Hamburger Computermodell analysiert die verschiedenen Einflüsse auf das Klima der vergangenen zwölf Jahrhunderte
Sprechen kalte Winter gegen den Trend der Erderwärmung? Eher nicht, denn kurzfristige Extreme gehören mit zur Bandbreite natürlicher Schwankungen, die es schon immer gab. Doch daneben können andere Faktoren das Klima sehr wohl verändern: Wenn sich zum Beispiel die Intensität der Sonnenstrahlung ändert oder ein starker Vulkan ausbricht. Dessen Effekte wirken jahrzehntelang aufs Klima.
Am KlimaCampus analysieren wir, welcher dieser Faktoren für vergangene Klimaänderungen verantwortlich ist. Ein kniffliges Problem, da sich die Effekte gegenseitig aufheben oder addieren können. Doch wenn wir diese Mechanismen verstehen, können wir den menschlichen Einfluss umso genauer berechnen.
Wodurch wurde die Kleine Eiszeit von 1400 bis 1850 ausgelöst? Wann begann der Mensch, das Klima zu verändern? In sogenannten Millenniumsläufen berechnen meine Kollegen am Max-Planck-Institut und ich das Klima der letzten 1200 Jahre. Unser Modell läuft dabei unter vorgeschriebenen äußeren Bedingungen, die wir aus der Analyse von historischen Daten kennen (Vulkanausbrüche, Sonnenflecken, veränderte Landnutzung durch Menschen, Verbrennung von Holz, Kohle, Öl, Gas). Zusätzlich legen wir die Startbedingungen fest. Einmal angestoßen, läuft das Modell bis ins Jahr 2000.
Um die Ergebnisse zu prüfen, vergleichen wir sie mit Rekonstruktionen aus Baumringen und Eisbohrkernen, denn Temperaturdaten werden erst seit 200 Jahren genau erfasst. Je genauer die modellierte Kurve dann die "echten" Temperaturen auf der Nordhalbkugel zeigt, desto realitätsnäher ist unser Modell - ein wichtiger Schritt zu detaillierten Zukunftsszenarien.
Und tatsächlich: Unsere Daten stimmen gut überein. Die niedrigen Temperaturen der Kleinen Eiszeit sind abgebildet, genauso wie der aktuelle Temperaturanstieg seit der Industrialisierung. Mit sogenannten Ensembleläufen ermitteln wir zusätzlich die natürlichen Schwankungen des Klimasystems. Wir variieren die Startbedingungen und erhalten so eine Spanne, innerhalb der sich die reale Temperatur damals bewegt haben müsste.
Nur, was hat die Klimaänderungen verursacht? Infrage kommen die vier großen Antriebe: Änderung der Sonnenintensität, Vulkane, die natürlichen Schwankungen und der Mensch. Im Modell schalten wir hierfür nun die Randbedingungen einzeln an und aus: Wenn kein Vulkan ausbricht, welchen Einfluss haben dann die historischen Änderungen der Sonneneinstrahlung? Umgekehrt nehmen wir eine konstante Sonnenstrahlung an. Welchen Effekt erzielen dann die überlieferten Vulkanausbrüche?
Deutlich wird: Die Sonnenvariabilität genügte nicht - ohne Vulkanausbrüche hätte die Kleine Eiszeit nicht stattgefunden. Ebenso kann der globale Temperaturanstieg der letzten 150 Jahre nicht durch natürliche Schwankungen oder solare Änderungen allein erklärt werden. Bedeutendster Verursacher ist der Mensch. Wichtige Ergebnisse, mit denen unsere Millenniumsläufe auch zum nächsten IPCC-Bericht des Weltklimarats beitragen werden.
