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Klimabeobachtung

01.07.2010 von

2009 war das fünftwärmste Jahr seit Aufzeichnungsbeginn: Laut einer Pressmitteilung der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) lag die globale Mitteltemperatur 2009 um 0.34 bis 0.56°C über dem Mittelwert der Jahre 1961-1990. Doch wie kommt man überhaupt zu diesen Informationen?

Auf den ersten Blick scheint das einfach zu sein. Es gibt weltweit Tausende von Wetterstationen, welche kontinuierlich oder mehrmals täglich Angaben zur Temperatur liefern, woraus man dann eine globale Mitteltemperatur rechnen kann. Nur sind das eben Wetterstationen – errichtet mit dem Ziel, die Vorhersage und Analyse des Wetters zu ermöglichen und nicht, Veränderungen des Klimas festzustellen.

Die Anforderungen an Stationen zur Beobachtung von Klimaveränderungen sind eigentlich ganz anders; angefangen bei der Auswahl der Standorte, der Stabilität der Instrumente, des Betriebs der Netzwerke, hin zur Datenübermittlung, Verarbeitung und Qualitätskontrolle und so weiter. Vor allem aber bräuchte es ein globales Dach, welches die Koordination übernimmt.

Das Globale Klima-Beobachtungssystem GCOS

Im Nachgang der 2. Weltklimakonferenz 1990 in Genf und in Verbindung mit dem Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) wurde 1992 eine Organisation ins Leben gerufen, die genau diese Aufgabe hat: GCOS (Global Climate Observing System).

GCOS soll sicherstellen, dass Veränderungen im Klima systematisch erfasst und die Daten allen potentiellen Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Damit das klappt, muss zuerst klar sein: Was wollen wir überhaupt wissen, und wie genau können und wollen wir messen? Daraus leitet GCOS die wichtigen Klimavariablen, die Standards und Qualitätsziele ab.

Die Messnetze selber werden nicht oder selten neu errichtet, aber aus bestehenden Netzen werden hierarchisch organisierte Referenznetze gebildet und in den bestehenden Netzen werden Schwachpunkte identifiziert. All dies erfordert sorgfältige Koordination mit bestehenden internationalen, regionalen und nationalen wissenschaftlichen und politischen Organisationen. Ebenso erforderlich sind Ausbildung, Training, Vernetzung mit der Wissenschaft und Öffentlichkeitsarbeit.

In der Schweiz werden die GCOS-Aktivitäten durch das Swiss GCOS Office beim Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz koordiniert (www.gcos.ch).

Klima-Messreihen der Schweiz langfristig gesichert

Eine Kernaufgabe von GCOS ist die Sicherung der Langfristigkeit der Messungen. So spiegelten sich in der Vergangenheit auch viele geopolitische, nationale und technische Veränderungen und Umwälzungen als Veränderungen des Messnetzes wieder. Auch zukünftige politische Veränderungen werden in den Klimaaufzeichnungen ihre Spuren hinterlassen Finanzielle Engpässe und kurze Budgetperioden bedrohen die Planungssicherheit und damit die langfristige Garantie eines Klimamessnetzes. In der Schweiz wurde deshalb 2007 durch das Swiss GCOS Office ein Inventar aller klimarelevanten Messnetze erstellt. Es zeigte sich, dass der Betrieb der meisten Netze langfristig gesichert ist. Daneben wurden auch einige gefährdete Bereiche identifiziert welche anschliessend durch einen Bundesratsbeschluss gesichert werden konnten.

Klimabeobachtung ist eine wichtige Aufgabe, die über die Wetterdienste und die Wissenschaft hinausgeht. Ich bin froh, dass diese Aufgabe erkannt und richtig angepackt wird.

Zum Autor

Stefan Brönnimann ist Professor für Klimatologie an der ETH Zürich. Persönliches Zitat und Biografie.

Diesen Beitrag hat Stefan Brönnimann gemeinsam mit Gabriela Seiz und Nando Foppa vom Swiss GCOS Office verfasst.

Foto: A. Herzog

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Kommentare (13) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

@ Holzherr

Ohne jeden ”bösen Willen“: die Debatte dreht sich darum, wie viel menschliche CO2-Emissionen zur beobachteten Erwärmung beigetragen haben und ob sich die letztere in alarmiernder Weise entwickelt.

Wenn Sie sich im schwachen Glauben festigen wollen, lesen Sie bloss RealClimate. Falls Sie an einer echten, unzensurierten Debatte um die Temperaturmessungen und das angeblich „heisseste Jahr“ interessiert sind, führt Sie der Weg hierhin…

http://wattsupwiththat.com/2010/07/26/giss-swiss-cheese

Keine Berührungsängste: hier halten sich Alarmisten und Skeptiker qualitativ und quantitativ die Waage.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 0

@Kommentar von Peter Bühler. 27.07.2010, 17:58

Passt die beobachtete Erwärmung zur Treibhausgasthese?

Zitat: “Persönlich glaube ich nicht an die negativen Rückkoppelungen”
Sagen Sie das bloss nicht zu laut, denn ohne die Erklärungskrücke negativer feedbacks fällt die AGW-These zusammen wie ein schlecht zubereitetes Soufflé (siehe Nachbarblog Weisse Elefanten)…

Antwort: Negative Rückkoppelungen braucht die These von der globalen Erwärmung nicht, wenn man die letzten drei Jahrzehnte betrachtet, denn Zitat (siehe http://www.nasa.gov/home/hqnews/2010/jan/HQ_10-017_Warmest_temps.html):
In the past three decades, the GISS surface temperature record shows an upward trend of about 0.36 degrees F (0.2 degrees C) per decade. In total, average global temperatures have increased by about 1.5 degrees F (0.8 degrees C) since 1880.

Wie genau kann Klimatologie sein, bzw. muss sie sein?

Zitat: “dass in der Klimatologie fast nie alles genau zusammenstimmt”
Wie recht Sie haben.

Antwort: Das Gesamtbild stimmt und spricht für eine globale Erwärmung. Mit bösem Willen kann man immer etwas finden, was angeblich nicht nur nicht passt, sondern sogar die Gesamtaussage in Frage stellt. Genau das machen sie immer wieder.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

@ Holzherr

An mir ist nichts „typisch“, Martin, nicht einmal die Einwände. Es mag aber sein, dass ich hin und wieder die Konsensgemütlichkeit etwas störe, keineswegs in böser Absicht übrigens.

„dass in der Klimatologie fast nie alles genau zusammenstimmt“

Wie recht Sie haben.

„Persönlich glaube ich nicht an die negativen Rückkoppelungen“

Sagen Sie das bloss nicht zu laut, denn ohne die Erklärungskrücke negativer feedbacks fällt die AGW-These zusammen wie ein schlecht zubereitetes Soufflé (siehe Nachbarblog Weisse Elefanten)…

Gletscher:
Ich würde mir weiterhin wünschen, dass sich einer der „Weisen Alten“ aus Züri West (Schlüchter oder Pfister) in diesem Blog zur Sache äussern würden, um den derzeitigen Stand auf ihren Fachgebieten darzulegen.
Nicht in der billigen Hoffnung auf Sukkurs, aber aus echter Neugier. Die ETH ist ja keine Zürcher Einrichtung, odr? und auch keine Aussenstelle des IPCC, des PIK oder von Realclimate?

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

@ Dittmar

„aber was hast du gegen den Saentis.. wieviele Stationen
aus der Schweiz haettest du denn gerne?“

Ich habe doch nichts gegen den Säntis, im Gegenteil. Mich interessiert bloss, weshalb die Zeitreihen der übrigen Stationen in den 60er oder 80ern abbrechen.

„bei Meteo Schweiz kann man das ja bekommen…“
Wunschträume, wenn du mir die verlinken kannst, chapeau!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

@Kommentar von Peter Bühler. 27.07.2010, 15:14

Nevertheless, work done so far indicates that the response times of glacier lengths shown in Figure 2.18 are in the 10 to 70 year range. Therefore the timing of the onset of glacier retreat implies that a significant global warming is likely to have started not later than the mid-19th century. This conflicts with the Jones et al. (2001)….

Fazit: Die Gletscher haben zu früh begonnen zu schmelzen und die Temperaturen müssten deshalb schon vor dem Zeitpunkt angestiegen sein, an dem die Temperaturdaten von Jones und Co. einen Anstieg zeigen.

Herr Bühler, das ist wieder ein typischer Einwand von Ihnen. Typisch, weil sie möchten, dass alles zusammenspielt wie bei einem Schweizer Uhrwerk – falls es das nicht tut, so widerlegt das prompt alle Theorien und Überlegungen der Klimatologen.

Dabei wissen sie doch genau so gut wie ich Herr Bühler, dass in der Klimatologie fast nie alles genau zusammenstimmt. Das Klima ist nun mal sehr komplex.

Beispiel Gletscherschmelze: Ja, die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle, aber nicht die alleinentscheidende. Auch Aerosole oder noch wichtiger Russpartikel, die sich auf der Gletscherdecke ansammeln, spielen eine Rolle.

Um die Gründe für die Gletscheschmelze aller Erdgletscher aufzuschlüsseln brauchen sie Beobachtungsdaten, die es gar nicht oder nur für ganz wenige Gletscher gibt.

Wichtig: In der Klimatologie gibt es nie das Indiz. Es gibt viele Indizien, die man erst noch gewichten muss.

Der globale Temperaturanstieg oder auch nur der Temperaturanstieg in der Schweiz hat allerdings viele „proxies“ hinterlassen. Die mit Thermometern erfassten Daten sind vielleicht nicht einmal die wichtigsten. Zu diesen Erwärmungsproxies gehören die schmelzenden Gletscher, die Bäume und anderen Pflanzen, die jetzt den Winter überstehen, früher aber erforen sind, das Wandern von Pflanzen in höhere Bergregionen und vieles mehr.

Strenge Beweise für eine Annahme gibt es in der Klimatologie selten. Doch der Planet wird immer besser und in immer mehr Bereichen vermessen und das Verständnis verbessert sich.

Irgendwann wird das klimatologische Gesamtbild so aussagekräftig, dass sogar Länder wie die USA, China und Indien überzeugt sind, dass gehandelt werden muss – oder aber es gibt tatsächlich die behaupteten negativen Rückkoppelungen (und man kann sie ebenfalls messen), dann kann man sich vielleicht wieder etwas zurücklehnen. Persönlich glaube ich nicht an die negativen Rückkoppelungen, denn es gab lange Erdphasen, in denen es sehr heiss war, sehr viel heisser als in den letzten paar Millionen Jahren.

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Hallo Peter,

Also zu den Gletschern.
Qualitativ kann ich einige Vergleiche recht gut selber machen und die Gletscher in den Alpen schwinden rapide!

Und ja man beobachtet ja eine Erwaermung seit etwa hundert Jahren. Aber eben schneller in den letzten 40 Jahren.

Aber frag doch einfach mal bei der GISS/NASA nach oder frage am besten den Schmidt (aber was hast du gegen den Saentis.. wieviele Stationen aus der Schweiz haettest du denn gerne? bei Meteo Schweiz kann man das ja bekommen..)

http://www.giss.nasa.gov/research/news/20100121b/

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Hi Michael,

die Gletschergeschichte ist wohl etwas komplexer…

http://www.giub.unibe.ch/klimet/docs/climdyn_2005_Holzhauser_et_al.pdf

http://hol.sagepub.com/content/11/3/255.short

Zitat: „Glaciers are generally not in equilibrium with the prevailing climatic conditions and a more refined analysis should deal with the different response times of glaciers which involves modelling (Oerlemans et al., 1998). It will take some time before a large number of glaciers are modelled. Nevertheless, work done so far indicates that the response times of glacier lengths shown in Figure 2.18 are in the 10 to 70 year range. Therefore the timing of the onset of glacier retreat implies that a significant global warming is likely to have started not later than the mid-19th century. This conflicts with the Jones et al. (2001) global land instrumental temperature data (Figure 2.1), and the combined hemispheric and global land and marine data (Figure 2.7), where clear warming is not seen until the beginning of the 20th century. This conclusion also conflicts with some (but not all) of the palaeo-temperature reconstructions in Figure 2.21, Section 2.3 , where clear warming, e.g., in the Mann et al. (1999) Northern Hemisphere series, starts at about the same time as in the Jones et al. (2001) data. These discrepancies are currently unexplained“

Ich interessiere mich aber weiterhin für die Temperaturdaten der schweizerischen Stationen in durchgehender Zeitreihe bis 2010 und möchte gern wissen, weshalb Säntis die einzige Station ist, deren Daten vom GISS komplett wiedergegeben werden.

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Hi Peter,

„Interessant bei der Station Säntis: offenbar herrschten um 1919 ähnliche Temperaturen wie heute, kein Hockeystick zu sehen …“

Also wenn ich auf den Plot schaue und eine Kurve zeichnen wuerde geht es recht linear hoch.

die Variationen pro Jahr sind halt sehr gross Aber das Auge kann ganz gut mitteln.

Nimm 5-10 Jahresperioden und das Ergebnis ist recht klar.

Aber wir brauchen ja nur auf die Gletscher zu schauen oder besser was davon ueber ist.

Das spricht fuer sich!

„Discovery first, precision later“ hat mal jemand in der Teilchenphysik (glaube ich) vor vielen vielen Jahren geschrieben.

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Temperaturmessungen

Unter dem folgenden Link sind die vom GISS verwendeten Daten der weltweiten Bodenstationen einzusehen, darunter jene in der Schweiz: Basel/Binningen, Zürich, Gotthard, Payerne, Genf, Säntis, Lugano, St. Bernhard, Jungfrau Joch.

Die Rohdaten und die homogenisierten Daten lassen sich separat abrufen und in grösserem Format downloaden.

Kann mir jemand verraten, weshalb bei allen Stationen ausser beim Säntis die Messreihen nach ca. 1980 abbrechen? Werden die anderen schweizerischen Stationen nicht (mehr) berücksichtigt?

Interessant bei der Station Säntis: offenbar herrschten um 1919 ähnliche Temperaturen wie heute, kein Hockeystick zu sehen …

http://data.giss.nasa.gov/gistemp/station_data/

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@ Holzherr

Lieber Martin,

danke für die Komplimente.
Ich wünschte, ich könnte sie erwidern und umgekehrt Ihnen eine Beschäftigung mit der Materie bescheinigen.
Lesen Sie doch bitte einfach noch einmal meinen letzten Beitrag durch und versuchen Sie ihn zu verstehen: es geht um die Feststellung von Temperaturanomalien in einem beliebig gewählten Zeitraum von ca. 30 Jahren, OK?

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@Kommentar von Peter Bühler. 03.07.2010, 22:09
Herr Bühler,
Kompliment, sie scheinen sich mit der Materie beschäftigt zu haben.
Leider kann ich (vielleicht auch einige andere Leser?) ihrer Kritik an der Bestimmung der Erwärmung in der Schweiz von 1864 bis 2005 nicht folgen.

Aussagen des GCOS-Reports 2007:

1) Der GCOS-Report benutzt als Temperatur-Referenz (Nullwert) die Durchschnittstemperatur zwischen 1961-1990. +1°C bedeutet also um 1 Grad wärmer als die Referenztemperatur.
1) Von 1864 bis 2005 ist die Erwärmung +1.5°C
2) Von 1864 bis 2005 ist die Erwärmung pro Jahrhundert +1.1°C

Die Wahl einer anderen Zeitperiode für die Temperatur-Referenz, in ihrem Beispiel 1864 – 1893 sollte (mehr oder weniger) die gleichen Resultate ergeben, denn es geht ja nur um den Temperaturunterschied zwischen zwei Zeitpunkten. Wenn sie übrigens mit ihrer „kalten“ Temperaturreferenz einen Zitat „geschätzter – Trend von – 1.1 °C.“ Erwärmung pro Jahrhundert erhalten, so deckt sich das ja genau mit dem Wert im GCOS-Report – was ja auch zu erwarten ist.

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„Ich bin froh, dass diese Aufgabe erkannt und richtig angepackt wird“

Dem möchte man sich vorbehaltlos anschliessen, ginge aus dem Subtext des Beitrags nicht unfreiwillig hervor, dass so etwas wie brauchbare schweizerische „Klimadaten“ (Zeithorizont: 30 Jahre) erst ca. ab 2037 vorliegen werden.
Bis dahin gilt wohl – und darauf soll die Politik weitreichende Entscheidungen abstützen – nichts Genaues weiss man nicht.

Unklar bleibt, wie die historischen schweizerischen Messdaten Eingang in die GISTemp- und HadCRUt-Daten gefunden haben, wie und von wem und in welchem Umfang sie dabei „geglättet“ und „gemittelt“ wurden.

Kurz, man wartet immer noch darauf, dass ein mit öffentlichen Mitteln alimentiertes Institut endlich seine historischen Daten und Zeitreihen öffentlich zugänglich macht. Die werden auf der freundlicherweise verlinkten Seite leider nicht zur Verfügung gestellt.

Im schweizerischen GCOS-Report 2007 ( http://www.bafu.admin.ch/climatereporting/00559/index.html?lang=en ) findet sich dafür auf Seite 13, „Temperaturen“, eine Grafik der Temperaturentwicklung 1864 – 2006 mit der folgenden aufschlussreichen Anmerkung:

„Die jährliche Abweichung des Temperaturmittels in der Schweiz vom langjährigen Durchschnitt (Norm 1961-1990) als eindrückliches Beispiel für den Klimawandel. Der lineare Trend zwischen 1864 und 2005 beträgt + 1.1 °C pro 100 Jahre, womit sich eine Gesamterwärmung 1864-2005 von + 1.5 °C ergibt“

Geschickt gewählt, die „Norm“ bzw. deren Ausgangsbasis, waren die 60er doch eher kühl.
Betrachtet man umgekehrt und vergleichsweise die Epoche von 1864 – 1893, ergibt sich ein – geschätzter – Trend von – 1.1 °C.
Soviel zum Thema „eindrückliche Beispiele“ bzw. Klimawandel.

Kein Wunder, befürchtete nicht nur die NYT damals ernsthaft den Beginn einer neuen Eiszeit – und freute sich Arrhenius ein paar Jahre später über eine mögliche Erwärmung durch steigende CO2-Emissionen.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

Zitat 1: „Laut einer Pressmitteilung der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) lag die globale Mitteltemperatur 2009 um 0.34 bis 0.56°C über dem Mittelwert der Jahre 1961-1990. Doch wie kommt man überhaupt zu diesen Informationen?“

Zitat 2:„Finanzielle Engpässe und kurze Budgetperioden bedrohen die Planungssicherheit und damit die langfristige Garantie eines Klimamessnetzes.“

Es geht hier also um Wetterstationen oder um es mehr auf das Klima zuzuschneiden um strategisch gut positionierte Messstationen, die aussagerkräftige Daten zum Klima eines Beobachtungsgebiet geben können. Das kann nun wirklich teuer werden, müsste man doch aus klimatologischer Sicht auch Daten in abgelegenen Berggebieten oder gar aus Gewässern (Bojen, Tiefensonden etc) erheben.

Meiner Ansicht bleibt ein solches Messnetzwerk immer ein Flickenteppich und seine Aussagekraft wird immer in Frage gestellt werden können. Ich denke, es wäre wesentlich kostengünstiger und würde wissenschaftlich mehr bringen, wenn man sich auf ein paar Referenzstationen beschränken würde, deren einzige Aufgabe es wäre, die erhobenen Satellitendaten zu kalibrieren.

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