Wie man weiß, ob der Klimawandel das Wetter verursacht hat

Wie man weiß, ob der Klimawandel das Wetter verursacht hat

Nach einer ungewöhnlich heftigen Hitzewelle, Regenguss oder Dürre bekommen Noah Diffenbaugh und seine Forschungsgruppe unweigerlich Telefonanrufe und E-Mails mit der Frage, ob der vom Menschen verursachte Klimawandel eine Rolle spielt.

Ein neuer Rahmen wird ihnen helfen, zu reagieren.

"Die Frage wird von der breiten Öffentlichkeit und von Menschen gestellt, die versuchen, Entscheidungen darüber zu treffen, wie die Risiken eines sich verändernden Klimas gemeistert werden können", sagt Diffenbaugh, Professor für Erdsystemwissenschaften an der School of Earth, Energy & Environmental Sciences der Stanford University.

"Eine genaue Antwort ist wichtig für alles, von der Landwirtschaft über Versicherungsprämien, über internationale Lieferketten bis hin zur Infrastrukturplanung."

In der Vergangenheit haben Wissenschaftler es typischerweise vermieden, einzelne Wetterereignisse mit dem Klimawandel in Verbindung zu bringen, indem sie die Herausforderung nannten, den menschlichen Einfluss von der natürlichen Variabilität des Wetters zu trennen. Aber das ändert sich.

"In den letzten zehn Jahren gab es eine explosionsartige Zunahme der Forschung, so dass wir Ergebnisse sehen, die innerhalb weniger Wochen nach einem großen Ereignis veröffentlicht werden", sagt Diffenbaugh, der auch Senior Fellow am Stanford Woods Institute for the Environment ist.

Vier Schritte

In einer neuen Studie, veröffentlicht in der Proceedings of the National Academy of SciencesDiffenbaugh und Kollegen skizzieren einen vierstufigen "Rahmen", um zu testen, ob die globale Erwärmung zu rekordverdächtigen Wetterereignissen beigetragen hat. Das neue Papier ist das neueste in einem aufkeimenden Gebiet der Klimaforschung, genannt "Extreme Event Attribution", das statistische Analysen von Klimabeobachtungen mit immer leistungsfähigeren Computermodellen kombiniert, um den Einfluss des Klimawandels auf einzelne extreme Wetterereignisse zu untersuchen.


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"Unser Ansatz ist sehr konservativ. Es ist wie die Unschuldsvermutung in unserem Rechtssystem ... "

Um zu vermeiden, dass ein Ereignis fälschlicherweise dem Klimawandel zugeschrieben wird, begannen die Autoren mit der Annahme, dass die globale Erwärmung keine Rolle gespielt hat, und verwendeten dann statistische Analysen, um zu testen, ob diese Annahme gültig war. "Unser Ansatz ist sehr konservativ", sagt Diffenbaugh. "Es ist wie die Unschuldsvermutung in unserem Rechtssystem: Der Standard ist, dass das Wetterereignis nur Pech war und eine wirklich hohe Beweislast erforderlich ist, um der globalen Erwärmung die Schuld zuzuweisen."

Die Autoren verwendeten ihren Rahmen für die heißesten, feuchtesten und trockensten Ereignisse, die in verschiedenen Teilen der Welt aufgetreten sind. Sie fanden heraus, dass die globale Erwärmung durch menschliche Emissionen von Treibhausgasen die Wahrscheinlichkeit der heißesten Ereignisse in mehr als 80 Prozent der Oberfläche des Globus, für die Beobachtungen verfügbar waren, erhöht hat.

"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Welt noch nicht an dem Punkt ist, an dem jedes Rekordhit einen nachweisbaren menschlichen Fingerabdruck hat, aber wir kommen uns nahe", sagt Diffenbaugh.

Für die trockensten und feuchtesten Ereignisse fanden die Autoren heraus, dass der Einfluss des Menschen auf die Atmosphäre die Wahrscheinlichkeit auf ungefähr die Hälfte der Fläche erhöht hat, die zuverlässige Beobachtungen hat.

"Niederschlag ist von Natur aus lauter als die Temperatur, daher erwarten wir, dass das Signal weniger klar ist", sagt Diffenbaugh. "Eines der deutlichsten Signale, die wir sehen, ist eine Zunahme der Chancen extremer Trockenereignisse in den Tropen. Hier sehen wir auch den größten Anstieg der Wahrscheinlichkeit langwieriger heißer Ereignisse - eine Kombination, die reale Risiken für gefährdete Gemeinschaften und Ökosysteme birgt. "

Das Forschungsteam hat in den letzten Jahren den Rahmen für Extremereignisse entwickelt und sich auf einzelne Ereignisse wie die 2012-2017-Dürre in Kalifornien und die katastrophalen Überschwemmungen in Nordindien im Juni 2013 konzentriert. In der neuen Studie bestand ein Hauptziel darin, die Fähigkeit des Frameworks zu testen, Ereignisse in mehreren Regionen der Welt zu bewerten und über extreme Temperaturen und Niederschläge hinauszugehen, die bei den meisten Studien zur Ereigniszuweisung im Vordergrund standen.

Meereis und Hitzewellen

Ein hochkarätiger Testfall war das arktische Meereis, das in den vergangenen drei Jahrzehnten in der Sommersaison um rund 40 Prozent zurückgegangen ist. Als die Teammitglieder ihren Rahmen auf die rekordarme arktische Meereisbedeckung anwendeten, die im September 2012 beobachtet wurde, fanden sie überwältigende statistische Beweise dafür, dass die globale Erwärmung zur Schwere und Wahrscheinlichkeit der 2012-Meereismessungen beigetragen hat.

"Der Trend in der Arktis war sehr steil, und unsere Ergebnisse zeigen, dass es extrem unwahrscheinlich gewesen wäre, das rekordarme Meereis ohne globale Erwärmung zu erreichen", sagt Diffenbaugh.

Eine weitere Stärke eines mehrgleisigen Ansatzes, so das Team, ist, dass damit nicht nur die Wetterbedingungen an der Oberfläche untersucht werden können, sondern auch die meteorologischen "Inhaltsstoffe", die zu seltenen Ereignissen beitragen.

"Zum Beispiel haben wir herausgefunden, dass das atmosphärische Druckmuster, das während der 2010-Hitzewelle über Russland auftrat, in den letzten Jahrzehnten wahrscheinlicher geworden ist und dass die globale Erwärmung zu diesen Chancen beigetragen hat", sagt Mitautor Daniel Horton, Assistant Professor an der Northwestern University und ein ehemaliger Postdoc in Diffenbaughs Labor, der Forschungen über den Einfluss atmosphärischer Druckmuster auf Extremtemperaturen an der Oberfläche geleitet hat. "Wenn sich die Chancen einer einzelnen Zutat ändern - wie die Druckmuster, die zu Hitzewellen führen -, steht ein Daumen für das extreme Ereignis auf der Waage."

Diffenbaugh sieht in den kommenden Jahren eine wachsende Nachfrage nach strenger, quantitativer Ereigniszuweisung. "Wenn man sich die historischen Daten anschaut, steht außer Frage, dass die globale Erwärmung stattfindet und dass Extreme in vielen Gebieten der Welt zunehmen", sagte er. "Die Menschen treffen viele Entscheidungen - kurz- und langfristig -, die vom Wetter abhängen. Daher ist es sinnvoll, dass sie wissen wollen, ob die globale Erwärmung rekordverdächtige Ereignisse wahrscheinlicher macht. Als Wissenschaftler wollen wir sicherstellen, dass sie genaue, objektive und transparente Informationen haben, mit denen sie arbeiten können, wenn sie diese Entscheidungen treffen. "

Die National Science Foundation, das Department of Energy, die National Institutes of Health und die Stanford University finanzierten die Arbeit.

Quelle: Stanford University

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