Klimaprognosen der Wissenschaft: Was eingetroffen?

Seit Jahrzehnten werden über das Thema des globalen Klimawandels hitzige Diskussionen geführt. In der Öffentlichkeit treffen dabei oft zwei Extreme aufeinander. Einerseits sehen wir regelmäßig apokalyptische Schlagzeilen in den Medien, andererseits begegnen wir Skepsis und Vorwürfen gegenüber Forschenden, sie würden die Bedrohung übertreiben. Klimamodellierung ist jedoch keineswegs Wahrsagerei oder Hellseherei. Vielmehr handelt es sich um hochkomplexe physikalisch-mathematische Berechnungen, die auf den Gesetzen der Thermodynamik, Hydrodynamik und Atmosphärenphysik basieren.

Heute, mit einem Fundus an Beobachtungsdaten aus mehreren Jahrzehnten im Rücken, können wir die Arbeit der Wissenschaftler objektiv bewerten. Insbesondere ist es wichtig zu verstehen, welche ihrer mathematischen Modelle sich als erstaunlich präzise erwiesen haben, welche Szenarien nachträglich revidiert wurden und welche Prozesse die Natur deutlich schneller in Gang gesetzt hat, als die Wissenschaft kalkuliert hatte.

Wie Klimamodelle funktionieren und warum sie sich irren

Um die Genauigkeit von Vorhersagen objektiv beurteilen zu können, muss man vor allem das Grundprinzip der Erstellung von Klimaprognosen verstehen. Wissenschaftler erstellen digitale Modelle der Erde, indem sie die Atmosphäre und die Ozeane in Millionen dreidimensionaler Gitterzellen unterteilen. Infolgedessen berechnet der Computer in jeder dieser Zellen die Luft- und Wasserbewegungen, die Wärmeübertragung, die Verdunstung sowie die Strahlung.

Die Hauptschwierigkeit liegt jedoch in zwei zentralen Faktoren:

Der anthropogene Faktor: Zum einen können Wissenschaftler nicht im Voraus genau wissen, wie viel Kohle, Öl und Gas die Menschheit in 20 oder 30 Jahren verbrennen wird. Genau aus diesem Grund sind sie gezwungen, mehrere alternative Entwicklungsszenarien zu erstellen — von den pessimistischsten bis hin zu moderaten und optimistischen.
Komplexe Rückkopplungen: Zum anderen existieren in der Natur zahlreiche miteinander verknüpfte Mechanismen. Beispielsweise legt das Schmelzen von weißem Eis den dunklen Ozean frei, der wiederum mehr Sonnenwärme absorbiert. Infolgedessen beschleunigt dies die nachfolgende Erwärmung noch weiter.

Dennoch verdient die Genauigkeit vieler historischer Prognosen selbst unter Berücksichtigung dieser Schwierigkeiten heute den Respekt strenger Kritiker.

Was eingetroffen ist: Präzision der wissenschaftlichen Analyse

Ökologischer Erfolg des Jahrhunderts: Erholung der Ozonschicht

Eines der anschaulichsten Beispiele für die erfolgreiche Anwendung der Klimatologie ist zweifellos die Geschichte der Ozonschicht.

Insbesondere in den 1970er- und 1980er-Jahren stellten die Chemiker Mario Molina und Sherwood Rowland die Hypothese auf, dass die industrielle Nutzung von FCKW (Kältemittel in Kühlschränken und Aerosolen) den Ozon-Schutzschild der Erde zerstört. Folglich warnten die Wissenschaftler, dass der Planet ohne sofortiges Eingreifen den Schutz vor harter UV-Strahlung verlieren würde. Für diese Arbeit erhielten sie später den Nobelpreis.

Darüber hinaus zeigte die Modellierung eindeutig: Wenn die FCKW-Emissionen vollständig verboten werden, beginnt sich die Ozonschicht allmählich zu erholen. Deshalb wurde 1987 das historische Montrealer Protokoll unterzeichnet.

Die Ergebnisse heute: Tatsächlich bestätigen die Berichte der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) vollumfänglich, dass sich das Ozonloch über der Antarktis stetig verkleinert. Nach aktuellen Berechnungen wird sich die Ozonschicht über dem Pol somit bis etwa 2066 vollständig erholen, und über dem Rest des Planeten sogar noch früher, bis zum Jahr 2040.

Negative Prozesse, die die Wissenschaft korrekt vorhergesagt hat

Trend der globalen Erwärmung: Im Jahr 1988 hielt der NASA-Klimatologe James Hansen eine historische Rede vor dem US-Senat. Auf dieser Sitzung stellte er das erste großflächige dreidimensionale Modell des globalen Klimas vor. Obwohl die absoluten Erwärmungszahlen in seinen Berechnungen leicht überhöht waren (da er das spätere Montrealer Protokoll nicht vorhersehen konnte), berechnete Hansen dennoch die Gesamtdynamik, die räumliche Temperaturverteilung und die Tatsache des unvermeidlichen globalen Temperaturanstiegs absolut korrekt.
Anstieg des Meeresspiegels: Zudem prognostizierte der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) 1990 in seinem Ersten Sachstandsbericht (FAR) einen linearen Anstieg des Meeresspiegels. Infolgedessen bestätigte die in den 1990er-Jahren begonnene Satellitenüberwachung diese Prognose vollkommen, da der Meeresspiegelanstieg exakt innerhalb des Korridors verläuft, den Klimatologen vor 35 Jahren veranschlagt hatten.
Vorübergehendes Überschreiten der 1,5-°C-Marke: Darüber hinaus warnten Forschende 2018 im IPCC-Sonderbericht (SR15) davor, dass die globale Durchschnittstemperatur die kritische Marke von 1,5 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau vorübergehend überschreiten wird, wenn die globalen Emissionen nicht rasch gesenkt werden. Heute bestätigen die Temperaturrekorde leider das Eintreffen des sogenannten «Overshoot»-Szenarios.

Was nicht eingetroffen ist: Überschätzungen und Fehlprognosen

Schlimmste Szenarien, die verhindert werden konnten

Die Klimaforschung sieht sich oft dem Vorwurf ausgesetzt, Panik zu schüren. In diesem Fall ist es jedoch wichtig, strikt zwischen wissenschaftlichen Modellen und deren vereinfachter Darstellung in den Medien zu unterscheiden.

Abschaffung des Extremszenarios «RCP 8.5»: Über viele Jahre hinweg diente das Modell RCP 8.5 in den IPCC-Berichten als basiertes Schlechtestes-Szenario. Es nahm insbesondere an, dass die Menschheit die Kohleverbrennung ohne jegliche Umweltauflagen exponentiell steigern würde, was bis 2100 zu einer Erwärmung um 4–5 °C geführt hätte. In den 2020er-Jahren begründeten die führenden Klimaanalysten Zeke Hausfather und Glen Peters im Fachjournal Nature jedoch die Notwendigkeit, RCP 8.5 als Hauptszenario aufzugeben. Der Grund dafür ist, dass die rasante Entwicklung der erneuerbaren Energien, sinkende Preise für Solarmodule und die Elektromobilität die Welt auf einen moderateren, wenn auch weiterhin gefährlichen Pfad gelenkt haben (~2,5–2,7 °C).
Der Mythos vom «sofortigen Einfrieren Europas»: Im Jahr 2004 gelangte zudem ein durchgesickertes Dokument an die Öffentlichkeit — ein Bericht des US-Verteidigungsministeriums über nationale Sicherheitsrisiken, verfasst von Peter Schwartz und Doug Randall. Darin wurde ein katastrophales Szenario beschrieben: Bis 2020 sollte die Atlantische Meridionale Umwälzbewegung (einschließlich des Golfstroms) vollständig zusammenbrechen und Europa in sibirische Kälte stürzen. Dies war jedoch lediglich ein hypothetischer Stresstest für das Militär und kein wissenschaftlicher Konsens. Der Golfstrom verlangsamt sich zwar tatsächlich, aber die Physik des Ozeans schließt ein Schock-Gefrieren innerhalb eines einzigen Jahrzehnts völlig aus.

Wo die Wissenschaft das Tempo der Veränderungen unterschätzte

Während die Modelle beim globalen Temperaturanstieg ihre Stärken zeigten, irrte die Wissenschaft bei lokalen Prozessen hingegen mehrfach, indem sie Gefahren unterschätzte.

Beschleunigtes Schmelzen der Eisschilde: In den frühen IPCC-Berichten (1990 und 1995) wurde der Meeresspiegelanstieg hauptsächlich mit der thermischen Ausdehnung des Wassers und dem Schmelzen der Gebirgsgletscher in Verbindung gebracht. Die Dynamik der gigantischen Eisschilde Grönlands und der Westantarktis galt gleichzeitig als extrem träge. Die Realität erwies sich jedoch als wesentlich besorgniserregender: Warme Unterwasserströmungen begannen, die Schelfeise von unten zu unterspülen. Zudem drang Schmelzwasser an der Oberfläche durch Spalten bis zum Sockel der Eisschilde vor, was wie ein Schmiermittel wirkte und das Abgleiten in den Ozean beschleunigte. Im Ergebnis übertraf die Geschwindigkeit des Eismasseverlusts die früheren Berechnungen um das Mehrfache.

Fazit: Kann man Klimamodellen vertrauen?

Das wesentliche Fazit aus der Analyse der Klimaprognosen der letzten 40 Jahre ist somit recht einfach: Klimamodelle funktionieren tatsächlich. Obwohl Wissenschaftler manchmal bei Details und lokalen Effekten danebenliegen, zeigt die Forschung die globalen Trends — Temperaturanstieg, Meeresspiegelanstieg, Veränderungen im Niederschlagszyklus und wirksame Wege zu deren Bekämpfung (wie im Fall der Ozonschicht) — absolut korrekt auf.

Folglich besteht die Hauptaufgabe moderner Studien nicht nur darin, Zahlen zur Erwärmung zu nennen, sondern Städten und Staaten dabei zu helfen, sich an die unvermeidlichen Veränderungen anzupassen und die schlimmsten denkbaren Szenarien zu verhindern.

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Der Artikel wurde von Stanislav Mustaiev vorbereitet.