Die Arktis ist für die Klimaforschung besonders interessant, da sie sich weltweit am stärksten erwärmt. Im Jänner 2008 sorgte eine Klima-Studie im "Nature"-Magazin für Aufsehen: Darin wurde behauptet, dass sich die Atmosphäre in der Arktis im Sommer in rund drei Kilometer Höhe sogar noch stärker erwärmt. WissenschafterInnen der ETH Zürich und der Universität Wien konnten nun beweisen, dass sich die Studie auf fehlerhafte Datensätze stützte und die Erwärmung tatsächlich in Bodennähe maximal ist. Diese Forschungsergebnisse erscheinen in der September-Ausgabe von "Nature".

"Da kann etwas nicht stimmen!", dachten sich Dr. Leopold Haimberger vom Institut für Meteorologie und Geophysik und seine Schweizer KollegInnen, als sie im britischen Magazin "Nature" die publizierte Grafik zum Klimawandel einer schwedischen ForscherInnengruppe sahen. Haimberger verglich die Ergebnisse mit seinen eigenen Daten zum Temperaturanstieg in der Arktis, die einen gänzlich anderen Trend zeigen: Das Temperaturmaximum wird nicht, wie die im Jänner in "Nature" publizierte Studie behauptet, in mehr als drei Kilometer über der Erdoberfläche erreicht, sondern in Bodennähe.

"Das mag nach einem Detail klingen, aber für die Klimaforschung machen diese drei Kilometer einen großen Unterschied, da mit solchen Daten Klimamodelle verifiziert werden, nach denen Strategien gegen die Erderwärmung entwickelt werden", so Haimberger, der gemeinsam mit KollegInnen der ETH Zürich, Andrea N. Grant und Stephan Brönnimann, in der aktuellen Ausgabe von "Nature" (11. September 2008) die These der schwedischen MeteorologInnen widerlegt.

Ungenaue Datensätze

Wie es überhaupt zu solch einer falsch berechneten Temperaturkurve kommen konnte, liegt an einer, wie Haimberger sagt, "unvorsichtigen Verwendung" von bestehenden Datensätzen. Als Basis dienten der Gruppe um Rune G. Graversen (Universität Stockholm) die sogenannten ERA-40-Daten (European reanalysis/40 Jahre). Dabei handelt es sich um globale, für eine einfache Verarbeitung am Computer aufbereitete meteorologische Daten wie Temperatur, Feuchtigkeit, Windstärke, Druck auf einem regelmäßigen Raster. Diese liegen von 1958 bis 1998 alle sechs Stunden vor. "Das ist ein toller Datensatz, der MeteorologInnen weltweit zur Verfügung steht. Aber diese Daten dürfen nicht unhinterfragt übernommen werden, da sie systematische Abweichungen und Fehler enthalten", erklärt Leopold Haimberger.

Insgesamt zwei Jahre dauerte die Berechnung dieses Datensatzes aus Messungen, vor allem von Radiosonden und Wettersatelliten. Im Zuge dieser Berechnungen der ERA-40-Daten kam es - insbesondere bei der Verarbeitung der Satellitenaufzeichnungen - zu nicht unwesentlichen Abweichungen. "Will man mit diesen Daten arbeiten, ist es notwendig, die systematischen Fehler zuvor zu korrigieren", erläutert der Meteorologe Haimberger, dessen Forschungsschwerpunkt auf dem beobachteten Klimawandel in der Arktis und den Tropen liegt. Warum das schwedische Team diese unter MeteorologInnen bekannte Tatsache ignorierte und ihre darauf basierende Studie es sogar bis in das renommierte "Nature"-Magazin schaffte, ist Haimberger ein Rätsel.

Graversen und seine Koautoren erklärten dieses nur scheinbar vorhandene Temperaturmaximum mit einem verstärkten Transport von Wärme aus den Tropen in die Arktis. " Das ist unserer Meinung nach falsch. Erstens existiert dieses Maximum nicht und zweitens lässt sich dieser angebliche erhöhte Wärmetransport aus den Tropen nicht belegen", stellt Leopold Haimberger klar: "Durch Fehler in den Daten wurde Graversen zu einer Fehlinterpretation verleitet."

Radiosonde vs. Satellit

"Unsere Erkenntnisse, dass das auftretende Temperaturmaximum in Bodennähe zu finden ist, basiert ausschließlich auf den Messungen der Radiosonden", so Haimberger: "Diese haben keine Schwierigkeiten mit Satellitendaten und die Qualität dieser Daten lässt sich auch sehr gut kontrollieren."

Das bodennahe Temperaturmaximum steht zudem auch im Einklang mit anderen durch den Klimawandel bedingten und bewiesenen Faktoren, wie der Abnahme des Eises, die zunehmende Luftverschmutzung oder der veränderte Strahlungshaushalt in der Arktis. Sie haben ihre stärksten Auswirkungen auf die Temperatur in Bodennähe und weniger auf höher gelegene Atmosphärenschichten. (td)

Der Kommentar "Vertical structure of recent Arctic warming contested" von Andrea N. Grant, Stephan Brönnimann (Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zürich) und Leopold Haimberger (Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Wien) zum "Nature"-Artikel "Vertical structure of recent Arctic warming" von Rune G. Graversen et al. (Department of Meteorology, Stockholm University) erschien am 11. September 2008 in "Nature".