Wie warm ist die Erde?
Von Dirk Asendorpf · 06.12.2009
Die Erde wird wärmer, seit Beginn der Industrialisierung um rund 0,7 Grad Celsius. So steht es im Bericht des UN-Klimarats. Den steilsten Anstieg gab es in den Achtziger- und Neunzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts, das wärmste Jahr war 1998.
In wissenschaftlichen Diagrammen wird die globale Durchschnittstemperatur sogar für vergangenen Jahrhunderte und Jahrtausende angegeben. Doch wie entstehen diese Zahlen eigentlich? Und wie verlässlich sind sie?
"Das hier ist ein Thermo-Hygrograph. Da ist ein Fühler für die relative Feuchtigkeit und einer für die Temperatur dran."
Die Meteorologin Christina Lefebvre steht auf dem Dach des Deutschen Wetterdienstes in Hamburg, unter ihr fließt die Elbe an den Landungsbrücken vorbei, vor ihr steht eine moderne vollautomatische Wetterstation.
"Früher hatte man diese Holzhütten, diese sogenannten englischen Hütten mit einer Ventilation durch Lamellen, diese Lamellen hat man hier auch, nur das ganze Gerät ist deutlich kleiner geworden als man es früher hatte. Und es ist natürlich digital, die Daten werden gleich ins Rechenzentrum übermittelt."
Die Messwerte von 4349 Messstationen auf allen Kontinenten und vielen Inseln sind in die jüngste Berechnung der globalen Durchschnittstemperatur eingegangen. Christina Lefebvre ist beim Deutschen Wetterdienst für Sammlung und Weitergabe der Daten an die Meteorologische Weltorganisation WMO zuständig. Die Aufzeichnung vom Hamburger Dach gehört nicht dazu, denn mitten in einer Großstadt wird die natürliche Temperatur durch die Abwärme von Gebäuden und Industrie verfälscht.
Zu den repräsentativen Stationen auf dem Land kommen Hunderttausende Datensätze von Schiffen und Bojen auf dem offenen Ozean. Zusammen sind sie die Grundlage, um die Temperaturentwicklung in jeder einzelnen von 2600 sogenannten Gitterboxen zu berechnen, in die die Meteorologen die Erdoberfläche einteilen. In Arktis und Antarktis gibt es allerdings viele Gitterboxen ohne jede Messstation.
"Da wird ein bisschen geschummelt. Wenn man jetzt Lücken hat, nimmt man schon die Werte der nächstliegenden Box. Man behilft sich einfach so."
Trotz solcher Probleme kann die Fieberkurve der globalen Durchschnittstemperatur inzwischen bis auf wenige Hundertstel Grad genau angegeben werden. Auch für die letzten 150 Jahre wird sie immer exakter bestimmt.
"Es werden alte Daten, die noch in Archiven lagern, jetzt digitalisiert. Die können dazu geholt werden, so dass Unsicherheiten, die gerade so im vorletzten Jahrhundert so ab 1850 bestehen, dass die jetzt verbessert werden, da kriegt man mehr Daten."
Temperaturmessungen mit zuverlässigen Thermometern gibt es erst seit dem Ende des 18. Jahrhunderts. Für die Zeit davor müssen Wissenschaftler auf indirekte Hinweise zurückgreifen. Seit dem Jahr 705 halten zum Beispiel die Gärtner der japanischen Kaiserstadt Kyoto den Beginn der Kirschblüte fest. Und die ägyptischen Pharaonen ließen die Höhe des jährlichen Nilhochwassers aufzeichnen. Um einen Blick in noch fernere Vergangenheit bemühen sich Paläoklimatologen wie Achim Brauer vom Geoforschungszentrum Potsdam.
"Dieser Abschnitt, das ist vor 12.700 Jahren, das ist also kurz bevor wir zu einem Wechsel kommen. Und ich kann Ihnen das jetzt auch mal zeigen, indem wir jetzt ganz langsam diesen Dünnschnitt mal im Mikroskop nach oben, das heißt in die jüngere Zeit fahren lassen."
Auf dem Objektträger liegt der hauchdünne Schnitt eines Bohrkerns vom Grund des Meerfelder Maares, eines Vulkansees in der Eifel. Wie in den Jahresringen eines Baumes, einer Koralle oder eines Stalagmiten sind hier die Informationen über die Wetterverhältnisse jedes einzelnen Jahres gespeichert. Inzwischen ist Achim Brauer beim Jahr 10.721 vor unserer Zeitrechnung angekommen.
"Hier ist das erste Jahr, das sehr viel mächtiger ist, sehr viel dicker ausgeprägt ist als die anderen. Und diese Klimaänderung ist auch in grönländischen Eiskernen beispielsweise belegt, wir wissen das aus marinen Sedimenten, dass sich die Ozeanzirkulation verändert hat, das ist also ein ganz massives Ereignis gewesen – die letzte größere Abkühlungsphase, die wir erlebt haben."
Rund fünf Grad kälter wurde es damals im Jahresdurchschnitt, allerdings nur auf der Nordhalbkugel. Der Vergleich von Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis zeigt, dass Abkühlung und Erwärmung an verschiedenen Stellen der Erde oft sehr unterschiedlich verlaufen sind.
Für die Arktis kann die Temperaturkurve inzwischen auf über 100.000, für die Antarktis sogar auf rund 900.000 Jahre zurückverfolgt werden. Allerdings nur indirekt als Schlussfolgerung aus den im Eis eingeschlossenen Gasen und Sedimenten und auch nur für sehr wenige Orte. Globale Durchschnittswerte aus ferner Vergangenheit sind deshalb noch immer sehr unsicher.
"Das hier ist ein Thermo-Hygrograph. Da ist ein Fühler für die relative Feuchtigkeit und einer für die Temperatur dran."
Die Meteorologin Christina Lefebvre steht auf dem Dach des Deutschen Wetterdienstes in Hamburg, unter ihr fließt die Elbe an den Landungsbrücken vorbei, vor ihr steht eine moderne vollautomatische Wetterstation.
"Früher hatte man diese Holzhütten, diese sogenannten englischen Hütten mit einer Ventilation durch Lamellen, diese Lamellen hat man hier auch, nur das ganze Gerät ist deutlich kleiner geworden als man es früher hatte. Und es ist natürlich digital, die Daten werden gleich ins Rechenzentrum übermittelt."
Die Messwerte von 4349 Messstationen auf allen Kontinenten und vielen Inseln sind in die jüngste Berechnung der globalen Durchschnittstemperatur eingegangen. Christina Lefebvre ist beim Deutschen Wetterdienst für Sammlung und Weitergabe der Daten an die Meteorologische Weltorganisation WMO zuständig. Die Aufzeichnung vom Hamburger Dach gehört nicht dazu, denn mitten in einer Großstadt wird die natürliche Temperatur durch die Abwärme von Gebäuden und Industrie verfälscht.
Zu den repräsentativen Stationen auf dem Land kommen Hunderttausende Datensätze von Schiffen und Bojen auf dem offenen Ozean. Zusammen sind sie die Grundlage, um die Temperaturentwicklung in jeder einzelnen von 2600 sogenannten Gitterboxen zu berechnen, in die die Meteorologen die Erdoberfläche einteilen. In Arktis und Antarktis gibt es allerdings viele Gitterboxen ohne jede Messstation.
"Da wird ein bisschen geschummelt. Wenn man jetzt Lücken hat, nimmt man schon die Werte der nächstliegenden Box. Man behilft sich einfach so."
Trotz solcher Probleme kann die Fieberkurve der globalen Durchschnittstemperatur inzwischen bis auf wenige Hundertstel Grad genau angegeben werden. Auch für die letzten 150 Jahre wird sie immer exakter bestimmt.
"Es werden alte Daten, die noch in Archiven lagern, jetzt digitalisiert. Die können dazu geholt werden, so dass Unsicherheiten, die gerade so im vorletzten Jahrhundert so ab 1850 bestehen, dass die jetzt verbessert werden, da kriegt man mehr Daten."
Temperaturmessungen mit zuverlässigen Thermometern gibt es erst seit dem Ende des 18. Jahrhunderts. Für die Zeit davor müssen Wissenschaftler auf indirekte Hinweise zurückgreifen. Seit dem Jahr 705 halten zum Beispiel die Gärtner der japanischen Kaiserstadt Kyoto den Beginn der Kirschblüte fest. Und die ägyptischen Pharaonen ließen die Höhe des jährlichen Nilhochwassers aufzeichnen. Um einen Blick in noch fernere Vergangenheit bemühen sich Paläoklimatologen wie Achim Brauer vom Geoforschungszentrum Potsdam.
"Dieser Abschnitt, das ist vor 12.700 Jahren, das ist also kurz bevor wir zu einem Wechsel kommen. Und ich kann Ihnen das jetzt auch mal zeigen, indem wir jetzt ganz langsam diesen Dünnschnitt mal im Mikroskop nach oben, das heißt in die jüngere Zeit fahren lassen."
Auf dem Objektträger liegt der hauchdünne Schnitt eines Bohrkerns vom Grund des Meerfelder Maares, eines Vulkansees in der Eifel. Wie in den Jahresringen eines Baumes, einer Koralle oder eines Stalagmiten sind hier die Informationen über die Wetterverhältnisse jedes einzelnen Jahres gespeichert. Inzwischen ist Achim Brauer beim Jahr 10.721 vor unserer Zeitrechnung angekommen.
"Hier ist das erste Jahr, das sehr viel mächtiger ist, sehr viel dicker ausgeprägt ist als die anderen. Und diese Klimaänderung ist auch in grönländischen Eiskernen beispielsweise belegt, wir wissen das aus marinen Sedimenten, dass sich die Ozeanzirkulation verändert hat, das ist also ein ganz massives Ereignis gewesen – die letzte größere Abkühlungsphase, die wir erlebt haben."
Rund fünf Grad kälter wurde es damals im Jahresdurchschnitt, allerdings nur auf der Nordhalbkugel. Der Vergleich von Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis zeigt, dass Abkühlung und Erwärmung an verschiedenen Stellen der Erde oft sehr unterschiedlich verlaufen sind.
Für die Arktis kann die Temperaturkurve inzwischen auf über 100.000, für die Antarktis sogar auf rund 900.000 Jahre zurückverfolgt werden. Allerdings nur indirekt als Schlussfolgerung aus den im Eis eingeschlossenen Gasen und Sedimenten und auch nur für sehr wenige Orte. Globale Durchschnittswerte aus ferner Vergangenheit sind deshalb noch immer sehr unsicher.