Fieberkurven der Erde

29. Januar 2011 von Stefan Rahmstorf in Klimadaten

Stimmt der Verlauf der globalen Temperatur mit dem überein, was von den Klimaforschern vorhergesagt wurde? Diese Frage wird auch in unseren Leserkommentaren immer wieder gestellt (OK, es wird weniger gefragt als dass es Leser gibt, die das einfach mal bestreiten).

2007 haben wir in Science einen Vergleich publiziert, damals naturgemäß nur mit den Daten bis 2006 und den alten Modellprojektionen aus dem 3. IPCC-Bericht. Auf Realclimate gibt es regelmäßig aktuellere Vergleiche, so auch jetzt wieder mit den neuen Temperaturwerten für das Jahr 2010 (Abb. 1). Das Ergebnis ist das Gleiche wie damals: Ja, die beobachteten Temperaturen stimmen mit den vorhergesagten gut überein. (Und ja, es wäre schön wenn Leute, die im Internet Kommentare mit Behauptungen posten, sich zumindest vorher die Daten ansehen würden - sowohl die Modelldaten als auch die Messdaten sind ja für jedermann frei zugänglich.)


Abb. 1: Verlauf der gemessenen globalen bodennahen Temperatur (farbige Kurven) im Vergleich zu den Modellprojektionen (grauer Bereich, die schwarze Linie ist der Mittelwert der Modelle). Quelle: Realclimate.

Jetzt wo alle Datenreihen für 2010 vollständig sind, lohnt sich auch einmal der Vergleich zwischen den verschiedenen Messreihen (Abb. 2). Wie man sieht unterscheiden sie sich im Klimatrend nicht, wohl aber etwas in den natürlichen Schwankungen um den Trend herum. Vor allem zeigen die Satellitenreihen der Troposphäre deutlich größere Schwankungen als die Bodenstationen. Das dürften reale Unterschiede zwischen der Temperatur in der Troposphäre und den bodennahen Temperaturen sein - nur längerfristig müssen diese beiden eng gekoppelt sein, kurzfristig können sie deutlich voneinander abweichen. Zum Beispiel in der Reaktion auf El-Niño-Ereignisse, die in der Troposphäre wesentlich stärker ausfällt.
Die gute Übereinstimmung von Satelliten- und Bodendaten im Erwärmungstrend widerlegt übrigens auch den auf "Klimaskeptiker"-Websites regelmäßig erhobenen Vorwurf, die bodennahen Temperaturen seien durch den städtischen Wärmeinsel-Effekt signifikant kontaminiert, obwohl der natürlich aus den Bodendaten seit jeher herauskorrigiert ist. (Und sie widerlegt nebenbei auch die abstrusen Verschwörungstheorien, wonach die NASA ihre Daten manipuliert um den Trend zu übertreiben.)


Abb. 2: Verlauf der globalen Temperatur (Jahreswerte bis einschl. 2010) in den auf Wetterstationen und Meeresoberflächentemperaturen beruhenden Datensätzen (blau, grün, violett) und in den Satellitendaten aus der Troposphäre (orange, rot). Gestrichelt sind die jeweiligen linearen Trends über die letzten 30 Jahre. Die Temperatur ist als Abweichung gegenüber dem Mittelwert der letzten 30 Jahre gezeigt. Die Kurven sind zudem um jeweils 0,2 Grad gegenüber den Nachbarn versetzt, damit sie sich nicht gegenseitig überdecken.

Einen weiteren interessanten Aspekt zeigt der vom Statistiker und Buchautor Grant Foster betriebene Open Mind Blog. Foster hat die drei wichtigsten Beiträge zu den natürlichen Schwankungen in den Temperaturdaten herausgefiltert: die Wirkung der Southern Oscillation (also die Schwankung zwischen El Niño und La Niña im tropischen Pazifik), der Sonnenaktivität und der Vulkanausbrüche. Für alle drei gibt es unabhängige Indikatoren, die man statistisch mit der globalen Temperatur korrelieren kann. So kann man die Wirkung dieser drei Faktoren auf die globale Temperatur abschätzen (die im übrigen auch physikalisch Sinn macht), und man kann sie von der gemessenen Temperaturkurve abziehen. Abb. 3 zeigt den um diese drei natürlichen Faktoren bereinigten Temperaturverlauf.


Abb. 3: Verlauf der um drei natürliche Klimafaktoren bereinigten globalen Temperatur in den schon in Abb. 2 gezeigten fünf Datensätzen. Quelle: Open Mind.

Bemerkenswert ist, dass dann in allen fünf Temperaturdatensätzen das Jahr 2010 das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen ist. Und in vier der fünf ist 2009 das zweitwärmste Jahr. 2010 ist demnach auch nicht "wegen El Niño" in einigen Datensätzen das wärmste Jahr, sondern gerade in um El Niño bereinigten Daten war 2010 am wärmsten.

Dank des geringeren "Rauschens" in diesen bereinigten Daten sind auch Trends über deutlich kürzere Zeiträume statistisch signifikant. So ist sogar der Erwärmungstrend seit dem Jahr 2000 (und allen früheren Anfangsjahren, z.B. auch ab 1998) in allen Datensätzen statistisch signifikant.

Fazit: die globale Erwärmung schreitet ungebremst weiter voran, genau wie von den Klimaforschern vorhergesagt. Gegenteilige Behauptungen sind bestenfalls Wunschdenken, schlimmstenfalls politische Propaganda.


9 Kommentare zu “Fieberkurven der Erde”

  1. Peter Zipperling Antworten | Permalink

    Glaube und Habitus, es

    Das Argument der Skeptiker und deren Gläubigen war auch das recht stabile Eis der Antarktis in der kürzeren Vergangenheit - "am Norpol schmilzt es zwar, am Südpol wächst es, alles prima mit dem Klima! Und von messbarem Anstieg des Meeresspiegels ist keine Spur zu sehen."

    Derzeit sieht es im Norden wie im Süden etwas anders aus:

    http://nsidc.org/.../daily_images/S_timeseries.png

    http://nsidc.org/.../daily_images/N_timeseries.png

    Auch wenn diese "Area of ozean with at least 15 % sea ice" nicht wirklich etwas über die Quantität, oder auch die Qualität des Seeeises aussagen, offensichtlich verringert es sich.

    Mit "Qualität des Eises" meine ich den Zustand, welchen das Eis, ein Latentwärmespeicher, im Moment der Aufnahme inne hat.

    Und geschmolzenes Seeeis muss erstmal die 4 °C erreichen, bevor es sich ausdehnt, vorher durchmischt es sich mit, auf Umwegen, wärmeren Wasser und kühlt dieses.

    Durch schmelzendes Seeeis wird der Anstieg des Meeresspiegels vorerst gebremst.

    Und bevor die Skeptikergemeinde gleich aufheult, sollte sie sich mit der Anomalie des Wassers auseinandersetzen.

    @ Stefan Rahmstorf,

    gute Arbeit, weiter so!
    Und besten Dank für Ihre wirklich guten Informationen.

    [Antwort: Die Anomalie des Wassers (Dichtemaximum bei 4 ºC) gilt nur für Süßwasser, Seewasser hat die maximale Dichte am Gefrierpunkt (je nach Salzgehalt um die -1,8 ºC). Stefan Rahmstorf]

  2. Bernhardi Antworten | Permalink

    Temperaturverlauf

    Hat man eine Erklärung für die in der Abb.3 sichtbaren Strukturen: wellenförmiger Verlauf der Temperatur für die Jahre zwischen 1997 und 2010, Einbruch der Temperatur im Jahre 1982 ?
    Auffällig ist ja, daß sie in allen 5 Datensätzen gleichermaßen deutlich hervortreten.

  3. Toni Erlbacher Antworten | Permalink

    30- year linear trend

    Nachdem das Klimasystem der Erde eine gewisse Zeit benötigt, bis sich ein Gleichgewichtszustand auf Parameteränderungen einstellt, ist zu befürchten, daß bis 2100 die globale Mitteltemperatur selbst dann um weitere 1.5°C ansteigt, wenn der CO2- Gehalt der Atmosphäre ab sofort bei 390 ppm konstant bliebe.
    Der Zug ist bereits abgefahren.

    [Antwort: Stimmt nicht. Stefan Rahmstorf]

  4. Lapislazuli Antworten | Permalink

    Wärmer geworden

    Wenn ich mir Abb. 1 ansehe, könnte man auch sagen, das es seit Ende der 90er nicht wärmer geworden ist.

    [Antwort: Aber wenn sie die Abbildung nicht nur subjektiv "ansehen", sondern die linearen Trends ausrechnen, dann werden sie feststellen, dass die auch seit Ende der 90er nach oben gehen - in allen fünf Datensätzen. Stefan Rahmstorf]

    Nein, ich gehöre nicht zu den Skeptikern, die den Klimawandel leugnen. Allerdings finde ich schon lustig, wie die Modelle den aktuellen Gegebenheiten angepasst werden. Als Beispiel soll hier die seit diesem Winter herumgeisternde Begründung dienen, warum die Winter bei uns nun doch kälter werden sollen, und nicht wärmer, wie die letzten Jahre probagiert.

    [Antwort: Ihr Beispiel ist schlecht, weil die Studie von Petukhov und Semenov, von der Sie hier reden, ja im November 2009 eingereicht wurde. Die Wetterlage im Winter 2009/2010 und im Dezember 2010 mit der Kaltluft in Europa hat sie vorhergesagt. Kein Modell wurde dazu nachträglich angepasst, sondern es handelt sich um Rechnungen mit einem lange etablierten, "off the shelf" Klimamodell, dem Hamburger ECHAM-Modell. Stefan Rahmstorf]

    Allerdings denke ich auch, dass wir mehr Geld in den Umgang mit den Klimawandel inverstieren sollten, als in dessen Vermeidung. Wenn man hört, dass in China und Indien brennende Kohleflöße mehr CO2 in die Luft geblasen wird als bei unserem kompletten Straßenverkehr, fragt man sich schon, ob wir nicht umsonst mit CO2-Abgaben, Kosten für Biosprit (von den Plantagen auf ehemaligen Urwaldsgebiet wollen wir mal gar nicht reden), Subventionen für die Solarenergie usw. völlig umsonst geschröpft werden.

    Auf Dauer wird eine Minderung des CO2-Aussoßes natürlich nötig sein. Aber das Geld, das hier derzeit sinnlos und teilweise sogar schädigend verpulvert wird, wäre an anderer Stelle deutlich besser und effektiver einzusetzen.

  5. Olaf Antworten | Permalink

    UAH & RSS

    UAH und RSS beziehen die selben Rohdaten, nur werden diere Temperaturen der Troposphäre jeweils anders ermittelt.

    RSS berechnet die Werte von 82,5°N bis 70°S, da die Fehler über Eisflächen zu groß sind.

    Stimmt es das der Messbereich der UAH Daten von 85°N bis 85°S geht - oder liege ich da falsch ?

    Dies würde ja dann eine gute Alternative zu den interpolierten GISS Daten darstellen.

    Gruß
    Olaf

  6. Bleyfuß Antworten | Permalink

    Maßnahmen

    @Lapislazuli
    "Allerdings denke ich auch, dass wir mehr Geld in den Umgang mit den Klimawandel inverstieren sollten, als in dessen Vermeidung."

    Was meinen Sie konkret damit?

    Das sind 2 Seiten der selben Medaillie. Es ergibt keinen Sinn, die Investitionen gegenzurechnen. Ein Vergleich mag das veranschaulichen. CO2 Vermeidung wäre wie vorbeugender Brandschutz, also Ausschluss bestimmer Materialien , Sicherheitsabstände usw.

    Der "Umgang mit dem Klimawandel" wäre in dem Beispiel eher mit der Feuerwehr zu vergleichen.

    "Wenn man hört, dass in China und Indien brennende Kohleflöße mehr CO2 in die Luft geblasen wird als bei unserem kompletten Straßenverkehr, fragt man sich schon, ob wir nicht umsonst mit CO2-Abgaben, Kosten für Biosprit (von den Plantagen auf ehemaligen Urwaldsgebiet wollen wir mal gar nicht reden), Subventionen für die Solarenergie usw. völlig umsonst geschröpft werden."

    Zum einen "geschröpft" wird hier niemand. Lassen sie diese unnötigen Dramtisierungen. Allenfalls wird der Trend zur Privatsauna und zum Heimkino gebremst.
    Brennende Kohleflöze sind ein Problem aber kein Grund eigene Klimaschutzanstrengungen oder Technologieentwicklung auszusetzen. Allerding kann man darüber nachdenken, die ins Kraut schießende Entwicklung der PV durch entsprechende Ausgestaltung der Einspeisetarife in geordnete Bahnen zu lenken.

  7. andkos Antworten | Permalink

    Abbildung 3

    Nachdem ich bei OpenMind nachgelesen habe muss ich mich der Frage von Bernhardi anschließen, woher denn diese starken Schankungen kommen?

    Gerade 1998 sticht auch hier stark heraus, also doch nicht alles el nino? wobei man natürlich bei abb. 3 den allgemein trend deutlicher erkennen kann.

    Btw. lese ich bei dem Artikel etwas persönlichen Ärger gegenüber den Klimawandel-Skeptikern raus, finde den Artikel aber dennoch gut. (Allerdings ist es genau die emotionale Ebene, auf der die Skeptiker gerne spielen, die Sachargumente sind zum allergrößten Teil im Reich der Phantasie angesiedelt)

    [Antwort: Entweder hat 1998 außer El Niño noch ein weiterer Faktor zur Wärme beigetragen, oder aber der Effekt des extremen El Niño wird durch die lineare Korrelation nicht vollständig herauskorrigiert - die Wirkung von El Niño auf die globale Temperatur wird sicher nur in erster Näherung und nicht exakt dieser empirischen Korrelation folgen. Stefan Rahmstorf]

  8. Bernd Antworten | Permalink

    Modelle und Wirklichkeit?

    Dass es Klimaveränderungen geben wird und immer gegeben hat stellt wohl niemand ernsthaft in Frage. Die Frage nach der Zuverlässigkeit von Klimavorhersagen und den Folgen von Klimaveränderungen halte ich jedoch für berechtigt. Die angesprochenen Vorhersagen beziehen sich auf einen sehr kleinen Zeitraum von wenigen Jahren, das Klima entwickelt sich auf viel größeren Zeitskalen, zudem sind auf großen Zeitskalen wohl Klimasprünge (nicht lineare Klimaschwankungen) zu erwarten. Ob diese extremeren Schwankungen von den aktuellen Klimamodellen korrekt vorhergesagt werden können darf schon mal bezweifelt werden. Aus der Vorhersage für einen kleinen Zeitbereich, in denen sich das Klima im Wesentlichen stabil entwickelt auf die Validität eines Klimamodells zu schließen halt ich für naturwissenschaftlich unseriös. Die Aussage kann durch einfache Modellbeispiele wiederlegt werden. Eventuell könnte der Autor ja die entsprechende Graphik für die nächsten 100 Jahre und eine Referenz über die mathematisch/naturwissenschaftliche Basis des Klimamodells dem Artikel hinzuzufügen.

    [Antwort: Diese Dinge sind ja vielfach schon dargestellt worden, u.a im IPCC-Bericht, und können nicht in jedem Blogartikel von neuem gezeigt werden - ich bitte um Verständnis. Unser Klimamodell reproduziert ja immerhin auch den Klimaverlauf der letzten 100.000 Jahre (also einen vollen Eiszeitzyklus): Clim. Past, 6, 229-244, von daher bin ich nicht so pessimistisch wie Sie, was die Leistungsfähigkeit von Klimamodellen angeht. Stefan Rahmstorf]

  9. T. Antworten | Permalink

    Mathematik und Klimaforschung

    Hier gibt es eine sehr anregende Diskussion um einen (ersten Teil eines) Vortrag von John Baez (ja, verwandt mit...) zum Thema "Energy, the Environment, and What Mathematicians Can Do".

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