Beweiskraft dank Quellenvielfalt: Unzweifelhaft belegter Klimawandel

Weltweit sollten die Temperaturen um höchstens zwei Grad ansteigen. Um dieses Ziel zu erreichen arbeiten Wissenschaft und Verwaltung mit Hochdruck. Als Grundlage dienen vielfältige und sorgfältig beurteilte Daten zu Klima und Umwelt.

Stefan Brönnimann
Stefan Brönnimann, Universität Bern

Text: Elsbeth Flüeler

Sieben Ordner stehen neben dem Pult von Regine Röthlisberger - in den Farben des Regenbogens von Blau über Grün und Gelb bis Rot. Die stellvertretende Sektionschefin der Abteilung Klimaberichterstattung und -anpassung sagt: «Das ist das ‹Kochbuch›, nach dieser Anleitung erfassen wir das Treibhausgasinventar der Schweiz.» Das Resultat sind Jahr für Jahr 80 dicht mit Zahlen gefüllte Seiten. Dazu kommt ein 500-seitiges Handbuch, das die Zahlen kommentiert. Sogar 1500 Seiten stark und 4,2 kg schwer ist der erste von drei Teilen des IPCC-Reports. Das wissenschaftliche Werk des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) ist 2013 bereits zum fünften Mal erschienen und liefert die physikalischen Grundlagen zum Klimawandel.

Mit dem Kyoto-Protokoll hatten sich im Jahr 1997 nämlich gewisse Industriestaaten auf verbindliche Reduktionsziele für die Treibhausgase geeinigt. Seither arbeiten die Vertragsstaaten mit Hochdruck daran, mit vielfältigen und präzisen Daten abzubilden, wie viel Treibhausgase sie ausstossen, um dann auf nationaler Ebene gezielt Massnahmen zu deren Reduktion einzuleiten. Die Wissenschaft ihrerseits setzt alles daran, den politischen Entscheidungsträgern auf globaler Ebene klare Aussagen zur Klimaentwicklung zu liefern. Insgesamt 254 Autorinnen und Autoren haben im letzten IPCC-Bericht wissenschaftliche Artikel über das Klima zusammengetragen. Stefan Brönnimann, Leiter der Gruppe für Klimatologie am Geographischen Institut der Universität Bern, ist einer von ihnen. Er hat im neusten Bericht zusammen mit 14 Autoren das Kapitel über den beobachteten Wandel der Atmosphäre verfasst.

Gesicherte Unsicherheiten

Dass sich die globale Mitteltemperatur erwärmt hat, gilt zwar als gesichert. Aber was heisst eigentlich «gesichert», fragten sich die Autoren. Und wie viel Unsicherheit steckt in dieser wissenschaftlichen Aussage? Wirklich gesichert, so einigten sie sich, ist ein Resultat erst dann, wenn unterschiedliche und voneinander unabhängige Evidenzlinien zum selben Ergebnis führen. Oder in die Sprache des IPCC-Berichts übersetzt: wenn die «Multiple independent Lines of Evidence» gegeben sind.

Die erste einer derartigen Evidenzlinie zur Entwicklung der globalen Mitteltemperatur fanden die Wissenschaftler in den durch die weltweit rund 30‘000 meteorologischen Stationen gemessenen Temperaturen. «In der Schweiz», sagt Stefan Brönnimann, «konnten wir auf eine 150-jährige Tradition der Wetterstationen der Schweizerischen Meteorologischen Anstalt (SMA) zurückgreifen.» Doch es zeigte sich, dass Stationen, die zu Beginn der Messungen am Stadtrand lagen, sich mit der Zeit in der Innenstadt befanden oder zu einem Flughafen verlegt worden waren; auch wurden Messgeräte durch neue Modelle ersetzt - und zwar nicht nur in der Schweiz, sondern überall, wo Klimadaten nach dem neuesten Stand der Forschung erhoben werden. Solche Veränderungen, hatten Kritiker in der Vergangenheit moniert, beeinflussten die Aussagen zum Temperaturtrend und machten sie unsicher.

Stefan Brönnimann und seine Kolleginnen und Kollegen aus den Klimazentren analysierten also die Rohdaten mit Blick auf alle Veränderungen und nahmen Korrekturen vor. «Jede Korrektur birgt wieder Unsicherheiten», sagt der Klimafachmann. Doch die Wissenschaft habe sich in den letzten Jahren intensiv mit Unsicherheiten von Messreihen beschäftigt. Und tatsächlich: Obwohl die Korrekturen von allen Wissenschaftlern unabhängig vorgenommen worden waren, erwiesen sich die Messreihen meistens als nahezu identisch. «Man kann die Unsicherheiten heute besser angeben, obwohl das manchmal wirkt, als hätte die Ungewissheit insgesamt zugenommen.»

Messungen aus unterschiedlichen und von einander unabhängigen Systemen

Nebst den Bodentemperaturen bildeten die Meeresoberflächentemperaturen eine zweite Evidenzlinie, die auf einem eigenen Beobachtungssystem beruht. Auch dazu gibt es Messreihen, die weit zurückreichen und die mit spezifischen Unsicherheiten behaftet sind. So wurden früher die Temperaturen vor allem von Schiffen gemessen, bis in die 1940er-Jahre mit Kesseln, dann anhand des Maschinenkühlwassers.

Eine dritte Evidenzlinie ergab sich aus der Messung der Lufttemperatur - ebenfalls von Schiffen aus - eine vierte aus der Ermittlung der Temperatur der freien Atmosphäre, erhoben mit Wetterballonen und später mit Satelliten. Die Wissenschaftler suchten auch noch anderswo nach Spuren der Erwärmung. Sie analysierten das Gletschervolumen, die Ausdehnung des arktischen Eises, die Höhe des Meeresspiegels, die Dicke der Schneedecke im Winter, die generelle Luftfeuchtigkeit und wie viel Wärme im Ozean gespeichert ist.

Das Resultat waren 11 Messgrössen mit insgesamt 44 prozessierten, interpolierten und homogenisierten Datensätzen, die alle robuste wissenschaftliche Evidenzen zur Entwicklung der Temperatur auf der Erde lieferten und von denen jeder mit seinen je spezifischen Unsicherheiten hinterlegt wurde. «Das Ergebnis», sagt Stefan Brönnimann, «ist ein gutes Beispiel dafür, wie die «Multiple independent Lines of Evidence» zu einer politisch relevanten wissenschaftlichen Aussage führen». Diese war trotz Unsicherheiten bei allen 11 Messgrössen dieselbe, nämlich: Die Erwärmung des Klimasystems ist eindeutig.

Treibhausgase: Einsicht und ihre politischen Folgen

Mit dieser Erkenntnis wird sich der Weltklimarat an die Politikerinnen und Politiker richten, wenn diese eine Nachfolgeregelung für das Kyoto-Protokoll erarbeiten. Die Schweiz wird einmal mehr bei den Verhandlungen mit am Tisch sitzen und über Ziele zum Schutz des Klimas entscheiden. Zurzeit wird im Parlament darüber diskutiert, die zweite Periode des Kyoto-Protokolls zu ratifizieren und sich damit zu einer Reduktion der Treibhausgase um 20 % gegenüber dem Stand von 1990 zu verpflichten. Mit welchen Massnahmen das realisiert werden soll und ob sie wirken, wird dank der von Regine Röthlisberger gelieferten Grundlagen überprüft.

Auch Regine Röthlisberger hat Vorgaben für das Treibhausgasinventar. Sie betreffen die Daten, die sie sammeln und wie sie diese aufbereiten, interpretieren und kalibrieren soll. Genau dies steht in den eingangs erwähnten 7 Ordnern. Um beispielsweise den Ausstoss von Treibhausgasen aus fossilen Energieträgern zu beschreiben, tragen Regine Röthlisberger und ihre Kolleginnen und Kollegen Daten aus den Bereichen Haushalt, Dienstleistungen und Gewerbe, Industrie und Verkehr zusammen. Als Basis dafür dient die Gesamtenergiestatistik des Bundesamtes für Energie. Ausserdem legen sie mit Zahlen dar, welche Mengen an Treibhausgasen durch die Verwendung von Ersatzstoffen für die Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) oder durch die Landwirtschaft entstehen. Im letzteren Fall geht es etwa um Angaben über die Anzahl der Nutztiere und darüber, was genau sie fressen.

Auf die Frage, wie viele Datensätze das Treibhausgasinventar insgesamt umfasst, holt Regine Röthlisberger mit der Hand weit aus und schätzt sie auf gegen 1000. Und es würden immer mehr: «Das Wissen und die Erfahrung, wie man Treibhausgasemissionen abschätzen kann, nehmen ständig zu», so die Fachfrau.

Solide Grundlagen für politische Entscheidungen

Wissenschaft und Verwaltung ringen beide um präzise Daten zum Klima und zu seiner Entwicklung. Doch wie steht es mit ihrer Zusammenarbeit? Regine Röthlisberger sagt: «Wenn wir als Verwaltungsorgan langfristige Ziele definieren oder wenn es darum geht, Massnahmen zur Anpassung an den Klimawandel in die Wege zu leiten, sind wir auf wissenschaftliche Grundlagen angewiesen.» In der täglichen Arbeit jedoch habe sie nur punktuell mit der Wissenschaft zu tun. Auch Stefan Brönnimann von der Universität Bern erkennt diesbezüglich bloss wenige Berührungspunkte. Und doch streben beide Parteien unabhängig voneinander das gleiche Ziel an und stützen sich dazu auf präzise Daten, die aus Tausenden von Quellen stammen. Damit sie die Entscheide der Politik begleiten und unterstützen können.

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Letzte Änderung 11.02.2015

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