Hintergrund Der Klimabericht – Daten zur Lage des Planeten

Der SPIEGEL-Klimabericht zeigt, wie der Klimawandel voranschreitet. Ständig aktuell, basierend auf dem etablierten Stand der Forschung und vollständig transparent. Lesen Sie hier alles über sein Zustandekommen.

Zu den größten Herausforderungen im Kampf gegen den Klimawandel zählt das Auseinanderfallen von Ursache und Wirkung. Die Klimafolgen jeder einzelnen Entscheidung – sei es die Wahl des Verkehrsmittels auf dem Weg zur Arbeit, das Konsumverhalten, oder der gewählte Wohnort – werden nie direkt sichtbar. Dabei führt die Summe all dieser jetzt weltweit getroffenen Entscheidungen zu einer Veränderung des Klimas von morgen.

Bereits heute hat sich die Erde merklich erwärmt, der Meeresspiegel ist gestiegen und das Arktiseis schmilzt. Weltweit geht Primärwald verloren und das verbleibende CO-Budget bis zur Erwärmung um 1,5 Grad schwindet, während der Ökostromanteil wenigstens bereits andeutet, wie der Wandel zu einer nachhaltigeren Lebensweise aussehen könnte.

Wir haben diese sechs Faktoren ausgewählt, um im SPIEGEL-Klimabericht stets aktuell zu zeigen, welches Ausmaß der Klimawandel bereits erreicht hat. Welche Daten wir hierfür nutzen, wie wir einzelne Werte berechnen und wie oft sich die Angaben aktualisieren, ist hier dokumentiert.

Hinweis: Am 22.11.2021 haben wir die Grafiken umgestaltet und die drei Parameter Trockenheit, Elektroautos und außergewöhnlich warme Temperaturen ergänzt. Lesen Sie hier mehr dazu.

Erderwärmung

Die dargestellte Temperaturdifferenz ist der menschengemachte Beitrag zur Veränderung der globalen Durchschnittstemperatur (gemessen als Lufttemperatur in Bodennähe sowie Oberflächentemperatur der Wasserflächen) gegenüber der vorindustriellen Zeit. Die Angabe stammt aus dem Beitrag der Arbeitsgruppe wissenschaftliche Grundlagen zum sechsten Bericht des Weltklimarats IPCC aus dem Jahr 2021.

Ausgangsbasis sind historische Beobachtungsdaten, aus denen die natürliche Variabilität (beispielsweise durch das Klimaphänomen El Niño) herausgerechnet wird. Für den Zeitraum 2011 bis 2019 wird so im Mittel eine Erwärmung von +1,07 Grad (mit mindestens 66 Prozent Wahrscheinlichkeit zwischen +0,88 und +1,21 Grad) gegenüber der Periode 1850–1900 ermittelt (6. IPCC-Report – Zusammenfassung für Entscheidungsträger , S. 5).

In Kombination mit der aktuellen Geschwindigkeit der Erderwärmung von circa 0,23 Grad pro Jahrzehnt (vollständiger Bericht,  S. 747–748, Tabelle 3.1), ergibt sich für das Jahr 2021 als wahrscheinlichster Wert eine Erderwärmung von rund +1,2 °C gegenüber der vorindustriellen Zeit. Der dargestellte Wert ist fest in der Grafik hinterlegt und wird nur angepasst, falls sich Änderung am etablierten Stand der Forschung ergeben sollten.

Prinzipiell fällt die Erderwärmung über Landflächen höher aus als über dem Meer und so leben Menschen in zahlreichen Weltregionen bereits heute mit einem Temperaturanstieg von mehr als einem Grad. Dies gilt auch für Deutschland: Die Jahresmitteltemperatur ist bundesweit seit dem Jahr 1881 um wohl mindestens +1,6 Grad (linearer Trend auf Basis von DWD Temperatur-Zeitreihen ), wenn nicht gar bereits +2,0 Grad angestiegen (nicht-linearer Trend, der die zunehmende Geschwindigkeit der Erderwärmung berücksichtigt. Mehr dazu hier ).

Meeresspiegelanstieg

Die Grafik zeigt den durchschnittlichen globalen Meeresspielanstieg zum aktuellen Zeitpunkt gegenüber dem Jahr 1880. Als Grundlage dienen auch hier Angaben des IPCC, in diesem Fall aus dessen fünftem Sachstandsbericht (Arbeitsgruppe The Physical Science Basics, Kapitel Observations: Ocean , S. 285–287).

Basierend auf Daten von Gezeitenstationen weltweit wird darin für den Zeitraum 1880 bis 2009 ein durchschnittlicher globaler Meeresspiegelanstieg von 210 Millimetern berechnet (nach Church & White 2011 ). Die Geschwindigkeit des Meeresspiegelanstiegs hat sich in den vergangenen Jahrzehnten beschleunigt und wird für den Zeitraum von 1993 bis 2009 auf 3,2 Millimeter jährlich geschätzt. Satellitengestützte Beobachtungen liefern weitestgehend übereinstimmende Werte.

Für die Grafik berechnet wurde der Anstieg bis 2009 (210 Millimeter), plus ein jährlicher Anstieg von 3,2 Millimetern. Gerundet ergibt sich ein Meeresspiegelanstieg von 25 Zentimetern gegenüber dem Jahr 1880. Dieser Wert ist fest in der Grafik hinterlegt und wird nur angepasst, falls sich Änderungen am etablierten Stand der Forschung ergeben sollten. 

Arktisches Meereis

Die Ausdehnung des arktischen Meereises ist jahreszeitlich bedingt starken Schwankungen unterworfen. Für den Klimabericht wird folglich ein Vergleich der derzeitigen Fläche des Meereises mit dem langjährigen Durchschnitt (1981-2010) für denselben Tag des Jahres angestellt. Beide dabei verwendeten Werte stammen vom National Snow & Ice Data Center (NSIDC), einer US-amerikanischen Forschungseinrichtung, die auf die Bereitstellung von Daten sowie die Kryosphärenforschung spezialisiert ist.

Das NSIDC veröffentlicht täglich Daten zur Ausdehnung von Meereisflächen weltweit, die mittels kontinuierlicher Satellitenbeobachtung gewonnen werden (genannt Sea Ice Index ), sowie historische Referenzdaten. Für die Berechnung der Größenabweichung des arktischen Meereises gegenüber dem historischen Durchschnitt wird alle sechs Stunden automatisiert der neueste verfügbare Wert des Sea Ice Index abgerufen und mit dem arithmetischen Mittel für denselben Tag des Jahres aus der Periode 1981–2010 abgeglichen. Die ermittelte Differenz wird im Klimabericht als Prozentwert dargestellt.

Waldverlust

Statistiken zum Waldverlust weltweit sind oft mit großer Unsicherheit behaftet. Mittels Satellitenbeobachtung kann der Verlust von Waldflächen weltweit beobachtet werden. Weniger eindeutig ist allerdings die Erfassung der anschließenden Nutzung (findet eine Wiederaufforstung statt oder ist die Waldfläche dauerhaft verloren?).

Ökologisch besonders wertvoll sind Primärwälder, also ursprüngliche Waldflächen frei von menschlichen Eingriffen – auch »Urwälder« genannt. Sie weisen eine besonders große Biodiversität auf, speichern große Mengen CO und selbst eine Wiederaufforstung an derselben Stelle hätte ökologisch nicht denselben Wert.

Im Klimabericht dargestellt wird eine laufende Hochrechnung der Fläche an besonders wertvollem tropischen und subtropischen Primärwald, die derzeit weltweit verloren geht. Präzise tagesaktuelle Daten liegen hierfür nicht vor. Stattdessen wurde der durchschnittliche jährliche Flächenverlust dieser Wälder aus den Jahren 2001 bis 2018 (basierend auf Satellitenbeobachtungen, Auswertung durch Global Forest Watch ) als Grundlage genommen. Die in diesem Zeitraum verloren gegangenen 60,5 Millionen Hektar entsprechen einem Flächenverlust von 0,149 Fußballfeldern pro Sekunde.

CO-Budget

Durch menschliche Aktivitäten ausgestoßene Treibhausgase (zu rund 80 Prozent CO) sind der Haupttreiber der Erderwärmung . Basierend auf diesem Zusammenhang lässt sich eine verbleibende Menge an CO berechnen, die die Menschheit noch ausstoßen darf, um die Erderwärmung auf einen bestimmten Maximalwert zu begrenzen. Das sogenannte CO-Budget.

Für die Darstellung im Klimabericht wird das verbleibende CO-Budget angegeben, um den Temperaturanstieg mit 67 Prozent Wahrscheinlichkeit auf maximal 1,5 Grad zu begrenzen (basierend auf Klimamodellrechnungen, die durchgehend mit Lufttemperaturen arbeiten. Methodische Details können Sie hier  nachlesen).

Laut IPCC verblieben der Menschheit hierfür zum 1.1.2020 noch Emissionen in Höhe von 400 Milliarden Tonnen (6. IPCC-Report – Zusammenfassung für Entscheidungsträger , S. 29). Pro Jahr werden weltweit derzeit 42,2 Milliarden Tonnen freigesetzt, oder in Sekunden umgerechnet: 1337,237 Tonnen (Berechnung des Global Carbon Project ). Bedingt durch die Coronapandemie fiel der CO₂-Ausstoß im Jahr 2020 geringer aus und wird mit 39 Milliarden Tonnen angesetzt.

In der Grafik werden vom Budget, das am 1.1.2021 noch zur Verfügung stand, sekündlich 1337,237 Tonnen abgezogen. Dargestellt wird die verbleibende Zeit bis zur 1,5-Grad-Marke in Jahren. Ausgangswert sowie Änderungsrate werden nur angepasst, falls sich Änderungen am etablierten Stand der Forschung ergeben sollten. Methodisch gleicht die Darstellung hier der CO-Uhr des Mercator Instituts .

Ökostrom

Als Ökostromanteil wird hier der Anteil regenerativer Energien an der Nettostromerzeugung zur öffentlichen Stromversorgung in Deutschland dargestellt. Im Gegensatz zur Bruttostromerzeugung werden bei der Nettostromerzeugung elektrische Verluste, die direkt im Kraftwerk verbraucht werden, nicht mitberücksichtigt. Die Angaben entsprechen somit dem Strommix, der tatsächlich zu Hause aus der Steckdose kommt und der im Haushalt verbraucht wird oder mit dem auch Elektrofahrzeuge öffentlich geladen werden.

Die Angaben stammen von der europäischen Strombörse EEX und werden über die Plattform energy-charts.info , einer Webseite des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme, bezogen.

Berechnet wird der Anteil von Wasserkraft, Windkraft, Biomasse und Solarenergie, an der Nettostromerzeugung (genauere Informationen zu den einzelnen Energieträgern finden Sie hier ). Um zu jeder Tageszeit möglichst aktuelle Daten zeigen zu können, werden Prognosewerte verwendet, die alle 15 Minuten aktualisiert werden. Es handelt sich folglich um Circa-Angaben, deren Abweichung von den später veröffentlichten, realen Werten allerdings in mehr als 90 Prozent der Fälle unter fünf Prozentpunkte beträgt, wie längerfristige Auswertungen gezeigt haben.

Trockenheit

Die Sommer 2018 und 2019 waren außergewöhnlich. Gewaltige Hitzeperioden bei ausbleibenden Niederschlägen führten zu einer Rekorddürre mit Ernteausfällen, Waldbränden und historisch niedrigen Pegelständen in Seen und Flüssen. Forscher gehen davon aus , dass die Häufung ungewöhnlich trockener Sommer in den vergangenen Jahren wahrscheinlich ein Resultat des Klimawandels ist und mit der Veränderung des Jetstreams zusammenhängt.

In welchem Zustand die Böden in Deutschland aktuell sind, stellen wir stets aktuell in unserer Grafik dar. Die verwendeten Daten stammen aus dem Dürremonitor des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ). Für diesen nutzt das UFZ tägliche Angaben von ungefähr 2500 Wetterstationen landesweit und berechnet mittels eines hydrologischen Modells die Bodenfeuchte in einem kleinräumlichen Raster (hier ausführlich beschrieben ).

Die Ergebnisse der Modellierung veröffentlicht das UFZ mit einer Verzögerung von ein bis zwei Tagen (hier aufrufbar  – verwendet werden die Angaben für den Gesamtboden in einer Tiefe von bis zu 1,80 Meter). Wir rufen die Werte täglich ab und ermitteln automatisiert, auf welchem Anteil der Fläche Deutschlands jeweils mindestens moderate Dürre herrscht. Dies ist der Fall, wenn die aktuelle Bodenfeuchte unter das langjährige 20-Perzentil, also den Wert, der nur in 20 Prozent der Jahre 1951 bis 2015 erreicht wurde, fällt.

Elektroautos

Pkw sind für rund zwölf Prozent der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Doch trotz des Ziels den Schadstoffausstoß mit alternativen Antrieben deutlich zu senken, bewegte sich der Anteil der Elektroautos auf deutschen Straßen lange auf sehr niedrigem Niveau. Vor allem durch die Erhöhung der Kaufprämie  auf bis zu 9000 Euro bekam die Elektromobilität im Jahr 2020 jedoch einen deutlichen Schub.

Im Klimabericht zeigen wir, wie viele reine Elektroautos in Deutschland täglich im Schnitt neu zugelassen werden. Die dahinter liegenden Daten stammen vom Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) und umfassen alle Neuzulassungen in Deutschland (hier abrufbar ). Der Wert wird monatlich aktualisiert und liegt in der Regel ungefähr drei Wochen nach Monatsende vor.

Im Vergleich mit konventionellen Antrieben haben batteriebetriebene Elektrofahrzeuge nach einer Studie der Umwelt- und Verkehrsorganisation ICCT klimatechnisch eine erhebliche bessere Gesamtbilanz. Ein neu zugelassenes Elektroauto emittiert in Europa über seine komplette Lebensdauer zwischen 63 und 81 Prozent (wenn ausschließlich mit Ökostrom geladen) weniger Treibhausgase als ein Benziner.

Plug-in-Hybride werden in unserer Grafik nicht berücksichtigt, da entsprechende Antriebssysteme überwiegend in großen und leistungsstarken Modellen verbaut werden und deren ökologische Bilanz sehr stark davon abhängt, für welchen Streckenanteil der elektrische Antrieb genutzt wird.

Außergewöhnlich warme Temperaturen

Um die Wetterlage der jeweils zurückliegenden sieben Tage in einen größeren zeitlichen Kontext zu setzen, nutzen wir einen langjährigen Vergleich. Wir stellen in der Grafik dar, an wie vielen Orten Deutschlands zuletzt außergewöhnlich warme Temperaturen gemessen wurden. Wir betrachten dabei aber nicht nur Extremereignisse wie sommerliche Hitzewellen, sondern vergleichen die jeweilige Temperatur mit früheren Messungen im selben Monat.

Als außergewöhnlich warm zählt ein Tag in dieser Betrachtung, wenn die Tagesdurchschnittstemperatur mindestens so hoch war wie in den fünf Prozent der wärmsten Tage im Referenzzeitraum 1961 bis 1990. Um die deutschlandweite Lage abzubilden, zeigt die Grafik, welcher Anteil der deutschen Wetterstationen in den vergangenen sieben Tagen an mindestens einem Tag außergewöhnlich warme Temperaturen gemeldet hat.

Die Daten hinter der Berechnung stammen aus dem Stationsmessnetz des Deutschen Wetterdienstes (Rohdaten hier verfügbar ; Datensatzbeschreibung ). Für über 200 Stationen liegen sowohl aktuelle als auch historische Daten vor, die in die tägliche Neuberechnung des Anteils der Stationen mit außergewöhnlich warmen Temperaturen einfließen. Je nach Wetterlage unterliegt der dargestellte Wert starken Schwankungen. Im langjährigen Trend ergibt sich jedoch ein klar zunehmender Anteil an Tagen mit außergewöhnlich warmen Temperaturen in Deutschland.

Seit dem 30.10.2020 wird das verbleibende CO-Budget als »Wert bis die Zwei-Grad-Marke erreicht ist« beschriftet. Zuvor wurde der Begriff »Zwei-Grad-Ziel« verwendet, der sich nur schwer eindeutig in ein CO-Budget umrechnen lässt. Am 16.08.2021 wurde das verbleibende Budget mittels neuer Angaben aus dem sechsten IPCC-Bericht aktualisiert. Seit dem 22.11.2021 zeigen wir das CO-Budget in Form der verbleibenden Jahre bis die 1,5-Grad-Marke erreicht wird.

Seit dem 3.12.2020 wird die Erderwärmung mit +1,1 Grad Celsius anstatt zuvor mit +1,0 Grad angegeben. Hintergrund ist der Wechsel der Berechnungsgrundlage für die Erderwärmung im vergangenen Jahrzehnt. Zuvor wurde hier ein Wert aus einer im IPCC-Bericht zitierten Einzelpublikation verwendet (+0,17 Grad), mittlerweile ein an derselben Stelle veröffentlichter Wert, der sich auf mehrere Publikationen stützt (+0,2 Grad). Am 16.08.2021 wurde die Grafik dem neuesten Wissensstand laut sechstem IPCC-Bericht angepasst und zeigt nun den Wert von +1,2 Grad Celsius.

Seit dem 17.8.2022 werden für den Ökostromanteil anstatt verzögerter Meldedaten Echtzeit-Prognosedaten der europäischen Strombörse EEX angezeigt.

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