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Planetary Health – Grundlagen

Letzte Aktualisierung: 18.1.2022

Abstracttoggle arrow icon

Der Mensch hat durch seine Aktivitäten auf der Erde tiefgreifende Veränderungen in verschiedenen natürlichen Systemen herbeigeführt. Viele dieser Veränderungen bedrohen das natürliche Gleichgewicht der Erdsysteme und damit auch die menschlichen Lebensbedingungen. Die Disziplin der Planetaren Gesundheit (engl. Planetary Health) beschäftigt sich mit den Zusammenhängen zwischen der menschlichen Gesundheit und den Veränderungen in den natürlichen Regelkreisläufen der Erde sowie den politischen, ökonomischen und sozialen Systemen, die allesamt die Existenzfähigkeit der menschlichen Zivilisation bestimmen.

Der industriell-technologische Fortschritt seit Beginn der Industrialisierung hat den durchschnittlichen materiellen Lebensstandard signifikant erhöht – allerdings ist dieser Zugewinn zum einen global, zum anderen auch innerhalb von Gesellschaften extrem ungleich verteilt. Zudem hat diese Entwicklung nicht nur zu einer extremen Beschleunigung des Klimawandels, sondern gleichzeitig auch zu einer massiven Übernutzung lebensnotwendiger Ressourcen, zu Landsystemveränderungen, zur Biodiversitätskrise und zu einer kaum mehr regulierbaren Umweltverschmutzung geführt. Auch diese negativen Aspekte sind extrem ungleich verteilt.

Insb. die Folgen des Klimawandels und der Biodiversitätskrise werden als eine der größten, wenn nicht als die größte Gesundheitskrise des 21. Jahrhunderts betrachtet. Veränderungen des Klimas und der natürlichen Umwelt verursachen bereits jetzt eine enorme globale Krankheits- und Sterbelast – sei es durch direkte (bspw. hitzebedingte kardiovaskuläre Ereignisse) oder indirekte Gesundheitseffekte (bspw. die Ausbreitung von Pathogenen/Infektionskrankheiten). Auch auf soziopolitischer und -ökonomischer Ebene bestehen signifikante Herausforderungen. All diese Prozesse betreffen Individuen und ganze Gesellschaften auf verschiedene Art und Weise und werden sich in den kommenden Jahrzehnten weiter verstärken. Daher sind sowohl konsequentere politische Maßnahmen als auch ein vermehrtes Engagement seitens der Zivilgesellschaft unabdingbar, um katastrophale Folgen abzumildern und gleichzeitig effektive Anpassungsmaßnahmen umzusetzen. Im Kontext der gesundheitlichen Folgen kommt Ärzt:innen hierbei naturgemäß eine besondere Rolle zu. Das Wissen um die dargestellten Zusammenhänge und Effekte ist daher von entscheidender Bedeutung für die Prävention und Therapie von Krankheiten auf individueller und gesellschaftlicher Ebene.

Die Prozesse des Klima- und Umweltwandels und die daraus resultierenden gesundheitlichen Folgen sind außerordentlich umfassend und komplex. Entsprechend finden sich in der Literatur zu den verschiedenen Phänomenen meist nur sehr spezifische Daten, die in vielen Fällen nicht unmittelbar mit den entsprechenden Daten anderer Phänomene vergleichbar sind. Dieses Kapitel kann und möchte daher keinen rein datenbasierten Vergleich sämtlicher Einzelaspekte liefern. Ziel dieses Kapitels ist es vielmehr, Grundmechanismen aufzuzeigen und diese anhand einer Auswahl an besonders relevanten Beispielen zu illustrieren.

Die Dringlichkeit, mit der einschneidende Maßnahmen umgesetzt werden müssen, wird auch in dem im August 2021 veröffentlichten Bericht der Arbeitsgruppe I des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) abermals bekräftigt (AR6 Climate Change 2021: The Physical Science Basis). Zusammenfassend kann gesagt werden, dass sich die Evidenz für den menschlichen Einfluss auf die zunehmenden globalen Klima- und Umweltveränderungen seit 2014 deutlich erhärtet hat. Insb. wird bei Fortführung der bisherigen Klimapolitik mit einem Überschreiten der 1,5 °C-Grenze bis bereits ca. 2050 gerechnet. Zudem wird mittlerweile davon ausgegangen, dass die Veränderungen des Klimas bereits jetzt jede bewohnte Region der Welt beeinflussen.

Neue Daten und Schlussfolgerungen aus diesem und vergleichbaren neuen Berichten/Studien werden in dieses Kapitel sukzessive eingearbeitet.

Geowissenschaftliche Messdaten werden in verschiedenen Teilen der Welt z.T. mitunter nach unterschiedlichen Methoden oder in manchen Fällen auch gar nicht erhoben — ebenso werden in der Literatur nicht immer identische Vergleichszeiträume genutzt. Obwohl sich die grundsätzlichen Aussagen naturgemäß auf den ganzen Planeten beziehen, ist dies nicht notwendigerweise für alle einzelnen Parameter immer strikt möglich. Dementsprechend werden in der Literatur ggf. auch geografisch bzw. zeitlich gemittelte oder extrapolierte Werte genannt. Die hier zitierten Daten und Angaben reflektieren diesen Umstand. Ebenso muss bedacht werden, dass in der Klima- und Umweltforschung (wie auch in anderen wissenschaftlichen Disziplinen) viele Aspekte mit hoher Konfidenz eingeschätzt werden können, es aber grundsätzlich immer auch Unsicherheitsbereiche gibt. Hierbei ist wichtig zu verstehen, dass im Falle großer Unsicherheitsbereiche (z.B. bei Klimaprognosen) katastrophale Entwicklungen natürlich auch weniger sicher ausgeschlossen werden können.

Wetter und Klima [1][2]

  • Wetter: Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit
  • Klima: Durchschnittliche Wetterbedingungen an einem bestimmten Ort, gemessen über einen längeren Zeitraum

Planetare Subsysteme

Das Erdsystem setzt sich aus einer Reihe verschiedener Subsysteme zusammen, die sich auf vielfältige Weise gegenseitig beeinflussen:

  • Atmosphäre (die Erde umgebende, gasförmige Hülle)
  • Lithosphäre (äußerer Teil des Erdmantels und Gesteinsschichten)
  • Kryosphäre (die Erde bedeckende Eismassen)
  • Hydrosphäre (Gesamtheit der Wasservorkommen der Erde)
  • Biosphäre (von Lebewesen besiedelter Teil der Erde)

Planetare Belastungsgrenzen und Kippelemente [3]

Planetare Belastungsgrenzen [4]

  • Definition: Konzept zur quantitativen Beschreibung der Grenzen der ökologischen Tragfähigkeit des Planeten. Sie sind die Voraussetzung für einen sicheren Handlungsspielraum für die menschliche Zivilisation und deren Entwicklung. Bisher wurden 9 konkrete Systeme definiert, die durch zahlreiche Wechselwirkungen eng miteinander verknüpft sind. Für jedes dieser 9 Systeme wurden Grenzen für menschliche Störeinflüsse definiert, bei deren Überschreitung die ökologische Regenerationsfähigkeit gefährdet wird und unter Umständen auch eine komplette Destabilisierung des gesamten Erdsystems droht. Das Konzept der planetaren Belastungsgrenzen dient in der Umweltpolitik als wichtige Entscheidungsgrundlage.
    • Klimawandel: Änderung der Energiebilanz der Erde, wobei sich entweder eine Abkühlung oder eine Erwärmung der Erdoberfläche ergeben kann
    • Intaktheit der Biosphäre
    • Landsystemveränderungen Vor allem durch Umwandlung natürlicher Landschaften in Ackerland, Urbanisierung und klimawandelbedingte Entstehung subtropischer Trockengebiete. [5]
    • Übernutzung von Süßwasserressourcen
    • Biogeochemische Flüsse
    • Versauerung der Meere
    • Aerosolgehalt der Atmosphäre
    • Ozonverlust der Stratosphäre
    • Neue Substanzen

Die Überschreitung einer oder mehrerer Grenzen gefährdet die Stabilität und Widerstandskraft des gesamten Erdsystems mit potenziell unkontrollierbaren und irreversiblen Folgen für das Leben auf der Erde! Der wichtigste Treiber für die Veränderungen in den einzelnen Systemen ist der Mensch.

Nach derzeitigem Wissensstand scheint es wahrscheinlich, dass die Grenzen des sicheren Handlungsspielraums in den Bereichen des Klimawandels, der Biosphärenintegrität, der Landsystemveränderungen und der biogeochemischen Flüsse bereits überschritten wurden! Dadurch ist bereits jetzt von einem erheblichen Risiko für negative und möglicherweise irreversible ökologische und sozioökonomische Folgen auszugehen.

Kippelemente des Erdsystems [6][7]

Definition: Überregionale Bestandteile des Erdsystems, die ein Schwellenverhalten aufweisen. Werden diese z.B. durch die globale Temperaturerhöhung näher an ihren Schwellenwert gebracht, so können sie durch interne, selbstverstärkende Prozesse irreversibel in einen qualitativ neuen Zustand übergehen. Da die Kippelemente in wechselseitiger Abhängigkeit voneinander stehen, können Veränderungen in einzelnen Kippelementen letztlich eine destabilisierende Kettenreaktion im gesamten Erdsystem auslösen.

  • Eiskörper
    • Kollaps des westantarktischen Eisschildes
    • Teilkollaps des ostantarktischen Eisschildes
    • Schmelzen des arktischen Eisschildes
    • Auftauen der arktischen Permafrostböden
    • Verlust des Grönland-Eispanzers
    • Methanausgasung aus den Ozeanen
  • Strömungssysteme
    • Abschwächung der atlantischen thermohalinen Zirkulation
    • Störung des El-Nino-Phänomens
    • Verlangsamung des Jetstreams
    • Destabilisierung des Indischen Monsuns
    • Verlagerung des Westafrikanischen Monsuns
    • Austrocknen des Nordamerikanischen Südwestens
  • Ökosysteme
    • Umwandlung des Amazonas-Regenwaldes
    • Rückgang der borealen Nadelwälder
    • Zerstörung der Korallenriffe
    • Abschwächung der marinen Kohlenstoffpumpe [8]

Aufgrund der zahlreichen und komplexen Wechselwirkungen zwischen den planetaren Grenzen und Kippelementen können Risiken für Mensch und Umwelt meist nicht exakt vorausgesagt werden. Da die bis dato eingetretenen Veränderungen jedoch bereits weitreichende Folgen ausgelöst haben, sollten Entscheidungen stets auf Basis des Vorsorgeprinzips getroffen werden! Dies würde die Möglichkeit bieten, die Handlungs- und Entwicklungsfähigkeit für die menschliche Zivilisation auch in Zukunft zu gewährleisten.

Dem Klimawandel und der Biosphärenintegrität kommen für die Gesamtstabilität des Erdsystems eine besondere Bedeutung zu: Fortschreitende Veränderungen bereits in nur einem dieser beiden Systemen könnten die Lebensbedingungen so verändern, dass eine gesunde und nachhaltige Entwicklung heutiger und künftiger Generationen nicht mehr möglich sein wird. Das Risiko für existenzbedrohende Folgen des Klimawandels bspw. nimmt pro 0,1 °C Erwärmung deutlich zu und kann nach aktuellem Wissensstand nur bis zu einer Temperaturerhöhung von etwa 1,5 °C (maximal 2 °C) beherrscht werden!

Kippelemente sind für die Erde wie Organe für den menschlichen Körper: Kommt es zu Einschränkungen oder zum Erliegen der gewohnten Funktionsweise einzelner oder mehrerer Bestandteile des Erdsystems, können ggf. lebenswichtige Prozesse nicht mehr gewährleistet werden und das gesamte System kollabiert!

Allgemeine Ursachen und Folgen des Klimawandels [9]

Hintergrund

Bis etwa 1750 (dieser Zeitraum wird auch als „vorindustrielle Periode“ bezeichnet ) fand keine umfassende industrielle Aktivität statt, weshalb sich dieses Jahr prinzipiell als zeitlicher Bezugspunkt eignen würde. Da es aus dieser Zeit allerdings keine bzw. kaum verlässliche meteorologische Messdaten gibt, wird stattdessen i.d.R. der Zeitraum 1850–1900 als Referenzperiode verwendet , d.h. die bereits erfolgte bzw. die künftig prognostizierte Entwicklung wird normalerweise mit diesem Referenzzeitraum verglichen, soweit nicht explizit abweichend angegeben. Am Beispiel des Anstiegs der globalen Mitteltemperatur lässt sich so bspw. feststellen, dass diese im Zeitraum 1880–2020 im globalen Mittel um ca. 1 °C gestiegen ist. [10][11][12]

Es ist elementar zu verstehen, dass in einem derart komplexen System wie der Erde bereits eine Erhöhung der Erdoberflächentemperatur um bspw. 1 °C vielfältige, teilweise unvorhersehbare Effekte nach sich zieht. Jedes weitere Grad Erwärmung ist mit einer ernstzunehmenden Gefahr für das Leben auf der Erde, wie wir es heute kennen, verbunden!

Ursachen

  • Primär anthropogener Faktor: Änderung der in den Weltraum abgegebenen Wärmestrahlung
    • Treibhauseffekt: Quantitativ wichtigster Mechanismus des anthropogenen Klimawandels
      • Bestimmte Gase („Treibhausgase [9] in der Atmosphäre absorbieren einen Teil der von der Erde abgegebenen Wärmestrahlung. Nimmt die Konzentration von Treibhausgasen zu, so kann diese Energie nicht mehr ins Weltall entweichen und verbleibt im Erdsystem, wodurch sich die Erdoberfläche aufheizt. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Änderung des sog. Strahlungsantriebs
      • Seit Beginn der Industrialisierung insb. durch die Verbrennung fossiler Energieträger massiver Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre → Beschleunigte und starke Erwärmung der Erdoberfläche
Jahresmittelwerte der atmosphärischen Konzentration wichtiger Treibhausgase [13][14]
Vorindustrielle Periode (Durchschnitt) 2019
Kohlenstoffdioxid (CO2)
  • 280 ppm
  • 410 ppm
Methan (CH4)
  • 700 ppb
  • 1866 ppb
Distickstoffmonoxid (N2O)
  • 270 ppb
  • 332 ppb
  • Teilweise bzw. indirekt anthropogene Faktoren
    • Änderung in der Reflexion der Sonnenstrahlung (Albedo): Bspw. durch Abschmelzen der Eisschilde oder Rodung/Bebauung von Waldflächen → Vermindertes Rückstrahlvermögen der Erdoberfläche
    • Veränderung des globalen Bewölkungsmusters: Bewölkte Perioden werden v.a. in den mittleren Breiten kürzer/seltener → Durchschnittliche Sonnenscheindauer steigt [15]
    • Aerosolgehalt in der Atmosphäre: Temporäre Erhöhung bspw. infolge von Vulkanausbrüchen oder durch Verbrennung von Biomasse → Ein höherer Anteil der einfallenden Sonnenstrahlen wird reflektiert → Vorübergehender kühlender Effekt
  • Von menschlicher Aktivität unabhängige Faktoren
    • Schwankungen in der Strahlungsintensität der Sonne: Durch Änderungen in der Erdumlaufbahn oder durch zyklische Änderungen der Strahlungsintensität der Sonne

Zwischen den kumulativen anthropogenen CO2-Emissionen und der globalen Erwärmung besteht ein beinahe linearer Zusammenhang. Es ist daher wissenschaftlicher Konsens, dass menschliche Einflüsse der dominante Treiber für die globale Erwärmung der Landoberfläche, der Weltmeere und der Atmosphäre sind. Mit 95–100%iger Sicherheit haben die anthropogenen Treibhausgaskonzentrationen in der Atmosphäre den größten Anteil an der seit Mitte des 20. Jahrhunderts beobachteten beschleunigten Erderwärmung! [13][16]

Folgen

Grundlagen verschiedener Klimamodelle [13][16][17][18][19][20][21]

Zur Prognose bzw. Simulation künftiger Klimaszenarien wird insb. das CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) des Weltklimaforschungszentrums verwendet. In seiner aktuellen Iteration (CMIP6) fließt es u.a. in den 6. Sachstandsbericht des IPCC ein und etabliert das neue Konzept der „Shared Socioeconomic Pathways“ (SSPs). Im vorigen Sachstandsbericht des IPCC wurde noch das CMIP5 genutzt, welches das Konzept der „Representative Concentration Pathways“ (RCPs) eingeführt hatte.

  • Shared Socioeconomic Pathways (SSPs): Die „Shared Socioeconomic Pathways“ finden im 6. Sachstandsbericht des IPCC (2021) Verwendung. Im Gegensatz zu den vorher genutzten RCPs werden im Rahmen dieses Konzepts verschiedene sozioökonomische Entwicklungspfade berücksichtigt, wodurch aussagekräftigere Prognosen (insb. zum Grad der Herausforderung künftiger Mitigations- und Adaptationsmaßnahmen) erstellt werden können.
Shared Socioeconomic Pathways (SSPs)
Narrativ Szenario Skizzierte sozioökonomische Entwicklung Prognostizierter zusätzlicher Strahlungsantrieb im Jahr 2100 Interpretation und korrespondierender Temperaturwert im Jahr 2100
SSP1
(„Nachhaltigkeit“)
SSP1-1.9
  • Nachhaltige Gesellschaft, die die Grenzen der Natur respektiert und in der das menschliche Wohlbefinden anstelle des Wirtschaftswachtums im Fokus steht
  • Reduktion sozialer Ungleichheiten sowohl international als auch national
  • Erreichen der Klimaneutralität um 2050
  • 1,9 W/m2
  • Einziges Szenario, das mit dem 1,5 °C-Ziel vereinbar ist
SSP1-2.6
  • Nachhaltige Gesellschaft, die die Grenzen der Natur respektiert und in der das menschliche Wohlbefinden anstelle des Wirtschaftswachtums im Fokus steht.
  • Reduktion sozialer Ungleichheiten sowohl international als auch national
  • Erreichen der Klimaneutralität um 2075–2080
  • 2,6 W/m2
  • Repräsentiert ein Szenario, das mit einer Erderwärmung von 2 °C vereinbar ist

SSP2
(„Der mittlere Weg“)

SSP2-4.5
  • Entwicklung der Gesellschaft wie bisher, mit einer gegenläufigen Einkommensentwicklung in einzelnen Ländern und nur geringfügigem Ausbau der internationalen Zusammenarbeit
  • Moderates Bevölkerungswachstum, das sich in der zweiten Jahrhunderthälfte abschwächt
  • Moderate Klimaschutzmaßnahmen, Treibhausgasemissionen dadurch bis etwa 2050 auf konstantem Niveau mit nachfolgendem langsamen Absinken
  • 4,5 W/m2
  • Repräsentiert ein Szenario, das mit einer Erderwärmung von 2,7 °C vereinbar ist
  • Es kommt hierbei zu einer merklichen Zustandsverschlechterung der globalen Umweltsysteme
  • Dieses Szenario scheint derzeit am wahrscheinlichsten
SSP3
(„Regionale Rivalitäten“)
SSP3-7.0
  • Zunahme von Nationalismus und regionalen Konflikten, dadurch geringerer Fokus auf globale Herausforderungen
  • Zunahme von Ungleichheiten zwischen Ländern bzw. Regionen
  • Abnehmende Investitionen in Bildung und technologische Entwicklung
  • Klimaschutzmaßnahmen werden kaum umgesetzt, sodass sich die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2100 etwa verdoppeln.
  • 7 W/m2
  • Repräsentiert ein Szenario, das mit einer Erderwärmung von 3,6 °C vereinbar ist
  • Es treten in einigen Regionen der Welt starke Umweltzerstörungen auf
SSP4
(„Ungleichheit“)
SPP4-3.4
  • Zunehmende Ungleichheit zwischen Staaten/Gesellschaften mit hohem bzw. niedrigem sozioökonomischen Status
  • Globale Kooperation findet nur punktuell und v.a. unter sozioökonomisch hochentwickelten Staaten/Gesellschaften statt
  • Umwelt- und Klimaschutzpolitik ist regional (stark) unterschiedlich implementiert bzw. erfolgreich
  • 3,4 W/m2
  • Repräsentiert ein Szenario, das zwischen SSP1-2.6 und SSP2-4.5 liegt, eine Begrenzung der globalen Erwärmung auf 2 °C ist in diesem Szenario unwahrscheinlich
  • Dieses Szenario wird für konkrete Prognosen meist nicht herangezogen
SSP5
(„Fossile Entwicklung“)
SSP5-8.5
  • Wirtschaftswachstum und Integration globaler Märkte mit Innovationen, technologischem Fortschritt und energieintensivem Lebensstil auf der Basis fossiler Energieträger
  • Lokale Umweltprobleme werden bekämpft, jedoch erfolgt keine signifikante Reduktion der Treibhausgasemissionen (die sich dann bis ca. 2050 verdoppeln)
  • 8,5 W/m2
  • Repräsentiert ein Szenario, das mit einer Erderwärmung von >4 °C vereinbar ist.
  • Dieses Szenario liegt am oberen Rand der derzeit möglich erscheinenden Entwicklung
Prinzip: Es werden zunächst grundlegende Narrative definiert, die verschiedene mögliche sozioökonomische Entwicklungspfade (inkl. ihrer politischen und gesellschaftlichen Hintergründe) beschreiben (SSP1–SSP5). Zusätzlich werden diesen Narrativen konkrete Werte für den jeweiligen prognostizierten zusätzlichen Strahlungsantrieb bis 2100 zugeschrieben, ggf. können einem Narrativ daher auch alternative Werte für den angenommenen Strahlungsantrieb zugeordnet werden: bspw. SSP1-1.9 (SSP1, angenommener zusätzlicher Strahlungsantrieb von 1,9 W/m2) und SSP1-2.6 (SSP1, angenommener zusätzlicher Strahlungsantrieb von 2,6 W/m2).

Anhand der Erkenntnisse des 6. Sachstandsberichts des IPCC (2021) ist von einer globalen Erwärmung von knapp 3 °C auszugehen (sofern nicht zeitnah adäquate Gegenmaßnahmen ergriffen werden)!

  • Representative Concentration Pathways (RCPs): Die „RCP-Szenarien“ wurden im 5. Sachstandsbericht des IPCC (2013) eingeführt und repräsentieren mögliche bzw. wahrscheinliche Zukunftsmodelle für die Entwicklung der globalen Energiebilanz bis zum Jahr 2100 (verglichen mit der vorindustriellen Periode).
Representative Concentration Pathways (RCPs)
Szenario Vorhergesagte Entwicklung
RCP2.6 Zusätzlicher Strahlungsantrieb von 2,6 W/m2 im Jahr 2100, bezogen auf den vorindustriellen Stand (entspricht einem CO2-Äquivalent von ca. 475 ppm im Jahr 2020, danach konstanter Rückgang der Treibhausgasemissionen und dadurch Rückgang des Strahlungsantriebs) [12][13][22]
RCP4.5 Zusätzlicher Strahlungsantrieb von 4,5 W/m2 im Jahr 2100, bezogen auf den vorindustriellen Stand (entspricht einem CO2-Äquivalent von ca. 630 ppm im Jahr 2100)
RCP6.0 Zusätzlicher Strahlungsantrieb von 6 W/m2 im Jahr 2100, bezogen auf den vorindustriellen Stand (entspricht einem CO2-Äquivalent von ca. 800 ppm im Jahr 2100)
RCP8.5 Zusätzlicher Strahlungsantrieb von 8,5 W/m2 im Jahr 2100, bezogen auf den vorindustriellen Stand (entspricht einem CO2-Äquivalent von ca. 1.313 ppm im Jahr 2100)

Carbon Budget [12][13][23]

  • Definition: Maximale Menge an anthropogenen CO2-Emissionen , die noch freigesetzt werden darf, damit die globale Erwärmung mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit nicht über eine definierte Temperaturgrenze bis zum Ende des Jahrhunderts steigt
  • Rechenbeispiele
    • Um die Erderwärmung mit einer 67%igen Wahrscheinlichkeit auf 1,5 °C zu begrenzen, dürfen, gerechnet ab Anfang 2020, global noch 400 Gt CO2 emittiert werden
    • Um die Erderwärmung mit einer 67%igen Wahrscheinlichkeit auf 2,0 °C zu begrenzen, dürfen, gerechnet ab Anfang 2020, global noch 1150 Gt CO2 emittiert werden

Im Gegensatz zum Carbon Budget geben die RCPs einen konkreten zeitlichen Pfad zur Reduktion der Emissionen vor. Die SSP-Szenarien basieren darüber hinaus auf konkreten sozioökonomische Entwicklungspfaden, die aus heutiger Sicht denkbar bzw. wahrscheinlich scheinen!

Biodiversitätsverlust [24]

Veränderungen der Biodiversität werden grundsätzlich durch zahlreiche Faktoren ausgelöst. Der Klimawandel spielt im Rahmen des Biodiversitätsverlusts eine signifikante Rolle, und die beiden Prozesse sind eng miteinander verknüpft.

  • Triebkräfte des Biodiversitätsverlusts
    • Allgemein
      • Limitierte Anpassungsfähigkeit vieler Arten an steigende Temperaturen
      • Beeinträchtigung des Wasser- und Stoffhaushalts der Böden und Pflanzen
    • Landsystemveränderungen: Bspw. Flussbegradigungen, Bodenverdichtung und Flächenversiegelung durch Bebauung und intensive Landwirtschaft
    • Umweltverschmutzung: Nähr- und Schadstoffbelastung terrestrischer und aquatischer Ökosysteme durch (intensivierte) Landwirtschaft, Industrie und Verkehr
    • Übernutzung natürlicher Ressourcen
    • Auftreten invasiver Arten
  • Folgen des Biodiversitätsverlusts: Verlust lebenswichtiger Ökosystemfunktionen, z.B.:
    • Erholungsmöglichkeiten für den Menschen
    • Regulation klimatischer Extreme, von Tier- und Pflanzenbeständen sowie Schadstoffkonzentrationen
    • Bereitstellung von Wasser, Nahrung und Rohstoffen
    • Bodenbildung, Nährstoffkreislauf

Seit 1970 haben sich die Populationen von Säugetieren, Reptilien, Amphibien, Vögeln und Fischen um mehr als 60% reduziert. Menschliche Einflüsse spielen hierbei die größte Rolle! [25]

Direkte Gesundheitseffekte: Erkrankungen oder Symptome, die unmittelbar mit den beobachteten Klima- und Umweltveränderungen in Zusammenhang stehen

Die Entstehung und Ausprägung der beschriebenen Gesundheitseffekte ist abhängig vom Grad der Exposition gegenüber umweltbedingten Einflüssen, der Vulnerabilität sowie von Akklimatisations- und Adaptationsmöglichkeiten einzelner Personen, Bevölkerungsgruppen bzw. der Menschheit als Ganzes!

Infolge des globalen Temperaturanstiegs nehmen Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren und Starkniederschläge an Häufigkeit und Intensität zu.

Trotz global steigender Mitteltemperaturen kommt es auch zu gelegentlichen Kälteeinbrüchen. Dies ist keineswegs als Indiz gegen den Klimawandel, sondern gerade als Ausdruck steigender Klimavariabilität und häufigerer Extremwetterereignisse zu werten!

Hitze

Hintergrund und Kenngrößen

Temperaturwerte für eine bestimmte Region folgen, statistisch gesehen, einer Normalverteilung. Der Klimawandel führt zu einer Rechtsverschiebung und einer Abflachung der Temperaturkurve. Dies geht mit einer größeren Temperaturvariabilität und insb. einer höheren Wahrscheinlichkeit für das Auftreten heißer bzw. sehr heißer Tage einher. [26][27]

  • Seit den 1950er Jahren: Weltweit deutliche Zunahme von Hitze- bei gleichzeitiger Abnahme von Kälteextremen [16][28]
    • Bis 2040 voraussichtlich Vervierfachung der Häufigkeit von Hitzeextremen [29]
  • Jedes der letzten 4 Jahrzehnte war wärmer als die jeweils vorangegangenen (seit Beginn des Bezugszeitraums 1850) [13]
  • 9 der 10 wärmsten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen wurden im 21. Jahrhundert registriert [30]
  • Zwischen 1750 und 2019: Erhöhung des anthropogenen Strahlungsantriebs um ca. 2,72 W/m2 (größtenteils zurückzuführen auf einen erhöhten Ausstoß an Treibhausgasen) [13]
    • Alleine seit dem letzten Sachstandsbericht des IPCC (2014) hat sich dieser Wert um 0,43 W/m2 erhöht

Insb. für den Zusammenhang zwischen dem menschengemachten Klimawandel und Hitzeereignissen gibt es mittlerweile eine sehr gute Evidenzlage. Mit anderen Worten: Ohne den Klimawandel durch anthropogene Treibhausgasemissionen wären Hitzewellen um ein Vielfaches unwahrscheinlicher! [31]

Gesundheitliche Folgen

  • Maße zur Einschätzung der Hitzebelastung [32]
    • Klimasummenmaße
      • Normal-Effektiv-Temperatur (NET): Wird aus der Lufttemperatur, der sog. erzwungenen Feuchttemperatur und der Luftgeschwindigkeit ermittelt
      • Wet-Bulb-Globe-Temperature (WBGT): Wird aus der sog. Globetemperatur , Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur und Luftgeschwindigkeit berechnet [33]
  • Epidemiologie: Global signifikante Zunahme sowohl der Exposition als auch der Vulnerabilität gegenüber Hitzewellen
    • Besonders starke Auswirkung von Hitze auf die respiratorische und kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität [34][35]
      • Signifikanter Anstieg der Hospitalisierungsrate mit steigender Außentemperatur (insb. für respiratorische Erkrankungen) [36][37]
      • Eine Temperaturerhöhung von bspw. 20 °C auf ca. 25 °C innerhalb von 2 Tagen ist mit einem Anstieg der kardiovaskulären Mortalität um 10% assoziiert [38]
    • Erhöhte Vulnerabilität
      • Bisherige Entwicklung
        • Allgemein
          • Weltweit signifikante Steigerung der Vulnerabilität gegenüber Hitzeextremen um mind. 10% seit 1990 (insb. in Ländern mit hohem Entwicklungsindex) [39][40]
          • Zeitraum 1991–2019: Weltweit sind mehr als ein Drittel der hitzebedingten Todesfälle auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen [35]
        • Besonders vulnerable Personen [41][42][43]
          • >65-Jährige: Zwischen dem Vergleichszeitraum 2000–2005 und dem Jahr 2019 ist ein Anstieg der hitzebedingten Mortalität weltweit um ca. 81% (auf ca. 345.000 Todesfälle in 2019) zu beobachten [40]
          • Schwangere: Höhere Wahrscheinlichkeit für Totgeburten mit steigender Temperatur [44]
      • Künftige Entwicklung
        • Geschätzter Anstieg der auftretenden zusätzlichen hitzebedingten Todesfälle weltweit auf 38.000/Jahr in 2030 und 95.000/Jahr in 2050 [45]
    • Erhöhte Exposition
      • Bisherige Entwicklung
        • 2000–2016: Anstieg der Zahl der Menschen, die Hitzewellen ausgesetzt waren, um 125 Mio. [46]
        • Anstieg der Exposition gegenüber Hitzewellen bei den >65-Jährigen um mehr als 3 Mrd. zusätzliche Personentage (d.h. durchschnittlich 4,1 Tage pro Person) und bei Kindern <1 Jahr um ca. 630 zusätzliche Personentage (d.h. durchschnittlich 4,6 Tage pro Person) im Jahr 2020 (Vergleichszeitraum: 1986–2005) [40] [47]
      • Künftige Entwicklung
        • Unter Hochemissionsszenarien (RCP8.5 und unter der Annahme eines starken Bevölkerungswachstums, v.a. in Ländern des globalen Südens): Erhöhung der Exposition gegenüber extrem heißen Tagen bis 2100 global um den Faktor 30
        • Unter Niedrigemissionsszenarien (RCP2.6 und unter der Annahme einer nachhaltigen sozioökonomischen Entwicklung): Erhöhung der Exposition gegenüber extrem heißen Tagen bis 2100 global um den Faktor 4 [48]

Wissenschaftlichen Untersuchungen zufolge steigt bei einer Temperaturerhöhung von 1 °C die kardiovaskuläre Mortalität um 3,4%, die respiratorische um 3,6% und die zerebrovaskuläre um 1,4%! [49]

In gemäßigten Breiten sind Hitzewellen trotz steigender Frequenz und Dauer immer noch relativ seltene Phänomene, weshalb hier die kältebedingte Mortalität höher ist als die hitzebedingte. Durch die fortschreitende globale Erwärmung ist jedoch damit zu rechnen, dass in Zukunft die hitzebedingte Sterblichkeit v.a. in tropischen und subtropischen Regionen sowie in Südeuropa überwiegen wird! [50][51][52][53]

Bei Hitze können Antihypertensiva und Diuretika schneller zu Hypotonien führen, die Gefahr einer insulinbedingten Hypoglykämie ist ebenfalls erhöht! Daher sind ggf. Dosisanpassungen vorzunehmen. Zudem muss im Fall von Medikamenten mit phototoxischen Nebenwirkungen eine ggf. gesteigerte Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden.

Unwetter

Hintergrund und Kenngrößen

  • Unwetter: Bezeichnung für Wetteranomalien, die ggf. mit erheblichen Zerstörungen einhergehen und die Lebensbedingungen der Menschen in den betroffenen Regionen bedrohen
    • Starkniederschlag: Große Niederschlagsmengen pro Zeiteinheit: >25–40 L/m2 pro Stunde oder >35–60 L/m2 innerhalb von 6 Stunden (anhand der Definition des Deutschen Wetterdienstes) [65]
    • Gewitter und Hagelschlag
    • Dürre: Periode anhaltender Trockenheit bedingt durch eine extrem niedrige Niederschlagsmenge und/oder durch eine hitzebedingte hohe Verdunstung
    • Sturm: Wind von hoher bis sehr hoher Geschwindigkeit (die Einteilung erfolgt anhand der Beaufort-Skala ) [66]
      • Sturm: 75–88 km/h (Beaufort 9)
      • Schwerer Sturm: 89–102 km/h (Beaufort 10)
      • Orkanartiger Sturm: 103–117 km/h (Beaufort 11)
  • Beobachtete Veränderungen
    • Global Zunahme von Starkniederschlägen über Landregionen (insb. seit den 1950er Jahren) [16][67][68]
    • Anstieg des Meeresspiegels [13]
    • Beobachtung von intensiveren und häufigeren El-Nino-Phänomenen [13][69]
    • Häufigkeit und Intensität von Stürmen: Insb. häufigeres Auftreten tropischer Wirbelstürme (sog. Zyklone) in den vergangenen 4 Jahrzehnten [13]
  • Folgen
    • Zunahme regionaler Überschwemmungen und küstennaher Überschwemmungen [16][70][71][72]
      • Weitere Zunahme und Intensivierung von Starkniederschlägen und Überschwemmungen in den kommenden Jahrzehnten v.a. in großen Teilen Afrikas, Asiens, Nordamerikas und Europas [13]
      • Erhöhung der Eintrittswahrscheinlichkeit für Hochwasserereignisse in bestimmten Regionen Deutschlands um 15% bis 2050 [73]
    • Zunahme von Trockenheit und Dürre: [13][40]Verdopplung der Anzahl zusätzlicher Dürremonate in 2018, bezogen auf den Durchschnittswert der Vergleichsperiode 1950–2005 [39][40]
    • Beeinträchtigung der Wasserversorgung und -qualität in einigen Regionen der Welt (insb. aufgrund veränderter Wasserkreisläufe und durch vermehrte Schnee- und Gletscherschmelzen) [16]
    • Erwartete Zunahme von Gewittertagen (in Europa um 20–30% bis 2050) [74]

Gesundheitliche Folgen

  • Epidemiologie
    • Bisherige Entwicklung
      • Allgemein: Verdreifachung von Unwetterereignissen seit 1960 bei relativ konstanter Sterblichkeitsrate von weltweit ca. 60.000 Todesfällen/Jahr [39][75] [76]
      • 2000–2015: Anstieg der von Überschwemmungen betroffenen Personen weltweit um 58–86 Mio. (entspricht einem Anstieg von 20–24%) [77]
      • 1998–2017: Weltweit über 2 Mrd. Menschen von Überschwemmungen betroffen [78]
      • Weltweit signifikante Erhöhung der Anzahl der Tage, an denen Menschen einer erhöhten Waldbrandgefahr ausgesetzt sind [39][40][79]
    • Prognosen [80]
      • Anstieg der von Dürren betroffenen Menschen bis 2100 um ca. 164% auf dann etwa 212 Mio. monatlich (unter RCP4.5) bzw. um ca. 427% auf dann etwa 472 Mio. monatlich (unter RCP8.5) [81]
      • Voraussichtlich Anstieg der vom steigenden Meeresspiegel betroffenen Menschen auf ca. 150 Mio. (bis 2050) [39][82]

Je nach geografischer Lage variieren auch Häufigkeit und Intensität der Unwetter. Vor allem Überschwemmungen sind zeitlich und regional begrenzte Phänomene, wohingegen Dürren meist großräumiger auftreten und länger anhalten. Gesundheitliche Risiken können demnach sehr unterschiedlich sein und werden zudem maßgeblich von bestehenden Vorsorge- und Adaptationsmaßnahmen bestimmt! [83]

Bereits in den vergangenen 30 Jahren waren Länder mit einem niedrigeren Entwicklungsindex um ein Vielfaches stärker von den klimawandelbedingten Unwettern und Naturkatastrophen betroffen als solche mit einem höheren Entwicklungsindex! Ein rasantes Bevölkerungswachstum und ein Mangel an Ressourcen erschweren die Umsetzung effektiver Vorsorge- und Anpassungsmaßnahmen in vielen Weltregionen. [40]

Eine exakte Quantifizierung von klimawandelbedingten Gesundheitseffekten ist schwierig, da es i.d.R. keine einheitliche, systematische Datenerfassung gibt. Zudem werden sekundäre Effekte wie Infektionen oder psychische Beeinträchtigungen vermutlich oftmals nur unzureichend erfasst, wodurch von einer hohen Dunkelziffer auszugehen ist! [69]

  • Gesundheitliche Folgen spezifischer Unwetterereignisse
    • Überschwemmungen und Hochwasser
      • Unfälle und Verletzungen
      • Zerstörung von Hab und Gut → Insb. Verlust von Wohnraum
      • Wasserverunreinigung (z.B. durch Abfälle, Chemikalien, Mikroorganismen) → Trinkwassermangel und unzureichende Hygiene
      • Versalzung des Grundwassers (bei küstennahen Überschwemmungen) → Trinkwassermangel
      • Erhöhte Feuchtigkeit in Innenräumen → Schimmel- und Allergenexposition
      • Zerstörung der Ernten → Bedrohung der Nahrungsmittelsicherheit
    • Trockenheit und Dürren
      • Trinkwassermangel und unzureichende Hygiene
      • Zerstörung der Ernten → Bedrohung der Ernährungssicherheit
      • Flächenbrände → Unfälle und Intoxikationen durch Rauch → Zerstörung von Hab und Gut → Insb. Verlust von Wohnraum
    • Stürme und Gewitter
      • Unfälle und Verletzungen
      • Zerstörung von Hab und Gut → Insb. Verlust von Wohnraum
      • Abrupte Veränderungen der Luftfeuchtigkeit und des Luftdrucks → Aufplatzen von Pollenkörnern → Erhöhte Allergenexposition

Unwetter stellen insb. eine große Bedrohung für die kritische Infrastruktur eines Landes dar. Um eine gute Gesundheitsversorgung gewährleisten zu können, braucht es daher neben Frühwarnsystemen unbedingt auch geeignete Anpassungsmaßnahmen an veränderte Umweltbedingungen!

Hintergrund und Kenngrößen

Zwischen Klimawandel und Luftverschmutzung besteht ein direkter Zusammenhang. Das Verbrennen fossiler Energieträger führt neben der Emission von Treibhausgasen auch zu einer Beeinträchtigung der Luftqualität. Dabei unterliegt der Grad der Luftverschmutzung starken räumlichen und zeitlichen Schwankungen.

  • Luftverschmutzung [88][89]
    • Wichtigste gesundheitsgefährdende Luftschadstoffe in der Außenluft
      • Feinstaub (Particulate Matter, PM)
        • Komplexes Gemisch aus festen und flüssigen Teilchen in der Luft, die aus organischen und anorganischen Komponenten bestehen
        • Aufteilung anhand der jeweiligen aerodynamischen Durchmesser der Partikel: PM10 (<10 μm), PM2.5 (< 2,5 μm), PM0.1 (< 0.1 μm )
        • Wichtigste Quellen: Verbrennungsmotoren, Brems- und Reifenabrieb, Kohlekraftwerke, Landwirtschaft
      • Schwefeldioxid (SO2)
        • Wichtigste Quellen: Verbrennung fossiler Brennstoffe in Industrie, Privatwirtschaft und Verkehr, Eisen- und Stahlerzeugung, Düngemittelproduktion
      • Stickoxide (NOx)
        • Sammelbezeichnung für gasförmige Verbindungen, die aus Stickstoff (N) und Sauerstoff (O) entstehen
        • Besonders relevant: Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2)
        • Wichtigste Quellen: Verbrennungsmotoren, Kraftwerke, Müllverbrennungsanlagen
      • Bodennahes Ozon (O3)
        • Wichtigste Quellen: Abgase im Straßenverkehr und Verbrennungsanlagen
      • Kohlenstoffmonoxid (CO)
        • Wichtigste Quelle: Abgase im Straßenverkehr [90][91]
  • Luftqualitätsstandards
    • Empfehlungen für maximal zulässige Konzentrationen (meist jährlich, täglich und/oder stündlich erfasste Mittelwerte) der wichtigsten Luftschadstoffe in der Außenluft
    • Die Grenzwerte variieren zwischen den einzelnen Ländern und Regionen der Welt und unterliegen regelmäßigen Aktualisierungen
Luftschadstoffempfehlungen und - grenzwerte [92][93]
Institution/Region PM2.5 (μg/m3) PM10 (μg/m3)

Schwefeldioxid (SO2) (μg/m3)

Stickstoffdioxid (NO2) (μg/m3)

Ozon (O3) (μg/m3)
pro 24 h pro 24 h pro 24 h pro Jahr pro 8 h
WHO
  • 15
  • 45
  • 40
  • 10
  • 100
EU
  • 25
  • 50
  • 125
  • 40
  • 120
  • Air Quality Index [94]
    • Kenngröße zur Einschätzung der Luftqualität, die auf aktuell gemessenen Daten lokaler Messstationen beruht
    • Es existieren verschiedene Air-Quality-Indizes, die sich je nach Land/Region und Institution unterscheiden und teilweise verschiedene Schadstoffe/Faktoren/Zeitintervalle berücksichtigen [95]
    • Ermöglicht einen bspw. stündlichen, täglichen oder jährlichen Vergleich der Luftqualität
    • Enthält Verhaltensempfehlungen hinsichtlich Aktivitäten im Freien und berücksichtigt hierbei insb. vulnerable Bevölkerungsgruppen (z.B. respiratorisch vorerkrankte Personen)

Auch wenn es in den vergangenen Jahrzehnten durch die Reduktion von Emissionen zu einer Verbesserung der Luftqualität in Europa gekommen ist, sind ca. 75% der in Städten lebenden Bevölkerung immer noch zu hohen Feinstaubbelastungen ausgesetzt! [96]

Gesundheitliche Folgen

  • Epidemiologie
    • Ca. 7 Mio. vorzeitige Todesfälle/Jahr (wichtigster umweltbedingter gesundheitlicher Risikofaktor weltweit im Jahr 2019) [97]
    • In Europa jährlich ca. 800.000 zusätzliche Todesfälle durch verschmutzte Außenluft [98]
    • Insb. eine langfristige Exposition gegenüber PM führt zu einer signifikanten Erhöhung der Mortalität: Ein Anstieg von PM2.5 um 10 μg/m3 ist mit einer Erhöhung der kardiopulmonalen Mortalität um bis zu 13% assoziiert [99]

Bei Luftverschmutzung (v.a. bezogen auf PM) zeigt sich eine lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung. Daher gibt es keinen unteren Grenzwert, unterhalb dessen keine Gesundheitsgefährdung besteht!

Hitze und Luftverschmutzung (v.a. bodennahes Ozon) wirken synergistisch, was das Risiko für adverse Gesundheitseffekte (v.a. für respiratorische Erkrankungen) um ein Vielfaches erhöht! [100][101]

Hintergrund und Kenngrößen

  • Beeinflussung der UV-Exposition insb. durch [102][103]
    • Verändertes Bewölkungsmuster → Einfluss auf die jährliche Sonnenscheindauer [103]
    • Häufung von Ozonniedrigereignissen
    • Verändertes Expositionsverhalten der Menschen durch veränderte Außentemperaturen [102]
UV-Index [104]
Wert Belastungsniveau Schutzmaßnahmen
1–2
  • Niedrig
  • Nicht erforderlich
3–5
  • Moderat
  • Im Schatten aufhalten
  • Langärmlige Kleidung, Sonnenbrille und Kopfbedeckung tragen
  • Ausreichenden Lichtschutzfaktor auftragen
6–7
  • Hoch
8–10
  • Sehr hoch
  • Möglichst kein Aufenthalt im Freien bzw. Schatten aufsuchen
  • Zusätzlich: Dringend Maßnahmen wie bei hohem/sehr hohem Belastungsniveau durchführen
≥11
  • Extrem

Gesundheitliche Folgen

Zwischen Klimawandel, Veränderungen in der Ozonschicht und weiteren verwandten Gesundheitsfaktoren bestehen vielschichtige Wechselbeziehungen. Eine exakte Quantifizierung des jeweiligen Beitrags der einzelnen Faktoren zu Gesundheitsrisiken ist daher momentan noch nicht möglich! [103]

Bestimmte Medikamente (z.B. Chloroquin, Chlorothiazid, Sulfonamide und Tetracyclin) haben ein starkes phototoxisches Potenzial. Das Risiko für eine Hautschädigung durch erhöhte UV-Exposition muss hier unbedingt bedacht und die Patient:innen entsprechend aufgeklärt werden!

Indirekte Gesundheitseffekte: Erkrankungen oder Symptome, die erst durch das komplexe Zusammenspiel mehrerer mit den äußeren Lebensbedingungen assoziierten Faktoren auftreten.

Eine Quantifizierung bzw. Vorhersage der Krankheitslast ist bei den indirekten Gesundheitseffekten oftmals nicht oder nur näherungsweise möglich!

Klima- und Wetterbedingungen spielen neben vielen anderen Faktoren bei der Entstehung und Verbreitung von Infektionskrankheiten eine herausragende Rolle. Veränderungen in den klimatischen Bedingungen können zu einer veränderten geografischen und saisonalen Verteilung von Erregern, Vektoren und Wirtspopulationen führen. Darüber hinaus beeinflussen insb. extreme Wetterverhältnisse (z.B. Überschwemmungen) das zeitliche Auftreten und die Intensität von Krankheitsausbrüchen.Das gleichzeitige Auftreten von klimawandelbedingten Extremwetterereignissen und neuartigen Infektionskrankheiten wie COVID-19 führt in vielen Regionen der Welt zu einer Überlastung der Gesundheitssysteme und somit zu einer zusätzlichen Gefährdung der lokalen und globalen Gesundheit! [40]

Die meisten der neu auftretenden Infektionserkrankungen, auch als „(re‑)emerging infectious diseases“ bekannt, gehören zu den Zoonosen!

Vektorassoziierte Infektionskrankheiten

Hintergrund und Kenngrößen

Bei den vektorassoziierten Infektionskrankheiten handelt es sich um eine indirekte Krankheitsübertragung, bei der Krankheitserreger mittels eines Vektors von einem infizierten Tier oder Menschen auf andere Tiere oder Menschen übertragen werden.

  • Faktoren, die die Infektionswahrscheinlichkeit beeinflussen [109]
    • Faktoren, die die Vektor- und Wirtsdichte beeinflussen
      • Ökosystem- und Landsystemveränderungen
      • Biodiversitätsverlust [110]
      • Veränderungen der Klima- und Wetterparameter
        • Temperatur, Niederschlag und Luftfeuchtigkeit [111]
        • Frequenz und Intensität von El-Nino-Ereignissen [112]
        • Länge der Jahreszeiten und Vegetationsperioden
  • Faktoren, die die Expositionswahrscheinlichkeit beeinflussen
    • Gesundheitliche Prävention
      • Öffentliche Aufklärungskampagnen
      • Habitatkonversion
      • Vektorkontrolle durch Insektizide, Chemoprophylaxe
      • Impfungen
      • Hygiene und persönliche Schutzausrüstung
      • Surveillance-Systeme
      • Therapie
      • Ausbruchsmanagement und Kommunikationsstrategie auf Public-Health-Ebene
    • Expositionsverhalten des Menschen
      • Aufenthalt im Freien
      • Fragmentierung der natürlichen Umwelt und Vordringen in Wildtierhabitate
      • Aufenthalt auf engem Raum
    • Sozioökonomische Faktoren (Siehe auch: Planetary Health - Soziopolitisch und sozioökonomisch vermittelte Gesundheitseffekte)
      • Bevölkerungswachstum
      • Demografie
      • Urbanisierung
      • Migration
      • Internationaler Reise- und Güterverkehr

Anthropogene Umweltveränderungen und sozioökonomische Faktoren nehmen im Vergleich zu Eigenschaften einzelner Erreger oder individuellen Hygienemaßnahmen eine immer größere Bedeutung für das Expositions- und Infektionsrisiko ein! [3]

Gesundheitliche Folgen

  • Epidemiologie
    • Malaria
      • Bisherige Entwicklung [40]
        • 1950–2019: Zunahme der Klimatauglichkeit für Malariaübertragungen (insb. in Hochlandregionen)
          • Um ca. 40% in Ländern mit einem niedrigen Entwicklungsindex
          • Um ca. 15% in Ländern mit einem mittleren Entwicklungsindex
      • Prognose
        • Bis 2050 bzw. 2080 voraussichtlich weitere Ausbreitung in höhere Lagen einiger tropischer Länder/Regionen und Verlängerung der Transmissionszeiten bei gleichzeitiger Abnahme der Verbreitung in anderen Ländern/Regionen der Welt [113][114]
    • Denguefieber
      • Bisherige Entwicklung
        • Seit 2000 global ca. Verzehnfachung der Erkrankungsfälle (2000: ca. 500.000 registrierte Fälle; 2019: 5,2 Mio.) . [115]
        • Seit 1950 hat die Klimatauglichkeit einiger Aedes-Arten um bis zu 15% zugenommen [39]
      • Prognose
        • Verdopplung der Inzidenzraten während einer Epidemie (bei einer Temperaturerhöhung von ca. 3 °C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts) [116]
    • Lyme-Borreliose
      • Bisherige Entwicklung
        • Wärmere Temperaturen und insb. mildere Winter als wichtige Faktoren für eine Ausbreitung der Krankheit in nördlichere Gebiete der USA im Zeitraum von 2001–2017 [3]
        • Verdopplung der Inzidenzrate im Zeitraum von 1991–2018 in den USA [117]
        • In Deutschland gibt es bislang nur in einigen Bundesländern eine Meldepflicht für die Lyme-Borreliose; die Auswertung der zur Verfügung stehenden Daten für den Zeitraum 2002–2006 ergab eine Steigerung der Inzidenz um bis zu 100%, jedoch mit starken regionalen Unterschieden [109]
      • Prognose
        • Zunahme der Erkrankungsfälle im Nordosten der USA um etwa 23.000 bis 2040–2050 und um etwa 61.000 bis 2090–2100, insb. unter Hochemissionsszenarien (RCP8.5) [118]
        • Anstieg des Ansteckungsrisikos in den Wintermonaten um bis zu 51% und um bis zu 81% in der Zeckensaison in einigen europäischen Ländern , insb. unter RCP4.5 und einem ungleichen sozioökonomischen Entwicklungsszenario [119]
    • Chikungunya
      • Bisherige Entwicklung: Ausbreitung von Südostasien nach Afrika, Europa, Australien sowie Nord- und Südamerika [120]
    • FSME
      • Bisherige Entwicklung:
        • Seit 2016 Zunahme der FSME-Fälle in Deutschland trotz vorhandener Impfung [121][122]
        • Zunahme autochthoner Übertragungen in bisher nicht als Hochrisikogebiete eingestufte Regionen sowie Vergrößerung der FSME-Verbreitungsgebiete in nördlichere Regionen Europas [120] [123]

Anopheles-Mücken, die Plasmodien übertragen können, sind auch in Europa verbreitet. Mittelfristig besteht die Gefahr des Wiederauftretens der Malaria insb. in Südeuropa durch den Import von infizierten Vektoren, die potenziell autochthone Infektionen auslösen können!

Die Komplexität der Einflussgrößen, die fehlende Kenntnis über die Anpassungsfähigkeit einzelner Vektoren sowie unzureichende Surveillance-Systeme in vielen Ländern machen eine Abschätzung der Krankheitslast und tatsächlichen Infektionsgefahr unter sich verändernden Klimabedingungen schwierig!

Wasserbürtige und lebensmittelassoziierte Infektionserkrankungen

  • Epidemiologie
    • Erhöhung der Inzidenz lebensmittelassoziierter Gastroenteritiden um 4–5% bei einem durchschnittlichen Anstieg der Außentemperatur um 1 °C [124]
    • Statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen Starkregenereignissen und der Häufigkeit wasserbürtiger Infektionskrankheiten [125]
    • Rund 60% günstigere Bedingungen für die Übertragung von Nicht-Cholera-Vibrionen in Küstenbereichen der nördlichen Breiten (40–70 °N) verglichen mit dem Zeitraum 1982–1989 [40]
  • Pathophysiologie
    • Wärmere Temperaturen → Stärkere Vermehrung von Pathogenen in Lebensmitteln und Trinkwasser
    • Längere Trockenperioden → Trinkwasserknappheit und reduzierte Wasserqualität
    • Wärmere Temperaturen und Eintrag von Düngemitteln und Schmutzwasser in natürliche Gewässer → Vermehrung von Mikroorganismen → Schädliche Algenblüten
    • Unwetter → Überschwemmungen → Zerstörung sanitärer Einrichtungen → Mangelnde Hygiene
    • Unwetter → Überschwemmungen → Beeinträchtigung der Gesundheitsversorgung
    • Unwetter → Überschwemmungen → Kontamination von Lebensmitteln und Trinkwasser (z.B. durch Abfälle, Chemikalien, Mikroorganismen)
    • Unwetter → Zerstörung von Hab und Gut → Insb. Verlust von Wohnraum → Unterbringung in Sammelunterkünften → Mangelnde Hygiene
  • Wichtige resultierende Symptome/Erkrankungen

Wärmere Temperaturen und eine erhöhte CO2-Konzentration in der Luft führen durch eine verlängerte pflanzliche Vegetationsperioden und erhöhte Biomasseproduktion zu einer vermehrten Allergenexposition. Die Angaben in dieser Sektion beziehen sich vorwiegend auf IgE-vermittelte Immunreaktionen, die durch Pollen und andere pflanzliche Allergene ausgelöst werden.

  • Epidemiologie
    • Weltweit steigende Prävalenz von Asthma und allergischen Rhinokonjunktivitiden [127][128]
    • Deutschland: 2009–2016 relativer Anstieg der Asthmaprävalenz um ca. 30% [129]
  • Pathophysiologie
    • Wärmere Temperaturen → Verlängerte Vegetations- und Blütezeit [130]
    • Erhöhte CO2-Konzentration in der Luft → Gesteigerte Pollen- und Allergenbildung der Pflanzen [131]
    • Gewitter und Stürme → Erhöhung der Allergenkonzentration in der Luft → Gewitterasthma [132]
    • Eintrag von Pflanzenarten aus anderen Regionen der Erde → Verbreitung durch gesteigerte Klimatauglichkeit → Erhöhte Exposition gegenüber neuen Allergenen [133]
    • Vermehrte Pollenexposition → Reduzierte Immunabwehr der Schleimhaut → Zunahme viraler Infektionen der oberen Atemwege [134]
  • Wichtige resultierende Symptome/Erkrankungen

Pollen zeigen in Anwesenheit von Luftschadstoffen wie Stickoxiden, Ozon und Feinstaub eine erhöhte Allergenität! [135]

Hintergrund und Kenngrößen

Zwischen den globalen Klima- und Umweltveränderungen und unserer Ernährungsweise gibt es einen bidirektionalen Zusammenhang.

  • Einfluss des globalen Ernährungssystems auf das Klima und die Ökosysteme
    • Klimawandel [136][137]
    • Verlust der Biodiversität bzw. Intaktheit der Biosphärenintegrität
    • Veränderung der biogeochemischen Prozesse/Kreisläufe
    • Landsystemveränderungen [138]
    • Übernutzung der Süßwasserressourcen
  • Einfluss der Klima- und Ökosystemveränderungen auf das globale Ernährungssystem
    • Verlust von weltweit ca. 12 Mio. Hektar landwirtschaftlich nutzbarer Fläche pro Jahr, v.a. durch Umweltverschmutzung, Bodenerosion, Desertifikation, Verlust organischer Bodenmasse und Urbanisierung [3]
      • 1981–2019: Klimawandelbedingte Reduktion der Ernteerträge um ca. 6% für Mais, 5% für Soja, 2% für Weizen und 2% für Reis [39]
    • Wasserknappheit durch zunehmende Dürren
    • Abnahme der Fangquoten von wilden Fischen, v.a. durch Überfischung, Ozeanerwärmung und -versauerung, Korallensterben, Umweltverschmutzung [3]. Die in kommerziellen Fischfarmen produzierte Fischmenge war im Jahr 2019 fast genauso groß wie die aus freiem Fang. [139]
    • Reduktion der Anzahl bestäubender Insekten insb. durch Umweltverschmutzung, Pestizide, Klimawandel, Zerstörung der Lebensräume [140]
    • Zunehmendes Ungleichgewicht zwischen Pflanzen und Schädlingen, insb. durch den Biodiversitätsverlust und wärmere Temperaturen [3]
    • Abnahme des Nährstoffgehalts einzelner Kulturpflanzen durch erhöhte CO2-Konzentration in der Luft
      • Potenzielle Reduktion des Gehalts an wichtigen Nährstoffen wie Eisen, Zink und Proteinen der Nutzpflanzen um etwa 15–20% [141]
    • Steigerung der Lebensmittelpreise durch Ernteverluste nach Extremwetterereignissen

Vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Bevölkerung kann ohne den Schutz der natürlichen Systeme die Versorgung mit Lebensmitteln in ausreichender Quantität und Qualität nicht gewährleistet werden!

Gesundheitliche Folgen

  • Epidemiologie
    • Voraussichtlich Steigerung des globalen Nahrungsmittelbedarfs um bis zu 70% bis 2050 [142]
    • Ein Rückgang der Anzahl bestäubender Insekten um 50% ist mit ca. 700.000 zusätzlichen Todesfällen pro Jahr assoziiert [143]
    • Malnutrition als einer der wichtigsten Risikofaktoren für die weltweite Krankheitslast [144]
      • In 2020 litten 690 Mio. Menschen weltweit unter Hunger (ca. 9% der Weltbevölkerung) [145]
      • Voraussichtlich Zunahme hungerleidender Menschen auf 840 Mio. bis 2030 (ca. 10% der Weltbevölkerung) [145]
      • Insb. in gering bis mittel entwickelten Ländern Zunahme sowohl von Über- als auch von Unterernährung
        • Knapp die Hälfte der Todesfälle bei Kindern unter 5 Jahren wird Unterernährung zugeschrieben [146] [147]
  • Pathophysiologie [3]
    • Erhöhung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre → Geringerer pflanzlicher Nährstoffgehalt → Nährstoffmangel
    • Luftverschmutzung → Schädigung der Pflanzen → Ernteverluste
    • Verlust organischer Bodenmasse → Geringerer pflanzlicher Nährstoffgehalt → Nährstoffmangel
    • Extremwetterereignisse → Ernteverluste → Gefährdung der Ernährungssicherheit
    • Rückgang wilder Fischbestände → Nährstoffmangel
    • Zunehmender Verlust der Biodiversität → Ernteverluste → Gefährdung der Ernährungssicherheit
    • Industrialisierung der Nahrungsmittelproduktion und zunehmender Wohlstand → Zunahme des Anteils tierischer und hochverarbeiteter Produkte → Unausgewogene Ernährungsweise → Risiko der Fehlernährung
  • Wichtige resultierende Symptome/Erkrankungen

Infolge von Erntezerstörungen durch Dürren und Überschwemmungen ist der Klimawandel einer der stärksten Hungertreiber weltweit! [149]

Unterernährung in frühen Lebensjahren führt häufig zu bleibenden somatischen und kognitiven Schäden und hat somit wesentlichen Einfluss auf den gesamten Lebenslauf der Betroffenen!

Eine ausgewogene, vorwiegend pflanzenbasierte Ernährung mit einem hohen Anteil an Früchten und Gemüse, Vollkornprodukten, Nüssen und Saaten versorgt den Körper mit wichtigen Nährstoffen. Sie trägt nicht nur zur Krankheitsprävention bei, sondern ist auch ein wichtiger Beitrag zum globalen Klima- und Umweltschutz! [150]

Der Klimawandel beeinflusst zahlreiche soziopolitische und -ökonomische Faktoren bzw. Strukturen. Diese gesellschaftlichen Veränderungen können auch negative Folgen für die Gesundheit nach sich ziehen. Generell ist dabei zu beachten, dass sich Auswirkungen des Klimawandels gegenseitig verstärken können und i.d.R. multifaktoriell bedingt sind.

  • Klimawandelbedingte Fragilitätsrisiken und Konflikttreiber: Bspw. [151]
    • Extremwetterereignisse (bspw. Dürren) und Umweltkatastrophen (bspw. Überflutungen)
    • Ressourcenknappheit (insb. Nahrungsmittel- oder Wasserknappheit) und sich zunehmend zuspitzende Verteilungsfragen
    • Steigende Meeresspiegel und Küstenerosion

Der Klimawandel hat zahlreiche Auswirkungen auf soziale, wirtschaftliche und politische Strukturen, was sich auch auf die Gesundheit der betroffenen Menschen auswirkt! [151]

Politische Instabilität und gewaltsame Konflikte [152][153][154]

  • Hintergrund und Kenngrößen [151][155][156]
    • Schwächung staatlicher Institutionen und demokratischer Strukturen durch Ressourcenknappheit → Gesteigertes Gewalt- und Konfliktpotenzial → Mögliches Spektrum: Individuelle Radikalisierung, Proteste, einzelne Gewaltausbrüche, Bürgerkriege, zwischenstaatliche Konflikte
    • Kriege, Gewalt und Naturkatastrophen zählen zu den wichtigsten Migrations- und Fluchtursachen weltweit
  • Gesundheitliche Folgen [157][158]
    • Kurzfristig: Bspw.
      • Verletzungen durch physische (bspw. sexualisierte) Gewalt durch andere Menschen
      • Psychologische Traumatisierung
      • Unterernährung und Folgen einer Malnutrition
      • Erhöhtes Risiko für Infektionskrankheiten und Seuchengefahr (bspw. Cholera) durch fehlende/dysfunktionale Gesundheitssysteme in Konfliktregionen
    • Langfristig: Bspw.
      • Vermehrte Migration und deren gesundheitliche Folgen
      • Weniger Vorsorgeuntersuchungen und Präventionsmaßnahmen
      • Insgesamt schlechtere Gesundheitsversorgung

Der Klimawandel erhöht das Risiko für bewaffnete Konflikte in instabilen Regionen! [153]

Störung oder Zerstörung kritischer Infrastrukturen [159]

  • Hintergrund und Kenngrößen
    • Kritische Infrastrukturen: Institutionen oder Einrichtungen mit elementarer Funktion für das staatliche Gemeinwesen und die soziale Ordnung, deren Kompromittierung schwerwiegende Folgen nach sich ziehen würde; dazu zählen [160]
      • Technische Basisinfrastrukturen
        • Energieversorgung
        • Trinkwasserversorgung und Abwasserentsorgung
        • Transportwesen und Verkehr
        • Internet und sonstige Telekommunikation
      • Sozioökonomische Dienstleistungsinfrastrukturen
        • Staat und Verwaltung
        • Gesundheitsversorgung
        • Notfall- und Rettungswesen, Katastrophenschutz
        • Nahrungsmittelversorgung
        • Finanz- und Versicherungswesen
        • Medien und Kulturgüter
  • Gesundheitliche Folgen
    • Kurzfristig: Erhöhtes Risiko für bspw. Verletzungen, Infektionskrankheiten, Durchfallerkrankungen und Dehydrierung, dabei gleichzeitig verminderte Kapazitäten für den Umgang mit diesen gesundheitlichen Folgen
    • Langfristig: Bspw.
      • Höheres Armutsrisiko
      • Mangelernährung
      • Unzureichende Behandlung von nicht-übertragbaren Krankheiten
      • Weniger (ggf. unzureichende) Vorsorgeuntersuchungen und Präventionsmaßnahmen
      • Erhöhtes Risiko für psychische Erkrankungen [161]

Vermehrte Migration

  • Hintergrund und Kenngrößen
    • Formen der Migration: Hauptsächlich 4 Formen [162]
      • Arbeitsmigration
      • Familiennachzug
      • Fluchtmigration
      • Irreguläre Migration
    • Zudem Unterscheidung in Binnenmigration und Außenmigration [156]
    • Umweltmigration: Allgemein sind damit alle Migrations- und Fluchtbewegungen gemeint, die im Zusammenhang mit Umwelt- und Klimaveränderungen stehen, es existiert jedoch keine genaue einheitliche Definition [163]
      • Bisheriger Stand: 2008–2016 flüchteten jährlich ca. 25,3 Mio. Menschen innerhalb von Landesgrenzen aufgrund von Extremereignissen als Folge des Klimawandels [164]
      • Prognose: Anstieg auf 200 Mio. geflüchtete Menschen bis 2050 erwartet
  • Gesundheitliche Folgen [165]
  • Siehe auch: Versorgung von Geflüchteten und Reiserückkehrern

Sozioökonomische Auswirkungen [156]

  • Hintergrund und Kenngrößen
    • Parameter auf Individualebene: Bspw.
      • Sozioökonomischer Status [39][156]
        • Wohnverhältnisse (Wohnort, Wohnsituation, Wohnqualität)
        • Beruf (Arbeitsverhältnis, Branche, berufliche Aus- und Weiterbildung)
        • Einkommen (Einkommenshöhe, Regelmäßigkeit bzw. Sicherheit des Einkommens)
        • Eigentum (Eigentumsverhältnisse, Liquidität und Kreditwürdigkeit)
        • Bildung (Schulabschluss bzw. schulische Bildung, höhere Abschlüsse bzw. Studium)
        • Kulturelle Ressourcen (Besitz von bzw. Zugang zu kulturellen Gütern und Institutionen, Theater-, Bibliotheks- oder Museumsbesuche)
      • Arbeitskraft
        • Global gesehen wenig Auswirkung des Klimawandels auf die Produktivität messbar [166]
        • Reduktion der körperlichen Leistungsfähigkeit/Arbeitskraft ggf. insb. durch Hitze [167]
          • Arbeitskräfte in der Landwirtschaft besonders betroffen [168][169]
          • Weitere besonders durch Hitze gefährdete Berufsgruppen: Baugewerbe, Fabrikangestellte, Feuerwehr und andere Rettungskräfte [170]
      Parameter auf Bevölkerungsebene: Bspw.
      • Wirtschaftswachstum und Bruttoinlandsprodukt [171]
        • Global gesehen unterschiedliche Auswirkungen je nach Region und Zeitpunkt
        • Tendenziell größere negative Auswirkungen in Ländern des Globalen Südens mit vergleichsweise höherer vorbestehender Armut
        • 2019: Globaler Verlust von ca. 300 Mrd. potenziellen Arbeitsstunden [39]
      • Lebensmittelpreise
        • Anstieg bspw. durch Ernteausfälle oder kompromittierte Lieferketten [156]
        • Hohes Armutsrisiko durch Anstieg von Lebensmittelpreisen v.a. in Subsahara-Afrika [172][156]
      • Unternehmerische Klimarisiken , bspw.
        • Branchenspezifische Risiken: Verminderte Entwicklung einzelner Wirtschaftszweige bzw. Branchen, bspw. [173]
          • Land- und Forstwirtschaft
          • Energiewirtschaft
          • Tourismus
        • Rechtliche Risiken, bspw. Sanktionen bei hohen Treibhausgasemissionen
        • Wettbewerbsbezogene Risiken, bspw. verminderte Wettbewerbsfähigkeit aufgrund von Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen
  • Gesundheitliche Folgen [39][169][174][175]
    • Kurzfristig: Bspw.
    • Langfristig: Bspw.
      • Geringere Lebenserwartung und höheres Mortalitätsrisiko bei niedrigem sozioökonomischen Status
      • Geringere staatliche Investitionen in gesundheitsrelevante Institutionen

Umfassende Anpassungsmaßnahmen für eine gesteigerte Resilienz des Gesundheitswesens sind elementar, um gravierende Gesundheitsfolgen abzuwenden und effektiv therapieren zu können! [39]

Klimawandel und Gesundheit — Teil 1 (Juli 2021)

Klimawandel und Gesundheit — Teil 2 (August 2021)

Klimawandel und Gesundheit – Teil 3 (September 2021)

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