Strahlungsantrieb und Klimatreiber

Die Treibhausgase, Aerosole, Landflächenveränderungen sowie natürliche solare und vulkanische Schwankungen, die das Energiegleichgewicht des Planeten stören, auf einer gemeinsamen Skala verglichen.

Definition

Der Strahlungsantrieb ist die Änderung des Netto-Energieflusses an der Obergrenze der Atmosphäre, verursacht durch einen aufgezwungenen Treiber, und Klimatreiber sind die natürlichen und menschlichen Faktoren, von Treibhausgasen bis zu Vulkanen, die solche Antriebe erzeugen.

Scope

Dieses Thema behandelt die Faktoren, die den Klimawandel antreiben, und den Rahmen des Strahlungsantriebs, der zu ihrem Vergleich verwendet wird. Es behandelt die erwärmenden Antriebe von Kohlendioxid, Methan, Distickstoffoxid und Halogenkohlenwasserstoffen, den größtenteils abkühlenden Antrieb von Aerosolen und deren Wolkeninteraktionen, Änderungen der Oberflächenalbedo durch Landnutzung sowie natürliche Antriebe, einschließlich solarer Bestrahlungsstärke-Schwankungen und explosiver Vulkanausbrüche, zusammen mit dem Konzept des effektiven Strahlungsantriebs, der schnelle Anpassungen einschließt.

Core questions

• Wie wird der Strahlungsantrieb definiert und gemessen?
• Welche Treiber erwärmen und welche kühlen das Klima, und um wie viel?
• Wie verkomplizieren Aerosole und Wolken die Antriebsschätzung?
• Wie verhalten sich natürliche solare und vulkanische Treiber im Vergleich zu menschlichen?

Key theories

Vergleich von Treibern auf einer gemeinsamen Skala

Die Darstellung jedes Klimatreibers als Strahlungsantrieb in Watt pro Quadratmeter ermöglicht es, ihre relativen Stärken zu vergleichen und zu summieren, um die Gesamtstörung des Energiegleichgewichts abzuschätzen.

Effektiver Strahlungsantrieb

Die Einbeziehung schneller atmosphärischer und Oberflächenanpassungen, die auftreten, bevor die Oberflächentemperatur reagiert, liefert einen genaueren Prädiktor für die letztendliche Erwärmung als der momentane Antrieb allein.

Mechanisms

Jeder Treiber verändert das Energiegleichgewicht unterschiedlich: Treibhausgase reduzieren die ausgehende thermische Strahlung, Aerosole streuen oder absorbieren Sonnenlicht und modifizieren Wolken, hellere oder dunklere Landoberflächen verändern das reflektierte Sonnenlicht, vulkanische Sulfatschleier reflektieren Sonnenlicht für einige Jahre, und solare Schwankungen ändern die eingehende Energie. Die Summe dieser Antriebe, wobei schnelle Anpassungen als effektiver Strahlungsantrieb berücksichtigt werden, ergibt den Netto-Impuls auf das Klima, auf den das System durch Rückkopplungen reagiert.

Clinical relevance

Die Kenntnis der Größe jedes Antriebs identifiziert, welche menschlichen Aktivitäten die Erwärmung am stärksten antreiben und welche, wie Aerosolemissionen, diese teilweise maskieren, was direkt die Prioritäten für Minderungsmaßnahmen und die Luftreinhaltepolitik leitet.

Evidence & guidelines

Der Sechste Sachstandsbericht des IPCC bewertet, dass der gesamte menschlich verursachte effektive Strahlungsantrieb seit der vorindustriellen Ära stark positiv ist und von Kohlendioxid dominiert wird, wobei Aerosole die größte ausgleichende und unsicherste Abkühlung bewirken.

History

Das Konzept des Strahlungsantriebs wurde entwickelt, um verschiedene Klimaeinflüsse auf einer einzigen Skala zu vergleichen, und wurde in den IPCC-Bewertungen verfeinert, zuletzt durch die Einführung des effektiven Strahlungsantriebs, um schnelle Anpassungen, insbesondere von Aerosolen und Wolken, besser zu berücksichtigen.

Debates

Größe des Aerosol-Wolken-Antriebs

Wie stark Aerosole das Klima durch die Modifikation von Wolken abkühlen, ist die größte Unsicherheit im gesamten Antrieb, und deren Klärung würde die Schätzungen des menschlichen Einflusses und der Klimasensitivität präzisieren.

Key figures

• Gunnar Myhre
• Veerabhadran Ramanathan
• Susan Solomon
• James Hansen

Seminal works

• myhre2013
• ipccar6wg1

Frequently asked questions

Welcher Klimatreiber ist der stärkste?

Kohlendioxid ist der größte einzelne Verursacher des menschlich verursachten Strahlungsantriebs, gefolgt von anderen Treibhausgasen wie Methan, während Aerosole eine teilweise ausgleichende Abkühlung bewirken.

Treiben Vulkane und die Sonne die jüngste Erwärmung an?

Nein; Vulkanausbrüche verursachen nur eine kurze Abkühlung, und gemessene solare Veränderungen sind gering, sodass weder das eine noch das andere die anhaltende Erwärmung erklären kann, die mit steigenden Treibhausgasen einhergeht.