Bild rechts: Septemberwolken und beginnende Laubfärbung. Foto: Stefan Kämpfe
Die langfristige Entwicklung der Septembertemperaturen in Deutschland
Zunächst lohnt ein Blick auf die langfristige Entwicklung der Septembertemperaturen und deren Ursachen. Von 1881 bis 2015 erwärmte sich der September in Deutschland lediglich um etwa 0,9 Kelvin (1Kelvin = 1°C) und damit weit weniger stark, als die meisten anderen Monate. Zwei mögliche Erwärmungsursachen, eine leichte Häufigkeitszunahme der Großwetterlagen mit südlichem Strömungsanteil sowie die insgesamt gestiegenen AMO- Werte (ein Indexwert für die Wassertemperaturen im zentralen Nordatlantik), zeigt die folgende Grafik gleich mit. Eine dritte mögliche Ursache, die Verstädterung sowie die geänderte Landnutzung („Wärmeinseleffekte“ im weitesten Sinne) wurde hier bei EIKE schon oft erläutert und soll bloß erwähnt werden.
Abb. 1: Höhere Septembertemperaturen traten in Deutschland besonders während der AMO- Warmphasen zur Mitte des 20. Jahrhunderts und gegenwärtig auf. Die momentanen Werte erreichen aber bislang nur knapp das Niveau der vorigen Jahrhundertmitte. Außerdem nahm die Häufigkeit der Großwetterlagen mit Südanteil tendenziell mit den AMO- Werten zu, wobei Spitzenwerte bevorzugt am Ende der AMO- Warmphasen auftraten.
KOWATSCH hat das Temperaturverhalten in verschiedenen Zeitabschnitten genauer untersucht. Der größte Teil der bescheidenen Septembererwärmung fand bis etwa 1920 statt. Seit 1945, dem etwaigen Höhepunkt der vergangenen AMO- Warmphase, zeigt sich keinerlei Erwärmung:
Abb. 2: Keine Septembererwärmung in Deutschland seit über 70 Jahren. In diesem Zeitraum nahm die CO2- Konzentration in der Atmosphäre um etwa 90ppm zu; das entspricht einer Steigerung um etwa 30%. Man achte auf die sehr warmen September 1947, 1949 und 1961. Erst 1999 und 2006 wurden deren Werte wieder erreicht beziehungsweise knapp übertroffen.
Die „Septemberhitze“ 2016
Die astronomisch mögliche Sonnenscheindauer und die Sonnenstandshöhe fallen im Septemberverlauf vom Niveau Mitte April auf das von Mitte März zurück. Wenn es so spät im Jahr über viele Tage noch hochsommerlich heiß werden soll, müssen stets drei Voraussetzungen zugleich erfüllt sein, die auch 2016 gegeben waren; nämlich eine maximale Sonnenscheindauer von 10 bis fast 13 Stunden pro Tag, dazu eine Hochdruckwetterlage, bei der die Luftmasse absinkt und sich adiabatisch erwärmt (ein ähnlicher Effekt wie das warm werdende Ventil beim Aufpumpen eines Reifens), und eine Luftströmung mit Südanteil, welche eine subtropische oder gar tropische Luftmasse nach Deutschland führt. Der September ist der letzte Monat im Jahresverlauf, bei dem die Sonnenscheindauer das Verhalten der Lufttemperaturen wesentlich (signifikant) mitbestimmt:
Abb. 3: Die Varianz der Septembertemperaturen wird zu einem guten Drittel von der Sonnenscheindauer bestimmt. Der Zusammenhang ist schwächer als im Spätfrühling und Sommer, aber dennoch signifikant. Das PIK gibt die Sonnenscheindauer nicht als Monatssumme in Stunden, sondern als Stundenmittel je Tag, bezogen auf den ganzen Monat, an. Ein Stundenmittel von 8 (sehr sonnenscheinreich) entspricht einer Monatssumme von 240 Sonnenstunden.
Seit 1893 wird in Potsdam- Telegrafenberg die Sonnenscheindauer erfasst. Sie nahm etwas zu, was eine vierte Ursache für die leichte Septembererwärmung in Deutschland ist:
Abb. 4: Leicht zunehmende Sonnenscheindauer im September in Potsdam. Für ganz Deutschland fehlen leider langfristige Aufzeichnungen, doch dürfte auch im ganzen Land der September etwas sonniger geworden sein.
Die Sonnenscheindauer im September verhielt sich ähnlich wie die AMO (folgende Grafik):
Abb. 5: Nahezu Gleichklang von AMO, Sonnenscheindauer und Lufttemperaturen in Potsdam: Der September war zur Mitte des 20. Jahrhunderts und in den 2000er Jahren etwas sonniger und wärmer als um 1900 und um 1980.
Ein Blick in historische und aktuelle Wetterkarten: Septemberhitze und herbstliche Temperaturstürze sind nichts Neues
Schon zur Monatsmitte hatte der September 2016 mit etwa 80% sein durchschnittliches Monatssoll der Sonnenscheindauer fast erfüllt; doch wie sah es mit den anderen zwei erforderlichen „Zutaten“ für die Septemberhitze aus? Die folgende Wetterkarte zeigt einen leichten Hochdruckeinfluss und eine südöstliche Strömung über Deutschland am 14. September:
Abb. 6: Am 14. September 2016 herrschte mit einer südöstlichen Strömung am Rande einer von Skandinavien zum Balkan reichenden Hochdruckzone noch perfektes, heißes Spätsommerwetter über Deutschland. Über der Bretagne lag bereits ein Tief, welches ostwärts zog und ab 16. September einen jähen Temperatursturz mit starken Regenfällen einleitete.
Aber noch viel später im September, nämlich am 26.09.1982, wurden in Erfurt- Bindersleben 31°C erreicht. Stellvertretend für viele andere ähnliche Hitze- Lagen der Jahre 1947, 1949, 1961, 1999 und 2006 sei nur diese Wetterkarte gezeigt:
Abb. 7: Am 26.09.1982 herrschte eine der Situation von Mitte September 2016 vergleichbare Situation. Man erkennt wieder die Hochdruckzone Skandinavien/Balkan und ein kräftiges Tief, diesmal westlich von Irland. Über Deutschland wehte eine Südwind.
Und dass der Sommer spätestens im September jäh endet, ergibt sich schon aus der herbstlichen Jahreszeit. Über Nordeuropa bildet sich bereits wieder Kaltluft, die bei Winddrehung auf Nord rasch nach Deutschland gelangt und sich hier dann kaum noch erwärmt, so geschehen auch um den 20.September 2016.
Der „Klimawandel“ findet im September nur bei den Häufigkeitsverhältnissen der Großwetterlagen statt
„Klimawandel“ war erdgeschichtlich stets die Regel, auch kurzfristig (siehe Abbildungen 1 und 5). Die Septembertemperaturen stiegen seit 1881 in Deutschland nur unwesentlich und seit gut 70 Jahren überhaupt nicht. Insgesamt dominieren in einem „normalen“ September West- und Zentralhochlagen. Diese nur 6 Großwetterlagen von insgesamt 30 nach der HESS/BREZOWSKY- Klassifikation herrschen im Langjährigen Mittel an fast 50% aller Septembertage; ähnliche Verhältnisse finden sich von Juli bis Februar, während im Frühling und Frühsommer meridionale Lagen (solche mit vorherrschender Nord-, Süd- oder Ostströmung) häufiger sind. Oft ist der September dreigeteilt: Im ersten Monatsdrittel dominieren Hochdruckgebiete über Mitteleuropa (Spätsommer), zur Monatsmitte folgt eine Tiefdruckphase mit Westwetter, danach der viel gerühmte „Altweibersommer“ mit erneuten Hochdruckgebieten über Mitteleuropa. Nicht zufällig beginnen die meisten „Oktoberfeste“, so auch das in München, bereits tief im September, um den häufigen „Altweibersommer“ auszukosten. Auch 2016 war diese Dreiteilung, auf die keinesfalls stets Verlass ist, durchaus gut erkennbar- mit einem Unterschied: Die sie verursachenden Großwetterlagen waren viel stärker meridional ausgerichtet (erst eine südliche, dann eine nördliche Anströmrichtung), während westliche Strömungen zu selten auftraten. Seit etwa 25 Jahren scheinen sich diese für den September eigentlich weniger typischen Extremlagen mit markanten Warm- und/oder Kaltphasen und/oder extremen Niederschlagsverhältnissen zu häufen (1993, 1995, 1996, 1998, 2000, 2002, 2006, 2008, 2009, 2010, 2013, 2014, 2015 und 2016). Bislang waren die wenigen West- und die Zentralhochlagen in ihrer Summe im Langjährigen Mittel meist häufiger als die vielen meridionalen (neuerdings auch kürzer meridiane Lagen genannt), erst in den letzten Jahren wurden sie von letzteren überflügelt. Die folgende Abbildung zeigt die Häufigkeitsentwicklung dieser beiden Wetterlagengruppen (Cluster) und auch eine mögliche Ursache für deren geändertes Häufigkeitsverhalten- die Sonnenaktivität. Denn in Phasen mit höherer Sonnenaktivität, grob gekennzeichnet durch eine größere Anzahl von Sonnenflecken, werden West- und Zentralhochlagen begünstigt, während bei geringerer Sonnenaktivität Meridionale Lagen häufiger auftreten:
Abb. 8: Man achte besonders auf das spiegelbildliche Verhalten der jährlichen Sonnenaktivität (obere, gelbe Kurve) und der Häufigkeit der zu Extremwetter neigenden „meridianen“ oder „meridionalen“ Lagen im September (untere, graue Kurve). Die für den September eigentlich typischen, gemäßigten West- und Zentralhochlagen werden neuerdings hingegen seltener; ob sich dieser Trend fortsetzt, bleibt abzuwarten. Hinweis: Die Sonnenfleckenanzahl bildet die eigentliche Sonnenaktivität (Magnetismus, UV- und Röntgenstrahlung, Radiostrahlung und „Sonnenwind“) nur grob ab; sie ist jedoch als einzige Größe über lange Beobachtungszeiträume sicher verfügbar.
Bislang führte die „Meridionalisierung“ der Strömungsverhältnisse zwar zu mehr Extremwetter im September, aber noch nicht zu einer Abkühlung, weil dank der AMO- Warmphase Südwetterlagen begünstigt werden. Sollte die AMO- Warmphase enden, was man für die nahe Zukunft vermuten, aber nicht sicher vorhersagen kann, so könnte es zu einer Abkühlung kommen. Die von den meisten Solarphysikern für die kommenden Jahrzehnte vorhergesagte geringe Sonnenaktivität macht wenig Hoffnung auf eine baldige, anhaltende Rückkehr der „normalen“ Witterungsverhältnisse im September. In einzelnen Jahren oder Phasen dürfte es trotzdem ganz normale Witterungsabläufe geben; es ändern sich nur die Häufigkeitsverhältnisse.
Nachtrag: Am Tage der Fertigstellung dieses Beitrages, dem 19. September 2016, sollte in den Thüringer Weingütern Weimar und Bad Sulza die Lese beginnen. Sie musste bei kalten 10 bis 12 Grad und Dauerregen abgebrochen werden. Vor kaum einer Woche wurden dort bei knalliger Sonne noch 30 bis 33 Grad gemessen… .
Stefan Kämpfe, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
Wir freuen uns über Ihren Kommentar, bitten aber folgende Regeln zu beachten:
Noch ergänzend zum Beitrag die Korrelationskoeffizienten und Bestimmtheitsmaße für das Septembermittel der Lufttemperatur in Potsdam 1893 bis 2015 (n=123 Jahre)zur Sonnenscheindauer r=0,63, B=39,7%, zur Häufigkeit der Großwetterlagen (GWL) mit Südanteil r=0,37, B=13,7%, zur AMO r=0,222, B=4,9% und zur Gesamtbewölkung in Achteln(leider wird in Potsdam nicht der Anteil der CL-, CM- und CH- Bewölkung beobachtet b.z.w. veröffentlicht) r=minus 0,496, B= 24,6%. Einen bemerkenswert hohen Einfluss haben alle GWL mit Nordanteil mit r=minus0,543, B=29,5%. Alle genannten Korrelationskoeffizienten, selbst der relativ „schwache“ für die AMO, sind auf dem 95%- Niveau signifikant; Grund ist der hohe Stichprobenumfang mit n>100. Im günstigsten Falle (die Bewölkung lasse ich mal weg, weil zu eng mit der Sonnenscheindauer gekoppelt) lassen sich also 39,7%+29,5%+4,9%=74,1% mit nur 3 Einflussgrößen erklären- ein sonnenscheinarmer September bei viel Nordwetter und geringem AMO- Wert wird also sehr wahrscheinlich deutlich zu kühl ausfallen. Die Werte sind im Bezug auf das Deutschland- DWD- Mittel ganz ähnlich; leider gibt es da aber keine derart langfristige Aufzeichnung der Sonnenscheindauer.
@#2: Theodor Heinrich
Sehr geehrter Herr Heinrich,
einmal davon abgesehen, dass Ihr „Kommentar“ vor Schreibfehlern und ganz schlechtem Deutsch nur so strotzt (wer Kritik übt- die ist durchaus willkommen-, sollte aber selbst erst mal die nötige Sorgfalt walten lassen!!!), wäre zu Ihren Anmerkungen Folgendes zu sagen:
1.Die AMO ist nur eine mögliche Ursache. Dass es auch eine anthropogene Ursache geben kann, darauf hatte ich hingewiesen- leider haben Sie den Beitrag nicht richtig gelesen. Über der Abb. 1 steht nämlich folgender Satz: „Eine dritte mögliche Ursache, die Verstädterung sowie die geänderte Landnutzung („Wärmeinseleffekte“ im weitesten Sinne) wurde hier bei EIKE schon oft erläutert und soll bloß erwähnt werden.“
2.Die Abb. 1 und 5 haben Sie sich offenbar auch nicht genau angesehen: Sonst hätten Sie bemerkt, dass die AMO- Werte dort korrekt dargestellt sind- am Ende (rechter Rand der Grafiken) deutlich höher als die zur Mitte des 20. Jh. und auch tendenziell steigend. Ein (möglicher) Grund für die gegenwärtig (noch) sehr hohen AMO- Werte ist die extrem hohe Sonnenaktivität im 20. Jh., die sich erst verzögert bei den Wassertemperaturen auswirkt.
3.Um sehr unterschiedliche Größen wie etwa die Sonnenscheindauer, die Monatsmitteltemperatur und die AMO in einer Abbildung darzustellen, musste ich Indexwerte berechnen (das Verfahren ist gängige Praxis). Die Werte sind so berechnet, dass die Schwankungen und die zeitlichen Fluktuationen erhalten blieben.
4.Noch ein Wort zu dem Verhalten der Sonnenscheindauer. Das wird auch durch die geänderte Landnutzung und Verstädterung (weniger Verdunstung bedeutet weniger Nebel und tiefe Wolken), die anthropogene Luftverschmutzung („Delle“ der 1960er bis 1980er) und die Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen beeinflusst (bei „Südwetter“ liegt Deutschland meist in den Aufheiterungszonen auf der Vorderseite der Tiefdruckgebiete). Und warum gibt es insgesamt mehr S- und SW- Lagen? Weil bei höheren Wassertemperaturen offenbar die Tiefdrucktätigkeit auf dem Ostatlantik zunimmt. Und auf der Vorderseite der Tiefs kommt der Wind nun mal aus südlicher Richtung.
#1: P. Berberich
Grundsätzlich haben Sie Recht, wobei es sich aber nicht um langfristige Korrelationen, sondern um Regressionen handelt. Trotzdem halte ich die Unterschiede zwischen den Monaten für erwähnenswert, denn sie zeigen, dass weitgehend natürliche, wenngleich für sich undeutliche Faktoren die Temperaturentwicklung bestimmen: Im Mai/Juni/Sept., die sich am wenigsten erwärmten, nahm nach den Daten aus Potsdam die Bewölkungsmenge deutlicher zu, als im August, März und April (stärkere Erwärmung). Auch die geänderten Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen, das unterschiedliche Verhalten der Monate hinsichtlich des WI- Effekts und die unterschiedliche Entwicklung der Sonnenscheindauer der Monate des Sommerhalbjahres spielen hierbei eine Rolle. Ergänzend bliebe noch anzumerken, dass die auf den ersten Blick bemerkenswerte Erwärmungsrate des Januars von 1,9K seit 1881 und die der übrigen Wintermonate stets geringer war als deren einfache Standardabweichung, während im August umgekehrte Verhältnisse herrschten, was darauf hinweist, dass dessen relativ große Erwärmung insgesamt vertrauenswürdiger ist. Aber besorgniserregend ist das alles nicht, auch wenn ich die Erwärmung in Deutschland trotz aller statistischen Bedenken für durchaus real halte, wenn man die insgesamt höhere Sonnenscheindauer, die AMO, die WI- Effekte und die geänderten Wetterlagenhäufigkeiten berücksichtigt. Doch auch in der Vergangenheit (MWP, „Römisches Optimum“) gab es wärmere Phasen; schauen wir mal, wie lange uns das Klima noch so mild und wohlgesonnen bleibt, wie momentan.
So wie Herrn Kämpfe verstehe basiert letztendlich alles auf der AMO. Die Sonnenscheindauer, die Südwetterlagen und natürlich auch die Lufttemperaturen. Alles wird durch hohe Werte der AMO begünstigt. Da wir gerade wahrscheinlich das Maximum der aktuellen AMO erreicht haben kann es in Zukunft nur kälter werden.da können wir alle froh sein, dass der Klimawandel laut Herrn Kämpfe nur natürliche Ursachen hat. Oder vielleicht doch nicht? Herr Kämpfe zeigt uns in seinem Artikel viele bunte Grafiken. Leider genüft nicht eine davon grundlegenden wissenschaftlichen Ansprüchen. Herr Kämpfe harinallen Grafiken nur die Abszisse beschriftet nicht jedoch die Ordinaten. Dort steht nur Indexwerte. Da fehlt leider jegliche Aussagekraft. Nirgends ist angegeben auf was indiziert wird. Bei der Darstellung der AMO in Grafik 5 sehen die Werte der aktuellen AMO Periode ähnlich hoch aus wie diejenigen der letzten AMO Periode. Tatsächlich sind die realen, nicht indizierten Werte aber fast doppelt so hoch wie in der Vorperiode. Daas heißt, der Nordatlantik ist in den vergangenen ca. 70 Jahren deutlich wärmer geworden. Warum Herr Kämpfe? Hier schweigen Sie leider. Können Sie mit Sicherheit ausschliessen, dass die Temperaturerhöhungen der letzten 70 Jahre nicht doch anthropogene Ursachen haben? Nein, Herr Kämpfe, Sie können einen anthropogenen Anteil an der Klimaerwärmung nicht sicher ausschließen. Genausowenig wie Klimaalarmiaten den anthropogenen Anteil beweisen können. Ihre Methode mit bunten nichtssagenden Grafiken sind für mich Pseudo-Wissenschaft. Damit dienen Sie nichts und niemanden. DieEr Artikel ist genauso wertlos wie Ihr letzter Artikel über Rekordernten in Thüringen.
„Von 1881 bis 2015 erwärmte sich der September in Deutschland lediglich um etwa 0,9 Kelvin (1Kelvin = 1°C) und damit weit weniger stark, als die meisten anderen Monate.“
Ich habe den vorhergehenden Artikel „Konfidenz-Intervalle* für zeitliche Mittelwerte bei langfristigen Korrelationen: eine Fallstudie zu Anomalien der Temperatur auf der Erde“ gelesen und bin folglich kritisch gegenüber solchen Aussagen. Ich habe die Trends für die monatlichen DWD-Deutschland-Temperaturen für den Zeitraum 1881-2015 berechnet und folgende Werte gefunden:
Monat;Trend °C/Dekade; +/- °C/Dekade
Jan; 0,13; 0,08
Feb; 0,08; 0,06
Mär; 0,13; 0;05
Apr; 0,12; 0,05
Mai; 0,06; 0,05
Jun; 0,05; 0,03
Jul; 0,09; 0,05
Aug; 0,14; 0,05
Sep; 0,07; 0,04
Okt; 0,12; 0,03
Nov; 0,12; 0,04
Dez; 0,11; 0,05
1-12;0,10; 0,03
Wie man sieht stimmen bei Berücksichtigung der Vertrauens-Intervalle alle Monatswerte mit dem Jahres-Mittel überein.