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Dass sich unser Klima wandelt, ist unter WissenschafterInnen keineswegs unbestritten. GegnerInnen der Treibhauseffekt-Theorie argumentieren häufig mit Diskrepanzen zwischen den Klimamodellen und den tatsächlichen Daten aus den Messungen der Radiosonden (Wetterballons). Hier liegt die Ursache aber nicht in den Modellen, sondern in den Daten, so Klimaforscher Leopold Haimberger. In seinem aktuellen Projekt will der Meteorologe die Fehler in den Radiosondenzeitreihen der letzten fünfzig Jahre korrigieren - und so der Kritik an der Klimawandel-These die Grundlage entziehen.

In den Tropen wird es immer wärmer: In den letzten zehn Jahren sind dort die Bodentemperaturen um etwa 0,2 Grad Celsius gestiegen. Das entspricht einer Erwärmung von ungefähr zwei Grad pro Jahrhundert. Gängigen Klimasimulationen zufolge müsste der Temperaturanstieg in den höheren Atmosphärenschichten (acht bis zehn Kilometer Meereshöhe) das Doppelte bis Dreifache betragen. Tut er aber nicht - jedenfalls nicht auf den ersten Blick: Schaut man sich nämlich die Daten aus den Wetterballonmessungen der letzten 50 Jahre (sogenannte Radiosondenzeitreihen) an, scheint die Luft da oben im Gegenteil sogar merklich kühler geworden zu sein. Sind die Klimamodelle falsch? "Nein", sagt Leopold Haimberger vom Institut für Meteorologie und Geophysik: "Die Radiosonden haben falsche Messwerte geliefert."

Systematische Fehler

Und zwar vor allem in der Anfangszeit ihres Einsatzes in der Meteorologie: Radiosonden, die per Wetterballon bis hoch in die Stratosphäre transportiert werden und beim Aufstieg Werte wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit messen, gibt es schon seit den 1960er Jahren. Seit damals hat sich jedoch die Instrumentierung der Geräte wesentlich geändert bzw. verbessert: "Die Messungen sind heute viel präziser. Früher haben sich die Sonden oft in der Sonne erhitzt und daher zu hohe Temperaturen angezeigt", so der Meteorologe: "Es schaut daher so aus, als wäre es da oben früher wärmer gewesen als heute, dabei ist es in Wirklichkeit genau umgekehrt."

Wenn man diese systematischen Fehler bei der Dateninterpretation berücksichtigt, dann verschwindet auch die beschriebene Diskrepanz zwischen Simulation und empirischer Beobachtung. Haimberger: "Damit könnte man jenen WissenschafterInnen, die nach wie vor am treibhausbedingten Klimawandel zweifeln - und die politisch durchaus noch Gehör finden -, endlich den Wind aus den Segeln nehmen."
 
Sprünge im Netz

Ziel des von Haimberger geleiteten FWF-Projekts "Globale Radiosondendaten für die Klimaforschung", das im Juli 2009 startete, ist es deshalb, die Radiosondenzeitreihen der letzten fünfzig Jahre zu korrigieren. Kein einfaches Unterfangen - gibt es doch an die 1.000 Wetterstationen weltweit und geschätzte fünf- bis zehntausend Fehler im globalen Radiosondennetz. Um letztere ausfindig zu machen, vergleicht der Klimaforscher die Daten einer Wetterstation mit jenen ihrer Nachbarstationen: "Die Differenz sollte eigentlich nicht mehr als ein 'statistisches Rauschen' betragen. Aber es gibt immer wieder abrupte Sprünge. Diese Sprünge sagen uns, wo eine Verfälschung der Werte z. B. durch Sonneneinstrahlung vorliegt oder wann ein Austausch der Messinstrumente stattgefunden hat." Die auf diese Weise ermittelten Fehler werden durch Durchschnittswerte aus den Messungen der benachbarten Stationen korrigiert.

Weltweit erfolgreiches Korrekturprogramm ...

Dafür hat der Meteorologe bereits in einem Vorläuferprojekt ein Korrekturprogramm entwickelt, das weltweit großen Anklang findet und sich "RAOBCORE - Radiosonde Observation Correction using Reanalyses" nennt. "Reanalysen sind globale gegitterte Datensätze, die - auf der Basis der Radiosondendaten - für jeden Tag der letzten fünfzig Jahre den atmosphärischen Zustand erfassen und in Computerzentren in Amerika und Europa erstellt werden", erklärt Haimberger: "Da Reanalysen zum Überprüfen von Klimamodellen dienen, ist es besonders wichtig, dass sie auf korrekten Daten beruhen."

Zum Beispiel wurden in einer bekannten Reanalyse des Europäischen Zentrums für Mittelfristige Wettervorhersage (EZMW), der ERA40, noch unkorrigierte Radiosondenzeitreihen verwendet, weshalb die darin berechneten Klimatrends in höheren Atmosphärenschichten nicht realistisch sind. In die neue, aktualisierte Version - die ERA INTERIM - finden bereits von Haimberger mittels RAOBCORE korrigierte Datensätze Eingang.
 
... laufend verbessern und erweitern

Im laufenden Projekt soll das Computerprogramm nicht nur verbessert und weiterentwickelt, sondern außerdem für Wind und Luftfeuchtigkeit erweitert werden. "Auch Windmessungen weisen häufig systematische Fehler und Abweichungen auf, z. B. wenn die Wetterstationen nicht richtig 'eingenordet' waren", sagt Haimberger. Eine zusätzliche Überprüfung der Feuchtemessungen wäre ebenfalls interessant, da man vermutet, dass auch die Feuchtigkeit in der Atmosphäre in den letzten Jahrzehnten gestiegen ist. (br)


Das dreijährige FWF-Projekt "Globale Radiosondendaten für die Klimaforschung" unter der Leitung von Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. Leopold Haimberger vom Institut für Meteorologie und Geophysik startete im Juli 2009.