„Warming stripes“ und globale CO2-Konzentration – Auswirkung der Klimaveränderung

Einheit: Kohlendioxid (CO2)-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa) in Parts per Million (ppm) und Jahresdurchschnittstemperatur in NRW in Grad Celsius (°C)
Stand: 08.03.2021

 

Begrenzung der globalen Erwärmung seit der Industrialisierung (Zeitraum 1850-1910) auf deutlich unter 2°C, nach Möglichkeit aber auf 1,5°C durch das Zurückführen der anthropogen erzeugten Treibhausgase.

NRW hat als erstes Bundesland ein Klimaschutzgesetz mit verbindlichen Treibhausgas-Minderungszielen erlassen. Neben dem Schutz des Klimas ist darin auch festgeschrieben, dass die negativen Auswirkungen des Klimawandels begrenzt werden sollen.

Warming Stripes - Jahresdurchschnittstemperatur in NRW

Der Trend der Jahresdurchschnittstemperatur ist sowohl über die gesamte Zeitreihe, als auch über die letzten 30 Jahre steigend.

Die anthropogen verursachte Klimaveränderung ist demzufolge auch in Nordrhein-Westfalen klar nachweislich angekommen.

Der Trend der CO2-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa) ist sowohl über die gesamte Zeitreihe, als auch über die letzten 30 Jahre steigend.

  • Hintergrund / Bedeutung

    Hintergrund / Bedeutung

    Kohlendioxid (CO2)-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa)

    Treibhausgase behindern durch ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften die Abstrahlung von Wärme ins Weltall und tragen somit zur Erwärmung der Atmosphäre bei. Die CO2-Konzentration spiegelt die Anreicherung der Treibhausgase wieder, wobei ein Teil der Treibhausgas-Emissionen nicht in der Atmosphäre verbleibt, sondern z.B. in Biomasse oder den Ozeanen (Versauerung der Meere) gebunden wird. Seit Beginn der Industrialisierung wird das Klima zusätzlich durch den anthropogenen Treibhauseffekt beeinflusst, der durch die Emission und Anreicherung von Treibhausgasen (durch Industrieprozesse, Verkehr etc.) in der Atmosphäre entsteht. So wird im letzten IPCC-Bericht (2013/2014) dargelegt, dass mit äußerster Wahrscheinlichkeit der Mensch der Hauptverursacher der derzeitigen Klimaveränderung ist.

    Warming Stripes - Jahresdurchschnittstemperatur in NRW

    Der gegenwärtige Klimawandel manifestiert sich insbesondere im Anstieg der globalen Mitteltemperatur und ist daher auch unter dem Begriff „globale Erwärmung“ bekannt. Bis zum Jahr 2100 wird darüber hinaus mit einem Anstieg der globalen Mitteltemperatur zwischen 1 K und 7,8 K gegenüber dem vorindustriellen Niveau gerechnet (IPCC 2014), je nachdem, wie sich die globalen Treibhausgasemissionen weiterentwickeln. Solche Temperaturen sind in der Vergangenheit zwar bereits vorgekommen, doch ist die Geschwindigkeit der aktuellen Erwärmung wahrscheinlich höher als je zuvor.

    Die globale Erwärmung hat direkten Einfluss auf die Jahresdurchschnittstemperatur in NRW. Diese dient u.a. als Leitgröße zur Beschreibung der anthropogenen Klimaveränderung in NRW. Sie wird direkt durch den anthropogen bedingten Anstieg der Treibhausgasgehalte in unserer Atmosphäre beeinflusst.

  • Ziele

    Ziele CO2 und Warming Stripes

    Die 1992 in Rio verabschiedete Klimarahmenkonvention sieht vor, dass die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre auf einem Niveau stabilisiert wird, auf dem eine gefährliche anthropogene Störung des Weltklimas verhindert wird. Inzwischen wurde mit dem Klimaschutzabkommen von Paris zusätzlich das Ziel, die globale Erwärmung seit der Industrialisierung (Zeitraum 1850-1910) auf in diesem Jahrhundert auf deutlich unter 2°C, nach Möglichkeit aber auf 1,5°C, zu begrenzen, in die Klimarahmenkonvention aufgenommen. Als Vertragsstaat ist auch Deutschland zur Einhaltung dieser Ziele verpflichtet. Hieraus kann das Ziel abgeleitet werden, dass mit wirksamer Klimaschutzpolitik auf lokaler und globaler Ebene der Anstieg der Lufttemperatur auch in NRW möglichst geringgehalten werden soll.

    Auch NRW hat sich zum Klimaschutzabkommen von Paris bekannt und teilt das dort verankerte Ziel, bis zur Mitte des Jahrhunderts weitgehend treibhausgasneutral zu wirtschaften. Die Klimaziele des Landes sind im nordrhein-westfälischen Klimaschutzgesetz festgeschrieben – eine Minderung der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 25% und um mindestens 80% bis 2050 gegenüber dem Jahr 1990. Die Ziele für das Jahr 2020 werden – mit Stand heute – erreicht, voraussichtlich sogar leicht übertroffen.

    Deutschland hat sich bis 2020 zum Ziel gesetzt, die Treibhausgas-Emissionen um 40% zu reduzieren und bis 2050 klimaneutral zu werden. Mit dem Ende 2019 beschlossenen Bundes-Klimaschutzgesetz wurde für 2030 eine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen um mindestens 55% gegenüber 1990 verabschiedet und man hat sich zum Ziel der CO2-Neutralität im Jahr 2050 nochmals bekannt. Deutschland hat innerhalb der EU gegenüber den Vereinten Nationen das gemeinsame Reduktionsziel von mind. 40% weniger THG-Emissionen in 2030 und bis 2050 eine Reduktion zwischen 80% bis 95% gegenüber den Emissionen von 1990 offiziell als Selbstverpflichtung für das Klimaschutzabkommen von Paris als sogenannte „Nationally Determined Contribution“ zugesagt.

    Die Überprüfung der aktuellen Fortschritte zur Erreichung des völkerrechtlichen Ziels, die Erwärmung in diesem Jahrhundert auf bei möglichst 1,5°C, höchstens jedoch auf deutlich unter 2,0°C gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen, zeigt jedoch, dass Europa gerade auf dem Weg in eine annähernd 3°C Erwärmung bis zum Ende dieses Jahrhunderts ist und mit den Mitgliedstaaten noch sehr viel stärkere Anstrengungen unternehmen muss (https://climateactiontracker.org/countries/eu/, und https://www.unenvironment.org/resources/emissions-gap-report-2019).

  • Trendanalyse

    Trend (lang) CO2 und Warming Stripes

    Kohlendioxid (CO2)-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa)

    Der Trend der CO2-Konzentration wurde anhand einer kombinierten Datenreihe untersucht: für die Jahre 1881-1958 anhand von Eisbohrkern-Rekonstruktionen, ab 1959 anhand von Messdaten. Die Abweichungen in den überlappenden Jahren sind so geringfügig, dass die Trendbetrachtung über die gesamte Zeitreihe vorgenommen werden kann.

    Betrachtet man die weiter zurückliegenden Eisbohrkerndaten (Law Dome, Antarktis) zurück bis die letzten 800.000 Jahre, so gab es in dieser Zeit niemals so hohe CO2-Gehalte wie die aktuell in den letzten 200 Jahren durch den Menschen künstlich verursachten CO2-Gehalte (https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve/).

    Der Trend der CO2-Konzentration ist sowohl über die gesamte dargestellte Zeitreihe, als auch über die letzten 30 Jahre steigend.

    Warming Stripes - Jahresdurchschnittstemperatur in NRW

    Der Trend der Jahresdurchschnittstemperatur in NRW ist sowohl über die gesamte dargestellte Zeitreihe, als auch über die letzten 30 Jahre steigend.

    Bei Betrachtung der Zeitreihe ab 1881 können einzelne Abschnitte unterschieden werden: Bis zu den 1950er Jahren fand in NRW eine leichte Erwärmung statt. Nach einer Phase relativ stabiler Jahresdurchschnittstemperaturen oder sogar leicht abfallender Werte folgte ab den 1980er Jahren bis heute ein vergleichsweise starker Erwärmungstrend. Von den 20 wärmsten Jahren seit Beginn der Messungen liegen 13 in den 2000er Jahren, aber nur zwei vor 1980. Das wärmste gemessene Jahr war 2020 mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 11,1°C. An zweiter Stelle folgen 2014 und 2018 mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 11,0°C. Das Jahr 2019 war mit 10,7°C das viertwärmste Jahr seit Beginn der Messungen.

    Die Jahresdurchschnittstemperatur in Nordrhein-Westfalen beträgt aktuell (letzte 30-Jahres-Periode –1991 - 2020) 10,0°C, vergleichen mit dem ersten 30-jährigen Zeitraum seit Beginn der Messungen (1881-1910), in dem die Jahresdurchschnittstemperatur in NRW bei 8,4°C lag ergibt sich eine Erwärmung von 1,6°C.

    Die anthropogen verursachte Klimaveränderung ist demzufolge auch in Nordrhein-Westfalen klar nachweislich angekommen.

  • Definition

    Definition

    Kohlendioxid (CO2)-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa

    Der Indikator zeigt die CO2-Konzentration stellvertretend für die globalen Werte an der Station Mauna Loa (seit 1959) und davor aus Rekonstruktionen der Eisbohrkerndaten (Law Dome, Antarktis).

    Warming Stripes - Jahresdurchschnittstemperatur in NRW

    Die Jahresdurchschnittstemperatur für NRW seit Beobachtungsbeginn 1881 wird nach Hawkins als sogenannte „Warming Stripes“ mit bipolarer sequentieller Farbskala und Wertebereich 7,4°C (Minimum, tiefblau, Jahr 1888) bis 11,1°C (Maximum, tiefrot, 2020) dargestellt.

  • Datenquellen

    Datenquellen, Berechnung und Einheit

    Kohlendioxid (CO2)-Konzentration (Antarktis/Mauna Loa

    Die längste Messreihe (seit 1959) der CO2-Konzentration wird im Standort Mauna Loa, Hawaii, USA aufgezeichnet und stellt eine von direkten Emissionsquellen eher unbeeinflusste Station dar, weshalb sie hier stellvertretend verwendet wird. Für die länger zurückreichenden Jahre (1881-1978) wurden ebenfalls stellvertretend die Daten aus Eisbohrkernauswertungen der Antarktis (Law Dome) verwendet. Im Überlappungsbereich werden beide Zeitreihen dargestellt. Die Daten werden über die Earth System Research Laboratory der NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration, USA bereitgestellt.

    Die Daten der CO2-Konzentration werden als Stoffmengenanteil in trockener Luft in Mikromol pro Mol ausgedrückt, was als ppm (parts per million) bezeichnet wird.

    Zur genauen Beschreibung der Auswertung der CO2-Konzentration aus den Eisbohrkerndaten sei auf die genannten Quellen verwiesen.

    Warming Stripes - Jahresdurchschnittstemperatur in NRW

    Der Deutsche Wetterdienst betreibt ein deutschlandweites Messnetz der Lufttemperatur.
    Die gemessenen Daten werden unter Berücksichtigung der Geländetopographie auf ein Raster von 1 km × 1 km interpoliert. Zur Bestimmung des Gebietsmittels wurde über die Fläche Nordrhein-Westfalens gemittelt. Dargestellt wird die Jahresdurchschnittstemperatur in NRW in der Einheit Grad Celsius (°C) und dem Zeitraum von 1881 (Messbeginn) bis heute. Die Jahresdurchschnittstemperatur wird nach Hawkins als sogenannte „Warming Stripes“ mit bipolarer sequentieller Farbskala und Wertebereich 7,4°C (Minimum, tiefblau, Jahr 1888) bis 11,1°C (Maximum, tiefrot, 2020) dargestellt.

    Datenquelle ist:

    Dr. Pieter Tans, NOAA/GML (Global Monitoring Laboratory) (www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/) and Dr. Ralph Keeling, Scripps Institution of Oceanography (https://scrippsco2.ucsd.edu/).

    Daten sind verfügbar unter: ftp://aftp.cmdl.noaa.gov/products/trends/co2/co2_annmean_mlo.txt und Etheridge, D.M., et al., 2001, Law Dome Atmospheric CO2 Data, IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series #2001-083. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA.

    Daten sind verfügbar unter: ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/paleo/icecore/antarctica/law/law_co2.txt.

    Datenquelle: DWD Climate Data Center (CDC): Jährliche Gebietsmittel der Lufttemperatur (Jahresmittel) in °C (2 m Höhe), Version v19.3, abgerufen am 08.07.2020. Daten sind verfügbar unter: https://opendata.dwd.de/climate_environment/CDC/regional_averages_DE/annual/air_temperature_mean/

Indikatoren zu Klima, Energie und Effizienz

Datentabelle Warming Stripes

Jahr Zeile Temperatur
1881 1 8,1
1882 1 9
1883 1 8,7
1884 1 9,4
1885 1 8,3
1886 1 8,7
1887 1 7,6
1888 1 7,4
1889 1 8,1
1890 1 7,8
1891 1 8,1
1892 1 8,2
1893 1 8,8
1894 1 8,9
1895 1 7,9
1896 1 8,3
1897 1 8,6
1898 1 9,1
1899 1 8,8
1900 1 8,9
1901 1 8,3
1902 1 7,7
1903 1 8,9
1904 1 8,8
1905 1 8,5
1906 1 8,8
1907 1 8,4
1908 1 8,1
1909 1 7,9
1910 1 9,1
1911 1 9,7
1912 1 8,8
1913 1 9,2
1914 1 9,2
1915 1 8,5
1916 1 8,9
1917 1 8
1918 1 9,1
1919 1 7,9
1920 1 9,2
1921 1 9,6
1922 1 7,8
1923 1 8,5
1924 1 8,2
1925 1 8,8
1926 1 9,3
1927 1 8,6
1928 1 8,9
1929 1 8,2
1930 1 9,4
1931 1 8,3
1932 1 9
1933 1 8,4
1934 1 10,1
1935 1 9,1
1936 1 9
1937 1 9,2
1938 1 9,2
1939 1 9,1
1940 1 7,5
1941 1 8,1
1942 1 8
1943 1 9,5
1944 1 8,9
1945 1 9,6
1946 1 8,9
1947 1 9,3
1948 1 9,7
1949 1 9,8
1950 1 9,2
1951 1 9,3
1952 1 8,5
1953 1 9,5
1954 1 8,5
1955 1 8,3
1956 1 7,6
1957 1 9,4
1958 1 8,9
1959 1 9,9
1960 1 9,2
1961 1 9,6
1962 1 7,6
1963 1 7,7
1964 1 8,9
1965 1 8,2
1966 1 9,2
1967 1 9,5
1968 1 8,8
1969 1 8,7
1970 1 8,6
1971 1 9,2
1972 1 8,5
1973 1 9
1974 1 9,4
1975 1 9,6
1976 1 9,4
1977 1 9,3
1978 1 8,5
1979 1 8,2
1980 1 8,6
1981 1 8,9
1982 1 9,7
1983 1 9,7
1984 1 8,9
1985 1 8
1986 1 8,6
1987 1 8,2
1988 1 9,7
1989 1 10,3
1990 1 10,2
1991 1 9
1992 1 10
1993 1 9,1
1994 1 10,3
1995 1 9,8
1996 1 7,9
1997 1 9,7
1998 1 9,7
1999 1 10,3
2000 1 10,5
2001 1 9,8
2002 1 10,3
2003 1 10,1
2004 1 9,6
2005 1 9,9
2006 1 10,3
2007 1 10,5
2008 1 9,9
2009 1 9,8
2010 1 8,4
2011 1 10,4
2012 1 9,7
2013 1 9,2
2014 1 11
2015 1 10,4
2016 1 10,1
2017 1 10,3
2018 1 11
2019 1 10,7
2020 1 11,1

Datentabelle glob. CO2-Konzentration

Jahr Antarktis, Eisbohkerne Messung, Mauna Loa
1881 291,2  
1882 291,7  
1883 292,1  
1884 292,6  
1885 293  
1886 293,3  
1887 293,6  
1888 293,8  
1889 294  
1890 294,2  
1891 294,3  
1892 294,5  
1893 294,6  
1894 294,7  
1895 294,8  
1896 294,9  
1897 295  
1898 295,2  
1899 295,5  
1900 295,8  
1901 296,1  
1902 296,5  
1903 296,8  
1904 297,2  
1905 297,6  
1906 298,1  
1907 298,5  
1908 298,9  
1909 299,3  
1910 299,7  
1911 300,1  
1912 300,4  
1913 300,8  
1914 301,1  
1915 301,4  
1916 301,7  
1917 302,1  
1918 302,4  
1919 302,7  
1920 303  
1921 303,4  
1922 303,8  
1923 304,1  
1924 304,5  
1925 305  
1926 305,4  
1927 305,8  
1928 306,3  
1929 306,8  
1930 307,2  
1931 307,7  
1932 308,2  
1933 308,6  
1934 309  
1935 309,4  
1936 309,8  
1937 310  
1938 310,2  
1939 310,3  
1940 310,4  
1941 310,4  
1942 310,3  
1943 310,2  
1944 310,1  
1945 310,1  
1946 310,1  
1947 310,2  
1948 310,3  
1949 310,5  
1950 310,7  
1951 311,1  
1952 311,5  
1953 311,9  
1954 312,4  
1955 313  
1956 313,6  
1957 314,2  
1958 314,9  
1959 315,6 315,97
1960 316,3 316,91
1961 317 317,64
1962 317,7 318,45
1963 318,4 318,99
1964 319,2 319,62
1965 320 320,04
1966 320,8 321,38
1967 321,8 322,16
1968 322,8 323,04
1969 323,8 324,62
1970 324,8 325,68
1971 325,8 326,32
1972 326,9 327,45
1973 328 329,68
1974 329,2 330,18
1975 330,3 331,08
1976 331,5 332,05
1977 332,6 333,78
1978 333,7 335,41
1979   336,78
1980   338,68
1981   340,1
1982   341,44
1983   343,03
1984   344,58
1985   346,04
1986   347,39
1987   349,16
1988   351,56
1989   353,07
1990   354,35
1991   355,57
1992   356,38
1993   357,07
1994   358,82
1995   360,8
1996   362,59
1997   363,71
1998   366,65
1999   368,33
2000   369,52
2001   371,13
2002   373,22
2003   375,77
2004   377,49
2005   379,8
2006   381,9
2007   383,76
2008   385,59
2009   387,37
2010   389,85
2011   391,63
2012   393,82
2013   396,48
2014   398,55
2015   400,83
2016   404,24
2017   406,55
2018   408,52
2019   411,43
2020   414,24