Den Klimawandel hat es schon immer gegeben, auch vor dem Menschen. Verschiedene Faktoren trugen dazu bei: Umlaufbahn der Erde um die Sonne, Veränderungen der Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche und viele weitere natürliche Faktoren. Der vermehrte Ausstoss von Treibhausgasen ist hauptverantwortlich für die Zunahme der globalen Durchschnittstemperatur der letzten 50 bis 60 Jahre. Natürliche Faktoren können die – erdgeschichtlich gesehen – aussergewöhnlich rasche Erwärmung im 20. Jahrhundert nicht erklären.

Wegen eines starken El Niño-Ereignisses zu Jahresbeginn und einer sehr geringen Eisausdehnung an Nord- und Südpol brach das Jahr 2016 den Rekord als wärmstes Jahr seit 1880. Die globale Jahresdurchschnittstemperatur lag rund 1.1 °C über dem vorindustriellen Wert. In der Schweiz sind die Jahre 2018 und 2020 mit einer Abweichung von 1.5°C gegenüber dem Durchschnitt über die Normperiode 1981-2010 die wärmsten Jahre seit Messbeginn 1864.

Weshalb ist es in der Schweiz denn im Durchschnitt so kalt? Das liegt am relativ langen Winter und den langen Nächten. Entscheidend dafür ist aber vor allem die Tatsache, dass die Schweiz mit den Alpen und dem Jura sehr viele hochgelegene Regionen hat. Zum Vergleich: an der Station Zürich-Fluntern beträgt die Jahresmitteltemperatur im gleichen Zeitraum 9.3 °C, in Lugano 12.4 °C und auf dem Jungfraujoch -7.2 °C. Die Schweizer Mitteltemperatur ist ein gewichtetes Mittel aus verschiedenen Stationen. Die Gewichtung stellt sicher, dass die unterschiedlichen Höhenstufen im richtigen Verhältnis berücksichtigt werden.

Kohlendioxid (CO₂) verhindert die irdische Abstrahlung von Wärme. Das macht CO₂ zu einem Treibhausgas. Zudem ist CO₂ sehr langlebig, weil es kaum mit anderen Gasen in der Atmosphäre reagiert und auch nicht durch Regen ausgewaschen wird. Diese Eigenschaften machen CO₂ zum wichtigsten Faktor für die Erderwärmung, die wir seit einigen Jahrzehnten messen. Die Menschheit emittierte 2015 insgesamt 36.2 Milliarden Tonnen CO₂. Das ist zwar im Vergleich zum natürlichen Umsatz von Kohlendioxid durch Ozeane, Böden, Pflanzen und Tiere (ca. 3 %) verhältnismässig wenig. Die wichtigsten CO₂-Senken, Pflanzen und Ozeane, sind aber nicht in der Lage, den menschgemachten Überschuss zu kompensieren. Entsprechend steigt die globale Konzentration kontinuierlich an. 2014 wurde erstmals seit Jahrmillionen die magische Grenze von 400 ppm (0.04%) überschritten. Auch im Jahr 2020 ging dieser Trend trotz des Coronavirus und der damit verbundenen Einschränkungen für Mobilität und Weltwirtschaft weiter. Vor der Industrialisierung lag der Wert über einen Zeitraum von 23 Millionen Jahren bei etwa 280 ppm. Neue Schätzungen, die der UNO-Klimarat (IPCC) im letzten Sachstandsbericht von 2013 als mässig verlässlich einstuft, deuten kurzzeitige Überschreitungen von 400 ppm vor etwa 800‘000 Jahren an. Bis ins Jahr 2100 würde ein ungebremster Ausstoss von Kohlendioxid zu einer Verdoppelung gegenüber heute führen (etwa 800 ppm).

Lokal unterscheiden sich die Temperatur-Trends in der Schweiz nur sehr geringfügig. Was bedeutet aber eine Erwärmung von etwa 2 °C? Die Änderungen lassen sich anhand verschiedenster Klimaindikatoren feststellen: So gibt es heute gegenüber früher mehr Hitzetage und Tropennächte. Die Frosttage in tieferen Lagen haben abgenommen. Des Weiteren stellt man ein Anstieg der Schneefallgrenze fest, sowie längere und früher beginnende Vegetationsperioden.

Die globale Temperatur wird im Verlauf dieses Jahrhunderts weiter zunehmen. Unter der Annahme eines Emissionsszenarios, das von weitgehend ungebremster Nutzung fossiler Brennstoffe in Zukunft ausgeht, ist in der Schweiz bis ins Jahr 2100 mit einer zusätzlichen Erwärmung gegenüber dem Mittel 1981-2010 von 3.3-5.4 °C zu rechnen. Nur sehr gezielte, globale Emissionsminderungen können die Erwärmung mit 0.6-1.9 °C in Schach halten.

Basierend auf den Daten der MeteoSchweiz lässt sich abschätzen, wieviel Niederschlag auf der Fläche der Schweiz pro Zeiteinheit fällt. Je nach Jahr sind dies etwa zwischen 50 und 90 Kubikkilometer Wasser. Das entspricht etwa dem Bereich zwischen dem Volumen von Bodensee und Genfersee. Auf der Fläche der Schweiz kommt so während eines Jahres eine Wassersäule von etwa 1-1.8 Meter Höhe zustande. Innerhalb eines einzelnen Tages kann auch mal die Wassermenge des Bielersees als Niederschlag fallen. Am 7. August 1978, einem extrem niederschlagsreichen Tag, fiel über der Schweiz sogar die Wassermenge des Zürichsees zu Boden.

Langfristige Trends im Niederschlag werden durch starke Jahr-zu-Jahr-Schwankungen überlagert. Deshalb sind diese Trends an vielen Messstandorten unsicher. Unsere langjährigen Messreihen im Mittelland deuten auf eine Zunahme des ganzjährlich gemittelten Niederschlags hin. Das liegt vor allem an der beobachteten Zunahme im Winter. Auf der Alpensüdseite sind keine signifikanten langfristigen Veränderungen festzustellen.

Am meisten Niederschlag in kurzer Zeit – binnen weniger Tage – fällt im Tessin. Starkniederschläge sind zudem vor allem ein Sommerphänomen, da die heftigsten Niederschläge oft im Zusammenhang mit Gewittern auftreten. Die Niederschlagsintensität der stärksten Tagesniederschläge pro Jahr nimmt an über 90 % der Schweizer Stationen leicht zu. Im Mittel um +7.7 % pro Grad Erwärmung oder um rund 12 % seit 1901. Es wird erwartet, dass dieser Trend weitergeht. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis über der Schweiz zum nächsten Mal innerhalb von nur einem Tag die Wassermenge des Zürichsees herunterprasselt (siehe Klimafakt weiter oben).

Der Winterniederschlag kann gemäss den Klimaszenarien CH2018 ohne Klimaschutz gegen Ende Jahrhundert um etwa +15% (+2 bis +24%) gegenüber heute (Normperiode 1981-2010) zunehmen.  Im Sommer allerdings ist im Mittel mit weniger Niederschlag zu rechnen.  Bei ungebremst steigenden Treibhausgasemissionen könnte der zukünftige Sommerniederschlag Ende des Jahrhunderts bis zu 40% tiefer liegen als heute. Eine rasche und weltweite Senkung des Treibhausgasaustosses könnte diese Veränderungen stark eingrenzen.

Am Beispiel des Blattausbruchs der Rosskastanie (beobachtet in Genf) und des Kirschbaums (Liestal) wird es unmissverständlich: die Vegetationsperiode hat sich verändert. Im 19. Jahrhundert keimten die ersten Blüten der Rosskastanie im Mittel erst Anfang April. Seither kommt der Blattausbruch immer früher, heute oft schon vor März. Der Kirschbaum blühte von 1900 bis 1960 kaum vor dem April. Heute ist ein früher Blühbeginn im März eher die Regel als die Ausnahme. Dafür gibt es zwei Hauptgründe. Einerseits trägt der Klimawandel dazu bei, dass die Vegetationsperiode früher beginnt und später endet. Andererseits sind die Städte seit Messbeginn stark gewachsen. In Städten ist es oft wärmer als im Umland, da sich Asphalt und Gebäude tagsüber stärker aufheizen und nachts weniger abstrahlen als das natürliche Umland.

Für die genannten Ereignissen lassen sich heute noch keine Aussage über künftige Änderungen machen. Dies hängt zum einen mit grossen Unsicherheiten in den Klimamodellen in Verbindung mit solchen Ereignissen zusammen. Zum anderen sind Häufigkeit und Intensität solcher Ereignisse schon im heutigen Klima sehr starken Schwankungen unterworfen, so dass keine langfristigen Trends festzustellen sind.