Mr Science - Klimamodeller

Mister Science, ech hunn héieren, datt tëschent Juni 2023 a Juni 2024 am globalen Duerchschnëtt all Mount dee wäermste war, zanterdeem et Wiederopzeechnunge gëtt. A Wëssenschaftler hu mat Klimamodeller erausfonnt, datt d'Temperature weiderhi steige sollen. Wat sinn eigentlech Klimamodeller?

Klimamodeller si komplex mathematesch Modeller, déi d'Klima vun der Äerd oder vun enger grousser Regioun simuléieren. Mat gëeegente Computerprogrammer kënne Wëssenschaftler Aussoen doriwwer treffen, wéi d'Klima sech ënner bestëmmte Viraussetzungen an der Zukunft wäert entwéckelen. Ënner „Zukunft“ verstinn d'Klimafuerscher Joerzéngten oder esouguer Joerhonnerten. Fir esou laang Zäitraim soen d'Klimamodeller Trenden a Mustere viraus. Also zum Beispill: D'Klima gëtt am Duerchschnëtt méi waarm oder méi kal, méi dréchen oder méi naass – jee nodeem, wéi eng Rei Facteuren ewéi den CO2-Gehalt vun der Atmosphär sech entwéckelen.

Wéi ënnerscheeden d'Klimamodeller sech da vun de Wiederprevisiounen?

D'Wiederprevisioune beschreiwe kuerzfristeg Ännerunge vum Wieder, oft nëmme fir déi nächst puer Deeg. D'Klima an d'Wieder kann ee mat enger laanger Rees vergläichen: Du hues en Zil, dat wäit ewech ass, soe mer einfach emol Zürech. Du kanns mam Fliger dohifléien, mam Auto oder mam Vëlo dohifueren oder – wann s de ganz vill Zäit hues – esouguer zu Fouss dohiwanderen.
Bei dësem Verglach entsprécht den Itineraire dem Klima: e laangfristegen Trend, dee sech jee no de gewielte Kaderbedéngunge méi séier oder méi lues realiséiert. Den Trend ass, datt s du dech op Zürech zoubeweegs – oder, datt d'Klima méi waarm gëtt. D'Wieder ass a mengem Verglach dogéint dat, wat direkt als nächst passéiert: Du gees op de Gate um Flughafen, du béis mam Auto an d'Haaptstrooss eran oder du betrëts de Bëschwee. Dat kann ee relativ prezis viraussoen – geneesou ewéi Reen oder Sonn fir muer.

Wéi gi Klimamodeller dann entwéckelt?

D'Entwécklung vu Klimamodeller ass e laangwierege Prozess, deen aus méi Etappe besteet. D'Modeller berécksiichtege fundamental physikalesch Gesetzer an integréiere verschidde Komponente vum Klimasystem ewéi d'Atmosphär, d'Ozeaner, d'Landflächen oder d'Äis. Och zum Beispill d'Fläch vun den Tropebëscher huet en Afloss op d’Weltklima – a muss dofir bei der Entwécklung vun de Modeller berécksiichtegt ginn.
Fir d'éischt beschreiwen d'Wëssenschaftler also déi grondleeënd physikalesch, cheemesch a biologesch Prozesser, déi d'Klima beaflossen, mat mathematesche Formelen. Déi ginn dann a Computerprogrammer integréiert.
Fir datt d'Modeller méiglechst exakt schaffen, gi se mat historesche Klimadonnéeë kalibréiert an da mat beobachten Donnéeë verglach a validéier Klimamodeller beinhalte gewéinlech iwwer eng Millioun Programmzeilen, sinn extreem komplex a brauchen onmoosseg vill Rechepower.
Et gëtt awer och „méi einfach“ Modeller vun enger mëttlerer Komplexitéit oder sougenannt „Integrated Assessment Models“, an deenen och wirtschaftlech Modeller integréiert sinn.

Wat kënne Klimamodeller a wat kënne se net?

Klimamodeller si mëttlerweil wäertvoll Hëllefsmëttel, mat deene sech laangfristeg global Klimatrenden an d'Auswierkunge vu verschiddenen Emissiounszenarioe viraussoe loossen. Se kënnen eis hëllefen, wichteg Entwécklungen ewéi d'global Erwiermung oder Verännerunge bei den Nidderschléi ze verstoen. Fir eng faktebaséiert a effikass Klimapolitik ass dat immens wichteg. Eng  Etüd aus dem Joer 2019 huet gewisen, datt déi meescht global Klimamodeller tëschent 1970 an 2007 d'Entwécklung vun den duerchschnëttleche globalen Iwwerflächentemperaturen op eng relativ prezis Aart a Weis virausgesot hunn.
Mee et gëtt ëmmer nach Onsécherheeten, besonnesch op regionalem Niveau a bei der Previsioun vun extreeme Wiederereegnesser. Onsécherheeten entstinn, wann Datesätz net vollstänneg sinn oder d'Modeller mat Vereinfachungen schaffen. Ausserdeem kann d'Realitéit d'Projektiounen anhuelen: Et weess ee bei der Modelléierung jo net, wéi zum Beispill d'Zäregasemissioune sech entwéckele wäerten. Dofir schaffe Wëssenschaftler mat Zenarioen, an deene se zum Beispill vun Emissiounen ausginn, déi vill, mëttelméisseg oder wéineg zouhuelen.
A wéi gesot: D'Klimamodeller kënnen d'Wieder net viraussoen. Dofir brauch ee Wiedermodeller.
Eist Wëssen iwwer d'Klima baséiert och net nëmmen op Klimamodeller. Laut IPCC-Bericht benotze Wëssenschaftler och „Informatiounen aus direkte Beobachtunge vun den neiste Verännerunge vum Äerdklima, Analyse vu Beemréng, Äisbuerkären an anere laangfristegen Opzeechnungen, déi dokumentéieren, wéi d'Klima sech an der Vergaangenheet verännert huet“.

A wéi gesäit d'Zukunft vun der Klimamodelléierung aus?

Mat ëmmer méi leeschtungsfäege Computeren a verbesserte Beobachtungstechnike ginn d'Modeller natierlech ëmmer méi prezis a méi detailléiert. D'Wëssenschaftler schaffen drun, nei Datequellen an hir Klimamodeller anzespeisen a physikalesch Prozesser ëmmer besser duerzestellen. Ausserdeem gi grouss Ensembelsimulatioune gemaach (cf. Infokasten), fir d'Onsécherheeten an de Previsiounen ze reduzéieren. Op der anerer Säit ginn d'Modeller ëmmer méi komplex an erfuerderen eng extreem leeschtungsstaark Hardware a Software. Fir datt d'Fuerscher an dëse Beräicher déi noutwenneg Fortschrëtter kënne maachen, si sécherlech ganz nei Usätz vun der Zesummenaarbecht an der Standardiséierung néideg. Doriwwer eraus kéint d'Kënschtlech Intelligenz eis och hëllefen. Et bleift also spannend an der Klimafuerschung.