Hitzetage zu mehr als der Hälfte wegen des Klimawandels

Wetterextreme sind Teil des chaotischen Wettergeschehens und entstehen aus einem komplexen Zusammenspiel vieler Faktoren. Werden diese Wetterkapriolen im Laufe des Klimawandels häufiger? Ja und nein. Es wäre falsch, aus der Tatsache, dass es schon früher Wetterextreme gab, zu schliessen, der Klimawandel habe keinen Einfluss auf deren Häufigkeit. Klar ist aber auch, dass die oft mit «Global Weirding» bezeichnete Idee, wonach alle Wetterphänomene extremer werden, zu kurz greift. Denn es ist wissenschaftlich nicht erwiesen, ob tatsächlich alle Wetterextreme wie Hagel, Stürme und Tornados zunehmen.

Weil Extreme selten sind, ist eine lokale Änderung ihrer Häufigkeit statistisch schwer nachzuweisen. Werden aber die Daten aller Messstationen weltweit zusammengefasst, zeichnet sich ein deutliches Bild ab: Seit den 1950er Jahren gibt es einen weltweiten Trend zu mehr und intensiveren Hitzeextremen. Ausserdem nahmen Starkniederschläge an deutlich mehr Stationen zu als ab.

Der gezinkte Würfel

Im Anschluss an den europäischen Hitzesommer 2003 kamen Wissenschaftler zum Schluss, dass Hitzeperioden dieser Art auch ohne menschgemachten Klimawandel auftreten können, dass aber die Erwärmung die Wahrscheinlichkeit eines solchen Hitzesommers in Mitteleuropa mehr als verdoppelt hat. Folglich haben diese Wissenschaftler mehr als die Hälfte der Eintretenswahrscheinlichkeit des Hitzesommers im Jahre 2003 der menschgemachten Erwärmung zugeordnet. Wie beim Falschspieler, der mit einem gezinkten Würfel häufiger Sechsen würfelt, hat auch die Erwärmung die Wahrscheinlichkeit des Hitzesommers erhöht.

Statt nach dem menschgemachten Anteil der Eintretenswahrscheinlichkeit für einen einzelnen Hitzesommer kann man sich auch fragen, welcher Anteil aller weltweit auftretenden Hitze- oder Niederschlagsextreme der Erwärmung zuzuschreiben ist. Dieser Frage gehen wir in einer Studie nach, welche wir jüngst in der Fachzeitschrift «Nature Climate Change» publizierten [1]. Wir zeigen darin, dass schon heute mehr als die Hälfte der weltweit auftretenden Hitzeextreme und knapp ein Fünftel der Niederschlagsextreme auf die Erwärmung zurückzuführen sind. Kein einziges dieser Ereignisse ist ausschliesslich die direkte Folge der Erwärmung, aber die menschgemachte Erwärmung erhöht ihre Häufigkeit. Und je seltener und extremer ein Hitze- oder Starkniederschlagsextrem, desto höher ist der menschgemachte Anteil.

1,5 oder 2 Grad Erwärmung – grosser Unterschied

Mit jeder weiteren Erwärmung werden die weltweit auftretenden Hitze- und Starkniederschlagsereignisse rasch häufiger. Bei 2 Grad Celsius globaler Erwärmung erwarten wir weltweit doppelt so viele Hitzeextreme wie bei 1,5 Grad. Diese Ziele, welche an Klimaverhandlungen diskutiert werden, und die sich auf den ersten Blick wenig unterscheiden, haben also grossen Einfluss auf die Häufigkeit von Extremen.

Wir quantifizierten die Hitze- und Niederschlagsextreme mit Klimamodellen. Es ist bekannt, dass letztere auch Schwächen haben, etwa in der Simulation von blockierten Hochdrucklagen. Ausserdem werden in den Modellen kleinräumige Prozesse wie Konvektionsströme – ein Beispiel dafür ist der vertikale Lufttransport bei Gewittern – nicht physikalisch berechnet, sondern bloss über eine Näherung berücksichtigt. Für die letzten Jahrzehnte, für welche viele Beobachtungen verfügbar sind, stimmen die Modelle aber gut mit den Messungen überein.

Weit schwieriger sind vergleichbare Aussagen allerdings für Extremereignisse wie Hagelereignisse oder Tornados. Zu diesen Ereignissen gibt es zahlreiche Studien, die dem Klimawandel keinen Einfluss beimessen. Allerdings ist es statistisch deutlich schwieriger, einen externen Einfluss auszuschliessen als zu bestätigen. Viele kleinräumige Wetterextreme, wie zum Beispiel Hagel, fallen zudem buchstäblich durch die Maschengrösse der Klimamodelle und der Beobachtungsnetze.

Grundlage für umfassende Risikobewertung

Ein substantieller Anteil der weltweit auftretenden Hitze- und Niederschlagsextreme kann also heute schon der menschgemachten Erwärmung zugeschrieben werden. Weil ein Hitze- oder Niederschlagsereignis nicht überall auf der Welt die gleichen sozioökonomischen Auswirkungen hat, müsste man für eine umfassende Risikobewertung unseren Ansatz mit regionalen Informationen zu Exposition und Verwundbarkeit kombinieren. Eine solche Risikobewertung könnte als wichtige Grundlage für Entscheidungen zu Erwärmungszielen oder sogar für globale Haftbarkeitsfragen dienen.