Ist das schon der Klimawandel? (Attributionsforschung - Teil 3)

Heute zeigen wir anhand von zwei Beispielen aus der jüngeren
Vergangenheit, wie man mithilfe der "Attributionsforschung"
analysieren kann, inwieweit sich Wetterextreme durch den Klimawandel
verändern und verändert haben.

"Ist das schon der Klimawandel?" oder "Ist das eine Folge der
Erderwärmung?" Diese Fragen haben Sie sich wahrscheinlich auch schon
gestellt, sei es bei Wetterkatastrophen in Deutschland und der ganzen
Welt oder vielleicht sogar bei Unwettern vor Ihrer Haustür. Aber gibt
es einen Zusammenhang zwischen der globalen Erderwärmung und der
Häufigkeit und Intensität von meteorologischen und klimatologischen
Extremen?

Mit dieser Frage beschäftigt sich die sogenannte
"Attributionsforschung", deren Vorgehensweise wir im Thema des Tages
vom 4. August (siehe Link am Ende des Textes) erläutert haben. Kurz
zusammengefasst lässt sich mit Attributionsstudien abschätzen,
inwieweit der Klimawandel für das Auftreten individueller
Wetterextreme verantwortlich ist. In diesem noch sehr jungen
Forschungsfeld der Klimatologie vergleicht man die Ergebnisse zweier
Klimamodell-Studien. Während bei der einen nur natürliche
Klimaantriebe eingehen, werden bei der anderen zusätzlich vom
Menschen verursachte Einflüsse berücksichtigt.

Heute stellen wir die wesentlichen Ergebnisse zweier
Attributionsstudien* zu Wetterextremen der jüngeren Vergangenheit
vor.

Als erstes Beispiel betrachten wir die extreme Hitzewelle Ende Juli
2019 in Deutschland und Frankreich. Damals wurden in Deutschland an
drei aufeinanderfolgenden Tagen Temperaturen über 40 Grad gemessen,
am 25. Juli gegipfelt mit einem neuen Deutschlandrekord von 41,2°C
(Tönisvorst und Duisburg-Baerl). Weitere 22 deutsche Wetterstationen
erfassten 40°C oder mehr. Noch heißer war es in Frankreich mit 42,6°C
in Paris-Montsouris (vorheriger Rekord 40,4°C).

In der dazu durchgeführten Attributionsstudie wurde ein dreitägiger
Tagesmittelwert betrachtet, da in diesem auch die nächtliche
Abkühlung als wesentlicher Faktor für die gesundheitliche Belastung
eingeht. Man fand heraus, dass unter heutigen Klimabedingungen im
Zentrum der Hitzewelle (z.B. Frankreich) nur alle 50 bis 150 Jahre
und in den Randlagen (z.B. Deutschland) alle 10 bis 30 Jahre mit
einer vergleichbaren Hitze zu rechnen ist. Ohne Klimawandel wären die
erreichten Temperaturen ganze 1,5 bis 3 Grad niedriger ausgefallen!
Zudem beschreibt die Studie, dass sich die
Eintrittswahrscheinlichkeit für eine derartige Hitzewelle durch den
Klimawandel etwa um den Faktor 10 erhöhte. In anderen Worten: Eine
Hitzewelle, die in der vorindustriellen Zeit statistisch gesehen nur
alle 100 Jahre vorkam (d.h. etwa einmal in einem Menschenleben),
erleben wir heutzutage alle zehn Jahre und in einigen Jahrzehnten
wohl alle drei Jahre. Mit weiter fortschreitender Erderwärmung werden
solche Hitzeperioden also höchstwahrscheinlich zur Normalität werden.
Zunehmende gesundheitliche Risken und mehr Hitzetote werden die Folge
sein.

Ähnliche Ergebnisse ergaben übrigens auch Studien zur Hitzewelle im
Jahr 2003. Und auch bei der extremen Hitzewelle über Westeuropa vor
wenigen Wochen zeigt eine Attributionsstudie der Universität Oxford
am Beispiel England, dass die Erderwärmung diese (konservativ
geschätzt!) um mindestens das Zehnfache wahrscheinlicher gemacht hat.
Am 19. Juli wurde mit 40,3°C erstmals in England die 40-Grad-Marke
geknackt (vorheriger Landesrekord: 38,7°C). Ohne Klimawandel wären
solche Temperaturen in England extrem unwahrscheinlich gewesen
(bestenfalls alle 1000 bis 10000 Jahre).

Als zweites widmen wir uns dem Starkregenereignis vom Juli
vergangenen Jahres, das eine verheerende Flutkatastrophe an den
Flüssen Ahr, Erft und Maas auslöste und in Deutschland und Belgien
hunderte Todesopfer forderte. Am 13. und 14. Juli 2021 kam es in
Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Teilen von BeNeLux über
einem recht großen Gebiet zu extremen Niederschlägen. An einigen
Messstationen wurden die bisherigen 24-stündigen Rekordwerte deutlich
übertroffen, wobei ein Großteil des Regens sogar innerhalb von nur
etwa 12 Stunden gefallen ist.

Man fand in einer Attributionsstudie zunächst heraus, dass unter den
heutigen klimatischen Bedingungen in dieser und ähnlichen Regionen in
West- und Mitteleuropa durchschnittlich nur alle 400 Jahre ein
vergleichbares Regenereignis zu erwarten ist. Verglichen mit einem
1,2 Grad kühleren globalen Klima hat sich die Intensität eines
Starkregenereignisses dieser Größenordnung (bezogen auf die maximale
24-stündige Regenmenge) in der Sommersaison bereits um 3 bis 19%
erhöht. Bei einer vergleichbaren Wetterlage in der vorindustriellen
Zeit wäre also weniger Regen gefallen. Auch die Wahrscheinlichkeit
für ein solches Regenereignis hat sich um den Faktor 1,2 bis 9
erhöht. Das heißt, dass im schlimmsten Fall bereits heutzutage ein
derartiger Starkregen durch den Klimawandel 9 Mal wahrscheinlicher
geworden ist. Die große Spanne zeigt zwar, dass Attributionsstudien
noch mit größeren Unsicherheiten behaftet sind, der Trend hin zu
häufigerem Auftreten extremer Regenfälle wird daraus dennoch
ersichtlich. Ein 2 Grad wärmeres Klima als das der vorindustriellen
Zeit (0,8 Grad wärmer als heute) würde laut der Studie zu einer
weiteren Verstärkung der Niederschlagsintensität um 0,8 bis 6%
führen. Auch die Eintrittswahrscheinlichkeit nimmt nochmals um einen
Faktor von 1,2 bis 1,4 zu. Erreicht die Erderwärmung in der Zukunft 2
Grad, werden demnach Starkregenfällen wie jene im vergangenen Jahr
20% bis 40% wahrscheinlicher.

Und was heißt das für die Beantwortung unserer Ausgangsfragen? Nun -
man kann von einem einzelnen Ereignis zwar nicht darauf schließen,
dass "das der Klimawandel war". Allerdings zeigen die
Attributionsstudien, dass sowohl die Intensität als auch die
Häufigkeit solcher Starkregenfälle und Hitzewellen bereits heute
zugenommen haben und wahrscheinlich weiter zunehmen werden. Es ist
also in Zukunft öfter mit solchen und möglicherweise noch heftigeren
Extremen zu rechnen.

* Für weitere Informationen zu Methoden und Ergebnissen der
Attributionsstudien sind die Links zu den Publikationen am Ende des
Textes angefügt.


Dr. rer. nat. Markus Übel (Meteorologe)
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 12.08.2022

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