Im 20. Jahrhundert hat sich die globale Oberflächentemperatur um
0,2 ° Celsius (±0,6 °) erhöht. Der Anstieg der Oberflächentemperatur der nördlichen Hemisphäre war in dieser Zeit größer als in den vorausgegangenen 1 000 Jahren. 1990 war global das wärmste Jahr im 20. Jahrhundert, das Jahr 2002 das wärmste Jahr seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Die Anzahl der heißen Tage hat zugenommen, die der kalten Tage abgenommen. Die anthropogenen, d. h. durch den Menschen verursachten Konzentrationen der Treibhausgase Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O) haben im 20. Jahrhundert exponential zugenommen (Abbildungen 1 und 2). Je nach Annahmen über die künftigen Entwicklungen wären Temperaturerhöhungen von 1 ° bis zu 3,5 ° Celsius im Jahre 2100 zu erwarten (Abbildung 3). Allein die atmosphärische Konzentration von Kohlendioxid hat sich seit Beginn der Wetteraufzeichnungen um 31 % (±4 %) erhöht. ^[2] Die CO₂-Emissionen werden hauptsächlich durch die Verbrennung fossiler Energien erzeugt. Mit zunehmenden Treibhausgasemissionen und Temperaturen wird der globale Meeresspiegel weiter steigen, und zwar je nach den zugrunde gelegten Annahmen und Szenarien um 10 cm bis 90 cm bis zum
Jahr 2100.

Extreme Hitzephänomene und Regenfälle waren in den vergangenen Jahren in Europa, insbesondere auch in Deutschland, auffällig: Mittel- und Osteuropa wurde im Jahre 2002 von einer Flutkatastrophe heimgesucht. Im Osten und Süden Deutschlands, im Südwesten Tschechiens sowie in Österreich und Ungarn kam es zu starken Überschwemmungen der Donau, Elbe, Moldau, des Inn und der Salzach. Das "Jahrtausendhochwasser" hat auch Deutschland stark getroffen: Die Schäden beliefen sich hier auf etwa 9,2 Mrd. Euro. ^[3]

Im Jahre 2003 litt ganz Europa unter einer extremen Hitzewelle. Die volkswirtschaftlichen Schäden derartiger Katastrophen umfassen sowohl Hitzetote (davon war vor allem Frankreich betroffen) und Gesundheitsschäden durch erhöhte Krankheitsgefahren wie auch Ernteausfälle, Störungen in der Energiebereitstellung und den Anstieg von Waldbränden. ^[4] Insgesamt wurden für das Jahr 2003 Schäden der Hitzewelle in Höhe von 10 bis 17 Mrd. Euro für Europa geschätzt. ^[5]

In der weiteren Fortschreibung des ökonomischen Trends der Daten der Münchner Rück würden die Schäden bis zum Jahr 2050 um das Zehnfache auf über 600 Mrd. Euro steigen (Abbildung 5). In den von Naturkatastrophen gefährdeten Gebieten (Hochwasserregionen, Küstenzonen usw.) werden Versicherungen bei steigenden Eintrittswahrscheinlichkeiten von Naturkatastrophen immer weniger bereit sein, die möglichen Schäden zu versichern. ^[8]

Anhand des globalen Simulationsmodells WIAGEM ^[9] (Kasten), das ein detailliertes Ökonomie- und Handelsmodell mit einem Klimamodell koppelt, können die ökonomischen Auswirkungen des Klimawandels geschätzt werden. Neben direkten ökonomischen Auswirkungen auf die Energieerzeugung, die Landwirtschaft und die Industrie werden hier zusätzlich Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökologie (z. B. die Zunahme von Waldbränden, Verluste an Artenvielfalt), aber auch gesundheitlich-ökonomische Aspekte (z. B. Krankheiten, Veränderung der Sterblichkeit) berücksichtigt. Bei einer Temperatursteigerung um ein 1 ° Celsius können globale Schäden bis zu 214 Bill. US-Dollar über einen Zeitraum von 50 Jahren auftreten (Abbildung 6). ^[10] Allein im Jahre 2050 wären dies Schäden in Höhe von weltweit 2 Bill. US-Dollar. Diese Ausgaben werden in der Volkswirtschaft an anderer Stelle fehlen (crowding out), was die ökonomischen Wachstumseffekte mindert und zu zusätzlichen Wohlfahrtseinbußen führt.

Um den Klimawandel abzumildern oder gar zu verhindern, müssen die Treibhausgasemissionen drastisch gesenkt werden. Klimaexperten gehen davon aus, dass eine Reduktion der Treibhausgase um 60 bis 80 % bis zum Jahr 2100 notwendig wäre. ^[11] Aufgrund der Langlebigkeit der Treibhausgase in der Atmosphäre müssen die verantwortlichen Staaten möglichst schnell mit dieser drastischen Reduktion beginnen. Hauptverantwortliche Staaten sind die USA, die für den Großteil aller weltweit emittierten Treibhausgase verantwortlich sind, gefolgt von China, Europa, Russland und Japan. ^[12] Eine wirksame Klimaschutzpolitik muss vor allem Ländern mit hohen Treibhausgasemissionen verbindliche Ziele zur Emissionsvermeidung abverlangen.

Aus Tabelle 2 sind die Kosten zu ersehen, wenn die Klimaschutzziele des Kyoto-Protokolls erfüllt würden. Dies wird für die Szenarien "ohne Emissionsrechtehandel" und "mit Emissionsrechtehandel" sowie mit und ohne die Teilnahme der USA und Russlands aufgezeigt. Für den Fall, dass die USA und Russland nicht am Emissionshandel teilnehmen und die anderen Länder nur die von ihnen übernommenen Reduktionsziele verfolgen, könnte allerdings das zugrunde gelegte Kyoto-Ziel nicht mehr erreicht werden.

Insgesamt könnten nach diesen Modellsimulationen global Kosten der Emissionsvermeidung von etwa 730 Mrd. Euro über den Verpflichtungszeitraum 2008 bis 2012 auftreten, ^[18] wenn die geforderten Emissionsreduktionen ausschließlich anhand von CO₂-Emissionsminderungen durchgeführt würden. Eine Einbeziehung aller Treibhausgase (wie Lachgas- und Methanemissionen) könnte die Kosten noch weiter mindern. Denn die Reduktion von Methan-Emissionen ist beispielsweise weitaus kostengünstiger möglich als die von CO₂-Emissionen. Durch einen globalen Emissionsrechtehandel könnten so 272 Mrd. US-Dollar im Verpflichtungszeitraum eingespart werden. Nehmen die USA nicht am Emissionsrechtehandel teil, sind die Kosten der Emissionsvermeidung für Europa und Japan geringer (die USA würden einen großen Teil der Emissionsrechte nachfragen und so den Emissionsrechtepreis erhöhen). Deutschland müsste im Zuge eines EU-weiten Emissionsrechtehandels 24 Mrd. US-Dollar aufwenden; bei einer Beteiligung Russlands und Nichtbeteiligung der USA würde sich dieser Betrag auf 15 Mrd. US-Dollar reduzieren. Russland als Verkäufer von Emissionsrechten müsste hingegen mit einer Verminderung der Einnahmen rechnen. Zwar wären die Kosten bei einer Nichtbeteiligung der USA für Europa und auch für Japan geringer, doch würde dies dem Ziel der globalen Emissionsminderung entgegenstehen: Europa und Japan würden mit ihren Treibhausgasminderungen nur 1,2 % der globalen Emissionen reduzieren. Damit wäre eine erhebliche Zielverfehlung vorprogrammiert.

Das Modell simuliert die volkswirtschaftlichen Geschehnisse über einen Zeithorizont von 100 Jahren (bis zum Jahre 2100) für die Weltregionen Afrika, Asien, Europa, Japan, Lateinamerika, Mittlerer Osten und die USA. Durch die Kopplung des Ökonomiemodells an ein Klima- und Ökosystemmodell können die Rückwirkungen von Temperatur- und Meeresspiegelveränderungen volkswirtschaftlich quantifiziert werden. Eine genaue Abbildung der Energiemärkte fossiler Energien und ein möglicher Ersatz dieser durch erneuerbare Energien erlaubt die Bewertung einer Veränderung des Energiesystems.

Zudem werden die volkswirtschaftlichen Schäden von menschlichen Gesundheitsänderungen, Ökosystemänderungen und veränderte Ausgaben für Klimaschäden vor und nach dem Auftreten extremer Klimaereignisse integriert. Dies erlaubt eine detaillierte Abschätzung der durch einen Klimawandel verursachten ökonomischen Einbußen.