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Ungleichheiten zwischen den Generationen bei der Exposition gegenüber Klimaextremen

Publiziert: 26. September, 2021
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Junge Generationen sind durch den Klimawandel stark bedroht

Von Wim Thiery, Stefan Lange, Joeri Rogelj, Carl-Friedrich Schleussner, Lukas Gudmundsson, Sonia I. Seneviratne, Marina Andrijevic, Katja Frieler, Kerry Emanuel, Tobias Geiger, David N. Bresch, Fang Zhao, Sven N. Willner, Matthias Büchner, Jan Volkholz, Nico Bauer, Jinfeng Chang, Philippe Ciais, Marie Dury, Louis François, Manolis Grillakis, Simon N. Gosling, Naota Hanasaki, Thomas Hickler, Veronika Huber, Akihiko Ito, Jonas Jägermeyr, Nikolay Khabarov, Aristeidis Koutroulis, Wenfeng Liu, Wolfgang Lutz, Matthias Mengel, Christoph Müller, Sebastian Ostberg, Christopher P. O. Reyer, Tobias Stacke, Yoshihide Wada

Bei anhaltender globaler Erwärmung werden Extremereignisse wie Hitzewellen in den nächsten Jahrzehnten an Häufigkeit, Intensität, Dauer und räumlicher Ausdehnung weiter zunehmen (1-4). Jüngere Generationen werden daher im Laufe ihres Lebens voraussichtlich mehr solcher Ereignisse erleben als ältere Generationen.
Dies wirft wichtige Fragen der Solidarität und Fairness zwischen den Generationen auf (5, 6), die in den letzten Jahren zu einer Welle von Klimaprotesten unter der Führung junger Menschen geführt haben und die Fragen der Gerechtigkeit zwischen den Generationen untermauern, die in den jüngsten Klimaprozessen aufgeworfen wurden. Das wissenschaftliche Standardparadigma besteht jedoch darin, den Klimawandel in diskreten Zeitfenstern oder bei diskreten Erwärmungsniveaus zu bewerten (7), ein “Perioden”-Ansatz, der eine Quantifizierung verhindert, wie viel mehr extreme Ereignisse eine bestimmte Generation im Laufe ihres Lebens im Vergleich zu einer anderen erleben wird. Durch die Entwicklung einer “Kohorten”-Perspektive zur Quantifizierung von Veränderungen in der lebenslangen Exposition gegenüber Klimaextremen und zum Vergleich zwischen den Generationen (siehe erste Abbildung) schätzen wir, dass Kinder, die im Jahr 2020 geboren werden, unter den derzeitigen klimapolitischen Zusagen eine zwei- bis siebenfache Zunahme von Extremereignissen, insbesondere Hitzewellen, erleben werden (siehe zweite Abbildung). Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Sicherheit junger Generationen ernsthaft gefährdet ist, und fordern drastische Emissionsreduzierungen, um ihre Zukunft zu sichern.

Meteorologische Extreme, Gefahren oder Auswirkungen des Klimawandels werden meist so untersucht, wie sie sich im Laufe der Zeit unter verschiedenen Emissionsszenarien und sozioökonomischen Pfaden entwickeln (2, 4, 8). Die Anwendung eines Hitzewellen-Indikators (siehe Tabelle S1) (9) auf vier mit Verzerrungen behaftete globale Klimamodelle zeigt beispielsweise, dass die jährlich von solchen Hitzewellen betroffene Landfläche von ~15 % um 2020 auf ~22 % bis zum Jahr 2100 ansteigen wird, und zwar bei einem Szenario, das mit der Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5 °C vereinbar ist, und auf ~46 % bei einem Szenario, das mit den derzeitigen Emissionsreduktionszusagen übereinstimmt (siehe erste Abbildung). Neuere Studien haben diesen Ansatz erweitert, indem sie Aspekte des Klimawandels als Funktion des Anstiegs der globalen Mitteltemperatur (GMT) untersuchten, wobei sie die Szenariounabhängigkeit mehrerer Indikatoren für Extremereignisse hervorhoben (1, 3, 8), aber im Wesentlichen bei einem Vergleich von Zeitfenstern blieben.

Im Gegensatz dazu haben wir eine Geburtskohortenanalyse durchgeführt, indem wir eine Sammlung von Multimodell-Projektionen für Extremereignisse (3) mit Informationen über die Lebenserwartung auf Länderebene (10), mit gerasterten Bevölkerungsdaten (11) und mit den zukünftigen globalen Temperaturverläufen (12) aus dem Sonderbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) über die globale Erwärmung um 1,5°C kombiniert haben (siehe ergänzende Materialien). Indem wir die Exposition einer durchschnittlichen Person in einem Land oder einer Region gegenüber Extremereignissen über ihre gesamte Lebenszeit hinweg integrieren, erfassen wir raumzeitliche Veränderungen bei Klimagefahren, Bevölkerungsdichte, Kohortengröße und Lebenserwartung (siehe erste Abbildung).

EXTREMEREIGNIS-BELASTUNG

Unsere Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich der lebenslangen Exposition gegenüber Klimaextremen zwischen den Geburtsjahrgängen weltweit. So wird beispielsweise eine 1960 geborene Person nach unserer Definition von extremen Hitzewellen im Laufe ihres Lebens durchschnittlich etwa 4 ± 2 (1σ) Hitzewellen erleben (siehe erste Abbildung). Die lebenslange Hitzewellenexposition dieser Kohorte ist weitgehend unempfindlich gegenüber den drei hier betrachteten zukünftigen Temperaturszenarien. Im Gegensatz dazu wird ein im Jahr 2020 geborenes Kind in einem Szenario, das den aktuellen Klimazusagen folgt, 30 ± 9 Hitzewellen erleben, was sich auf 22 ± 7 Hitzewellen reduzieren könnte, wenn die Erwärmung auf 2°C begrenzt wird, oder 18 ± 8 Hitzewellen, wenn sie auf 1,5°C begrenzt wird. Das ist in jedem Fall sieben-, sechs- bzw. viermal mehr als bei einer 1960 geborenen Person. Die Wiederholung dieser Analyse für alle zwischen 1960 und 2020 geborenen Kohorten zeigt deutliche Unterschiede in der lebenslangen Exposition gegenüber Hitzewellen zwischen älteren und jüngeren Kohorten weltweit (siehe erste Abbildung). Die Auswirkung alternativer zukünftiger Temperaturverläufe auf den Multiplikationsfaktor der Lebenszeitexposition wird nur für Kohorten erkennbar, die im Jahr 2020 jünger als 40 Jahre sind, wobei die größten Unterschiede für die jüngsten Kohorten bestehen.

Das vorherige Beispiel verwendet nur einen Gefahrenindikator und eine Teilmenge aller möglichen zukünftigen Temperaturpfade. Wir erweiterten diesen Ansatz und betrachteten sechs Kategorien von Extremereignissen: Waldbrände, Ernteausfälle, Dürren, Flussüberschwemmungen, Hitzewellen und tropische Wirbelstürme (siehe Tabelle S1), die wir unter einer Vielzahl von Temperaturpfaden analysierten, die zu einer zukünftigen Erwärmung führten, die von konstanten heutigen Werten bis zu 3,5 °C bis zum Jahr 2100 reichte (siehe Materialien und Methoden und Abb. S1). Zu diesem Zweck erstellten wir insgesamt 273 Projektionen auf globaler Ebene mit 15 Auswirkungsmodellen, die durch vier verzerrungsbereinigte globale Klimamodelle erzwungen wurden (siehe Tabelle S2). In Anlehnung an das Reasons for Concern Framework des IPCC (7) haben wir die Expositionsmultiplikationsfaktoren im Verhältnis zu einer hypothetischen Referenzperson, die unter vorindustriellen Klimabedingungen lebt, als Funktion der GMT-Anomalie für 2100 und der Kohorte dargestellt (siehe zweite Abbildung). Die Lebenserwartung variiert mit der Kohorte, während die hypothetische Referenzperson in unseren Abbildungen die gleiche Lebenserwartung wie die der Geburtskohorte 1960 hat. Im Gegensatz zum vorherigen Vergleich der lebenslangen Exposition über Generationen hinweg unter historischen und klimatischen Bedingungen (siehe erste Abbildung) haben wir daher untersucht, wie sich der Klimawandel seit der vorindustriellen Ära und die gestiegene Lebenserwartung seit 1960 auf die projizierte lebenslange Exposition von Geburtskohorten auswirkt.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass die lebenslange Exposition gegenüber jedem der betrachteten Extremereignisse bei höheren Erwärmungsgraden und jüngeren Kohorten durchweg zunimmt. Änderungen der Häufigkeit von Extremereignissen haben relativ geringe Auswirkungen auf die lebenslange Exposition von Kohorten, die im Jahr 2020 älter als 55 Jahre sind, aber dies ändert sich schnell für jüngere Kohorten, da sie in den kommenden Jahren und Jahrzehnten immer mehr Extremereignisse erleben werden (siehe zweite Abbildung). Bei einer globalen Erwärmung von 3°C wird ein 6-Jähriger im Jahr 2020 doppelt so viele Waldbrände und tropische Wirbelstürme, dreimal mehr Flussüberschwemmungen, viermal mehr Ernteausfälle, fünfmal mehr Dürren und 36-mal mehr Hitzewellen im Vergleich zur Referenzperson erleben.

Obwohl qualitativ konsistent, unterscheiden sich die quantitativen Expositionsänderungen zwischen den Kategorien: Bei Waldbränden und tropischen Wirbelstürmen bleibt der Anstieg der Exposition im Vergleich zu den anderen Kategorien begrenzt, während die Exposition gegenüber Hitzewellen viel stärker ansteigt, und zwar bis zu einem Faktor von 44 für die Geburtskohorte 2020 bei einem Szenario mit 3,5°C globaler Erwärmung. Die Aggregation der Expositionsmultiplikationsfaktoren über die sechs Kategorien hinweg zeigt, dass Menschen, die im Jahr 2020 jünger als 10 Jahre sind, eine etwa vierfache Zunahme von Extremereignissen erleben werden, wenn die globale Erwärmung auf 1,5°C begrenzt wird, eine Zunahme, die ältere Kohorten nie erleben werden, selbst wenn ein Szenario mit 3,5°C Erwärmung verfolgt wird (siehe Abb. S2A). Bei einer globalen Erwärmung von 3°C werden Kinder unter 8 Jahren einer fast fünffachen Zunahme der Exposition gegenüber Extremereignissen ausgesetzt sein. Diese Expositionsmultiplikationsfaktoren skalieren robust mit dem Erwärmungspfad und sind über eine Reihe von Aggregationsmethoden hinweg kohärent, trotz einiger Abweichungen bei den Faktorwerten (siehe Abb. S2).

Von einer Perioden- zu einer Kohortenperspektive der Exposition gegenüber Extremereignissen

(Links) Globale Landfläche, die jährlich Hitzewellen unter drei Szenarien ausgesetzt ist. Die Linien stellen Multi-Modell-Mittelwerte einer Hitzewellen-Metrik dar, die aus vier globalen Klimamodellen berechnet wurde. Die Linien wurden mit einem gleitenden 10-Punkte-Mittelwert geglättet. Die Unsicherheitsbereiche umfassen 1 Standardabweichung über das gesamte Modellensemble. (Mitte) Lebenslange Hitzewellenexposition für die Geburtskohorten 1960 und 2020 unter den drei Szenarien. Die Zahlen über den Balken geben die Expositionsmultiplikationsfaktoren relativ zur Kohorte 1960 an. (Rechts) Multiplikationsfaktoren für die lebenslange Hitzewellenexposition über die Geburtskohorten im Verhältnis zur Kohorte 1960. Die Unsicherheitsbänder stellen den Interquartilsbereich für die Exposition der 2020er-Kohorte im Verhältnis zum Multi-Modell-Mittelwert der 1960er-Kohorte dar.

Anschließend berechneten wir für jede Person die Wahrscheinlichkeit, dass ihre Lebenszeitexposition unter vorindustriellen Klimabedingungen eintritt. Leben mit einer kumulierten Exposition, die unter vorindustriellen Klimabedingungen mit einer Wahrscheinlichkeit von weniger als 0,01% eintreten würde (d. h. mit einer Wahrscheinlichkeit von weniger als 1 zu 10.000), werden als “beispiellos” eingestuft. Wir haben herausgefunden, dass Kohorten, die im Jahr 2020 über 55 Jahre alt sind, im Durchschnitt nur bei Hitzewellen und Ernteausfällen ein beispielloses Leben führen werden, während Kohorten, die im Jahr 2020 zwischen 0 und 40 Jahre alt sind, bei einer Erwärmung von mehr als 1,5 °C beispiellos Dürren und Überschwemmungen ausgesetzt sein werden (siehe zweite Abbildung). Über alle Ereigniskategorien hinweg ist die lebenslange Exposition gegenüber Extremen auf allen Erwärmungsstufen und in allen Kohorten beispiellos (siehe Abb. S2A).

REGIONALE UNTERSCHIEDE

Hinter diesem globalen Durchschnittsbild verbergen sich erhebliche räumliche Unterschiede. Die Wiederholung der Analyse für eine Auswahl von Weltregionen (siehe Abb. S3) zeigt deutliche Unterschiede zwischen den Regionen (siehe Abb. S4 und S5), während eine Bewertung auf Länderebene noch stärkere räumliche Disparitäten aufzeigt (siehe Zusatztext 1 und Abb. S6 und S7). Wir haben einen besonders starken Anstieg der lebenslangen Exposition im Nahen Osten und in Nordafrika festgestellt, mit einer durchschnittlich mindestens siebenmal höheren Exposition für alle Kohorten, die im Jahr 2020 jünger als 25 Jahre sind, unter den aktuellen Emissionsreduktionszusagen (siehe Abb. S8A). In Afrika südlich der Sahara wird die Geburtskohorte des Jahres 2020 im Vergleich zu einer Referenzperson, die unter vorindustriellem Klima lebt, im Durchschnitt 5,9-mal mehr Extremereignisse erleben, während diese Kohorte in anderen Regionen im Durchschnitt 3,7- bis 5,3-mal mehr Extreme erleben wird. Diese Belastung verringert sich erheblich, wenn die globale Erwärmung auf 1,5°C begrenzt wird: Die stärkste Verringerung der Exposition ist im Nahen Osten und in Nordafrika (-39%), in Europa und Zentralasien (-28%) und in Nordamerika (-26%) zu verzeichnen, während die Vorteile in Afrika südlich der Sahara, in Ostasien und im Pazifik ungefähr dem globalen Durchschnitt entsprechen (-24%).

Die Gruppierung der Länder nach Einkommenskategorie statt nach Region zeigt, dass die jungen Generationen in Ländern mit niedrigem Einkommen den stärksten Anstieg der Lebenszeitexposition zu verzeichnen haben werden, mit einem mehr als fünffachen Anstieg für die Geburtskohorte 2020 unter den derzeitigen Zusagen (siehe Abb. S8B). In Ländern mit hohem Einkommen ist der Anstieg für jüngere Kohorten am geringsten und die Variation zwischen den Generationen am geringsten. Im Jahr 2020 leben 22 % aller 60-Jährigen in Ländern mit hohem Einkommen, während nur 5 % in Ländern mit niedrigem Einkommen leben. Im Gegensatz dazu lebten nur 10 % aller Neugeborenen in Ländern mit hohem Einkommen, während 18 % in Ländern mit niedrigem Einkommen lebten (siehe Abb. S9 und S10). Es ist also sehr viel wahrscheinlicher, dass Kinder, die heute und in Zukunft geboren werden, in Regionen geboren werden, in denen die Exposition gegenüber Extremereignissen im Laufe des Lebens am stärksten zunimmt. So werden beispielsweise 53 Millionen Kinder, die zwischen 2016 und 2020 in Europa und Zentralasien geboren werden, unter den derzeitigen Zusagen 3,8- bis 4,0-mal mehr Extremereignisse erleben, während 172 Millionen Kinder desselben Alters in Subsahara-Afrika einem 5,5- bis 5,9-fachen Anstieg der lebenslangen Belastung durch Extremereignisse ausgesetzt sind, einschließlich eines 50- bis 54-fachen Anstiegs der lebenslangen Belastung durch Hitzewellen (siehe Abb. S9 und S10). Diese Kombination aus schnellem Wachstum der Kohortengröße und der Exposition gegenüber Extremereignissen (siehe Abb. S9 bis S12) verdeutlicht eine unverhältnismäßige Belastung durch den Klimawandel für junge Generationen im globalen Süden.

Die gestiegene Lebenserwartung (siehe erste Abbildung und Abb. S13) ist ein wesentlicher Faktor für die zunehmende Exposition gegenüber Extremereignissen im Laufe des Lebens einer Person. Wir haben jedoch festgestellt, dass der Klimawandel weltweit 98% des Anstiegs der Exposition für die Geburtskohorte 2020 unter dem aktuellen Szenario erklärt (siehe Abb. S14 und Materialien und Methoden). In Ländern mit hohem Einkommen ist die erhöhte Exposition dieser Kohorte fast vollständig auf den Klimawandel zurückzuführen (99%), während in Ländern mit niedrigem, unterem und oberem mittlerem Einkommen der Klimawandel 98% der gesamten Expositionsänderung ausmacht (siehe Abb. S14 und S15).

DISKUSSION

Obwohl wir in unserer Modellierung die Gefahren und die Exposition umfassend berücksichtigen (3, 11) und die Variabilität der Bevölkerungsdichte innerhalb eines Landes beachten, gibt es Gründe dafür, dass unser Ansatz die Unterschiede in der Exposition zwischen den Ländern unterschätzt (siehe Zusatztext 2). So haben wir zum Beispiel mehrere Extreme innerhalb eines Jahres als eines behandelt, zusammengesetzte Ereignisse (13) nicht berücksichtigt und Veränderungen in der Dauer und Intensität der Ereignisse ignoriert.

Lebenslange Exposition gegenüber Extremereignissen nimmt zu

Expositionsmultiplikationsfaktoren über Geburtskohorten hinweg unter einer Reihe von globalen Erwärmungstrajektorien (g. S1), die Anomalien der globalen Mitteltemperatur (GMT) von 0,87 ̊C bis 3,5 ̊C im Jahr 2100 im Vergleich zum vorindustriellen (PI) Referenzzeitraum erreichen. Die Faktoren werden im Verhältnis zur mittleren Exposition einer hypothetischen Referenzperson berechnet, die unter PI-Klimabedingungen mit einer Lebenserwartung der Kohorte 1960 lebt. Die schwarzen Konturen markieren die lebenslange Exposition mit einer Eintrittswahrscheinlichkeit von 0,01% unter PI-Klimabedingungen; das Fehlen der Kontur zeigt an, dass diese Wahrscheinlichkeit für alle erfassten Fälle geringer ist.

In dieser Studie haben wir sechs Extremereigniskategorien ausgewählt, die nahezu unmittelbar auf die Erwärmung reagieren (3), die wir angemessen simulieren können (11) und von denen bekannt ist, dass sie große Auswirkungen haben (1-9). Aus methodischen Gründen haben wir langsam eintretende Ereignisse wie Überschwemmungen an der Küste nicht berücksichtigt (siehe Zusatztext 2). Die lebenslange Exposition gegenüber anderen Arten von Extremen kann zunehmen, unverändert bleiben oder sogar abnehmen, wie wir bei Kälteextremen festgestellt haben (siehe Zusatztext 3).

Weitere Arbeiten könnten darauf abzielen, diesen Ansatz zu erweitern, um weitere demografische Dimensionen und die Anfälligkeit einzubeziehen (14). Die Anfälligkeit für Extremereignisse hängt von einer Reihe von sozioökonomischen und demografischen Faktoren wie Einkommen oder Geschlecht ab, kann sich aber auch im Laufe des Lebens verändern. So mag eine Hitzewelle für einen jungen Menschen geringere gesundheitliche Auswirkungen haben als für ältere Menschen (15), aber die durch einen tropischen Wirbelsturm zerstörte Schulinfrastruktur kann sich unverhältnismäßig nachteilig auf die Bildung der Kinder auswirken, was ein Leben lang andauern kann. Und obwohl Gemeinschaften möglicherweise im Laufe der Zeit weniger anfällig für Extremereignisse werden, bleiben die Grenzen der Anpassungsfähigkeit selbst bei optimistischen Pfaden über die Mitte des Jahrhunderts hinaus bestehen (siehe Zusatztext 4) (14). Die Ausweitung unserer Expositionsanalyse auf ein umfassendes, lebenslanges Risikorahmenwerk könnte letztendlich die weitere Entwicklung von Anpassungsstrategien an den Klimawandel unterstützen.

Die Auswirkungen des Klimawandels können auch zu Migration führen und letztlich sogar die Lebenserwartung durch erhöhte Sterblichkeit beeinflussen – zwei Aspekte, die in dieser Studie nicht berücksichtigt werden. Obwohl der Klimawandel die Sterblichkeit erhöht (15), wird er derzeit nicht in Schätzungen der Lebenserwartung und in Bevölkerungsprognosen berücksichtigt, wie wir sie in dieser Arbeit verwendet haben. Ebenso kann die durch die Umweltzerstörung ausgelöste Migration sowohl die Exposition als auch die Anfälligkeit gegenüber Extremereignissen verändern. Weitere Analysen sollten daher darauf abzielen, die Bevölkerungsdynamik und Klimarisikobewertungen systematisch zu integrieren, um die langfristigen Auswirkungen extremer Klimaereignisse besser zu verstehen und die Entwicklung sozioökonomischer Szenarien zu verbessern.

Unsere Ergebnisse verdeutlichen den großen Nutzen einer Anpassung der Politik an das Pariser Abkommen für die Sicherung der Zukunft der heutigen jungen Generationen. Die lebenslange Exposition gegenüber Extremereignissen nimmt für jüngere Generationen mit fortschreitender globaler Erwärmung drastisch zu, insbesondere in Ländern mit niedrigem Einkommen, in denen stark steigende Extremereignisse (8) eine schnell wachsende junge Bevölkerung betreffen. Eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 1,5°C anstelle des derzeitigen Szenarios der Verpflichtungserklärungen halbiert die zusätzliche Exposition von Neugeborenen gegenüber extremen Hitzewellen nahezu (-40%) und verringert die Belastung durch Waldbrände (-11%), Ernteausfälle (-27%), Dürren (-28%), tropische Wirbelstürme (-29%) und Flussüberschwemmungen (-34%) erheblich, lässt aber die jüngeren Generationen immer noch einer unangemessenen Exposition gegenüber Extremereignissen ausgesetzt sein. Diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf Klimaprozesse und erfordern ehrgeizige Maßnahmen zur Verbesserung der Gerechtigkeit zwischen den Generationen und auf internationaler Ebene.

Quellen/Original/Links:
https://drive.google.com/file/d/1kofWq0BdJ0HsqSSg2lEeV02ZcsxDdip8/view
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abi7339

Übersetzung:
https://www.deepl.com/de/translator

Klimawissenschaftler
Wim Thiery

Wim Thiery

Wim Thiery ist Klimawissenschaftler mit besonderem Interesse an der Modellierung der Wechselwirkungen zwischen Wasserressourcen und der Atmosphäre in einem sich verändernden Klima. Nach seinem Masterabschluss an der KU Leuven in Philosophie (2008) und terrestrischen Ökosystemen und globalem Wandel (2011) untersuchte er als FWO-Promotionsstipendiat die Wechselwirkungen zwischen Klima und den afrikanischen Großen Seen mit einem regionalen… Weiterlesen »Wim Thiery