Erderwärmung
26.01.2018

„Richtig und genau zählen“: Wie Wissenschaftler den Klimawandel berechnen

Foto: istockphoto/cestes001
Hurrikan Maria zerstörte große Teile der Karibikinsel Puerto Rico. Solche Extreme könnten sich durch den Klimawandel weiter verstärken

Wissenschaftler untersuchen mit komplexen Modellen, wie sich das Klima in den kommenden Jahrzehnten entwickeln wird. Das Zwei-Grad-Ziel haben sie nie als sichere Grenze bezeichnet.

vorherige SeiteSeite 1Seite 2Seite 3

Und das dauert. Wachsmuth spricht von ein bis zwei Tagen, Knutti von ein bis drei Wochen. Wohlgemerkt, hier rechnen Computer. Denn die sind schneller als der Mensch und brauchen dennoch einige Zeit, je nach Modell. Die Laufzeit hat sich in den vergangenen 50 Jahren laut Knutti nicht verändert. Die Computer sind zwar deutlich schneller geworden, die Modelle aber auch komplexer, mit einer immer höheren Auflösung. „Vor 50 Jahren wurde Land noch fix gesetzt, wie ein Parkplatz“, beschreibt Knutti, „aber Verdunstung, Oberfläche und Vegetation ändern sich, wenn sich das Klima ändert.“ Wenn also im Laufe der Jahre aus einer Tundra ein Waldgebiet entsteht, dann können moderne Modelle das errechnen und die Effekte einfließen lassen.

Anzeige*

Einfach ist das nicht. Klimamodelle und deren Berechnung gehören zum komplexesten numerischen Code, der derzeit bekannt ist. Dabei geht es nicht nur um Rechenleistung. „Typischerweise sind einige 100 bis 100.000 Prozessoren miteinander verbunden, jeder beeinflusst den anderen, die Kommunikation zwischen ihnen ist die große Herausforderung“, erläutert Knutti. Die Datenmengen gehen in die Petabyte, das sind mehrere tausend Terabyte. Erste Versuche werden bereits mit einer Million Prozessoren durchgeführt.

Am Schluss steht der Check, ob das Ergebnis auch plausibel ist. Die vom Modell simulierten räumlichen Muster von Temperatur, Niederschlag und Meereis, die Häufigkeit von bestimmten Wetterlagen und andere Faktoren müssen mit Beobachtungen übereinstimmen. Auch die vom Modell simulierte Erwärmung über die letzten hundert Jahre kann man so verifizieren. Je mehr von diesen Tests ein Modell erfolgreich absolviert, desto größer ist das Vertrauen, dass die relevanten Prozesse für eine bestimmte Frage realistisch abgebildet sind, und dass damit die Resultate des Modells von der Politik ernst genommen werden sollten.

Zwei-Grad-Ziel immer noch zu hoch

Geht es nach Knutti, dann sogar ernster als bislang. Bereits 2015 kritisierte er in einem Beitrag für die Schweizer Tageszeitung Tages-Anzeiger, dass in der breiten Öffentlichkeit das Zwei-Grad-Ziel als universell gültige, sichere Grenze betrachtet werde. „Aber diese Wahrnehmung ist falsch“, schrieb der Physiker. Keine wissenschaftliche Untersuchung habe je zwei Grad Erderwärmung als sicheren Zustand bezeichnet. Früher oder später müsste die Menschheit ihre Emissionen auf null reduzieren.

Das vergisst die Politik gerne, wenn sie auf die Ergebnisse der Wissenschaftler zugreift, genauso wie Wirtschaft und NGOs. Forscher stützen sich bei ihren Veröffentlichungen oft auf mehrere Berechnungen. Um eine Prognose darüber abzugeben, wie stark die durchschnittlichen Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten zulegen werden oder um wie viele Zentimeter der Meeresspiegel steigt, werten sie die Ergebnisse zahlreicher Forschungsgruppen statistisch aus. Schließlich arbeiten die Gruppen unterschiedlich, treffen andere Annahmen, gewichten bestimmte Faktoren stärker oder schwächer.

Zahl der Stichproben zu gering

Die statistische Auswertung erfordert weitere, mathematische Anwendungen. Den Mittelwert für die Temperaturerhöhung zu bestimmen, ist noch einfach: die einzelnen Prognosen aufaddieren und die Summe durch die Zahl der Prognosen dividieren, also das arithmetische Mittel errechnen. Standardabweichung und Varianz geben dann an, wie weit die einzelnen Werte um diesen Mittelwert streuen. Theoretisch ist es auch möglich, die Modelle unterschiedlich stark zu gewichten. Das wird aber wenig gemacht, da es ohnehin nicht möglich ist, Aussagen zu verifizieren, die Ereignisse vorhersagen, die erst in einigen Jahrzehnten eintreten werden. „Bei Wetter ist das anders“, sagt Knutti, „dort kann man die Qualität eines Modells einfach bestimmen, indem man jeden Tag eine Voraussage macht und am folgenden Tag sieht, ob sie eingetroffen ist.“

Auf Basis der Prognosen Aussagen über die Wahrscheinlichkeit zu treffen, dass ein bestimmtes Ereignis eintritt, hält er für gewagt. Zwar ergibt die statistische Auswertung auch ein Schaubild, Verteilung genannt. Und das stellt eigentlich die Wahrscheinlichkeit dar, dass ein Ereignis eintritt. Aber die Zahl der Stichproben – so heißen die Ergebnisse – sei zu gering für ein belastbares Ergebnis, vor allem, wenn es um kleine Wahrscheinlichkeiten gehe. Eines ist aber allen Prognosen gleich, hat Knutti beobachtet: „Alle Modelle produzieren eine Erwärmung, sie fällt nur unterschiedlich stark aus.“

Dieser Text stammt aus der aktuellen Ausgabe des bizz energy Print-Magazins. Es ist im gut sortierten Zeitschriftenhandel, bei unserem Abonnentenservice (E-Mail an bizz-energy@pressup.de) oder als E-Paper im iKiosk erhältlich.

Lesen Sie auch: Klimawandel auf dem Acker

Jochen Bettzieche
vorherige SeiteSeite 1Seite 2Seite 3
Keywords:
Klimawandel | Wissenschaft | Erderwärmung | Klimasystem
Ressorts:
Governance | Technology

Neuen Kommentar schreiben

 

bizz energy Dezember 2017/Januar 2018

Die aktuelle Ausgabe gibt es ab sofort am Kiosk oder bei unserem Abonnentenservice unter (Mail:bizzenergy@pressup.de) sowie als E-Paper bei iKiosk oder Readly.

 
 

bizz energy Research

Welche Stellschrauben können Sie drehen, um Ihren Bestandswindpark zu optimieren?
Mithilfe des interaktiven Datentools von bizz energy Research sehen Sie die Effekte auf den Netto-Cashflow.


Link zum Cashflow-Rechner von bizz energy Research