Mit Hilfe von Klimamodellen wird versucht, die Verantwortlichkeit des Menschen an der beobachteten Erwärmung und die weitere Entwicklung abzuschätzen. In mehreren unabhängigen Arbeiten ist die nordhemisphärische Mitteltemperatur des letzten Jahrtausends rekonstruiert worden. Als Datenquellen für solche Rekonstruktionen dienen natürliche Klimaarchive wie Eisbohrkerne, Sedimente und Baumringe, aber auch historische Aufzeichnungen und frühe instrumentelle Messungen. Die Resultate deuten darauf hin, dass die Erwärmung im 20. Jahrhundert seit Beginn des letzten Jahrtausends einzigartig ist.

Weniger Schnee und mehr Regen in den Alpen
Der Beginn der Industrialisierung traf mit einem Ende der natürlichen kalten Phase überein. Natürliche und menschengemachte Erwärmungsprozesse überlappen sich. In den letzten hundert Jahren haben sich die Treibhausgase stark angereichert; gleichzeitig ist es weltweit im Mittel um etwa 0,3 bis 0,6°C, in der Schweiz sogar um etwas mehr als 1°C wärmer geworden. Aufgrund von Szenarien aus Klimamodellen erwartet man, dass bis zum Jahr 2100 die Klimaveränderung weiter beschleunigt und die globale Mitteltemperatur um weitere 1,5 bis 5°C erhöht wird, und dass der Meeresspiegel um 50 cm ansteigt.
Obwohl der Wassergehalt der Atmosphäre mengenmässig im Vergleich zu den Ozeanen vernachlässigbar ist, spielt atmosphärisches Wasser eine absolut zentrale Rolle: Wasserdampf ist wegen der sogenannten Wasserdampf-Treibhaus-Rückkopplung das wichtigste Treibhausgas der Atmosphäre. Für die Alpenländer sind die jüngsten Ergebnisse bezüglich der Hydrosphäre, d.h. Wasserkreislauf, und Kryosphäre, d.h. Schnee und Eis, von besonderer Bedeutung. Weniger Schnee und mehr Regen werden die Winter der Zukunft bestimmen. Schon bei einer Erwärmung um 1°C wird die mittlere Dauer der Schneebedeckung in manchen Regionen um 4 bis 6 Wochen zurückgehen.

Der bewegte Boden
Der Dauerfrostboden, der sog. Permafrostboden, ist ein ganzjährig gefrorener Boden, wo vereistes Wasser die losen Gesteinsbrocken aneinander kittet. Im Hochgebirge ist Permafrost sowohl in Festgestein als auch in Lockermaterial wie Schutthalden, Moränen und Böden anzutreffen. Die Höhenstufe des Permafrost liegt unterhalb der Gletscherregion ab ca. 2600 m.ü.M. Ein weiterer Temperaturanstieg wird kurzfristig zunehmende Mächtigkeiten der sommerlichen Auftauschicht, mittel- bis langfristig aber das Ausschmelzen tiefliegender Permafrostkörper und einen Rückzug des Permafrostgürtels in grössere Höhen zur Folge haben.
In den 1980er Jahren erwärmten sich die Permafrostböden um 0,5 bis 1°C. Die Permafrostgrenze hat sich in den letzten 100 Jahren um 150 bis 200 Höhenmeter nach oben verschoben. Für die nächsten 50 Jahre prognostizieren die Ergebnisse des NFP 31 bei einer Erwärmung um 1 bis 2°C einen Anstieg um weitere 200 bis 750 m.
Die Reaktionszeiten von Permafrosttemperaturen auf ansteigende Jahresmitteltemperaturen sind leider derzeit kaum abzuschätzen. Ein fortgesetzter Temperaturanstieg könnte jedoch zu so grossen Massenbewegungen führen, wie sie in historischer Zeit bislang kaum bekannt waren. Direkt betroffen können die Fundamente von Gebäuden und Seilbahn- bzw. Liftinstallationen sein. Sie werden durch Setzungsbewegungen im Untergrund infolge des Ausschmelzens von Eis beeinträchtigt. Als Beispiel sei die Erzherzog-Johann-Hütte am Grossglockner angeführt.

Zunahme von Erdrutschen
Ausschmelzendes Eis kann durch Veränderung der hydrologischen Verhältnisse im Kluftsystem selbst Felswände destabilisieren. Auch eishaltige Schutthalden, Moränen etc. verlieren mit dem Eis ihr Bindemittel. Insgesamt ist durch den Permafrostrückzug mit einer Zunahme von Hanginstabilitäten zu rechnen. Bis sich die Untergrundtemperaturen wieder mit denen der Atmosphäre im Gleichgewicht befinden, können vermehrt Fels- und Bergstürze, Erdrutsche oder Murgänge auftreten. Diese erreichen häufig den Talboden und bedrohen damit Siedlungsgebiete und Verkehrswege. Ein Ereignis, bei dessen Auslösung wahrscheinlich schmelzender Permafrost eine Rolle gespielt hat, ist der katastrophale Erdrutsch im Val Pola im Veltlin vom 28. Juli 1987.
Die lokalen und regionalen Auswirkungen des Klimawandels zeigen sich besonders dramatisch in ökologisch sensiblen Gebieten wie beispielsweise den Alpen, was wiederholt anhand von Lawinen und Hochwasser deutlich wird. Die naturwissenschaftliche Forschung kann erste Zusammenhänge zwischen Klimaveränderungen und Änderungen in alpinen Ökosystemen nachweisen.
Gemeinsam mit dem Rückzug der Gletscher wird der Anstieg der Permafrostgrenze für die zunehmende Häufigkeit von Naturkatastrophen verantwortlich gemacht. Muren, Steinschlag, Erdrutsche und Hochwasser werden durch ein wärmeres Klima in den Alpen stark begünstigt und bedrohen zunehmend auch bisher verschonte Alpenregionen.

Häufigere und intensivere Niederschläge
Seit der zweiten Hälfte der 1980er Jahre häufen sich extreme Wetterlagen, was eine zunehmende Zahl von Klimaexperten aufhorchen lässt. Im Alpenraum gehören Extremniederschläge und ihre Folgen zu den schadensmässig bedeutendsten Naturkatastrophen. Eine Analyse der Schweizer Messreihen zeigt, dass die Häufigkeit von intensiven Niederschlägen, die im Durchschnitt einmal pro Monat vorkommen, in den letzten 100 Jahren zugenommen hat. Zusammen mit ähnlichen Beobachtungen für andere Gebiete der mittleren und hohen geografischen Breiten unterstützen diese Ergebnisse eine These, wonach der Wasserkreislauf des Klimasystems durch die beobachtete globale Erwärmung und deren erwartetes Fortschreiten in den nächsten Jahrzehnten beeinflusst werden könnte.
Eine wärmere Atmosphäre kann wesentlich mehr Wasser aufnehmen und transportieren. Globale Klimamodelle, mit welchen die Prozesse des Klimasystems und deren Änderungen simuliert werden, weisen neben der bekannten Erwärmung um 1 bis 3,5°C im globalen Mittel bis zum Ende des 21. Jahrhunderts auch auf eine allgemeine Intensivierung des Wasserkreislaufs hin. Während subtropische aride Landmassen durch die erhöhte Verdunstung von zunehmender Trockenheit betroffen sind, zeigen die Modelle für die mittleren und hohen geografischen Breiten einen erhöhten Wasserdampftransport von den Ozeanen gegen die Landmassen und eine Zunahme des mittleren Niederschlags.
Eine Intensivierung des Wasserkreislaufs und eine Zunahme von intensiven Niederschlagsereignissen als Resultat einer erhöhten Treibhausgas-Konzentration wurde mittlerweile in zahlreichen globalen und regionalen Klimasimulationen festgestellt. Diese Intensivierung wirkt sich nicht in jeder Jahreszeit gleich aus. Im Winterhalbjahr kommt es zu einem erhöhten Abfluss wegen der Verringerung des schneeförmigen Anteils der Niederschläge, im Frühling dagegen zu einer Reduktion der Abflussmengen wegen Schneemangels. Der Sommer und Herbst sind besonders sensible Zeiten wegen auftretender Gewitter und stark konzentrierter Niederschläge.

Quelle: CIPRA Info 61, http://www.cipra.org/de/alpmedia/publikationen/889