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Wetterthema

16.11.2018

Klimavorhersage

Was hat ein gezinkter Würfel mit dem Klimawandel zu tun?

Die Abschätzungen der künftigen Temperaturentwicklung, die der Weltklimarat (IPCC) zusammenfasst sind allgemein bekannt: Bis zum Jahr 2100 soll die Temperatur in Bodennähe bei weiterhin ungebremstem Ausstoß von Treibhausgasen im weltweiten Mittel zwischen etwa 1,5 und 4 Grad Celsius ansteigen. Manche Abschätzungen gehen mit einer Erwärmung um bis zu 6,4 Grad sogar noch weiter. Man darf sich die Frage stellen, wie solche Aussagen möglich sind, obwohl doch bereits die Wetterentwicklung der kommenden Woche im Nebel des Chaos verborgen ist.

Die Wettervorhersage entspricht dem Versuch, den Ausgang eines Wurfes mit einem Spielwürfel vorherzusagen. Hierbei benötigt man möglichst genaue Informationen über den Anfangszustand, also der Position des Würfels, der Bewegung, mit der er geworfen wird und beispielweise der Beschaffenheit der Oberfläche, auf der er landen wird. Dann füttert man ein aufwändiges Computermodell mit diesen Daten und lässt einen Großrechner die Flugbahn des Würfels anhand physikalischer Gesetzte berechnen.

Die Flugbahn und Position des Würfels lässt sich in den ersten Millisekunden nach dem Abwurf mit hoher Genauigkeit vorhersagen, vorausgesetzt, die Ausgangsdaten waren hinreichend genau. Umso länger die Simulation in die Zukunft rechnet, desto größeres Gewicht bekommen schwer handhabbare Einflüsse, wie beispielsweise der Luftzug, der entsteht, wenn ein Mitspieler seine Hand hebt, oder der Kekskrümel auf der Tischoberfläche. Wirft der Spieler sehr weit und landet der Würfel in einer Ecke des Zimmers, so ist die Vorhersage natürlich sehr ungenau. Bei einem normalen Wurf mag es unter günstigen Bedingungen jedoch dem aufwändigen Computermodell durchaus gelingen, die oben liegende Augenzahl vorherzusagen.

Einer klimatologischen Betrachtungsweise entspricht nun das Auszählen der gefallenen Augen über einen ganzen Spiele-Abend. Ein Ergebnis könnte sein, dass alle Augenzahlen von eins bis sechs in etwa gleich häufig geworfen wurden und man kann im Mittel jeden sechsten Wurf mit der Augenzahl Sechs rechnen, in etwa 16,7 Prozent der Würfe also. An einem anderen Abend jedoch wird die Sechs plötzlich in 30 Prozent der Fälle gewürfelt. Die Vermutung liegt nahe, dass der Würfel nun gezinkt ist, beispielsweise mittels eines dezentrierten Bleikerns.

Klimamodelle simulieren nun sehr viele Würfe mit einem zunehmend stärker gezinkten Würfel. Hierbei ist es nicht von Interesse, jeden einzelnen Wurf genau vorherzusagen, sondern die Häufigkeiten, mit denen die unterschiedlichen Augenzahlen gewürfelt werden abzuschätzen. Das Problem besteht darin, die Verlagerung der Bleikugel im Würfelinnern zu erfassen. Man kann mit so einem Modell also nicht vorhersagen, ob beim nächsten Spiele-Treff der 48. Wurf eine Sechs sein wird. Jedoch kann man die Wahrscheinlichkeit abschätzen, mit der an diesem Abend eine Sechs gewürfelt werden wird.

Zugegeben der Vergleich hinkt ein wenig, denn das Klimasystem ist natürlich weitaus komplexer als ein sich verlagerndes Bleikügelchen in einem Würfel. Zudem gilt es beim Klima verschiedene Ursachen der Verlagerung zu berücksichtigen. Jedoch verdeutlicht diese Analogie, was eine Wettervorhersage von einer Klimaprojektion unterscheidet. Die Bezeichnung „Projektion“ macht deutlich, dass Klimamodelle nicht vorhersagen, sondern Abschätzungen für mittleres Verhalten unter bestimmten Vorraussetzungen, nämlich den künftigen Emissionen von Treibhausgasen liefern.

Freitag, 16. November 2018

Tim Staeger
ARD-Wetterredaktion

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