Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland sind. Aber mit langfristigen Vorhersagen ist das nicht so einfach. Wie Wissenschaftler saisonale Klimavorhersagen machen.

von dpa

Winter-

Wintererzgebirge.

Foto: DPA/Jan Woitas

Berlin (dpa). Wenn der Oktober warm und gut ist, kommt ein strenger Winter. Wenn nur langfristige Klimavorhersagen so einfach wären. Gerade jetzt stellt sich die Frage, ob in der kalten Jahreszeit Energiemangel herrscht.

Herbst und Winter

Die Entscheidung – nicht nur draußen: Aufgrund explodierender Gaspreise wollen viele Bürger in diesem Herbst und Winter die Heizung so wenig wie möglich aufdrehen.

Foto: DPA/Jonas Walzberg

Holger Hanselka, Vorstand Energie bei Helmholtz, prognostizierte kürzlich, dass es bei einem milden Winter wohl keine Engpässe geben werde. Welche mitteleuropäischen Phänomene den Winter beeinflussen, wie saisonale Vorhersagen funktionieren und wie (un)sicher sie sind.

Was beeinflusst den Winter in Mitteleuropa?

Ein „Bündel von Phänomenen“ bestimmt, wie der Winter aussehen wird, erklärt Klimaforscher Klaus Pankatz vom Deutschen Wetterdienst (DWD). In der Stratosphäre spielt ein Phänomen über dem Nordpol eine relativ große Rolle: der Polarwirbel. Dies kann die Westwindzirkulation beeinträchtigen, die milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa trägt. Wenn diese Zirkulation geschwächt ist, kann kalte Luft in uns eindringen.

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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 wird die Schneedecke Sibiriens und Zentralasiens den Verlauf des kommenden Winters beeinflussen. Ein Klimaforscher erklärt: „Die hohe Schneedecke des Frühwinters verstärkt das kalte Hochdruckgebiet in Sibirien. Es kann sich im Spätwinter weiter nach Westen ausbreiten und uns kalte östliche Orte bringen. Bei dieser allgemeinen Wetterlage strömt kontinentale Luft aus dem Osten nach Mitteleuropa.

Wie werden Saisonprognosen erstellt?

Für saisonale Vorhersagen verwenden Computer riesige Datenmengen, um verschiedene mögliche Wetterszenarien auf der Grundlage bestimmter Klimamodelle zu simulieren. So berechnen sie die Wahrscheinlichkeit, dass die kommende Jahreszeit feuchter, trockener, wärmer oder kälter wird als im langjährigen Mittel.

Relative Aussagen werden immer gemacht, absolute Werte wie bestimmte Temperaturen werden nie angegeben. „Saisonprognosen sind Klimaprognosen, keine Wettervorhersagen“, erklärt DWD-Klimatologe Andreas Paxian.

Was sind die Unterschiede zur Wettervorhersage?

Saisonprognosen arbeiten mit dem „Gedächtnis“ langfristiger Prozesse, sagt Pankatz. Die Simulationen der Wissenschaftler beziehen sich auf wiederholte und langfristige Klimamuster, die sich über große Gebiete erstrecken. „Bei der Vorhersage des Wetters schauen wir uns einzelne Tage an, etwa ihre Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber sobald man einen Zeitraum von zehn Tagen oder zwei Wochen überschreitet, muss man anfangen, Zusammenfassungen zu machen, Durchschnittswerte zu berechnen“, beschreibt der Klimaforscher.

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Bei einer saisonalen Prognose handelt es sich um einen Dreimonatsdurchschnitt, der mit dem Äquivalent des Referenzzeitraums verglichen wird. „Im Maßstab einer saisonalen Prognose macht es keinen Sinn, einzelne Tage zu betrachten.“ Und das sei „wichtig für die Botschaft“, betont Pankatz. „Wenn wir sagen: Im Dreimonatsmittel wird es eher warm, dann können in diesem Zeitraum einzelne Tage, Wochen oder sogar der ganze Monat kalt sein.“

Welche Informationen werden ausgewertet?

Für saisonale Vorhersagen arbeiten die Forscher mit einem Erdsystemmodell. Dazu wird der Globus in dreidimensionale Gitterboxen unterteilt, die den Zustand von Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis beschreiben.

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit einer bestimmten räumlichen Auflösung in atmosphärischer Höhe und Meerestiefe“, beschreibt Paxian. Dabei handelt es sich einerseits um Messdaten und andererseits um berechnete Werte für jene Teile des Erdsystems, für die keine Messdaten vorliegen. Zusätzlich fließen Annahmen über die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre in die gesamte Simulation ein.

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Wie zuverlässig sind die Ergebnisse?

Wissenschaftler beziehen eine Vielzahl von Werten in ihre Simulationen ein, die zum Teil auf Hochrechnungen beruhen. “Natürlich gibt es viel Unsicherheit”, sagt Paxian. Wenn Wissenschaftler beispielsweise nur die Region kennen, in der der Startwert liegt, lassen sie das Modell andere Werte berechnen.

Eine weitere Schwierigkeit: Wir kennen nicht alle Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis. Daher sind diese in den aktuellen Simulationen nicht enthalten. Hinzu kommt, dass Computer bei komplexen Berechnungen schnell an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen. Paxian resümiert: „Die Qualität der Prognose hängt davon ab, welcher Zeitraum, welcher Ort und welche Variable berücksichtigt wird.“

Und wie ist die aktuelle Saisonprognose?

DWD-Forscher werten derzeit Daten mehrerer deutscher Klimamodelle aus. Dazu berechnen sie, wie viele Modelle bezogen auf den entsprechenden Referenzzeitraum einen Anteil warmer, normaler oder kalter Ergebnisse aufweisen. Der DWD selbst führt den Vergleich für den Zeitraum 1991–2020 durch, andere Modelle arbeiten mit weiter reichenden Bezugszeiträumen.

Der aktuelle Zustand laut Paxian: „Seit drei Monaten – November, Dezember, Januar – sehen wir einen Trend zu etwas wärmeren Bedingungen.“

© dpa-infocom, dpa:221102-99-350579/4

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