Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland werden. Doch bei langfristigen Prognosen ist das nicht so einfach. Wie Forscher saisonale Klimavorhersagen machen.

Von dpa

Winter

Wintererzgebirge.

Foto: DPA/Jan Woitas

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

Herbst und Winter

Fertig – nicht nur draußen: Aufgrund steigender Gaspreise wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter die Heizung so weit wie möglich reduzieren.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Der Helmholtz-Vizepräsident für Energie, Holger Hanselka, prognostizierte kürzlich, dass es bei einem milden Winter wohl zu keinen Engpässen kommen werde. Welche Phänomene in Mitteleuropa im Winter wirken, wie saisonale Vorhersagen funktionieren und wie (un)sicher sie sind.

Was beeinflusst den Winterkurs in Mitteleuropa?

„Ein Strauß an Phänomenen“ bestimmt, wie der Winter aussehen 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 Westwindzirkulation beeinträchtigen, die milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa transportiert. 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 von Kälteeinbrüchen“, sagt Pankatz. Die gute Nachricht: „Im Moment ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem beeinflusst die Schneedecke in Sibirien und Zentralasien den Verlauf des nächsten Winters. Der Klimaforscher erklärt: „Eine hohe Schneedecke im Frühwinter verstärkt das sibirische Kalthochdruckgebiet. Sie kann sich im Spätwinter weiter nach Westen ausbreiten und uns dadurch kalte Ostwinde bringen.” Bei dieser allgemeinen Wetterlage strömt kontinentale Luft aus dem Osten Richtung 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 nächste Saison nasser, trockener, wärmer oder kälter wird als im langjährigen Durchschnitt.

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

Was sind die Unterschiede zur Wettervorhersage?

Saisonprognosen arbeiten mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse, sagt Pankatz. Die Simulationen der Wissenschaftler beziehen sich auf wiederkehrende und länger andauernde 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.

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Bei der saisonalen 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 Wissenschaftler mit einem Erdsystemmodell. Dazu wird die Erde in dreidimensionale Gitterboxen eingeteilt, in denen der Zustand der Atmosphäre, des Ozeans, der Erdoberfläche und des Meereises 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. Dabei handelt es sich einerseits um Messdaten und andererseits um 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 Simulation ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

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

Eine weitere Schwierigkeit: Wir kennen längst nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, 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 betrachtet wird.“

Und wie sieht die aktuelle Saisonprognose aus?

Die DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele Modelle bezogen auf den jeweiligen Bezugszeitraum einen Anteil warmer, normaler oder kalter Ergebnisse 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: „Während der drei Monate – November, Dezember, Januar – sehen wir einen leichten Trend zu wärmeren Bedingungen.“

© dpa-infocom, dpa:221102-99-350579/4

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