Von Wettervorhersagen und Klimawandel

BLOG: Mente et Malleo

Mit Verstand und Hammer die Erde erkunden
Mente et Malleo

Bei Diskussionen um und über den Klimawandel bekommt man ja sehr häufig die Frage gestellt, wie denn die Wissenschaft einen langfristigen Trend, also den Wandel des Klimas vorhersagen kann, wo sie doch ( häufig) bereits bei kurzfristigen Vorhersagen des Wetters, beispielsweise der nächsten Woche so grandios scheitert. In diesem kurzen Video erklärt Neil deGrasse Tyson auf einfache und sehr anschauliche Art, was der Unterschied zwischen Klima und Wetter ist.

 

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

22 Kommentare

  1. Ein kurzes aber gut erklärendes Video für Menschen, die immer noch der Meinung sind, dass bspw. ein “Kühler Sommer” (an ihrem Wohnort) ein Beleg gegen die Änderung des weltweiten Klimas ist. Ich dachte zunächst “Was soll dieser Blödsinn, dass während der Erläuterungen ständig der Hund an ihm zerrt”, die Auflösung ist aber eine gute Analogie zum Thema Wetter/Klima.

  2. Und so wird der Unterschied zwischen Wetter und Klima von der Nasa erklärt

    The difference between weather and climate is a measure of time. Weather is what conditions of the atmosphere are over a short period of time, and climate is how the atmosphere “behaves” over relatively long periods of time.

    Zum Video von Neil deGrasse Tyson zum gleichen Thema fällt mir ein: Warum nicht zu allem was man tut ein Video drehen und im nachhinein didaktisch aufbereiten. Das eigene Leben quasi als Lehrlektion für alle andern (wäre natürlich auch ein Kunstprojekt):

  3. Das Wetter ist “chaotisch” in dem Sinne, dass es sich auf Basis aktueller Daten und Entwicklungen vielleicht günstigstenfalls lokal 14 Tage vorhersagen lässt. Das Klima ist “chaotisch” in dem Sinne, dass es sich auf Basis historischer Daten, die Modelle mit anleiteten, und langfristig anzunehmender Entwicklung vorhersagen lässt, wobei das Vorhersage-Resultat in sogenannten Konfidenzintervallen (bemüht werden hier oft die üblichen 95%) besteht, die recht weit gefächert sind.

    Interessant auch die Lücke zwischen der Wettervorhersage und der langfristig angelegten Klimavorhersage, hier meinen einige Klimatologen diese Lücke per dekadischer Vorhersage bald ein wenig schließen zu können.

    Dem Schreiber dieser Zeilen ist der im Vid vorgenommene Vergleich zwischen dem Hund und dem Menschen, das Wetter und das Klima betreffend, nicht ganz klar geworden.

    MFG
    Dr. W

    • Man hört ja oft: “Wenn man nicht mal das Wetter für die nächsten 14 Tage voraussagen kann wie dann das zukünftige Klima”
      Doch das ist kein Widerspruch: Wenn man eine Pfanne Wasser auf den Herd stellt, kann man auch nicht voraussagen, wo und wann die ersten Blasen aufsteigen, dass das Wasser aber irgendwann kocht, das lässt sich ohne weiteres voraussagen.

      Die Klimatologen scheinen heute stärker als noch vor kurzem zur Ansicht zu neigen, dass Klimaprognosen nicht in 20 oder 30 Jahren sondern in 40 bis 50 Jahren an der Realität gemessen werden müssen, weil es nämlich Prozesse gibt, die über 20 bis 30 Jahre dem langfristigen Klimatrend entgegenlaufen können. In Natural variability, radiative forcing and climate response in the recent hiatus reconciled machen die Autoren El Niño/Southern Oscillation, erhöhte Ärosolemengen in der Stratosphäre (Eyjafjallajökull) und eine geringe Solaraktivität für den jüngsten Hiatus verantwortlich und kommen zum Schluss, dass die transiente Kliamsensitiät, welche in den CMIP5-Klimamodellen verwendet wird (TCR: 1.8°C) kompatibel sind mit dem jüngsten Erwärmungsunterbruch.

      • @ Herr Holzherr :
        Ihr Kommentatorenfreund nimmt einmal wahlfrei diese Visualisierung:
        -> http://www.easterbrook.ca/steve/wp-content/IPCC-AR5-WG1-Fig12.5.jpg (Quelle) [1]

        … die aktuelle Szenarien des AR5 eben visualisiert, insbesondere Konfidenzintervalle (der weiter o.g. Spezifikation).

        Dann könnte klar werden, dass derartige Prognosis, wie physikalisch angemessen sie auch immer sein mag, kaum scheitern kann (wenn es sich nicht global deutlich abkühlt), d.h. die klimatologische Herausforderung wird per se unfalsifizierbar, wegen der Datenprobe der Größe eins. [2]

        MFG
        Dr. W (dem es hier und ganz zuvörderst für Sie um diesen Aspekt ging)

        [1] und hofft, dass Steve Easterbrook als klimatologistisch “OK” gilt, es fehlte die Zeit zur genauen Prüfung
        [2] Lennart Bengtsson argumentiert ähnlich, aber (deutlich) abweichend vom Schreiber dieser Zeilen dahingehend, dass er die (Daten-)Validierung (auf Basis der bekannten Theoretisierung) fordert

        • Doch die Prognosen können scheitern, sind also falsifizierbar. Das zeigen gerade die Szenarien des AR5, wo die unterschiedlichen Emissionszenarien (Temperaturanstieg in Abhängigkeit von den Emissionen) ab 2050 immer weiter auseinanderlaufen.

          • @ Herr Holzherr :
            Wann genau würde I.E. eine Klima-Prognose, die aus dem Prognosemodul einer klimatologischen Modellierung (“Theoretisierung” [1]) hergeleitet wird, genau scheitern? [2] Wenn das typischerweise verwendete 95%-Konfidenzintervall verlassen wird? Könnte dann nicht auf höherprozentiges Konfidenzintervalle zurückgegriffen werden, natürlich jeweils, wie vermutlich dann festgestellt wird: aus besonderem Grund?

            [1] man ist hier leider, wie schon oben geschrieben, bei der Datenprobengröße eins
            [2] Theorien (“Sichten”) kennen die Beschreibung, die Erklärung und die Vorhersage (wobei das Vorhandensein einer Eigenschaft genügen könnte).

          • @Dr. Webbaer 22. August 2014 9:45 | Permalink
            Jede Klima-Prognose, die eine veränderte Energiebilanz des Erdsystems über einen längeren Zeitraum zur Grundlage hat, ist sehr gut überprüfbar und damit auch falsifizierbar – und das praktisch unabhängig von der Enge des Konfidenzintervalls.
            Nur sind die Zeiträume, die für das Klima eine Rolle spielen eben eher im Bereich von Jahrhunderten als im Bereich von Jahrzehnten. Das macht die Klimamodelle also für die nächsten 10 bis 30 Jahren schwierig verifizierbar. Ganz anders sieht es aber für Zeiträume von 50 bis 100 Jahren aus.

          • @ Herr Holzherr :

            Jede Klima-Prognose, die eine veränderte Energiebilanz des Erdsystems über einen längeren Zeitraum zur Grundlage hat, ist sehr gut [Hervorhebung: Dr. W] überprüfbar und damit auch falsifizierbar – und das praktisch unabhängig von der Enge des Konfidenzintervalls.

            Das kam jetzt von Ihnen als Antwort auf die Frage ‘Wann genau würde I.E. eine Klima-Prognose, die aus dem Prognosemodul einer klimatologischen Modellierung hergeleitet wird, genau scheitern?’

            ?!

            Beachten Sie bitte auch das Wesen der Klimatologie inklusive Prognostik-Modul, dabei auch die alleinig mögliche Größe der Datenprobe (“eins”).
            Welcher Bestandteil der Groß-Prognosis könnte denn I.E. und gegebenenfalls als ‘gescheitert’ herauskristallisiert werden, wenn die empirische Lage inadäquat [1] wird?

            MFG
            Dr. W (der vorsichtshalber einmal deutlich anmerkt grundsätzlich nichts, aber auch gar nichts, gegen das zeitgenössische klimatologische und große Unternehmen zu haben; die Klimatologie wäre aus seiner Sicht selbst dann höchst sinnhaft, wenn es keine Klimaerwärmung geben würde [2])

            [1] Die empirische Inadäquatheit müsste hier dadurch bestimmt werden, dass die hier mehrfach erklärten Konfidenzintervalle immer höhere Werte annehmen und gegen 100% gehen. – BTW, hier leidet bspw. auch die Wirtschaftswissenschaft, an genau derselben speziellen empirischen Lage.
            [2] Was wiederum nicht heißen soll, dass der Schreiber dieser Zeilen nicht glaubt, dass die Änderung der terrestrischen atmosphärischen Bedingungen keinen Einfluss auf das Klima haben.

          • Ob es eine anthropogene Erdsystemerwärmung gibt lässt sich langfristig sehr gut überprüfen, denn die Erwärmungstendenz müsste sich mit zunehmenden Treibhausgasen verstärken und andere Klimatreiber überstimmen, also in den Hintergrund treten lassen.

            Konkret: Heute erwartet man einen Anstieg der Oberflächentemperatur um 0.1 bis 0.2 C° pro Jahrzehnt, im Jahr 2050 müsste die Temperaturanstieg pro Jahrzehnt bereits im Bereich 0.15 bis 0.3 C° liegen.

            Natürlich ist das eine stark vereinfachte Darstellung des anthropogenen Klimawandels. Es lässt inbesondere Rückkoppelungseffekte ausser Acht. Bleiben insbesondere die negativen Rückkoppelungseffekte aber klein, dann muss folgendes in jedem Fall auf die treibhausbedingte Erwärmung zutreffen:
            Je mehr Treibhausgase, ein umso stärkerer Temperaturanstieg.

          • @ Herr Holzherr :
            Wenn Sie sich vielleicht von dem ‘sehr gut’ ein wenig lösen könnten, wäre man näher beieinander.
            Grundsätzlich gilt, gerade auch für Unternehmen, dass es bei einer sich absehbarerweise oder zwingend ergebenden Datenprobe der Größe eins, kein Trial & Error möglich ist und dass Vorsicht zu walten hat.
            Nehmen Sie vglw. bspw. Herrn Dr. von Storch, der all dies begriffen hat, und, wie der Schreiber dieser Zeilen findet, zum klimatologischen Vorhaben derart wohltemperiert vorträgt, dass der Schreiber dieser Zeilen nie das Bedürfnis entwickelt hat dort (auf oder bei der “Klimazwiebel”) kommentarisch beizutragen. [1]

            Und Herr Dr. von Storch gilt als “klimatreu” (wenn womöglich auch gelegentlich als ‘nickelig’, lol).

            MFG
            Dr. W

            [1] übrigens ein echtes Problem, wer recht hat oder recht zu haben scheint, muss im Web, zumindest von einigen, weniger beobachtet werden

          • 1) Ob die Klimaprognosen stimmen lässt sich nicht heute, aber in 50 bis 100 Jahren mit Sicherheit sagen
            2) Eine Klimakatastrophe gibt es nach heutigem Wissen nicht, auch wenn die Durchschnittstemperaturen um 4°C steigen. Das kann zwar die Erde ziemlich verändern, doch es gefährdet die Menschheit nicht und ist vielleicht nicht einmal das grösste Problem vor dem die Menschheit steht
            3) Prognosen und Warnungen scheinen wenig Einfluss auf den Ausstoss der Treibhausgase zu haben. Es gilt weiter hin: Wirtschaftliches Wachstum bedeuet mehr CO2-Emissionen
            4) Eher früher als später muss die Menschheit sowieso auf CO2-freie Energiequellen umsteigen. Das ist vor allem eine technische Umstellung. Ich persönlich verstehe nicht, warum man nicht mehr in diese Richtung forscht und unternimmt. Dass selbst Klimaforscher alle Trümpfe auf die Erneuerbaren Energien setzen verstehe ich nicht, denn diese Energien werden frühestens in 20 Jahren weltweit eine wichtige Rolle spielen. Sie sind zudem schwierig in heutige Energiesysteme integrierbar und bedingen viele weitere technologische und gesellschaftliche Änderungen.
            Eine Alternative von der man weiss, dass sie funktionieren kann, nukleare Fissions- und Fuionsenergie wird dagegen seit 30 Jahren kaum noch weiter erforscht, es werden nur noch Sicherheitsprobleme in der bestehenden Technologie angegangen.

          • @ Herr Holzherr :

            Ob die Klimaprognosen stimmen lässt sich nicht heute, aber in 50 bis 100 Jahren mit Sicherheit sagen

            Nur hierzu etwas:
            Sie haben das Wesen der Prognostik [1] nicht verstanden und der (fürchterliche) Verdacht besteht, dass Sie in diesem Zusammenhang nie etwas verstehen werden.

            MFG
            Dr. W (der in diesem Zusammenhang zukünftig anders angesprochen werden möchte, wenn überhaupt – dies auch (ziemlich) ernst meint)

            [1] gerade auch der naturwissenschaftlichen nicht

          • @Dr. Webbaer 22. August 2014 12:59
            Klimamodelle basieren auf physikalischen Modellen und werden zuerst einmal mit dem vergangenen Klima validiert. Ob diese Modelle auch das zukünftige Klima unter einem der Klimaszenarien richtig voraussagen hängt von vielem ab, unter anderem von der Reaktion des Erdsystemsm, von positiven und negativen Rückkoppelungen.. Es gibt aber charakteristische Zeitspannen, in denen die globale Oberflächentemperatur und der Wärmeinhalt des Ozeans mit dem langfristigen Trend übereinstimmen sollte. Beim Klima sind das recht lange Zeitspannen. Wichtig ist es natürlich auch, den Wärmeinhalt des Ozeans und die Oberflächentemperatur überhaupt genügend genau bestimmen zu können. Doch hier wird es sicher Fortschritte geben.
            Die Erdsystemerwärmung durch Treibhausgase muss zu einem grösseren Wärmeinhalt der Ozeane und der Atmosphäre führen. Und das lässt sich überprüfen. Der Wärmeinhalt der Ozeane scheint übrigens auch während des jüngsten Erwärmungshiatus zugenommen zu haben. Das ist also in Übereinstimmung mit der angenommenen Treibauswirkung. Weit schwieriger scheint es mir die Oberflächentemperaturen zu prognostizieren, zumal an der Oberfläche nur der kleinste Teil der akkumulierten Wärme zu finden ist.
            Wie sich eine Erdsystemerwärmung auf die lokalen Klimata auswirkt, wie es die Landwirtschaftserträge beeinflusst, ist dagegen viel schwieriger zu sagen, denn das hängt zu einem weit grösseren Teil von den Niederschlägen als von den Temperaturen ab. Man kann also sagen: Heute wissen wir in vielerleit Hinsicht nicht wie schädlich die Auswirkungen der Erdsystemerwärmung sein werden. Der Meeresspiegelanstieg ist hier wohl noch am ehesten voraussagbar.

          • Ob eine Prognose stimmt hängt auch davon ab, was die Prognose überhaupt voraussagt. Die Treibhausgasthese sagt für mich nicht die zukünftigen Oberflächentemperaturen in Abhängigkeit von der Treibhausmenge ab, sondern es sagt eine Zunahme des Wärmeinhalts der Atmosphäre und des Ozeans voraus. Und alles was hier heute wissen bestätigt diese These. Der Wärmeinhalt des Ozeans – der 90% – der zugeführten Wärme aufnimmt – ist in den letzten Jahrzehnten immer nur gestiegen.

          • @ Herr Holzherr :
            Diese Ihrigen Aussagen scheinen zustimmungsfähig, Ihr Kommentatorenfreund hat auch keine Probleme mit den Ausgangsüberlegungen, in praxi gibt es aber bezogen auf die Theoretisierung und Validierung große bis größte Probleme. [1]

            MFG
            Dr. W

            [1] Was wäre bspw. wenn es bis 2100 und die terrestrischen Oberflächentemperaturen betreffend nur um weitere 0,25 K (insgesamt also + 1 K zwischen 1880/01 (die GISS-Datenlage betreffend und die dbzgl. 1880 beginnende Datenerfassung) wärmer wird? Wäre dann die bekannte Prognostik (die sich zudem weiterentwickelt, auch die Rohdaten betreffend, die fortlaufend homogenisiert (das Fachwort) werden, es gibt beträchtliche Erfassungslücken, nicht nur die Oberflächentemperaturen betreffend) ernsthaft in Frage gestellt? Kann diese empirisch (wenn es nicht deutlich kühler wird, wovon der Schreiber dieser Zeilen nicht ausgeht) validiert werden?

  4. @Dr. Webbaer 23. August 2014 14:34: Die Treibhausthese wäre widerlegt, wenn es nur um 0.,25°C wärmer wird bis 2100 obwohl die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter so steigt wie bis anhin. Allerdings gilt das nur, wenn sich der Ozean bis 2100 ebenfalls nicht erwärmt. Entscheidend ist also wieviel zusätzliche Wärme im Erdsystem deponiert wird. Die Treibhausthese nimmt an, das Treibhausgase der wichtigste Treiber für das Erdklima sind, dass also deutlich kältere Klimaperioden sich von deutlich wärmeren durch die Menge der Treibhausgase in der Atmosphäre unterscheiden.
    Heute befinden wir uns in einer Eiszeit und zwar gerade in einer Warmphase der Eiszeit. Die Eiszeit hat von 2.8 Millionen Jahren begonnen, gerade dann als die CO2-Konzentration der Erdatmosphäre auf einen Wert fiel, der ungefähr dem heutigen entspricht. Die Eiszeit sollte durch die menschlichen Treibhausgase vorübergehend beendet werden – allerdings nur kurzfristig für einige zehntausend Jahre.
    Wenn das nicht eintrifft, wenn also durch die ansteigenden Treibhausgase nicht massiv mehr Wärme im Erdsystem deponiert wird, dann ist die Treibhausgasthese widerlegt.

    • @ Herr Holzherr :

      Die Treibhausthese wäre widerlegt, wenn es nur um 0[],25°C wärmer wird bis 2100 obwohl die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter so steigt wie bis anhin.

      Auch nicht. Klar, das Beispiel oben [1] war als kritisch gewählt, in praxi werden bis 2100 anzunehmenderweise die Klimamodelle angepasst, gezähmt werden, wenn sich eine derartige Entwicklung abzeichnen sollte, aus Gründen der klimatologischen Selbsterhaltung, damit keine Klimatologen geteert und gefedert werden.

      Aber es ist im Bereich des möglichen, dass es bei jetzt sachlich zutreffender Theoretisierung nur 1 K wärmer wird, die Oberflächentemperaturen betreffend.
      Wenn Sie mal hier schauen könnten:
      -> http://de.wikipedia.org/wiki/Globale_Erw%C3%A4rmung#mediaviewer/Datei:Global_Warming_Predictions_German.png (hier werden Projektions-Mittelwerte gebildet, hier “gehen auch” + 2 K bis 2100) [2]
      -> https://ipcc-wg2.gov/AR5/images/uploads/IPCC_WG2AR5_SPM_Approved.pdf (Grafik Seite 39 oben – hier beispielhaft Konfidenzintervalle (vermutlich: 95%-basiert ?! – zu beachten hier die Fächerung bis 2100, die 2 bis 3 K ausmacht)
      -> http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_sensitivity (Zitat: ‘As estimated by the IPCC Fifth Assessment Report (AR5) “there is high confidence that ECS is extremely unlikely less than 1°C and medium confidence that the ECS is likely between 1.5°C and 4.5°C and very unlikely greater than 6°C.” ‘)

      D.h. die sog. Klimasensitivität, das atmosphärische CO2 betreffend, ist noch sehr unsicher bestimmt, die dbzlg. Steigung liegt zurzeit bei ca. + 20 ppm / Dekade (“Keeling Kurve”) und insgesamt zwischen 1880/01 und 2099/12 kommt man vielleicht von anfänglich 280 ppm auf 600 ppm in 2099/12, also auf eine “gute” Verdoppelung.

      D.h. es wäre nach vorliegender Datenlage wie Theoretisierung widerspruchsfrei möglich, dass es insgesamt bis 2100 nur um 1 K wärmer wird, auch niedrigere Werte könnten sein.

      MFG
      Dr. W

      [1] ‘Was wäre bspw. wenn es bis 2100 und die terrestrischen Oberflächentemperaturen betreffend nur um weitere 0,25 K (insgesamt also + 1 K zwischen 1880/01 und 2099/12 (die GISS-Datenlage betreffend und die dbzgl. 1880 beginnende Datenerfassung) wärmer wird?’
      [2] Warum Entscheider mit Konfidenz-intervallen belasten?, denkt man sich möglicherweise beim IPCC.

      • PS: Da haben sich jetzt einige Fehlerchen eingeschlichen, nächstes mal wird die (clientseitig verfügbare) Vorschau bemüht, sorry.

  5. Der Ozean hat sich in der angeblichen Erwämrungspause der letzten Jahre weiterhin erwärmt. Eine in der Zeitschrift Science veröffentlichte Studie kommt nun zum Schluss, dass die Erwärmung nicht wie bisanhin angenommen vorwiegend im Pazifik stattfand, sondern in den Tiefen des Atlantik.

    Die Erwärmung des Atlantik könnte auch zur arktischen Eisschmelze beigetragen haben. Das arktische Eis schmolz ja viel schneller als selbst die Berücksichtigung der arktischen Amplikation (mehr dunkles Wasser schluckt mehr Sonne, etc) ergibt.

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