Wissenschaft : Die Sonne flackern lassen

Prof. Martin Claußen über Klimamodelle, die Erderwärmung und den Film „The Day after Tomorrow“

Prof. Martin Claußen über Klimamodelle, die Erderwärmung und den Film „The Day after Tomorrow“ Herr Professor Claußen, Sie haben den Film „The Day after Tomorrow“ in Ihrer Antrittsvorlesung zum Anlass für Ihre Anmerkungen zur Klimasystemanalyse genommen. Was ist an der Darstellung des Films richtig? Es gibt Wissenschaftler, etwa Stefan Rahmstorf an unserem Institut, die sagen durchaus, dass der Nordatlantikstrom versiegen könnte. Es gibt auch Hinweise darauf, dass es in der Vergangenheit abrupte Klimaänderungen gegeben hat, die vermutlich von der Verlagerung des Nordatlantikstromes ausgelöst worden sind. Ebenso gibt es Wissenschaftler, die eine solche Entwicklung für möglich halten, wenn das Klima durch den menschlich verursachten CO2-Ausstoß weiter erwärmt wird. Es ist auch richtig, dass wir eine solche Entwicklung in einigen hundert oder tausend Jahren erwarten können, so wie es der Film zu Beginn darstellt. Dass sich über die dann eintretenden Ereignisse alle beteiligten Meteorologen und Physiker sehr wundern, ist dann die letzte wissenschaftlich plausible Passage – denn in der Tat ist das, was dann im Film passiert, unrealistisch. Es verstößt gegen elementare Prinzipien der Physik, dass etwa die kalte Luft aus großen Höhen herunterstürzt und Menschen quasi „schock-gefriert“. Auch dass der Nordatlantikstrom innerhalb weniger Tage abreißt, dass als Folge dieser Entwicklung Tornados entstehen, dass es in Tokyo überdimensionale Eisbrocken hagelt und dass schließlich diese merkwürdigen, großen Wirbel entstehen, in denen die Kaltluft zu Boden fällt – alle diese Prozesse wurden physikalisch falsch dargestellt. Insofern ist der Film ein Katastrophenfilm wie viele andere vor ihm. Am PIK versuchen Sie und ihre Mitarbeiter, mögliche und wahrscheinliche Veränderungen des Klimas durch Modellrechnungen abzuschätzen und die Folgen zu bestimmen. Das „Klima“ ist dabei eine äußerst komplexe Größe. Kann man diese Komplexität veranschaulichen? Komplex ist das Klimasystem deshalb, weil es aus fünf verschiedenen Untersystemen besteht, die alle ihre eigene Dynamik haben, die untereinander in Wechselwirkung treten und sich beeinflussen. Diese Teilsysteme – etwa die Atmosphäre, die Ozeane, der Boden oder die Vegetation – bestehen zudem aus sehr vielen Teilen und sind deshalb einfachen Erklärungsmustern nicht mehr zugänglich. Und wie kommen Sie zu Ihren Ergebnissen? Wir bauen das gegenwärtige Klima – oder auch vergangene Klimaperioden – in unseren Modellen nach und schauen uns an was passiert, wenn wir es gezielt stören. Das tun wir, indem wir die Sonnenaktivität erhöhen, ein paar Vulkane ausbrechen lassen oder auch die Emission von Treibhausgasen erhöhen. Wie kann man sich diese Arbeit konkret vorstellen? Sie und Ihre Mitarbeiter „erhöhen den Süßwassergehalt“ und „lassen Vulkane ausbrechen“ , die Ergebnisse laufen dann zusammen in ein größeres, komplexeres Modell vom Gesamtklima? Diese Vorstellung ist schon ganz richtig. Wir arbeiten in der Regel mit einem Klimamodell, das verschiedene Module hat. Und es läuft durchaus so ab: Wir setzen einen Mitarbeiter an ein bestimmtes Modell mit der Aufgabe, etwa einen Vulkanausbruch zu simulieren. Ein Vulkan schleudert Partikel in die Atmosphäre, was also ändert sich dann? Oder ein anderer Mitarbeiter lässt die Sonne flackern. Das Gesamtmodell des Klimas wird dabei von verschiedenen Seiten angepackt. An dieser Betrachtungsweise kann man auch die Schwierigkeiten deutlich machen, die wir bei der Vorhersage des Klimas haben. Anders als bei der Wettervorhersage kennen wir die Antriebe künftiger Entwicklungen nicht. Wir wissen nicht, wie sich die Sonnenaktivität in den nächsten hundert Jahren ändern wird. Es gibt hier viel mehr Wenn-dann-Entscheidungen, als bei der Wettervorhersage. Wir sprechen daher auch nur ungern von „Klimavorhersagen“, sondern eher von Klimaprojektionen oder -szenarien. Aus dem gleichen Grund kann man auch Klimavorgänge aus der Vergangenheit nicht einfach auf die Gegenwart oder Zukunft übertragen. Die erdhistorisch orientierte Klimaforschung hat im Zusammenhang mit den Eiszeiten Phasen eines natürlichen Anstiegs des atmosphärischen Kohlendioxids ausgemacht. Wie beurteilen Sie den menschlichen Anteil am CO2-Anstieg in den letzten 100 Jahren? Wir wissen mit hoher Sicherheit, dass der Anstieg von CO2 in den letzten 150 Jahren von Menschen gemacht ist, durch Verbrennung von fossilen Kohlenstoffen. Mit hoher Sicherheit wissen wir auch, dass das die Strahlungseigenschaften der Atmosphäre deutlich verändert. Dann beginnt aber die Unsicherheit damit, dass wir nicht wissen, wie das Klimasystem auf eine durch CO2 erwärmte Atmosphäre reagiert. Hier gibt es inzwischen eine ganze Reihe von Szenarien, die aber immerhin in dieselbe Richtung weisen. Kein Modell spricht von Abkühlung. Die durch den CO2-Zuwachs verursachte Erwärmung wird also wahrscheinlich durch die Reaktion des Klimasystems zunehmen. Hinsichtlich der gegenwärtigen Klimaänderungen können wir sagen, dass seit Anfang des 20. Jahrhunderts natürliche und menschliche Ursachen – stärkere Sonneneinstrahlung, geringere Vulkanaktivität und der CO2-Ausstoß – zur Erwärmung beigetragen haben. In den letzten drei Jahrzehnten sind allerdings die natürlichen Antriebe im Trend gleich geblieben, nur der menschliche Anteil steigt weiter an. Interessant ist nun: wenn dies für die letzten dreißig Jahre gilt, dann auch für die nächsten. Es ist unwahrscheinlich, dass sich die Größe dieses Anteils ändert. Und dann müssen wir damit rechnen, dass die Erwärmung fortschreitet – auch das zeigen alle Klimamodelle. Und was werden Ihrer Meinung nach die realistischen Folgen dieser Erwärmung sein? Prognosen hierzu werden umso unsicherer, je weiter sie in der Zukunft liegen. Auch wird sich eine globale Erwärmung regional ganz unterschiedlich auswirken. Über den Kontinenten wird es eher zu einer Erwärmung kommen, in den meisten Regionen der Welt – auch in Brandenburg – dürfte der Trend zum wärmeren Klima spürbar werden. Ebenso gehen fast alle Modelle davon aus, dass der Niederschlag in den Tropen ganzjährig und in den mittleren und hohen nördlichen Breiten im Winter zunimmt, während er in den Subtropen und im Mittelmeerraum zurückgeht. Und bei der Sahara, da stehen die Prognosen fünfzig zu fünfzig – dies bleibt eine der typischen „unsicheren“ Regionen. Spannend ist dabei noch die Frage, ob es „Klimakapriolen“ geben wird, überraschende Instabilitäten im System. Theoretisch könnten größere Teile der Eismassen auf der Westantarktis abbrechen als die, die das bereits jetzt schon tun. Und auch das grönländische Eis könnte zurückgehen. Aber wann das geschieht und mit welcher Wahrscheinlichkeit, das ist schwer zu sagen. Theoretisch ist auch möglich, dass das Eis Grönlands ganz verschwindet, dass der Nordatlantikstrom, die Warmwasserheizung für ganz Nordeuropa, versiegt und es hier kühler wird. Das dürfte aber eher in den nächsten Jahrhunderten geschehen – und nicht in der kommenden Woche. Das Gespräch führte Norbert Weigend Martin Claußen ist Geschäftsführender Direktor des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und neu ernannter Professor für Integrierte Klimasystemanalyse an der Uni Potsdam.

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