03.09.2016, 09:16 Uhr

Welche Beziehung besteht zwischen Klimawandel und Wetter?

Das Klima wird im Allgemeinen als durchschnittliches Wetter definiert und somit sind Klima und Wetter eng miteinander verknüpft.

Beobachtungen zeigen, dass sich das Wetter verändert hat und die Statistik der Wetteränderungen im Verlauf der Zeit zeigt den Klimawandel. Auch wenn Wetter und Klima eng miteinander verbunden sind, gibt es zwischen ihnen bedeutende Unterschiede.
Eine übliche Verwechslung von Wetter und Klima findet man, wenn Wissenschaftler gefragt werden, warum sie das Klima in 50 Jahren vorhersagen können, nicht aber das Wetter in den nächsten Wochen.

Das Wetter ist ein chaotisches System und kann deshalb nur für einen kurzen Zeitraum von einigen Tagen vorhergesagt werden. Das Klima (d. h. das langfristige Durchschnittswetter) aufgrund von Veränderungen in der atmosphärischen Zusammensetzung oder anderen Faktoren abzubilden, ist ein ganz anderes und leichter handhabbares Problem.

Als Vergleich: Während es unmöglich ist, vorherzusagen, in welchem Alter ein bestimmter Mann sterben wird, können wir mit hoher Wahrscheinlichkeit sagen, dass Männer in Industriestaaten durchschnittlich 75 Jahre alt werden.

Ein weiterer weitverbreiteter Irrtum ist, zu glauben, dass ein kalter Winter oder ein sich abkühlender Ort auf der Erde ein Beweis gegen die globale Erwärmung wäre. Es wird immer warme und kalte Extreme geben, obwohl Häufigkeit und Intensität sich verändern, wenn sich das Klima wandelt. Mittelt man das Wetter örtlich und zeitlich, geht aus den Daten ganz klar hervor, dass sich die Erde erwärmt.

Wetter
Wetter ist der physikalische Zustand der Atmosphäre. Es ist eine Momentaufnahme und gilt nur zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort. Wie das Wetter ist, hängt stark davon ab, wieder der momentane Zustand der Atmosphäre ist.

Klima
Klima wird als „durchschnittliches Wetter“ definiert, ist also die Statistik des Wetters, gemittelt über einen längeren Zeitraum von Monaten bis Jahren und enthält neben dem Mittelwert auch Informationen über Abweichungen und Extremwerte. Häufig wird ein 30-Jahresmittel als Standard genommen.
Meteorologen betreiben einen großen Aufwand für das Beobachten, Verstehen und Vorhersagen der täglichen Entwicklung der Wettersysteme. Mithilfe physikalisch basierter Modelle, die darstellen, wie sich die Atmosphäre bewegt, erwärmt und abkühlt, wie es regnet und schneit und wie Wasser verdunstet, können Meteorologen üblicherweise das Wetter für die nächsten Tage erfolgreich vorhersagen. Ein wesentlicher Faktor, der die Vorhersagbarkeit des Wetters über mehr als ein paar Tage begrenzt, ist eine entscheidende dynamische Eigenschaft der Atmosphäre. In den 1960er-Jahren entdeckte der Meteorologe Edward Lorenz, dass winzige Abweichungen in den Anfangswerten zu großen Differenzen im Langzeitverhalten führen können. Man bezeichnet diesen Effekt als sogenannten "Schmetterlingseffekt": der Flügelschlag eines Schmetterlings (oder ein anderes kleines Phänomen) an einem Ort, kann die folgenden Wettermuster an einem entfernten Ort verändern. Diese Entdeckung zeigte, dass die Unsicherheit in den Anfangsbedingungen dazu führt, dass deterministische Vorgänge über längere Zeiträume hinweg prinzipiell nicht vorhersehbar sind. Der Schmetterlingseffekt tritt bei komplexen Systemen auf, die deterministisches chaotisches Verhalten zeigen (Chaostheorie).
Dennoch beinhaltet die Chaostheorie nicht das totale Fehlen einer Ordnung. So können zum Beispiel leicht unterschiedliche Bedingungen in der Entstehungsgeschichte eines Sturmsystems den Tag ändern, an dem es in einer bestimmten Region ankommt, oder den genauen Weg, den es nimmt, aber die durchschnittlichen Temperaturen und Niederschläge (was Klima bedeutet) wären ungefähr die gleichen für diese Region und für den betrachteten Zeitraum. Da es unmöglich ist, am Anfang einer Wettervorhersageperiode alle Bedingungen genau zu kennen, kann es nützlich sein, sich das Klima als eine Art globalen Hintergrundzustand für das Wetter vorzustellen. Genauer gesagt kann Klima als mittlerer Zustand des gesamten Erdsystems betrachtet werden, das zusammengesetzt ist aus Atmosphäre, Land, Ozean, Schnee, Eis und allen Lebewesen und den globalen Hintergrund darstellt, vor dem das Wetter abläuft.
Ein Beispiel hierfür wäre das El Niño-Phänomen, dass das Wetter in den peruanischen Küstenregionen beeinflusst. El Niño setzt Grenzwerte für die wahrscheinliche Entwicklung von Wettermustern. Das gegenteilige Phänomen La Niña würde andere Grenzen setzen. Ein weiteres Beispiel findet sich im bekannten Unterschied zwischen Sommer und Winter. Der Wechsel der Jahreszeiten ist das Ergebnis von Änderungen der geographischen Muster der von der Erde absorbierten und abgestrahlten Energie.

Gleichermaßen können Projektionen des künftigen Klimas durch fundamentale Änderungen der Wärmeenergie des Erdsystems geprägt werden. Dies gilt besonders für die Zunahme des Treibhauseffektes, der durch die Menge an Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in der Atmosphäre bestimmt wird. Anhand von Schwankungen der Treibhausgaskonzentrationen die Klimaänderungen in den nächsten 50 Jahren abzubilden, ist ein ganz anderes und viel leichter zu lösendes Problem, als das Verhalten des Wetters für die nächsten Wochen vorherzusagen. Anders ausgedrückt: Langzeitschwankungen, die durch Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre herbeigeführt wurden, sind sehr viel besser zu bestimmen als individuelle Wetterereignisse. Während wir beispielsweise das Ergebnis eines einzelnen Wurfs einer Münze oder eines Würfels nicht vorhersagen können, können wir das statistische Verhalten einer großen Anzahl solcher Versuche vorausberechnen.
Während weiterhin viele Faktoren das Klima beeinflussen, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass menschliche Aktivitäten die Ursache für den größten Teil der in den letzten 50 Jahren beobachteten Erderwärmung sind. Der durch den Menschen bedingte Klimawandel wurde vor allem durch Änderungen der Treibhausgasmengen in der Atmosphäre verursacht, aber auch durch Änderungen bei kleinen Partikeln (Aerosolen) in der Atmosphäre sowie z. B. durch veränderte Landnutzung. Wenn sich das Klima verändert, dann hat dies auch Auswirkungen auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens bestimmter Wetterereignisse. So bedingt z.B. der Anstieg der Durchschnittstemperatur der Erde, dass einige Wetterphänomene häufiger und intensiver auftreten (z. B. Hitzewellen und starke Niederschläge), während andere seltener und weniger intensiv geworden sind (z. B. extreme Kälteereignisse).

Abbildung: Schematische Darstellung der Komponenten des Klimasystems, der Prozesse und der Wechselwirkungen (Quelle: IPCC 2007, FAQ 1.2, Fig. 1, S. 96).
Quelle (falls nicht anders gekennzeichnet):
IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, S. 104-105.


Ein besseres Verständnis des stratosphärischen Einflusses auf Klima und Wetter
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Gerhard Heising aus Stubai-Wipptal | 03.09.2016 | 11:09   Melden
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