Eine neue Studie des Max-Planck-Instituts für Meteorologie zeigt, dass sich der menschliche Fingerabdruck der globalen Erwärmung in vielen Regionen direkt anhand von Temperaturbeobachtungen nachweisen lässt. Die Forschenden werteten Messdaten von 1850 bis 2022 aus. Dabei wird zugleich deutlich, dass natürliche Klimaschwankungen das Erwärmungssignal regional über Jahrzehnte überlagern können und Klimamodelle diese Zeitspanne teilweise unterschätzen.
Wie lässt sich der menschliche Fingerabdruck im regionalen Klimawandel nachweisen?
| Region | Beobachtete Entwicklung | Menschlicher Einfluss | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| Arktis | Sehr starke Erwärmung | Eindeutig nachweisbar | Natürliche Schwankungen verändern zeitweise das Erwärmungstempo |
| Südöstlicher Pazifik | Regional geringe Erwärmung oder Abkühlung | Nachweisbar | Beobachtungen unterscheiden sich teilweise von Modellerwartungen |
| Südpolarmeer | Teilweise Abkühlung | Noch nicht überall eindeutig | Starkes natürliches Hintergrundrauschen |
| Subpolarer Nordatlantik | Schwächere Erwärmung als erwartet | Regional noch nicht eindeutig | Natürliche Variabilität spielt eine wichtige Rolle |
| Große Teile der Erde | Langfristige Erwärmung | Empirisch nachweisbar | Rund 45 Jahre Satellitenbeobachtungen reichen laut Studie in den meisten Regionen aus |
Faktenbox: Meldung, Bedeutung und Einordnung
Meldung: Forschende des Max-Planck-Instituts für Meteorologie haben einen beobachtungsbasierten Fingerabdruck der globalen Erwärmung entwickelt. Damit lässt sich untersuchen, wo der menschliche Einfluss bereits eindeutig aus den natürlichen Temperaturschwankungen hervortritt.
Bedeutung: Die Methode ergänzt die klassische modellgestützte Detektion und Attribution. Gleichzeitig können damit regionale Abweichungen zwischen Klimamodellen und tatsächlichen Beobachtungen genauer untersucht werden.
Einordnung: Die Ergebnisse sind besonders für Klimaforschung, regionale Klimaanpassung, die Bewertung von Klimamodellen und möglicherweise auch für klimarechtliche Fragestellungen relevant.
Warum ist der menschliche Fingerabdruck im Klimawandel regional unterschiedlich sichtbar?
Die globale Erwärmung bedeutet nicht, dass sich jeder Ort der Erde mit derselben Geschwindigkeit erwärmt. Das Klimasystem besteht aus Atmosphäre, Ozeanen, Landflächen, Eisgebieten und zahlreichen miteinander verbundenen Strömungs- und Austauschprozessen. Diese Komponenten reagieren unterschiedlich auf den steigenden Einfluss von Treibhausgasen.
Hinzu kommt die natürliche Klimavariabilität. Ozeanströmungen, atmosphärische Zirkulationsmuster, Veränderungen der Meereisbedeckung und andere Prozesse können regionale Temperaturtrends zeitweise verstärken oder abschwächen. Deshalb kann eine Region über mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte vergleichsweise wenig Erwärmung zeigen, obwohl sich die Erde insgesamt weiter erwärmt.
Genau diese Überlagerung macht den regionalen Nachweis des menschlichen Einflusses anspruchsvoller als den Nachweis auf globaler Ebene.
Die zentrale Frage lautet deshalb nicht nur: Erwärmt sich die Erde? Vielmehr wollen Forschende auch wissen, wann und wo sich das durch menschliche Aktivitäten verursachte Signal eindeutig gegenüber den natürlichen Schwankungen durchsetzt.
Warum widerspricht eine regionale Abkühlung nicht der globalen Erwärmung?
Ein häufiger Denkfehler besteht darin, regionale Temperaturentwicklungen unmittelbar mit dem globalen Klimatrend gleichzusetzen. Kühlt sich eine bestimmte Meeresregion über einen gewissen Zeitraum ab, bedeutet das nicht automatisch, dass die globale Erwärmung ausbleibt oder die physikalischen Grundlagen des Klimawandels falsch sind.
Ein einfaches Beispiel verdeutlicht den Unterschied. Wenn die globale Mitteltemperatur über Jahrzehnte steigt, können einzelne Regionen aufgrund von Meeresströmungen, Windmustern oder anderen natürlichen Prozessen trotzdem zeitweise stagnieren oder kühler werden. Entscheidend ist die langfristige Entwicklung im gesamten Klimasystem.
Besonders interessant sind deshalb Regionen, deren Temperaturentwicklung deutlich von dem abweicht, was viele Klimamodelle erwarten lassen.
Wie haben die Forschenden den beobachteten Klima Fingerabdruck bestimmt?
Das Team um Aruhasi beziehungsweise Hasi Aru, Dirk Olonscheck, Jochem Marotzke und Chao Li vom Max-Planck-Institut für Meteorologie verwendete globale Datensätze der beobachteten Oberflächentemperatur aus dem Zeitraum von 1850 bis 2022.
Der entscheidende Ansatz besteht darin, die regionale Temperaturentwicklung mit dem global gemittelten Temperaturanstieg in Beziehung zu setzen. Der globale Temperaturanstieg eignet sich dafür besonders gut, weil seine Entwicklung in Beobachtungen und Klimamodellen vergleichsweise gut übereinstimmt.
Statt ausschließlich von Klimamodellen vorzugeben, wie das räumliche Muster der menschengemachten Erwärmung aussehen müsste, wird das entsprechende Muster also direkt aus den Beobachtungsdaten gewonnen.
Was bedeutet ein beobachteter Fingerabdruck?
Mit dem Begriff Fingerabdruck ist kein einzelner Temperaturwert gemeint. Es handelt sich vielmehr um ein charakteristisches räumliches Muster der Temperaturänderungen.
Ein solcher Fingerabdruck kann beispielsweise zeigen, dass:
- sich Landflächen im Durchschnitt stärker erwärmen als Ozeane,
- die Arktis besonders stark auf die globale Erwärmung reagiert,
- bestimmte Meeresregionen deutlich langsamer wärmer werden,
- natürliche Schwankungen das langfristige Signal regional unterschiedlich stark überdecken.
Die neue Methode erlaubt es, diese Unterschiede stärker aus den tatsächlichen Beobachtungen herauszuarbeiten.
Warum wurden Daten seit 1850 ausgewertet?
Lange Beobachtungszeiträume sind in der Klimaforschung besonders wertvoll. Je länger eine Messreihe ist, desto besser lassen sich langfristige Veränderungen von kurzfristigen Schwankungen unterscheiden.
Ein einzelnes ungewöhnlich warmes oder kaltes Jahr sagt beispielsweise nur wenig über einen langfristigen Klimatrend aus. Mehrere Jahrzehnte oder sogar mehr als ein Jahrhundert an Daten ermöglichen dagegen statistische Analysen, mit denen dauerhafte Veränderungen sichtbar werden.
Die Forschenden nutzten deshalb globale Oberflächentemperaturdaten von 1850 bis 2022. Damit umfasst die Untersuchung sowohl frühere Phasen mit vergleichsweise geringer menschengemachter Erwärmung als auch die starke Erwärmung der vergangenen Jahrzehnte.
Was zeigen die Ergebnisse für die Arktis?
Die Arktis gehört zu den Regionen, in denen der menschliche Fingerabdruck des Klimawandels besonders deutlich hervortritt. Sie erwärmt sich wesentlich stärker als der globale Durchschnitt. Dieses Phänomen wird häufig als arktische Verstärkung bezeichnet.
Allerdings verlief die Erwärmung auch dort nicht gleichmäßig.
Nach Angaben des Max-Planck-Instituts für Meteorologie erwärmte sich die Arktis ab der Mitte des 20. Jahrhunderts sehr schnell. Zwischen den späten 1990er Jahren und den frühen 2010er Jahren verlangsamte sich die Erwärmung dagegen zeitweise.
Die neue Analyse ordnet diese vorübergehende Verlangsamung natürlichen Klimaschwankungen zu. Der langfristige menschliche Einfluss bleibt dennoch eindeutig nachweisbar.
Faktenbox: Was bedeutet eine vorübergehende Erwärmungspause?
Eine Phase mit langsamerer regionaler Erwärmung bedeutet nicht automatisch, dass der menschengemachte Klimawandel aufgehört hat. Natürliche Schwankungen können den langfristigen Trend vorübergehend verstärken oder abschwächen. Entscheidend ist deshalb die statistische Betrachtung ausreichend langer Zeiträume.
Warum erwärmt sich die Arktis besonders stark?
Bei der starken arktischen Erwärmung wirken verschiedene Rückkopplungsmechanismen zusammen. Besonders bekannt ist die Eis Albedo Rückkopplung. Helle Schnee- und Eisflächen reflektieren einen großen Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung. Gehen diese Flächen zurück, kommen dunklere Meeres- und Landoberflächen zum Vorschein, die mehr Energie aufnehmen können.
Daneben spielen Veränderungen des Wärmeflusses zwischen Ozean und Atmosphäre, atmosphärische Prozesse sowie Veränderungen von Wolken, Wasserdampf und Meereis eine Rolle.
Die Arktis ist deshalb ein gutes Beispiel dafür, dass der globale Temperaturanstieg regional sehr unterschiedlich ausfallen kann.
Warum ist der südöstliche Pazifik für die Klimaforschung interessant?
Der südöstliche Pazifik gehört zu den Regionen, in denen Beobachtungen und manche modellbasierten Erwartungen nicht vollständig übereinstimmen. Teile der Region haben sich weniger stark erwärmt oder sogar abgekühlt.
Solche Unterschiede sind wissenschaftlich besonders interessant, weil sie Hinweise darauf liefern können, welche Prozesse in Klimamodellen noch nicht optimal dargestellt werden.
Die neue Studie kommt zu dem Ergebnis, dass sich der menschliche Einfluss im südöstlichen Pazifik dennoch erkennen lässt. Gleichzeitig haben natürliche Klimaschwankungen einen erheblichen Einfluss auf die beobachtete regionale Entwicklung.
Damit zeigt sich ein wichtiger Punkt: Ein menschlicher Klimaeinfluss und natürliche Variabilität schließen sich nicht gegenseitig aus. Beide wirken gleichzeitig.
Können natürliche Klimaschwankungen die menschengemachte Erwärmung überdecken?
Ja. Vor allem regional und über begrenzte Zeiträume können natürliche Prozesse das Erwärmungssignal teilweise verdecken.
Das kann beispielsweise passieren, wenn Ozeanströmungen Wärme anders verteilen oder atmosphärische Zirkulationsmuster über mehrere Jahre bestimmte Temperaturentwicklungen begünstigen.
Langfristig verändert dies jedoch nicht die physikalische Wirkung steigender Treibhausgaskonzentrationen. Die Herausforderung besteht darin, beide Einflüsse statistisch voneinander zu trennen.
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Warum ist der menschliche Fingerabdruck im Südpolarmeer schwieriger nachzuweisen?
Das Südpolarmeer rund um die Antarktis gehört zu den komplexesten Regionen des globalen Klimasystems. Teile des Gebietes zeigen eine andere Temperaturentwicklung, als aufgrund des globalen Erwärmungstrends zunächst erwartet werden könnte.
Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die menschengemachte Erwärmung in Teilen des Südpolarmeeres bislang noch nicht eindeutig aus den natürlichen Klimaschwankungen herausgelesen werden kann.
Das bedeutet ausdrücklich nicht, dass dort kein menschlicher Einfluss existiert. Vielmehr ist das Signal im Verhältnis zur natürlichen Variabilität noch nicht überall statistisch deutlich genug.
Was bedeutet das Hintergrundrauschen des Klimas?
Der Begriff Hintergrundrauschen beschreibt vereinfacht die natürlichen Schwankungen des Klimasystems. Temperaturen verändern sich auch ohne zusätzliche äußere Einflüsse von Jahr zu Jahr und von Jahrzehnt zu Jahrzehnt.
Stell dir beispielsweise ein leises dauerhaftes Geräusch in einem Raum vor. Wenn ein zweites Geräusch zunächst sehr schwach ist, lässt es sich kaum vom Hintergrund unterscheiden. Wird es stärker oder beobachtet man es lange genug, kann es eindeutig identifiziert werden.
Ein ähnliches Prinzip gilt bei der Detektion von Klimaveränderungen. Das menschengemachte Erwärmungssignal muss statistisch stark genug sein, um eindeutig von der natürlichen Variabilität unterschieden werden zu können.
Warum erwärmt sich der subpolare Nordatlantik vergleichsweise langsam?
Auch der subpolare Nordatlantik fällt in globalen Temperaturkarten häufig auf. Während große Teile der Erde deutlich wärmer geworden sind, zeigt diese Region eine vergleichsweise schwache Erwärmung.
Teilweise wird dieses Gebiet deshalb als nordatlantisches Erwärmungsloch bezeichnet. Die Ursachen sind Gegenstand intensiver Forschung. Eine wichtige Rolle spielen Veränderungen der Ozeanzirkulation, des Wärmetransports und der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre.
Die aktuelle Studie zeigt, dass sich die menschengemachte Erwärmung dort bislang nicht so eindeutig aus der natürlichen Variabilität herauslösen lässt wie beispielsweise in der Arktis.
Gerade solche Regionen sind für die Bewertung von Klimamodellen besonders wichtig. Modelle müssen nicht nur den globalen Mittelwert möglichst realistisch darstellen, sondern auch die physikalischen Prozesse, die regionale Unterschiede verursachen.
Was ist die Emergence Timescale beim Klimawandel?
Ein zentraler Begriff der Studie ist die sogenannte Emergence Timescale. Gemeint ist vereinfacht die Zeitspanne, die benötigt wird, bis das menschlich verursachte Klimasignal deutlich genug aus der natürlichen Variabilität hervortritt.
Diese Zeitspanne ist regional unterschiedlich.
In einer Region mit:
- starker menschengemachter Erwärmung,
- vergleichsweise geringer natürlicher Variabilität
- und langen zuverlässigen Beobachtungsreihen
kann der menschliche Einfluss relativ schnell statistisch sichtbar werden.
In einer Region mit starken natürlichen Temperaturschwankungen kann dagegen ein deutlich längerer Beobachtungszeitraum erforderlich sein.
Nach Aussage der Erstautorin wird diese Emergence Timescale von Klimamodellen häufig unterschätzt. Das ist eine wichtige Erkenntnis, weil dadurch Unterschiede zwischen beobachteten und simulierten regionalen Temperaturentwicklungen besser eingeordnet werden können.
Faktenbox: Wie lange muss das Klima beobachtet werden?
Nach Angaben der Forschenden reichen die ungefähr 45 Jahre umfassenden modernen Satellitenbeobachtungen in den meisten Regionen aus, um die menschengemachte Erwärmung empirisch nachzuweisen. In einzelnen Regionen mit besonders starker natürlicher Variabilität kann jedoch ein längerer Zeitraum notwendig sein.
Was bedeutet Detektion und Attribution in der Klimaforschung?
Die Begriffe Detektion und Attribution gehören zu den wichtigsten Konzepten der modernen Klimaforschung. Sie beschreiben zwei miteinander verbundene wissenschaftliche Schritte.
Was bedeutet Detektion?
Bei der Detektion wird zunächst untersucht, ob eine beobachtete Klimaveränderung überhaupt statistisch von natürlichen Schwankungen unterschieden werden kann.
Die Frage lautet also:
Ist die beobachtete Veränderung so groß oder charakteristisch, dass natürliche Klimavariabilität allein als Erklärung nicht mehr ausreicht?
Erst wenn dies gezeigt werden kann, spricht man von einer erfolgreichen Detektion.
Was bedeutet Attribution?
Im zweiten Schritt wird untersucht, welche Ursache für die festgestellte Veränderung verantwortlich ist.
Hier kommen unter anderem folgende Einflussfaktoren infrage:
- steigende Konzentrationen von Treibhausgasen,
- Aerosole,
- Vulkanausbrüche,
- Veränderungen der Sonnenaktivität,
- Landnutzungsänderungen,
- natürliche interne Klimavariabilität.
Durch den Vergleich der charakteristischen Reaktionen des Klimasystems können Forschende feststellen, welche Ursachen am besten mit den Beobachtungen übereinstimmen.
Welche Rolle spielte Klaus Hasselmann für den Klima Fingerabdruck?
Die Grundlagen der modernen Detektions- und Attributionsforschung sind eng mit dem Physiker und Klimaforscher Klaus Hasselmann verbunden. Der Gründungsdirektor des Max-Planck-Instituts für Meteorologie entwickelte wichtige statistische Methoden, mit denen sich menschliche Einflüsse im natürlichen Rauschen des Klimasystems erkennen lassen.
Für seine grundlegenden Beiträge zum Verständnis komplexer physikalischer Systeme und insbesondere zur Klimamodellierung erhielt Hasselmann 2021 gemeinsam mit Syukuro Manabe eine Hälfte des Nobelpreises für Physik.
Die Idee des Klima Fingerabdrucks baut auf dieser Forschungstradition auf. Verschiedene Einflüsse hinterlassen charakteristische räumliche und vertikale Muster im Klimasystem.
Wie sieht der Fingerabdruck von Treibhausgasen aus?
Ein besonders wichtiges Merkmal ist die unterschiedliche Temperaturentwicklung verschiedener Schichten der Atmosphäre.
Steigende Treibhausgaskonzentrationen führen zu einer Erwärmung der unteren Atmosphäre, der Troposphäre. Gleichzeitig kühlt sich die darüberliegende Stratosphäre langfristig ab.
Dieses Muster ist wichtig, weil beispielsweise eine deutlich stärkere Sonnenaktivität eine andere vertikale Temperaturreaktion erwarten ließe.
Weitere typische Merkmale des beobachteten Klimawandels sind die stärkere Erwärmung vieler Landflächen gegenüber den Ozeanen und die besonders ausgeprägte Erwärmung der Arktis.
Zeigt die Studie, dass Klimamodelle falsch sind?
Nein. Die Ergebnisse sollten nicht dahingehend interpretiert werden, dass Klimamodelle grundsätzlich unzuverlässig oder falsch seien. Klimamodelle bilden die physikalischen Prozesse des Klimasystems mathematisch ab und sind unverzichtbar, um mögliche zukünftige Entwicklungen zu untersuchen.
Die Studie zeigt vielmehr, dass es bei der regionalen Ausprägung der Erwärmung systematische Unterschiede zwischen einzelnen Modellerwartungen und Beobachtungen geben kann.
Gerade diese Unterschiede sind wissenschaftlich wertvoll. Sie helfen dabei, Modelle weiterzuentwickeln und Unsicherheiten regionaler Projektionen realistischer einzuschätzen.
Wo liegen die Grenzen von Klimamodellen?
Das Klimasystem ist außerordentlich komplex. Modelle müssen Prozesse berücksichtigen, die von kleinsten Wolkentröpfchen bis zu globalen Ozeanströmungen reichen.
Nicht alle Prozesse können aufgrund begrenzter Rechenleistung direkt in ihrer tatsächlichen räumlichen Größenordnung simuliert werden. Manche Prozesse werden deshalb parametrisiert, also durch mathematische Näherungen dargestellt.
Hinzu kommt die interne Variabilität des Klimas. Selbst ein physikalisch sehr gutes Modell kann nicht vorhersagen, in welchem konkreten Jahr eine bestimmte natürliche Schwankung eintritt. Klimamodelle liefern deshalb keine exakte Wetterchronik der Zukunft, sondern mögliche Entwicklungen und statistische Wahrscheinlichkeiten unter bestimmten Randbedingungen.
Warum verbessern Beobachtungsdaten die regionale Klimaforschung?
Die Stärke des neuen Ansatzes besteht darin, dass Beobachtungen und Modelle nicht als Gegensätze betrachtet werden. Vielmehr ergänzen sie sich.
Beobachtungen zeigen, was tatsächlich geschehen ist. Modelle helfen zu erklären, warum es geschehen ist und welche Entwicklungen unter verschiedenen Bedingungen zukünftig möglich sind.
Der beobachtungsbasierte Fingerabdruck kann deshalb als zusätzliche Kontrollgröße dienen. Stimmen Modellmuster und beobachtete Muster gut überein, stärkt dies das Vertrauen in die entsprechenden regionalen Projektionen. Gibt es Unterschiede, können Forschende gezielt nach den Ursachen suchen.
Welche Vorteile und Grenzen hat der beobachtete Klima Fingerabdruck?
| Vorteile | Grenzen und Herausforderungen |
|---|---|
| Stärkere Nutzung realer Beobachtungsdaten | Historische Messdaten sind regional unterschiedlich dicht |
| Regionale menschliche Einflüsse können untersucht werden | Natürliche Variabilität kann Signale lange überdecken |
| Vergleich mit Klimamodellen ermöglicht Prüfung regionaler Abweichungen | Beobachtungen allein ersetzen keine Zukunftssimulationen |
| Emergence Timescale kann empirisch abgeschätzt werden | Für manche Regionen sind lange Zeitreihen notwendig |
| Zusätzliche Grundlage für Klimaanpassung und Attribution | Lokale Aussagen bleiben schwieriger als großräumige Analysen |
Warum ist der regionale Nachweis für Klimaanpassung wichtig?
Für praktische Anpassungsmaßnahmen reicht es häufig nicht aus zu wissen, dass sich die Erde global erwärmt. Städte, Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Forstwirtschaft, Küstenschutz und Infrastruktur müssen mit regionalen Veränderungen umgehen.
Eine Kommune muss beispielsweise wissen, wie wahrscheinlich zunehmende Hitzeperioden sind. Landwirte benötigen Informationen über Veränderungen von Temperaturen, Niederschlägen und Verdunstung. Küstenregionen müssen langfristige Entwicklungen des Meeresspiegels und möglicher Sturmflutrisiken berücksichtigen.
Je besser verstanden wird, welcher Teil einer regionalen Veränderung auf einen langfristigen menschlichen Einfluss und welcher Teil auf natürliche Schwankungen zurückgeht, desto belastbarer können langfristige Anpassungsstrategien geplant werden.
Welche Bedeutung kann die Studie für das Klimarecht haben?
Die Autorinnen und Autoren weisen darauf hin, dass die verbesserte regionale Zuordnung auch für juristische Fragestellungen relevant sein kann. Klimaklagen und andere rechtliche Verfahren beschäftigen sich zunehmend mit der Frage, ob und in welchem Umfang konkrete Klimaveränderungen wissenschaftlich auf menschengemachte Ursachen zurückgeführt werden können.
Dabei ist allerdings eine wichtige Grenze zu beachten. Der Nachweis eines menschlichen Einflusses auf eine regionale Temperaturentwicklung bedeutet nicht automatisch, dass sich daraus unmittelbar die Verantwortung eines einzelnen Unternehmens, Staates oder Emittenten für einen bestimmten Schaden ableiten lässt.
Zwischen der physikalischen Attribution einer Klimaveränderung und der juristischen Zurechnung eines konkreten Schadens liegen zusätzliche rechtliche und wissenschaftliche Bewertungsschritte.
Eine robustere regionale Klimazuordnung kann dennoch dazu beitragen, die wissenschaftliche Grundlage solcher Diskussionen zu verbessern.
Kann die Methode einzelne Extremwetterereignisse erklären?
Nicht unmittelbar. Die Untersuchung beschäftigt sich vor allem mit regionalen Temperaturmustern und deren langfristiger Entwicklung. Die Attribution einzelner Extremereignisse wie Hitzewellen, Starkregen, Dürren oder Stürme erfordert zusätzliche Methoden.
Bei der sogenannten Extremwetterattribution wird beispielsweise untersucht, ob der menschengemachte Klimawandel die Wahrscheinlichkeit oder Intensität eines bestimmten Ereignistyps verändert hat.
Ein einzelnes Extremereignis entsteht normalerweise durch mehrere Faktoren. Die wissenschaftlich sinnvollere Frage lautet deshalb häufig nicht, ob der Klimawandel ein bestimmtes Ereignis allein verursacht hat, sondern wie stark er dessen Wahrscheinlichkeit oder Intensität verändert hat.
Was bedeutet die Studie für die Diskussion über natürliche Klimaschwankungen?
Die Untersuchung zeigt besonders deutlich, dass natürliche Klimavariabilität und menschengemachter Klimawandel gleichzeitig betrachtet werden müssen.
Natürliche Schwankungen verschwinden durch den Klimawandel nicht. Sie wirken weiterhin und können den langfristigen Erwärmungstrend regional zeitweise verstärken oder abschwächen.
Das erklärt, warum kurzfristige regionale Temperaturtrends vorsichtig interpretiert werden müssen.
Einige Jahre mit geringer Erwärmung widerlegen den langfristigen Trend ebenso wenig wie einzelne außergewöhnlich warme Jahre allein den menschlichen Einfluss beweisen würden. Entscheidend sind lange Beobachtungsreihen, räumliche Muster und statistische Analysen.
Faktenbox: Natürlich oder menschengemacht?
Die Frage lautet nicht entweder natürliche Schwankung oder menschlicher Einfluss. In der Realität wirken beide gleichzeitig. Die Klimaforschung versucht deshalb, den langfristigen erzwungenen Trend von der internen natürlichen Variabilität statistisch zu trennen.
Welche praktischen Beispiele erklären den Klima Fingerabdruck?
Beispiel 1: Die Arktis erwärmt sich nicht jedes Jahr gleich stark
Angenommen, die Arktis erwärmt sich über mehrere Jahrzehnte deutlich. Innerhalb dieses Zeitraums gibt es jedoch zehn Jahre, in denen die Erwärmung langsamer verläuft. Eine Betrachtung ausschließlich dieser zehn Jahre könnte einen falschen Eindruck vermitteln.
Die längere Messreihe zeigt dagegen, dass sich das Temperaturniveau insgesamt deutlich verschoben hat. Die kurzfristige Abschwächung kann dabei durch natürliche Prozesse erklärt werden, während das langfristige Erwärmungssignal bestehen bleibt.
Beispiel 2: Eine Meeresregion wird vorübergehend kühler
Ozeane transportieren enorme Wärmemengen. Veränderungen von Strömungen können dazu führen, dass eine bestimmte Region über längere Zeit weniger Wärme erhält oder mehr Wärme in tiefere Wasserschichten gelangt.
Die regionale Oberflächentemperatur kann deshalb stagnieren oder sinken, obwohl die globale Energiebilanz weiterhin durch den erhöhten Treibhauseffekt verändert wird.
Beispiel 3: Modelle und Beobachtungen unterscheiden sich
Wenn ein Klimamodell für eine Region eine stärkere Erwärmung simuliert als tatsächlich beobachtet wurde, muss daraus nicht folgen, dass der grundsätzliche Erwärmungstrend falsch berechnet wird.
Die Abweichung kann vielmehr darauf hinweisen, dass natürliche Variabilität stärker war als in vielen Simulationen oder bestimmte regionale Prozesse im Modell verbessert werden müssen. Genau solche Unterschiede können mit dem beobachtungsbasierten Fingerabdruck systematischer untersucht werden.
Welche Fragen beantwortet die neue Klimastudie?
Ist die globale Erwärmung menschengemacht?
Ja. Der menschliche Einfluss auf die gegenwärtige globale Erwärmung ist wissenschaftlich eindeutig belegt. Die neue Untersuchung beschäftigt sich deshalb nicht mit der Frage, ob der Mensch die Erde erwärmt, sondern damit, wie sich dieser Einfluss regional aus den Beobachtungsdaten herausarbeiten lässt.
Ist der menschliche Einfluss überall gleich deutlich sichtbar?
Nein. Die Stärke des Signals und der natürlichen Variabilität unterscheiden sich von Region zu Region. In der Arktis ist der menschliche Einfluss beispielsweise deutlich erkennbar. In Teilen des Südpolarmeeres und des subpolaren Nordatlantiks ist eine eindeutige empirische Trennung derzeit schwieriger.
Bedeutet eine regionale Abkühlung, dass es dort keinen Klimawandel gibt?
Nein. Natürliche Klimaschwankungen und regionale Prozesse können den langfristigen Erwärmungstrend zeitweise überlagern. Deshalb müssen ausreichend lange Zeiträume untersucht werden.
Sind Klimamodelle durch die Studie widerlegt?
Nein. Die Untersuchung macht vielmehr deutlich, wo regionale Modellabweichungen bestehen und wie diese genauer bewertet werden können. Solche Vergleiche gehören zum normalen wissenschaftlichen Prozess der Modellverbesserung.
Wie lange dauert es, bis der menschliche Fingerabdruck sichtbar wird?
Das hängt von der Region ab. Die sogenannte Emergence Timescale beschreibt, wie lange beobachtet werden muss, bis sich das menschliche Signal statistisch eindeutig vom natürlichen Hintergrundrauschen unterscheidet. Nach Angaben des Forschungsteams reichen ungefähr 45 Jahre Satellitenbeobachtungen für die meisten Regionen aus.
Warum sind regionale Unterschiede so wichtig?
Die Folgen des Klimawandels werden überwiegend regional und lokal erlebt. Für Anpassungsmaßnahmen ist deshalb entscheidend, nicht nur die globale Durchschnittstemperatur, sondern auch regionale Veränderungen und deren Unsicherheiten möglichst genau zu verstehen.
Wo wurde die Studie veröffentlicht?
Die wissenschaftliche Arbeit trägt den Titel Observed fingerprint of global warming exposes model biases in regional climate attribution. Als Autoren werden H. Aru, D. Olonscheck, J. Marotzke und C. Li genannt. Die Arbeit wurde für Science Advances angenommen. Auch die Publikationsübersicht des Max-Planck-Instituts für Meteorologie führt die Studie inzwischen als für Science Advances akzeptiert.
Originalpublikation:
Aru, H., Olonscheck, D., Marotzke, J., and Li, C. (2026): Observed fingerprint of global warming exposes model biases in regional climate attribution. Science Advances 12, eaed1506 (2026).
https://doi.org/10.1126/sciadv.aed1506
Was ist die wichtigste Erkenntnis zum menschlichen Fingerabdruck im Klimawandel?
Die Studie liefert eine neue Möglichkeit, die regionale Ausprägung der menschengemachten globalen Erwärmung stärker aus Beobachtungsdaten selbst abzuleiten. Damit ergänzt sie klassische Verfahren, bei denen charakteristische Erwärmungsmuster hauptsächlich mithilfe von Klimamodellen bestimmt werden.
Besonders wichtig ist die Erkenntnis, dass der menschliche Fingerabdruck nicht überall zum gleichen Zeitpunkt deutlich sichtbar wird. In einigen Regionen tritt das Signal vergleichsweise schnell aus dem natürlichen Hintergrundrauschen hervor. In anderen Gebieten können starke natürliche Schwankungen die menschengemachte Erwärmung über längere Zeit überlagern.
Die Arktis zeigt beispielsweise trotz zeitweiliger Veränderungen des Erwärmungstempos einen eindeutigen menschlichen Einfluss. Im südöstlichen Pazifik lässt sich das anthropogene Signal ebenfalls identifizieren, obwohl die beobachtete Entwicklung teilweise von Modellerwartungen abweicht. In Teilen des Südpolarmeeres und des subpolaren Nordatlantiks ist die statistische Trennung dagegen schwieriger.
Genau darin liegt die Bedeutung der Arbeit. Sie stellt die grundlegenden Erkenntnisse über die menschengemachte globale Erwärmung nicht infrage, sondern ermöglicht eine differenziertere Betrachtung ihrer regionalen Ausprägung. Gleichzeitig zeigt sie, wo Klimamodelle die Zeit bis zum eindeutigen Hervortreten des menschlichen Signals möglicherweise unterschätzen.
Fazit: Was lernen wir aus dem beobachteten Fingerabdruck der globalen Erwärmung?
Der menschliche Einfluss auf die globale Erwärmung ist wissenschaftlich eindeutig nachgewiesen. Schwieriger wird die Analyse, sobald einzelne Regionen betrachtet werden. Ozeanströmungen, atmosphärische Zirkulation und andere natürliche Schwankungen können regionale Temperaturentwicklungen über Jahre oder Jahrzehnte beeinflussen und den langfristigen Erwärmungstrend zeitweise verdecken.
Die neue Studie des Max-Planck-Instituts für Meteorologie setzt genau an diesem Punkt an. Durch die Ableitung eines Fingerabdrucks direkt aus Beobachtungsdaten können Forschende besser untersuchen, wo das menschliche Erwärmungssignal bereits deutlich sichtbar ist und wo die natürliche Variabilität noch dominiert.
Gleichzeitig bietet die Methode eine zusätzliche Möglichkeit, regionale Klimamodellierungen zu überprüfen. Abweichungen zwischen Modellen und Beobachtungen werden dadurch nicht einfach als Fehler betrachtet, sondern können gezielt analysiert werden. Das kann helfen, regionale Klimaprojektionen weiterzuentwickeln und ihre Unsicherheiten realistischer einzuschätzen.
Für die Praxis ist das relevant, weil Klimaanpassung fast immer regional stattfindet. Landwirtschaft, Städte, Infrastruktur, Wasserwirtschaft und Küstenschutz müssen wissen, welche Veränderungen langfristig zu erwarten sind und wie sicher sich diese bereits dem menschlichen Einfluss zuordnen lassen.
Die wichtigste Botschaft lautet deshalb: Der menschliche Fingerabdruck des Klimawandels ist weltweit vorhanden, aber er tritt regional unterschiedlich deutlich und zu unterschiedlichen Zeitpunkten aus dem natürlichen Hintergrundrauschen hervor. Gerade diese Unterschiede genauer zu verstehen, ist entscheidend für bessere Klimamodelle, belastbarere regionale Prognosen und eine wissenschaftlich fundierte Anpassung an den fortschreitenden Klimawandel.
Quelle / Infos / Pressemitteilung: https://idw-online.de/de/news875977 und https://doi.org/10.1126/sciadv.aed1506
Michael Färber beschäftigt sich seit 2018 intensiv mit Cannabis, Hanf und CBD. Er absolvierte den Master of Cannabis Industry sowie die Ausbildung zum ACM-zertifizierten Berater für Medikamente auf Cannabisbasis. Dieser Artikel wurde von ihm redaktionell erstellt und geprüft und basiert auf eigener Recherche, Pressemitteilungen, aktuellen News, wissenschaftlichen Studien, langjähriger Erfahrung sowie modernen Recherche- und Textwerkzeugen. Weitere Informationen findest du hier: Autorenvorstellung von Michael Färber
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