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Spuren der Vergangenheit Der kostbare Kaffeesatz in den Klimamodellen

Mit Supercomputern und Algorithmen wird längst Klimapolitik gemacht. Den Klimahistorikern war das ein Dorn im Auge. Inzwischen sind sie zu Kronzeugen geworden.

© AFP Vergrößern Supercomputer in Klimaforschungsdiensten: Der japanische K-Supercomputer mit 672 Racks und fast 70.000 Prozessoren

Vor zehn oder zwanzig Jahren, als die Klimaforschung drastische Bilder und noch bedrohlichere Prognosen aufzubieten begann, um die Welt mit den Folgen des globalen Klimawandels zu konfrontieren, da war ihre eigene Welt mehr oder weniger zweigeteilt: auf der einen Seite die progressiven Forscher, die Klimamodellierer, die mit ihren Algorithmen vorzugsweise in die Zukunft blickten und die Rolle der Kassandras übernahmen. Und auf der anderen Seite mehrheitlich die Paläoklimatologen mit ihrem Blick in die tiefste erdgeschichtliche Vergangenheit, die nicht müde wurden, die Lücken im Verständnis der natürlichen Klimaschwankungen zu betonen und damit zur Mäßigung mahnten. Schnelle Veränderungen der Temperaturen, wie sie mit dem steilen Anstieg seit Mitte des vorigen Jahrhunderts zu beobachten sind, seien historisch gesehen für den Planeten gewissermaßen Alltag.

Diese Rollenverteilung innerhalb der Klimatologie hat sich heute praktisch erledigt. Zwar kennt man die natürliche Schwankungsbreite des Weltklimas auf kürzeren Zeitskalen immer noch nicht bis ins Detail, und erst recht nicht die jeweiligen Ursachen. Aber die mit der Industrialisierung einhergehende starke, vor allem aber extrem schnelle Erwärmung der Erdatmosphäre zeigt Eigenschaften, die mit den traditionell wirksamen Naturkräfte allein nicht mehr zu erklären sind.

17839280 © AFP Vergrößern Gletscher sind wichtige Klimaarchive. Der Jorge Montt Gletscher ist Teil eines Eisfeldes im südlichen Patagonien, das wegen der Erwärmung immer schneller zu schmelzen droht.

In der Zeitschrift "Nature Geoscience" wurde vor wenigen Tagen von der Gruppe um Reto Knutti von der Eidgenössisch-Technischen Hochschule eine neue, von bisherigen Klimamodellen unabhängige Analyse vorgestellt, die sich auf Rekonstruktionen der Energiebilanz stützt und zu einer Erwärmung - trotz des Kühleffektes von Partikeln aus der Luftverschmutzung - um um 0,85 Grad seit 1950 kommt. Nur zu einem Anteil von 26 Prozent könnte diese Entwicklung mit der "internen Variabilität" - direkte und indirekte Veränderungen der Sonneneinstrahlung oder Vulkanaktivitäten - erklärt werden. Zu drei Vierteln muss der Klimawandel demnach auf die Freisetzung von Treibhausgasen durch den Menschen zurückgeführt werden.

Die Paläoklimatologie liefert immer öfter die entscheidenden Daten und Hinweise, mit denen Unsicherheiten verkleinert und die Schwächen der grobskaligen Modelle gemindert werden - die unvermeidliche "Parametrisierung" etwa, das Setzen fester Parametergrößen als mathematischer Näherung von kleinskaligen Prozessen, die mit einem vernünftigen Aufwand rechnerisch nicht aufzulösen sind. So wurde in "Science" (doi: 10.1126/science.1214828) kürzlich gezeigt, dass eine fundamentale Größe aller Prognosen, die Klimasensitivität, bei der Analyse langer Datenreihen tatsächlich etwas geringer ausfällt als bislang geglaubt. Die Klimasensitivität gibt an, um wie viel Grad sich die Welttemperatur ändert, wenn sich der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre verdoppelt. Zwischen zwei und 4,5 Grad - im Mittel drei Grad - lautete die Schätzung bisher. Das hat dazu geführt, dass mit den pessimistischsten Emissionsszenarien und der höchsten Klimasensitivität Erwärmungen von bis zu elf Grad vorausgesagt wurden. Die Crux war: Die Sensitivität wurde aus dem Klimaverhalten lediglich der letzten 160 Jahre, also bis kurz vor der Industrialisierung, abgeleitet. Andreas Schmittner von der Oregon State University und seine Kollegen haben nun Treibhausgase sowie Land- und Meerestemperaturen bis zum Höhepunkt der letzten Eiszeit vor zwanzigtausend Jahren aus vorliegenden Datenquellen rekonstruiert. Ergebnis: Die drakonischsten Voraussagen seien unwahrscheinlich, "der Klimawandel dürfte etwas weniger schlimm ausfallen als vom Weltklimarat 2007 noch prognostiziert", so Schmittner. Allerdings fällt die beschleunigte Erwärmung bei fortgesetzten Treibhausgasemissionen nicht etwa völlig aus, lediglich die - politisch eher irrelevanten - Maximalwerte müssen korrigiert werden. Statt um drei Grad erwärmt sich der Planet bei doppeltem Kohlendioxidgehalt um 2,4 Grad.

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