Winter ade

Der Winter liegt nun hinter uns, Anlass zu einem kurzen Blick zurück. War er in Deutschland kalt oder warm? Ich nutze ja immer gerne jede Gelegenheit, Messdaten zu zeigen. Daher hier die Zeitreihe der Wintertemperaturen ab dem Jahr 1761.

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Mittlere Wintertemperatur (Mittelwert über Dezember, Januar und Februar) in Deutschland, 1761 bis 2012. Blaue und rote Punkte sind die kältesten und wärmsten Winter eines jeden Jahrzehnts (also 1761-1770, 1771-1780, … , 2001-2010). Außerdem gezeigt sind die linearen Trendlinien über die gesamte Datenreihe und ab 1950. (Die Daten sind bei Wikipedia tabelliert, dort finden sich auch nähere Informationen dazu.)

Man sieht sofort, dass der vergangene Winter überdurchschnittlich warm war: laut Auswertung des Deutschen Wetterdienstes lag er um 0,8 Grad über der Referenzperiode 1961 bis 1990. Die Zeitreihe zeigt auch generell den Trend zu wärmeren Wintern. Der lineare Trend seit 1761 beträgt  0,08 ± 0,015 Grad pro Jahrzehnt, was insgesamt eine Erwärmung um 2 Grad bedeutet. Der Trend seit 1950 beträgt 0,23 ± 0,12 Grad pro Dekade, insgesamt also 1,4 Grad Erwärmung. Das ist mehr als der Anstieg der globalen Mitteltemperatur (0,8 Grad seit Beginn bzw. 0,6 Grad seit Mitte des 20. Jahrhunderts) – das ist zu erwarten für ein kontinentales Gebiet, und die Wintertemperaturen erwärmen sich generell stärker als die Sommertemperaturen.

Wie man weiter sieht schwanken die Temperaturen einzelner Winter sehr stark von Jahr zu Jahr. Deswegen wird es auch in Zukunft noch kalte Winter geben. Das ist letztlich Wetter. Je kleiner die betrachtete Region, desto größer die Schwankungen; in der globalen Mitteltemperatur heben sie sich größtenteils weg. Man sieht aber auch: das letzte Jahrzehnt hat bei uns keinen wirklich kalten Winter zustande gebracht. Der kälteste war 2010 (letzter blauer Punkt) – aber jedes einzelne Jahrzehnt davor hat mindestens einen kälteren Winter erlebt, manchmal auch zwei oder drei. Das vergangene Jahrzehnt brachte aber nicht nur den wärmsten blauen Punkt, sondern auch den wärmsten roten Punkt: der Winter 2007 war der wärmste überhaupt seit Beginn der Aufzeichnungen.

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Dezember: in unserem Garten

Aber was ist jetzt mit der These, durch das schwindende Meereis in der Arktis würden die Winter kälter? Diese Frage wird oft gestellt, und am Beispiel des vergangenen Winters kann man sie sehr schön veranschaulichen. Das Forschungsergebnis zum Meereis-Effekt lautet: eisfreie Flächen in der Barents-Kara-See im Nordwesten Russlands begünstigen es, dass sich in dieser Gegend ein Hochdruckgebiet festsetzt, das dann eine kalte Luftströmung nach Europa hinein lenkt. Das ist diesen Winter tatsächlich ab Ende Januar passiert. Den Effekt kann man sehr schön an unserer Station Potsdam sehen, siehe nächste Grafik.

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Verlauf der mittleren Tagestemperaturen an der Säkularstation Potsdam im Verlauf des Winters 2012.

Von Ende Januar bis Mitte Februar gab es eine kräftige Frostperiode, ausgelöst durch die nordwestrussischen Hochdruckgebiete „Cooper“ und „Dieter“, die eisige Luftmassen aus Nordosten heranbrachten. Ein neues Paper amerikanischer und chinesischer Kollegen hat übrigens kürzlich nochmals den Zusammenhang mit dem schwindenden Meereis bestätigt, den wir hier und hier schon ausführlicher diskutiert haben. Der Winter war aber insgesamt trotzdem nicht kalt, weil der Rest des Winters sehr warm war. Auch künftig wird es wohl einen Wettbewerb von zwei gegenläufigen Tendenzen geben: der allgemeinen Erwärmung der Wintertemperaturen und der zunehmenden Neigung zu derartigen Kaltlufteinbrüchen. Beide Tendenzen haben paradoxerweise die gleiche Ursache: die vom Menschen verursachte Klimaerwärmung.

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Januar: in unserem Garten

Dabei war die Kältewelle ziemlich eindrucksvoll und hat zu einer Reihe von Rekorden in Europa geführt. Eine lesenswerte ausführliche Darstellung findet sich bei Wikipedia. Vor einigen Tagen unterhielt ich mich beim Abendessen mit Brian Hoskins darüber, einem der führenden britischen Meteorologen. Er geriet fast ins Schwärmen über dieses spektakuläre Wettermuster. Dergleichen habe er noch nie gesehen.

p.s. Noch ein kleiner Nachtrag zum Vahrenholt-Buch: klimafakten.de hat kürzlich eine sehr aufschlussreiche Gegenüberstellung publiziert. Auf der einen Seite eine längere Passage Vahrenholt-Originaltext, daneben jeweils der Faktencheck. Dabei wurde auch geprüft, ob die als Kronzeugen zitierten Forscher und die Fußnoten, die zum Beleg angegeben sind, überhaupt Vahrenholts Thesen stützen (Ergebnis: meist nicht).

p.p.s (8. März): Und noch ein wortgewaltiger Artikel zur „Kalten Sonne“, diesmal aus der Schweiz, geschrieben vom Parlamentsabgeordneten Beat Jans (Naturwissenschaftler, ETH Zürich), erschienen in der Basler Zeitung.

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Februar: Eisvergnügen in Freiberg (Sachsen)

 

 

 

 

Stefan Rahmstorf

Stefan Rahmstorf ist Klimatologe und Abteilungsleiter am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Professor für Physik der Ozeane an der Universität Potsdam. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf Klimaänderungen in der Erdgeschichte und der Rolle der Ozeane im Klimageschehen.

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  1. Schöne Darstellung

    Danke für diese Rückmeldung – ist immer wieder nett zu wissen, was der Stand so ist.
    Und danke für den Link mit dem Vahrenholt-Buch! Ich revanchiere mich mit einem Buchtipp (kennst du vermutlich schon): Merchants of Doubt (http://www.amazon.de/…;qid=1331110991&sr=8-1 )

  2. klimafakten.de

    Ich las diesen Artikel mit großem Interesse und finde klimafakten.de toll – Endlich einmal eine Seite, auf die man in Bezug auf Vahrenholts Buch verweisen kann!
    Allerdings gibt es dort wie mir scheint keine Diskussionsmöglichkeit. Im Artikel von John Cook über Implikationen von Vahrenholts grundsätzlich zutreffender These „Das Klima hat sich immer schon gewandelt“ meint der Autor „Aus früheren Klimawandeln lässt sich also weniger etwas über die Ursachen lernen, wohl aber über den Ablauf und die Folgen einer Erderwärmung.“ Meines Wissens hat die Klimatologie aber sehr viel aus paläoklimatischen Daten gelernt – ‚weniger‘ ist streng genommen nur ein Vergleich, impliziert aber mE in diesem Zusammenhang ‚wenig‘ – bzw. dass Herr Vahrenholt paläoklimatische Erkenntnisse überbewerte im Hinblick auf unser heutiges Verständnis. Aber man kann auch allein von der Paläoklimatologie kommend darauf schließen, dass die heutige Erwärmung anthropogen ist, was eher darauf hinweist dass Vahrenholt über den Stand der Paläoklimatologie nicht aufgeklärt ist (nicht aber, dass er deren Bedeutung überschätzen würde). Etwas weiter rechts unten fand ich auf der Seite dem Thema entsprechend unter ‚Surftipps‘ „Was verursachte die Eiszeiten und andere wichtige Klimaänderungen vor dem industriellen Zeitalter?
    Antworten des IPCC auf häufig gestellte Fragen“
    Ich finde es wichtig, das auf einer den Fakten verpflichteten Seite auch kleinere Ungenauigkeiten unterbleiben. Falls Sie meinem Eindruck von einer gewissen Missverständlichkeit zustimmen, kann ich Herrn Cook auch selbst auf meinen Eindruck von dem strittigen Satz hin anschreiben.

  3. Hoch über der Barents-Kara-See

    Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf,
    Wieder ein sehr schön geschriebener Artikel auf diesem wirklich lesenswerten Blog! Zwei Fragen zum Inhalt:
    1)Wie kommt es zu einem dynamischen Hoch über der eisfreien Meeresoberfläche? Intuitiv würde ich eher davon ausgehen, daß der Eintrag latenter Wärme ein Tief begünstigt.
    2) Wie schätzen sie die Auswirkungen der PDO auf das „kurzfristige“ Klima ein? Interessanterweise passt die PDO-Kurve ( http://bit.ly/xoSMyz) z.B. ja sehr gut zu der vorübergehenden Abkühlungsphase von den 1940er bis Ende 1970er, zu der anschließenden starken Erwärmung bis 2000 und zu der möglichen Stagnation der globalen Temperatur oder gar vorübergehenden Abkühlung seitdem (http://bit.ly/7bx26A). Für mich sieht das nach einer Überlagerung des vom CO2 (und anderen Treibhausgasen) verursachten, ansteigenden Temperaturtrends durch die PDO aus. Sicherlich spielen auch noch weitere Faktoren eine Rolle wie z.B. die Aerosole. Aber dennoch, die PDO scheint sich deutlich in der Kurve der globalen Temperatur abzuzeichnen. Was meinen Sie?

    Beste Grüße
    Jens Christian Heuer

    [Antwort: Zum Hoch: siehe Diskussion unter dem vorherigen KlimaLounge-Beitrag. Zur PDO: die hat fast keinen Einfluss auf die globale Mitteltemperatur, siehe z.B. diese NASA-Studie.

  4. Winter ade, Vahrenholt ade

    Nach dem Lesen einiger Ausschnitte aus Vahrenholts Buch verstehe ich nun auch einige begeisterte Leser. Es ist der Ton des Buches, der umsichtige, ja abgeklärte Autoren vermuten lässt, die die Fakten zum Klimawandel (oder dem fehlenden Wandel) korrekt darstellen und lediglich anders bewerten als die IPCC-Forscher.

    Erst wenn man nachforscht oder schon etwas weiss, entdeckt man, dass die Autoren nicht einmal die Fakten richtig wiedergeben und dass man deshalb über dieses Buch gar nicht diskutieren muss.

    Einige Reaktionen auf das Buch bauen eine fachliche Gegnerschaft auf, die es gar nicht braucht. Warum soll man, wie Motif Latif in einem Interview zum Buch, Vahrenholt vorhalten, er gebe dem Einfluss der Sonne zuviel Gewicht. Das wäre nur dann sinnvoll, wenn das Buch sonst stimmig wäre.
    Tatsächlich meinen viele Leser, das Buch sei stimmig. Und genau das ist es nicht.

  5. Hoch Barents-Kara-See II

    Noch einmal zurück zum Hoch: In der Diskussion darüber habe ich leider nur Ihre Aussage gefunden:“Guter Punkt – dieselbe Frage habe ich Herrn Petukhov damals auch gestellt. In den mittleren Breiten würde man über dem warmen Gebiet wegen aufsteigender Luft ein Tief erwarten. In polaren Breiten ist das aber nicht so, weil die Atmosphäre dort so stabil geschichtet ist, dass die relativ warme Luft nicht weit aufsteigen kann. Stefan Rahmstorf“. Das erklärt nach meinem Verständnis aber nur warum ein dynamisches Tief nicht thermisch begünstigt wird. Es bleibt für mich die Frage wie es denn nun zum Hoch kommt! Es muß sich ja wohl um ein dynamisches Hoch handeln und nicht um ein Kältehoch! Wie ist der Mechanismus? MFG Jens Christian Heuer

    [Antwort: Lieber Herr Heuer, ich zitiere zu Ihrer Frage Herrn Petukhov (und verweise auf seine Fachpublikation dazu, wenn Sie es noch genauer wissen möchten): „This is counter-intuitive only if one thinks in terms of small-scale mid-latitude or tropical convections. These involve for their explanation a concept of the ensembles of convective towers (chimneys) with predominantly cyclonic-type and upward (on the strength of Proudman theorem) motions. At the same time, if one deals with large-scale mid-latitude and sub-polar atmospheric circulations, e.g.,a quasi-permanent anticyclonic circulation above the hot Sahara or above the overheated central Russia during the Russian heat wave in summer 2010, these latter circulations are basically anticyclonic ones, developing over extended warm (as compared to the environment) areas. (By the way, why people are not surprised with this circumstance?). This is because a geostrophic-type mechanism is at work simultaneosly with the convective-type one in that case. In this, geostrophicity (actually, thermal-wind) dictates that over the vast overheated spot as the lower boundary condition, with temperatures decreasing from the center to the periphery of the spot, the free-atmosphere circulation should be anti-cyclonic, while the convective mechanism forces the circulation to be a cyclonic-type there. The (nonlinear) interplay between these two counteracting mechanisms brings about a (non-linear) change between cyclonic and anticyclonic circulations over the warm Barents-Kara sector as response to a monotonic change of the open water area over this sector in the ECHAM5 model in our experiments with Vladimir Semenov. The additional factor is (high) static stability of the atmosphere (in the polar regions) that regulates the height to which convection can „shoot“. We analyse the role of this factor in our 2010 paper as well .“
    Stefan Rahmstorf]

  6. PDO

    Und zur PDO: Erst einmal danke für den Link. Danach halten sich Erwärmung und Abkühlung der Wasseroberfläche des Pazifik stets in etwa die Waage, so daß kaum ein Nettoeffekt der PDO auf die globale Temperatur übrig bleibt:“ At first glance the PDO shift in the mid-1990s might call such an interpretation into question. However, the spatial pattern of the PDO includes warming in some places and cooling in others; in fact, changes consistent with the PDO can be seen in the geographic pattern of observed ocean heat content changes. But in the global mean these warming and cooling changes nearly offset each other, so the overall upward trend in observed ocean heat content can only be explained by anthropogenic effects, which exhibit warming almost everywhere.“ Aber ein wichtiger Punkt bleibt dabei meines Erachtens unerwähnt. Es sind ja nicht nur die Wassertemperaturen, die sich ändern, sondern auch die Luftzirkulation. In der positiven Phase der PDO ist der zentrale Nordpazifik kalt, die Westküste Nordamerikas und der südliche Pazifik dagegen warm. Das kalte Oberflächenwasser des zentralen Nordpazifik begünstigt die Ausbildung eines Höhentroges im Jetstream. An dessen Vorderseite tritt Divergenz auf (Abbau von relativer Vorticity), die entscheidende Voraussetzung für die Ausbildung eines dynamischen Tiefs. Und tatsächlich, in der positiven Phase der PDO entwickelt sich dort sehr häufig das Aleutentief, welches (sub)tropische Warmluft in Richtung Norden lenkt und damit zur Erwärmung der Arktis und der Eisschmelze beiträgt! Über die Eis-Albedo-Rückkopplung könnte da schon ein ganz ansehnlicher Effekt herauskommen! In der negativen Phase der PDO verhält sich alles genau umgekehrt, das Aleutentief entwickelt sich vergleichsweise selten und es wird kühler. Anscheindend wurde die Wirkung der PDO auf das Aleutentief und die Folgen in der von Ihnen verlinkten Studie nicht berücksichtigt? Zumindestens ist keine Rede davon, in dem Bericht. MfG Jens Christian Heuer

    [Antwort: Nehmen wir zwecks Überschlagsrechnung einmal an, der Effekt des Aleutentiefs auf die Eisschmelze sei so groß, dass dadurch die Erwärmung der gesamten Arktis im Vergleich zum globalen Mittel über die letzten 30 Jahre glatt verdoppelt wird. Sie werden sicher mit mir übereinstimmen, dass dies völlig überzogen ist – aber es soll nur eine theoretische Obergrenze des Effekts markieren. Da die Arktis nur 4% der Erdoberfläche ausmacht, würde dadurch der Anstieg der globalen Mitteltemperatur auch nur um 4% verstärkt, also höchstens um wenige Hundertstel Grad.

    Es gibt einen viel einfacheren Grund, warum der PDO-Index mit der globalen Temperatur korreliert: er ist einfach ein Index der Meerestemperaturen im nördlichen Pazifik, und die Temperaturen fast überall auf der Welt korrelieren mit der globalen Erwärmung. Sie können über beliebige Meeresregionen einen solchen Index definieren und werden fast immer eine Korrelation mit der globalen Mitteltemperatur finden. Da man bei der Definition der PDO gerade nicht am Effekt der globalen Erwärmung interessiert war, versucht man diesen herauszurechnen („The monthly mean global average SST anomalies are removed to separate this pattern of variability from any „global warming“ signal that may be present in the data.“).

    Dass das Resultat trotzdem noch mit der globalen Temperatur korreliert zeigt nur Eines: der Einfluss der globalen Erwärmung wird durch dieses Verfahren nicht vollständig beseitigt. Das ist auch kein Wunder, denn die globale Erwärmung läuft nicht überall gleichmäßig ab, sondern z.B. in den mittleren nördlichen Breiten aus verschiedenen Gründen stärker als im globalen Mittel. Wenn man also einfach nur die global gemittelte Meerestemperatur von den Nordpazifiktemperaturen abzieht, bleibt natürlich immer noch ein Teil des globalen Erwärmungssignals drin, alles andere wäre ein Wunder. Aus dieser verbleibenden Korrelation nun zu schließen (wie nicht Sie es tun, wie es aber auf „Klimaskeptiker“-Websites populär ist), die PDO sei die Ursache der globalen Erwärmung, ist einfach ein Zirkelschluss. Stefan Rahmstorf]

  7. Messdaten

    Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf!

    Da Sie ihren obigen Beitrag mit der Bemerkung einleiten, dass Sie „ja immer gerne jede Gelegenheit,(nutzen) Messdaten zu zeigen“ möchte ich Sie auf Folgendes hinweisen:
    Als Physiker sollten sie spätestens im Anfängerpraktikum gelernt haben, dass man Mittelwerte, die man aus einer Stichprobe von tatsächlichen Messwerten berechnet hat, nicht mehr als Messwerte bezeichnet, sondern sie korrekt Schätzwerte (estimates) nennt.

    Ferner sollten Sie sich daran erinnern, dass ein Schätzwert ohne ein zugehöriges Streuungsmaß als unzulänglich wenn nicht sogar sinnlos betrachtet wird.

    [Antwort: Mit Verlaub, ich habe auch Anfängerpraktika betreut und auf diese Dinge geachtet. Nun geht es hier aber nicht um ein Experiment, wo ich durch wiederholtes Messen und Mittelwertbildung der Messwerte einen Schätzwert für eine „wahre“ Größe wie die Gravitationskonstante erhalte. Sondern es geht um zeitliche und räumliche Mittelwerte, die nicht Schätzwerte für irgendetwas sind, sondern eben einfach nur Mittelwerte über eine Anzahl von Messungen zu verschiedenen Zeiten und Orten, wo jeweils ganz unterschiedliche reale Temperaturen herrschten. Daher ist die Streuung dieser Messwerte auch nicht relevant als ein Maß für die Präzision des Schätzwertes, wie es bei der Gravitationskonstanten der Fall wäre. Die Streuung wäre z.B. interessant, wenn ich wissen will, sie stark von Tag zu Tag die Temperaturen schwanken – aber das ist nicht Thema des Beitrags. Stefan Rahmstorf]

  8. Kürzung meines Kommentars

    Sehr geehrter Herr Prof. Dr. Rahmstorf,
    es verwundert mich doch, dass Sie meinen Kommentar willkürlich kürzen. Dieses Recht mögen Sie sich herausnehmen, allerdings entspricht es guter Praxis, darauf hinzuweisen.
    Deswegen würde ich auch nicht noch einmal an Sie schreiben, wäre ich nicht entsetzt darüber, dass Sie die verbindlichen Regeln der angewandten Statistik auf die Quantifizierung von Messpräzision reduzieren.
    Oder doch nicht?
    Sie schreiben: „Die Streuung wäre z.B. interessant, wenn ich wissen will, s(w)ie stark von Tag zu Tag die Temperaturen schwanken – aber das ist nicht Thema des Beitrags.“
    Thema Ihres Beitrages ist u. a. wie Wintertemperatur-Mittelwerte von Jahr zu Jahr schwanken. Dafür wäre die Angabe der Streuung nicht nur interessant sondern dringend geboten, um auf einem definierten Konfidenzniveau die Signifikanz der Schätzwertunterschiede beurteilen zu können.
    Darauf bezogen, kann ich einen Unterschied zwischen „von Tag zu Tag“ und „von Winter zu Winter“ nicht nachvollziehen.

    [Antwort: Lieber Herr Schulze, dass wir uns Kürzungen von Leserzuschriften vorbehalten steht ja auf der Seite – generell nehmen wir ad hominems heraus, da wir hier an Diskussion in der Sache interessiert sind. Wir haben Ihre Zuschrift soweit wiedergegeben, wie Ihr Sachargument ging.

    Die Streuung der Winterwerte von Jahr zu Jahr ist in der Grafik gezeigt, sie ist Basis der ebenfalls angegebenen Konfidenzintervalle bei der Trendberechnung, sodass ich Ihre Aussage nicht recht verstehe. Der Mittelwert eines einzelnen Winters streut ja nicht. Wenn Sie auf die Frage hinauswollen, inwieweit dieser Mittelwert ein korrekt flächengewichtetes Mittel der Lufttemperatur über der Landfläche Deutschlands ist, dann ist das eine andere Frage (die Sie dem Deutschen Wetterdienst stellen müssten). Das hat aber mit Streuung von Messwerten nichts zu tun, sondern mit systematischen Abweichungen aufgrund der begrenzten Anzahl von Stationen. Stefan Rahmstorf]

  9. Fragen bleiben offen

    1.
    zu Fig.1: der Erwärmungstrend (50a) von ca. 1825 bis 1875 war in etwas gleich stark, wie jeder der letzten 50a und jener zwischen ca. 1880 und 1930 noch etwas stärker. Gründe?

    2. das „neue Paper“ der Kollegen findet man zum Glück auch auf anderen Seiten, (ohne paywall)zumindest Auszüge davon und auch Kritiken. Die Autoren (übrigens auch J. Curry) gehen von stärkerer meridionaler Strömung über der NHK aus, was dann über Teilen Asiens, Nordamerikas und Europas zu kälteren und schneereicheren Wintern führen könnte. Wo bitte sind dann die Keile, also die Gebiete, wo warme Luft Richtung Norden strömt? Alle zufällig genau über den Ozeanen?

    3. Das Hoch über der Kara See, grob gesagt, wie kommt dieses Zustande? Das Paper ist den meisten hier nicht frei zugänglich und es wäre doch interessant, wenn sich Herr Rahmstorf wenigstens dazu etwas genauer äußern könnte.

    4. Außerdem beruhen diese Papers auf Modellsimulationen und Sat. Auswertungen der Eisbedeckung. Ein relativ kurzer Zeitraum eben. Kann man daraus irgendwelche signifikanten Schlüsse ziehen? Besser wäre es doch, die Häufigkeiten der GWL über Europa herzunehmen und diese dann mit aktuellen und historischen Daten der Meereisbedeckung zu vergleichen. Dabei sieht man dann aber gar keine Korrelation mehr und ich frage mich, wie auch andere im letzten Post schon gefragt haben, wieso man die Realität verdrängt und Simulationen heranziehen muss, wenn es in diesem Fall ja doch wesentlich einfacher und aussagekräftiger gehen könnte.

  10. Hoch Barents-Kara-See III

    Dankeschön für den Auszug aus der Arbeit von Petukhov! Ich glaube, ich verstehe jetzt: Es liegt quasi der umgekehrte Fall vor wie beim Aleutentief in der positiven Phase der PDO, wo die kalte Wasseroberfläche des zentralen Nordpazifik einen (cyclonalen) Trog in der Höhenströmung begünstigt und damit auch die Bildung eines dynamischen Tiefs an der Trogvorderseite (wie oben schon von mir beschrieben). Im Fall der Barents-Kara-See ist es eine warme Wasseroberfläche, die einen (anticyclonalen) Keil (Rücken) in der Höhenströmung begünstigt und damit letztendlich ein dynamisches Hoch. Dieser dynamische Mechanismus konkurriert mit dem thermisch-konvektiven Mechanismus, der ein Tief erzeugen „will“. Wenn ersterer „gewinnt“, dann kommt es zu einer Kältewelle, so wie in den letzten Wintern. Ist das so in etwa richtig beschrieben? Beste Grüße Jens Christian Heuer

  11. Streuung von Mittelwerten

    Sehr geehrter Herr Rahmstorf,

    Mit ihrer Feststellung: „Der Mittelwert eines einzelnen Winters streut ja nicht.“ offenbaren Sie unseren Dissens. Jeder Mittelwert ist – erst einmal für sich genommen – ein Schätzwert. Im günstigsten Fall aus einer normalverteilten Stichprobe von Einzelwerten, die diesem Schätzwert ein als Varianz definiertes, von Einzelwertdifferenzen und Anzahl abhängiges, Streuungsmaß aufprägen.
    Um, auf Ihre Darstellung eingehend, zu entscheiden, ob sich die in Jahresintervallen angeordneten, mittleren Wintertemperaturen signifikant voneinander unterscheiden (was Sie offenbar als Streuung bezeichnen), wendet man in der Wissenschaft definierte Prüfverfahren an, die vom Verteilungstyp der Stichprobe abhängen. Beim schon erwähnten Vorliegen einer normal verteilten Stichprobe vorzugsweise die Varianzanalyse.
    Meiner, vielleicht etwas angestaubten Erfahrung nach, würde z. B. keine medizinische oder landwirtschaftliche Fachzeitschrift eine Zeitreihe von aus Stichproben gewonnenen Ausprägungen ohne zugeordnete Streuungsmaße veröffentlicht haben. Um einen signifikanten Unterschied zwischen solchen Ausprägungen (vulgo Mittelwerten) zu behaupten, sind (waren) Konfidenzniveaus der Signifikanztests von mindestens 95%, meistens 99% Standard.
    Mit freundlichen Grüßen und dem Versprechen, mich (in dieser Sache) nicht mehr an Sie zu wenden.
    E. Schulze

    [Antwort: Der entscheidende Punkt hier ist: ich habe nicht mehrere Stichproben für den Mittelwert des Winters 2011 oder 2012, daher kann ich auch nicht aus der Streuung der Stichproben auf die Genauigkeit schließen. Die Messungenauigkeit der einzelnen Temperaturmessungen ist für unsere Zwecke vernachlässigbar – die Temperaturunterschiede zwischen einzelnen Wintern sind viel zu groß, als dass diese eine Rolle spielen würde. Und die zeitliche und räumliche Mittelung ist nur dann Quelle einer Ungenauigkeit, wenn Sie das Ergebnis interpretieren wollen als den wahren Mittelwert über die gesamte bodennahe Luft über der Fläche von Deutschland – den Anspruch habe ich aber gar nicht, für mich ist das einfach nur ein arithmetischer Mittelwert über eine Anzahl von Stationen, den ich mathematisch exakt berechnen kann. Stefan Rahmstorf]

  12. wie bitte?

    …“das ist zu erwarten für ein kontinentales Gebiet, und die Wintertemperaturen erwärmen sich generell stärker als die Sommertemperaturen…“

    Die Wintertemperaturen erwärmen sich? Ich dachte bis heute, diese steigen oder so…:-)

    Egal, zur Sache:

    Deutschland ein kontinentales Gebiet?

    Im Gegenteil, im Vergleich zur großen Landfläche Eurasiens sogar sehr vom Atlantik beeinflusst, zumindest überwiegend.

    Die Wintertemperaturen steigen schneller an, als die im Sommer?

    Punktuell und regional möglich, aber sehen wir uns mal die vom PIK so beliebte Datenbasis des GISS an (in höchst möglicher Auflösung) hier für die Wintermonate Dez-Feb:

    http://tinyurl.com/7hlruok

    und hier für den Sommer Jun-Aug:

    http://tinyurl.com/8255fxf

    Für weite Teile Europas ist klar das Gegenteil von Professors Aussage zu erkennen, auch für Deutschland, wenn man diesen GISS Animationen halbwegs trauen darf…andere Geschichte:
    die Temperaturanomalien aus dem Mittel 2000 bis 2011 liegen im Sommer deutlich über der gewählten, langjährigen Referenzperiode 1900-1980, als jene des Winters.
    Übrigens zeigt der Blick auf diese Karten sehr schön, wie weit weg Deutschland von „kontinentalem Klima“ liegt…

    Weiters: das letzte T Dekadenmittel (Winter Deutschland) war ca. gleich mild wie 1911-1920 und um ca. 0,1°C kühler als 1971-1980 und um knapp 0,5°C kühler
    als 1991-2000, der bislang mildesten Winterdekade Deutschlands (Daten: DWD).

    Der klimatologische Erwärmungstrend ist damit freilich nicht gebrochen, dafür bin ich zu wenig Laie, aber von einer beschleunigten Erwärmung kann (noch) keine Rede sein, weder in Deutschland noch global!

    [Antwort: Deutschland ist ein Landgebiet, kein Meeresgebiet – nur das war gemeint. Der Erwärmungstrend über die gesamte oben gezeigte Datenreihe ist im Winter wesentlich größer als im Sommer; ab 1950 sind die Trends allerdings im Sommer und Winter gleich groß, insofern war meine Angabe unpräzise. Die großen Zufallsschwankungen von Jahr zu Jahr führen auch noch zu erheblichen Schwankungen von Jahrzehnt zu Jahrzehnt, sodass es nicht überraschend ist, wenn das letzte Dekadenmittel etwas kühler war als das vorletzte. Wegen dieser großen Schwankungen habe ich bewusst als kürzesten Trend den ab 1950 mit Signifikanzgrenzen angegeben und nicht etwa nur einen über 30 Jahre, was bei diesen Daten zu kurz gewesen wäre. Stefan Rahmstorf]

  13. Herr Prof. Rahmstorf

    danke für ihre Antwort.

    Eine allgemeine Frage noch, welche aber im Zusammenhang mit den Wintertemperaturen über Mitteleuropa vielleicht nicht belanglos ist:

    Die Eisbedeckung im Berreich Kara See hat ja deutlich abgenommen, stärker als in anderen Bereichen der Arktis und diese eisfreie Zone (im Vergleich zum Mittel) zieht sich bis weit in den Winter hinein. Auch heuer sehen wir in diesem Bereich noch im März ein große, mehr oder weniger eisfreie Fläche.
    Kann es sein, dass eher Änderungen in Zirkulastionsmustern der Atmosphäre bzw. der Ozeane überwiegend dazu beitragen, dass in diesem Berreich der Arktis der Verlust an Meereisfläche so ausgeprägt ist? Kann es sein, dass erst dadurch der Großteil der gemessenen Erwärmung in diesem Bereich aufgetreten ist (Albedo…) und so in Folge auch die von ihnen zitierten Papers dazu eigentlich Änderungen der Zirkulationsmuster bzw. deren Häufigkeiten zeigen, welche dann eben erst dazu führen, dass dieser Bereich so „eisfrei“ bleibt, mit den genannten Folgen… und nicht umgekehrt? Wer oder was ist der „Hauptdarsteller“?

    [Antwort: Diese Frage kann man anhand der Datenkorrelation allein nicht so leicht beantworten (Studie des AWI). In den Modellrechnungen (Petukhov-Studie) dagegen ist die Richtung der Kausalität klar: dort wurde am Eis im Modell „gedreht“ und dann die Reaktion der atmosphärischen Zirkulation darauf untersucht. Ursache ist also die Abnahme der Eisbedeckung und Folge eine geänderter Luftdruckverteilung. Stefan Rahmstorf]

  14. Wintertemperaturen in Deutschland

    Schon der erste Blick auf die Dekaden-Temperaturen (0,8; 0,5; 1,2; 0,9) zeigt, dass die Wintertemperaturen in Deutschland in den letzten 40 Jahren keinen nennenswerten Trend zeigen. (Die Jahrzehnte davor waren kälter.)

    Bei genauerer Analyse der Daten des Deutschen Wetterdienstes ergibt sich Folgendes für den linearen Trend der jeweiligen Periode:

    1972-2011: +0,3 Grad
    1982-2011: +0,3 Grad
    1992-2011: -0,8 Grad
    2002-2011: -0,5 Grad

    Das bedeutet für die letzten 20 Jahre Abkühlung.

    Wie passt das zu dem folgendem Satz?

    „Das ist zu erwarten für ein kontinentales Gebiet, und die Wintertemperaturen erwärmen sich generell stärker als die Sommertemperaturen.“

    (Die Jahres-Durchschnittstemperaturen haben übrigens laut DWD-Daten im letzten Jahrzehnt ebenfalls um 0,5 Grad abgenommen, während die „regionalen“ Klimaforscher und -politiker in Anlehnung an das IPCC für das 21. Jahrhundert (z.B. für Baden-Württemberg) einen Anstieg um 4 Grad voraussagen.)

    Habe ich mich evtl. verrechnet oder verschrieben? – Wenn das alles stimmte, wäre ja vieles Andere falsch …

    [Antwort: Geben Sie doch einmal die Konfidenzintervalle zu Ihren Trendangaben mit an. (Sie werden dann feststellen, dass man über so kurze Zeiträume nicht einmal das Vorzeichen des Trends vernünftig bestimmen kann.) Stefan Rahmstorf]

  15. Titel

    Sehr geehrter Herr Rahmstorf,
    in ihrem Artikel schreiben sie, dass es auch zukünftig einen Wettlauf zweier gegenläufigen Tendenzen gibt. Ist dann ihr Titel „Winter ade“ als eine Prognose zu verstehen, dass die allgemeine Erwärmung, langfristig gesehen, diesen Wettlauf verliert und die Winter im allgemeinen immer wärmer werden?

    [Antwort: Nein! Der Titel war nur meiner Freude über den beginnenden Frühling geschuldet und bezog sich allein auf das Ende dieses Winters, das Anlass für den Rückblick war. Trotzdem stimmt es auch, dass langfristig die Erwärmung höchstwahrscheinlich gewinnen wird. Stefan Rahmstorf]

  16. Wintertemperaturen der letzten 8000 Jahr

    In der aktuellen Ausgabe von „Bild der Wissenschaft“ werden die Forschungsergebnisse von Professor Mangini auf mehreren Seiten, reich bebildert darsgestellt, wie er aus Stalagmiten die Temperaturen der letzten 8000 Jahre rekonstruiert hat. Die Stalagmiten wachsen dann am stärksten, wenn am meisten Wasser durch den Boden sickert. D.h. sie geben die Wintertemperaturen wieder.

    Dabei kommt er zu dem Ergebnis, dass die Temperaturen um bis zu 2°C geschwankt haben. D.h. die Temperaturschwankungen waren größer als die in den letzten 100 Jahren. Das steht im Gegensatz zum IPCC.

    Erwähnt werden Messungen an Stalagmiten aus Deutschland und Schweden. Mir ist allerdings nicht klar geworden, ob Manginis Messungen nur regionale Aussagen erlauben oder sogar für die nördliche Halbkugel gültig sind.

    Interessant ist, dass in der gleichen Ausgabe von B.d.W. ein Artikel über seit Jahrzehnten vorgetragenen Warnungen von Wissenschaftler vor der unmittelbar bestehenden Klimakatastrophe dazu geführt haben, dass die normalen Menschen ihnen immer weniger vertrauen.

    [Antwort: Auch am IPCC-Bericht haben Stalagmitenexperten mitgearbeitet. Wären die früheren Temperaturschwankungen größer als gedacht, wäre das eine schlechte Nachricht, denn dann würde das Klimasystem sensibler reagieren als gedacht (größere Klimasensitivität), auch auf unsere CO2-Emissionen (wie auch Herr Mangini in einer TV-Diskussion mit mir vor Jahren schon einmal bestätigt hat). Ich bezweifle das allerdings, da diese Stalagmitendaten sich nicht einfach als Temperaturproxy verwenden lassen (sie reagieren stärker auf Niederschlagsänderungen) und es ja zunächst auch nur um einzelne Datenpunkte geht, nicht um den globalen Mittelwert.

    Da die Projektionen der Klimaforscher ja seit drei Jahrzehnten durch die beobachtete Erwärmung bestätigt werden (auch quantitativ), dürfte ein Mangel an Vertrauen sicher nicht an falschen Prognosen seitens der Wissenschaft liegen. Stefan Rahmstorf]

  17. hoch interessant

    Was für ein hervorragender Bericht. Manchmal suche ich, Nicht-Naturwissenschaftler, viele Tage lang, bis ich höchstens ein Viertel all dieser Informationen finde. Vielen Dank!

    Wir gerieten dies Jahr auch ins schwärmen, als nach dem graumilden Dezember und Januar mit einigem Regen plötzlich die Abkühlung und der Schnee kam. Bei uns war es allerdings so, daß Leute vor uns in einem uralten, wunderbaren Haus im Voralpenland Bayerns vergessen hatten, im warmen Herbst die Wasserleitungen leerlaufen zu lassen. So kämpften wir 10 Tage ohne Wasser, damit die alten Leitungen in der Wand nicht platzen würden. Wir wuschen uns mit Schnee, den wir auf dem Herd erwärmten ;-). Um den 5. Februar lag bundesweit noch gar nicht sooo viel Schnee, aber dann fiel er, und wenige der uralten Fenster im erstaunlich gut abgegedichteten alten Haus sind noch einfach verglast – wir sahen also die zauberhaftesten Eisblumen und Kristalle am Morgen… Ein Traum… Nach 10 Tagen hatten wir wieder Wasser, nach viel Arbeit. Für einen Tag, noch dazu Sonntags, war der Wörthsee (540m) zugefroren, sodaß viele hunderte glücklicher Leute Eisstockschießen und Eishockey spielten, Schlittschuh liefen. Man radelte auf dem Schnee überm Eis – unvergeßlich! Zuletzt hatte ich den Wörthsee 2001 zugefroren erlebt, und ein Einheimischer bestätigte mir, das wäre auch das letzte Mal gewesen, als man – damals länger – über den See gehen durfte. Herrlich! Diesmal „nur“ für einen schönen, langen Tag.

  18. Stalagmiten

    Ist schon interessant, wie Ergebnisse unterschiedlich interpretiert werden können. Wenn die Stalagmiten zeigen, dass die Temperaturschwankungen schon vor der Industrialisierung (CO2-Ausstoss durch die Menschheit) größer war als gedacht, woher wissen wir dann, dass die jetztige Temperaturschwankung durch den Menschen verursacht wird? Ist es nicht vielmehr möglich/wahrscheinlich, dass es sich wieder um so einen natürlichen Temperatur-Aussschlag nach oben handelt?

    [Antwort: Aus der Physik: die Ursache von globalen Temperaturveränderungen müssen ja Änderungen in der globalen Wärmebilanz sein (die Wärmeenergie muss irgendwo herkommen, 1. Hauptsatz der Thermodynamik). Die bei weitem größte Veränderung der globalen Strahlungsbilanz über die letzten hundert Jahre kommt nun mal vom Anstieg der Treibhausgaskonzentration. Stefan Rahmstorf]

  19. Klimarekonstruktion aus Stalagmiten

    Auf dem 7.Extremwetterkongress hat Prof. Mangini einen hochinteressanten Vortrag über Stalagmiten als Klimaproxys gehalten, der vielleicht zur Klärung der hier aufgeworfenen Fragen beitragen könnte.
    Kernpunkt war der Hinweis auf die unterschiedlichen Ursachen von (globalen)Land- und Wassertemperaturen!
    Die Wassertemperaturen der Ozeane – Wasser hat eine sehr hohe Wärmekapazität – spiegeln langfristige Klimatrends wider. Ihr kontinuierlicher Anstieg hängt vor allem mit der zunehmenden CO2-Konzentration in der Atmosphäre zusammen. Sie zeigen eindeutig die menschengemachte globale Erwärmung, betonte Mangini!
    Die Landtemperaturen sind dagegen mehr von natürlichen Klimaschwankungen bestimmt. Sie spiegeln den sich über die Zeit verändernden Umfang des Wärmetransfers von den Ozeanen zu den Landmassen wider, der wiederum durch das jeweils vorherrschende Muster (AO, NAO, PDO usw.)der atmosphärischen Zirkulation bestimmt wird.
    Die Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation und damit natürlich auch der Wärmetransfer werden ganz wesentlich durch die Sonnenaktivität beeinflusst, so Mangini!
    In den Proxydaten für Temperatur und Regen, die Mangini z.B. aus Stalgmiten der Alpen gewann, ist das gut erkennbar. Stalagmiten sind gute Proxys für Wetterverhältnisse im Winter, da in den wärmeren Jahreszeiten der Pflanzenbewuchs das für das Stalagmitenwachstum erforderliche Durchsickern des Regenwassers in die unterirdischen Höhlen verhindern. Die Stalagmiten zeigen den NAO-Index vergangener Winter. Winter mit einem positiven NAO-Index fallen milde und feucht aus, denn eine starke westliche Höhenströmung lenkt viele Tiefs mit feuchter und vergleichsweise warmer Meeresluft nach West- und Mitteleuropa (hoher Wärmetransfer vom Atlantik nach Europa). Winter mit einem negativen NAO-Index sind dagegen kalt. Blockierende Hochs stoppen die westliche Höhenströmung und zwingen die Tiefs auf weit nördliche oder südliche Bahnen. Kalte und trockene Luftmassen aus dem Osten bestimmen das Winterwetter. Ähnlich wie mit
    Die natürichen Temperaturschwankungen durch den unterschiedlich gut funktionierenden Wärmetransfer von den Ozeanen zu den Landmassen überlagern den ansteigenden Temperaturtrend durch CO2, der sich vor allem bei den Wassertemperaturen zeigt.

    Mangini erklärte auch den (scheinbaren)Widerspruch zwischen seinen Temperaturrekonstruktionen und denen von Michael Mann und anderen IPCC-Autoren.
    Die Stalagmiten zeigen die Wintertemperaturen (s.o.), die Hockey-Stick-Kurve von Mann jedoch die Sommertemperaturen, denn er benutzte in großem Umfang Baumringdaten für seine Temperaturrekonstruktion. Bäume wachsen nun aber vor allem in den warmen Sommermonaten, nicht jedoch im Winter.

    Beste Grüße
    Jens Christian Heuer

  20. Winter 2011/12 innergebirg

    Bis auf die 14 Tage knackigen Frosts Anfang Februar mit Frühtemperaturen bis zu -22°C im Land Salzburg innergebirg empfand ich diesen Winter als nicht besonders streng.
    Es hatte sich zwar während des Winters unauffällig eine nicht unerhebliche Schneemenge innergebirg aufsummiert,aber „beeindruckende“ Schneefallereignisse in dem Sinne fanden nicht statt. In Summe also eine Wintervariante, wie man sie sich innergebirg allgemein vorstellt. Beeindruckend fand ich bei uns im Land Sbg. den extrem trockenen November 2011.

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