Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland sind. Aber bei langfristigen Prognosen ist nicht alles so einfach. Wie Forscher saisonale Klimavorhersagen machen.

Von dpa

im Winter

Wintererzgebirge.

Foto: DPA/Jan Wojtas

Berlin (dpa). Wenn der Oktober warm und sonnig ist, dann kommt ein strenger Winter. Wenn nur langfristige Klimavorhersagen so einfach wären. Nun stellt sich die Frage, ob es in der kalten Jahreszeit zu Energieknappheit kommt.

Herbst und Winter

Einpacken ist nicht nur draußen: In Verbindung mit den rasant gestiegenen Gaspreisen wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter möglichst wenig die Heizung aufdrehen.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Helmholtz-Vizepräsident für Energie, Holger Hanzelka, prognostizierte kürzlich, dass es bei einem milden Winter voraussichtlich 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 von Phänomenen” bestimmt, wie der Winter aussehen wird, erklärt Klimatologe 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 des Westwindes beeinträchtigen, der weiche, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa trägt. Ist diese Zirkulation gestört, kann kalte Luft zu uns gelangen.

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„Wenn der Polarwirbel instabil ist – was im Winter üblich ist – stört er die Stabilität der Westwindzirkulation. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, sich zu erkälten“, sagt Pankats. Die gute Nachricht: „Im Moment ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem wird der Verlauf des nächsten Winters durch die Schneedecke in Sibirien und Zentralasien beeinflusst. Der Klimatologe erklärt: „Die hohe Schneedecke zu Beginn des Winters verstärkt das kalte sibirische Hochdruckgebiet. Es kann sich im Spätwinter weiter nach Westen ausbreiten und uns als Ergebnis kalte östliche Orte bringen.’ Bei dieser allgemeinen Wetterlage strömt kontinentale Luft von 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.

Dabei werden immer relative Aussagen gemacht und niemals absolute Werte wie bestimmte Temperaturen angegeben. „Saisonprognosen sind Klimaprognosen, keine Wettervorhersagen“, erklärt DWD-Klimaforscher Andreas Paksian.

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Wie unterscheidet es sich von der Wettervorhersage?

Saisonprognosen arbeiten mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse, sagt Pankac. Die Simulationen der Wissenschaftler beinhalten periodische und längerfristige 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 anfangen zu summieren, zu mitteln“, beschreibt der Klimaforscher.

Bei einer saisonalen Prognose ist dies ein Drei-Monats-Durchschnitt, der mit dem Basiszeitraum verglichen wird. “Es macht keinen Sinn, einzelne Tage auf einer saisonalen Prognoseskala zu betrachten.” Und das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankac. „Wenn wir sagen, dass es einen dreimonatigen durchschnittlichen Erwärmungstrend gibt, dann können einzelne Tage, Wochen oder sogar ein ganzer Monat in diesem Zeitraum kalt sein.“

Welche Daten werden ausgewertet?

Für saisonale Vorhersagen arbeiten Wissenschaftler mit einem Modell des Erdsystems. Dazu wird die Erde in dreidimensionale Gitter eingeteilt, die den Zustand von Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis beschreiben.

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit einer bestimmten räumlichen Auflösung an der Spitze der Atmosphäre und tief im Ozean“, beschreibt Paxian. Dies sind einerseits Messdaten, andererseits berechnete Werte für jene Teile des Erdsystems, für die keine Messdaten vorliegen. Darüber hinaus fließen Annahmen über die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre in die Modellierung ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

Wissenschaftler beziehen eine Vielzahl von Werten in ihre Simulation ein, die zum Teil auf Hochrechnung beruhen. “Natürlich gibt es eine Menge Unsicherheit”, sagt Paxian. Kennen Wissenschaftler beispielsweise nur den Bereich, in dem der Ausgangswert liegt, lassen sie das Modell mit anderen Werten rechnen.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass wir längst nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis kennen. Daher sind sie in der aktuellen Simulation nicht enthalten. Hinzu kommt, dass Computer bei komplexen Berechnungen schnell an ihre Leistungsgrenzen stoßen. Paxian fasst zusammen: „Die Qualität der Prognose hängt davon ab, welcher Zeitraum, welcher Ort und welche Variable berücksichtigt wird.“

Und wie sieht die aktuelle Saisonprognose aus?

DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu zählen sie, wie viele Modelle bezogen auf den entsprechenden Referenzzeitraum einen Anteil warmer, normaler oder kalter Ergebnisse aufweisen. Der DWD selbst vergleicht von 1991 bis 2020, die anderen beteiligten Modelle arbeiten mit darüber hinausgehenden Basiszeiträumen.

Die aktuelle Situation, so Paksian: „Seit drei Monaten – November, Dezember, Januar – sehen wir einen leichten Erwärmungstrend.“

© dpa-infocom, dpa:221102-99-350579/4

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