Zusammenfassende Betrachtung der natürlichen Ursachen von Klimaänderungen: eine Mehrfaktoren-Theorie

Mehrfaktorenhypothese von Klimaschwankungen
Mehrfaktorenhypothese von Klimaschwankungen
Bildquelle: in Anlehnung an Fraedrich 1996, S. 146.

Ohne bisher den anthropogenen Einfluss auf das Klima berücksichtigt zu haben, gibt es demnach eine Vielzahl an möglichen Ursachen, die eine Veränderung des Klimas herbeiführen können. Daher gilt es, zu ihrer Erklärung mehrere Faktoren in die Betrachtung einzubeziehen (vergleiche Abbildung).
Eine Änderung der drei Erdbahnparameter bewirkt eine gewisse "Eiszeitbereitschaft". Zusammen mit den plattentektonischen Vorgängen, sind die Vorbedingungen für die Temperaturabnahme und das Eintreten einer Kaltzeit gegeben. Über die positiven Rückkoppelungsmechanismen im gesamten Klimasystem verstärkt sich die Abkühlung durch das Anwachsen der Schneeflächen in einem zunächst scheinbar kaum mehr umzukehrenden Prozess. Hinter diesem stehen zunächst zwei Zusammenhänge, die den Wärmehaushalt betreffen:

  • Die Wärmezufuhr durch Einstrahlung hängt von der Albedo ab.
  • Die Wärmespeicherung hängt hauptsächlich von der Größe der Ozeanflächen ab.

Der Selbstverstärkungsprozess der Abkühlung wird nun von mehreren Komponenten in Gang gehalten:

  • Durch ihre starke Reflexion vermindert die anwachsende Schneefläche die Wärmezufuhr erheblich. Dabei können große Inlandeise auch kurzfristige Wärmeperioden überbrücken, da die kühlende Wirkung ihrer Albedo sich über Jahrtausende summiert.
  • Auch das Höhenwachstum von Inlandeismassen hat kälteverstärkende Wirkung, da sie über die Schneegrenze hinauswachsen können und somit beständig werden.
  • Das Wachstum führt durch sein Ausgleiten nach Erreichen des Druckschmelzpunktes zu einer Flächenvergrößerung des Schelf- und Packeises, was wiederum die Albedo erhöht (Eisschelf-Hypothese) und zugleich die Temperaturen des Tiefenwassers erniedrigt.
  • Inlandeise wirken auch kälteverstärkend, da von ihnen aus kalte Fallwinde ins Vorland strömen.
  • Eustatische Meeresspiegelabsenkungen während der Glaziale bedingen eine Vergrößerung der Landflächen, die wiederum rascher abkühlen, und eine Verkleinerung der Meerflächen, die hingegen Wärme speichern können.

Dieser Selbstverstärkungsprozess kommt erst zu einem Stillstand, wenn der Schneenachschub unter das Minimum sinkt, das zur Erhaltung der Schneeflächen erforderlich ist - was u.a. eine Folge der nachhinkenden Abkühlung der Ozeane ist. Dann tritt ein entgegengesetzter Selbstverstärkungseffekt auf, der zur Erwärmung und dem Eintreten einer Warmzeit führt.