Wissenschaftler können die weltweiten Rekordtemperaturen nicht vollständig erklären

Tödliche Hitze im Südwesten. Whirlpool-Temperaturen im Atlantik. Schwüle Bedingungen in Europa, Asien und Südamerika.

Dass 2023 das heißeste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen war, war in mancher Hinsicht keine Überraschung. Seit Jahrzehnten warnen Wissenschaftler vor einem rapiden Temperaturanstieg, der durch die unerbittliche Verbrennung fossiler Brennstoffe durch die Menschheit verursacht wird.

Doch der plötzliche Anstieg der globalen Temperaturen im vergangenen Jahr ging weit über das hinaus, was statistische Klimamodelle vorhergesagt hatten, und veranlasste einen bekannten Klimawissenschaftler zu der Warnung, dass die Welt möglicherweise „Neuland“ betrete.

„Es ist demütigend und ein wenig besorgniserregend, zuzugeben, dass kein Jahr die Vorhersagefähigkeiten von Klimaforschern mehr beeinträchtigt hat als 2023“, schrieb Gavin Schmidt, Direktor des Goddard Institute for Space Studies der NASA, kürzlich in einem Artikel in der Zeitschrift Natur.

Jetzt versuchen er und andere Forscher zu erklären, warum das Jahr 2023 so ungewöhnlich heiß war. Viele Theorien wurden vorgeschlagen, aber „bislang war keine Kombination davon in der Lage, unsere Theorien mit dem, was passiert ist, in Einklang zu bringen“, schrieb Schmidt.

Die globale Durchschnittstemperatur des letzten Jahres von 58,96 Grad war etwa ein Drittel Grad wärmer als im vorangegangenen heißesten Jahr 2016 und etwa 2,67 Grad wärmer als in der vorindustriellen Zeit des späten 19. Jahrhunderts, an der die globale Erwärmung gemessen wird.

Während ein Großteil dieser Erwärmung auf den vom Menschen verursachten Klimawandel und El Niño zurückzuführen ist, sagen Schmidt und andere Experten, dass die zusätzlichen drei oder vier Zehntel Grad schwieriger zu erklären seien.

Zu den Theorien für den Anstieg gehört eine Änderung der Aerosol-Versandvorschriften im Jahr 2020, die dazu beitragen soll, die Luftqualität in der Nähe von Häfen und Küstengebieten zu verbessern, was möglicherweise die unbeabsichtigte Folge hatte, dass mehr Sonnenlicht den Planeten erreichen konnte.

Der Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai im Jahr 2022 schoss auch Millionen Tonnen Wasserdampf in die Stratosphäre, was laut Wissenschaftlern dazu beitrug, etwas Wärme einzufangen. Darüber hinaus könnte ein jüngster Anstieg des 11-jährigen Sonnenzyklus zu etwa einem Zehntel Grad zusätzlicher Warnung beigetragen haben.

Aber diese Faktoren allein können nicht erklären, was passiert, sagte Schmidt.

„Selbst unter Berücksichtigung aller plausiblen Erklärungen bleibt die Abweichung zwischen erwarteten und beobachteten Jahresdurchschnittstemperaturen im Jahr 2023 bei etwa 0,2 °C – ungefähr der Abstand zwischen dem vorherigen und dem aktuellen Jahresrekord“, schrieb er in seinem Bericht.

Als Schmidt telefonisch erreicht wurde, sagte er, er glaube, dass eines von drei Dingen im Gange sein könnte.

Es ist möglich, dass 2023 ein „Ausrutscher“ war – ein perfekter Sturm aus natürlichen Variablen und Erdzyklen, die sich zu einem unheimlich heißen Jahr zusammenfügten. Sollte dies der Fall sein, „wird es keine großen Auswirkungen auf das haben, was wir in der Zukunft sehen werden, denn es wäre einfach eine so seltene und unwahrscheinliche Sache gewesen, die so schnell nicht wieder passieren wird.“ ” er sagte.

Er wies jedoch darauf hin, dass dies unwahrscheinlich sei, da diese Elemente „noch nie in einer Reihe standen, um uns einen so großen Ausschlag zu geben“.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Wissenschaftler die treibenden Kräfte des Klimawandels falsch verstanden haben. Obwohl bekannt ist, dass Treibhausgase, Vulkanausbrüche und Aerosole die globalen Temperaturen beeinflussen, wurde das volle Ausmaß ihrer Auswirkungen möglicherweise unterschätzt oder falsch kalibriert. Sollte dies der Fall sein, sagte er, würden Forschung und Datensätze hoffentlich bald aufholen.

Die letzte Erklärung, die er anbot, ist, dass sich das System selbst verändert – und zwar auf eine Weise, die schneller und weniger vorhersehbar ist als bisher angenommen.

„Das wäre besorgniserregend, denn in der Wissenschaft geht es eigentlich nur darum, Informationen aus der Vergangenheit zu sammeln, zu beobachten, was vor sich geht, und Vorhersagen über die Zukunft zu treffen“, sagte Schmidt. „Wenn wir der Vergangenheit nicht wirklich vertrauen können, haben wir keine Ahnung, was passieren wird.“

Allerdings sind nicht alle mit seiner Einschätzung einverstanden. Michael Mann, Presidential Distinguished Professor am Department of Earth and Environmental Science der University of Pennsylvania, sagte, die Annahme, dass die Wärme im Jahr 2023 nicht erklärt werden könne – oder dass sie nicht mit Modellsimulationen vereinbar sei – sei „einfach falsch“.

„Die Situation ist sehr ähnlich zu dem, was wir im Zeitraum 2014-2016 gesehen haben, als wir von mehreren Jahren La-Niña-Bedingungen zu einem großen El-Niño-Ereignis und dann zurück zu La Niña übergingen“, sagte Mann in einer E-Mail.

Tatsächlich sagte er einige aktuelle Modellierungen zeigt, dass der globale Temperaturanstieg im Jahr 2016 noch stärker ein Ausreißer war als der von 2023.

„Die Darstellung zeigt, dass die Oberflächenerwärmung des Planeten fast genau wie vorhergesagt verläuft“, sagte Mann. „Und die Modelle zeigen, dass die Erwärmung weiter voranschreiten wird, solange wir weiterhin fossile Brennstoffe verbrennen und Kohlenstoffverschmutzung verursachen.“

Auf die Frage nach dieser Interpretation sagte Schmidt, es sei wahr, dass der Zeitraum 2014 bis 2016 ähnlich ungewöhnlich sei. Aber es gebe einen entscheidenden Unterschied zwischen damals und heute, sagte er.

Der Temperaturanstieg im Jahr 2016 folgte auf ein El-Niño-Ereignis, wobei die größten Anomalien im Februar, März und April des Jahres nach dem Höhepunkt auftraten, sagte er. Er stellte fest, dass ähnliche Muster nach früheren El Niños in den Jahren 1998 und 1942 auftraten.

Umgekehrt kam der letztjährige Anstieg im August, September, Oktober und November – vor dem Höhepunkt von El Niño – „und das hat es noch nie zuvor gegeben“, sagte Schmidt. „In der Temperaturaufzeichnung, die wir haben, ist das nie passiert. Das passiert in den Klimamodellen nicht.“

Alex Hall, Professor für Atmosphären- und Meereswissenschaften an der UCLA, sagte, er stimme weitgehend mit Schmidts Einschätzung überein, dass die hypothetischen Faktoren allein die große Temperaturanomalie im Jahr 2023 und Anfang 2024 nicht erklären können. Er verglich sie mit der Entstehung von Megabränden. oder extreme Waldbrände im letzten Jahrzehnt, die nicht vollständig vorhersehbar waren.

„Wir haben gelernt, dass es einen Aspekt gibt, der nicht vollständig vorhersehbar ist – den wir nicht vollständig verstehen – und dass wir das Schicksal ein wenig herausfordern, indem wir weiterhin in das Klimasystem eingreifen“, sagte Hall . „Es wird Dinge bewirken, die wir nicht verstehen, die wir nicht vorhersehen, und die möglicherweise große Auswirkungen haben.“

Hall sagte, der schnelle Übergang von einem anhaltenden La Niña zu einem starken El Niño im letzten Sommer habe wahrscheinlich eine Rolle gespielt, ebenso wie die Änderung der Aerosolvorschriften.

Er postulierte auch, dass der schnelle Verlust des antarktischen Meereises im Jahr 2023 – selbst eine Folge der Erwärmung des Planeten und der Ozeane – eine Art Rückkopplungsschleife hätte erzeugen können, die zu einer stärkeren Erwärmung beigetragen hätte. Eis und Schnee reflektieren. Wenn sie also schmelzen, kann es zu einem dunkleren Ozean kommen, der mehr Wärme und Sonnenlicht absorbiert. (Nach Angaben der National Oceanic and Atmospheric Administration ist die Meereisbedeckung der Antarktis im Jahr 2023 auf ein Rekordtief gesunken.)

„Für uns ist es eine Art planetarischer Notfall, herauszufinden, was passiert, wenn wir solche Veränderungen sehen“, sagte Hall. „Es sollten große Teams von Leuten daran arbeiten, um zu versuchen, es zu verstehen, und solche Anstrengungen unternehmen wir nicht wirklich. Daher denke ich, dass es auch Lehren daraus gibt, dass man sich auf dieses spezielle Thema konzentrieren muss.“

Auch wenn er und andere Wissenschaftler sich möglicherweise nicht darüber einig sind, wie außergewöhnlich das Jahr 2023 war – oder was hinter seiner außergewöhnlichen Wärme steckte –, erkannten sie alle die deutlichen Anzeichen dafür, dass ein Planet an seine Grenzen stößt.

„Ich finde es bedauerlich, dass so viel über die durch El Niño verursachten globalen Temperaturen im Jahr 2023 berichtet wurde, wo es meiner Meinung nach nichts Überraschendes oder Unvereinbares mit Modellvorhersagen gibt“, sagte Mann. „Es gibt viel bessere, wissenschaftlich fundierte Gründe, sich über die sich ausbreitende Klimakrise Sorgen zu machen – insbesondere über den Ansturm verheerender Wetterextreme, Hitzewellen, Waldbrände, Überschwemmungen und Dürren, die in mancher Hinsicht tatsächlich die Modellvorhersagen übertreffen.“

Laut NOAA war das letzte Jahr von extremen Wetterereignissen geprägt und es gab in den Vereinigten Staaten mehr Milliardenkatastrophen als in jedem anderen Jahr. Dazu gehörten der Waldbrand in Lahaina auf Hawaii im August; Hurrikan Idalia in Florida im selben Monat; und schwere Überschwemmungen in New York im September.

Bereits in diesem Jahr setzten die Monate Januar und Februar die globale Hitzewelle fort und markierten neun Monate in Folge rekordverdächtige Temperaturen.

In seinem Nature-Artikel sagte Schmidt, die unerklärlichen Elemente der jüngsten Erwärmung hätten eine „beispiellose Wissenslücke“ in der heutigen Klimaüberwachung offenbart, die die Notwendigkeit einer flexibleren Datenerfassung verdeutliche, die mit dem Tempo des Wandels Schritt halten könne.

Er wies darauf hin, dass Forscher Monate oder sogar Jahre brauchen könnten, um alle Faktoren herauszufinden, die bei den brutzelnden Bedingungen eine Rolle gespielt haben könnten.

„Wir brauchen Antworten darauf, warum sich 2023 als das wärmste Jahr seit möglicherweise 100.000 Jahren herausstellte“, schrieb er. „Und wir brauchen sie schnell.“

Obwohl erwartet wird, dass El Niño in diesem Sommer nachlässt, besteht laut NOAA immer noch eine Wahrscheinlichkeit von 45 %, dass es in diesem Jahr wärmer als 2023 wird.

Es ist jedoch nahezu sicher, dass 2024 zu den fünf heißesten Jahren aller Zeiten zählen wird – bis jetzt.