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Sogar aus den Mustern eines milden Wintertags können Experten bestimmen, wie stark sich die Erde erwärmt hat. Frank Rumpenhorst/dpa

Studie

Klimawandel hinterlässt Fußabdruck

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Laut einer Studie lässt sich der Einfluss des Treibhauseffekts nun auch im täglichen Wetter nachweisen. Das kann hilfreich sein, um während Kältewellen den Anteil des Klimawandels zu bestimmen.

Relativ milde Temperaturen, und viel Regen: In diesem Winter fällt es bisher leicht zu glauben, dass das aktuelle Wetter vom Klimawandel beeinflusst ist. Aber sobald es im Winter einmal wieder so richtig kalt wird – wie etwa im vergangenen Januar in den USA –, ist das für viele Menschen nicht so offenkundig.

Die Standardantwort der Wissenschaftler: Wetter ist eben nicht gleich Klima und eine Kältewelle bedeutet nicht, dass der Klimawandel nicht stattfindet. Dennoch: „Viele Leute fragen sich bei Kältewellen, warum alle vom Klimawandel sprechen“, sagt Sebastian Sippel, Klimawissenschaftler an der ETH Zürich, gegenüber der Frankfurter Rundschau. „Das wird dann auch politisch benutzt, zum Beispiel von US-Präsident Donald Trump.“ Dieser ist bekannt für Tweets, mit denen er bei vielen solcher Kältewellen schon den Klimawandel infrage gestellt hat. So schrieb er Ende Januar 2019 angesichts von Temperatur-Minusrekorden in den USA: „Was ist mit dem Klimawandel los? Komm zurück, wir brauchen dich!“ Auch solche „Argumente“ waren es, die Sippel und seine Kollegen zu einer statistischen Untersuchung motiviert haben, deren Ergebnisse vor Kurzem im Fachmagazin „Nature Climate Change“ erschienen sind.

Darin haben die Wissenschaftler eine Methode entwickelt, mit der sie den Klimawandel im Wetter eines einzelnen Tages nachweisen können. „Wir zeigen den Klimawandel in den globalen räumlichen Mustern von Temperatur und Luftfeuchte“, sagt Sippel.

Mithilfe von Machine Learning haben die Forscher einem Algorithmus beigebracht, aus diesen globalen Mustern die globale Mitteltemperatur eines Jahres zu berechnen. „Der Algorithmus verwendet dafür einen sogenannten Fingerabdruck, der anzeigt, in welchen Regionen der Welt der Klimawandel besonders gut sichtbar ist“, so Sippel.

„Zum Beispiel findet man in den Tropen und vor allem über den Ozeanen ein gutes Verhältnis zwischen dem Signal des Temperaturtrends und relativ geringer Wettervariabilität“, erläutert er. Die gemessenen Temperaturwerte aus diesen Regionen werden dann stärker gewichtet.

Um den Einfluss des Klimawandels an einem bestimmten Tag nachzuweisen, bekommt der Algorithmus dann die gemessenen Temperatur- und Luftfeuchte-Daten des Tages und bildet daraus das gewichtete Mittel über alle Regionen. „Er schätzt aus einem Tag den globalen Jahresmittelwert eines ganzen Jahres. Dieser wiederum ist ein Maß für den Klimawandel“, sagt Sippel.

Diesen Fingerabdruck des Klimawandels konnten Sippel und seine Kollegen an jedem einzelnen Tag seit Frühjahr 2012 nachweisen. Wenn die Daten eines ganzen Jahres zugrunde gelegt werden, sogar schon ab 1999.

Dass dieser Klimawandel menschengemacht ist, kann man aus den Ergebnissen zwar streng genommen nicht ableiten, wie Studienautor Sippel einschränkt, denn darauf haben die Forscher den Algorithmus nicht trainiert. „Wir wissen allerdings schon aus anderen Studien, dass der Mensch der größte Faktor ist.“

„Der Klimawandel ist nun so weit fortgeschritten, dass wir allein aus den räumlichen Mustern eines Tages bestimmen können, wie stark sich die Erde erwärmt hat“, sagt der Physiker Matthias Mengel vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung der FR. „Das ist schon ein großer Schritt, denn wir können den Menschen nun sagen, dass der Klimawandel unser Wetter schon wesentlich verändert hat und dass das Wetter, das wir jeden Tag erleben, ein anderes ist als ohne den menschengemachten Klimawandel.“

Im Umkehrschluss könne man allerdings nicht sagen, dass jedes Wettergeschehen auf der Welt nun ausschließlich durch den Klimawandel getrieben wird. „Das Wetter ist ein sehr dynamischer Prozess mit hoher Variabilität“, sagt Mengel. Deshalb ist auch die Unterscheidung zwischen Klima und Wetter nach wie vor nötig. Man könne allerdings sagen, dass Klimawandel nun auch Wetterwandel ist. Die Studie will damit auch eine Brücke schlagen zwischen sogenannten Attributionsstudien und den langfristigen Nachweisen des Klimawandels. Attributionsstudien können den Klimawandel in einzelnen Wetterereignissen wie etwa Hitzewellen nachweisen, indem sie berechnen, wie wahrscheinlich ein Ereignis in der heutigen Atmosphäre ist. Das vergleichen sie dann damit, wie wahrscheinlich das Ereignis ohne den Klimawandel wäre.

So haben Forscherinnen und Forscher berechnet, dass Hitzewellen wie die im Sommer 2018 in mehreren europäischen Städten doppelt oder sogar zehnmal so wahrscheinlich geworden sind, wie sie es ohne Klimawandel wären.

Sebastian Sippel sieht den Hauptaspekt seiner Studie in der Kommunikation: „Wir sehen den Klimawandel Tag für Tag, aber eben nur auf globaler Ebene“, sagt der Forscher. Wenn es nun neue Kälterekorde in den USA gibt und der US-Präsident einen entsprechenden Tweet loslässt, könnte man nun nachweisen, dass der Klimawandel trotz der Kälte nicht „weg“ ist, wie von Trump vermutet, sondern weltweit gesehen trotzdem das Wettergeschehen beeinflusst. Ob Menschen wie Donald Trump diesen Informationen Beachtung schenken werden, ist eine andere Frage.

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