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Klimaforschung: Verrechnet

Wärmer wird's - darin sind sich inzwischen fast alle einig. Doch aus dem vorhandenen Datenwust die korrekten Werte herauszufiltern, bereitet große Schwierigkeiten. Und wer nicht aufpasst, hat sich ganz schnell furchtbar verrechnet.
Wolken
Die Temperaturen und Wasserspiegel der Meere steigen, Schnee und Eis ziehen sich zurück, Permafrostböden tauen, der Frühling kommt früher und der Winter später – die Anzeichen für eine globale Erwärmung sind vielfältig und kaum noch zu übersehen. Nur eines passt nicht so recht ins Bild: Die auf unseren Planeten gerichteten Satellitenaugen melden zwar ebenfalls wärmere Verhältnisse für die Troposphäre – also die uns unmittelbar umgebende Lufthülle –, doch in einem viel schwächeren Maße. Wie kommt's?

Ein Problem ist, dass die Empfangskanäle von Satelliten nicht nur in einer bestimmten Höhe messen, wie beispielsweise Ballons, sondern einen Querschnitt durch die gesamten Luftschichten aufzeichnen. Um nun die entsprechenden Werte für bestimmte Schichten und Wellenlängen herauszufiltern, müssen die Daten sorgfältig gewichtet und aufgetrennt werden. Und dabei kann, je nach bearbeitender Gruppe und Rechenverfahren, bei gleicher Datengrundlage durchaus einmal ein Unterschied um den Faktor zehn herauskommen.

So geschehen bei Aufzeichnungen des Microwave Sounding Unit (MSU) und ihrem Nachfolger, der Advanced MSU (AMSU), die an Bord von polumkreisenden Satelliten von 1979 bis 2001 die Temperaturen der Atmosphäre erfassten: Während eine Arbeitsgruppe einen Trend von 0,01 Kelvin pro Jahrzehnt ermittelte, kamen Kollegen auf den zehnfach höheren Wert. Doch selbst deren errechnete 0,1 Kelvin pro Jahrzehnt liegen immer noch deutlich unter den anhand von Meerestemperaturen bestimmten 0,17 Kelvin pro Jahrzehnt.

Wissenschaftler um Qiang Fu von der Universität von Washington in Seattle sind der Meinung, dass ihre Vorgänger schlicht einen Rechenfehler begangen haben. Denn sie haben, so erklären die Forscher, einen entscheidenden Faktor vergessen oder nicht richtig berücksichtigt: die ebenfalls seit langem zu beobachtende Abkühlung der Stratosphäre oberhalb der Troposphäre, die in den letzten zwanzig Jahren etwa 0,5 bis 0,9 Kelvin pro Jahrzehnt betrug. Fließt sie falsch gewichtet in die Daten ein, heben sich die Effekte womöglich auf.

Fu und seine Mitarbeiter verwendeten daher noch einen weiteren Kanal der Satelliten, der in einem auf die Stratosphäre abgestimmten Wellenlängenbereich misst, und zogen die entsprechenden Werte anhand eines eigens entwickelten Modells voneinander ab. Und nun kamen sie auch zu realistischeren Ergebnissen: Für den Datensatz der ersten Arbeitsgruppe ermittelten sie eine troposphärische Erwärmung von 0,09 Kelvin und für denjenigen der Kollegen 0,18 Kelvin, jeweils wieder auf zehn Jahre bezogen. Außerdem konnten sie zeigen, dass die Lufterwärmung in den Tropen wie erwartet die am Boden übertrifft, weil hier andere Prozesse eine Rolle spielen als in den gemäßigten und polaren Breiten.

Warum allerdings nur für eine der Arbeitsgruppen die Daten weitgehend mit den Beobachtungen an der Erdoberfläche übereinstimmen, ist noch nicht ganz klar. In dem anderen Fall hatten die Forscher versucht, die Abkühlung der Stratosphäre einzubeziehen, doch hatten sie eine Methode gewählt, die sich von der nun vorgestellten erheblich unterscheidet: Sie hatten nicht einen weiteren Kanal zur Kontrolle verwendet, sondern versuchten allein anhand des einen Kanals den Effekt der Abkühlung herauszufiltern. Und dabei haben sie sich vielleicht ganz einfach verrechnet.

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