Wie verändert der Klimawandel die Interpretation von Temperaturrekorden?

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Liebe Forscher:in

Was bedeutet ein 'fünftwärmster Januar' für die Klimaforschung? Gefühlt habe ich in den letzten Jahren immer einen wärmsten oder drittwärmsten Januar erlebt. Wie verändert der Klimawandel die Messung und Interpretation von Temperaturrekorden?

Mit herzlichen Grüssen und liebem Dank Carlotta

Liebe Carlotta Gotti

Mit Temperaturrekorden verhält es sich ähnlich wie mit anderen Rekordmeldungen, etwa aus dem Sport: Dies sind absolute Rankings ab dem Beginn der Aufzeichnungen in diesem Gebiet. Sie können somit immer wieder überboten werden, sodass der aktuell als «fünftwärmster Januar» eingestufte Monat in ein paar Jahren vielleicht nur mehr an siebenter oder achter Stelle liegt.

Verlässliche Messungen seit 160 Jahren

Hierbei sind mehrere Faktoren zu beachten: Erstens beziehen sich diese Angaben zunächst einmal jeweils auf den Beginn verlässlicher meteorologischer Messungen. In der Schweiz reichen sie bis ins 18. Jahrhundert zurück und werden seit 1863/1864 durch ein offizielles, staatliches Netzwerk, die Vorläuferorganisation der heutigen MeteoSchweiz, durchgeführt. In anderen Ländern liegt der Beginn dieser regelmässigen Wettermessungen gegebenenfalls früher oder später. Klar ist aber, dass die meisten dieser Rekordmonate bzw. Rekordjahreszeiten durch die fortschreitende Klimaerwärmung in den letzten 25 Jahren liegen.

Häufung von Rekorden in den letzten 25 Jahren

Zweitens bringt dies auch mit sich, dass zwar ein einzelnes Jahr mit Rekordwerten noch wenig über den Klimawandel aussagt, hingegen eine Häufung von solchen wärmsten, drittwärmsten oder fünftwärmsten Monaten natürlich sehr wohl. Denn Klimawandel wird in der Wissenschaft vor allem durch den Vergleich der Durchschnitte von längeren Perioden (in der Regel 30-Jahres-Perioden, den sogenannten Climatological Normals, auch kurz CLINOs genannt) rekonstruiert. Wenn also, wie in den letzten Jahrzehnten, eine Monats- oder Jahreszeitenrekordtemperatur auf die nächste folgt, so hebt dies automatisch den Durchschnittswert der gesamten 30-Jahres-Periode.

Rekorde je nach Beobachtungsregion

Drittens muss man bei Nachrichten zu derartigen Rekordwerten stets auch beachten, auf welche Beobachtungsregion dafür Bezug genommen wurde. Ist es der «fünftwärmste Januar» rein in der Schweiz oder in Europa oder global gesehen? Das wird in den Medien leider manchmal nicht deutlich genug kommuniziert (zum Teil, weil diese Texte einer sehr strengen Limitierung der Zeichenzahl unterliegen). Somit kann es passieren, dass einem persönlich ein bestimmter Monat oder eine bestimmte Jahreszeit gar nicht so heiss, kalt, feucht oder trocken vorkommt, aber die Werte an vielen anderen Orten der Beobachtungsregion Rekordwerte verzeichneten.

Exkurs Hochwasser-Rekorde

Noch ein Zusatz zu einem anderen Bereich der Klimageschichte, in dem die Häufung von Rekordwerten zusätzliche Konsequenzen mit sich bringt: Aus der Hydrologie, also der Forschung über Wasserläufe und damit auch über Hoch- und Niedrigwasser, gibt es ebenso immer wieder Nachrichten über Rekordwerte, also etwa über den höchsten je gemessenen Hochwasserstand am Fluss X oder ein «Jahrhunderthochwasser» am Fluss Y.

Wiederkehrwahrscheinlichkeit und Hochwasserschutz

Hier hat die Häufung von Extremwerten auch Auswirkungen darauf, was man als statistische Wiederkehrwahrscheinlichkeit definiert. So bedeutet etwa in der Hydrologie ein Hochwasser mit einem sogenannten HQ-Wert von 100, dass sich ein solches Hochwasser statistisch gesehen alle 100 Jahre wieder an diesem Flusssystem ereignen dürfte.

Hochwasserschutz, etwa in Form von Uferverbauungen oder dem Schutz von öffentlichen Gebäuden, muss gemäss Baureglementen oft genau diesem HQ100-Wert entsprechen. Das heisst, die Schutzmassnahmen würden für alle Ereignisse mit einem Wert bis zu einem HQ100-Ereignis Sicherheit geben.

Häufung von Jahrhunderereignissen

Wenn sich nun durch die Klimaerwärmung und die dadurch höheren Mengen an Niederschlag bei Extremereignissen (weil wärmere Luft auch mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann) in relativ kurzer Zeit mehrfach ein «Jahrhunderthochwasser» ereignet (also eines mit HQ100 in der hydrologischen Fachsprache), dann führt dies oft zu Verwunderung in der Bevölkerung.

Bedeutung der historischen Hochwasserforschung

Da aber die Berechnung, was man genau unter einem Hochwasser mit einer statistischen Wiederkehrwahrscheinlichkeit von 100 Jahren versteht, wiederum an den langjährigen Durchschnittswerten richtet, ergibt sich durch die vielen Extremereignisse der letzten Jahrzehnte eine Verschiebung beim Durchschnitt: Ein bisheriges HQ100-Hochwasser müsste dann durch die höheren Durchschnittswerte neu z.B. als HQ80-Ereignis klassifiziert werden. Umgekehrt müssten Hochwasserschutzbauten und sonstige Sicherheitsmassnahmen auf die «neuen», noch stärkeren HQ100-Hochwasserereignisse angepasst werden, also an Ereignisse, die sich früher – statistisch gesehen – z.B. alle 120-150 Jahre ereigneten. Hier kann somit die historische Hochwasserforschung mithelfen, die baulich vorgeschriebenen Schutzmassnahmen an das statistisch wahrscheinliche Bedrohungsszenario anzupassen.