Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt es in Deutschland ist. Aber bei langfristigen Prognosen ist das nicht so einfach. Wie Forscher saisonale Klimaprognosen erstellen.

Von dpa

Winter

Wintererzgebirge.

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 es in der kalten Jahreszeit zu Energieengpässen kommt.

Herbst und Winter

Sperren – nicht nur draußen: Angesichts der explodierenden Gaspreise 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 voraussichtlich keine Engpässe geben werde. Welche mitteleuropäischen Phänomene den Winter beeinflussen, wie saisonale Vorhersagen funktionieren und in welchem ​​Ausmaß (unsicher).

Was beeinflusst den Winterverlauf in Mitteleuropa?

Das “Phänomenbündel” bestimmt, wie der Winter aussehen wird, erklärt Klimaforscher Klaus Pankatz vom Deutschen Wetterdienst (DWD). In der Stratosphäre über dem Nordpol spielt ein Phänomen eine relativ große Rolle: der Polarwirbel. Dies kann die Westwindzirkulation beeinträchtigen, die leichte, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa trägt. Ist dieser Kreislauf 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 Westwindzirkulation. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Erkältung“, sagt Pankatz. Die gute Nachricht: „Im Moment ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem beeinflusst die sibirische und zentralasiatische Schneedecke den Verlauf des darauffolgenden Winters. Der Klimaforscher erklärt: „Die hohe Schneedecke im Frühwinter verstärkt das kalte Hochdruckgebiet in Sibirien. Im Spätwinter könnte es sich weiter nach Westen ausbreiten und uns dadurch kalte Ostwinde bringen.“ Bei dieser allgemeinen Wetterlage strömt kontinentale Luft von Osten nach Mitteleuropa.

Wie werden Saisonprognosen erstellt?

Für saisonale Vorhersagen verwenden Computer riesige Datenmengen, um mithilfe spezialisierter Klimamodelle verschiedene mögliche Wetterszenarien zu simulieren. So berechnen sie die Wahrscheinlichkeit, dass die nächste Saison nasser, trockener, heißer oder kälter wird als im langjährigen Durchschnitt.

Sie machen immer relative Aussagen und geben niemals absolute Werte wie etwa bestimmte Temperaturen an. „Saisonprognosen sind Klimaprognosen, keine Wettervorhersagen“, erklärt DWD-Klimawissenschaftler Andreas Paxian.

Wie unterscheidet es sich von einer Wettervorhersage?

Saisonale Prognosen arbeiten mit einem “Gedächtnis” von langfristigen Trends, sagt Pankatz. Die Simulationen der Wissenschaftler beinhalten wiederkehrende und lang anhaltende Klimamuster, die sich über große Gebiete erstrecken. „Bei der Vorhersage des Wetters berücksichtigt man die einzelnen Tage, zum Beispiel deren Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber sobald es über den Zeitraum von zehn Tagen zwei Wochen hinausgeht, muss man anfangen zu aggregieren und zu mitteln“, beschreibt der Klimawissenschaftler.

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Bei der saisonalen Prognose wird ein Dreimonatsmittelwert mit dem Basiszeitraum verglichen. “Auf einer saisonalen Prognoseskala macht es keinen Sinn, einzelne Tage zu betrachten.” Und genau das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankatz. „Wenn wir sagen: Im Dreimonatsdurchschnitt ist es tendenziell wärmer, dann kann es in dieser Zeit an manchen Tagen, Wochen oder sogar einem ganzen Monat kalt werden.“

Welche Daten werden ausgewertet?

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

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit einer bestimmten räumlichen Auflösung, hoch in 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. Zusätzlich fließen Annahmen über die atmosphärische Konzentration von Treibhausgasen in die Simulation ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

Wissenschaftler lassen eine enorme Anzahl von Werten in ihre Simulationen einfließen, die zum Teil auf Hochrechnungen beruhen. “Natürlich gibt es viel Unsicherheit”, sagt Paxian. Kennen Wissenschaftler beispielsweise nur den Bereich, in dem ein Startwert zu finden ist, lassen sie das Modell andere Werte berechnen.

Eine weitere Schwierigkeit: Wir kennen noch lange nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis. Daher sind sie 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 betrachtet werden.“

Und wie sieht die aktuelle Saisonprognose aus?

DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle in Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele der Modelle ein Verhältnis von warmen, normalen oder kalten Ergebnissen im Vergleich zum gegebenen Referenzzeitraum aufweisen. Der DWD selbst vergleicht den Zeitraum von 1991 bis 2020, andere Modelle arbeiten mit älteren Referenzzeiträumen.

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

© dpa-infocom, dpa:221102-99-350579/4

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