Mittelalter und Moderne Natürliche Phänomene lösten Klimaextreme aus

Sonnenaktivität und Vulkanismus haben das Klima der vergangenen 1500 Jahre massiv geprägt. Das konnten Forscher nun nachweisen. Das Ergebnis könnte Skeptiker des vom Menschen verursachten Klimawandels bestärken - doch genau davor warnen die Autoren.
Sonne (Aufnahme der "Stereo"-Sonde): Schwankende Aktivität beeinflusst Erdklima

Sonne (Aufnahme der "Stereo"-Sonde): Schwankende Aktivität beeinflusst Erdklima

Foto: HO/ REUTERS

Auf der Arktisinsel Grönland fuhren wackere Wikinger-Siedler Getreideernten ein, auf den britischen Inseln wütete die Malaria - in Weinbaugebieten. In der Zeit des sogenannten Mittelalterlichen Klimaoptimums zwischen dem 9. und dem 14. Jahrhundert war es in einigen Teilen der Welt außergewöhnlich warm. Doch schon wenig später kehrte sich der Trend um: Im 15. Jahrhundert begann die sogenannte Kleine Eiszeit. Bis ins 19. Jahrhundert sorgte sie für Missernten, Krieg und Seuchen.

Schuld an der Achterbahnfahrt der Temperaturen waren natürliche Klimaschwankungen, wie US-Forscher nun noch einmal nachgewiesen haben. Im Fachmagazin "Science"  erklären die Wissenschaftler um Michael Mann von der Pennsylvania State University, was ihrer Meinung nach damals im Detail passierte. Zur Rekonstruktion des Klimas der vergangenen 1500 Jahre griffen die Forscher auf Eisbohrkerne, Jahresringe von Bäumen, Korallen und Sedimentproben aus allen Teilen der Welt zurück. Zusammengenommen belegen die Zeugen aus der Vergangenheit die Phänomene der Aufheizung und Abkühlung.

Genaugenommen war der Datensatz bereits bekannt. Er wurde im vergangenen Jahr im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht. Nun wandten die Forscher aber neue Methoden bei der Analyse an und fütterten gängige Klimamodelle mit den Beobachtungsdaten. So untersuchten sie, wie gut die modernen Rechenmodelle die Geschehnisse der Vergangenheit erklären können - und wie gut demnach ihre Vorhersagekraft für die Zukunft ist.

Pikant ist der Zeitpunkt der Veröffentlichung - wenn auch nur durch einen Zufall: Seit einigen Tagen kursieren im Internet Mails, die Hacker von einem Computer der Climatic Research Unit (CRU) der University of East Anglia gestohlen haben. Klimaskeptiker sehen in ihnen den Beleg für eine große Verschwörung. Zu dem Material gehören auch Mails von Michael Mann. Er hatte sich, anders als die Forscher der CRU, nach dem Datendiebstahl zu Wort gemeldet - und dabei auch Details erklärt, die angeblich auf Tricksereien hindeuten. Kritiker der Klimaforschung werden die neue Studie vermutlich dennoch als Beleg ihrer Thesen sehen.

Sonnenaktivität und Vulkanismus mit großem Einfluss

Klimawandels

Denn die Forscher um Mann zeigen eindrücklich, welch großen Einfluss natürliche Faktoren wie Sonnenaktivität und Vulkanismus auf regionale Klimaphänomene haben - und dass aktuelle Modelle diesen Einfluss unbedingt mit einkalkulieren müssen. Denn nur so gelingt es, brauchbare Ergebnisse zu bekommen. Das klingt verdächtig nach der Argumentation von Gegnern des , könnte man meinen. Doch dem ist nicht so.

Während des Mittelalterlichen Klimaoptimums, so konnte das Team um Mann zeigen, gab es eher geringen Vulkanismus und eine besonders hohe Sonneneinstrahlung, bedingt durch starke Sonnenaktivität. Die Forscher machen allerdings auch klar, dass die Temperaturen längst nicht überall besonders hoch waren. Während man in Europa schwitzte, gab es etwa in einem größeren Gebiet des tropischen Pazifiks weit unterdurchschnittliche Werte und weniger Niederschläge.

Schuld daran war offenbar das Wetterphänomen La Niña, eine Art Gegenreaktion zu El Niño. Mit einem Thermostat-Effekt von La-Niña glich die Erde offenbar höhere Temperaturen, die an einer Stelle auftauchten, andernorts wieder aus. Unter den von den Forschern getesteten Klimamodellen erwiesen sich nur die als brauchbar, die diesen Effekt berücksichtigten.

Die natürlichen Faktoren, so folgern die Wissenschaftler, hatten offenbar immensen Einfluss auf regionale Klimaphänomene, nicht nur im Fall von La Niña und El Niño. In Europa beeinflussten sie die Nordatlantische Oszillation (NAO). Sie kommt dadurch zustande, dass die Luftdruckverhältnisse zwischen dem sogenannten Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden periodisch schwanken. Je nachdem, in welchem Zustand sich die NAO befindet - positiv oder negativ -, fällt der Winter in Europa und den angrenzenden Regionen relativ mild oder harsch aus.

Warum ein Nasa-Mann nicht von der "globalen Erwärmung" sprechen mag

Im Mittelalterlichen Klimaoptimum war die Nordatlantische Oszillation vorzugsweise in ihrem positiven Zustand. Klimamodelle sagen vorher, dass die aktuelle Anreicherung von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre ebenfalls verstärkt dafür sorgen wird, dass das Phänomen diesen Status einnimmt. "Das ist gut für Europa, wenn man milde Winter mag, aber schlecht für die Niederschlagsmengen, wenn man in den unter Wassermangel leidenden Regionen des Mittelmeerraums und des Nahen Ostens lebt", sagt Mann im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

In der Kleinen Eiszeit kehrten sich dann die Vorzeichen aus dem Mittelalterlichen Klimaoptimum offenbar um. Mann mag ohnehin lieber von einer Klimaanomalie sprechen. Geringe Sonnenaktivität und stärkerer Vulkanismus kühlten die Erde großräumig ab. "Ich finde es überraschend, wie stark eine kleine globale Änderung der Oberflächentemperatur regionale Prozesse beeinflussen kann, und welche großräumigen Folgen sich daraus ergeben können", sagt Drew Shindell vom Goddard Institute für Space Studies der Nasa in New York. Er ist ein Schwergewicht der Klimaforschung und Co-Autor des aktuellen "Science"-Papers.

Klimaskeptiker könnten die aktuelle Arbeit als Indiz dafür nehmen, dass in Wahrheit natürliche Faktoren das Klima weit mehr beeinflussen, als es der Mensch je tun könnte. Doch so will Shindell seine Arbeit ausdrücklich nicht verstanden wissen. Für ihn zeigen die aktuellen Ergebnisse, wie ernst man die vom Menschen verursachte Erwärmung nehmen müsse. Denn zwischen Mittelalterlichem Klimaoptimum und Kleiner Eiszeit hätten sich die Temperaturen statistisch gesehen nur um ein halbes Grad geändert. Für einige Weltregionen waren die Folgen dennoch dramatisch. Seit Beginn der Industrialisierung habe der Mensch bereits für einen Anstieg der Durchschnittstemperatur um etwa ein Grad gesorgt.

"Veränderung viel zu klein, um beobachtete Erwärmung zu erklären"

Anders als im Mittelalter haben natürliche Prozesse mit der aktuellen Erwärmung nach Ansicht Shindells kaum etwas zu tun. Im 20. Jahrhundert habe sich etwa die Sonnenaktivität eher wenig verändert. Zwar habe das Klima auch darauf reagiert, sagt Shindell. "Diese Veränderung ist aber viel zu klein, um die beobachtete Erwärmung zu erklären." Michael Mann geht sogar noch weiter: "Natürliche Faktoren hätten für sich genommen zu einer geringen Abkühlung in den vergangenen 50 Jahren führen müssen, weil es mehr vulkanische Ausbrüche und gleichzeitig eine geringe Sonnenaktivität gab."

Nur menschliche Aktivität, genauer gesagt der Anstieg der Treibhausgas-Konzentrationen, könne gemessene Erwärmung erklären. Und doch plädiert Shindell dafür, die aktuelle Diskussion um den Klimawandel zu modifizieren. Er tue sich nach seiner jüngsten Studie etwas schwer mit dem Begriff der "globalen Erwärmung", sagt der Nasa-Mann.

Zusammen mit seinen Kollegen habe er zeigen können, dass Temperaturänderungen je nach Weltregion stark unterschiedlich ausfallen könnten. Deswegen sei es nicht sinnvoll, immer mit der globalen Durchschnittstemperatur zu argumentieren. Stattdessen müsse es darum gehen, die regionalen Auswirkungen der Klimaänderungen besser zu untersuchen - "wo sie eine Rolle spielen für Menschen, Wasserversorgung und Ökosysteme".