Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

das Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland sind. Doch bei langfristigen Prognosen ist das nicht so einfach. Wie Forscher saisonale Klimaprognosen erstellen.

Von DPA

Winter

Wintererzgebirge.

Foto: DPA/Jan Voitas

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

Herbst und Winter

Fertig machen – nicht nur draußen: Angesichts der explodierenden Gaspreise wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter die Heizung so wenig wie möglich hochdrehen.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Helmholtz-Vizepräsident für Energie, Holger Hanselka, 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 Westwindzirkulation beeinträchtigen, die milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa transportiert. Ist diese Zirkulation 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 Kältewellen“, sagt Pankac. Die gute Nachricht: „Im Moment ist der Polarwirbel sehr stark und auf absehbare Zeit stabil.“

Zudem hat die Schneedecke in Sibirien und Zentralasien Einfluss auf den Verlauf des nächsten Winters. Der Klimatologe erklärt: „Die hohe Schneedecke im Frühwinter verstärkt das kalte sibirische Hochdruckgebiet. Es könnte sich gegen Ende des Winters weiter nach Westen ausbreiten und uns dadurch kalte östliche Standorte bescheren.” 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 Durchschnitt.

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

Was sind die Unterschiede in der Wettervorhersage?

Saisonprognosen arbeiten mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse, sagt Pankac. Die Simulationen der Wissenschaftler beziehen sich auf wiederkehrende und längerfristige Klimamuster, die sich über große Gebiete erstrecken. „Bei der Vorhersage des Wetters schaut man sich die einzelnen Tage an, etwa deren Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber sobald man den Zeitraum von zehn Tagen bis zwei Wochen überschreitet, muss man anfangen zu summieren, zu mitteln“, beschreibt der Klimaforscher.

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Bei der saisonalen Prognose handelt es sich um einen Dreimonatsdurchschnitt, der mit dem des Referenzzeitraums verglichen wird. „Auf einer saisonalen Prognoseskala macht es keinen Sinn, einzelne Tage zu betrachten. Und genau das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankac. „Wenn wir sagen: Tendenziell wärmer im Dreimonatsdurchschnitt, dann kann es in diesem Zeitraum an einzelnen Tagen, Wochen oder sogar dem ganzen Monat kalt werden.

Welche Daten werden ausgewertet?

Für saisonale Vorhersagen arbeiten Wissenschaftler mit einem Modell des Erdsystems. 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 der Höhe der Atmosphäre und der Tiefe des Ozeans“, beschreibt Paxian. Dabei handelt es sich einerseits um Messdaten, 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?

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

Eine weitere Schwierigkeit: Wir kennen längst nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozeanen, Landoberfläche und Meereis. Sie sind daher in den vorliegenden 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?

DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele der Modelle bezogen auf den entsprechenden Referenzzeitraum einen Anteil warmer, normaler oder kühler Ergebnisse aufweisen. Der DWD selbst führt einen Vergleich für den Zeitraum 1991 bis 2020 durch, bei den anderen Modellen wurde mit weiter zurückreichenden Bezugszeiträumen gearbeitet.

Der aktuelle Status laut Paksian: „Für die drei Monate – November, Dezember, Januar – sehen wir einen leichten Trend zu wärmeren Bedingungen.“

© dpa-infocom, dpa: 221102-99-350579/4

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