Was heißt da „noch nie“?

Von Reinhard Böhm (Die Presse)

Der heftigste Hurrikan aller Zeiten. Die Jahrhundertflut. So heiß war es noch nie. Neuerdings scheint sich Extremereignis nahtlos an Extremereignis zu reihen. Spielt unser Wetter verrückt? Sachverhaltsdarstellung eines Klimatologen.

Lassen Sie es mich gleich zu Beginn klarstellen: Klima ist nicht immer mild, Klima kann auch wild sein, Schäden verursachen, Menschen töten. Niemand bezweifelt dies, und wir tun gut daran, uns bestmöglich gegen die extremen Ausformungen des Klimas zu schützen. Die Frage ist nur, ob das Klima gegenüber früher extremer geworden ist, und noch spezieller, ob es das durch unser Zutun, also über den von uns verursachten zusätzlichen Treibhauseffekt geworden ist. Denn nur in diesem Fall wären wir daran beteiligt, und es bestünde die Chance, durch aktives Bemühen diesen Einfluss zurückzuschrauben, auch die von uns „verschuldete“ erhöhte Gefahr wieder einzudämmen. Ich betone den Ausdruck „die Chance“, denn auch das beste Wissen über die Mechanismen, die hinter den Folgen einer Handlung stehen, birgt nicht notwendigerweise die Möglichkeit eines „Rückgängigmachens“.

Der Fall scheint trotzdem klar. Andauernd versorgt uns ja gerade die Zunft der Klimatologen mit neuen Rekorden. Im Jahresabstand folgen 100-jährige, ja 1000-jährige Extremereignisse aufeinander, und die Medien liefern uns dazu die Bilder überfluteter Häuser, vom Sturm zerstörter Wälder und Dächer, und überall auf der Erde sterben Menschen an den Folgen von Dürren. Ich gebe zu, gefühlsmäßig habe auch ich den Eindruck, dass etwas dran sein muss an der Zunahme der Extremwerte, die ja die Grundlage der meisten Zukunftsängste in Verbindung mit dem Klimawandel bildet. Auch ich bin beeindruckt, wenn ich etwa im Wienerwald die vom Sturm Kyrill geknickten Bäume sehe oder wenn ich mich an das Rütteln des Sturms „Paula“ an den Fenstern meines Arbeitszimmers erinnere.

Nehmen wir uns daher gleich die Frage der Zunahme der Stürme vor, und beginnen wir bei denen in den mittleren Breiten. Zunächst muss ich betonen, dass es kaum heiklere Klimazeitreihen gibt als die der Windgeschwindigkeit. Die zerstörende Wirkung rührt von einzelnen Böen, deren exakte Messung und auch Weiterverarbeitung immer aufwendig und teuer war, und daher liegen schon aus Kostengründen kaum lange Zeitreihen der Spitzenböen vor. Unsere eigenen Versuche, diese zu homogenisieren, also vom nichtklimatologischen „Lärm“ zu befreien und damit vergleichbar zu machen, sind fehlgeschlagen. Einer der Gründe für unser Scheitern auf diesem Gebiet liegt in den starken kleinräumigen Unterschieden, die bei diesem Klimaelement noch weniger greifbar und damit noch schwerer zu eliminieren sind als bei anderen.

Ich nenne ein Beispiel, eines, das mir buchstäblich „nahe liegt“, das der langen Zeitreihe der Hauptstation des Österreichischen Wetterdienstes in Wien. Ich könnte hier mit der „qualitativ hochwertigen mehr als 100-jährigen Windmessreihe der Hohen Warte“ einen über mehr als 100 Jahre anhaltenden Langfristtrend fallender Windgeschwindigkeiten und auch fallender Windspitzen vorführen. Dabei müsste ich aber verschweigen, dass bereits vor Jahrzehnten auf unserem Grundstück, leider exakt in der Hauptwindrichtung, eine Reihe zunächst unschuldig aussehender Fichten gepflanzt worden ist. Diese gediehen prächtig und wachsen nun schon seit geraumer Zeit genau in den anströmenden Luftraum hinein. Und es besteht keine echte Chance, sie zu fällen, weil ja das scharfe Wiener Baumschutzgesetz dies nicht mehr zulässt.

Da überall sonst in unserem Arbeitsbereich die Schwierigkeiten bei den Windreihen ähnlich sind, bringe ich auch denen aus anderen Weltgegenden ein gesundes Misstrauen entgegen. Das tut offenbar auch die Mehrheit meiner Kollegen, und daher gibt es weltweit kaum von der Wissenschaft anerkannte Messreihen, die direkt gemessene Aussagen über die Veränderungen dieses Klimaelements zulassen. Erst seit ein oder zwei Jahrzehnten leisten wir uns im Zuge der Automatisierung der Messnetze auch eine solche an böenregistrierenden und speichernden Geräten. Diese Messreihen sind somit immer kurz, und die oft zu hörende Aussage „stärkster je gemessener Sturm“ ist daher kaum verwunderlich. Frühere „stürmische Zeiten“ sind in den Klimaarchiven extrem unterrepräsentiert.

Es gibt jedoch eine Lösung für dieses Dilemma, und Mitarbeiter unserer Gruppe haben sie in einer internationalen Studie in die Praxis umgesetzt. Die Idee, Windmessreihen durch Luftdruckreihen zu ersetzen, hatten Kollegen des schwedischen Wetterdienstes schon vor zehn Jahren, und nun wurden noch einmal, jetzt auch für andere Gebiete Europas, aus den in hoher Qualität vorliegenden langen Zeitreihen des Luftdrucks Wind- und damit auch Sturmmessreihen berechnet. Das überraschende Resultat, das demnächst gedruckt erscheinen wird: In allen drei untersuchten Regionen Europas gibt es langfristig keinen steigenden Sturmtrend, in Mittel- und Nordwesteuropa sogar eine Abnahme gegenüber der stürmischeren Zeit um 1900.

Bei den tropischen Wirbelstürmen wiederum scheint der physikalische Zusammenhang „aus dem Bauch heraus“ klar: Es geht um die Effekte der latenten Wärme und der höheren Feuchte in tropischen Warmluftmassen, die hier zum Tragen kommen und die verheerenden Hurrikans erzeugen – oder die Taifune, wie sie im Pazifik genannt werden. Und wir bekommen ja die ständig in die Höhe schnellenden Schadenskurven durch Naturkatastrophen im Allgemeinen und durch tropische Wirbelstürme im Besonderen vorgeführt. Speziell die global agierenden Rückversicherer, also die Großfirmen, bei denen sich die Versicherungsgesellschaften selbst versichern, sind sehr aktiv im Hinweisen auf die immer kostspieliger werdenden Schäden durch Naturkatastrophen. Diese großen Konzerne arbeiten hochprofessionell, und an ihren Zahlen ist nicht zu zweifeln. Wenn sie über den Einfluss des Klimawandels auf ihr Geschäft sprechen, eliminieren sie zunächst sehr wohl die Tsunamis und Erdbeben aus ihren Schadensreihen, sie zeigen auch nicht nur die „versicherten Schäden“, die würden ja ein falsches Bild erzeugen, da der „Versicherungsgrad“ generell zunimmt. Sie zeigen die „volkswirtschaftlichen Gesamtschäden“ und, wenn sie das für längere Zeiträume tun, natürlich „inflationsbereinigt“. Und nach all diesen sorgfältigen Bearbeitungen kommen immer noch die typischen Schadenskurven der Rückversicherer heraus, die einen exponentiellen Anstieg vor allem in den vergangenen beiden Jahrzehnten zeigen. Da gerade diese Jahrzehnte ja zweifellos auch den Einstieg ins Treibhauszeitalter markieren, scheint der Zusammenhang klar.

Mir selbst mit meinem Misstrauen gegenüber allzu „klaren und eindeutigen Befunden“ ist immer schon der fehlende letzte Schritt in der Vorbearbeitung der Schadensreihen aufgefallen. Mir fehlt die Bereinigung der Schadensreihen im Hinblick auf die enorme Entwicklung der We
rte, die zerstört werden können und die vor 50 Jahren um ein Vielfaches geringer gewesen sind als heute. Ich habe bisher nur einen Fall gefunden, wo in publizierten wissenschaftlichen Untersuchungen versucht wurde, diesen letzten Schritt zu tun: eine Studie über die volkswirtschaftlichen Schäden durch Hurrikans an der Atlantik- und der Golfküste der Vereinigten Staaten, also an dem Küstenstreifen von Maine bis zur Südspitze von Texas.

Für Hurrikans stehen ja noch weniger lange direkte Messreihen für Trenduntersuchungen zur Verfügung. Und hier nützt auch die Methode mit dem Umweg über die Luftdruckreihen nichts, da der Entstehungsmechanismus ein ganz anderer ist – nicht durch großräumige Druckunterschiede entstehen die tropischen Wirbelstürme, sondern hier sind konvektive Vorgänge, die frei werdende latente Energie bei der Kondensation der Wassermassen und eine Reihe anderer noch nicht ganz verstandener und von den modernen Klimamodellen nicht simulierbarer Vorgänge verantwortlich.

Wir sind daher gerade bei diesen Giganten der Zerstörungskraft auf die Schäden angewiesen, die sie anrichten, wenn wir wissen wollen, ob sie langfristig zugenommen haben. In einer der üblichen Zeitreihen erhalten wir das gewohnte Bild einer explosiven Zunahme, vor allem in den Treibhausjahren der vergangenen Jahrzehnte. Wir erkennen die bekannten Katastrophennamen von Andrew, der 1992 über Florida hereinbrach, bis Katrina, die 2005 New Orleans untergehen ließ. Die Zunahme ist extrem, der Zusammenhang zur Erwärmung scheint so klar, dass alle weiteren Details unwesentlich sein sollten.

Eine Gruppe amerikanischer, englischer und australischer Kollegen freilich hat in großer Detailarbeit, County für County, das Bevölkerungswachstum, die Wirtschaftsdaten über die Besitztümer dieser Einwohner der US-amerikanischen Küsten aus offiziellen Statistiken zurück bis zum Jahr 1900 zusammengesucht. Die Arbeit hat das beinahe unglaubliche Ergebnis, dass der extreme Trend der erstgenannten Kurve in ihrer „normalisierten“ Form, wie es die Studie bezeichnet, homogenisiert, wie ich sagen würde, verschwunden ist. Wir sehen, dass der verheerendste Wirbelsturm derjenige gewesen wäre, der im Jahr 1926 in der Gegend an Land ging, in der heute Miami steht, selbst die drei Stürme des Jahres 2005 waren nicht katastrophaler. Und wir erkennen eine enorme Variabilität von Jahr zu Jahr und keinen Langfristtrend. Auch der Zusammenhang mit der Erwärmung ist verschwunden – die erste Häufung von Wirbelstürmen in den noch kühleren Jahrzehnten zu Beginn der Reihe ist ebenso stark wie die zu Ende der Zeitreihe, im Treibhauszeitalter.

Wie gesagt, ich habe nur diese eine Studie gefunden, die jene von mir urgierte Arbeit der Homogenisierung der Unwetterschadenskurven in Angriff genommen hat. Und ich lasse mich gern eines Besseren belehren. Ich hoffe jedenfalls, dass diese letzte notwendige Qualitätssicherungsarbeit anderswo ebenfalls gemacht wird, und zwar von unabhängigen Wissenschaftlern, damit wir endlich von den interessengesteuerten Informationen der Versicherungsanstalten wegkommen.

Gemeinsam mit den Stürmen an der Spitze der Schaden bringenden extremen Wetterereignisse stehen die Überschwemmungen. Vor allem die großen Flüsse Europas haben in den vergangenen Jahren mit einigen Pegelhochständen für große finanzielle Schäden in diesem dicht besiedelten Kontinent gesorgt. Der Rhein drang 1993 und 1995 in die Kölner Altstadt ein, die Oder setzte 1997 weite Gebiete unter Wasser, und der jüngste Höhepunkt wurde im August 2002 von Moldau und Elbe gesetzt, denen Prag und Dresden zum Opfer fielen. Das Regen bringende Katastrophentiefdruckgebiet verweilte damals auch über Teilen Österreichs, was zu so großen Schäden an nördlichen Seitenflüssen der Donau und entlang der Donau selbst führte, dass die heimische Regierung die unvorhergesehenen Ausgaben sogar zum Anlass nahm, eine geplante Steuerreform zu verschieben.

Mit Erklärungen war man schnell zur Stelle – der Klimawandel war erwartungsgemäß der Hauptverdächtige. Ich wundere mich in solchen Fällen immer einerseits über die Geschwindigkeit, mit der Ergebnisse vorgewiesen werden, und über die statistischen Traumzahlen, die flugs aus dem Ärmel gezogen werden. Von 1000-jährigen Ereignissen wird uns erzählt, und auch schon längere statistische Wiederkehrzeiten waren damals im Umlauf. Trotzdem ist eines sicher: Die Großüberschwemmungen sind ein zu ernstes Thema, als dass wir die Übertreibungen in ihrem Dunstkreis dazu benutzen sollten, sie als Angstmache ohne Hintergrund abzutun. Versuchen wir lieber, wieder die bewährte Methode der rationalen Analyse anzuwenden und uns wegen der gebotenen Kürze auf die Hauptlinie einer sachlichen Argumentation zu beschränken und sie mit einigen wenigen Beispielen zu verdeutlichen.

Die Trends der aus Pegelmessungen abgeleiteten Hochwasserdurchflussmengen scheinen die Bestätigung einer Steigerung dieses Klimarisikos zu zeigen. Für die Donau bei Wien mit ihrem rund 100.000 Quadratkilometer großen Einzugsgebiet gibt es sehr lange systematische Pegelmessungen, die durch sorgfältige Bearbeitung in eine beinahe 180-jährige Qualitätszeitreihe von Durchflussmengen umgewandelt werden konnte. Deutlich zu erkennen ist dabei ein ansteigender Trend bei den maximalen Durchflussmengen, der uns sehr an die Temperaturkurven aus der Region erinnert – also haben wir ihn hier bereits, den Beweis für die Formel „warmes Klima = extremes Klima“?

In sehr ähnlicher Art ist auch der Niederschlag im Einzugsgebiet der Donau oberhalb Wiens gestiegen. Also: „Temperaturanstieg = extremerer Niederschlag = steigende Hochwassergefahr“? Nur bedingt, denn derselbe Temperaturanstieg anderswo in der Region hat zu rückläufigen Niederschlägen geführt. Der direkte einfache Zusammenhang kann so also nicht stimmen.

Etwas Bemerkenswertes fällt auf. Die Ähnlichkeit besteht nicht nur zwischen dem maximalen Jahreshochwasser und der maximalen jährlichen Monatsniederschlagssumme, sondern sogar mit der Niederschlagssumme über das gesamte Jahr. Das ist überraschend. Wir werden diesem nicht ganz leicht zu verstehenden beinahe parallelen Verlauf zwischen extremen Einzelwerten und Mittelwerten oder Summen über längere Zeiträume noch anderswo begegnen. Er wird uns helfen, etwas Ordnung in das recht unüberschaubare Dickicht der zahlreichen Extremwertindizes zu bringen.

Eine Aufteilung der Donauhochwässer nach ihrer Stärke zeigt, dass der Trend von den häufigeren, „schwächeren“ ab 5000 Kubikmetern pro Sekunde verursacht wird, die keine Schäden verursachen, dass die von zumindest 7000 Kubikmetern pro Sekunde hingegen keine Steigerung zeigen und auch die absolut extremsten sechs Ereignisse von mehr als 9000 Kubikmetern pro Sekunde der Größe nach in den Jahren 1899, 2002, 1862, 1954, 1991 und 1897 auftraten, also zu gleichen Teilen verteilt auf die beiden vergangenen Jahrhunderte.

Wenn man mit Hydrologen und Wasserwirtschaftern spricht, hört man schnell einige andere Argumente, warum selbst bei gleichbleibendem Niederschlag die starken Veränderungen an den Flüssen eine Erhöhung der Stärke der Hochwasser erwarten lassen. Gerade im Bemühen, sich gegen Überschwemmung zu schützen, wurden die Flüsse durch Dämme von ihren natürlichen Überschwemmungszonen abgeschnitten, Begradigungen haben auch zu einer Verkürzung der Flussläufe geführt. Diese Veränderungen sind viel größer, als man gemeinhin annimmt. So hat zum Beispiel der
Rhein zwischen Basel und Karlsruhe seit 1850 60 Prozent seiner Überschwemmungszonen in den Auen verloren, sein Flusslauf ist zwischen diesen beiden Städten um 82 Kilometer kürzer geworden, und er braucht jetzt 23 Stunden, um diese Strecke zu durchfließen, für die er 1850 noch durchschnittlich 64 Stunden benötigt hat.

Das alles führt zwar zu einer Begünstigung der Schifffahrt und zu einem besseren Schutz vor geringeren Hochwassern, verstärkt jedoch potenziell gerade die katastrophalen. Ein Teufelskreis, aus dem nur schwer herauszukommen ist. Wer will all die Gebäude schleifen lassen, die in den ehemaligen Überschwemmungszonen nun stehen, wer will den Schutz der Städte wieder abbauen, und selbst die Rückwidmung der gewonnenen Agrarflächen stößt auf Widerstand. Probleme über Probleme also, alle „anthropogen“, also von uns verursacht, aber keines auf dem Treibhauseffekt basierend.

Noch widersprüchlicher zur Treibhausgasannahme wird die Sache, wenn man die wenigen Untersuchungen berücksichtigt, die versucht haben, aus den zahlreichen, aber sehr heterogenen historischen Dokumenten die Frage in die vorinstrumentelle Zeit zurückzuverfolgen. Eine Gruppe aus Leipzig hat viel Arbeit in die Rekonstruktion historischer Hochwasserreihen für Elbe, Oder und andere deutsche Flüsse gesteckt. Das Ergebnis der 500-jährigen Elbe-Hochwasser-Reihe dreht die Trends, die wir für die direkten Messungen des Donaupegels bei Wien kennengelernt haben, sogar in ihr Gegenteil um. Das Elbe-Hochwasser des Jahres 2002 bleibt immer noch eines der stärksten der überschaubaren Geschichte, deutlich häufiger jedoch waren mittelstarke und starke Hochwasser an diesem Fluss in zwei anderen Zeiträumen, der zweiten Hälfte des 15. und der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts.

Und wie steht es um die Temperaturentwicklung? Die steigenden Mitteltemperaturen sind tatsächlich begleitet von einer Zunahme der verschiedenen Maßzahlen für Hitze. Die heißen Temperaturen werden generell häufiger, es werden verschiedene Schwellenwerte zunehmend überschritten, und auch die Ausreißer nach oben ganzer Monats-, Jahreszeiten- oder Jahresmittel weisen analog zum Anstieg der Mitteltemperatur nach oben. Natürlich gibt es gerade bei den Schwellenwertüberschreitungen regionale und lokale Unterschiede. So wird die 30-Grad-Grenze etwa auf den Bergen der Alpen noch lange nicht überschritten werden, und auch Morgenminima von 20 Grad sind dort noch nicht in Reichweite. Folgerichtig ergibt das also dort keinen Trend dieser beiden Extremwertindizes, die im Jargon der Klimatologen „heiße Tage“ und „heiße Nächte“ genannt werden.

In wärmeren Weltgegenden, in denen diese schon immer häufig überschritten worden sind, ändert sich in Relation zum Normalwert auch nichts besonders stark. Dazwischen allerdings liegen Regionen, die bei diesen beiden Extremwertindizes sensitiv reagiert haben. Das zeigen die Beispiele Wien und Bregenz, für die ein sprunghaftes Ansteigen der „heißen Nächte“ zu sehen ist, während Innsbruck vorläufig immer noch meist unter dem Schwellenwert bleibt.

Hitze bei Tag und Hitze bei Nacht treibt den Treibhauseffekt über eine in diesem Fall positive Rückkopplung an, die über den zunehmenden Einsatz von Klimaanlagen funktioniert. Nicht verschweigen sollten wir allerdings, dass in der kalten Jahreszeit natürlich eine ebenso wirksame negative Rückkopplung den Treibhauseffekt bremst: In immer wärmer werdenden Wintern wird weniger geheizt und weniger Kohlendioxid emittiert. Das hat ja nach dem extrem milden Winter 2006/07 sogar zu einer erstmaligen Verminderung der österreichischen Gesamtemissionen an Treibhausgasen geführt, die allerdings kaum als Argument für eine erfolgreiche Klimapolitik in unserem Land verwendet werden kann.

Obwohl wir mit dem Gleichklang des Anstieges der heißen Extremwerte und dem generellen Temperaturanstieg nun wieder einmal auf ein hartes Faktum des Klimawandels gestoßen sind, an dem es nichts wegzudiskutieren gibt, sollten wir gerade diesen Gleichklang zwischen Mittel- und Extremwerten zum Anlass nehmen, uns zu fragen, ob das unter „Verrückterwerden“ des Klimas verstanden werden kann. Bedarf es dazu nicht eines stärkeren Ausschlagens des Kurzzeitpendels nach beiden Seiten? Und was wäre die Maßzahl, die als objektives „Verrücktheitsmaß“ angesehen werden kann?

Spätestens nach dem Sommer 2003, der in Mittel- und Westeuropa einen wirklich außerordentlichen Temperaturausreißer dargestellt hat, wurde der Frage eines Ansteigens der Klimavariabilität viel mehr Aufmerksamkeit gewidmet als zuvor, als die Trends im Vordergrund standen. Einige Ergebnisse von Modellsimulationen für das künftige Treibhausklima erbrachten eine Verbreiterung des Schwankungsbereichs der Kurzfristpendelungen der Temperatur, und bei den extremen Tagesniederschlägen war in einigen Regionen ein gewisses Häufigerwerden der hohen Tagessummen und ein entsprechender Rückgang der schwachen Niederschläge zu erkennen. Zwar sind die Befunde der Modellrechnungen durchaus nicht einheitlich, und homogenisierte Tageswertreihen des Niederschlages stehen kaum zur Verfügung. Man war aber schnell zur Hand mit der erneuten Bestätigung des Standsatzes vom extremer werdenden Klima.

Die real existierenden und gerade bei den Extremwerten noch bedeutenderen regionalen Unterschiede bieten immer die nötige Auswahl an Befunden in alle Richtungen. Werden die richtigen herausgesucht und die, die nicht in den Kram passen, weggelassen, dann findet man schon die Bestätigung für das, was man haben will. Solange es keine ordentliche Datenbasis von globaler Abdeckung über lange Klimazeitreihen von hoher zeitlicher Auflösung gibt, ist da jeder unbewussten Fehlinterpretation und bewussten Manipulation Tür und Tor geöffnet. Und von einer derartigen Datenbasis sind wir leider noch sehr weit entfernt.

Unsere Gruppe erarbeitet derzeit für einige Unterregionen Österreichs die nötige Basis. Auch wir können noch kein abschließendes Urteil fällen, aber vor allem zwei Befunde zur Extremwertdebatte scheinen bereits recht gut abgesichert zu sein. Es deutet viel darauf hin, dass bei uns die oft zitierte gleichzeitige Zunahme der Starkregen und der Trockenperioden am gleichen Ort nicht stattfindet. Weder im Zentralalpenbereich noch im östlichen Flachland noch im Westen Österreichs zeigen sich entsprechende Trends von 100-jährigen und längeren homogenisierten Tageswertreihen des Niederschlages.

Und: Generell zeigt sich eine auffallende Ähnlichkeit zwischen dem langjährigen Verlauf der extremen Niederschlagsereignisse und dem der Jahressummen sowie eine entsprechende Ähnlichkeit der Tagesmaxima und -minima der Lufttemperatur mit den Mittelwerten. Man findet also in Österreich schon Trends zu mehr Starkniederschlag und zu mehr Trockenheit, jedoch nicht am selben Ort, sondern dort, wo jeweils auch der Trend des Gesamtniederschlages in die jeweilige Richtung deutet.

Im Westen des Landes gesellt sich zur Niederschlagszunahme insgesamt auch eine solche der starken Tagesniederschläge, jedoch keine Zunahme der Trockenperioden, im Südosten finden wir fallende Niederschlagtrends in Verbindung mit einem Anstieg der Trockenperioden, jedoch nicht die behauptete Zunahme der Starkregen.

Alles in allem ist das Klima also in den vergangenen 200 Jahren sicher nicht verrückter geworden. Entweder seine Variabilität blieb gleich oder sie ist sogar zurückgegangen – zumindest bei uns im südlichen Mitteleuropa, in dessen Klimadatenqualität ich per
sönlich direkten Einblick habe.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 03.05.2008)

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