Viele Faktoren beeinflussen das Klima. Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne, die Sonne selbst, Vulkane, Wolken, Gase. Sie schrieben die Klimageschichte der Erde. Ein Auf und Ab zwischen Heiß und Kalt. Die längste Zeit ihrer viereinhalb Milliarden Jahre war die Erde völlig eisfrei. In Extremphasen aber gefror der gesamte Planet wahrscheinlich wie ein Schneeball.

Vor 550 Millionen Jahren, im Kambrium, sorgte vermutlich eine brachiale Klimaänderung dafür, fast alles Leben auszulöschen. Am Ende aber gab ausgerechnet die Katastrophe der Biosphäre den nötigen Kick, da sich danach die Arten vielfältiger denn je entwickelten (Kambrische Explosion). Nach langen Warmzeiten setzte vor 300 Millionen Jahren wieder eine Frostperiode ein, Gesteinsspuren verraten, dass Eispanzer bis weit nach Süden (35. Breitengrad) reichten. Eine weitere Zäsur erlebte die Erde vor 65 Millionen Jahren, als die alles beherrschenden Saurier abtreten mussten. Ob ein gewaltiger Meteoriteneinschlag und gehäufter Vulkanismus das Klima abkühlten und den Echsen somit den Garaus machten, ist bis heute rätselhaft.

Zehn Millionen Jahre später erwärmte sich das Klima in kürzester Zeit, um dann wieder rasch abzukühlen. Ob eine Methanausgasung aus dem Meer für diesen Hitzesprung verantwortlich war, wird noch erforscht. Vor 15 000 Jahren jagten Europäer in einer Schneetundra Mammuts, die Gletscher reichten bis ins heutige Deutschland. Dann wurde es deutlich wärmer. Aber nicht kontinuierlich.

Zwischen 1450 und 1820 sorgte eine kleine Eiszeit wieder für knackig kalte Winter und viele Missernten. 1816 ging als das Jahr ohne Sommer in die Geschichte ein. Die Messungen der Deutschen Wetterstationen ergaben ein Sommer-Mittel von 14 Grad. Alte holländische Gemälde zeigen oft Schlittschuhläufer auf vereisten Kanälen. Später wurde dieses Bild seltener, heute sind die Kanäle meist eisfrei. Ab 1900 stieg die weltweite Mitteltemperatur erst leicht, seit den 90er Jahren deutlich an. Das Klima fährt seit Jahrmillionen Berg- und Talbahn. Dafür verantwortlich sind verschiedene äußere Faktoren, die mal stärker, mal schwächer, teils erhitzend, teils abkühlend wirken.

Ein wichtiger Faktor ist die Klimaheizung – die Sonne. Ihre Aktivität sowie die Umlaufbahn der Erde um die Sonne bestimmen neben weiteren astronomischen Daten maßgeblich, wie viel Licht hier ankommt. Ein Teil des Lichts wird jedoch refl ektiert. So von Schnee, Wolken, Luftpartikeln und hellen Landmassen. Die Reflexion, das so genannte Albedo, beträgt derzeit etwa 30 Prozent. Also hängt das Klima auch von irdischen Faktoren wie Bewölkung, Eisflächen und Vulkanen ab. Eine wichtige Rolle spielen auch Luftdruckgebiete. Von Interesse sind Lage und Stärke des Azorenhochs und des Islandtiefs.

Nicht zuletzt ist die Frage wichtig, wie gut das Himmelsdach "gedämmt" ist. Wirkungsvolle Dämmstoffe sind Wasserdampf, Methan oder Kohlendioxid – diese so genannten Treibhausgase sorgen dafür, dass ein Teil der Wärme nicht gleich wieder ins All entschwindet. Also ist deren Konzentration in der Atmosphäre ebenfalls ein wesentlicher Klimafaktor. Alle Faktoren wirken zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich stark.

Aus Korallen, Baumringen sowie dem Eis der Pole rekonstruieren Forscher die Klimageschichte recht genau. Als ein zuverlässiges Archiv gilt das Eis an den Polen, allerdings reicht hier der Blick nur gut eine halbe Million Jahre zurück. Das Verhältnis bestimmter Sauerstoffatome (Istope O16 und O18) verrät viel über die herrschende Temperatur.

Seit mindestens drei Millionen Jahren sind die Polregionen durchgehend vereist. Derzeit leben wir folgerichtig in einem Eiszeitalter – allerdings in einer Warmphase, dem Holozän. Das begann vor etwa 10 000 Jahren, als sich die Gletscher aus Mitteleuropa und Nordamerika weit zurückzogen.

Innerhalb unseres Eiszeitalters wechseln sich Warmund Kaltphasen in einem etwa hunderttausendjährigen Rhythmus ab. Dies ist jedenfalls für die vergangenen 500 000 Jahre aus den Eisbohrkernen gut ablesbar. Aus der Perspektive der Jahrtausende erscheinen die Temperaturkurven als recht gleichmäßige Berge und Täler: Wählt man kleinere Zeitintervalle, so sind sie voller Zacken. Innerhalb der Warm- und Kaltphasen kam es immer wieder zu Klimakapriolen.

So kletterten während der letzten Kaltphase ausgerechnet in Grönland innerhalb kürzester Zeit die Temperaturen um bis zu 12 Grad. Ähnliche Schwankungen, wenn auch mit geringerem Ausschlag, erlebte Grönland auch im Mittelalter. Wikinger besiedelten das Land, das sie nicht grundlos Graenland (Grünland) nannten. Welche Faktoren beeinflussen das Klima? In den nächsten Folgen werden wir diese etwas näher unter die Lupe nehmen.