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Copernicus

Klimarelevante Daten gewinnen in einer zunehmend extremen Welt an Einfluss

Waldbrand in Hisaronu, einem Viertel des türkischen Badeorts Marmaris, am 2. August 2021
Waldbrand in Hisaronu, einem Viertel des türkischen Badeorts Marmaris, am 2. August 2021   -   Copyright  Getty Images

Extreme Wetterereignisse werden häufiger und intensiver auftreten, warnt der IPCC. Wie können Klimadaten einen Beitrag leisten?

Die Medien bezeichneten diesen Brand als Weckruf für den Klimaschutz. Im vergangenen Monat hat der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) in seinem jüngsten Bericht möglicherweise die stärkste Warnung der Wissenschaft vor den Auswirkungen des Klimawandels ausgesprochen, der die meisten Regionen unseres Planeten betreffen wird. Es schien fast schicksalhaft. Der Sechste Bewertungsbericht des IPCC, Working Group One (WGI), der sich mit den physikalischen Veränderungen unseres Klimas befasst, wurde veröffentlicht, nachdem monatelang extreme Ereignisse den Globus von China bis Nordamerika erschüttert hatten und die Erinnerung an die gewaltigen Überschwemmungen in Europa noch allgegenwärtig war.

„Am auffälligsten ist die Erkenntnis, dass sich der Klimawandel in allen Regionen der Erde vollzieht", so Dr. Robert Vautard, Klimawissenschaftler und Direktor des Pierre-Simon-Laplace-Instituts. „Wir können den Wandel jetzt in vollem Umfang nachvollziehen, was den Klimaprojektionen mehr Vertrauen verleiht“, führt Dr. Vautard aus und fügt hinzu, dass das neueste Update dreißig Jahre nach dem Erscheinen des ersten IPCC-Berichts auch das kühnste ist. „Der Bericht geht weit über die globalen Prognosen hinaus und vermittelt einen Überblick über das Schicksal aller wichtigen Einflussfaktoren, die in den kommenden Jahrzehnten auftreten werden, von Klimaextremen über die Schneedecke bis hin zu Überschwemmungen an den Küsten. Es handelt sich um einen erschöpfenden und hilfreichen Bericht, der sich insbesondere durch seine Präzision auszeichnet.“

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Die Sicht des IPCC auf extreme Wetterverhältnisse

Zum ersten Mal in seinen physikalischen Bewertungsberichten widmete der IPCC ein Kapitel den Wetter- und Klimaextremen in einem sich verändernden Klima und untersuchte den Zusammenhang zwischen steigenden globalen Temperaturen und der Wahrscheinlichkeit, dass wir heftigere Wettermuster und -ereignisse erleben. Die Wahrscheinlichkeit ist gestiegen, warnt der Bericht mit größerer Gewissheit als in früheren Berichten. Jede zusätzliche Erwärmung um 0,5 °C wird zu spürbaren Veränderungen bei extremen Hitzeperioden, Starkniederschlägen und Dürren, tropischen Wirbelstürmen und Hitzewellen im Meer führen, die in vielen Regionen häufiger und intensiver auftreten könnten.

Extreme Hitzeperioden sind bereits auf dem größten Teil der Landoberfläche der Erde intensiver, während Hitzewellen im Meer seit den 1980er-Jahren doppelt so häufig auftreten. In den letzten vier Jahrzehnten kam es auf beiden Hemisphären zu einer Zunahme der Niederschläge in Verbindung mit Stürmen und einer Verlagerung der Sturmrouten von den mittleren Breiten in Richtung der Pole. Auch intensivere tropische Wirbelstürme haben zugenommen, während sich Taifune im westlichen Nordpazifik weiter nördlich bilden als früher.

„Im Jahr 2012 erschien ein Sonderbericht über Extremereignisse, jedoch hat die Wissenschaft seitdem große Fortschritte erzielt“, so Dr. Rasmus Benestad, Klimawissenschaftler am Norwegischen Meteorologischen Institut. „Gemäß dieses Berichts von 2021 können wir jetzt mit größerer Sicherheit sagen, dass die Extreme, die wir beobachten, mit der globalen Erwärmung und den zunehmenden Treibhausgasen in der Atmosphäre einhergehen.“

Die Vorhersage künftiger Ereignisse für eine 2 °C wärmere Welt kann mit größerer Sicherheit erfolgen als dies für eine Erwärmung von 1,5 °C der Fall war, heißt es in dem Bericht. Bei einer Erwärmung um mehrere Grad schätzen Experten, dass feuchtes Wetter noch feuchter wird, was in vielen Regionen Europas, Nordamerikas und des Pazifiks zu mehr Überschwemmungen führen wird. Im Durchschnitt werden die Niederschläge in den Polarregionen, in den meisten Teilen Asiens, Nordeuropas und Nordamerikas zunehmen, während schwerere Dürreperioden in Afrika, Südamerika und Südeuropa häufiger auftreten werden, so die IPCC-Experten.

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Der IPCC warnt aber auch davor, dass noch nie dagewesene Ereignisse häufiger auftreten werden, und zwar mit einer höheren Wahrscheinlichkeit selbst in einer um 1,5 °C wärmeren Welt.

Dr. Francisco Doblas Reyes, seinerseits Leiter der Abteilung für Geowissenschaften am Barcelona Supercomputing Centre war an der Vorbereitung des IPCC-Berichts beteiligt und gab zu Protokoll, dass es die neue Formulierung des Berichts war, die die Aufmerksamkeit der Weltöffentlichkeit auf sich zog. „Die Menschen interessieren sich sehr für Begriffe wie „beispiellos“ im Zusammenhang mit Klimaveränderungen, die es in den letzten Jahrtausenden nicht gegeben hat. Frühere Berichte warnten bereits vor den Ereignissen, die wir heute erleben, und wir sagen jetzt voraus oder geben zumindest Informationen darüber, was in den nächsten 20 Jahren und darüber hinaus wahrscheinlich passieren wird“, so Dr. Doblas Reyes.

Extreme treffen den größten Teil des Jahres 2021 hart

Als der IPCC seinen Bericht veröffentlichte, kamen seine Warnungen über die zunehmende Häufigkeit von Extremereignissen im Anschluss an einen extremen Sommer. Über den Bericht hinaus suchen Wissenschaftler in der ganzen Welt immer noch nach Erklärungen für diese Ereignisse und danach, ob der Mensch einen Anteil an ihrer Entstehung hat. Dr. Doblas Reyes sagt, dass die extreme Hitzewelle in Britisch-Kolumbien im Juli dieses Jahres besonders wichtig war. „Einerseits hatte sie erhebliche Auswirkungen auf die Gesellschaft und die Wirtschaft, auf der anderen Seite war sie beispiellos und unvorhersehbar - dies zeigt uns, dass es Ereignisse gibt, die jenseits unserer Warnkapazität liegen und unvorstellbar sind. Wir sprechen hier von Temperaturen nahe 50 °C, die die Modelle nicht einmal simuliert haben.“

„Die Ereignisse in diesem Sommer haben die Rekorde bei weitem gebrochen“, erklärte Dr. Vautard. Der Fall der Hitzewelle in Britisch-Kolumbien reiht sich in Ereignisse ein, die nur alle 1.000 Jahre auftreten. „Wir erkannten einen klaren Erwärmungstrend, aber wir konnten einen solchen Sprung nicht erahnen; es ist immer noch möglich, dass dies zufällig geschah, aber gleichzeitig ist es wirklich faszinierend, ein Ereignis zu sehen, das einmal in 1.000 Jahren auftritt. Unsere Studie zeigt [neben dem IPCC-Bericht], dass dieses Ereignis ohne den Klimawandel noch außergewöhnlicher und nahezu völlig unmöglich gewesen wäre“, berichtet Dr. Vautard.

Lake Mead National Recreation Area und Marina mit Winterwolken und rekordverdächtig niedrigem Wasserstand. Im Jahr 2021 aufgenommen.
© Getty ImagesLake Mead National Recreation Area und Marina mit Winterwolken und rekordverdächtig niedrigem Wasserstand. Im Jahr 2021 aufgenommen.

Hitzerekorde wurden nicht nur in Kanada gebrochen; in Sibirien trugen sie zu den bisher größten Waldbränden der Region bei. Auch Europa hat seinen Hitzerekord gebrochen: Auf der Insel Sizilien wurden im August 48,4 °C gemessen. „Wenn wir uns regionale Extreme wie Starkniederschläge ansehen, ist es jetzt viel klarer als noch vor zehn Jahren, dass wir in vielen Regionen - in Asien, Nordeuropa, Nordamerika und anderen - Signale haben“, erklärt Dr. Vautard. „Wir registrieren eine Zunahme von Hitzewellen und Hitzeextremen und eine Abnahme von Kälteextremen.“

Neben den Hitzewellen sorgte in diesem Sommer eine andere Art von Ereignis für Schlagzeilen. Das Ausmaß der Flussüberschwemmungen in Deutschland, Belgien und den Niederlanden verblüffte die Behörden durch die hohe Zahl der betroffenen Menschen und die großen Schäden, während starke Regenfälle in London Sturzfluten und in der Türkei Schlammlawinen verursachten. Was Europa betrifft, so ist Dr. Benestad davon überzeugt, dass der Kontinent die Veränderungen in den Niederschlagsmustern am stärksten zu spüren bekommen wird.

Bessere Daten zu Extremen

„Es besteht ein zunehmender Bedarf nach einem Verständnis der erlebten Ereignisse“, so Dr. Vautard. „Jeden Tag oder jede Woche hören wir, dass etwas falsch läuft. Deshalb ist es wirklich wichtig, zu klären, ob der Klimawandel zu diesen Ereignissen beigetragen hat. Hier kommt die Wissenschaft ins Spiel, die sich mit Daten, Modellen und Fakten befasst.“

„Globale Klimamodelle (GCMs) sind präziser geworden, und es existiert heute eine neue Generation von Regionalmodellen, die detailliertere Prognosen ermöglicht“, führte Dr. Vautard aus. „Auch die Beobachtungen haben sich verbessert - wir verfügen über eine höhere Zahl an Datensätzen, und wir wissen mehr darüber, ob Datensätze zur Abschätzung langfristiger Trends verwendet werden können oder nicht, da wir die Veränderungen, die wir sehen, nicht direkt interpretieren können.“ Im Falle der Überschwemmungen in diesem Sommer in Europa, die ein begrenztes Gebiet betrafen, sagt Dr. Vautard, dass sie in einem größeren Maßstab verstanden werden müssen.

Die Ruhr in der Nähe der Städte Hattingen und Bochum in Deutschland trat während des Juli-Hochwassers 2021 über die Ufer und ist nun fast 2 Kilometer breit, in normalen Zeiten nur etwa 30 bis 50 Meter.
© Getty ImagesDie Ruhr in der Nähe der Städte Hattingen und Bochum in Deutschland trat während des Juli-Hochwassers 2021 über die Ufer und ist nun fast 2 Kilometer breit, in normalen Zeiten nur etwa 30 bis 50 Meter.

„Diese einschneidenden Ereignisse könnten schneller eintreten, als wir uns an sie anpassen können“, erklärt Dr. Doblas Reyes. „Wir benötigen Instrumente, um Informationen über die unvorhersehbaren Ereignisse zu erhalten, die wir noch nicht berücksichtigt haben. Wir brauchen bessere Modelle, die die Fragen beantworten können, die sich die Gesellschaft derzeit stellt. Unsere Fähigkeit zur Reaktion auf künftige Extremereignisse hängt jedoch davon ab, dass die Gesellschaft Zugang zu Klimadaten hat und versteht, wie sie diese nutzen kann. Klimadienste, die Doblas Reyes als einen gesellschaftsnahen Zweig der Klimawissenschaft definiert, spielen eine Schlüsselrolle bei der Überbrückung der Kluft zwischen Wissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern, zwischen den verfügbaren Daten und den Plänen zur Eindämmung und Anpassung.

Handlung erfordert Informationen

Das Verständnis von Extremereignissen in einem sich verändernden Klima ist Teil der Arbeit des Copernicus Climate Change Service (C3S). „Klimadaten sind unerlässlich, um bestehende und künftige Risiken sowohl für Extremereignisse als auch für die Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen“, so Dr. Samantha Burgess, stellvertretende Direktorin von C3S. „C3S stellt dieselben Daten zur Verfügung, die in die Klimaprognosen des IPCC-Berichts eingeflossen sind. Wenn also ein politischer Entscheidungsträger oder ein Unternehmen daran interessiert ist, wie sich der Klimawandel jetzt oder in Zukunft auf sie auswirken wird, können sie sich direkt an uns wenden. Wir verfügen ebenfalls über einen sehr hilfreichen Supportdienst, der den einzelnen Nutzern zur Seite steht, sowie über umfangreiche Erfahrung bei der Entwicklung verschiedener sektoraler Anwendungen, die die Zusammenhänge zwischen dem künftigen Klimawandel und den Bereichen Gesundheit, Energie, Versicherungen, Landwirtschaft usw. verstehen“, erklärt Dr. Burgess.

Die C3S-Daten können genutzt werden, um abzuschätzen, wie sich extreme Flussüberschwemmungen in Zukunft verhalten werden. Die Abteilung entwickelt Beispiele für einen Dienst, der zur Verbesserung der Hochwasserwarnstrategien sowie der Raumplanung und der Investitionen in Hochwasserschutzbauten beitragen kann. Diese Daten unterstützen einen Katalog von Wetterereignissen mit großen Auswirkungen, öffentliche Daten zu Schäden und Verlusten, Vorhersagen zu extremen Niederschlägen und Simulationen sowie Anfälligkeitsmodelle, die Behörden und Ingenieure bei der Planung und dem Schutz von Infrastrukturen vor extremen Wetterereignissen unterstützen können. „Für eine bessere Vorbereitung auf künftige Extremereignisse müssen Unternehmen und die Gesellschaft ihr bestehendes Risiko und ihre Gefährdung durch verschiedene Arten von Wetter- und Klimaereignissen verstehen“, erklärt Dr. Burgess. „Sobald ein umfassendes Verständnis des bestehenden Risikos vorliegt, können Anpassungs- und Abmilderungsmaßnahmen ergriffen werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen das Risiko künftiger Extremereignisse zu erhöhen.“

Die Experten sind sich einig, dass mehr Investitionen in Klimamodelle und -dienste erforderlich sind, wenn wir genauere Vorhersagen über die Zukunft an bestimmten Orten treffen wollen. „Wir verfügen heute über gute Ergebnisse, diese reichen jedoch nicht aus, um die Antworten zu geben, die wir suchen, vor allem was Extreme angeht“, führt Dr. Benestad aus. Er ist davon überzeugt, dass Wissenschaft und Politik besser miteinander verbunden werden müssen. „Wenn politische Entscheidungsträger und Wissenschaftler mehr miteinander reden würden, wäre das von großem Nutzen, denn erstere wissen vielleicht nicht, was wir anbieten können und wie man es richtig einsetzt.“ Auch Dr. Doblas Reyes ist der Meinung, dass Wissenschaftler mehr in den Vordergrund treten müssen. „Sie müssen bereit sein, nicht nur Erkenntnisse aus der Klimaforschung bereitzustellen, sondern auch Aspekte, die uns noch unbekannt sind, auf die wir jedoch achten müssen.“