Verfehlte Prognosen Klimamodelle bestehen wichtigsten Test

Die globale Erwärmung der Luft stockt seit Langem - Prognosen hatten die Pause nicht auf der Rechnung. Dennoch können sie das Klima korrekt vorhersagen, wie ein ungewöhnlicher Test zeigt.

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Klimamodell der Nasa: Über kurze Zeiträume regiert der Zufall
NOAA/ NASA

Klimamodell der Nasa: Über kurze Zeiträume regiert der Zufall


Hamburg - Kann den Klimaprognosen noch getraut werden? Diese Frage stellen sich viele Experten, weil sich die Luft in den vergangenen 15 Jahren im weltweiten Durchschnitt kaum noch erwärmt hat - obwohl der Ausstoß von Treibhausgasen rasant zugenommen hat. Doch keine der 114 Klimasimulationen des Uno-Klimarats hatte die Erwärmungspause auf der Rechnung.

Ein unheimlicher Verdacht kam auf: Übertreiben die Computerprognosen den Klimawandel, zeigen sie eine zu starke Erwärmung?

Der Test: Zwei Klimaforscher haben die Simulationen nun einem besonders genauen Test unterzogen. Jochem Marotzke vom Max-Planck-Institut für Meteorologie und Piers Forster von der University of Leeds haben die Klimasimulationen mit den globalen Temperaturmessungen verglichen - und zwar für alle 15-Jahres-Perioden seit 1900: also zunächst die Phase von 1900 bis 1915, dann 1901 bis 1916 und so weiter.

Das Ergebnis: Die Forscher geben teilweise grünes Licht: Dass die Modellrechnungen in den vergangenen 15 Jahren von der Realität abgewichen sind, liegt ihrer Studie zufolge nicht daran, dass sie falsch sind. Vielmehr beherrschten in dieser Zeit zufällige Schwankungen das Klima, sie haben die Wirkung der Treibhausgase vorübergehend kaschiert, berichten Marotzke und Forster im Magazin "Nature".

Aber kann man nun wirklich sicher sein, dass die Klimaprognosen stimmen?

Zur Person
  • KlimaCampus HH
    Der Ozeanograf und Klimaforscher Jochem Marotzke ist Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg. Er hat als koordinierender Leitautor am fünften Bericht des Weltklimarats IPCC führend mitgearbeitet.
SPIEGEL ONLINE: Herr Marotzke, die Menschheit produziert mehr Abgase denn je, aber die Erwärmung stockt. Könnte die Erwärmungspause der letzten Jahre nicht zeigen, dass die Klimamodelle die Wirkung der Treibhausgase überschätzen?

Marotzke: Die Modelle reagieren unterschiedlich empfindlich auf CO2-Veränderungen. Wir haben untersucht, wie groß in den einzelnen Modellen die wärmende Wirkung der Treibhausgase ist. Das Ergebnis: Modelle, die besonders empfindlich auf mehr CO2 in der Luft reagieren, zeigen über 15 Jahre keine stärkere Erwärmung als andere Modelle - der Effekt ist also nicht entscheidend für das Ergebnis kurzfristiger Simulationen.

SPIEGEL ONLINE: Wie lässt es sich dann erklären, dass die Modelle in den letzten 15 Jahren eine viel zu starke Erwärmung zeigten?

Marotzke: Die Abweichung der Modelle von der Realität lässt sich mit Zufall erklären.

SPIEGEL ONLINE: Was verstehen Sie unter Zufall?

Marotzke: Das chaotische Wirken aller Umwelteinflüsse. Es verhindert über kürzere Zeiträume eine genaue Prognose der globalen Temperaturentwicklung.

SPIEGEL ONLINE: Aber keine der 114 Simulationen des Uno-Klimarats zeigt den genauen Temperaturverlauf, für keine Zeit seit 1900. Und selbst der Durchschnitt aller Simulationen weicht beträchtlich ab. Warum geben die Modelle Ihrer Studie zufolge dennoch verlässlich Auskunft über die Klimaentwicklung?

Marotzke: Stimmt, alle Simulationen weichen ab. Die Prognosen eines Jahres für die jeweils folgenden 15 Jahren liegen meist etwa 0,3 Grad Celsius auseinander. Die entscheidende Frage ist: Können sie langfristig über den globalen Temperaturtrend Auskunft geben? Unsere Studie zeigt: Sie können!

SPIEGEL ONLINE: Könnte nicht der Zufall auch über längere Zeiträume Klimaprognosen erschweren?

Marotzke: Wohl kaum. In unserer Studie haben wir für alle möglichen Jahre seit 1900 Klimaszenarien über 62 Jahre berechnet. Irgendwann zwischen 20 und 35 Jahren tritt der Zufall in den Hintergrund - und die Wirkung der Treibhausgase setzt sich durch.

SPIEGEL ONLINE: Wenn also eine Erwärmungspause länger als 25 Jahre dauerte, sollte man tatsächlich an den Klimamodellen zweifeln?

Marotzke: Irgendwann ja, denn langfristig wird sich den Modellen zufolge das Klima erheblich erwärmen. Diese Aussage ist sehr robust, wie unsere Studie bestätigt.

SPIEGEL ONLINE: In den letzten Jahren aber lagen die gemessenen Temperaturen unterhalb der normalen Spanne. Zeigt das nicht, dass etwas nicht stimmen kann?

Marotzke: Tatsächlich scheren die Messwerte in den letzten Jahren aus, für diese Zeit lässt sich ein außergewöhnliches Ereignis nicht ausschließen.

SPIEGEL ONLINE: Was könnte passiert sein?

Marotzke: Womöglich haben ungewöhnlich starke Passatwinde vermehrt Wärme ins Meer gedrückt, was die Simulationen nicht auf der Rechnung hatten.

SPIEGEL ONLINE: Ansonsten berücksichtigen die Klimasimulationen alle Einflüsse?

Marotzke: Nein, das werden sie nie können. Aber anhand der berücksichtigten Umweltfaktoren, etwa der Treibhausgase, der Ozeane und des Wasserdampfes, scheinen sie den globalen Trend der Temperatur auf lange Sicht gut zu berechnen.

SPIEGEL ONLINE: Gleichwohl misstrauen viele Klimaforscher den Modellen, weil sie viele Umwelteinflüsse nicht berücksichtigen. Und entscheidende Faktoren wie die Wirkung der Wolken oder von Ozeanströmungen sind ungenügend verstanden. Könnten die Prognosen deshalb nicht grundsätzlich falsch sein?

Marotzke: Systematische Fehler der Modelle können wir mit unserem Test tatsächlich nicht entlarven. Machen alle Modelle den gleichen Fehler, fällt er nicht auf. Dann sehen wir im schlimmsten Fall nur, dass die Modelle von der Realität abweichen. Bislang aber sind die Abweichungen nicht gravierend. Wir sollten uns also auf eine erhebliche globale Erwärmung einstellen.


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Forum - Diskussion über diesen Artikel
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Seite 1
bbr1960 28.01.2015
1. Das überzeugt mich jetzt nicht.
Eins vorweg: Ich bin kein Klimaskeptiker, und gehen davon aus, dass uns das CO2 noch große Probleme bereiten wird. Aber den Aussagewert dieser Untersuchung kann ich nicht nachvollziehen. Die Rechenmodelle enthalten Parameter, deren Werte man nicht exakt kennt. Jede Simulation, die solche Parameter enthält, muss mit realen Messungen abgeglichen werden. Das ist z.B. der Grund, warum man immer noch Windkanäle braucht. Beim Klima hat man keine Windkanäle, sondern kann die Modelle nur mit den Klimadaten der Vergangenheit kalibrieren. Das hat man vermutlich getan, und darum ist es nicht weiter verwunderlich, dass vergangene 15-Jahres-Zeiträume richtig rauskommen.
allesblabla 28.01.2015
2. Forster und Piers
...es sollte heissen Marotzke und Forster. Um es ein wenig deutlicher darzustellen als im Artikel angedeutet: Grundsaetzlich bedeutet diese Studie lediglich, dass Rauschen die abweichenden Resultate der letzten Jahre erklaeren koennte, ein Prozess kann nicht ausgeschlossen werden, und somit uebertreibt der Titel ein wenig. Waere es ein Prozess koennte die Klimasensitivitaet sich immer noch in naher Zukunft als geringer als bisher angenommen herausstellen. Insofern laesst das Einstellen auf eine hoehere Klimasensitivitaet sich nur als eine Form des Vorsorgeprinzips deuten.
spiegkom 28.01.2015
3. Ich bin wirklich Baff
Also damit habe ich nicht gerechnet. Nicht sachliche Aspekte sind Ursache für die 18-jährige Klimakonstanz, sondern der Zufall. Pardon, der Zufall, dass Modelle die Konstanz nicht vorhersagen konnten. Nicht schlecht. Das ist Klimaforschung hoch 2. Na, das eingesetzte Geld lohnt sich doch. Danke für die Erkenntnis: "scheinen sie den globalen Trend der Temperatur auf lange Sicht gut zu berechnen." Jetzt kann ich wieder gut schlafen. Danke auch an spon, dass solche wichtigen Forschungen hier bekannt gemacht werden.
billhall 28.01.2015
4.
Aha, nicht die Modelle sind fehlerhaft sondern die Realität, die sich nicht nach den Modellen richtet. Es handelt sich also um einen Fehler in der Realität und nicht um einen Fehler in den Modellen.
tipplfies 28.01.2015
5. Zufall ist berechenbar
Zitat von spiegkomAlso damit habe ich nicht gerechnet. Nicht sachliche Aspekte sind Ursache für die 18-jährige Klimakonstanz, sondern der Zufall. Pardon, der Zufall, dass Modelle die Konstanz nicht vorhersagen konnten. Nicht schlecht. Das ist Klimaforschung hoch 2. Na, das eingesetzte Geld lohnt sich doch. Danke für die Erkenntnis: "scheinen sie den globalen Trend der Temperatur auf lange Sicht gut zu berechnen." Jetzt kann ich wieder gut schlafen. Danke auch an spon, dass solche wichtigen Forschungen hier bekannt gemacht werden.
Sie sollten den Begriff Zufall nicht zum Anlass nehmen, an der Verlässlichkeit der Modelle zu zweifeln. Rechnungen mit zufälligen Ereignissen sind in der Physik, der Mathematik, der Medizin und sicher auch in der Metorologie sehr erfolgreich, wenn statistische Methoden zum Einsatz kommen: Die weltgrößte Maschine im CERN (Beschleuniger, gebaut für den Nachweis des Higgs-Teilchens) basiert auf solchen Rechnungen. Die Berechung von Dosisverteilungen in Patienten über die Methode "Monte-Carlo-Rechnung" liefert für die Strahlentherapie die sichersten Ergebnisse aller gebräuchlichen Rechenmodelle. Einzige Bedingung für sichere Ergebnisse: es müssen genügend Ereignisse in der Rechnung simuliert werden. Wieviel Ereignisse das sein müssen, ergibt sich aus den einzelnen Unsicherheiten der Modelle. Das wird bei wissenschaftlichen Veröffentlichungen beschrieben und in der Regel kontrolliert. Laut Interview sind wohl 15 Jahre noch zu unsicher. Die erwähnte längere Mindestzeit führt dann zur gewünschten Sicherheit des Modells.Zitat: " Irgendwann zwischen 20 und 35 Jahren tritt der Zufall in den Hintergrund - und die Wirkung der Treibhausgase setzt sich durch."
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