Klimawandel und Hitzewellen

Der international angesehene US – Klimaforscher James E. Hansen und zwei Kollegen konnten in einer neuen Studie für die letzten 30 Jahre eine statistisch hochsignifikante Zunahme von extremen Hitzewellen im Sommer nachweisen.  Die Wissenschaftler befassten sich nur mit den Temperaturen auf der Nordhalbkugel der Erde, weil für diese die besten Meßreihen vorliegen. Als Referenzperiode dienten die Zeiträume 1951-1980 und 1931-1980.

Ein Zusammenhang mit der Globalen Erwärmung liegt nahe, denn parallel mit der ansteigenden globalen Durchschnittstemperatur im Vergleich zur Referenzperiode 1951-1980 …

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Globale Temperaturanomalie relativ zur über die Jahre 1951-1980 gemittelten globalen Durchschnittstemperatur. Der Temperaturtrend weist eindeutig nach oben. Vorübergehende Phasen einer Abkühlung gehen wahrscheinlich auf Veränderungen der Strahlungsintensität der Sonne und interne Oszillationen des Klimasystems (beispielsweise bei der Stärke der Meeresströmungen) zurück. Quelle: Hansen et al. 2012

… verschob sich bezogen auf genau denselben Zeitraum auch die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Sommertemperaturen zu deutlich höheren Temperaturen:

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Wahrscheinlichkeitsverteilung der Sommertemperaturen in den letzten 30 Jahren im Vergleich zur Referenzperiode 1951-1980. Quelle: Hansen et al. 2012

Darüber hinaus wurde die Kurve der Wahrscheinlichkeitsvertreilung mit der Zeit breiter. Die Temperaturschwankungen nahmen also zu, das Wetter wurde insgesamt extremer.

In der Referenzperiode 1951-1980 kamen Temperaturen, die mehr als drei Standartabweichungen über dem Durchschnittswert der dazugehörigen Kurver der Wahrscheinlichkeitsverteilung lagen praktisch überhaupt nicht vor. Im letzten untersuchten Jahrzehnt 2001-2011 lag die Häufigkeit solcher Ereignisse dagegen schon bei 8% (braunes Flächenstück unter den jeweiligen Kurven)!!

Die Standardabweichung ist ein Maß für die Streuung um den Mittelwert bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung. Sie entspricht der Wurzel aus der Varianz, dem eigentlichen Streuungsmaß, für das die gemessenen positiven und negativen Abweichungen vom Mittelwert zunächst quadriert werden – so bekommt man die Minuszeichen weg –  und anschließend die Summe durch die Gesamtanzahl der Werte geteilt wird.

Auch eine deutlich längere Referenzperiode von 1931-1980 ändert nichts an dem eindeutigen Befund zu den Sommertemperaturen:

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Wahrscheinlichkeitsverteilung der Sommertemperaturen in den letzten 30 Jahren im Vergleich zur Referenzperiode 1951-1980. Quelle: Hansen et al. 2012

Darüber hinaus wurde die Kurve der Wahrscheinlichkeitsvertreilung mit der Zeit breiter. Die Temperaturschwankungen nahmen also zu, das Wetter wurde insgesamt extremer.

In der Referenzperiode 1951-1980 kamen Temperaturen, die mehr als drei Standartabweichungen über dem Durchschnittswert der dazugehörigen Kurver der Wahrscheinlichkeitsverteilung lagen praktisch überhaupt nicht vor. Im letzten untersuchten Jahrzehnt 2001-2011 lag die Häufigkeit solcher Ereignisse dagegen schon bei 8% (braunes Flächenstück unter den jeweiligen Kurven)!!

Die Standardabweichung ist ein Maß für die Streuung um den Mittelwert bei einer Wahrscheinlichkeitsverteilung. Sie entspricht der Wurzel aus der Varianz, dem eigentlichen Streuungsmaß, für das die gemessenen positiven und negativen Abweichungen vom Mittelwert zunächst quadriert werden – so bekommt man die Minuszeichen weg –  und anschließend die Summe durch die Gesamtanzahl der Werte geteilt wird.

Auch eine deutlich längere Referenzperiode von 1931-1980 ändert nichts an dem eindeutigen Befund zu den Sommertemperaturen:

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Standartabweichungen der Landtemperaturen für die Zeiträume 1931-1936 und 2006-2011 im Vergleich zur Referenzperiode 1931-1980. Oben sind jeweils die Prozentzahlen für die Standardabweichungen eingetragen. Quelle: Hansen et al. 2012

Die Flächen mit Temperaturen von zwei oder drei Standardabweichungen über dem Durchschnitt haben allein schon in den letzten 5 Jahren des Untersuchungszeitraumes (2006-2011) sehr deutlich zugenommen. Im Jahre 2011 waren auf 10% der Landfläche die Temperaturanomalien mehr als drei Standardabweichungen über dem Durchschnitt, bei 21% waren es zwischen zwei und drei Standardabweichungen.

Und eben nicht zu vergessen: In der Referenzperiode von 1931-1980 (und auch in der von 1951-1980) kamen mehr als drei Standardabweichungen nahezu überhaupt nicht vor und auch die zwischen zwei und drei  waren selten:

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Standartabweichungen der Landtemperaturen für die Referenzperioden 1931-1980 und 1951-1980. Quelle: Hansen et al. 2012

Wirklich eindrucksvoll, finde ich!

James E. Hansen wurde weltbekannt als einer der ersten Wissenschaftler überhaupt, der vor den Folgen eines menschengemachten Klimawandels warnte. Hansen arbeitet bei der US-Weltraumbehörde NASA am Goddard Institute for Space Studies (GISS).

Jens Christian Heuer

Quelle: Increasing Climate Extremes and the New Climate Dice, James Hansen, Makiko Sato, and Reto Ruedy,2012 (im Volltext auf Hansens Homepage an der Columbia University, New York, www.columbia.edu/).

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