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Klimamodelle: Unsicherheiten(2) : Wie die Philosophie als Vermittler dienen kann

Bild: Icelandair

Vor allem in klimapolitischen Modellen ist die Abschätzung von Unsicherheiten schwierig. Wissenschaftsphilosophen können helfen, mögliche Beschränkungen aufzudecken.

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          “Das Problem an schönen Simulationen ist, dass man irgendwann anfängt, an sie zu glauben“, warnte Herman Russchenberg mit Blick auf eine überaus realistisch wirkende Wolkensimulation in der letzten Woche auf der ersten internationalen Tagung der Gesellschaft für Wissenschaftsphilosophie in Hannover. Ein solcher Glaube werde dann zur Gefahr, wenn man sich nicht mehr der eingehenden Annahmen bewusst ist, die sich aus praktischen Beschränkungen und unvollständigem Wissen über die modellierten Prozesse ergeben. Russchenberg weiß, wovon er redet.

          Sibylle Anderl
          Redakteurin im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Als Klimaforscher an der TU Delft erforscht er selbst die Rolle von Wolken im Klimawandel, die auf der einen Seite zur Kühlung der Atmosphäre beitragen, indem sie Sonnenlicht reflektieren, andererseits aber auch einen heizenden Effekt haben, indem sie von der Erde abgestrahlte Wärmestrahlung absorbieren. So zentral der Einfluss von Wolken für das Erdklima ist, so schwierig ist immer noch ihre adäquate Modellierung. Das liegt zum einen an ihrer Größe, die typischerweise unterhalb der minimal aufgelösten Skala des numerischen Modells liegt, zum anderen daran, dass sie sich in permanenter Änderung befinden. Beides macht es erforderlich, weit reichende Annahmen in Bezug auf die Eigenschaften und die Entwicklung der Wolken zu machen.

          Mittlere Jahremitteltemperatur und Eisbedeckung (weiße Flächen) in einer Projektion bis ins Jahr 2100.
          Mittlere Jahremitteltemperatur und Eisbedeckung (weiße Flächen) in einer Projektion bis ins Jahr 2100. : Bild: NOAA

          Für eine kritische Reflexion der eigenen Arbeit schätzt Russchenberg die Zusammenarbeit mit Philosophen: „Es ist gut, wenn das eigene Verständnis durch Nachfragen auf die Probe gestellt wird.“ Eine solche zur Klimamodellierung arbeitende Philosophin ist Rafaela Hillerbrand, ebenfalls von der TU Delft. Sie unterscheidet zwei verschiedene Arten von Unsicherheiten, die in Klimamodellen enthalten sind: Auf der einen Seite gibt es eine Unsicherheit in Bezug auf die Werte darin eingehender Parameter. Auf der anderen Seite treten konzeptuelle Unsicherheiten auf, die ihren Ursprung in der nicht angemessenen Modellierung kausal relevanter Mechanismen haben. Während man erstere Unsicherheiten durch den Einsatz von Monte-Carlo-Simulationen relativ problemlos quantifizieren kann, ist eine genaue Abschätzung im Fall der konzeptuellen Unsicherheiten laut Hillerbrand nicht möglich. Dies liegt daran, dass eine Abschätzung von Unsicherheiten hier zentral auf der jeweils gängigen Forschungspraxis beruht, das heißt auf dem, was innerhalb der Forschergemeinschaft implizit geteilt und vorausgesetzt wird.

          Noch schwieriger als im Fall globaler Klimamodelle wird die Abschätzung von Unsicherheiten, wenn Klimamodelle zur Unterstützung politischer Entscheidungsprozesse mit ökonomischen Modellen gekoppelt werden, um die wirtschaftlichen Auswirkungen eines durch die Menschheit verursachten Klimawandels abzuschätzen.

          Räumliche Auflösung der Klimamodelle, die für die bisher vier Berichte des Weltklimarates IPCC genutzt wurden.
          Räumliche Auflösung der Klimamodelle, die für die bisher vier Berichte des Weltklimarates IPCC genutzt wurden. : Bild: IPCC

          Die Kosten, die heute für Maßnahmen zur Abschwächung des Klimawandels entstehen, werden dabei typischerweise in einer ökonomischen Kosten-Nutzen-Analyse dem Nutzen für künftige Generationen gegenübergestellt. Eine solche Analyse beruht einerseits auf einem extrem vereinfachten Klimamodell, das anhand eines komplexen Modells kalibriert wird, und andererseits auf einem einfachen ökonomischen Modell. Beide Modelle sind auf der einen Seite durch den Einfluss der Wirtschaft auf das Klima anhand des stattfindenden Kohlendioxidausstoßes, auf der anderen Seite durch den schädigenden Einfluss des Klimawandels auf die Wirtschaft gekoppelt.

          Die erkenntnistheoretisch problematischen Aspekte dieser insbesondere in Amerika einflussreichen Modelle sowie die Normativität der eingehenden Annahmen untersucht Matthias Frisch von der LMU München. Erstaunlich findet er: Trotz weitgehender Einigkeit der Wissenschaftler in Bezug auf die massiven Risiken eines Klimawandels empfehlen viele aus Kosten-Nutzen-Analysen eine lediglich geringe Kontrolle der Treibhausgasemission. Bereits in der Kalibrierung des einfachen Klimamodells lokalisiert Frisch die Tendenz, Risiken herunterzuspielen. Besonders dramatische, aber mit vergleichsweise geringer Wahrscheinlichkeit auftretende Szenarien bleiben in der Kalibrierung unberücksichtigt.

          Blick in die Rechenzentrale des Deutschen Klimarechenzentrums, eines von etwas mehr als 50 Weltdatenzentren.
          Blick in die Rechenzentrale des Deutschen Klimarechenzentrums, eines von etwas mehr als 50 Weltdatenzentren. : Bild: dpa

          Ein kritisches Element der Modelle ist auch die Frage nach dem Einfluss des Klimawandels auf das Wirtschaftswachstum. Für den relevanten Bereich von Änderungen in Temperatur und Klima und deren regionale ökonomische Auswirkungen fehlen jegliche empirischen Anhaltspunkte. Entsprechend anfällig sind die einfließenden Annahmen für vorliegende Wertvorstellungen der Modellierer. Problematisch wird all dies insbesondere, da die vermeintliche Präzision der Modellvorhersagen eingehende Unsicherheiten und normative Annahmen weitgehend verschleiert.

          All dies zeigt, wie notwendig es ist, vorliegende Unsicherheiten, deren Natur und Konsequenzen aus einer unabhängigen Meta-Perspektive zu analysieren und entsprechend zu kommunizieren. Nur so lässt sich die Leistungsfähigkeit von Modellen und Simulationen einschätzen. Soweit dies die Modellierer nicht selbst leisten können, wäre daher eine mögliche Rolle der Philosophen diejenige eines Vermittlers zwischen Wissenschaft und Öffentlichkeit.

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