Den Winter vorhersagen? Das ist: kompliziert – Wissenschaft

Klima

Wenn Sie nur wüssten, wie kalt die Winter in Deutschland sind. Aber mit 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 Klimavorhersagen so einfach wären. Nun stellt sich die Frage, ob Energie in der kalten Jahreszeit knapp wird.

Herbst und Winter

Abschalten – 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-Energie-Vizepräsident Holger Hanselka sagte kürzlich voraus, dass es bei einem milden Winter voraussichtlich zu keinen Staus kommen 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. Das kann die Zirkulation des Westwindes beeinträchtigen, der milde, feuchte Luft vom Atlantik nach Mitteleuropa trägt. Ist diese Zirkulation geschwächt, kann uns kalte Luft erreichen.

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„Wenn der Polarwirbel instabil ist – was im Winter üblich ist – stört er die Stabilität der Westwindzirkulation. Das erhöht die Chance, sich zu erkälten“, 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 Klimatologe erklärt: „Eine hohe Schneedecke im Frühwinter verstärkt das kalte sibirische Hochdruckgebiet. Es könnte sich im Spätwinter 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 auf Basis spezieller Klimamodelle verschiedene mögliche Wetterszenarien zu simulieren. So berechnen sie die Wahrscheinlichkeit, dass die kommende Jahreszeit 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 am „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 schaut man sich einzelne Tage an, etwa deren Höchst- und Tiefsttemperaturen. Aber wenn man die zehn Tage bis zwei Wochen überstanden hat, 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 der Skala saisonaler Prognosen 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 von Atmosphäre, Ozean, Landoberfläche und Meereis beschrieben wird.

„Ich brauche Beobachtungspunkte auf der ganzen Welt mit einer bestimmten räumlichen Auflösung auf 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?

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 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. Daher sind diese 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?

DWD-Wissenschaftler werten derzeit Daten verschiedener Klimamodelle für Deutschland aus. Dazu berechnen sie, wie viele der Modelle bezogen auf den entsprechenden Referenzzeitraum ein Verhältnis von warmen, normalen oder kalten Ergebnissen aufweisen. Der DWD selbst führt einen Vergleich für den Zeitraum von 1991 bis 2020 durch, während andere beteiligte Modelle mit weiter zurückreichenden Bezugszeiträumen arbeiten.

Die aktuelle Situation, so Paxian: „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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