Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland werden. Doch bei langfristigen Prognosen ist das nicht so einfach. Wie Wissenschaftler saisonale Klimaprognosen erstellen.

Von dpa

Winter

Winter Ertsberge.

Foto: DPA/Jan Woitas

Berlin (dpa). Wenn der Oktober warm und schön ist, kommt ein scharfer Winter. Wenn nur langfristige Klimavorhersagen so einfach wären. Aktuell stellt sich die Frage, ob Energie in der kalten Jahreszeit knapp wird.

Herbst und Winter

Fertig machen – nicht nur draußen: Angesichts der heftigen Spritpreise wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter die Heizung so wenig wie möglich aufdrehen.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Helmholtz-Vizepräsident für Energie, Holger Hanselka, prognostizierte kürzlich, dass es bei einem milden Winter wohl keine Engpässe geben werde. Welche Phänomene in Mitteleuropa den Winter beeinflussen, wie saisonale Vorhersagen funktionieren und wie (un)sicher sie sind.

Was beeinflusst den Winterverlauf in Mitteleuropa?

Ein “Strauß an Phänomenen” bestimmt, wie der Winter wird, erklärt Klimaforscher Klaus Pankatz vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Eine relativ große Rolle spielt ein Phänomen in der Stratosphäre über dem Nordpol: der Polarwirbel. Dies kann die Zirkulation der Westwinde beeinträchtigen, die milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa transportieren. Ist diese Zirkulation gestört, kann kalte Luft zu uns gelangen.

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„Wenn der Polarwirbel instabil ist – was im Winter regelmäßig vorkommt – stört er die Stabilität der Westzirkulation. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit von Kälteeinbrüchen“, sagt Pankatz. Die gute Nachricht: „Aktuell ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem hat die Schneedecke in Sibirien und Zentralasien Einfluss auf den Verlauf des nächsten Winters. Der Klimaforscher erklärt: „Eine hohe Schneedecke im Frühwinter verstärkt das kalte sibirische Hochdruckgebiet. Es kann sich im Spätwinter weiter nach Westen ausbreiten und uns dadurch kalte östliche Orte bescheren.“ Bei dieser allgemeinen Wetterlage strömt kontinentale Luft aus dem Osten nach Mitteleuropa.

Wie werden Saisonprognosen erstellt?

Für saisonale Vorhersagen verwenden Computer riesige Datenmengen, um auf Basis spezieller Klimamodelle verschiedene mögliche Wetterszenarien zu simulieren. So berechnen sie die Wahrscheinlichkeit, dass die kommende Jahreszeit feuchter, trockener, wärmer oder kälter wird als im langjährigen Mittel.

Es werden immer relative Angaben gemacht und niemals absolute Werte, wie z. B. bestimmte Temperaturen. „Saisonprognosen sind Klimaprognosen, keine Wettervorhersagen“, erklärt DWD-Klimawissenschaftler Andreas Paxian.

Was sind die Unterschiede zur Wettervorhersage?

Saisonprognosen arbeiten mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse, sagt Pankatz. Die Simulationen der Forscher beziehen sich auf wiederkehrende und langfristige Klimamuster, die sich über große Gebiete erstrecken. „Bei der Vorhersage des Wetters schaut man sich einzelne Tage an, etwa deren Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber sobald man über den Zeitraum von zehn Tagen bis zwei Wochen hinausgeht, muss man mit der Zusammenfassung beginnen und einen Durchschnitt bilden“, beschreibt der Klimawissenschaftler.

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Für die saisonale Prognose wird ein Dreimonatsmittelwert mit dem des Referenzzeitraums verglichen. “Auf der Skala der saisonalen Vorhersagen macht es keinen Sinn, einzelne Tage zu betrachten.” Und genau das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankatz. „Wenn wir sagen: Im Dreimonatsmittel gibt es einen Trend zu wärmeren Bedingungen, dann können in diesem Zeitraum einzelne Tage, Wochen oder sogar ein ganzer Monat kalt sein.“

Welche Daten werden ausgewertet?

Für saisonale Vorhersagen arbeiten die Forscher mit einem Erdsystemmodell. Dazu wird die Erde in dreidimensionale Gitterboxen eingeteilt, in denen der Zustand von Atmosphäre, Meer, Landoberfläche und Meereis beschrieben wird.

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit einer bestimmten räumlichen Auflösung in der Höhe der Atmosphäre und in der Tiefe des Ozeans“, beschreibt Paxian. Zum einen gibt es Messdaten und zum anderen berechnete Werte für die Teile des Erdsystems, für die keine Messdaten vorliegen. Darüber hinaus fließen Annahmen über die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre in die Simulation ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

Die Forscher lassen eine Vielzahl von Werten in ihre Simulation einfließen, die zum Teil auf Hochrechnungen beruhen. “Offensichtlich gibt es eine Menge Unsicherheit”, sagt Paxian. Kennen die Forscher beispielsweise nur das Intervall, in dem ein Startwert liegt, lassen sie das Modell mit anderen Werten rechnen.

Eine weitere Schwierigkeit: Wir kennen längst nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Meer, Landoberfläche und Meereis. Diese sind daher in den aktuellen Simulationen nicht enthalten. Hinzu kommt, dass Computer bei komplexen Berechnungen schnell an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen. Paxian fasst zusammen: „Die Qualität der Prognose hängt davon ab, welcher Zeitraum, welcher Ort und welche Variable berücksichtigt wird.“

Und wie ist die aktuelle Saisonprognose?

Die DWD-Forscher werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele der Modelle im Vergleich zum jeweiligen Referenzzeitraum einen Anteil an warmen, normalen oder kalten Ergebnissen aufweisen. Der DWD selbst führt einen Vergleich für den Zeitraum von 1991 bis 2020 durch, andere beteiligte Modelle arbeiten mit weiter zurückreichenden Bezugszeiträumen.

Der aktuelle Stand laut Paxian: „In den drei Monaten – November, Dezember, Januar – sehen wir einen leichten Trend zu wärmeren Bedingungen.“

© dpa-infocom, dpa:221102-99-350579/4

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