klimamodelle

Über die fragwürdigen Qualitäten von Klimamodellen und Temperaturprognosen haben wir hier im Blog bereits mehrfach in Einzelbeiträgen berichtet (Artikelübersicht hier). Wir wollen das Thema nun in einer kleinen Serie vertiefen und hierzu einen kleinen Streifzug durch die aktuelle Literatur unternehmen. Sind die millionenschweren Rechenkästen ihre hohen Investitionskosten wert oder gibt es möglicherweise Gründe, sich zunächst auf die grundlegende Klärung des darin verwendeten Formelwerks zu konzentrieren? Kann man den Ergebnissen der Klimamodellierung uneingeschränkt vertrauen oder ist hierzu religiöse Überzeugung von Nöten?

Der bekannte Mathematiker und Chaosforscher Heinz-Otto Peitgen wurde 2006 in einem Spiegel-Interview gefragt, ob sich denn das Klima überhaupt modellieren ließe. Pleitgen, der mittlerweile Präsident der Bremer Jacobs University ist, antwortete damals:

„Jetzt reden wir von Glaubenssachen. Es gibt Leute, die glauben – und viele von denen sitzen in hoch bezahlten Positionen in sehr bedeutenden Forschungszentren -, dass man das Klima modellieren kann. Ich zähle zu denen, die das nicht glauben. Ich halte es für möglich, dass sich die mittlere Erwärmung der Ozeane in 50 Jahren mit einem bestimmten Fehler vorausberechnen lässt. Aber welche Wirkungen das auf das Klima hat, das ist eine ganz andere Geschichte.“

Mit dieser skeptischen Sichtweise ist Peitgen nicht allein. Im Jahr 2011 erschien im Journal of Forecasting eine Studie, in der die Ergebnisse von Klimamodellen gegen den Verlauf von Zufallsbewegungen („random walk“) verglichen wurden. Das erschreckende Resultat: Die getesteten Klimamodelle schnitten schlechter ab als die Zufallsbewegungen (siehe Ross McKitrick’s Artikel in der Financial Post, bzw. Beiträge auf WUWT und EIKE). Andrew Montford schlug aufgrund der mageren Leistungen der Klimamodelle vor, diese künftig als „Protomodelle“ zu bezeichnen, damit sie von effektiveren, wirklich prädiktiven Modellen unterschieden werden können. Auf diese Weise würden die großen Unsicherheiten der Klimamodelle in der Öffentlichkeit Erinnerung gehalten, was insbesondere für politische Entscheidungsträger wichtig ist.

Bei einem Treffen von Klimawissenschaftlern, das im Oktober 2011 in Boulder, Colorado, stattfand, zeigte sich, dass die Ergebnisse der diversen verwendeten globalen und regionalen Klimamodelle stark streuten. Die Gründe für diese Diskrepanzen wären allerdings noch zu schlecht verstanden und würden in der Diskussion noch zu wenig berücksichtigt geschweige denn kommuniziert. Diese Schlussfolgerung des Workshops wurde in einem Artikel der geophysikalischen Fachzeitung Eos festgehalten (siehe Beitrag von Roger Pielke, Sr.). Roger Pielke, Sr. weist zudem darauf hin, dass Modelle erst dann als glaubwürdig und verlässlich eingestuft werden können, wenn sie die Klimaentwicklung der Vergangenheit reproduzieren könnten. Bislang sind die Modelle jedoch diesen Beweis schuldig geblieben, insbesondere wenn man regionale Entwicklungen im Maßstab von einzelnen Jahren bis zu mehreren Jahrzehnten als Test heranzieht.

Noch immer sind die Vorgänge in der Atmosphäre offensichtlich viel zu komplex, als dass sie von Computern in realistischer Weise modelliert werden könnten. Einen Überblick zu diesem Problem gibt zum Beispiel Tim Ball in seinem Blog.

Natürlich möchte man von all diesen Schwächen der Klimamodelle am liebsten gar nichts hören, wenn man Anhänger der Klimakatastrophe ist. Daher geht die Modelliererzunft in der Öffentlichkeit gerne über diese Schwierigkeiten hinweg. Es sei alles viel zu kompliziert und als Normalmensch könne man das sowieso nicht verstehen. Trust me, I  am a Doctor!

Die Öffentlichkeit ist mittlerweile jedoch hellhörig geworden. In einer kürzlich veröffentlichten Studie wertete Karen Akerlof mit einigen Kollegen die vier wichtigsten nationalen Tageszeitungen der USA für den Zeitraum von 1998 bis 2010 und prüfte die Berichterstattung zum Thema Klimammodelle. Es zeigte sich, dass im Schnitt doppelt so viele negative Kommentare über die Leistungsfähigkeit von Klimamodellen vorkamen wie positive. In Umfragen gaben zudem knapp zwei Drittel der US-Bürger an, dass Klimamodelle entweder zu ungenau sind, um die Zukunft vorherzusagen, oder dass sie nicht wissen, ob man ihnen vertrauen kann.

Und was für Schlüsse zog das Team um Akerlof daraus? Der ORF berichtete die überraschende Sichtweise: 

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Der Regen will kein Ende nehmen. So manche Gartenparty ist diesen „Sommer“ bereits den Bach runter gegangen. Und ekelig kalt ist es noch obendrauf. Statt luftigem Sommerkleid ist nun Daunenjacke angesagt.

GMX meldete am 16. Juli 2012:

Statt warmer Sommertage oder gar Hitzeperioden beschert der Sommer uns momentan klassisches Herbstwetter. Von wegen Freibad: Drachensteigen wäre gerade die bessere Option. Doch warum ist das Wetter so schlecht? Diplom-Meteorologe Dominik Jung vom Wetterportal „Wetter.net“ weiß den Grund, warum sich noch keine längere Schönwetter- oder Hitzephase einstellen konnte: Bislang hat es das Azorenhoch nicht geschafft, zu uns vorzustoßen. „Mehr als zwei oder drei Tage freundliches Wetter am Stück waren daher nicht drin. Solange sich kein stabiles Hochdruckgebiet über Deutschland aufbaut, solange wird sich auch kein beständiges Sommerwetter einstellen.“ Für die zweite Julihälfte gibt es leider wenig Hoffnung auf eine Änderung der Wetterlage. Hochsommer mit heißem und sonnigem Wetter können wir uns laut Jung für diesen Monat abschminken. Das Azorenhoch versuche zwar weiter, nach Deutschland vorzudringen, schaffe es aber voraussichtlich nur teilweise und für kurze Zeit, sich vom Atlantik bis nach Deutschland auszudehnen.

Auch die Bildzeitung machte dazu am 10. Juli 2012 eine Geschichte:

Der Sommer hat wohl eine Persönlichkeitsstörung. Er denkt, er sei der Herbst… Ach Sommer, wieso bist du nur so durcheinander? Du bringst durchnässte Klamotten statt Bikini-Bräune, Gänsehaut statt Sonnenbrand. […] Bis zum 20. Juli bleibt es kühl, nass – einfach fies. Besonders hart soll es den Westen treffen. Rund ums Wochenende sind dort teilweise nur 15 Grad angekündigt, Regen inklusive. „Damit ist es dort genauso warm oder kalt wie im vergangenen Winter. Der brachte beispielsweise am Neujahrstag im Westen ebenfalls Höchstwerte bis 15 Grad“, sagt Diplom-Meteorologe Dominik Jung von wetter.net. 

Seltsam. Hatten uns nicht die Klimakatastrophisten vor staubtrockenen Sahara-Sommern gewarnt, die sich in einer nicht enden wollenden Hitzewellen-Serie manifestieren würden? Die Recklinghäuser Zeitung beleuchtete das Problem etwas näher in einem Artikel vom 13.7.2012:

Unter dem Motto „Trockener Sommer – ein Klima-Märchen?“ hat [der Diplom-Meteorologe Dominik Jung] mit Blick auf die düsteren Prophezeiungen, die Klimaforscher wie Mojib Latif gemacht haben, einen Blick ins Wetterarchiv der vergangenen zehn Sommer geworfen. Während der Professor vom Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung in Kiel, einer der Hauptmahner in Sachen Treibhauseffekt, auf Mitteleuropa schon vor Jahren heißere und trockenere Sommer zukommen sah, kann Meteorologe Jung diesen Trend nicht bestätigen. „Fakt ist: Die Sommer sind in den letzten zehn Jahren nicht wie angekündigt trockener, sondern bundesweit tendenziell sogar nasser geworden“ so Jung. Sein Regen-Resümee: Nach 2003 gab es keinen zu trockenen Sommer mehr. Fünf Sommer waren den Regenmengen nach durchschnittlich, drei Sommer zum Teil extrem zu nass: 2007, 2010 und 2011, letzterer lag bis zu 35 Prozent über dem Durchschnitt. „Und dieses Jahr sieht es nicht anders aus, zumal die richtig nassen Sommertage erst noch kommen werden“, droht Jung an.

Mojib Latif’s Irrtum ist dabei noch das kleinste Problem. Er lag ja bekanntlich auch schon mit seiner berühmten Winter-Prognose aus dem Jahr 2000 komplett falsch. Damals hatte er putzigerweise davor gewarnt, dass in Deutschland bald Schluss sei mit Schneeballschlachten, Skifahren und der geliebten Kälte:

“Winter mit starkem Frost und viel Schnee wie noch vor zwanzig Jahren wird es in unseren Breiten nicht mehr geben”

Auch das ging schief, wie wir heute wissen (siehe S. 97-98 in unserem Buch „Die kalte Sonne“). Nein, das Hauptproblem ist, dass auch die so in den Himmel gelobten offiziellen Computermodelle den Regentrend komplett falsch vorausberechnet haben. Dabei wurden die theoretischen Modelle noch 2009 ehrfürchtig als allwissende Orakel präsentiert, deren Ergebnisse umgehend und kritiklos in Gesetzgebung und staatlichen Planungen umzusetzen seien. Der Focus schrieb damals (siehe auch Artikel auf notrickszone.com):

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In unserem Buch „Die kalte Sonne“ sowie in einer Vielzahl von Blogbeiträgen konnten wir zeigen, dass die aktuellen IPC-Klimamodelle nicht in der Lage sind, die Temperaturentwicklung der letzten 10.000 Jahre wiederzugeben. Während die globalen Temperaturen im Millenniumstakt parallel zur Sonnenaktivität um ein bis zwei Grad schwankten, besitzt die Sonne in den aktuellen Klimasimulationen nur eine fast zu vernachlässigende Klimawirkung. Wenn Modelle jedoch nicht in der Lage sind, die Vergangenheit zu rekonstruieren, sollte auch ihre Prognosefähigkeit für die Zukunft ernsthaft in Frage gestellt werden.

Aus diesem Grund kommentierten wir bereits im Februar 2012 die neuen Modellierungsergebnisse des Hamburger Max-Planck Instituts für Meteorologie (MPI-M) um Jochem Marotzke in kritischer Weise (siehe unser Blogartikel „Zwei Jahre umsonst gerechnet: Schade um die verlorene Rechenzeit“). Zudem berichteten wir im April 2012 über eine neue Studie unter Federführung des Bremerhavener Alfred-Wegener-Instituts, in dem gezeigt werden konnte, dass die aktuellen Klimamodelle nicht in der Lage sind, die Temperaturgeschichte der vergangenen 6000 Jahre zu reproduzieren (siehe unser Blogartikel „Neue AWI-Forschung bestätigt: Klimamodelle können die Temperaturen der letzten 6000 Jahre nicht reproduzieren“).

Nun haben sich die Hinweise auf grobe Unzulänglichkeiten in den Modellierungen weiter verhärtet. Ende Juni 2012 erschien im Fachmagazin Climate of the Past Discussions eine neue Studie eines Teams um Oliver Bothe vom MPI-M. Mithilfe von statistischen Methoden verglichen die Wissenschaftler Simulationsergebnisse aus Computermodellen die am MPI-M angefertigt wurden (Jungclaus et al. 2010) mit einer Temperaturrekonstruktion der nördlichen Hemisphäre (Frank et al. 2010). Dabei betrachtete das Team die letzten 1000 Jahre.

Die Ergebnisse waren ernüchternd. Die Kurven aus den verschiedenen Simulationsläufen streuten stark, und auch der Verlauf passte an vielen Stellen nicht mit der Temperaturrekonstruktion zusammen (Abbildung 1). Die Autoren um Oliver Bothe stellen in ihrer Arbeit fest:

„Die fehlende Übereinstimmung in unseren Analysen zeigt auf Basis der von uns untersuchten Datensätze an, dass für die Klimaentwicklung kein „Wahrheits-Status“ sowohl in räumlicher als auch in zeitlicher Hinsicht angenommen werden kann. Daher kann die Genauigkeit von Rekonstruktionen und Simulationen für vor-instrumentelle Zeiten noch immer nicht in verlässlicher Weise bewertet werden.“

Abbildung 1: Hockeystick-ähnliche Temperaturrekonstruktion für die nördliche Hemisphäre nach Frank et al. (2010) (schwarze Kurve) im Vergleich zu Simulationsresultaten (rot: schwache Sonne, blau: starke Sonne). Es ist keine gute Übereinstimmung festzustellen. Abbildung aus Bothe et al. 2012.

Die Modellierungsergebnisse passen also wieder einmal nicht zum rekonstruierten Temperaturverlauf, wie bereits vermutet. Ein interessantes Ergebnis, könnte man meinen. Schaut man sich jedoch die im Paper verwendeten Basisdaten etwas genauer an, wird schnell klar, dass es bereits mit den Grundannahmen der Arbeit massive Probleme gibt. 

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