Klimawandel überschätzt?

Auf der sicheren Seite sind wir noch lange nicht

Von Eric Winsberg
 - 11:53

In der Wissenschaft des Klimawandels gehört der Wert der Klimasensitivität ECS (Equilibrium Climate Sensibility) zu den wichtigsten Größen, die wir kennen können. Wenn wir die Erwärmung auf zwei Grad Celsius (über dem vorindustriellen Niveau) beschränken wollen, ist die Kenntnis des höchsten plausiblen Werts, den die ECS annehmen dürfte, äußerst informativ für die Beantwortung der Frage, wie viel Kohlenstoff wir noch gefahrlos in die Atmosphäre entlassen können. Alles, was uns die Zuversicht geben könnte, der korrekte Wert bliebe niedriger als bislang befürchtet, wäre äußerst willkommen, weil wir daraus schließen könnten, dass wir weitere fossile Brennstoffe verbrennen dürften, ohne Gefahr zu laufen, diesen Schwellenwert zu überschreiten. Aber die Schätzungen zur wahrscheinlichen Bandbreite der ECS haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten nicht sonderlich verändert.

Ein neuer Bericht behauptet nun, die Wahrscheinlichkeit, dass die ECS über 4,5 Grad liegt, sei geringer als ein Prozent und bewege sich „wahrscheinlich“ (nämlich mit einer Wahrscheinlichkeit von 66 Prozent) im Bereich von 2,2 bis 3,4 Grad. Das ist eine sehr viel engere Bandbreite als die akzeptierte These, wonach die ECS wahrscheinlich zwischen 1,5 und 4,5 Grad liegt und ein beträchtliches Restrisiko besteht, dass der korrekte Wert sogar sechs Grad erreicht.

Neue Methode an den alten Grenzen

Dies ist eine gute Nachricht, wenn sie denn zuträfe. Aber wir sollten äußerst vorsichtig sein, bevor wir eine These akzeptieren, die uns einen größeren Sicherheitsspielraum verspricht.

Das Ergebnis basiert auf einer neuen, faszinierenden Methode, die als „Emergent Constraints“ (emergente Randbedingungen) bezeichnet wird. Wir verfügen über eine ganze Reihe verschiedener Computermodelle für das Klimasystem, und das Ergebnis dieser Modelle wird sehr sorgfältig vom „Climate Model Intercomparison Project“ (CMIP) untersucht. Aber nur weil die im CMIP verglichenen Modelle einen bestimmten Bereich für die Werte der ECS ergeben, dürfen wir daraus nicht schließen, wir könnten sicher sein, dass sie sich tatsächlich in diesem Bereich bewegen. Es könnte auch gute Gründe für die Annahme geben, dass der korrekte Wert in einem kleineren Bereich liegt, oder wir könnten befürchten, dass all diese Modelle von derselben problematischen Annahme ausgehen und den korrekten Wert daher über- oder unterschätzen. Hier setzt die Methode der „Emergent Constraints“ an.

Autoren greifen auf Klimabeobachtungen zurück

Wir können das zukünftige, an Kohlenstoff reichere Klima zwar nicht direkt beobachten, aber das Klima der letzten Jahrzehnte ist sehr genau beobachtet worden. Diese Beobachtungen können wir nutzen, um den wahren Wert vieler wichtiger, in der aktuellen Klimasituation relevanter Klimavariablen eng einzugrenzen. An dieser Stelle kommt nun die „emergente Randbedingung“ ins Spiel, eine emergente Beziehung zwischen den Variationen der Vorhersagen der Modelle bezüglich der beobachtbaren Variablen und den Variationen einer Klimavariablen, die wir voraussagen wollen.

Die Randbedingung wird als „emergent“ bezeichnet, weil sie nicht von vorneherein in die Modelle einkodiert wurde, sondern in der Gesamtheit der Modelle unerwartet hervortritt. Als einschränkende „Randbedingung“ wird sie bezeichnet, weil sie die Möglichkeit eröffnet, die möglichen Werte der unbekannten Variablen einzugrenzen, und zwar mit Hilfe unseres Wissens über die beobachtete Variable.

Die Autoren bestimmen aus früheren Beobachtungen des Klimas eine „entscheidende Metrik“ des Klimas: „Psi“, die sich gut abschätzen und damit eng eingrenzen lässt. Und sie zeigen eine mathematische Funktion, die die Modellvariation in Psi mit der Modellvariation in ECS verknüpft. Da die Modellvariation im CMIP hinsichtlich Psi größer ist als der durch Beobachtung eingegrenzte Wertebereich, schließen sie, dass der mögliche Wertebereich der ECS schmaler ist als die Bandbreite der Modelle, und weisen ihm entsprechende Wahrscheinlichkeiten zu. Das ist zugegeben eine starke wissenschaftliche Leistung.

Wert könnte immer außerhalb der Berechnungen liegen

Aber wie viel Vertrauen sollten wir in diese schmalere Bandbreite der Schätzungen setzen? Eines ist klar: Unser Vertrauen in die neue Schätzung sollte von unserem Vertrauen in die emergente Beziehung abhängen. Die beste Grundlage für solch ein Vertrauen wäre ein tief reichendes physikalisches Verständnis der Mechanismen, die beide Variablen miteinander verbinden. Im Idealfall sollte dieses physikalische Verständnis detailliert erklären, warum es eine mathematische Beziehung zwischen den beiden Variablen gibt und warum die diversen Unterschiede in den Modellen eines Ensembles zu einer ähnlichen Spreizung in den beiden Variablen beitragen.

Wenn etwa Modelle A und B sich allein in der Repräsentation eines bestimmten Aspekts der Wolkenphysik voneinander unterscheiden, sollten wir verstehen, warum dieser Unterschied in der ECS zu einer ähnlichen Veränderung führt wie in Psi. Solch ein Verständnis des Prozesses scheint in diesem Fall aber zu fehlen. Und weil es fehlt, könnte die Beziehung zwischen den Modellvoraussagen der beiden Variablen durchaus zufällig sein und zum Beispiel aus der Existenz einander kompensierender Fehler resultieren. In diesem Fall könnte der reale Wert der ECS auch deutlich außerhalb des neu berechneten Bereichs liegen.

Klimawandel verändert auch Prozesse

Das ist keine unbegründete Sorge. Die ECS ist das zusammengesetzte Ergebnis vielfältiger Prozesse und Klimafeedbacks. Diese Prozesse sind nicht unabhängig voneinander, und sie sind in nichtlinearer Weise miteinander verbunden. Bei der Hervorbringung des aktuell beobachtbaren Klimas neutralisieren einige Prozesse und Feedbacks sich wechselseitig. Das ist aber keine Garantie, dass sie einander auch weiterhin neutralisieren werden, wenn Bedingungen geschaffen werden, die unter dem Einfluss eines verstärkenden Faktors wie Kohlenstoff zu einer Erwärmung führen.

Falls sich das Ausmaß, in dem sie sich neutralisieren, ebenso verändert wie das Klima, könnte sich die scheinbar begrenzende Randbedingung als illusorisch erweisen und falsche Zuversicht verbreiten.

Was bedeutet das für die neue Fehlerabschätzung in dem in „Nature“ veröffentlichten „Letter“? Das IPCC nennt eine Wahrscheinlichkeit von 20 Prozent dafür, dass die Klimasensitivität 4,5 Grad übersteigt. Der Beitrag in „Nature“ spricht von einem Prozent. Wenn wir dem wirklich vertrauen wollten, müsste zumindest zu 99 Prozent sicher sein, dass die angeblich begrenzende Randbedingung nicht auf einander kompensierenden Fehlern basiert. Angesichts der großen Zahl von Prozessen und Feedbacks, die zur ECS beitragen, lässt sich kaum erkennen, warum wir an eine derart niedrige Wahrscheinlichkeit von lediglich einem Prozent glauben sollten.

Eric Winsberg ist Professor für Philosophie an der University of South Florida und arbeitet seit Jahren intensiv mit Klimamodellierern in aller Welt zur Simulation und Vorhersagbarkeit des Erdklimas. In Kürze erscheint sein Buch „Philosophy of Climate Science“.

Aus dem Amerikanischen übersetzt von Michael Bischoff.

Eine Korrektur und ihre Folgen: Bleibt die Katastrophe aus?

Alles also gar nicht so schlimm? Hat die Klimapolitik Zeit gewonnen? Das sind alles Fragen, die eine neue Abschätzung der Klimasensitivität in der Zeitschrift „Nature“ plötzlich aufgeworfen hat. Und nicht wenige Pseudoexperten und sogenannte Klimaskeptiker haben diese Fragen für sich oder in Blogs mit Ja beantwortet – und die Klimamodellier-Gemeinde gleich noch dazu für überführt erklärt. Motto: Jetzt ist es also raus, der Weltklimarat IPCC hat die Welt und die Politik hinters Licht geführt. Was also war passiert? Der britische Klimaforscher Peter Cox und seine Kollegen von der University of Exeter haben mit einem neuen Verfahren versucht, die bestehenden Unsicherheiten über die Klimasensitivität einzugrenzen. Hinter dem Begriff, der auch in den Aussagen des IPCC eine zentrale Rolle spielt, verbirgt sich eine entscheidende Variable der Klimaprognosen: Wie empfindlich reagiert das Weltklima auf eine Verdoppelung der Kohlendioxid-Konzentration? Mit anderen Worten: Um wie viel Grad könnte die Temperatur steigen, wenn der Mensch den Gehalt des wichtigsten – weil besonders langlebigen – Treibhausgases in der Luft verdoppelt? Für die langfristigen Klimaprognosen ist dieser Wert extrem wichtig.. Der Weltklimarat hat den seit vielen Jahren durch Dutzende Arbeiten erarbeiteten und daraus abgeleiteten – wahrscheinlichsten – Wert auf 3,4 Grad angesetzt: Die Unsicherheitsspanne von 1,5 bis 4,5 Grad ist allerdings groß. Klar, dass das die Klimaprognosen, also die Spanne der möglichen Temperaturanstiege beeinflusst. Beispielsweise kommt, sobald mit dem Höchstwert gearbeitet wird, bis Ende dieses Jahrhunderts eine globale Erwärmung von fast sechs Grad heraus. Das Ziel der Klimapolitik, möglichst unter zwei Grad zu bleiben, ist so kaum noch zu schaffen, sehr wohl aber mit dem unteren Sensitivitätswert (bei gleichen angenommenen Emissionen). Das Team um Cox hat die Klimasensitivität jetzt – durch den Vergleich von Beobachtungsdaten und wie die Klimamodelle darauf reagieren – gezeigt: Könnte auch sein, dass das Klima gar nicht so empfindlich auf Emissionen reagiert. 2,2 bis 3,4 Grad ist ihre Spanne, mit einer besten Schätzung von 2,8 Grad. Der Unterschied zum IPCC-Wert von 3,4 Grad ist für fast die allermeisten Fachleute zu gering, um Entwarnung zu geben, wie eine Befragung des Science Media Centers gezeigt hat. Die meisten Klimaprognosen beispielsweise bis zum Jahr 2100 würde eine Korrektur nur wenig verändern. Und Auswirkungen auf die Klimapolitik verbieten sich auch, sind sich Klimaforscher einig. Nicht zuletzt auch deshalb, weil es durchaus wissenschaftliche Einwände gibt, wie unser Kommentator im nebenstehenden Artikel zeigt. (jom)

Quelle: F.A.Z.
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