Klimaänderungen

Unsere Welt im Wandel, Global Change, das ist nicht nur eine internationale und interdisziplinäre Forschungsaufgabe, sondern auch Gegenstand intensiver öffentlicher Diskussionen. Dabei denken viele primär an anthropogene Vorgänge:

Die sicherste Informationsquelle der Klimatologie ist die direkte Datenerfassung mit Hilfe von Meßgeräten. Dies ist jedoch erst seit relativ kurzer Zeit möglich: Erst im 17. Jahrhundert war die physikalische Meßtechnik so weit entwickelt, daß für die wichtigsten Klimaelemente verläßliche Meßinstrumente zur Verfügung standen. Die entsprechende Epoche, aus der solche Daten zur Verfügung stehen, heißt »neoklimatologisch«.

Der Klimabegriff, wie er in Kap. 1 definiert wurde, enthält sehr wesentlich und fundamental statistische Aspekte: »Das terrestrische Klima ist die ... statistische Beschreibung der relevanten Klimaelemente ...« (vgl. S. 23). Obwohl dies zunächst für den beschreibenden Teil der Klimadefinition gilt, kommen durchaus auch bei der ursächlichen Betrachtung statistische Methoden ins Spiel. Es ist daher angebracht, zumindest in einer Übersicht die statistische Vorgehensweise zu umreißen, zumal sie bei der Vorstellung der Klimageschichte (vgl. Kap. 4) zum Tragen kommen wird.

Um die Klimaänderungen der Erde, wie sie sich in den neo- und paläoklimatologischen Stichprobenzeitreihen darstellen, aufzuzeigen, beginnen wir mit dem Klimazustand, der uns am nächsten liegt: dem heutigen, und gehen so weit zurück, wie es die paläoklima-tologische Informationserfassung erlaubt.

Das Klima der Erde wird von der regional und jahreszeitlich variierenden Sonneneinstrahlung, den damit verbundenen Umsätzen von Energie an der Erdoberfläche sowie Atmosphäre und der davon angetriebenen atmosphärisch-ozeanischen Zirkulation gesteuert. Die Zirkulation ist ein dreidimensionaler Bewegungsvorgang, wie er sich beispielsweise in Meeresströmungen und Winden, aber auch atmosphärischen Absink- bzw. Hebungsvorgängen äußert. Im einzelnen sind diese Vorgänge sehr kompliziert und werden in entsprechend aufwendigen Modellrechnungen simuliert. Bevor darauf wenigstens in groben Umrissen eingegangen werden kann, sollen zunächst einige vereinfachte Überlegungen angestellt werden, die nur die großräumig gemittelten Vorgänge betreffen.

Um Klima und Klimaveränderungen zu verstehen, und dies im Verhalten aller Klimaelemente sowie mit allen regionalen und jahreszeitlichen Besonderheiten, sind Klimamodelle notwendig. Je umfangreicher und genauer man dieses Problem jedoch angeht, um so mehr stellt man fest, daß dies letztlich ein unlösbares Problem ist. Selbst stark vereinfachte Modelle mit stark vereinfachten Antriebsmechanismen an den größten Rechenanlagen der Welt beanspruchen Rechenzeiten in der Größenordnung von Monaten. Diese Vereinfachungen in Kauf zu nehmen und mit dem größtmöglichen Aufwand zu versuchen, wie weit derzeit das Verständnis des Klimas getrieben werden kann, ist andererseits die einzige Chance, überhaupt voranzukommen.

Der Mensch als Ursache von Klimaänderungen — dieses Problem ruft in der Öffentlichkeit heiße Diskussionen hervor. Schon 1896 hatte sich der schwedische Physiko-chemiker Arrhenius Gedanken darüber gemacht, ob die Freisetzung von Kohlendioxid durch die Nutzung der fossilen Energie nicht das Klima ändert und sogar erste Berechnungen dazu durchgeführt. In Deutschland hat beispielsweise Flohn (1961, 1970) frühzeitig auf diese Problematik hingewiesen. 1970 ging er sogar so weit, zu fragen: »Produzieren wir unser eigenes Klima?«

Die gewaltigen Fortschritte der Klimatologie — und dies sowohl in der Modellentwicklung als auch Klimadiagnostik — lassen uns heute viel fundierter in die Zukunft blicken, als das noch vor zehn oder gar zwanzig Jahren der Fall war. Andererseits gibt es noch immer kein umfassendes und sicheres Klimamodell, sind die Interpretationen über das Zusammenwirken der ursächlichen Mechanismen in den Klimabeobachtungsdaten weitgehend hypothetisch. Dies alles bedeutet, daß sich die Weichenstellungen für morgen auf Wahrscheinlichkeitsaussagen stützen müssen.