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Klimaszenarien werden mithilfe von Klimamodellen und Annahmen zum zukünftigen Ausstoss an Treibhausgasen erstellt. Für die Schweiz mit ihrer komplexen Topographie ist wichtig, dass Modelle mit einer hohen Auflösung verwendet werden. Trotzdem können kleinräumige Prozesse nicht vollständig abgebildet werden, was zu Unsicherheiten führen kann. Unsicherheiten ergeben sich auch aus der Tatsache, dass natürliche Schwankungen die durch die Treibhausgase ausgelösten Veränderungen überlagern können.
Der zukünftige Zustand des Schweizer Klimas wird einerseits von globalen Trends beeinflusst, anderseits spielen regionale und lokale Faktoren eine wichtige Rolle. Um die verschiedenen Einflussfaktoren in der Erstellung von regionalen Klimaszenarien zu berücksichtigen, beruft man sich auf Simulationen von Klimamodellen. Vordefinierte Entwicklungspfade zum Treibhausgas-Ausstoss (Emissionsszenarien) und deren Konzentrationen in der Atmosphäre dienen dabei als eine der Randbedingungen für die zukünftigen Projektionen (Quelle: MeteoSchweiz).
Wie funktionieren Klimamodelle?
Ein Klimamodell ist ein System von physikalisch-mathematischen Formeln und Prozeduren, welche die realen Verhältnisse vereinfacht abbilden. Klimamodelle sind ähnlich aufgebaut wie Modelle, die für Wettervorhersagen eingesetzt werden. Sie beschränken sich jedoch nicht auf die untere Atmosphäre, wo sich das Wetter abspielt, sondern simulieren Ozeanströmungen und teilweise die Wechselwirkung mit Schnee, Eis und Vegetation.
Mit der Hilfe von Klimamodellen und leistungsfähigen Computern lässt sich das Klima Schritt für Schritt in die Zukunft vorausberechnen. So lassen sich die Auswirkungen der Treibhausgasemissionen auf das Klima ermitteln. Dabei zeigen globale Modelle, wie sich das Klima weltweit verändern könnte. Ihre räumliche Auflösung ist allerdings zu gering, um das örtliche Klima eines kleinen Landes wie der Schweiz zu erfassen. Deshalb werden für verschiedene Erdteile regionale Klimamodelle verwendet. Ihre Ergebnisse liegen heute in einer Auflösung von 12 bis 50 Kilometer vor.
Mithilfe von statistischen Verfahren lässt sich die Auflösung der Ergebnisse weiter stark verfeinern: Wenn langjährige, zuverlässige Messungen vorliegen, sind Aussagen für bestimmte meteorologische Messstandorte oder sogar flächendeckende Karten mit einer horizontalen Maschenweite von zwei Kilometern möglich – beispielsweise für Temperatur und Niederschlag.
Was sind Unsicherheiten?
Trotz der relativ hohen Auflösung von regionalen Modellen können kleinräumige Effekte nicht explizit aufgelöst werden, beispielsweise der Einfluss der Gebirgstopographie auf Windströme, lokale Austauschprozesse zwischen dem Boden und der Atmosphäre oder auch der lokale Einfluss von Wolken auf die Strahlung. Diese Effekte müssen auf der Basis empirischer Daten vereinfacht beschrieben werden. Die Art dieser Beschreibung variiert von Modell zu Modell und ist eine der Hauptursachen, weshalb unterschiedliche Modelle unterschiedliche Klimaprojektionen liefern. Um diese Art von Unsicherheit zu berücksichtigen, werden typischerweise mehrere regionale und globale Klimamodelle gemeinsam evaluiert (Quelle: MeteoSchweiz). Die Analyse mehrerer Simulationen erlaubt eine Abschätzung der Unsicherheiten, die mit den Klimaszenarien verbunden sind.
Nebst diesen Modellunsicherheiten gibt es auch natürliche Unsicherheiten, denn auch wenn das Klima das «durchschnittliche Wetter» an einem Ort darstellt, unterliegt es natürlichen Schwankungen. So können Klimagrössen wie Temperatur und Niederschlag über Jahrzehnte stark schwanken. Die Klimaszenarien stellen Abschätzungen zum zukünftigen Zustand des Klimas dar. Dies schliesst sowohl den langfristigen Trend aufgrund der Treibhausgasemissionen als auch natürliche Schwankungen mit ein.
Die Schwankungen der Klimagrössen können über Jahrzehnte hinweg grösser sein als der langfristige Trend. Ein Beispiel dafür ist die vorübergehende Dämpfung des globalen Temperaturanstiegs zwischen 1998 und 2012, der als Hiatus («Unterbrechung ») in den Medien kontrovers diskutiert wurde. Umgekehrt ist aber auch eine vorübergehende Verstärkung des langfristigen Trends möglich.
Theoretische Überlegungen zum Klimawandel, Klimamodelle und bisherige Messreihen stimmen in ihren Aussagen gut überein. Daher ist davon auszugehen, dass sich die simulierten Trends langfristig durchsetzen. Dies gilt auch dann, falls die Messungen für die nächsten Jahre aufgrund natürlicher Schwankungen kurzfristig einen anderen Verlauf zeigen.
Letzte Änderung 01.11.2018