Klimaänderung - Sind kalte Winter und kühle Sommer nicht ein Widerspruch zur erwarteten Klimaerwärmung?

Die Witterung eines einzelnen Monats kann grundsätzlich kein Beweis für einen Klimawandel sein. Klimatrends können generell nur bei Betrachtungen einer längeren Periode, in der Regel von 30 Jahren, nachgewiesen werden. Andererseits setzen sie sich aber aus unterschiedlichen Witterungsbesonderheiten zusammen. Der extrem warme April 2009 in Deutschland passte z.B. sehr gut zu dem bisher beobachteten und weiterhin zu erwartenden Erwärmungstrend. Er ist ein bestärkender Hinweis auf diesen Trend.In Anbetracht der großen Witterungsschwankungen von Jahr zu Jahr in unserem Klima werden trotz des Erwärmungstrends auch zukünftig immer noch kältere Perioden auftreten.

Klimaänderung - Ab wann kann man sagen, dass die Abweichung eines Monatsmittelwertes zur langjährigen Reihe 1961-1990 „außergewöhnlich“ war bzw. ein Monatswert „außergewöhnlich“ stark vom Mittel abweicht? Gibt es da eine Unterteilung?

Es gibt keine allgemeingültige Definition für außergewöhnliche Abweichungen. Sinnvoll ist eine Definition anhand der Häufigkeitsverteilung der Werte. So werden oft die Monate, bei denen die Kenngrößen außerhalb von 80 oder 90 % der Fälle in der Häufigkeitsverteilung liegen, als außergewöhnlich bezeichnet.

In den Medien wird aber oft auch eine subjektive Mischung verschiedener Kriterien verwendet und häufig ein Wert als ungewöhnlich bezeichnet, sobald sein letztes Auftreten schon einige Jahre zurückliegt.

Klimaänderung - Wie wird die globale Mitteltemperatur berechnet?

Bei der Berechnung einer globalen Mitteltemperatur geht man von den Messdaten meteorologischer Stationen aus, die weltweit ungleich verteilt sind. Über Europa und den dicht besiedelten Bereichen Asiens und Nordamerikas finden Sie heute ein sehr dichtes meteorologisches Messnetz. Auf den anderen Kontinenten ist das Netz schon dünner, aber zumindest theoretisch (wenn alle vorhandenen Stationen Meldungen liefern) noch ausreichend. Über den Meeren gibt es immer noch große, sehr datenarme Gebiete, in denen Schiffsmeldungen nur teilweise die fehlenden festen Stationen ersetzen können.Die globale Mitteltemperatur kann deshalb nicht über eine gleichmäßige Mittelung aller verfügbaren Stationsdaten bestimmt werden. Vielmehr weist man je nach den vorhandenen Nachbarstationen unterschiedliche Einflussbereiche zu und mittelt mit entsprechender Wichtung.In der Vergangenheit veränderten sich natürlich die Anzahl und teilweise die Lage der Stationen. Man muss die Einflussbereiche daher immer neu anpassen. Es gibt dabei verschiedene Verfahren, die zu leicht unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Am bekanntesten sind die Zeitreihen, die von der Climate Research Unit der Universität von East Anglia1 (England) und vom National Climate Data Center (NCDC2) der NOAA (USA) bereitgestellt wurden. Unter den genannten Internet-Adressen finden Sie nähere Informationen zu den verwendeten Berechnungsverfahren.Ist die Anzahl der Stationen in einem Gebiet gering, so sind die Mittelwerte weniger genau. Glücklicherweise sind die Abweichungen von der Mitteltemperatur räumlich aber relativ einheitlich, so dass man auch mit verhältnismäßig wenigen Daten noch brauchbare Werte ermitteln kann. Es ist daher gelungen Zeitreihen der globalen Temperaturabweichung vom Mittelwert der internationalen klimatologischen Referenzperiode 1961-1990 bis ins 19. Jahrhundert zurück zu erstellen.

Warum wird als vieljähriges Mittel ein Zeitraum von 30 Jahren gewählt?

30-jährige Zeiträume haben sich für klimatologische Untersuchungen als günstig erwiesen, da sie einerseits gewährleisten, dass statistische Kenngrößen wie Mittelwerte und Streuungen relativ verlässlich berechnet werden können und andererseits auch genügend vollständige Messreihen zur Verfügung stehen.

Weshalb nutzt der DWD sowohl die Zeiträume 1961-1990 als auch 1991-2020 als Klimareferenzperioden?

Gemäß den Empfehlungen der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist es üblich, zur Erfassung des Klimas und seiner Änderungen Mittelwerte über einen Zeitraum von 30 Jahren zu bilden, um den Einfluss der natürlichen Variabilität aus der statistischen Betrachtung des Klimas auszuklammern. Hierfür kam in der Vergangenheit häufig der Zeitraum 1961 bis 1990 zum Einsatz. Viele Anwendungen benötigen aber eine statistische Beschreibung des aktuellen Klimas, wofür daher in den letzten Jahren die Klimanormalperiode 1981-2010 verwendet wurde. Generell sollen Klimareferenzperioden ermöglichen, den aktuellen Witterungszustand sowohl zum gegenwärtigen Klimazustands einer Region, als auch zur langfristigen Entwicklung des Klimas in der Region in Beziehung zu setzen. In einem stabilen Klima können diese beiden Zwecke durch eine gemeinsame Referenzperiode erfüllt werden.Für Klimaelemente wie die Lufttemperatur, die aufgrund des anthropogenen Klimawandels inzwischen einen klaren und konsistenten Trend aufweisen, reicht eine Aktualisierungsfrequenz von dreißig Jahren nicht mehr aus, um den aktuellen klimatischen Zustand zutreffend zu beschreiben. Der Mittelungszeitraum 1991-2020 ist deutlich besser geeignet, einen aktuellen Monat einzuordnen, als der Zeitraum 1961-1990. Andererseits ist es für die Betrachtung der langfristigen Entwicklung des Klimas sinnvoll, eine feste Standardperiode als Referenzpunkt zu nutzen, die einen mittleren Zustand des Klimas im Untersuchungszeitraum abbildet. Wenn zum Beispiel die Temperaturentwicklung in Deutschland seit 1881 relativ zu 1991-2020 betrachtet wird, erscheinen fast alle Jahre dieser Zeitreihe als zu ‚kühl‘, auch relativ warme Jahre. Da mit einer Klimareferenzperiode nicht mehr alle Anforderungen erfüllt werden können, empfiehlt die WMO die Nutzung von zwei Bezugszeiträumen:Für die Bewertung langfristiger Klimaentwicklung wird der DWD die WMO-Referenzperiode 1961-1990 beibehalten, da dieser Zeitraum nur zum Teil von der aktuell zu beobachteten beschleunigten Erwärmung betroffen ist.Für Aufgaben des Klimamonitorings, wie z. B. monatliche und saisonale oder jährliche Anomalienkarten, die nicht auf die Überwachung des längerfristigen Klimawandels ausgerichtet sind, sowie als Basis für Klimavorhersagen, werden die Klimanormalperioden zukünftig alle zehn Jahre aktualisiert. Ab 2021 wird für diese Zwecke demnach die aktuelle Referenzperiode 1991-2020 eingesetzt.