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03.05.2017

Analyse von Studien zur globalen Erwärmungspause „Hiatus“

Anlass

Klimawandel-Skeptiker sehen in der Pause der globalen Erwärmung den Beweis, dass der Klimawandel keine menschengemachten Ursachen habe. Dieser sogenannte global warming hiatus wurde zwischen 1998 und 2012 beobachtet. Nun haben Forscher die wichtigen vorliegenden Studien analysiert und versuchen, die Aussagekraft der verschiedenen Modelle und Beobachtungsnachweise aus diesen Studien methodisch neu zu beurteilen.

Während des genannten Zeitraumes schien die globale Mitteltemperatur der Erdoberfläche nicht in dem Maße zu steigen, wie von den Klimaprojektionen zu erwarten war; zumal einige Modelle und Beobachtungen widersprüchlich schienen. Deswegen wurde in Frage gestellt, wie gut das Klimasystem verstanden wird, insbesondere der anthropogene Klimawandel und die natürliche Variabilität des Klimas. Die aktuelle Studie stellt nun fest: Die unterschiedlichen Schlussfolgerungen der Studien entstanden meist aus der Verwendung unterschiedlicher Datensätze, unterschiedlichen Zeiträumen und unterschiedlichen Definitionen der Hiatus-Periode. Werden die Modelle und Beobachten entsprechend verglichen, dann können auch die Abweichungen zwischen den verschiedenen untersuchten Studien erklärt werden, so die Autoren.

Die Studie wurde am 03. Mai 2017 als „Research Analysis“ im Fachjournal „Nature“ publiziert. In den  zwei Wochen zuvor haben zwei weitere Forschungsgruppen ebenfalls Studien zur Erwärmungspause publiziert [1] [2].

 

Übersicht

  • Dr. Christian Franzke, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsbereich Dynamik und Variabilität des Klimasystems, Universität Hamburg, Hamburg
  • Prof. Dr. Stefan Rahmstorf, Professor im Fach Physik der Ozeane, Leiter des Forschungsbereiches Erdsystemanalyse, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam
  • Prof. Dr. Mojib Latif, Leiter des Forschungsbereiches Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Kiel
  • Prof. Dr. Martin Riese, Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-7), Bereich Stratosphäre, Forschungszentrum Jülich (FZJ), Jülich

Statements

Dr. Christian Franzke

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Forschungsbereich Dynamik und Variabilität des Klimasystems, Universität Hamburg, Hamburg

„Die Studie von Medhaug et al. fasst vorherige Studien in einer systematischen Weise zusammen und zeigt, dass der sogenannte Global Warming Hiatus (Pause der globalen Erwärmung; Anm. d. Red.) nicht die globale menschengemachte Erwärmung in Frage stellt. Medhaug et al. vergleichen verschiedene Temperatur-Datensätze, die die globale Mitteltemperatur ermitteln. Das wurde bisher nicht gemacht.“

„Die globale Mitteltemperatur der Erdoberfläche ist das Maß, das wir Klimaforscher benutzen, um die globale Erderwärmung zu ermitteln. Aber dieses Maß berücksichtigt nicht die gesamte Wärme, die vom Ozean aufgenommen wird, sondern nur den Teil, der zur Erwärmung der Meeresoberflächentemperatur beiträgt.“

„Die globale Mitteltemperatur zeigt eindeutig an, dass wir Menschen das Klima erwärmen. Der menschengemachte Klimawandel erwärmt nicht nur die Erdoberfläche, sondern auch die Ozeane. Sie können wegen ihrer größeren und höheren Wärmekapazität als die Atmosphäre große Wärmemengen aufnehmen. Dadurch können sie kurzzeitig die Erwärmung der Erdoberfläche dämpfen, nicht aber den Klimawandel stoppen. Durch Satellitenmessungen wissen wir, dass während des Globale Warming Hiatus am oberen Rand der Erdatmosphäre mehr Wärmestrahlung aufgenommen wurde, als die Atmosphäre in das Weltall abgegeben hat. Dadurch wissen wir, dass die Klimaerwärmung weiterging. Aber nicht die ganze Wärmeenergie trug zur Erwärmung der Erdoberfläche bei. Der andere Teil ging in die Ozeane.“

„Andererseits gibt es auch natürliche Klimaschwankungen, die die globale Erdoberflächentemperatur beeinflussen können. Die Schwankungen sind stark genug, um die globale Erwärmung auf Zeiträumen von bis zu zehn, 20 Jahren zu verringern. Aber natürlich können sie auch die Erwärmung verstärken. Meiner Meinung nach hat das neben der erhöhten Wärmeaufnahme der Ozeane zum Hiatus beigetragen. In diesem Zeitraum gab es auch eine natürliche Abkühlung, die jetzt von einer natürlichen Erwärmung abgelöst wurde, die zu den Temperaturrekorden der vergangenen beiden Jahre beigetragen hat. Auch 2017 ist bisher sehr warm.“

Auf die Frage, wie es zu erklären sei, dass mit der aktuellen Studie nunmehr drei Studien [1] [2] binnen zwei Wochen zum Hiatus publiziert wurden: „Einerseits ist es zum Teil Zufall, dass die Studien binnen zwei Wochen erscheinen. Andererseits dauert es auch immer etwas, bis neue Beobachtungsdatensätze zur Verfügung stehen und Klimamodell-Simulationen fertig werden. Nach dem Ende des Hiatus – der ja auch erst einmal festgestellt werden musste – hatten wir ja jetzt mit 2015 und 2016 zwei Jahre mit neuen Rekord-Temperaturen. 2017 ist bisher auch sehr warm, was unser wissenschaftliches Interesse am Hiatus wieder erweckt hat.“

„Unsere Kenntnisse über die Ozeane sind dadurch beschränkt, dass wir nicht viele kontinuierliche Messungen haben. Zwar haben wir viele Messungen über die Meeresoberflächentemperatur, die auch über die vergangenen 100 Jahre reichen. Aber wir haben nicht viele Messungen vom Inneren des Ozeans, wohin viel der Wärme geht. Deswegen können wir die Erwärmung der Ozeane nur recht grob abschätzen. Auch die Messungen der Strahlungsbilanz am oberen Rand der Atmosphäre ist unsicher. Das sind meiner Meinung nach die beiden größten Unsicherheiten in der wissenschaftlichen Debatte.“

„Die Debatte ist wichtig für uns Wissenschaftler, da wir für ein besseres Verständnis des Klimasystems auch den Hiatus besser verstehen müssen und auch, ob er überhaupt wirklich existiert hat. Die Debatte ist natürlich auch für die Öffentlichkeit und Politik wichtig, da die Klimawandelskeptiker den Hiatus benutzen, um die Existenz des Klimawandels zu bestreiten und auch die Glaubwürdigkeit der Klimaforscher – und eigentlich auch der gesamten auf Fakten basierenden Wissenschaft – zu zerstören.“

Prof. Dr. Stefan Rahmstorf

Professor im Fach Physik der Ozeane, Leiter des Forschungsbereiches Erdsystemanalyse, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam

„Der Aufsatz von Medhaug et al. und das zugehörige ‚News & Views’ von Risbey und Lewandowsky präsentieren keine neuen Ergebnisse, sondern bieten einen Rückblick auf die vergangene Diskussion. Diese Debatte ist insofern Schnee von gestern, als die globale Temperatur 2014, 2015 und 2016 neue Rekordhöhen erklommen hat. Aber der Rückblick ist lehrreich.“

„In der Tat kam diese Debatte um kurzfristige Schwankungen im Trend nicht aus der Wissenschaft, sondern aus Kreisen der ‚Klimaskeptiker’, denen es darum geht, öffentlich Zweifel an der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung und der Verlässlichkeit der Klimamodelle zu wecken. Chris Mooney hat das 2013 analysiert [3]. Es war erst dieses öffentliche Interesse, das die Wissenschaftler dann dazu gebracht hat, der Sache näher nachzugehen. Das gilt auch für unsere eigenen Studien von 2011 [4] und 2015 [5]. Natürlich hat die Klimaforschung hier gegenüber ihren Skeptikern Recht behalten. Im Rückblick bestätigt sich, was wir von vornherein gesagt haben: dass es sich einfach nur um eine natürliche Schwankung gehandelt hat, wie es sie immer gab und weiterhin geben wird. Als wir 2007 in ‚Science’ [6] auf die in den vorangegangenen 15 Jahren besonders steile globale Erwärmung hinwiesen und natürliche Schwankungen als Ursache vermuteten, hat kein Hahn danach gekräht, weil es keine mächtigen Interessengruppen gab und gibt, die die globale Erwärmung zu übertreiben versuchen.“

„Die Artikel weisen auch erneut auf einen wichtigen Aspekt hin: Besonders ein lückenhafter Datensatz (HadCRUT3) zeigte die angebliche ‚Pause’, und zwar weil er die Arktis aussparte, die sich in den vergangenen 20 Jahren fast dreimal so schnell erwärmt hat wie der Rest der Erde. In den besseren Daten der NASA GISS hingegen war kaum etwas von einer Verlangsamung zu sehen. Wir waren in unserem RealClimate-Blog die ersten, die schon 2008 [7] und 2009 [8] auf dieses riesige Datenloch in HadCRUT3 und den dadurch entstehenden falschen Eindruck einer Erwärmungspause hingewiesen haben. Risbey und Lewandowsky zitieren das ja auch in ihrem ‚News & Views’ zur aktuellen Studie.“

„Ich hoffe, aus dieser Episode lernen Wissenschaftler, Medien und Öffentlichkeit, von Interessengruppen lancierte Klimaskeptiker-Thesen künftig kritischer zu hinterfragen.“

Prof. Dr. Mojib Latif

Leiter des Forschungsbereiches Ozeanzirkulation und Klimadynamik, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Kiel

„Die Arbeit bringt keine wirklich neuen Resultate. Sie fasst die Unsicherheiten zusammen bezogen auf die Messungen, die Modelle, die Bestimmung der natürlichen Variabilität und die externen Antriebe.“

Auf die Frage, wie es zu erklären sei, dass mit der aktuellen Studie nunmehr drei Studien [1] [2] binnen zwei Wochen zum Hiatus publiziert wurden: „Das liegt daran, dass wir drei Rekordjahre nacheinander hatten (2014, 2015 und 2016). Damit ist die ‚Atempause’ eindeutig vorbei, was auch zeigt, dass die Klimamodelle die langfristige Entwicklung korrekt vorhersagen.“

“Die natürliche Klimavariabilität ist nur schlecht verstanden. Das liegt hauptsächlich an den unzureichenden Messungen aus den tieferen Meeresschichten. Inzwischen gibt es aber ein Ozeanbeobachtungssystem, das zumindest die oberen zwei Kilometer abdeckt.“

„Die GMST (Global Mean Surface Temperature, globale Mitteltemperatur der Erdoberfläche – Messgröße, auf die sich viele Studien zum Thema beziehen; Anm. d. Red.) ist kein geeigneter Parameter, um die Klimaerwärmung zu beurteilen. Mehr als 90 Prozent der Wärme, die durch den Anstieg der Treibhausgase während der vergangenen 40 Jahre im System verblieben ist, sind von den Ozeanen aufgenommen worden. Betrachtet man den Wärmeinhalt des Weltozeans, dann gibt es die ‚Atempause’ so gut wie nicht (siehe Abbildung [9]). Das gilt auch für den global gemittelten Meeresspiegel, der sehr stark von der ozeanischen Wärmeaufnahme geprägt ist – Stichwort: thermische Expansion (siehe Abbildung [10]).

„Ein Klimaforscher wundert sich nicht darüber, dass die Erderwärmung mal schneller und mal weniger schnell verläuft. In unserer Pressemitteilung aus dem Jahr 2008 heißt es: ‚‚Damit Sie uns richtig verstehen: wir postulieren nicht, dass die vom Menschen verursachte Klimaänderung nicht so schlimm ausfallen wird, wie befürchtet’, erläutert Prof. Mojib Latif. (...) Dem generell nach oben weisenden Trend ist nur eine langperiodische Schwingung überlagert, die in den nächsten Jahren dann netto zu einem geringeren Temperaturanstieg führen könnte.’’ [11] In den heutigen ‚postfaktischen’ Zeiten werden aber Phänomene wie die Erwärmungspause bewusst falsch interpretiert. Dagegen muss die Wissenschaft offensiv angehen. Sie muss sich stärker artikulieren und die Dinge seriös und verständlich zugleich darstellen.“

Prof. Dr. Martin Riese

Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung (IEK-7), Bereich Stratosphäre, Forschungszentrum Jülich (FZJ), Jülich

„Die Analyse von Medhaug et al. gibt einen Überblick über bisherige Arbeiten zum global warming hiatus (Pause der globalen Erwärmung; Anm. d. Red.). Sie beleuchtet stärker als andere bisherige Studien, dass anscheinend gegensätzliche Aussagen über das Auftreten und die Stärke einer ‚Erwärmungspause’ zum Teil mit unterschiedlichen Definitionen und Unterschieden in den benutzten Datensätzen zusammenhängen. Die eigentlich relevante Frage ist nach Aussage der Autoren, warum Klimaprojektionen die in den Jahren 1998 bis 2012 beobachtete Variabilität nicht richtig wiedergegeben haben. Dies hängt offenbar mit einer unzureichenden Darstellung des Strahlungsantriebs (Vulkanaerosol, solare Effekte) und mit dem Status der natürlichen Variabilität zusammen. Verbesserungen dieser Faktoren führen dazu, dass Projektionen und Beobachtungen besser übereinstimmen.“

„Die Autoren halten fest, dass Projektionen des längerfristigen Klimawandels infolge des Anstiegs anthropogener Treibhausgase in der Atmosphäre durch den sogenannten global warming hiatus in keiner Weise in Frage gestellt werden.“

„Die Aussage ‚although some controversies remain’ bezieht sich darauf, ob und wann eine Erwärmungspause aufgetreten ist. Ich halte hier die ebenfalls gerade erschienene Studie von Rahmstorf et al. [1] für sehr aussagekräftig. Die Arbeit zeigt, dass die beobachteten globalen Mittelwerte der bodennahen Lufttemperatur seit den 1970er Jahren konsistent einen gleichbleibenden globalen Erwärmungstrend widerspiegeln. Die Stärke der aufgetretenen Variabilität in den Jahren 1998 bis 2012 lag in einem zu erwartenden Rahmen. Eine andere Frage ist, warum diese in der Zeitperiode von 1998 und 2012 beobachtete Variabilität der global gemittelten Lufttemperatur an der Erdoberfläche nicht gut von Klimaprojektionen reproduziert wurde. Dies führen Medhaug et al. auf eine Kombination verschiedener Faktoren zurück, wie zum Beispiel Ungenauigkeiten des verwendeten Strahlungsantriebs (Radiative Forcing), die unzureichende Wiedergabe des Status der natürlichen Variabilität und Begrenzungen, die sich durch das Beobachtungssystem ergeben.“

„Die global gemittelte Lufttemperatur an der Erdoberfläche ist relativ gut geeignet, um das Fortschreiten des Klimawandels zu beurteilen. Sie stellt die beste zurzeit vorhandene aggregierte Messung des fortschreitenden Klimawandels dar und reicht weiter in die Vergangenheit zurück als die Datensätze anderer Klimavariablen. Zur Beurteilung des Klimawandels werden aber auch Datensätze mit hoher räumlicher Auflösung herangezogen, da Trends und Variationen in verschiedenen Regionen – Land, Meer, Arktis, mittlere Breiten, Tropen und noch andere – sehr unterschiedlich ausfallen. Natürlich ist die Lufttemperatur an der Erdoberfläche nicht die einzige Größe, die auf den Abstieg von Treibhausgasen in der Atmosphäre reagiert. Wichtig sind die Ozeane, die den größten Teil der zusätzlichen Energie aufnehmen, und das Schmelzen von Eis. Die Ozeane spielen unter anderem eine wichtige Rolle für die Variabilität der bodennahen Lufttemperatur auf Zeitskalen von einem Jahr bis mehreren Jahrzehnten.“

„Die Diskussion spielt auch in der wissenschaftlichen Community eine wichtige Rolle (nicht nur in den Medien und der Öffentlichkeit; Anm. d. Red.). Dies betrifft insbesondere das Erforschen der Ursachen, die zu Variabilität des Klimas auf Zeitskalen von Jahrzehnten beitragen. Beispiele sind der Einfluss bisher wenig verstandener Variationen von Wasserdampf in der unteren Stratosphäre oder der kühlende Effekt stratosphärischer Sulfat-Aerosolen, der infolge von Vulkanausbrüchen einen wichtigen Beitrag liefern kann.“

Mögliche Interessenkonflikte

Alle: Keine angegeben.

Primärquelle

Medhaug I et al. (2017): Reconciling controversies about the ‘global warming hiatus’. Nature 545, 41–47. DOI: 10.1038/nature22315.

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[3] Mooney C (2013): Who created the global warming “pause”?. Grist.

[4] Foster G et al. (2011): Global temperature evolution 1979 – 2010. Environmental Research Letters; 6. DOI: 10.1088/1748-9326/6/4/044022.

[5] Cahill N et al. (2015): Change points of global temperature. Environmental Research Letters; 10. DOI: 10.1088/1748-9326/10/8/084002.

[6] Rahmstorf S et al. (2007): Recent Climate Observations Compared to Projections. Science 316: 709. DOI: 10.1126/science.1136843.

[7] Benestad R (2008): Mind the Gap!

[8] Rahmstorf S (2009): A warming pause?

[9] National Oceanic and Athmospheric Administration (NOAA): Wärmeinhalt des Ozeans für die oberen 700 Meter und die oberen 2000 Meter.

[10] AVISO: Der global gemittelte Meeresspiegel seit Beginn der Satellitenmessungen 1993.

[11] Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR (2008): Legt die globale Erwärmung eine kurze Atempause ein?

Weitere Recherchequellen

[1] Rahmstorf S et al. (2017): Global temperature evolution: recent trends an some pitfalls. Environmental Research Letters; 12. DOI: 10.1088/1748-9326/aa6815.

[2] Hedemann C et al. (2017): The subtle origins of surface-warming hiatuses. Nature Climate Change; 7: 336-339. DOI: 10.1038/nclimate3274.