Wärmerer April – Grund zur Freude oder ein Vorzeichen der „Klimakatastrophe“?

Bild rechts: Endlich Frühling: Der April bringt meist Licht, Wärme und Farben zurück- so wie hier im Erfurter Steigerwald. Foto: Stefan Kämpfe.

Teil 1: Die April- Erwärmung und deren Ursachen

Sowohl seit 1881, dem Beginn verlässlicher Temperaturaufzeichnungen in ganz Deutschland, besonders aber seit Mitte der 1980er Jahre, stiegen die deutschen Apriltemperaturen merklich an. Wir betrachten zunächst den Verlauf seit 1986 und vergleichen ihn mit dem in Zentralengland:

Grafik 1: sowohl in Deutschland, als auch in Zentralengland, erwärmte sich der April im Verlaufe der letzten 30 Jahre merklich.

Der April unterscheidet sich somit von den Wintermonaten Dezember, Januar, Februar und auch von März und Mai. Diese zeigen seit 30 Jahren eine Stagnation oder gar einen Temperaturrückgang. Damit nähert sich der April immer mehr dem Mai. Als eine mögliche Ursache der April- Erwärmung kommen geänderte Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen in Betracht. Erwärmend wirken im April besonders alle Lagen mit südlichem Strömungsanteil sowie die Zentralhochlagen HM und BM, während alle Lagen mit nördlichem Strömungsanteil eher abkühlend wirken. Bei langfristiger Betrachtung erkennt man tatsächlich eine Zunahme der erwärmend wirkenden und eine Abnahme der kühlend wirkenden Großwetterlagen:

Grafik 2: Seit 1881 wurden die erwärmend wirkenden Hochdruckwetterlagen (gelblich) und die mit südlichem Strömungsanteil (rot) tendenziell häufiger in Mitteleuropa; kühlend wirkende Lagen mit nördlichem Strömungsanteil hingegen seltener.

In den vergangenen 30 Jahren zeigt sich jedoch ein ganz anderes Bild- eine leichte Häufigkeitsabnahme der erwärmenden Lagen:

Grafik 3: In den der vergangenen 30 Jahren nahm die Häufigkeit nördlicher Lagen zu, die südlicher ab. Bei der großen Streuung sind die Trends für diesen Zeitraum nicht signifikant.

Untersucht man den Einfluss der Häufigkeiten der beiden erwärmend wirkenden Großwetterlagen- Cluster Großwettertyp HM plus Südanteil auf die April- Mitteltemperaturen in Deutschland, so ergibt sich ein merklicher Zusammenhang:

Grafik 4 (Streudiagramm): Aprilmonate, die viele Tage mit Hochdruckwetter und südlichem Strömungsanteil aufwiesen, waren tendenziell wärmer.

Die Großwetterlagenverhältnisse können also die starke April- Erwärmung langfristig zu mehr als 20%, die der vergangenen 30 Jahre jedoch nicht sicher erklären. Käme als nächste mögliche Ursache die steigende Kohlendioxid- Konzentration (CO2) in Betracht. Zunächst zeigen die Trendlinien der April- Temperaturen und der Verlauf der CO2- Konzentration einen Anstieg:

Grafik 5: Zwar nahmen die CO2- Konzentration und die April- Temperaturen seit 1986 tendenziell zu, doch vermag die nahezu gleichförmige CO2- Zunahme die enormen Schwankungen der April- Temperaturen nicht zu erklären.

Doch ist damit die tatsächliche Erwärmungsursache gefunden? Die enormen Schwankungen der April- Werte von Jahr zu Jahr verlangen nach einer anderen Erklärung. Nach den teilweise recht kalten April- Nächten 2016 mit Werten um die Null Grad wärmte tagsüber die Sonne kräftig- ein erster Hinweis auf die wahre Ursache der Entwicklung der April- Temperaturen, denn der April- Sonnenstand entspricht schon etwa dem zwischen Mitte September und Mitte August. Bei der Sichtung der monatlichen Deutschland- Mittel der Sonnenscheindauer fiel uns ein Monat auf, der als einziger seit 1986 um mehr als 50 Stunden pro Monat sonniger wurde, es ist- der April! Ein deutschlandweites Sonnenscheinmittel liegt leider erst seit 1951 vor. Die folgenden zwei Grafiken zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen steigender Lufttemperatur und steigender Sonnenscheindauer seit 1951, besonders aber seit 1986 (letzte 30 Jahre):

Grafiken 6a (oben) und 6b: Sowohl seit 1951, besonders aber seit 1986, nahm die Sonnenscheindauer im April merklich zu und wirkte erwärmend.

Man erkennt die enge „Verzahnung“ beider Größen- die sonnenscheinreichen April- Monate waren meist auch die wärmsten, besonders nach dem Jahr 2005. In Großbritannien (hier nicht als Grafik gezeigt) nahm die Sonnenscheindauer im April ebenfalls stark zu. Der sonnige April 2015 fiel jedoch in Deutschland ausnahmsweise relativ kühl aus, weil er mit 17 Tagen überdurchschnittlich viele nördliche Großwetterlagen aufwies. Um diesen Zusammenhang noch längerfristig zu verifizieren, haben wird die Temperatur- und Sonnenscheindaten der Station Potsdam ausgewertet; sie reichen bis 1893 zurück:

Grafik 7: Das 11- jährige Gleitmittel der Sonnenscheindauer in Potsdam (dicke, gelbe Linie) ähnelt in seinem Verlauf dem der dortigen April- Temperaturen (grün).

In unseren letzten Artikeln haben wir gezeigt, dass die deutschen Monatstemperaturen um die Jahrhundertmitte des letzten Jahrhunderts eine Kältedelle aufweisen, dann angestiegen sind bis zu einem Wendepunkt vor gut 15 Jahren und seitdem wieder kälter werden. siehe: http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/seit-30-jahren-erfolgt-laut-dwd-daten-die-forsythienbluete-in-hamburg-immer-spaeter/ Der April weist diese Kältedelle erst gute 20 Jahre später auf. Die Frage bleibt, ob der April nun die Erwärmung in den nächsten Jahren fortsetzen wird oder nun seinen Wendepunkt erreicht hat.

Auch langfristig (in Grafik 7 als Trendlinien die 11- jährigen Gleitmittel dargestellt) bleibt es jedoch bei der engen Verzahnung- die Sonnenscheindauer bestimmt die Apriltemperaturen ganz wesentlich. Wie eng der Zusammenhang ist, illustriert das folgende Streudiagramm:

Grafik 8: Die Sonnenscheindauer vermag in Potsdam mehr als ein Drittel der Variabilität der April- Temperaturen zu erklären.

Ergebnis: Bei langfristiger Betrachtungsweise lassen sich schätzungsweise insgesamt mehr als 50% der Variabilität der Apriltemperaturen auf eine zunehmende Sonnenscheindauer sowie auf häufigere südliche und Hochdruckwetterlagen zurückführen. In den vergangenen 30 Jahren wirkte die besonders stark zunehmende Sonnenscheindauer massiv erwärmend, möglicherweise eine Folge der Luftreinhaltemaßnahmen und der hohen Sonnenaktivität.

Weitere Erwärmungsursachen im April

Schon oft haben wir hier bei EIKE über WI- bedingte Erwärmungseffekte im weitesten Sinne berichtet. Unter anderem untersuchten wir den verstädterungsbedingten Erwärmungseffekt anhand von Stationsvergleichen zwischen Berlin und dem Umland monatsweise. Hierbei wies der April den stärksten Temperaturunterschied aller Monate zwischen Stadt und Umland auf. In der Stadt werden kalte Tage durch zusätzliches Heizen erwärmt, und an heiteren Tagen heizt die Sonne die trockene Betonlandschaft verstärkt auf. Die Folgen sieht man im nächsten Diagramm:

Grafik 9: Von 1981 bis 2010 gefundene UHI- Differenzen in Kelvin, gebildet aus den Mitteln dreier urbaner Stationen in Berlin und dreier ländlicher Stationen in Brandenburg. Hohen, verstädterungsbedingten Differenzen von über 0,8 K im April stehen geringere im Spätsommer/Frühherbst gegenüber. Die jahreszeitlich bedingten UHI- Effekte sind in Berlin eng mit geänderten Sonnenscheinverhältnissen- und Großwetterlagenhäufigkeiten verknüpft.

Auch der Vergleich der WI-behafteten Deutschlandtemperaturen mit der fast WI-freien Station Amtsberg-Dittersdorf (Erzgebirge) zeigt den deutlichen WI- Unterschied im April:

Grafik 10: In den 30 Jahren des Betrachtungszeitraumes beträgt die WI-Differenz fast 0,8 Kelvin.

Auch die Entwässerung der Landschaft sowie der massive Ausbau der Wind- und Solarenergie in der früher unberührten Landschaft dürften zur Erwärmung beigetragen haben. Als letzte Erwärmungsursache kommt die sogenannte AMO (Atlantische Mehrzehnjährige Oszillation) in Betracht, eine Schwankung der Wassertemperaturen im zentralen Nordatlantik, welche alle 50 bis 70 Jahre, so auch gegenwärtig, ein Maximum aufweist. Bei AMO- Maxima sind die deutschen Apriltemperaturen tendenziell erhöht. Dieser Zusammenhang zeigt sich sowohl in der besonders anschaulichen, aber oft kritisierten Darstellung mit polynomischen Ausgleichskurven, als auch bei den 11- jährigen Gleitmitteln:

Grafiken 11a und 11b: Auch zwischen der Atlantischen Mehrzehnjährigen Oszillation (AMO, vereinfacht ausgedrückt, eine Wassertemperaturschwankung im zentralen Nordatlantik, jeweils obere, blaugrüne Kurven) und den Apriltemperaturen in Deutschland (untere, dunkelgrüne Kurven) besteht ein merklicher Zusammenhang. In den AMO- Positiv- Phasen (höhere Wassertemperaturen) ist der April in Deutschland tendenziell wärmer. Dies zeigt sich sowohl bei der Darstellung mit den polynomischen Ausgleichskurven 6. Grades (oben) als auch im gleitenden, 11- jährigen Durchschnitt.

Zusammenfassung und Ausblick: Die merkliche Aprilerwärmung in Deutschland ist vor allem eine Folge der zunehmenden Sonnenscheindauer gewesen, doch auch geänderte Großwetterlagenhäufigkeiten, die zunehmende Bebauung, Verstädterung und Landschaftsveränderungen (WI- Effekte im weitesten Sinne) und die gegenwärtig noch hohen Wassertemperaturen in Teilen des Nordatlantiks wirkten erwärmend. Da die solaren Effekte weitgehend ausgereizt sind, die Sonnenaktivität abnimmt und die AMO aufgrund ihrer Rhythmik demnächst in die Negativ- Phase übergehen dürfte, halten wir eine Stagnation oder gar einen Rückgang der deutschen April- Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten für durchaus wahrscheinlich.

Teil 2 dieses Beitrages folgt in der letzten Aprildekade – mit guten Nachrichten für Naturfreunde, Landwirte und Gärtner.

Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher

Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher