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Aktualisiert: vor 20 Stunden 43 Minuten

Hamburg Ambassadors besuchen Klimaforschung in der Bundesstraße

4. Mai 2022 - 0:00

Sie sind Hamburgs Gesicht in der Welt: Die HamburgAmbassadors, die aktuell in 24 Ländern ehrenamtlich die Interessen der Stadt vertreten. Im Rahmen ihres Jahrestreffens in der Hansestadt besuchte die Gruppe am Dienstag zusammen mit Hamburgs Zweiter Bürgermeisterin und Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank das Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg und das Max-Planck-Institut für Meteorologie in der Bundesstraße.

Dabei ging es um die Arbeit des Exzellenzclusters „Klima, Klimawandel und Gesellschaft“ der Universität Hamburg und die Pariser Klimaziele – aber auch um den Nobelpreis für den Hamburger Wissenschaftler und langjährigen Direktor des Max-Planck-Instituts Prof. Klaus Hasselmann sowie die Berichte des Weltklimarates IPCC, zu dem Hamburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler federführend beitragen. Im Anschluss an die Diskussion besuchten die Gäste das „Environmental Wind Tunnel Lab”, den Grenzschicht-Windkanal, der Universität und den neuen Großrechner im benachbarten Deutschen Klimarechenzentrum.

Pressemitteilung zum Event

Foto: CEN/UHH, T. Wasilewski

Ein realistischeres Bild der Fischbestände in Europa

3. Mai 2022 - 0:00

Der europäische Fischereisektor stützt sich auf viele biologische Annahmen über die derzeitigen Methoden zur Bewertung der Fischbestände. Das PANDORA-Projekt hat ein neues Online-Tool entwickelt, das Bewertungen und Prognosen für 30 Fischarten in Europas Gewässern enthält und die neuesten biologischen Erkenntnisse berücksichtigt. Das neue Tool wird in Kürze auf der Website des Internationalen Rats für Meeresforschung (ICES) verfügbar sein.

Das Wachstum des europäischen Fischereisektors ist gefährdet, weil Überfischung und Klimawandel die Vermehrung und das räumliche Verbreitungsgebiet wichtiger Fischbestände verändern. Ohne neue Erkenntnisse über Fischbiologie und Umweltbedingungen ist es für die europäische Fischereiindustrie schwierig, nachhaltig und wirtschaftlich verantwortlich zu fischen.  

Mithilfe neuer biologischer und ökologischer Daten konnten Forscherinnen und Forscher des PANDORA-Projekts die Referenzpunkte für die Fischerei überarbeiten, indem sie die Bewertungsmodelle realistischer gestalteten. Gemeinsam mit dem Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) arbeitete das Institut für Marine Ökosystem- und Fischereiwissenschaften (IMF) der Universität Hamburg daran, unterschiedliche Interessengruppen im Rahmen von PANDORA zusammenzubringen und das Nordsee-Atlantis-Modell sowie seine Integration in das ökosystembasierte Fischereimanagement weiterzuentwickeln.

Das Hauptergebnis ist die „PANDORA´s Box of Tools“, die neue Bewertungsmodelle und Bestandsprognosen für 30 europäische Fischbestände liefert. Das Tool nutzt beispielsweise Daten über Umweltfaktoren wie veränderte Temperaturen, Meeresströmungen und Planktonproduktion. Diese Faktoren können sich auf einige Fischarten stärker auswirken als auf andere – die derzeitigen Bestandsbewertungen gehen allerdings von einer jahrzehntelangen Stabilität aus.

Entscheidend ist, dass diese Daten von Forscher:innen und von kommerziellen Fischern gesammelt wurden. „Der Ozean ist groß und die Menge an Daten, die wir durch herkömmliche Datenerfassung erhalten können, ist wirklich begrenzt", sagte Projektkoordinator Stefan Neuenfeldt, ein leitender Forscher am National Institute of Aquatic Resources in Dänemark. „Wenn wir nicht mit den Menschen zusammenarbeiten, die jeden Tag auf dem Meer sind, haben wir nicht die geringste Chance zu verstehen, was dort vor sich geht – egal, was passiert. Und das gilt nicht nur für die Wissenschaft, sondern auch für Entscheidungsträger", sagte er.

Im PANDORA-Projekt arbeiten 25 Institutionen (Universitäten, Labore, Industrie und Beratungsstellen) aus neun Ländern seit Mai 2018 zusammen. Das Projekt schließt seine Forschung im April 2022 ab.

Die Toolbox ist eine Mischung aus bestehenden Daten und Instrumenten zur Bewertung der Fischbestände und neu entwickelten Online-Tools. Das Instrument wird Fischern, Forschenden und der Öffentlichkeit auf der Website des ICES, der ältesten zwischenstaatlichen Wissenschaftsorganisation der Welt, zur Verfügung gestellt.

„ICES hat das offizielle Mandat der Europäischen Union, Empfehlungen zu Fangoptionen sowie Ökosystem- und Fischereiübersichten zu erstellen. Die Toolbox auf dieser Website bereitzustellen, ist der beste Weg, sie für alle sichtbar zu machen, die sich mit Fischbewertung und Ökosystemmanagement in Europa befassen“, sagte Neuenfeldt. Das Tool umfasst auch Apps, die diese Modelle vereinfachen, damit auch Personen, die nicht in der Industrie oder in der Wissenschaft arbeiten, die Auswirkungen der Fischerei und der Umweltveränderungen auf unsere Fischbestände verstehen können.

Modellierung und Management

Das Projekt bestand aus zwei Teilen: einem Forschungsteil und einem Teil zur Bewertung bestehender wirtschaftlicher Strategien im Bereich Fischerei. Im Forschungsteil wurden Laborexperimente, Probenahmen durch die Industrie und genetische Daten verwendet, um ein besseres Bild der aktuellen und künftigen Bestandsentwicklung und der räumlichen Verteilung von 30 Fischarten zu erhalten. Die mit und von den Fischern gesammelten Daten bedeuten, dass den Forschern viel mehr Informationen zur Verfügung stehen, um die Fischbestände zu bewerten und vorhersagen zu können. Das Endergebnis sind genauere Informationen sowohl für die Forscher als auch für die Fischereiwirtschaft.

Der Dialog zwischen Ökologen, Ökonomen und der Industrie bei dem Probenahmen, Forschung, Modellierung und Bewertung von Strategien gemeinsam durchgeführt werden, erwies sich als erfolgriech. So konnte beispielsweise ein Programm zur Datensammlung für die schottische Hochsee-Flotte von ursprünglich sieben Schiffen auf alle 22 Schiffe der Flotte ausgeweitet werden.

Neben dem Sammeln neuer Daten will das Projekt auch Ratschläge geben, wie die langfristige Rentabilität der europäischen Fischerei stabilisiert werden kann. Im Rahmen der Bewertung der wirtschaftlichen Fischereistrategien werden diese neuen biologischen Daten genutzt, um die Fischbestände in den europäischen Meeren zu verbessern. So sind beispielsweise im Mittelmeer die Bestände vieler kommerziell genutzter Arten bedroht, weil die meisten Tiere aufgrund der Selektion in der Fischerei gleich groß und gleich alt sind. Indem man diese Arten in Bezug auf Alter und Größe wieder vielfältiger werden lässt, können die artenübergreifenden Bestände wiederaufgebaut werden.

Die europäische Fischereiindustrie

Die EU ist der fünftgrößte Fischerei- und Aquakulturproduzent der Welt, mit einem Anteil von etwa 3,3 Prozent an der weltweiten Fischerei- und Aquakulturproduktion. 80 Prozent dieser Produktion stammen aus der Fischerei, 20 Prozent aus der Aquakultur.

Die Fischereiindustrie in der EU beschäftigte im Jahr 2019 rund 160.000 Menschen. Eine Studie von 2016 hat gezeigt, dass die Wiederauffüllung der Fischereibestände des Kontinents rund 92.000 Arbeitsplätze schaffen und das Bruttoinlandsprodukt der EU um 4,9 Milliarden Euro pro Jahr steigern könnte.

Die Gemeinsame Fischereipolitik (GFP) der EU versprach, die Überfischung aller Bestände bis 2020 zu beenden – doch dieses Ziel wurde verfehlt. Ein Bericht der Europäischen Umweltagentur für 2020 zeigt, dass im Nordostatlantik und in der Ostsee Fortschritte zu verzeichnen sind, das Mittelmeer und das Schwarze Meer jedoch weiterhin stark überfischt sind. Mit den neu generierten biologischen Daten und Möglichkeiten der Berechnung von Fischbeständen trägt PANDORA substantiell dazu bei, dass Akteurinnen und Akteure besser abschätzen und planen können, wie die marinen Ressourcen in unseren Meeren bestmöglich genutzt und auf lange Sicht geschützt werden können.

Foto: UHH/V.Köpsel

Mit Exponaten aus Hamburg: „MS Wissenschaft“ tourt auf deutschen Flüssen

2. Mai 2022 - 0:00
Am 3. Mai 2022 startet das Ausstellungsschiff „MS Wissenschaft“ seine Reise durch Deutschland. An Bord hat es eine interaktive Ausstellung, die Einblicke in wissenschaftliche Erkenntnisprozesse gibt. Das Schiff wird 30 deutsche Städte ansteuern.

Foto: UHH/CEN

FAQ zum Coronavirus und dessen Auswirkungen auf die UHH

29. April 2022 - 7:08
Welche Regeln gelten für das Sommersemester? Und sollen Beschäftigte der Uni Hamburg weiterhin im Homeoffice arbeiten? Alle Antworten zu den wichtigsten Fragen rund um die Corona-Pandemie finden Sie in den FAQ, die laufend aktualisiert werden. [Letzte Aktualisierung: 29.04.2022, 14:48 Uhr].

Foto: UHH/Schell

Neuer Mechanismus soll CO2-Preise stabilisieren

26. April 2022 - 0:00

Ein Mitte 2021 von der EU-Kommission vorgelegter Reformvorschlag für den bestehenden Emissionshandel in den Sektoren Energie und Großindustrie (ETS-1) sowie ein neu einzurichtender Emissionshandel für Verkehr und Gebäude (ETS-2) sehen jeweils ähnlich gestrickte Mechanismen vor, um den Preis zu stabilisieren. Professor Grischa Perino und Dr. Maximilian Willner forschen als Umweltökonomen im Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) an der Universität Hamburg. Sie zeigen, dass die vorgeschlagenen Eingriffe nicht geeignet sind, den Markt für Emissionsrechte zu stabilisieren.

Die Autoren nennen fünf Prinzipien für ein robustes und wirkungsvolles Design eines Mechanismus zur Preisstabilisierung: Kontinuität, Vorhersehbarkeit, Symmetrie, Synchronität und Inflationsbereinigung. Perino und Willner haben den vorliegenden Kommissionsvorschlag auf diese Prinzipien hin untersucht. Das Resultat ist eindeutig: In der aktuellen Form ist der Entwurf nicht in der Lage, den Markt für Emissionsrechte und somit auch den Preis zu stabilisieren. Vielmehr könnte der Vorschlag das Gegenteil bewirken: Marktteilnehmende könnten zusätzlich verunsichert werden.

Die Forscher schlagen einen neuen, auf den fünf Prinzipien basierenden Price Containment Mechanism (PCM) vor. Der PCM versucht nicht, spezifische Preise zu erreichen oder vorzugeben – der Markt wird in seiner Funktion also nicht beeinträchtigt. Der PCM ist ein völlig automatischer Mechanismus, der Marktteilnehmenden wie politischen Entscheidungsträger:innen einen klaren Rahmen bietet und die Erwartungsbildung unterstützt.

Konkret vergleicht der PCM den Durchschnittspreis pro Emissionsrecht aus dem jeweils vorangegangenen Quartal mit dem des Vorjahres. Bei einer Preisänderung jenseits einer fixen Aktivierungsschwelle, z.B. +/- 20%, gibt er Emissionsrechte im kommenden Quartal zu den Auktionen hinzu oder hält sie zurück. Dabei passt der PCM die Interventionsmenge kontinuierlich an die beobachtete Preisveränderung an, sodass kleine Unterschiede nicht zu einem plötzlichen Sprung im Umfang des Markteingriffs führen. Anders als die bestehenden Vorschläge ist der PCM zudem symmetrisch und kann auch einen Preisverfall dämpfen.

Ein weiterer Punkt ist die Synchronisierung der Markteingriffe an die jährlich sinkende Emissionsobergrenze des EU-EHS und die fortlaufende Anpassung an die Inflation. Mit dieser Flexibilität kann der PCM längerfristig Stabilität in den Markt bringen. Der PCM ist zudem auch eine lohnenswerte Alternative für die bestehende Marktstabilitätsreserve, da er ihre Funktionen vollständig ersetzen kann.

Mit diesem Vorschlag legen Willner und Perino den Grundstein für eine Reform des EU-EHS, welche die zunehmend offensichtlicher werdenden Design- und Strukturprobleme des Systems nachhaltig korrigiert.

Publikation CEN Policy Brief:
Willner M, Perino G: An Upgrade for the EU ETS: Making Art. 29a and 30h fit for effective price containment (pdf)

Foto: usa-reiseblogger/unsplash

Wenn Unterwasserberge kollabieren

26. April 2022 - 0:00

Die malerische Vulkaninsel Santorini liegt in der südlichen Ägäis und ist berühmt für ihren letzten großen Ausbruch, die so genannte minoische Eruption. Diese Eruption war eine der größten der vergangenen 10.000 Jahre weltweit und hatte Einfluss auf den Niedergang der Kultur der Minoer. Insgesamt sind die Ausbrüche von Santorini sehr gut untersucht, ein besonders folgenschweres Ereignis war jedoch bisher nicht bekannt.

In einer neuen Studie zeigen wir, dass sich vor ca. 700.000 Jahren – in der frühen Entwicklungsphase von Santorini – eine Serie von Hangrutschen ereignete, welche die Gestalt der Insel und deren Umgebung massiv veränderte. In einer komplexen Kaskade von Abläufen wurden dadurch gigantische Sedimentmengen in den Becken rund um Santorini abgelagert. Dies hat wiederum den Vulkanismus von Santorini maßgeblich verändert.

Hangrutsche an vulkanischen Inseln sind Gegenstand aktueller Forschung, denn sie können vulkanische Eruptionen und Tsunamis auslösen. Ein gut dokumentiertes Beispiel ist der indonesische Vulkan Anak Krakatau. Im Jahr 2018 kollabierte eine seiner Flanken. Dies löste einen Tsunami aus, der mehr als 400 Todesopfer forderte. Die Spuren großer Hangrutsche wurden mittlerweile an verschiedenen vulkanischen Inseln entdeckt, doch viele Fragen blieben ungeklärt. Was genau löst diese Ereignisse aus, wie beeinflussen sie den Vulkanismus?

Unsere Berechnungen zeigen, dass bei den Hangrutschen um Santorini insgesamt etwa 125 Kubik-Kilometer Material abgelagert wurden. Zum Vergleich: Durch den Kollaps des Anak Krakatau wurde weniger als ein Kubik-Kilometer Material abgelagert. Zudem konnten wir einen Auslösemechanismus identifizieren: Kurz zuvor wurde die Gegend um Santorini von einer Serie sehr starker tektonischer Aktivität, einem sogenannten „tektonischen Puls“, erschüttert. Dies destabilisierte die umliegenden Vulkane, sodass zunächst die Flanke des erloschenen Christiana Vulkans sowie die südöstliche Flanke Santorinis kollabierten. Unsere Analyse deutet an, dass die plötzliche Auflast durch die Kollapse sekundäre Rutschungen rund um Santorini herum auslöste, deren Sedimente weit in die benachbarten Becken wanderten und in Entfernungen von über 60 Kilometern abgelagert wurden.

Entsprechende hochauflösende seismische Daten konnten wir 2019 mit dem Forschungsschiff Poseidon unter der Leitung von Dr. Jens Karstens vom GEOMAR aus Kiel gewinnen.  Wir erzeugen dabei mit einem speziellen Luft-Pulser akustische Signale, die in den Meeresboden eindringen und an Schichtgrenzen wieder zurückgeworfen werden. Hinter dem Schiff schleppen wir ein langes Kabel, das Unterwassermikrofone enthält und die reflektierten Signale aufnimmt. Mithilfe von Computerprogrammen werten wir diese Signale anschließend aus und erstellen so ein strukturelles Abbild des Untergrunds. Das erlaubt uns, die Dicke und die Verteilung von Hangrutschen zu kartieren.

Als Folge der Kaskade hat sich der Vulkanismus rund um die Insel deutlich verändert, auch das belegen die Daten sehr genau. Entlang einer tektonischen Schwächezone um Santorini entstanden anschließend viele kleinere Vulkane, deren Überreste heute noch unter Wasser und auf Santorini selbst zu sehen sind. So zeigt die Studie erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen Tektonik, Hangrutschungen und Vulkanismus auf, die sich auf komplexe Weise wechselseitig beeinflussen.

Foto: UHH/ J. Preine

Wetter und Klima jetzt dreidimensional

25. April 2022 - 0:00

Wie wird das Wetter morgen, wie das Klima in 20 Jahren? Das errechnen heute komplexe Computermodelle, die als Ergebnis lange Zahlenkolonnen ausspucken. Anschließend müssen die riesigen Datenmengen oft noch als Grafik oder Karte aufbereitet werden, um sie zu deuten – bisher meistens zweidimensional, in 2D. Doch wie wäre es, wenn ich die Atmosphäre unmittelbar und in 3D untersuchen könnte?

Holt mit Informatik mehr aus meteorologischen Daten raus: Dr. Mark Rautenhaus ©privat.

Das habe ich mich in meiner Zeit als Meteorologe in München oft gefragt. Dort war ich an der Planung von Forschungsflügen beteiligt. Meine Aufgabe war es, diejenige Route zu finden, auf der bestimmte interessante Wetterphänomene mit hoher Wahrscheinlichkeit auftreten. Dafür mussten oft in kurzer Zeit verlässliche Prognosen für den anstehenden Flug erstellt werden: Wo tauchen die gesuchten Wolken auf? In welche Richtung werden die Rauchschwaden von Waldbränden ziehen? Solche dreidimensionalen Prozesse musste ich dabei mühsam und zeitaufwendig aus 2D-Karten rekonstruieren.

Andere Bereiche sind hier schon viel weiter. In Computerspielen etwa kann ich Welten durchschreiten, während sich die virtuelle Umgebung direkt an meine Bewegungen anpasst. Ließe sich dies nicht auf wissenschaftliche Daten übertragen? Die Schnittstelle zwischen Meteorologie und Informatik hatte mich schon lange fasziniert. So begann ich mit Grafik-Hardware aus dem Spielebereich zu experimentieren, um meteorologische Daten in einer 3D-Umgebung sichtbar zu machen. Ich programmierte eine Software, mit der ich diese Daten interaktiv darstellen konnte. Am CEN, dem Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit der Universität Hamburg, entwickle ich das Tool zurzeit weiter.

Durch die Rechenleistung der Grafikkarten wird die Darstellung schnell und flüssig, so dass ich Wetterphänomene direkt untersuchen kann. Ich kann horizontal und vertikal durch die Atmosphäre scrollen und sehe die Ereignisse darin ganz unmittelbar dreidimensional. Interessante oder neue Phänomene erkenne ich so intuitiv, ohne lange nach ihnen suchen zu müssen.

Das ist ein wichtiger Schritt für die Forschung, denn durch eine interaktive 3D-Darstellung werden auch verborgene Prozesse sichtbar. Bisher werden Prognose-Daten noch standardmäßig mittels 2D-Karten untersucht. Nur wenn ein Teil der Daten besonders interessant ist, wird in einigen Fällen ein aufwändiges 3D-Bild oder eine 3D-Animation erstellt, um die Abläufe in der Atmosphäre dort besser zu verstehen. Solch eine Darstellung steht also jeweils erst am Ende einer Analyse. Mit der neuen Software – ich nenne sie Met.3D – lassen sich dagegen alle Daten sofort dreidimensional erforschen.

Begrenzt wird die Anwendung dabei von der Menge der Daten, die in den Grafikspeicher passen. Deshalb arbeitet unser Team zurzeit daran, die Datenmenge weiter zu reduzieren. Das gelingt zum Beispiel, indem das Programm bestimmte Strukturen der Atmosphäre wie Kalt- oder Warmfronten automatisiert erkennt. Wollen wir also zum Beispiel Kaltfronten untersuchen, scannen wir die Daten zuvor auf dieses Merkmal, filtern die Treffer heraus und müssen anschließend nur noch diese Daten in den Grafikspeicher überführen.   

In Zukunft möchte ich erforschen, welchen Mehrwert das Programm für die Lehre bietet. Ich bin überzeugt, dass Studierende die Prozesse in der Atmosphäre viel besser verstehen, wenn sie die Zusammenhänge in 3D selbst untersuchen können.

Foto: Met.3D

Der Ukraine-Krieg und die planetaren Grenzen

13. April 2022 - 0:00

Selten waren Jahrestage so brandaktuell. Am 2. März jährte sich zum 50. Mal die Vorstellung des Berichts an den Club of Rome „Die Grenzen des Wachstums“ von 1972. Mit damals noch einfachen Modellen und raumfüllenden Computern wurden die zukünftigen Folgen des Wachstums der Menschheit simuliert. In einigen Szenarien kam es zu einem Zusammenbruch von natürlichen Ressourcen, Weltwirtschaft und Weltbevölkerung, in anderen konnte dies durch Begrenzung des Wachstums und technische Lösungen für Umweltschutz und effizientere Ressourcennutzung vermieden werden.

15 Jahre später formulierte die Brundtland-Kommission Prinzipien einer nachhaltigen Entwicklung. Unmittelbar nachdem Michail Gorbatschow (der am 2. März dieses Jahres seinen 91. Geburtstag feierte) mit neuem Denken das Ende des Kalten Krieges eingeläutet hatte, hofften viele auf eine Friedensdividende, die auch dem Umweltschutz zugute kommen würde. Vor 30 Jahren wiederum wurden auf der Rio-Konferenz für Umwelt und Entwicklung im Juni 1992 Abkommen für den Schutz des Klimas, der Artenvielfalt und der Wüsten vereinbart, und die Agenda 21 formulierte Leitlinien für nachhaltige Entwicklung. Damals noch ausgeblendet wurde die Friedensfrage, entgegen der Absicht der UN-Abrüstungsabteilung, die für Rio einen Bericht zur Umwidmung militärischer Ressourcen für den Umweltschutz ausgearbeitet hatte.1 Immerhin wurde eine Reihe von Konferenzen zur Rüstungskonversion in Dortmund, Moskau und Hongkong in Gang gesetzt.

Obwohl seitdem die Umweltdebatte auf der Tagesordnung steht, ist es bisher nicht gelungen, die Expansion der Menschheit in der vollen Welt des Anthropozäns nachhaltig in den natürlichen Rahmen einzubetten. So stößt die „große Beschleunigung“ menschlicher Entwicklung auf planetare Grenzen, was zu Widerständen und Kosten, Risiken und Instabilitäten, Spannungen und Krisen führt. Wie das Erreichen von Wachstumsgrenzen konkret aussehen könnte, war 1972 noch nicht absehbar; in den Modellen kamen weder der Klimawandel vor noch Gewaltkonflikte. Für beide lieferte der Jahresanfang 2022 erschreckendes Anschauungsmaterial.

Wie dramatisch die Folgen des Klimawandels werden können, zeigte am 28. Februar 2022 der Weltklimarat (IPCC) mit dem zweiten Teil sechsten Sachstandsberichts. Der Bericht ließ keinen Zweifel daran, was die ungebremste Aufheizung unseres Planeten bedeutet: „Die Folgen und Risiken des Klimawandels werden immer komplexer und schwieriger zu bewältigen. Vielfältige Klimagefahren werden gleichzeitig auftreten, und vielfältige klimatische und nicht-klimatische Risiken werden wechselwirken, was zu zusammengesetzten Gesamtrisiken und Risikokaskaden über Sektoren und Regionen hinweg führt.“2

Wenn die mittlere globale Temperatur gegenüber dem vor-industriellen Niveau über die im Pariser Klimavertrag vereinbarte Marke von 1,5 Grad ansteigt – was vermutlich im nächsten Jahrzehnt passieren wird –, würden Kipppunkte und Dominoeffekte im Klimasystem wahrscheinlicher. Ohne gemeinsame und rasche globale Maßnahmen werde sich das Zeitfenster für eine lebenswerte Zukunft schnell schließen. Die Hälfte der Menschheit sei gefährdet, die entfesselte Gewalt der Natur ist vielfach erkennbar, von den Überschwemmungen in der Eifel und den Waldbränden im Mittelmeerraum 2021 bis zu den Fluten in Australien in diesem Jahr.

In Zukunft dürften auch jene Teile der Menschheit im globalen Norden, die am meisten zu den Emissionen beigetragen haben und am besten geschützt sind, von den Folgen der beschleunigten Erwärmung nicht verschont bleiben, ob nun direkt durch Hitzewellen, Megafluten und Infektionskrankheiten oder indirekt durch klima-induzierte Wirtschaftskrisen, Gewaltkonflikte und Flüchtlingsbewegungen. Trotz aller wissenschaftlichen Warnungen ist eine weltweite Trendumkehr zur Stabilisierung des Klimas bislang nicht in Sicht. Dabei gibt es praktisch keine Alternative zur Halbierung der klimaschädlichen Emissionen bis 2030 und der Klimaneutralität bis 2050, um die klimapolitischen Sicherheitslimits einhalten zu können.3

Doch kann mit den beim jüngsten Klimagipfel in Glasgow 2021 vorgelegten nationalen Selbstverpflichtungen aller Staaten bestenfalls eine Begrenzung der Erderwärmung auf 2,1 Grad erreicht werden. Weltweit werden für das Erreichen der Klimaziele jährlich hunderte Milliarden Euro an Investitionen eingesetzt. Die Industrieländer hatten sich bereits 2009 das Ziel gesetzt, ab 2020 jährlich 100 Mrd. US-Dollar aus öffentlichen und privaten Quellen für Klimaschutz und Anpassung in Entwicklungsländern zu mobilisieren – halten ihre Zusagen bislang aber nur teilweise ein.

Der deutsche Beitrag zur internationalen Klimafinanzierung lag 2020 bei 5,1 Mrd. Euro, doch das Klimapaket der letzten Bundesregierung unter Angela Merkel blieb deutlich hinter den Erfordernissen zurück. Auch vom Corona-Konjunkturprogramm für die Erholung der Wirtschaft nach der Pandemie wurden bislang erst wenige Prozent der verfügbaren Mittel für Klimaschutz verwendet. Statt durch „grünes“ Wachstum aus der Krise zu kommen, wurden eher die alten Strukturen gestützt. Sanken aufgrund des Lockdowns die Emissionen 2020 um rund sieben Prozent, sind sie nun praktisch wieder auf dem alten Niveau. Die Chancen wurden nicht genutzt, wertvolle Zeit ging verloren.

Fossil-nukleare Risiken im Ukraine-Krieg

In dieser kritischen Lage für die Zukunft des Planeten wird die Welt Zeugin eines Krieges, der die Koordinaten der internationalen Politik in Richtung offener Konfrontation verschiebt und enorme Mittel bindet, die somit für kooperative Lösungen des Klimawandels und anderer globaler Probleme nicht zur Verfügung stehen. Die Vorstellung des Klimaberichts ging fast unter im Kriegsgetöse des russischen Angriffs auf die Ukraine, ebenso die Brandrede von UN-Generalsekretär António Guterres, der die Versäumnisse beim Kampf gegen den Klimawandel als „kriminell“ anprangerte.

Das Diktat der gegenwärtigen Katastrophe lässt die zukünftige verblassen. Das Hier und Heute beansprucht die öffentliche Aufmerksamkeit und schränkt durch einen permanenten Krisenmodus die Spielräume politischen Handelns zur globalen Zukunftsgestaltung ein. Wieder einmal zeigt sich, dass die präventive Vermeidung von Katastrophen und Konflikten günstiger ist als ihre nachträgliche Bekämpfung.

Dies trifft auch die neue Bundesregierung, die mit dem Primat der Klimapolitik angetreten ist und dem Primat der Kriegseskalation unterworfen wurde. Unversehens konvertierte Bundeskanzler Olaf Scholz zum Kriegskanzler und stellte am 27. Februar im Bundestag für eine „Zeitenwende“ 100 Mrd. Euro Sondervermögen für die Bundeswehr bereit, ganz im Sinne der Bazooka-Politik in der Corona-Pandemie. Kurz darauf wollten sich auch Finanzminister Christian Lindner und Wirtschaftsminister Robert Habeck nicht lumpen lassen und einigten sich Anfang März darauf, bis 2026 rund 200 Mrd. Euro in den Klimaschutz zu investieren, auch um von russischen Öl- und Gasimporten unabhängiger werden, gerade angesichts des Krieges in der Ukraine.4

Beide Entscheidungen hängen zusammen, denn sowohl der Ukraine-Krieg als auch die Klimakrise sind in vielfacher Weise mit den Problemen des fossil-nuklearen Zeitalters verbunden. Dieses war schon lange gekennzeichnet durch Krisen und Konflikte um Kohle, Öl, Erdgas und Kernenergie. In vielerlei Hinsicht treibt die Invasion der Ukraine diese Krisen auf die Spitze und rückt die Klima- und Energiepolitik in den Blickpunkt des Kriegsgeschehens. Denn der Krieg zeigt die Schwächen dieser Politik ebenso auf wie er ihre Dringlichkeit unterstreicht, zugleich aber untergräbt er nachhaltige Lösungen durch Umwidmung von Finanzmitteln und Ressourcen, Verschiebung der öffentlichen Aufmerksamkeit, Destabilisierung von Märkten, Beeinträchtigung von Kooperation, geopolitische Konflikte, Zerstörung von Natur und Gesellschaft durch Rüstung und Krieg.

Der Krieg zeigt in dramatischer Weise frühere Fehler und Versäumnisse auf, die zur aktuellen Energiekrise geführt haben. Dazu beigetragen haben hunderte von Milliarden Euro an Subventionen für fossile Brennstoffe, die die Abhängigkeit verstärkt und den Übergang in eine klimaschonende Zukunft gebremst haben. Das fossil-nukleare Energiesystem hat immer wieder gesellschaftliche und internationale Konflikte provoziert.

Auch im 21. Jahrhundert sind Kohle, Öl, Erdgas und Kernenergie ein Motor für die Verflechtung von Wachstum, Macht und Gewalt, aber auch für Kooperation und gegenseitige Abhängigkeiten. Die Nordstream-Pipelines zwischen Russland und Deutschland stehen für diese Ambivalenz der Energieinfrastruktur, die in Friedenszeiten als Handelsprojekt und Schmiermittel der Volkswirtschaft dient, in Kriegszeiten jedoch zum Kampfmittel und Konfliktziel wird, gar zum Treibstoff und Finanzinstrument für die Kriegsmaschinerie.

Dies trifft gerade auch Deutschlands Energieversorgung, die in erheblichem Maße von den fossilen Energiequellen Russlands abhängt, bei Steinkohle zu rund 50 Prozent, bei Öl zu 35 Prozent und bei Erdgas zu 55 Prozent. Von den Ausgaben, die Deutschland pro Jahr für fossile Energien zahlt, fließt ein erheblicher Anteil auch in Russlands Militärausgaben, die sich mit den Einnahmen aus dem Rohölexport etwa die Waage halten.5

Russland als weltweit drittgrößten Ölproduzenten zu ersetzen, stellt die Energieversorgung vor große Herausforderungen. Schon vor Kriegsbeginn waren die Preise von Öl und Gas hoch, da die Industriestaaten nach dem Corona-Einbruch weltweit ihre Wirtschaft hochfuhren und große Mengen an fossiler Energie nachgefragt wurden. Wegen der Sorge vor den Auswirkungen des Ukraine-Krieges auf die weltweite Versorgung stiegen die Energiepreise ungebremst weiter und erreichten immer neue Höchststände, genährt durch die Sanktionen und den Rückzug von Ölkonzernen aus dem Russland-Geschäft, aber auch durch Spekulationen auf eine erwartete Verknappung.

Hektisch wurden Maßnahmen diskutiert, um die Abhängigkeit von Russland zu beenden: die Aktivierung von Öl- und Gasreserven, Speicher mit Flüssiggas aus USA und Katar, Importe aus den bislang sanktionierten Ländern Venezuela und Iran. Zur Stabilisierung gab die Internationale Energieagentur (IEA) Anfang März 60 Mio. Barrel Rohöl frei, die Hälfte davon aus den USA. Dies sind vier Prozent der Ölreserven der 31 IEA-Länder (inklusive Russland), mit denen ein Ausfall der russischen Öllieferungen für ungefähr 13 Tage abgedeckt und der Preisanstieg kurzfristig abgefedert werden kann.

Anfang März war erst ein kleiner Teil der russischen Öl- und Gasexporte von Sanktionen betroffen, auch weil sich einige Länder nicht am Boykott beteiligen. Vor diesem Hintergrund wurde in Deutschland ein vollständiger Einfuhrstopp fossiler Energie aus Russland zum Streitfall. Anders als die USA, die nur in geringem Umfang von russischen Öl- und Gaslieferungen abhängen, argumentierten Bundesregierung und Wirtschaft, diese Sanktion könne wegen der hohen Abhängigkeit der Energieversorgung Europas derzeit nicht verhängt werden. Es drohe eine Destabilisierung durch den Zusammenbruch der Energieversorgung, verbunden mit einer Preisexplosion, Versorgungschaos und sozialen Verwerfungen.

Demgegenüber kommen wissenschaftliche Studien zu dem Ergebnis, die deutsche Wirtschaft könne ein Energieembargo verkraften, während es die russische Wirtschaft hart treffe.6 Zeitweilig wurde hierzulande sogar erwogen, den Ausstieg aus der Kernenergie durch Laufzeitverlängerungen der deutschen Atomkraftwerke zu verschieben. Die Debatte darüber verflog jedoch mit den russischen Angriffen auf die Nuklearanlagen in Tschernobyl und andere AKWs in der Ukraine, wodurch das militärische Katastrophenpotential der Kernenergie in den Blickpunkt rückte.

Hinzu kam der unbelegte Vorwurf Russlands gegenüber der Ukraine, Nuklearmaterial für militärische Zwecke abzuzweigen sowie die unverhohlene Drohung Putins mit einem Atomwaffeneinsatz, der über den Nuklearen Winter die Gefahr einer Destabilisierung des Weltklimas und der Auslöschung der Menschheit in sich birgt.

Sicherheitsrisiken des Klimawandels und militärische Klimafolgen

Die langfristig wohl größten Sicherheitsrisiken und Konfliktpotentiale durch fossile Energien ergeben sich aus der Verflechtung der Klimakrise mit Rüstung und Militarisierung, die ihre Bewältigung erschweren. Während die Wissenschaft noch über die Konfliktrelevanz von Klimawandel oder Ressourcenknappheit diskutiert, werden die Folgen der Erderwärmung längst in geopolitische Strategien eingebunden.

Wenn weltweit Ökosysteme und lebenswichtige Ressourcen wie Wasser und Ozeane, Ackerland und Boden, Wälder und Artenvielfalt verlorengehen oder Wetterextreme die Lebensgrundlagen gefährden, stehen auch die menschliche Sicherheit und die gesellschaftliche Stabilität auf dem Spiel. Die Unsicherheiten durch Klimawandel sind regional unterschiedlich und verbinden sich mit anderen Stressfaktoren wie Armut, Hunger, Verfolgung, Gewalt und Flucht.

Dies zeigt sich in den Brennpunkten des Klimawandels wie im Mittelmeerraum und in der Sahelzone Afrikas, in großen Teilen Asiens und Lateinamerikas, aber früher oder später auch in Europa und Nordamerika, wenn deren Anpassungsfähigkeit ausgeschöpft ist. Ein Sonderfall ist die stark betroffene Arktis, in der durch die Erwärmung Konflikte um neue Zugänge zu fossilen Ressourcen, Landflächen und Transportrouten zwischen Nordamerika, Nordeuropa, Russland und China entstehen.

Da kooperative Lösungen möglich sind, ist eine Gewalteskalation kein Automatismus, das hängt aber vom globalpolitischen Umfeld ab. Wie der Arabische Frühling zeigt, können Wetterextreme und Ernteeinbußen in verschiedenen Teilen der Erde zusammen mit regionalen Missständen globale Verwerfungen mit sich bringen. Deutlich sichtbar wurde das am Syrienkonflikt, der über Terrorismus und die große Fluchtbewegung auch die europäische Stabilität beeinflusste.

Alle Versuche, die Sicherheitsrisiken des Klimawandels im UN-Sicherheitsrat zu thematisieren, scheiterten bislang an Russland, China und anderen G77-Staaten. Mit fortschreitender Klimakrise besteht die Gefahr einer Militarisierung der Klimapolitik. So sehen militärische Einrichtungen wie das Pentagon im Klimawandel einen Bedrohungs-Multiplikator, der die nationale und internationale Sicherheit gefährdet, militärische Operationen erschwert – oder erst erforderlich macht, vom Katastrophenschutz über die Konfliktbewältigung bis zur Durchsetzung von Ressourceninteressen und Machtansprüchen in einer vom Klimachaos bestimmten Welt.

Dies könnte eine Abwärtsspirale von Klimarisiken und Konfliktrisiken auslösen. Militär und Rüstung sind nicht nur für Menschen gefährlich, sondern auch für die Natur. Oft genug wurde die Umwelt Opfer einer Kriegsführung der verbrannten Erde oder für kriegerische Zwecke manipuliert und eingesetzt, bis hin zu Ökoziden.7 Bewaffnete Konflikte verbrauchen und belasten natürliche Ressourcen (Luft, Wasser, Boden, Land, Wälder und Ozeane), schädigen damit verbundene Infrastrukturen und Dienstleistungen (Energie, Nahrung, Gesundheit, Abwasser, Müllabfuhr) und haben negative Auswirkungen auf den Erhalt von Ökosystemen.

Große Landstriche wurden verwüstet durch den Giftgaskrieg des Ersten Weltkrieges, die Zerstörungen des Zweiten Weltkrieges und vielfältige Umweltbelastungen des Kalten Krieges, vom großflächigen Einsatz von Herbiziden wie Agent Orange durch die USA im Vietnamkrieg bis zum nuklearen Wettrüsten.

Allein die Beseitigung der gefährlichen Hinterlassenschaften kostet bis heute hunderte Milliarden Dollar. Hohe Militärausgaben gehen auf Kosten von Umweltschutz und nachhaltiger Ressourcennutzung, der Bewahrung der Biodiversität und der Verringerung von Schadstoffen. Der Golfkrieg von 1991 brachte Umweltschäden durch die Ölbrände in Kuwait und die Freisetzung von Öl im Persischen Golf. In einer engeren und volleren Welt wird die hohe Ressourcenintensität und Umweltbelastung durch Aufrüstung, Krieg und Militär zum existenziellen Problem.

Armeen gehören zu den größten Verbrauchern von Energie und anderen Ressourcen und setzen erhebliche Umweltschadstoffe frei.8 Treibstoffe und giftige Chemikalien aus militärischen Aktivitäten können lange in der Umwelt bleiben. Zudem finanzieren sich bewaffnete Konflikte über die Ausbeutung wertvoller Ressourcen, von Wäldern bis zu Rohstoffen. Militärische Interventionen oder Stationierungen wiederum dienen oftmals der Sicherung der Öl- und Energieversorgung, von Tankerrouten bis zu Pipelines. Wären die US-Streitkräfte ein Nationalstaat, rangierten sie unter den 50 größten Emittenten von Treibhausgasen.

Noch offen ist, wie stark der Krieg in der Ukraine die Umwelt belasten wird, etwa durch chemische und radioaktive Stoffe oder die Überschwemmung von Gebieten. Schon jetzt lässt sich sagen, dass in diesem wie auch in anderen Gewaltkonflikten große Mengen fossiler Brennstoffe und Treibhausgase freigesetzt werden, durch den Betrieb militärischer Systeme, die  Aufrüstung vor und nach dem Krieg und die Zerstörung der Infrastruktur, die wieder aufgebaut werden muss.

Zeitenwende für Aufrüstung und Unsicherheit?

Die schwerwiegendsten Folgen des Ukraine-Krieges für Umwelt- und Klimaschutz dürften in dem Aufrüstungskurs liegen, der die Welt in schwierigen Zeiten trifft. Hierzu gehören neben der Klima- und Umweltkrise ein Höchststand von Gewaltkonflikten seit 1945 und eine Verdopplung der Zahl von Flüchtlingen und Vertriebenen im vergangenen Jahrzehnt. Die Militärausgaben waren schon vor dem Krieg weltweit stark gestiegen und lagen 2020 mit rund zwei Billionen Dollar fast doppelt so hoch wie der niedrigste Wert nach Ende des Kalten Krieges.

Bei weitem den größten Anteil hatten die Nato-Staaten, die vor dem Krieg rund 16 Mal so viel für Rüstung ausgaben wie Russland. Nachdem Deutschland seinen Militäretat in den vergangenen Jahren bereits um fast die Hälfte auf knapp 50 Milliarden Euro erhöht hatte, wird nun zusätzlich die doppelte Summe bereitgestellt. Auch bei einer Verteilung auf mehrere Jahre könnte das Zwei-Prozent-Ziel der Nato damit überschritten werden.

Doch konnten diese Zuwächse vor dem Ukraine-Krieg weder Sicherheit garantieren noch Putins Angriff verhindern, vielleicht haben sie diesen eher noch angestachelt. Fraglich ist, ob die zuvor schon anvisierte Zeitenwende9 zur Bewältigung der zukünftigen Herausforderungen für die planetare Sicherheit taugt oder vielmehr Bedrohungsspiralen multipliziert. Im zweiten Fall dürften geopolitische Konflikte und Strategien zur Rechtfertigung von gewaltsamer Expansion dominieren, ganz im Sinne des früheren US-Sicherheitsberaters Zbigniew Brzezinski, der 1997 den eurasischen Raum zum Schachbrett für westliche Machtprojektionen erklärt hatte.10

Jedenfalls hat dieser Krieg jetzt schon die schlimmsten Szenarien übertroffen: zerstörte Städte mit zahlreichen Toten und Verwundeten, Millionen Flüchtlinge, Vorwürfe von Genozid, Angriffe auf Nuklearanlagen, Eskalationsspiralen an der Schwelle zum Weltkrieg oder gar Atomkrieg, ein Wirtschaftskrieg unter Einsatz härtesteter Sanktionen, ein rasanter Anstieg von Lebensmittel- und Energiepreisen wie auch von Rüstungsausgaben. Ausfälle in Lieferketten, Energieversorgung und Nahrungsmittelproduktion treffen eine durch die Corona-Pandemie gebeutelte und von der Inflation geschwächte Weltwirtschaft, worunter die verwundbarsten Schichten am stärksten leiden.

So wird der Ukraine-Krieg zum Multiplikator einer Mehrfachkrise, in der die Konfliktakteure schlafwandlerisch Öl ins Feuer gießen und die Eskalation vorantreiben, mit unabsehbaren Kipppunkten, Risikokaskaden und Kettenreaktionen: Die Lage erinnert an die Umbrüche vor hundert Jahren, mit Erstem Weltkrieg, Spanischer Grippe, Weltwirtschaftskrise und Faschismus, der zum Zweiten Weltkrieg führte. Wir erleben eine Welt im Umbruch, in der sich entscheidet, ob das alte System des fossilen Kapitalismus die Welt in eine Katastrophe stürzt oder ob sich intelligentere Alternativen durchsetzen. Allerdings könnte das globale System durch Verstärkereffekte auch in eine positive Richtung kippen und Transformationsprozesse anstoßen, Widerstandskräfte gegen Krisen stärken und eine nachhaltige Transformation ermöglichen.11

Zeitenwende für Klimaschutz und nachhaltigen Frieden!

Der Ukraine-Krieg und die Klimakrise bestätigen einmal mehr die Konfliktträchtigkeit fossil-nuklearer Energieträger. Daher wächst die Dringlichkeit, sie durch eine Energiewende zu ersetzen. Es ergibt also wenig Sinn, die aktuelle Bewältigung der Kriegsfolgen auszuspielen gegen die langfristige Bewältigung der Klimakrise. Um Frieden und Klimaschutz zu erreichen, müssen die bekannten strukturellen Maßnahmen einer sozial-ökologischen Transformation konsequent umgesetzt werden.

Hierzu gehören die Energie-, Agrar- und Verkehrswende, mit Energieeinsparung und Effizienzverbesserung, erneuerbaren Energiequellen und Dekarbonisierung, Strom und Wasserstoff als Energieträgern, einer Kreislaufwirtschaft sowie naturnahen Lösungen. Entsprechend forderten Prominente in einem offenen Brief Anfang März von der Bundesregierung, nicht nur ein Embargo auf fossile Brennstoffe aus Russland zu verhängen und einkommensschwache Haushalte vor den möglichen Folgen zu schützen, sondern zugleich auch konsequent auf Erneuerbare Energien, Energieeffizienz und Verkehrswende zu setzen.12

Ob Deutschland nun möglichst schnell „Freiheitsenergien“ braucht, wie Finanzminister Christian Lindner meint, oder mehr „Friedensenergien“ mag eine rhetorische Frage sein, solange beide kompatibel sind. Jedenfalls sollte die Transformation nicht unter dem Krieg leiden, sondern so beschleunigt werden, dass sie die Wende wirksam und schnell umsetzt, nachhaltige Energiesicherheit schafft und zur dauerhaften Friedenssicherung beiträgt.

Dies braucht Produktionskapazitäten, Materialien, Rohstoffe und Fachkräfte, deren Bereitstellung Zeit kostet. Damit Deutschland wieder zum Vorreiter der Energiewende werden kann, ist eine Kraftanstrengung von Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft erforderlich. Wichtig ist dabei, Energiekonflikte ebenso zu vermeiden wie riskante Abhängigkeiten von strategischen Rohstoffen und Konfliktmineralien. Das wäre die richtige Antwort auf die Warnungen des Weltklimarats wie auf den Ukraine-Krieg, dessen Schockwirkungen zum Turbo für die überfällige Wende werden könnten. Statt einer „Zeitenwende“ für Rüstung und Krieg braucht Europa eine Zeitenwende für nachhaltigen Klimaschutz und eine friedliche Energiewende innerhalb planetarer Grenzen.

Foto: Unsplash/E.Mozhvilo

Weltklimabericht: Klimaschutz rechnet sich

4. April 2022 - 0:00
Heute wird der dritte und letzte Teil des 6. Weltklimaberichtes veröffentlicht. Hermann Held, Professor für Nachhaltigkeit und Globalen Wandel an der Universität Hamburg, ist Mitglied im internationalen Team der begutachtenden Herausgeber:innen und beantwortet unsere Fragen.

Foto: Unsplash/ Nicholas Doherty

„Ob Putin irrational ist, ist eine Frage der Perspektive“

30. März 2022 - 0:00
Informationen für die Öffentlichkeit, Zeichen der Solidarität oder direkte Hilfe für Betroffene: Viele Einrichtungen und Mitarbeitende der Universität Hamburg beschäftigen sich aktuell mit dem Krieg in der Ukraine und dessen Folgen. Wir zeigen in unsere Serie einige Beispiele. Teil 2: Prof. Dr. Ursula Schröder, wissenschaftliche Direktorin des Instituts für Friedensforschung und Sicherheitspolitik an der Universität Hamburg.

Foto: IFSH

Klimaforschung tourt durch deutsche Flüsse

28. März 2022 - 0:00

Die MS Wissenschaft geht wieder auf Tour: Am 3. Mai 2022 startet das Ausstellungsschiff in Berlin seine Reise. An Bord hat das 100 Meter lange Frachtschiff eine interaktive Ausstellung, die sich den Prozessen und Methoden von Wissenschaft nähert. Mit dabei: das ZOOM-Klimasystem-Spiel der Hamburger Klimaforscherinnen vom CEN. Bis Mitte September steuert das Schiff 30 Städte in Deutschland an. Der Eintritt ist frei.  

Im Bauch des umgebauten Frachtschiffs nehmen interaktive Exponate Besucher:innen mit auf eine Expedition in die Arktis, zeigen, wie Zukunft erforscht werden kann, und ermöglichen es, den Einfluss von Waldrodungen oder Vulkanausbrüchen auf das Klima zu simulieren. Die Ausstellung informiert auch darüber, wie Bürger:innen zur Wissenschaft beitragen können, indem sie sich etwa als Mückenfängerin oder Bakterienjäger an Citizen-Science-Projekten beteiligen. An mehreren Exponaten können die Gäste zudem selbst Fragen an die Wissenschaft stellen, die Fragen anderer diskutieren und miteinander ins Gespräch kommen.

Wie erforscht man das Universum, die Tiefsee oder gesellschaftlichen Zusammenhalt? Mit welchen Werkzeugen und Methoden sammeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihre Daten? Was motiviert sie, zu forschen? Das Wissenschaftsjahr 2022 – Nachgefragt! gibt Einblicke in den wissenschaftlichen Erkenntnisprozess. 

Die vielfältigen Ausstellungsstücke möchten neugierig auf Forschung machen. Zusätzlich gibt es in Städten entlang der Route wissenschaftliche Filmabende, Diskussionen und Workshops für Schulklassen. 

Die Tour 2022
Von Berlin aus fährt das Schiff nach Brandenburg, wo es unter anderem in Eberswalde und Oranienburg Halt macht. Anschließend geht es für weiter nach Sachsen-Anhalt, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, das Saarland und Baden-Württemberg, bevor die MS Wissenschaft im Herbst in Frankfurt am Main seine diesjährige Tour beenden wird. 

Das Schiff tourt im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Wissenschaft im Dialog (WiD) realisiert die Ausstellung mit Unterstützung der hinter WiD stehenden Wissenschaftsorganisationen. Die Exponate kommen direkt aus der Forschung und werden zur Verfügung gestellt von Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz-Gemeinschaft, Leibniz-Gemeinschaft, Max-Planck-Gesellschaft und DFG-geförderten Projekten, Hochschulen sowie weiteren Partnern. Die Ausstellung wird für Interessierte ab zwölf Jahren empfohlen.

Alle Stationen der Tour auf einen Blick: ms-wissenschaft.de/tour 

Foto: WiD/H. Witte

Wie viel Kohlenstoff Pflanzen und Tiere der Ostsee speichern

23. März 2022 - 0:00

Sie dämpfen den Treibhauseffekt der Erde und vollbringen eine enorme Leistung für das Klima: Die Meere. Dabei schlucken sie einen großen Teil der vom Menschen verursachten Kohlendioxid-Emissionen. Neben der chemischen Aufnahme gibt es einen biologisch angetriebenen Prozess. An dessen Anfang stehen kleinste Algen – das Phytoplankton. Sie nehmen Kohlendioxid (CO2) auf und bauen den darin enthaltenen Kohlenstoff in ihren Organismus ein. Von dort gelangt der Kohlenstoff in die Nahrungskette und ist somit auch in größeren Meerestieren wie Walen, Haien und anderen Fischen gespeichert. Sterben Organismen ab, sinken diese zum Meeresgrund und werden zersetzt. Der Kohlenstoff gelangt teilweise wieder ins Wasser. Zunehmend greift jedoch der Mensch in die Natur ein und stört diesen Kreislauf.

Maike Scheffold promoviert im Bereich biologische Ozeanographie und ist Mitglied im CEN.

Am Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg erforsche ich die organischen Kohlenstoffspeicher. Mich interessiert vor allem, wie viel Kohlenstoff die großen Meerestiere enthalten. Dies habe ich in einem kleinen, abgegrenzten Meer untersucht – in der Ostsee. Zuerst ermittelte ich, wieviel organischer Kohlenstoff dort insgesamt vorhanden ist. Dafür definierte ich 18 Speicher. Von Sedimenten, über Algen, bis zu den Lebewesen am Meeresgrund. Auch Dorsche, Robben und Schweinswale habe ich untersucht.

Zunächst trug ich alle verfügbaren Messdaten zusammen. Solche Daten liegen bei Behörden oder sind in wissenschaftlichen Studien enthalten. Anschließend sortierte ich die Werte und übertrug sie in vergleichbare Formate. Um Datenlücken zu schließen, musste ich an vielen Stellen interpolieren – das heißt, Zwischenwerte ermitteln. Beispielweise lagen mir Messdaten zu Plankton aus unterschiedlichen Wassertiefen und Jahreszeiten vor. Dafür nutzte ich ein statistisches Programm. Mit diesem konnte ich die Daten auch auswerten. Aus den riesigen Datenmengen berechnete ich so für jeden der 18 Speicher die jeweilige Menge an Kohlenstoff.

Meine Ergebnisse zeigen, dass die Ostsee durchschnittlich ein Kilogramm organischen Kohlenstoff pro Quadratmeter enthält. Knapp 99 Prozent davon speichert die unbelebte Materie – vor allem die Sedimente am Meeresgrund. Darin sind pro Quadratmeter 830 Gramm Kohlenstoff bis in eine Tiefe von zehn Zentimetern enthalten. Die Meereslebewesen hingegen speichern nur 1,2 Prozent – das sind etwa 12 Gramm pro Quadratmeter. Davon bilden die am Meeresgrund lebenden Tiere insgesamt mit vier Gramm den größten Speicher. Je höher die Lebewesen in der Nahrungskette stehen, desto geringer ist ihr Anteil am Gesamtgehalt des organischen Kohlenstoffs. Zwar enthält ein 65 Kilogramm schwerer Schweinswal etwa 12 Kilogramm Kohlenstoff, insgesamt gibt es jedoch sehr wenige und sie schlagen gemittelt nur mit einem halben Milligramm Kohlenstoff pro Quadratmeter zu Buche. Heringe kommen immerhin auf etwa ein Gramm.

Obwohl sie vergleichsweise wenig Kohlenstoff speichern, tragen Meerestiere doch zu dessen Kreislauf bei. Sie verteilen beispielweise Nährstoffe im Wasser und düngen so indirekt das Phytoplankton, das für viele Lebewesen Nahrungsgrundlage und ein wichtiger Kohlenstoffspeicher ist.

Fische und Meeressäuger spielen also eine bedeutende Rolle im Gesamtsystem der Meere und des Klimas. Deshalb ist es wichtig, deren Bestände mit einer nachhaltig orientierten Fischereipolitik und zusammenhängenden Meeresschutzgebieten zu bewahren.

Foto: mathiasatgenion

Drastische Erwärmung in der Arktis: Feldkampagne HALO-(AC)3 untersucht beunruhigendes Phänomen

18. März 2022 - 0:00

Mitte März 2022 beginnt die großangelegte, internationale Forschungskampagne HALO-(AC)3 zur Untersuchung der Änderung von Luftmassen in der Arktis. Drei deutsche Forschungsflugzeuge werden eingesetzt, Wissenschaftler aus Großbritannien und aus Frankreich werden bei gemeinsamen Flügen mit zwei weiteren Flugzeugen ebenfalls beteiligt sein. Dabei liegt besonderes Augenmerk auf nordwärts gerichtete Warmlufteinschübe in die zentrale Arktis sowie Kaltluftausbrüche aus der Arktis in Richtung Süden. Ziel der Messungen ist die Untersuchung der Prozesse, die zum in den letzten Jahrzehnten beobachteten überdurchschnittlichen Temperaturanstieg in der Arktis führen. Dieser ist mit zwei bis drei Grad Celsius in den letzten 50 Jahren viel stärker als die Erwärmung in anderen Regionen der Erde. Dieses Phänomen wird als „arktische Verstärkung“ bezeichnet. Die Temperaturerhöhung wirkt sich nicht nur auf das regionale Klimasystem der Arktis aus. Auch das heimische Wetter in den mittleren Breiten kann durch den Temperaturanstieg in der Arktis beeinflusst werden. Die HALO-(AC)3-Kampagne wird dazu beitragen, die Prozesse hinter den derzeit ablaufenden drastischen Klimaveränderungen in der Arktis besser zu verstehen. Bereits während der ersten Messflüge seit dem 12. März 2022 gab es einen massiven Warmlufteinschub in die Arktis. Bei diesem Ereignis wurden mehrere ungewöhnliche Phänomene wie starker Regen über dem Meereis und massive Wolken, die fast so hoch wie in den Tropen reichen, beobachtet. Mit der heutigen Ankunft weiterer Forschungsflugzeuge starten am 19. März 2022 die geplanten, koordinierten Messflüge, um die Komplexität dieser Ereignisse besser zu verstehen.

Foto: YouTube/HALO-(AC)³

„Es gibt mehr Viren im Meer als Sterne im Universum“

14. März 2022 - 0:00
Gemeinsam mit einer Kollegin vom Helmholtz-Zentrum Hereon erforscht die Meeresbiologin Dr. Luisa Listmann von der Universität Hamburg Plankton: die Basis der Nahrungsketten in den Weltmeeren. Solche kooperativen Projekte von Forschungseinrichtungen in der Metropolregion Hamburg zu fördern, ist Ziel der Forschungsförderung aus dem sogenannten Seed Fund.

Foto: privat

CO2-Preis schafft Klimaschutz und mehr Energieunabhängigkeit

9. März 2022 - 0:00

Die Verteuerung von CO2-Emissionen – sei es durch eine Steuer oder einen Emissionshandel, gilt als zentrales politisches Instrument beim Klimaschutz. Sie soll dabei helfen, den Ausstoß des Treibhausgases zu reduzieren und Klimaschäden zu vermeiden – und hat weitere positive Nebeneffekte. Der Umweltökonom Prof. Moritz Drupp vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) untersucht, welcher CO2-Preis angemessen ist und hat dazu mit seinen Koautoren eine weltweite Experten-Befragung durchgeführt.

 

Professor Moritz Drupp ist Umweltökonom am Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) ©UHH/Ohme.

Herr Drupp, der Krieg in der Ukraine erschüttert uns und hat auch viele Auswirkungen auf langfristige Bemühungen. Was heißt das für das Klima?
Leider betrifft dies nicht zuletzt auch den Klimaschutz, auch wenn das natürlich aktuell angesichts des Leids der Menschen in den Hintergrund tritt. Dennoch müssen wir weiter für unsere Ziele arbeiten und die Klimakrise in den Griff bekommen. Ein konsequenter CO2-Preis hilft uns dabei, dass wir schneller klimaneutral werden und uns gleichzeitig frei machen von der Abhängigkeit autokratischer Regime. Der Krieg macht die Rechnung unter anderem für Autofahrer immer teurer, weil der Ölpreis steigt. Der zentrale Unterschied liegt allerdings darin, dass die staatlichen Einnahmen aus der CO2-Bepreisung wieder an die Haushalte zurückgegeben werden können, während die aktuellen Preissteigerungen an Ölfirmen oder autokratische Regime verloren gehen und teilweise auch noch in die Kriegskasse fließen.

Seit Anfang des Jahres greifen Verbraucher in Deutschland bereits für Benzin und Diesel tiefer in die Tasche.
In Deutschland startete das nationale Emissionshandelssystem 2021 mit einem Festpreis von 25 Euro pro Tonne CO2. Seit Anfang 2022 sind 30 Euro je Tonne fällig – das sind pro Liter Benzin ungefähr sieben Cent Aufschlag. Im Europäischen Emissionshandel lag der Preis bereits bei zirka 100 Euro pro Tonne CO2. Das setzt wirksame Anreize, um Emissionen zu reduzieren.

Bis zur Einführung der Kohlenstoffpreise war es in Deutschland ein mühsamer Weg. Wie sieht es in anderen Ländern aus?
Ja, da gibt es viele Hindernisse. Einen Preis durchzusetzen, der die tatsächlichen sozialen Kosten von CO2-Emissionen widerspiegelt, bleibt eine große Herausforderung für die Politik. Dennoch haben bereits 45 Länder CO2-Preise eingeführt. Weitere wollen bald nachziehen. Die Preise sind dabei extrem unterschiedlich – von wenigen Cent bis hin zu mehr als 100 Euro pro Tonne CO2. Neben dem Preis variiert auch die Verwendung der Einnahmen: In Deutschland wird die EEG-Umlage reduziert oder in den öffentlichen Nahverkehr investiert. In Kanada oder der Schweiz werden diese zum großen Teil als „Klimadividende“ an die Bürger zurück verteilt. Die Einnahmen pro Kopf zurückzuerstatten, kann Entlastung schaffen, damit sich auch Menschen mit niedrigen Einkommen Grundbedürfnisse wie Heizen oder Mobilität leisten können.

Woher weiß man denn, welcher Preis angemessen und akzeptabel ist?
Klimaökonomen, wie der Nobelpreisträger Nordhaus, benutzen oft Rechenmodelle, um optimale CO2-Preise zu bestimmen. In solche Modelle fließen aber auch Werturteile mit ein, oder spezifische Sichtweisen der Modellierer. Ob die so bestimmten CO2-Preise also adäquat sind oder nicht, ist schwer zu beurteilen. Wir haben daher eine Expertenbefragung durchgeführt, um Empfehlungen für angemessene CO2-Preise auf eine breitere Basis zu stellen. Wir erhielten Antworten von mehr als 400 Expertinnen und Experten aus knapp 40 Ländern. Dabei ging es nicht nur um die Höhe der Preise, sondern auch um Fragen der Politikgestaltung.

Oft heißt es ja, dass sich auch die Experten nicht einig sind.
Die Empfehlungen gehen zwar teils weit auseinander, gleichzeitig zeigen unsere Ergebnisse aber auch, dass sich eine Mehrheit der Experten in wichtigen Punkten einigen kann. Zum Beispiel darüber, dass ein einheitlicher globaler Kohlenstoffpreis deutlich höher sein sollte als der derzeitige globale Durchschnittspreis, der vor kurzem auf drei Dollar pro Tonne CO2 geschätzt wurde. Mehr als 95 Prozent der Experten hielt einen globalen Kohlenstoffpreis von unter fünf Dollar bereits im Jahr 2020 für nicht akzeptabel. Eine Mehrheit kann sich auf bestimmte CO2-Preise einigen – sowohl kurzfristig als auch für das Jahr 2030. Und auch innerhalb der meisten Länder kann sich eine Mehrheit auf bestimmte Kohlenstoffpreise verständigen. Wird zusätzlich ein CO2-Grenzausgleich eingeführt, so dass heimischen Unternehmen international keine Wettbewerbsnachteile entstehen, ist die Einigkeit über nationale CO2-Preise sogar noch größer.

Empfehlen Experten diese Preise auch den eigenen Regierungen? Oder profitiert man lieber davon, dass die Nachbarn hohe Preise einführen und man selbst umso besser dasteht? 
Man würde denken, dass es hier viele Trittbrettfahrer gibt. Aber tatsächlich übersteigen die Empfehlungen auf der Ebene einzelner Länder im Durchschnitt sogar die globalen Preisempfehlungen. Es zeigt sich also vielmehr ein „Mitnehmen“ statt „Trittbrettfahren“. Viele Experten aus reicheren Ländern neigen wohl dazu, ihren eigenen Regierungen aus globalem Verantwortungsbewusstsein heraus höhere Kohlenstoffpreise zu empfehlen. Es kann aber auch am lokalen Zusatznutzen liegen: Werden CO2-Emissionen reduziert, verringert sich die Energieabhängigkeit von autokratischen Regimen und es verbessert sich auch die lokale Luftqualität, was wiederum positive Effekte für die Gesundheit bringt.

Doch insgesamt verhalten sie sich anders als erwartet?
Ja, das war für uns sehr überraschend, da das Trittbrettfahrer-Problem in der Fachliteratur seit langem als eines der größten Hindernisse beim Klimaschutz gilt. Unsere Ergebnisse bestätigen dies nicht und deuten auf andere Probleme hin, die es den Ländern erschweren, beim Klimaschutz voranzukommen, wie Wettbewerbsnachteile, Lobbyismus oder Verteilungsfragen.

Das scheint ein sehr deutliches Signal Richtung Klimapolitik zu sein.
Die Botschaft lautet, dass die Klimapolitik stärker die Lenkungswirkung der Kohlenstoffpreise nutzen sollte, um im Klimaschutz ehrgeizigere Ziele zu erreichen. Konkret stellen wir fest, dass die empfohlenen globalen Preise für das Jahr 2020 bei durchschnittlich 50 Dollar für eine Tonne CO2 lagen. Im Laufe der Zeit steigen die Empfehlungen dann auf knapp 100 Dollar im Jahr 2030 und auf über 200 Dollar für das Jahr 2050. In Deutschland war sich die Mehrheit der Experten einig, dass der Kohlenstoffpreis 2020 bei mehr als 25 Euro hätte starten sollen. Für das Jahr 2030 finden beispielsweise zwei Drittel aller deutschen Experten einen Preis von 100 Dollar (zirka 88 Euro) akzeptabel – vorausgesetzt die Europäische Kommission führt bis dahin den Kohlenstoff-Grenzausgleich ein, um Wettbewerbsverzerrungen zu reduzieren.

Aber all das ist nicht vergleichbar mit den hohen Preisen, die gerade wegen des Krieges entstehen?
Nein, kaum Experten haben einen so drastischen Preisanstieg empfohlen, wie wir ihn nun erlebt haben. Der Liter Benzin ist etwa 50 Cent teurer geworden. Das entspräche einem CO2-Preis von an die 200 Dollar pro Tonne CO2. Die CO2-Preise, auf die sich eine Mehrheit der Experten einigen können, liegen bei etwa einem Viertel davon – also bei einem Aufschlag von weniger als 15 Cent. Mit weiteren Aufschlägen sollte selbstverständlich abgewartet werden, bis sich die aktuelle Ausnahmesituation an den globalen Ölmärkten wieder beruhigt hat.

Professor Moritz Drupp ist Umweltökonom am Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg und im Exzellenzcluster CLICCS.

Foto: Pixabay/Sigurd Rille

„Wir stehen vor einer der größten Herausforderungen der Menschheitsgeschichte“

3. März 2022 - 9:30
Mit dem Forschungsschiff Sonne war Dr. Niko Lahajnar auf einer besonderen Fahrt im Südatlantik. Das Ziel: die Rettung von Forschungsdaten. Im Podcast berichtet er über die Mission und erklärt außerdem die Wechselwirkung zwischen den Meeren und der Atmosphäre und was das für den Klimawandel bedeutet.

Foto: UHH/privat

Neuer Hochleistungsrechner am DKRZ nimmt Betrieb auf

3. März 2022 - 0:00

Levante - das neue, vierte Hochleistungsrechnersystem für die Erdsystemforschung (HLRE-4) nimmt seinen Betrieb am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) auf. Der Supercomputer, der wie sein Vorgänger “Mistral” von der Firma Atos bereitgestellt wird, vervierfacht mit 14 PetaFLOPS die Rechenleistung. Davon profitieren auch die Forschenden des CEN und des Exzellenzclusters für Klimaforschung CLICCS der Universität.

Sie können damit auf dem DKRZ-System zukünftig z.B. mehr oder längere Simulationen mit besonders hoch aufgelösten globalen Klima- und Erdsystemmodellen durchführen. Solche Modelle erlauben erstmals eine rein physikalische Darstellung wichtiger Klimaprozesse, während in den bisher eingesetzten, wesentlich gröberen Modellen, diese kleinräumigen Prozesse parametrisiert werden müssen. Weiterhin können so kleinräumige Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean und den weiteren Teilen des Systems Erde berücksichtigt werden.

> Zur DKRZ-Pressemitteilung

> Zur Pressemitteilung der Hamburger Behörde für Wissenschaft, Forschung, Gleichstellung und Bezirke

Foto: DKRZ

Künstliche Intelligenz entschlüsselt Ursachen für Massenaussterben im Perm

2. März 2022 - 0:00
Vulkanausbrüche in Sibirien lösten vor 252 Millionen Jahren massive Klimaveränderungen aus. Weltweit starben dadurch an Land rund 75 Prozent, im Ozean rund 90 Prozent aller Organismen aus. Der Paläontologe Dr. William Foster vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit der Universität Hamburg hat nun die Gründe für das Massenaussterben in den Ozeanen entschlüsselt – und nutzte dafür eine neue Form des Maschinellen Lernens. Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachjournal Paleobiology veröffentlicht.

Foto: W.Foster

„In 25 Jahren haben wir noch nie so viel Niederschlag gemessen“

28. Februar 2022 - 8:00
Rekord am 305 Meter hohen Wettermast des Meteorologischen Instituts in Hamburg-Billwerder: Seit 1998 hat es im Februar dort noch nie so viel geregnet. Ingo Lange, wissenschaftlicher Betreuer des Wettermasts, erklärt im Gespräch, was der Höchstwert aussagt und welche Schäden die Stürme hinterlassen haben.

Foto: UHH

Montevideo: Start der Expedition SONETT

22. Februar 2022 - 0:00

Die Ex­pe­di­ti­on M180 SO­NETT (Syn­op­tic Obser­va­tions — a Nes­ted ap­proach to stu­dy Ener­gy Trans­fer & Tur­bu­lence in the oce­an) ist ein zen­tra­ler Teil der Oze­an­be­ob­ach­tun­gen in der zwei­ten Pha­se des Sonderforschungsbereichs TRR181 "En­er­gy trans­fers in At­mo­s­phe­re and Oce­an“. Die Ex­pe­di­ti­on führt Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler in ein Mee­res­ge­biet, in dem sie vie­le Pro­zes­se be­ob­ach­ten kön­nen, die sich auf die En­er­gieflüs­se im Oze­an und auf den Aus­tausch des Oze­ans mit der At­mo­sphä­re aus­wir­ken.

Be­tei­ligt sind For­schen­de der Universität Hamburg, des MARUM – Zen­trum für Ma­ri­ne Um­welt­wis­sen­schaf­ten der Uni­ver­si­tät Bre­men, der Uni­ver­si­tät Bre­men, des In­sti­tuts für Ost­see­for­schung War­ne­mün­de (IOW) und des Helm­holtz-Zen­trums Here­on.

Das Ar­beits­ge­biet liegt süd­öst­lich des Wal­vis-Rü­ckens im öst­li­chen Süd­at­lan­tik. In die­ser Re­gi­on tref­fen die so ge­nann­ten Agul­has-Wir­bel, die an der Süd­spit­ze Afri­kas ge­bil­det wer­den und durch den At­lan­tik nach Nor­den wan­dern, auf in­ter­ne Ge­zei­ten, die am Wal­vis-Rü­cken er­zeugt wer­den, und be­ein­flus­sen die Aus­brei­tung der in­ter­nen Ge­zei­ten­wel­len. Die Wir­bel bil­den an ih­ren Rän­dern Fron­ten und so­ge­nann­te Fil­amen­te. Fil­amen­te sind Struk­tu­ren, die sich dort bil­den, wo ver­schie­de­ne Was­ser­mas­sen auf­ein­an­der tref­fen. Auf Sa­tel­li­ten­bil­dern se­hen sie wie läng­li­che Fin­ger aus. Die ge­plan­ten Be­ob­ach­tun­gen um­fas­sen Ober­flä­chen­flüs­se und -wel­len, Deck­schicht­pro­zes­se, me­sos­ka­li­ge und sub­me­sos­ka­li­ge Va­ria­bi­li­tät, ho­ri­zon­ta­le Ver­mi­schung, En­er­gieflüs­se in­ter­ner Wel­len, die In­ter­ak­ti­on zwi­schen in­ter­nen Wel­len und Wir­beln so­wie die En­er­gie­dis­si­pa­ti­on im Ozea­nin­ne­ren.

Die Be­ob­ach­tun­gen wer­den er­gänzt durch Läu­fe ei­nes hoch­auf­lö­sen­den Oze­an-Zir­ku­la­ti­ons­mo­dell mit Ge­zei­ten­an­trieb (ICON SMT-WAVE) des Max-Planck-In­sti­tuts für Me­teo­ro­lo­gie in Ham­burg, das es er­mög­li­chen wird, die Be­ob­ach­tun­gen ein­zu­ord­nen, Pro­zes­se zu ver­ste­hen, und die En­er­gie­bi­lanz die­ses Oze­an­ge­bie­tes in die­sem Kon­text zu un­ter­su­chen.

Die Ex­pe­di­ti­on star­tet am 23. Fe­bru­ar in Mon­te­vi­deo (Uru­gu­ay) und am 14. April wird das Team mit der ME­TE­OR in Kap­stadt (Süd­afri­ka) zu­rück­er­war­tet.

Hier be­rich­ten die For­sche­rin­nen und For­scher in ei­nem Log­buch vom Le­ben und Ar­bei­ten an Bord. Außerdem können Sie mehr über das Projekt TRR181 "En­er­gy trans­fers in At­mo­s­phe­re and Oce­an" erfahren.

Foto: Manita Chouksey

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