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23.08.2010 von
Sind die Grundtatsachen des Klimawandels wirklich gesichert? Diese Frage beschäftigt die Öffentlichkeit. Sind das auch diejenigen Fragen, welche für die Klimaforscherinnen und -forscher im Zentrum stehen?
Ein Blick auf die neuesten Publikationen zeigt: Die Forschung arbeitet an einer hochspezialisierten Verfeinerung und Vertiefung der Zusammenhänge unter Anwendung eines ebenfalls immer präziseren und raffinierteren Instrumentariums. Gerne erläutere ich dies am Beispiel der Doktorarbeit von Hanna Joos, die ihre Arbeit am Lehrstuhl von ETH-Professorin Ulrike Lohmann geschrieben hat.
Die Doktorarbeit von Hanna Joos
Die Modellierung der Wolken in den Klimamodellen war bisher nur mit groben Näherungen möglich, zu komplex und vielfältig sind die zugrunde liegenden physikalischen Effekte der vielen verschiedenen Wolkentypen (siehe dazu Ulrike Lohmanns Blogbeitrag «Klimamodelle – Unsicherheitsfaktor Wolken» >hier) Die tiefen Wolken wirken kühlend, die hohen Zirruswolken aufheizend. Wie werden sich die beiden Typen infolge der Klimaerwärmung verändern? Diese Frage für einen verbreiteten Typ von Zirruswolken zu beantworten, der sich in den Windströmungen über den Gebirgsketten bildet, war das Ziel der Doktorarbeit.
Den komplexen Mechanismus der Bildung dieser Zirruswolken hat Hanna Joos aus den elementaren physikalischen Zusammenhängen abgeleitet. Bei der Überströmung der Gebirge bilden sich Schwerewellen, die zu einer Abkühlung in der oberen Atmosphäre und zu einer Übersättigung mit Wasserdampf führen. Daraus bilden sich die Eiskristalle der Zirren, deren Grösse und damit Absorptions-Eigenschaften von den genauen Randbedingungen abhängen.
Die so gewonnenen Erkenntnisse über die Bildung der Zirruswolken konnte Hanna Joos zur Verfeinerung in Klimamodelle einführen. Überprüft hat sie die Berechnungen anhand detaillierter Vergleiche mit Messungen, die mit Flugzeugen und Satelliten über den Anden durchgeführt wurden. Anschliessend hat die junge Forscherin die Frage untersucht, wie das zukünftig wärmere Klima diesen Wolkentyp verändert. Speziell in der nördlichen Hemisphäre, wo ohnehin die grössere Erwärmung erwartet wird, könnte eine zusätzliche Erwärmung auftreten – so das vorläufige Ergebnis, das allerdings durch weitere Präzisierungen noch verfestigt werden muss.
Klimaforschung: hohe Spezialisierung und internationale Zusammenarbeit
Für Laien sind die komplexen Zusammenhänge im Einzelnen nicht zugänglich, ein kurzer Blick darauf lohnt sich dennoch. So erhält man einen Eindruck vom hohen Spezialisierungsgrad und von der internationalen Zusammenarbeit, durch die sich die Front der Klimaforschung auszeichnet.
Die eindrücklichen Fortschritte in so einer umfangreichen Einzelarbeit bauen auf einer Vielzahl anderer ähnlich tiefgehender früherer Forschungsarbeiten auf. Jede solche Vertiefung und Verfeinerung, wie sie zurzeit weltweit in grossem Umfang betrieben werden, ist immer auch eine Überprüfung dieser früheren Arbeiten und des Gesamtbildes. Geschätzte an die hundert hochkarätige wissenschaftliche Arbeiten über Wolken erscheinen monatlich, eine Vielzahl von Instituten weltweit hat Wolken zu ihrem Forschungs-Schwerpunkt erklärt.
Präzision, Sorgfalt und Gewissenhaftigkeit
Die Nähe zu einem der renommiertesten Forschungsteams (in fast jeder Arbeit über Wolken werden Beiträge der Lohmann-Gruppe zitiert) und die Gesprächsoffenheit der Forscherinnen erlaubte mir, dieser «Forschungswerkstatt» einen Besuch abzustatten und mit Frau Joos ein kurzes Gespräch über ihre Arbeit zu führen. Die Forscherin war gerade aus den USA zurückgehrt. Sie besuchte dort eine internationale Konferenz über Wolkenphysik mit 500 Teilnehmern, auf der Hanna Joos ihre inzwischen in 3 bekannten Zeitschriften publizierten und peer-reviewten Resultate vorgetragen hat. Besonders beeindruckt hat mich im Gespräch mit ihr wieder einmal die Präzision und Sorgfalt mit der Forscherinnen und Forscher über den Stand ihrer Wissenschaft reden. Die äusserst gewissenhafte Unterscheidung von gesicherter Erkenntnis, von noch zu beweisenden Hypothesen, von vorläufigen und abgesicherten Ergebnissen ist eine Grundhaltung, die – das wird einem beim Zuhören bewusst – die Basis für den Erfolg ist.
Klima-Diskussion: angewiesen auf erfahrene Forscher
Welch ein Kontrast zu der weithin äusserst oberflächlich und meist im Behauptungston geführten öffentlichen Diskussion zur Klimafrage. Welch eine Diskrepanz auch zwischen den weit verbreiteten Pauschalzweifeln und den hochspezialisierten und vielschichtigen Themen, welche die riesige Forschungsgemeinschaft beschäftigen.
Der Blick in die Forschungswerkstatt macht einem bewusst, wie anspruchsvoll es ist, sich einen Überblick über den aktuellen Stand der Wissenschaft zu verschaffen. Wir Nichtspezialisten sind dazu auf das Urteilsvermögen erfahrener Forscher angewiesen, die durch eigene Forschung ihr Gebiet à fonds kennen. Eigentlich eine Trivialität, die für jede Diskussion über ein Forschungsgebiet gilt. Speziell bei Diskussionen zum Klima wird das allerdings oft vergessen, missachtet oder sogar in Frage gestellt.Literatur
Die Doktorarbeit von Hanna Joos finden Sie >hierZum Autor
Gastautor Prof. Klaus Ragaller war bis zu seiner Pensionierung Direktor bei ABB. Seither setzt er sich im Rahmen der Schweizerischen Akademie der Technischen Wissenschaften SATW für den Wissenstransfer ein.
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