Das Jahr 2014 war das wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen 1880, noch vor den bisherigen Rekordjahren 2010 und 2005. Dies gaben Ende letzter Woche Wissenschaftler der Raumfahrtbehörde Nasa und der Nationalen Ozean- und Atmosphärenbehörde (NOAA) der USA bekannt. Damit steht fest, dass die zehn wärmsten Jahre mit Ausnahme von 1998 alle in der Periode ab 2000 liegen. Offenbar setzt sich die langfristige Erwärmung unseres Planeten fort.

„2014 ist das letzte in einer Reihe warmer Jahre und Jahrzehnte“, sagt Nasa-Klimatologe Gavin Schmidt. „Zwar können Wetterereignisse den Rang individueller Jahre beeinflussen, doch der Langzeit-Trend lässt sich klar einem Antrieb des Klimasystems zuordnen, der von den Treibhausgas-Emissionen durch den Menschen bestimmt wird.“

Seit Aufzeichnungsbeginn stieg die Erdtemperatur um 0,8 Grad Celsius, wobei sich die Erwärmung in den vergangenen drei Jahrzehnten am schnellsten vollzog. Auch für Deutschland wurde 2014 zum neuen Rekordjahr. Laut dem Deutschen Wetterdienst lag die Durchschnittstemperatur mit 10,3 Grad Celsius deutlich über den Temperaturen der bisherigen Rekordjahre 2000 und 2007. Außer im August überstiegen alle Monatsmittel des Jahres das Soll, teilweise deutlich.

Damit scheint eine Periode zu enden, die Klimaforschern Kopfzerbrechen bereitete. Seit 1998 erwärmte sich unser Planet nicht mehr, oder nur ein bisschen – und dies, obwohl die Menschheit ungebremst riesige Mengen an Treibhausgasen in die Luft bläst, allen voran Kohlendioxid (CO2 ) aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Im Jahr 2013 waren es 35,1 Milliarden Tonnen CO2 , was einem Anstieg von 670 Millionen Tonnen gegenüber dem Vorjahr entspricht.

Dabei sollte sich unser Planet im Gleichklang mit der CO2 -Konzentration erhitzen. Hans Joachim Schellnhuber, Direktor des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, hatte noch 2009 verkündet, es gebe eine „einfache lineare Beziehung“ zwischen der Zunahme von CO2 in der Luft und der globalen Erwärmung. Zunächst schien der Stillstand die Position der Klimaskeptiker also zu stärken, die in der CO2 -Zunahme nur einen Klimafaktor unter vielen sehen. Inzwischen gibt es aber eine andere Erklärung, die mit den Modellen der Klimaforscher über den Fortgang der Erderwärmung übereinstimmt.

Ozeane speichern Energie

So zeigen gleich mehrere Studien, dass sich die Erde auch in den vergangenen Jahren erwärmte. Ihre Strahlungsbilanz, die von den Treibhausgasen beeinflusst wird, blieb positiv, unser Planet absorbierte also netto zusätzliche Energie. Nur heizte diese nicht seine Oberfläche, sondern wurde von den Ozeanen aufgenommen und gespeichert. Das ergaben unter anderem Messungen des Argo-Systems, ein Beobachtungssystem für die Weltmeere, das aus mehr als 3 000 Bojen besteht. Diese können bis zu 2 000 Meter tief tauchen und bestimmen Temperatur, Druck und den Salzgehalt des Wassers. „Die Zunahme der Wärmemenge der Weltmeere betrug über die letzten 30 Jahre weit mehr als 1022 Joule. Das ist so viel, wie wenn seither pro Sekunde vier Hiroshima-Bomben darin detoniert wären“, rechnete PIK-Forscher Stefan Rahmstorf in seinem Blog „Klimalounge“ vor.

Etwa zwei Drittel der aufgenommenen Wärme landeten den Messdaten zufolge in bis zu 700 Meter Tiefe, also im oberen Ozean, der sich durch die Sonneneinstrahlung naturgemäß stärker erwärmt. Der Rest drang in tiefere Schichten vor. „Der Grund für den Wärmetransport in die Tiefe liegt in einer Änderung der Windsysteme, insbesondere im subtropischen Pazifik, wo die Passatwinde spürbar stärker geworden sind“, sagt der US-Meteorologe Kevin Trenberth vom National Center for Atmospheric Research.

Bereits 2013 hatten Forscher in einer Studie gezeigt, dass der stärkere Passat die Luft an der Erdoberfläche abkühlt. Im Jahr 2012 etwa sank die globale Temperatur dadurch um 0,1 bis 0,2 Grad. Dieses Phänomen könne den Stillstand der Erderwärmung großenteils erklären, meinen die Autoren.

Insgesamt hängen die Luftströmungen von einer Art Klimaschaukel ab, die mit zyklischen Erwärmungs- und Abkühlungsphasen im äquatorialen Pazifik einhergeht: Die Pazifische Dekadische Oszillation, deren Zyklen sich über 20 bis 30 Jahre erstrecken. Mit ihr wiederum sind die Klimaphänomene El Niño und La Niña verbunden. Im vergangenen Jahrzehnt häuften sich die kalten La-Niña-Ereignisse, der wärmere El Niño trat dagegen seltener auf – zuletzt von Juli 2009 bis Ende April 2010. Er ging mit einem kräftigen Anstieg der Temperaturen im Pazifik einher, was dazu beitrug, dass 2010 zum damals neuen Wärme-Rekordjahr wurde. Danach herrschte wieder ein La Niña, der zu den ausgeprägtesten seit Aufzeichnungsbeginn zählt.

Warten auf El Niño

Nun fürchten Klimatologen, dass bei einem neuerlichen El Niño ein Teil der in den Weltmeeren gespeicherten Wärme freigesetzt wird. Womöglich hat dieser Prozess bereits begonnen. Jedenfalls registrierten Ozeanografen der Universität Hawaii im Sommer vergangenen Jahres die weltweit bislang höchsten Temperaturen an den Oberflächen der Weltmeere.

Erstaunlicherweise setzte die Anomalie ein, ohne dass zugleich ein voll ausgeprägter El Niño auftrat. Dabei ist ein solcher überfällig. „Als sich im Frühjahr 2014 warmes Wasser im Ostpazifik sammelte, interpretierten wir dies als Beginn eines Monster-El-Niños“, sagt der Ozeanograph Michael McPhaden von der NOAA. „Dann lief der El Niño aus. Der Wärmegehalt war zwar da, doch die Atmosphäre reagierte nicht.“

Das Monster könnte aber noch kommen. Laut dem Klimaprognosezentrum der NOAA liegt die Wahrscheinlichkeit, dass sich im Winter und Frühjahr 2015 auf der Nordhalbkugel El-Niño-Bedingungen einstellen, bei 65 Prozent. Dann dürfte es ungemütlich werden, fürchtet Michel Jarraud, Direktor der Meteorologischen Weltorganisation in Genf: „2014 sahen wir, was uns durch den Klimawandel erwartet: Rekord-Hitzewellen in Verbindung mit Starkregen und Überflutungen zerstörten Leben und ruinierten Existenzen.“

Auch Vulkanausbrüche senkten im vergangenen Jahrzehnt die Temperatur der unteren Atmosphäre. Dies legt der US-Klimatologe Benjamin Santer vom Lawrence Livermore National Laboratory in einer in Nature Geoscience veröffentlichen Studie dar. Die bei den Eruptionen freigesetzten Staubteilchen reflektieren das Sonnenlicht und wirken somit kühlend. Die Aerosole werden jedoch mit der Zeit aus der Atmosphäre ausgewaschen. Ohne weitere Vulkanausbrüche entfällt die planetare Kühlung, und die Erde dürfte sich zügig weiter erwärmen.

Manche Forscher glauben jedoch, dass sich unser Planet künftig eher abkühlt. Einige warnen sogar vor einer neuen Kleinen Eiszeit. Sie argumentieren, der wahre Antreiber des Klimawandels sei unsere Sonne. Der Geophysiker Ilya Usoskin von der finnischen Universität Oulu rekonstruierte den Verlauf der Aktivität der Sonne im Verlauf der vergangenen 11000 Jahre. Wie sich zeigte, arbeitet die Sonne in bestimmten Zuständen: einem Modus mit durchschnittlicher Aktivität, in dem sie 70 Prozent der Zeit verharrt, einem Modus für große Minima, den sie 15 bis 20 Prozent der Zeit einnimmt, und einem für große Maxima, in dem sie die restlichen zehn bis 15 Prozent verbringt.

Laut Usoskins Analyse war unser Heimatstern im letzten großen Maximum, das von 1950 bis 2009 anhielt, so aktiv wie seit Jahrtausenden nicht mehr. Diese Phase könnte ein Ausreißer gewesen sein, der unserem Planeten mehr Sonnenstrahlung bescherte. Usoskin vermeidet zwar Rückschlüsse auf einen Zusammenhang mit der Entwicklung des Erdklimas. Auffällig ist aber schon, dass die globale Temperatur, die sich bereits seit mehr als 100 Jahren erhöht, von 1975 bis 2000 am stärksten anstieg. Grob gerechnet fällt dies mit dem jüngsten Großen Maximum zusammen.

Mit dieser Hypothese gibt es jedoch ein Problem: Die solare Strahlung ändert sich in den meisten Wellenlängenbereichen im Verlauf der Sonnenzyklen jeweils nur um wenige Promille, einzig im UV-Licht ist die Veränderung stärker. Nach Berechnungen von Klimaforschern trug unser Zentralgestirn nur mit 0,07 Grad zur Erderwärmung bei.

Angesicht dieser Unsicherheiten ist noch längst nicht klar, wie sich das Erdklima entwickelt. Dies bekennt auch das Deutsche Klima-Konsortium, dem viele Akteure der hiesigen Klimaforschung angehören, in einer Stellungnahme zum Temperaturrekord 2014. „Es ist zu früh, bereits sicher von dem Ende der seit etwa 15 Jahren anhaltenden Erwärmungspause und einer beschleunigten Erwärmung während der kommenden Jahre auszugehen“, heißt es darin. „Die globale Erdoberflächentemperatur unterliegt Schwankungen von Jahr zu Jahr und von Jahrzehnt zu Jahrzehnt.“ Erst mit den Folgejahren lasse sich beurteilen, in wieweit die globale Erwärmung wieder Fahrt aufgenommen hat.