in 2023, continuing a trend that has been in place for years. Even as renewable energy sources like wind and solar are growing, they still only cover a fraction of our total energy needs. In fact, fossil fuel consumption is still 14 times greater than solar and wind energy combined.

This mismatch between rising renewable energy use and the ever-growing consumption of fossil fuels shows that we are not doing enough to phase out the sources of emissions. Instead, we are essentially maintaining the status quo, while giving the impression that the energy transition is moving in the right direction. But the numbers do not lie—renewables are far from catching up to the scale needed to make a meaningful impact.

Greenhouse Gases: Still on the Rise

As if the rising temperatures weren’t enough, the concentrations of greenhouse gases in the atmosphere are also at record highs. Carbon dioxide (CO2), the primary driver of climate change, has surged past previous records. Even more concerning is the accelerated growth of methane emissions—a greenhouse gas far more potent than CO2 in the short term.

This increase is especially alarming because methane has a relatively short atmospheric lifetime. Reducing methane emissions could be one of the quickest ways to slow down global warming. However, instead of seeing progress, we’re witnessing the opposite—methane levels are climbing, pushing us even closer to tipping points that could have devastating effects.

Deforestation and Ecosystem Collapse

Our ecosystems are also bearing the brunt of climate change, with forests playing a particularly tragic role. Global tree cover loss hit 28.3 megahectares in 2023, driven in large part by massive wildfires that have become more frequent and severe due to rising temperatures. These losses aren’t just about the destruction of nature—they directly impact our ability to capture and store carbon.

While the Amazon rainforest, often called the “lungs of the Earth,” has seen a slight reduction in deforestation rates, it is still far from safe. The Amazon is nearing a critical tipping point, where deforestation and climate change could cause large parts of it to shift from being a carbon sink to a carbon source, accelerating global warming even further.

Extreme Weather: The New Reality

The year 2023 and early 2024 have been marked by unprecedented climate-related disasters. From devastating wildfires in Chile to deadly heatwaves in Asia and the Mediterranean, extreme weather events have become more frequent and severe. The report notes that human-caused climate change has made such events more likely and more intense, with storm surges, floods, and heatwaves killing thousands and displacing millions.

The impacts are particularly harsh for the most vulnerable populations, especially in the Global South, where many lack the resources to adapt to such rapidly changing conditions. This raises critical questions about climate justice and the unequal distribution of climate impacts.

Where Are We Headed?

Perhaps the most unsettling takeaway from the report is the projection for the future. Under current policies, we are on track to reach around 2.7°C of warming by the end of this century—far beyond the 1.5°C limit set by the Paris Agreement. Scientists agree that every fraction of a degree of warming brings with it more severe consequences: more extreme weather, higher sea levels, and greater threats to food and water security.

What’s particularly troubling is the presence of so-called “feedback loops.” These are processes, like the melting of permafrost, that once triggered, can amplify warming and push us toward tipping points from which there may be no return. If we pass these thresholds, large-scale changes could be locked in, making it impossible to reverse course even if we drastically cut emissions in the future.

Business as Usual?

In conclusion, the 2024 State of the Climate Report paints a grim picture. Despite knowing the risks, we continue to act as if we have all the time in the world. The reality is, we don’t. The KPIs presented in this report—record temperatures, rising emissions, increasing deforestation, and worsening extreme weather—all point to a world where business as usual is pushing us toward disaster.

This isn’t just a failure of policy or technology; it’s a failure of imagination and political will. We need bold, transformative action—now. From rapidly phasing out fossil fuels to addressing the inequities of climate impacts, there is no shortage of solutions on the table. What’s missing is the global commitment to put these solutions into practice. Without it, the future will be much hotter, much more dangerous, and far less predictable than we can afford.

It’s time to stop pretending that incremental changes will be enough. The window for meaningful action is closing fast, and what we do in the next few years will determine the future of our planet for generations to come.


As an electrical and software engineer, I struggle with the insight that we engineers and scientists actually made this all possible. We unlocked the potential of machines getting much stronger forces than any a live being ever could have, up to the point that they outnumber us in intelligence.

A very effective engineering approach in getting there was the “facade pattern“. In my childhood, this principle culminated into the remote control of TV sets. No user of such equipment had to know anything about frequency modulation, intermediate frequency or in digital time the Shannon theorem. You simply press a button which stands for a particular single action, not conflicting with actions related to other buttons. System designers call that orthogonality of the system parameters, enabling the hiding of complexity behind a system. This point of orthogonality is significant to achieve because no one understands if you press e.g. the button to make the screen brighter and, in addition, you make the sound louder. But in fact, many parameters of a system are heavily interconnected with each other. To decouple or at least only loosely couple them is the actual engineering task. If you achieve this goal, you will have a powerful and widely accepted tool to regulate your system. Ships, planes and cars were the first machines where this facade pattern was pushed to the limit, and self-driving cars are not only fiction but reality. But the computer itself, the internet and artificial intelligence are the cornerstone of the facade pattern.

Unfortunately, we decoupled more than the systems parameters complexity, we decoupled the whole humanity from mother nature else I cannot understand humans behavior. This decoupling prevents people’s understanding of our position in this vast cosmos:

Pale Blue dot, Earth picture taken by Voyager 1 in 1990 from a distance of 6 billion Kilometers.

This photo from Voyager I should remind us that our existence is very much dependent on the habitability of the planet. Everything outside the Earth, what is in any realistic reach of our technology in the next, let’s say 20–30 years, is tremendous hostile and actually not survivable. So it’s not very clever to ruin the habitability of our planet, unless we at least have a reliable alternative.

Let’s focus on two aspects of the report:

Energey consumption from 1980-2024 from the report:The 2024 state of the climate report: Perilous times on planet Earth

The diagram is rather small in the report, but you get the gist quickly. Renewable Energy is growing exponentially, but the fossil fuels stagnate or grow slightly at a much higher level than renewables currently are. You get the impression that many countries welcome renewables but rather as a supplement than a replacement. The organization https://www.switchcoal.org/ has found out that coal regions are excellent places to install solar panels and wind turbines for creating renewable energy. I can only confirm that the technology including energy storage and smart grids can enable us for many happy years to come, but without the will to migrate quickly to renewables replacing fossil fuels, it will be the opposite.

per capita meat production from the report:The 2024 state of the climate report: Perilous times on planet Earth

Also, the above diagram is heading unfortunately into the wrong direction. There was a short period when a reduction in meat production occurred, but this reverted dramatically again. By becoming vegetarians or vegans, we could create a big space of recreation for our planet because massive areas for growing ped food could be released to mother nature. This adaption from economical to psychological aspects, from meat eater to vegetarian/vegan eater is actually quite affordable, but for most people it seems impossible.

A species that interprets “survival of the fittest” as a thing of how to manipulate nature to its needs can be regarded as a brave species, but not necessarily a clever one.

But the facade pattern could see another survival track with imaginable extended effort in technology. Life on Earth will definitely get harder to survive, you need to adapt, but since we are not willing to make the necessary changes, we will adapt our virtual space simulating that the world is as we know it from our ancestors.

The movie Matrix stunningly pointed into this direction of evolution. Today, image recognition and classification AI software can already decode (still on a limited level) a human’s view by decoding MRI signals:

https://www.scientificamerican.com/article/ai-can-re-create-what-you-see-from-a-brain-scan/

I don’t think it’s too unrealistic that AI systems can manipulate our brain in a way that we perceive the world in a much different way as it actually will be within the next 20-30 years.

According to my personal observation already today, still most of the people see a much better world ahead as I see and those scientists of the report: The 2024 state of the climate report: Perilous times on planet Earth.

Advancement in AI technologies could work out the pattern to its core meaning: Facade

The eye of destruction…

Two weeks ago, Helene came along. You could look from a satellite, how this drama unfolded:

Realtime wind detection over Satellite of Helene just shortly before land fall.

The more the colorings turns to red respectively violet, the faster the wind speeds had been.

Helene reached its peak intensity as a Category 4 storm with maximum sustained winds of 140 mph (225 km/h). It caused extensive damage along Florida’s Big Bend region and other southeastern U.S. states before weakening as it moved inland. The storm produced significant flooding and widespread destruction across multiple states, particularly in the southern Appalachians and coastal areas.

So, here’s the thing with Hurricane Helene – it didn’t behave like a typical hurricane. Normally, these storms are round, with the eye in the center and winds swirling perfectly around it. But as Helene approached Florida, things got a bit strange. The wind pattern started to stretch out, almost as if the storm was getting pulled apart. And that’s not just some random fluke.

One of the big reasons for this is the jet stream. Think of the jet stream like a fast-flowing river of air high up in the atmosphere. When hurricanes run into it, it can mess with their balance, almost like a top being pushed while it’s spinning. The upper part of the storm gets hit by these strong winds and starts to lose its symmetrical shape.

But it wasn’t just the jet stream at play. There was also a frontal system nearby – these are colder air masses, and when they clash with the warm, tropical air of a hurricane, the storm starts to deform. The result? Helene stretched out and looked less organized. This can actually make hurricanes even more unpredictable and dangerous because their impact spreads over a larger area.

And that’s how Helene looked as it swept across the northern parts of the U.S., unleashing torrential downpours with rainfall totals reaching up to 500 liters per square meter in many areas.

Helene after mutating from Hurricane to a low pressure system.

For everyone visible, this thing was huge.

Now two weeks later you can use the same webpage to follow up on another hurricane called Milton: ( https://earth.nullschool.net/#current/wind/isobaric/850hPa/orthographic=-89.01,27.44,2874/loc=-84.515,26.245)

Milton on the 9th of October 24, just shortly before land fall.

This real-time picture tells quite the story. If you compare how Hurricane Helene looked as it neared landfall—stretched and deformed—Milton looks like the complete opposite. It’s far more symmetrical, with a tightly packed eye wall and clearly defined wind bands spiraling outward. This is a strong indicator that Milton hasn’t yet been disrupted by the usual suspects like land interaction or jet stream interference.

From the look of this image, Milton appears to be even stronger than Helene in terms of wind speed. The wind patterns are denser and more concentrated, especially around the core. That means the hurricane is likely to pack quite a punch as it barrels toward Florida. While Helene’s wind field started to lose its symmetry as it hit the jet stream, Milton hasn’t shown signs of that yet, which means the storm is still very intense.

This tells us that, as climate change continues to warm ocean waters, we will see more storms like Miltonstronger, more organized, and potentially more destructive right until landfall. These types of hurricanes pose an even greater threat because they don’t weaken significantly before hitting populated areas.

So why we let this happen, knowing for a very long time the consequences of our behavior growing like hell through the power of fossil fuels.

The scientific details explaining the increasing likelihood of these extreme weather events, you will find here: https://science.feedback.org/climate-change-impacts-on-the-water-cycle-how-can-it-increase-both-droughts-and-heavy-downpours/

But I think you won’t find the core reason for this path of self-destruction within these brilliant webpages. The core reason from my standpoint is much more simple than the energy imbalance between the earth and sun due to increase in green house gases:

Something deeply is rotten in us, and that has been the case for already a very long time.

Milton a few hours before landfall

In a few hours, the jet stream will give Milton the last push to hit Florida very deeply:

Jet stream formation that will push Milton towards Florida and areas around.

As we look at this image of the jet stream, hovering at 250 hectopascals, it becomes painfully clear what’s about to unfold. Hurricane Milton, with all its fury, is at the mercy of these powerful upper-level winds. The jet stream, acting like an invisible hand, is poised to grab the storm and sweep it across Florida. This means Milton won’t just linger offshoreit’s about to be forced straight through the state, delivering even more destruction than it might have otherwise.

It’s tragic, really. We’re seeing these kinds of interactions—between jet streams and hurricanes—more and more often, driven by a warming atmosphere and shifting weather patterns. This is another reminder of how climate change is making storms not just stronger, but also more unpredictable and widespread in their destruction. As Milton is pushed forward, Florida braces itself for what’s to come: powerful winds, torrential rain, and devastation that will take weeks, if not months, to recover from.

There’s no stopping it now. All we can do is brace ourselves and hope that the damage is less than what these images suggest. But with a storm this powerful, carried by a jet stream this strong, it’s hard to feel optimistic.

Chimney Rock

I just want to recommend the following report on YouTube:

This is a very sensitive report about the brutal damage created by the flooding caused by Hurricane Helene in the USA.

At least 110 people died from the impact of Helene, among them a young mother with her one-month-old twins in their house in Georgia (https://www.politico.com/news/2024/09/29/hurricane-helene-widespread-destruction-south-00181569).

It’s correct to say that such terrible “accidents” will always happen, and we cannot prevent them completely. I agree on that, but we can reduce significantly the likelihood and strength of such terrible and unimaginable events by transitioning faster to green energies, as we do so far all over the world.

Land unter…

Wir erleben eine Katastrophe in Mittel- und Osteuropa, deren Auswirkungen uns alle aufrütteln sollten. Die heftigen Regenfälle, die Überschwemmungen und das menschliche Leid, das sich derzeit in Tschechien, Polen, Österreich und weiteren Regionen abspielt, sind kein isoliertes Ereignis. Vielmehr sind sie ein klares Symptom dessen, was Wissenschaftler seit Jahrzehnten prophezeien: Ein sich erwärmendes Klima, das unsere Wetterextreme verschärft. Die Wasseroberflächen des Mittelmeers und des Schwarzen Meers sind mittlerweile erschreckend heiß, deutlich wärmer als noch vor wenigen Jahrzehnten. Diese warmen Meeresoberflächen wirken, wie ein gigantischer Dampfkessel, der feuchte Luftmassen in die Atmosphäre pumpt.

Wir wissen, dass eine um nur ein Grad Celsius erwärmte Atmosphäre 7 % mehr Wasserdampf speichern kann. Das ist eine enorme Menge, die sich nun in den massiven Regenfällen entlädt, die über dem bereits gesättigten Boden Europas niedergehen. Diese zusätzlichen Wassermengen finden keinen Platz mehr und führen zu den katastrophalen Überflutungen, die wir derzeit erleben.

Das Erschütternde ist, dass genau diese Entwicklungen in Klimamodellen seit den 1990er Jahren prognostiziert wurden. Klimaforscher haben unermüdlich gewarnt, dass wir solche Extremereignisse häufiger und intensiver erleben werden, wenn wir weiterhin Treibhausgase in die Atmosphäre pumpen und fossile Brennstoffe verbrennen. Doch in vielen Teilen der Welt werden diese Katastrophen nach wie vor als isolierte Einzelschicksale wahrgenommen – eine Flut, ein Sturm, ein Waldbrand, hier und dort. Es scheint, als ob die globale Gemeinschaft die systemischen Ursachen nicht vollständig anerkennt. Stattdessen bleibt es für viele eine unzusammenhängende Aneinanderreihung von Tragödien, die „anderen“ Menschen widerfahren.

Doch es sind keine isolierten Ereignisse. Wir alle tragen eine Verantwortung, denn diese Katastrophen sind die Folge unseres kollektiven Handelns. Die menschliche Gesellschaft muss erkennen, dass diese Unwetter nicht nur eine vorübergehende Krise darstellen, sondern der Beginn einer neuen Realität. Wenn wir weiter zögern, tiefgreifende Veränderungen vorzunehmen, werden solche Extremwetterereignisse zu unserem Alltag werden. Wir müssen jetzt handeln, bevor es zu spät ist.

Die Tragödie in Europa ist kein Einzelfall – sie ist ein Warnschuss an uns alle.

Die gelben Flächen zeigen eine Temperaturerhöhung von mehr als +3° Celsius zum langjährigen Mittel.

Es gibt keinen einfachen Ausweg aus der Klimakrise. Die Umstellung auf regenerative Energien und die Reduzierung fossiler Brennstoffe sind wichtige Schritte, doch die Auswirkungen werden nicht sofort spürbar sein. Ein einzelnes CO₂-Molekül kann bis zu 1000 Jahre in der Atmosphäre verbleiben, was bedeutet, dass die bereits emittierten Treibhausgase weiterhin wirken werden. Dennoch kann eine beschleunigte Umstellung auf erneuerbare Energien und der Verzicht auf fossile Brennstoffe die Rate der Erwärmung verlangsamen und uns wertvolle Zeit geben, uns anzupassen. In dieser Zeit können wir auch Technologien entwickeln und verbessern, die in der Lage sind, CO₂ aktiv aus der Atmosphäre zu entfernen.

Wenn wir das Klimaproblem ignorieren, riskieren wir, dass die Menschheit scheitert. Die Maßnahmen, die wir heute ergreifen, bestimmen, ob künftige Generationen in einer Welt leben, die bewohnbar bleibt. Es ist ein Rennen gegen die Zeit, bei dem jeder Schritt zählt, und nur durch vereinte globale Anstrengungen können wir den Kurs der Klimaveränderung noch beeinflussen.

The Dying Heart of the Earth: A Dystopian Reality in the Amazon Rainforest

The skies above the Amazon have changed. Where once vibrant shades of green carpeted the land, where life hummed in the harmony of nature’s ancient rhythm, there is now a deep wound, spreading across the Earth’s lungs. The pulse of the planet falters, its breath clouded by smoke and flames. This is not a future science fiction tale, but the grim reality of the present—a chapter we thought we could avoid, yet here we are.

It is September 2024, and the satellite images from space no longer show the thriving expanse of green we had once taken for granted. Instead, the once lush forest is hidden beneath a veil of smoke, like a dying ember smoldering in the ashes of what was once a living, breathing ecosystem. Fires rage across the Amazon, sending plumes of smoke high into the atmosphere. The world watches, but few truly see. The layers of the Earth’s fragile atmosphere reflect the chaos below, while the devastation unfolds slowly, relentlessly.

The Amazon—a sanctuary for over 10% of the Earth’s known biodiversity—has become a battlefield, but this war is not fought with guns. Instead, it is a slow suffocation, a strangulation of the natural cycles that have sustained life for millennia. The very lifeblood of the planet is bleeding out, a death by a thousand cuts, each incision more fatal than the last.

The Fall of a Giant: Satellite Evidence of a Dying Forest

The satellite image from NASA, taken on the second of September 24, marks yet another milestone in the Amazon’s collapse. Dark plumes of smoke stretch across the region of Amazonas, suffocating not only the trees but every form of life that depends on the forest’s delicate balance. The fires are not natural; they are the byproduct of human greed, fueled by decades of deforestation, slash-and-burn agriculture, and a warming climate that turns once-wet seasons into dry tinderboxes. This is no longer a localized disaster—it is the crumbling of an entire ecosystem that affects the stability of our climate system globally.

The Amazon, once a carbon sink, is now hemorrhaging carbon into the atmosphere. Its vast expanse of trees, which used to absorb the Earth’s excesses, is now burning and releasing years of stored carbon. The cycle is spiraling downward—a dystopian loop that we cannot seem to break. But unlike in fiction, there is no escape to another planet, no grand hero to save the day. This is our reality, and the consequences will be far-reaching.

Cleared forest shines through the smoke

The Thick Smoke of a Suffocating Forest

As the satellite images roll in from early September 2024, the extent of the damage becomes ever clearer. A thick haze of smoke, dark and oppressive, blankets the Amazon rainforest. It twists and churns through the atmosphere, veiling the land below in a cloak of destruction. But this is no ordinary fog—this is the smoke of death, the unmistakable signature of fires set ablaze, sparked by the hand of man and the parched earth below.

The fires were not sudden; they crept upon the forest, ignited by droughts that have grown more intense each year. The relentless dry seasons, stretching longer and more unforgiving, have made the land a tinderbox waiting to ignite. And now it burns, with fires feeding off the very lungs of the planet. The drought, a cruel messenger of climate change, has left the land brittle and dry, making what was once the world’s largest rainforest vulnerable to the flames.

Beneath the smoke, there is devastation. As the thick layers of smoke begin to disperse—carried by winds—the satellite imagery gives us a glimpse into the horror below. Where there was once a thriving canopy, teeming with life and unimaginable biodiversity, there is now nothing but barren, cleared land. The dark patches are the charred remains of trees that once stood tall and proud. What is left is nothing but a vast emptiness, an open scar on the Earth’s surface where the Amazon once flourished.

These are not accidental fires, not wildfires of nature’s making. These are fires deliberately set, to clear land for agriculture, for cattle ranching, for palm oil, and for soy. The lifeblood of the planet is traded for short-term profit, leaving behind nothing but wasteland. Entire sections of the forest, thousands of square kilometers, are now gone, and beneath the suffocating veil of smoke, the forest’s once vibrant spirit lies in ruins.

But this isn’t just a tragedy for Brazil. As the trees burn, they release vast amounts of carbon dioxide into the atmosphere, accelerating the feedback loop of climate change. The Amazon, once a carbon sink, a crucial buffer against the rising temperatures of our planet, is now becoming part of the problem it was once relied on to solve. It is now a carbon emitter, contributing to the warming that is causing its own destruction.

The area below is close to the size of Texas, and half of the area is devastated forest burned by droughts or people to get cleared forests.

We can look even closer how such a cleared tropical rain forest looks like.

The satellite image above shows the devastation with cold precision: swathes of cleared land, square and geometric, as though nature could be partitioned and tamed. But there is no taming the Amazon. It is a living organism, and like all living organisms, it cannot survive being carved into pieces. The dark green patches are the remnants of what was once an endless expanse of rainforest—now reduced to islands of life, disconnected and vulnerable.

This is the heart of the deforestation crisis. The patchy clearings that seem to spread like a virus, each new section cut down to make way for grazing land or plantations. The intricate web of life that once existed in these areas has been severed. Where there were once thick canopies, teeming with insects, birds, and mammals, there are now only open fields and the silent stumps of trees. Rivers like the Rio Juruena, seen snaking through the image, are now surrounded by barren lands instead of the protective forest they once flowed through.

The fragmentation of the forest is devastating for biodiversity. Animals that rely on large territories, such as jaguars or harpy eagles, find themselves trapped in shrinking patches of forest, their hunting grounds and nesting areas disrupted. The once-dense forest has been reduced to isolated fragments, preventing the natural flow of life and migration. Species that have lived in this region for millennia are suddenly without a home.

Tarzan, where are you?

Let’s go closer to the ground:

As we zoom closer, the scale of destruction becomes overwhelming. The small, geometric clearings stretch in every direction, like a disease spreading across the land. Each square represents not only lost trees but also lost potential for the planet. The Amazon, often referred to as the “lungs of the Earth,” is no longer breathing. The forests that once absorbed billions of tons of carbon dioxide now lie in ruin, unable to offer the planet any reprieve from the onslaught of climate change.

The land is sick, its soil eroded and dry, its trees fallen and burned. What we see here is a dystopia in real time—a landscape ravaged by the pursuit of profit, where the consequences will ripple outward far beyond the borders of the Amazon. It is not just the creatures of the forest that are losing their home. Humanity, too, will suffer as the forest continues to disappear. The rain that once nourished this region will lessen, the carbon stored in these trees will be released, and the balance we took for granted will tip further into chaos.

The ground, once rich with life, now carries the weight of its absence. The Amazon’s future—and by extension, our future—looks bleak unless we heed this warning and act to stop this silent apocalypse from spreading further.

Sources: https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=0A4V0p1x&id=603D17E5AB95EBE9AC185A9100728E28AFA1F22A&thid=OIP.0A4V0p1xhIur062y05lEmwHaE8&mediaurl=https%3A%2F%2Fwww.purdue.edu%2Funs%2Fimages%2F2020%2Famazon-rainforestLO.jpg&cdnurl=https%3A%2F%2Fth.bing.com%2Fth%2Fid%2FR.d00e15d29d71848babd3adb2d399449b%3Frik%3DKvKhryiOcgCRWg%26pid%3DImgRaw%26r%3D0&exph=534&expw=800&q=Devistation+of+amazonas+rainforest&simid=608027774981861968&form=IRPRST&ck=AA601A5371E19FF0E48E842DE0F39F49&selectedindex=16&itb=0&ajaxhist=0&ajaxserp=0&vt=0&sim=11


But I don’t want to stop here. There are still solutions, but we need to do them collectively, and that’s the actual problem. Technically, we still can solve at least mitigate the problem effectively.

The non-profit organization SwitchCoal.org (https://www.switchcoal.org/) founded by economists, engineers and computer scientists found out in a profound analyses about Transitioning Coal Plants to Renewable Energy that the conditions in locations of current big coal exploitation areas are almost ideal from technical and economical standpoint.

The study outlines a comprehensive strategy to transition the world’s approximately 2500 coal-fired power plant sites to renewable energy, primarily wind-solar-battery systems.

1. Economic Viability of Switching from Coal to Renewables

  • The study emphasizes that switching coal plants to wind-solar-battery systems can be profitable for 90% of global coal plants. This profitability comes from lower operating costs and leveraging existing grid connections at coal sites, shortening planning and connection times.
  • Investments in renewable energy, backed by reports from Bloomberg NEF, IRENA, and the International Energy Agency (IEA), show that it is already cheaper to operate wind and solar farms compared to many coal plants. This financial incentive is particularly strong, with billions in additional profits projected over the 30-year service life of these renewable systems.

2. Potential Environmental Impact

  • Switching could reduce up to 10 Gigatons of CO2 emissions annually before 2030, contributing substantially to global climate goals, particularly the 1.5°C limit set in the Paris Agreement.
  • Renewable installations at coal plant sites would reduce emissions by repurposing grid connections and energy infrastructure, minimizing logistical delays.

3. Employment Benefits

  • The transition would offer retraining opportunities for existing coal plant workers. With the installation of solar and wind systems, these workers could be retained and employed in assembling and installing these systems, easing the socio-economic transition.

4. Country-by-Country Results

  • The document provides a detailed breakdown by country, indicating how many coal plants can be profitably switched, the investment needed, and the potential profits. For example, Australia, China, and Germany stand out as having significant potential for profitably replacing coal with renewable systems.

5. Wind and Solar Potential

  • The study assesses both wind and solar potentials at the coal plant sites. About 74% of the sites have sufficient solar potential to produce electricity at 4 US cents per kWh or less, and 68% of the sites have wind speeds sufficient to generate energy at the same cost. This data indicates a strong technical foundation for switching to renewables at these locations.

6. System Optimization

  • The study explores two optimization models for balancing wind and solar energy. A physics-based model aims for stable energy production throughout the year, while an economic model focuses on the cheapest possible energy mix. Both approaches confirm the profitability and feasibility of the transition.

7. Global Feasibility by 2030

  • The study argues that current global manufacturing capacities for wind and solar are sufficient to transition coal plants to renewable energy by 2030. This conclusion is bolstered by growing annual production capacities, particularly in solar photovoltaics.

The attached image presents two key pieces of data related to the solar and wind potential at coal plant sites, highlighting why the majority of these sites could transition to renewable energy with competitive costs:

Left Graph: Solar Power Production Costs

  • This graph shows the distribution of solar power production costs (in US cents per kilowatt-hour, kWh) across coal plant sites.
  • Most coal plant sites (about 1,579 of them) are located in regions where solar energy can be produced at a cost between 3 and 3.9 US cents per kWh, which is considered cheap.
  • A significant number (277 sites) can produce solar energy even more cheaply, at costs between 2 and 2.9 US cents per kWh.
  • The trend indicates that 74% of the sites (adding up to the categories below 4 US cents per kWh) have access to solar potential where production costs are below 4 US cents/kWh—a critical price point to ensure the profitability of solar installations.
  • Only a small percentage (55 sites) would need to produce solar energy at costs above 5 US cents/kWh, showing that most coal plant sites are in regions favorable to solar energy.

Right Graph: Average Wind Speed Near Coal Plant Sites

  • This graph shows the average wind speed at coal plant sites in meters per second (m/s), which is important for assessing the potential of wind energy.
  • Most of the sites (849) have average wind speeds of 6-7 m/s, which is sufficient for cost-effective wind energy production.
  • Another significant portion (585 sites) have wind speeds of 7-8 m/s, which enhances the economic viability of wind energy, as higher wind speeds typically lead to lower energy production costs.
  • Sites with wind speeds above 9 m/s (264 sites) are optimal for generating the most cost-efficient wind energy.
  • Wind speeds between 6-9 m/s are considered ideal for competitive wind energy production, which covers 68% of the coal plant sites.

This supports the argument in the SwitchCoal study that most of the world’s coal plants are located in areas where both solar and wind energy can be produced at competitive rates. Specifically:

  • 74% of the coal sites can transition to solar energy at costs below 4 US cents/kWh.
  • 68% of the coal sites are in regions with sufficient wind speeds (6 m/s or higher) to generate wind energy at similarly low costs.

This data suggests that these sites are prime candidates for transitioning from coal to renewable energy sources, helping to both reduce greenhouse gas emissions and cut operational costs.

There are feasible solutions to combat Climate Change, but are we going to implement them?

Antarctica

The Antarctica is the last remaining continent on earth which has not been inhabited by humans except for some geoscientists who do research in their special research stations. I don’t think I need to explain why it is like that. It’s a very hostile area for living creatures. It is simply far too cold for us, but around the shore of Antarctica Seals, Whales, Penguins, Albatross, Petrels and many more enjoy Antarctica probably because they don’t see anyone of us.

Antarctica, the last great wilderness, stretches out like a frozen dreamscape at the edge of the world, where endless expanses of pure white ice meet the deep, dark blue of the Southern Ocean. The silence is profound, broken only by the whispers of the wind and the occasional calls of distant seabirds, creating a sense of serene isolation. Here, the sun dances along the horizon during summer, casting a golden glow over towering glaciers, while in winter, the continent slumbers under a blanket of twilight, kissed by the ethereal light of the aurora australis. It’s a place where nature’s beauty is both fierce and fragile, captivating the heart with its untamed, pristine majesty.

Antarctica was often considered less immediately impacted by climate change compared to the Arctic. The perception that Antarctica was somewhat insulated from rapid climate change persisted until relatively recently. However, over the past decade, and particularly in the last few years, the scientific understanding of Antarctica’s vulnerability to climate change has shifted significantly.

Early Observations (Pre-2000s to Early 2010s)

  1. Stable Ice Shelves and Limited Warming:
    • Up to the early 2000s, much of the scientific focus on climate change impacts was directed towards the Arctic, where rapid warming and sea ice loss were more apparent. Antarctica, especially East Antarctica, appeared relatively stable, with some regions even showing cooling trends, which was attributed to the ozone hole and other atmospheric dynamics.
    • Early satellite data and climate models indicated that Antarctica, with its extreme cold and vast ice sheets, was less susceptible to the immediate effects of global warming.
  2. Localized Changes:
    • Some localized changes were observed, particularly in the Antarctic Peninsula, which was warming more quickly than the rest of the continent. This region saw the collapse of ice shelves like the Larsen B in 2002, which was an early indication that parts of Antarctica were indeed responding to warming temperatures.

Shifting Understanding (2010s)

  1. Emerging Evidence of Ice Loss:
    • Throughout the 2010s, new satellite data and more sophisticated climate models began to reveal that Antarctica was not as stable as previously thought. Significant ice loss was detected in West Antarctica, particularly in the Thwaites and Pine Island Glaciers.
    • Studies published in this period indicated that the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) was losing ice at an accelerating rate, contributing to global sea level rise.
  2. Increased Focus on West Antarctica:
    • By the mid-2010s, research increasingly focused on West Antarctica, where the potential for significant ice loss and its implications for global sea level rise became a major concern. The discovery of warm water intrusion beneath key glaciers like Thwaites highlighted how vulnerable this region was to oceanic changes driven by global warming.
  3. Recognition of Antarctic Ice Loss Contribution:
    • By the late 2010s, it became clear that Antarctica was contributing to global sea level rise more significantly than previously believed. Reports from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) began to reflect this, with estimates of Antarctic ice loss being revised upwards.

Significant Change in Perception (2020s)

  1. Accelerated Ice Loss and Record Low Sea Ice:
    • The early 2020s brought a stark realization of Antarctica’s accelerating response to climate change. For example, in 2022 and 2023, studies and observations pointed to record low levels of Antarctic sea ice, which had profound implications for global climate and ocean circulation.
    • The rapid retreat of glaciers, particularly in West Antarctica, and the increasing evidence of warming deep ocean waters were major indicators that climate change impacts in Antarctica were accelerating.
  2. Feedback Mechanisms and Global Implications:
    • The most recent research has focused on the feedback loops between ice melt, ocean salinity, and global ocean circulation. This research suggests that the impacts of Antarctic ice loss are not just a regional issue but have global implications, particularly for ocean circulation and weather patterns.
  3. Shift in Climate Models:
    • Climate models in the early 2020s began to incorporate these new findings, leading to a revised understanding of Antarctica’s vulnerability. The realization that Antarctic ice melt could contribute significantly more to sea level rise than previously estimated marked a turning point in how scientists viewed the continent’s role in global climate change.

And this you can personally look up at https://climatereanalyzer.org/clim/seaice/ (selecting “Show Southern Hemisphere”)

Record Low Sea Ice Levels:

  • The diagram, above, shows that Antarctica has experienced record low levels of sea ice. The missing ice area described by the black arrow equals an area of 1.73 million km2 which is an area more than the size of the Iran.
  • This reduction in sea ice is not just a surface phenomenon; it has deep implications for the salinity and temperature of the surrounding ocean waters.

Impact of Increased Meltwater:

  • The melting of the Antarctic ice sheet, which is shedding ice faster than it can be replenished, is contributing large amounts of freshwater into the Southern Ocean. This influx of meltwater dilutes the salinity of the surface ocean layers, making them less dense.

Stratification and Reduced Water Mixing:

  • As the surface water becomes less salty and less dense, it leads to increased stratification in the ocean. Stratification is the layering of water based on density differences, and in this context, it means that the less salty, less dense water remains on top, while the denser, saltier water stays below.
  • This stratification reduces the rate at which cold, dense water sinks to the ocean depths. The sinking of this cold water is a critical part of the global ocean circulation system, known as the meridional overturning circulation. A slowdown in this process can have profound impacts on global climate patterns.

Warming of Abyssal Waters:

  • A study published in Nature that shows the abyssal (deep) waters around Antarctica are warming. This warming is partly attributed to the reduced sinking of cold, dense water due to the increased stratification caused by the influx of freshwater from melting ice.
  • The warming of abyssal waters is problematic because it can lead to further melting of ice shelves from below, particularly at the grounding lines where the ice meets the bedrock. This process, known as “heat erosion”, destabilizes ice shelves and contributes to accelerated ice loss, which in turn adds even more freshwater to the ocean, creating a feedback loop.

Global Ocean Circulation Disruption:

The reduction in salinity and the subsequent impact on deep water formation are not just local issues, but have the potential to disrupt the entire global ocean circulation system. This system is responsible for distributing heat, carbon, oxygen, and nutrients around the planet, so any significant changes can affect marine ecosystems and global weather patterns.

And of course, this layering of water levels of different temperature regions we see on the globe in all sea regions, as described here: Anomalie

You can see it also in closer regions inhabited by many people, like the area of the Mediterranean See:

Heat anomaly in the Mediterranian and Black Sea

The yellow parts within the Mediterranean and Black See mean that the sea surface temperature is over 5 to 6 degrease Celsius in compare to long-term averages.

The difference between the stratification observerd in the North Atlantic and Antarctica in compare to the Mediterranean See is that we have an effect due to thermal stratification.

The Mediterranean Sea is located in a subtropical region, where it receives significant solar radiation, particularly during the summer months. This results in the warming of the surface waters. Warm water is less dense than cold water, which leads to a strong thermal gradient between the warm surface layers and the cooler deep waters.

Seasonal Variation: During the summer, this warming effect is intensified, creating a distinct thermocline—a layer where temperature decreases rapidly with depth. The thermocline acts as a barrier that prevents the mixing of surface warm water with the cooler, deeper layers, leading to stratification.

But since we see these very high increased sea surface temperatures globally and more than expected, scientists are indeed grappling with understanding why this is happening more rapidly and extensively than expected. Here’s a deeper dive into the current theories and the scientific context:

1. Ocean Heat Uptake

  • Absorption of Heat: The oceans have absorbed more than 90% of the excess heat generated by anthropogenic climate change. This heat is not evenly distributed and tends to accumulate more in the upper layers of the ocean, leading to an increase in surface temperatures. As the upper ocean warms, the temperature difference between the surface and deeper layers increases, which enhances stratification.
  • Heat Distribution: Because warmer water is less dense, it tends to stay at the surface, preventing the vertical mixing that would otherwise distribute heat more evenly throughout the water column. This lack of mixing contributes to the persistent and intensified stratification seen globally.

2. Increased Stratification: A Positive Feedback Loop

  • Reduced Mixing: As the surface layer warms, the increased stratification reduces vertical mixing. This, in turn, allows the surface to warm even further because the heat is not being distributed to deeper layers. This creates a positive feedback loop, where warmer surface temperatures lead to more stratification, which leads to even warmer surface temperatures.
  • Impact on Deep Ocean Heat Uptake: The intensified stratification reduces the ocean’s ability to transport heat to deeper layers, meaning more heat stays near the surface. This can further exacerbate the warming of surface waters and contribute to ongoing changes in ocean dynamics.

3. Freshwater Inputs and Global Warming

Global Warming’s Broad Impact: Even in regions without significant freshwater influx, like the Mediterranean or parts of the subtropical oceans, increased atmospheric temperatures are warming surface waters. This is a direct result of global warming, which increases surface temperatures and thus enhances stratification.

Localized Freshwater Influx: In regions like the Arctic and Antarctic, as well as Greenland, large amounts of freshwater from melting ice are being added to the ocean. This freshwater is less dense than seawater, contributing to stratification. However, this is more of a regional effect and doesn’t fully explain the global increase in stratification.

Sources:

https://youtu.be/T0qRoeEcKtY?si=7tjdERR-SBRdabTk

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05762-w


Let’s focus again at the process, known as “heat erosion,” in Antarctica which destabilizes ice shelves and contributes to accelerated ice loss, which in turn adds even more freshwater to the ocean, creating a feedback loop.

To understand that, we look at the Thwaites Glazier:

This blue marked area of the Thwaites Glazier is of the size of Great Britain. If Thwaites Glacier was to collapse entirely, global sea levels would increase by 65 cm. But even if so, it takes time to be seen at the shores of our coats. That take decades up to several 100 years but…

The Role of Thwaites Glacier

  1. Geographical and Structural Position:
    • The Thwaites Glacier is located in West Antarctica, and it sits on a bed that slopes downward inland. This means that much of the glacier is grounded below sea level, and the ice sheet behind it is resting on bedrock that also lies below sea level. This configuration makes Thwaites particularly vulnerable to warming ocean waters.
  2. Plug Analogy:
    • Thwaites Glacier acts like a “plug” or “cork” because it currently restrains the flow of ice from the interior of the West Antarctic Ice Sheet into the ocean. Imagine a large dam holding back a reservoir of water: the dam acts as a barrier, preventing the water from flowing freely. Similarly, Thwaites Glacier helps to slow down the movement of ice from the larger WAIS into the Amundsen Sea.
  3. Protection of Other Glaciers:
    • The glacier’s presence and stability help to “protect” other glaciers and the overall ice sheet behind it. If Thwaites were to retreat significantly or collapse, it would essentially “unplug” the ice sheet, removing this stabilizing force. Without the restraining effect of Thwaites, other glaciers in the region—such as Pine Island Glacier, which is also a major contributor to sea level rise—would likely begin to flow more rapidly into the ocean.
  4. Consequences of Thwaites’ Retreat:
    • If Thwaites Glacier retreats past a certain tipping point, it could lead to a chain reaction where large portions of the WAIS begin to collapse. This would allow much more ice to flow into the ocean, greatly accelerating sea level rise.
    • The retreat of Thwaites would not only increase its own contribution to sea level rise but also destabilize surrounding ice, potentially leading to the collapse of adjacent glaciers. This is why Thwaites is often called a “keystone” or “linchpin” in the region.

That sounds quite scary and in fact it is and most probably that’s why the Thwaites Glacier is also called “Doomed Glacier“.

But not, yet, I have explained how the “heat erosion” works in Antarctica. A helpful page to understand this is given here: https://thwaitesglacier.org/index.php/news/warm-seawater-speeding-melting-thwaites-glacier. On the home page: thwaitesglacier.org you will find the following YouTube video: https://youtu.be/MR6-sgRqW0k?si=S-6o1d5_nrjt-00F which I really recommend to watch.

The preceding picture gives a good sense of the size of Thwaites Glacier in area with an ice thickness of 1 km and why it is regarded as a plug.

If you continue the video you will encounter the following animation:

Thwaits Glacier on bed rock

In this animation, the Thwaites Glacier is a massive ice block located on a hard bed rock. As you see, the ice and the bed rock are below sea level. But with warmer sea surface water as described in the preceding parts, this warmer water deepens a gap between the bed rock and the top ice levels, causing the following result:

The top ice levels floating increasingly on water break up into pieces since the warmer water and the tensions that underneath floating water creates by its waves.

These feedback mechanisms and tipping points involved in ice sheet dynamics are complex and not fully understood, which makes precise predictions difficult. However, there are some key insights from the research that point to the potential scale of the impact:

Potential Doubling of Sea Level Rise

The idea that sea level rise could potentially double comes from specific studies and advanced modeling efforts that attempt to incorporate some of these previously underestimated or overlooked processes:

  1. Grounding Zone Feedbacks:
    • Researchers have looked at how warm ocean water might intrude beneath ice shelves, particularly at the grounding zones where the ice transitions from resting on the bedrock to floating on the ocean. This intrusion could lead to much more rapid melting than previously estimated.
    • When models include this process, they suggest that the rate of melting—and therefore the contribution to sea level rise—could be significantly higher. In some cases, this could lead to estimates of sea level rise being up to twice as high as what is currently projected.
  2. Dynamic Ice Sheet Responses:
    • The potential for sudden, large-scale changes in ice sheet behavior—triggered by relatively small changes in temperature or ocean currents—is not fully accounted for in many models. If these dynamic responses are more sensitive than we currently think, the resulting sea level rise could indeed be much higher.
    • Some studies have suggested that including more accurate representations of these dynamics could lead to sea level rise projections that are roughly double the current estimates.

Why Quantification is Difficult

  • Complex Interactions: The interactions between ice, ocean, and atmosphere involve numerous variables that can change in nonlinear ways, making it hard to predict exactly how much they will contribute to future sea level rise.
  • Limited Historical Data: Because these processes are complex and some of them might only occur under certain conditions, we don’t have a long history of data to draw on for making precise predictions.
  • Uncertainty in Climate Trajectories: The exact amount of future sea level rise also depends heavily on future greenhouse gas emissions and how quickly the planet warms, which adds another layer of uncertainty.

Anyhow, from my point of view, the future perspective looks very grim.

Sources: https://youtu.be/rRlEoS7X4q8?si=dF5Mhk6RSuHq8MNz, https://youtu.be/InhMCJro6hA?si=vjmc-pGxcJwv8RZr

Update: Alarming Decline in Southern Hemisphere Sea Ice Extent

The latest data on sea ice extent in the Southern Hemisphere, as of September 7, 2024, reveals an unprecedented decline in ice coverage. As illustrated in the graph, the sea ice extent has plummeted to historically low levels, raising serious concerns about the escalating impacts of climate change on Antarctica.

The 2024 data, represented by the dotted black line, shows no recovery from the huge loss of ice area experienced in 2023.

The loss visualized by the gap between the ice peak coverage in 2014 and today’s values is alarming, with a difference equivalent to the entire area of the Indian subcontinent. This scale of ice loss underscores the severity of the situation, as we observe the consequences of rapid warming and changing oceanic conditions.

Additionally, the upper line representing 2014 (purple arrow) gives us a poignant reminder of how quickly this decline has accelerated. In less than a decade, we have witnessed a dramatic reduction in ice extent, reflecting a rapid shift from one of the highest recorded levels to the lowest.