Kenneth Richard

Da die aktuellen, dem Stand der Technik entsprechenden allgemeinen Zirkulationsmodelle (GCMs) nicht in der Lage sind, die Trends und Abweichungen der globalen Niederschläge in den letzten 84 Jahren (1940-2023) zu simulieren, sollte ihre Nützlichkeit überdacht werden.

Hydrologische Prozesse – Ozeanzirkulation, Wasserdampf, Wolken – Schlüsselkomponenten des Klimas, welche die Auswirkungen der anthropogenen CO₂-Emissionen leicht um den Faktor 2100 in den Schatten stellen (Koutsoyiannis, 2021).

Die Auswirkung der Variabilität der Wolkendecke auf die Temperatur ist so ungewiss und unsere Messkapazitäten für den Wolkeneffekt sind so primitiv, dass selbst die NASA zugeben musste, dass „die heutigen Modelle in ihrer Genauigkeit um das Hundertfache verbessert werden müssen“, um aktuelle oder künftige Temperaturveränderungen auch nur ansatzweise auf den Anstieg des atmosphärischen CO₂-Gehaltes zurückführen zu können.

Quelle: NASA.gov

Inhalt: Da es so viele Möglichkeiten für Veränderungen gibt, müssen Klimatologen wissen, wie die Wolken auf der gesamten Erde reagieren werden. Um diese Reaktion zu bestimmen, werden Computermodelle des globalen Klimas benötigt, mit denen sich verändernde Bedingungen erforscht werden können. Klimamodelle sind mathematische Gleichungen, die die Eigenschaften der Erdatmosphäre an bestimmten Orten und zu bestimmten Zeiten sowie die Art und Weise beschreiben, wie sich diese Eigenschaften ändern können. Die Herausforderung für Klimamodelle besteht darin, die wichtigsten physikalischen Prozesse, einschließlich der Wolkenmikrophysik und der Wolkendynamik, nebst ihren komplexen Wechselwirkungen genau genug zu erfassen, um Klimavorhersagen für Dutzende von Jahren in die Zukunft zu ermöglichen. Wenn moderne Modelle Informationen über den gegenwärtigen Zustand der Erde erhalten – die Größe, Form und Topographie der Kontinente, die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Menge des Sonnenlichts, die auf den Globus trifft -, schaffen sie künstliche Klimate, die dem realen Klima mathematisch ähneln: Ihre Temperaturen und Winde sind auf etwa 5 % genau, aber ihre Wolken und Niederschläge sind nur auf etwa 25-35 % genau. Solche Modelle können auch die Temperaturen und Winde des Wetters viele Tage im Voraus genau vorhersagen, wenn sie Informationen über die aktuellen Bedingungen erhalten.

Leider ist eine solche Fehlerspanne viel zu groß, um eine zuverlässige Vorhersage über Klimaveränderungen zu machen, wie sie sich aus der zunehmenden Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre ergeben werden. Eine Verdoppelung des atmosphärischen Kohlendioxids (CO₂), simuliert für die nächsten 50 bis 100 Jahre, wird die Strahlungsbilanz an der Oberfläche voraussichtlich nur um etwa 2 Prozent verändern. Aktuellen Klimamodellen zufolge könnte eine solch geringe Veränderung die globale mittlere Temperatur um 2 bis 5°C erhöhen, was dramatische Folgen haben könnte. Wenn eine Veränderung von 2 % so wichtig ist, dann muss ein Klimamodell, um nützlich zu sein, eine Genauigkeit von etwa 0,25 % haben. Die heutigen Modelle müssen also um das Hundertfache verbessert werden, eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. Um ein besseres Verständnis der Wolken, der Strahlung und des Niederschlags sowie vieler anderer Klimaprozesse zu entwickeln, benötigen wir wesentlich bessere Beobachtungen.

Eine weitere Komplikation besteht darin, dass Wolken in vielen Formen auftreten, je nach den Wetterbedingungen, die sie verursachen. Niedrige, direkt über dem Ozean hängende dichte Schichten von Stratocumulus-Wolken kühlen mehr, als dass sie heizen. Sie schirmen das einfallende Sonnenlicht wirksam ab, und weil sie niedrig – und damit warm – sind, strahlen sie fast so viel Wärmestrahlung nach oben ab wie die Oberfläche. Im Gegensatz dazu reflektieren die dünnen, luftigen Zirruswolken in einer Höhe von 6000 Metern und mehr nur wenig Sonnenlicht, aber sie sind so kalt, dass sie den größten Teil der auf sie treffenden Wärmestrahlung absorbieren. Daher wärmen sie mehr als dass sie kühlen. Der kühlende Nettoeffekt der Wolken ist die Summe einer großen Anzahl solcher spezifischer Effekte, von denen sich viele gegenseitig aufheben.

Atmosphärenwissenschaftler sind sich seit fast zwei Jahrzehnten bewusst, dass die komplexen Auswirkungen von Wolken auf Strahlung und Wasseraustausch eine große Herausforderung für das Verständnis des Klimawandels darstellen. Auf einer internationalen Forscherkonferenz in Stockholm im Jahr 1974 wurde die Notwendigkeit eines besseren Verständnisses der Wolken als eines der beiden größten Hindernisse für weitere Fortschritte in der Klimaforschung hervorgehoben. Das zweite war die unzureichende Kenntnis der Meeresströmungen. Jüngste Vergleiche der Vorhersagen verschiedener Computerklimamodelle zeigen, dass das Problem nicht verschwunden ist. So verringern Wolken in einigen Modellen den Netto-Treibhauseffekt, während sie ihn in anderen verstärken.

In diesem Sinne wird in einer neuen Veröffentlichung von Dr. Koutsoyiannis, einem Hydrologen, der Nutzen der heutigen Klimamodelle statistisch bewertet. Er dokumentiert die Fähigkeit der allgemeinen Zirkulationsmodelle, Trends und Schwankungen der globalen (hemisphärischen) Niederschläge seit 1940 zu simulieren.

Die Ergebnisse sind nicht ermutigend. Die besten Computermodelle, die wir haben, können nicht genau simulieren, was in der realen Welt geschieht.

[Hervorhebung vom Übersetzer]

„Es stellt sich heraus, dass die von den Klimamodellen simulierten Niederschläge auf der Jahresskala nicht mit der Realität übereinstimmen…“

Wenn die Modelle so eingestellt werden, dass sie die Vorgänge auf kontinentaler Ebene bewerten, verschlechtert sich ihre Leistung noch weiter. Diese Modellierungsfehler lassen Zweifel aufkommen, ob GCMs überhaupt sinnvoll sind.

„Wird der Maßstab von der Hemisphäre auf den Kontinent verlagert, d. h. wird Europa untersucht, ist die Leistung der Modelle selbst auf großen Zeitskalen schlecht. Daher ist die Nützlichkeit der Ergebnisse von Klimamodellen für hydrologische Zwecke zweifelhaft.“

Link: https://notrickszone.com/2025/02/11/new-study-todays-climate-models-do-not-agree-with-reality-and-thus-their-usefulness-is-doubtful/

Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE

 

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