Eine der grundlegenden Annahmen in allen Diskussionen zum Klimawandel ist, dass es seit 125.000 Jahren noch nie so warm gewesen sei wie heute und es natürliche Schwankungen in den letzten 2000 Jahren nicht gegeben habe. 

Die Geschwindigkeit des aktuell zu beobachtenden Klimawandels soll zudem im Vergleich zur vorindustriellen Phase außergewöhnlich sein. In beiden Fällen handelt es sich jedoch um Fehlannahmen. 

So warm wie heute

Der Heidelberger Paläoklimatologe Augusto Mangini hat schon 2007 in einem FAZ-Beitrag klargestellt, dass es auch in vorindustrieller Zeit einen intensiven Klimawandel gegeben hat und es falsch ist zu behaupten, „dass die jetzige Erwärmung sehr viel schneller abläuft als frühere Erwärmungen. Tatsache ist, dass es während der letzten zehntausend Jahre erhebliche globale und vor allem genauso schnelle Klimawechsel gegeben hat, die die Menschen sehr stark beeinflussten.“

In der Tat dokumentieren zahlreiche wissenschaftliche Publikationen (an sechs davon war ich selbst beteiligt), dass die mittelalterliche Wärmeperiode (800-1300 n. Chr.) etwa so warm war wie heute. Noch im 5. Sachstandsbericht des Weltklimarates (IPCC) von 2013 hieß es auch, dass Nordeuropa damals ähnlich warm war wie in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts.

Tatsache ist: Im Übergang der Kälteperiode der Völkerwanderungszeit (300-750 n. Chr.) zur Mittelalterlichen Wärmeperiode stiegen z.B. in der Eifel die Temperaturen innerhalb von 400 Jahren um 4°C, was einer Rate von 1°C pro Jahrhundert entspricht, also ziemlich genau der heutigen Rate. 

Temperatursprünge

Dies gilt allerdings nur für die geglättete Temperaturentwicklung. Wenn man die ungefilterten Originaldaten verwendet, erkennt man Temperatursprünge von bis zu 7°C innerhalb weniger Jahrzehnte! 

Ähnlich sieht es in der österreichischen Spannagelhöhle in den österreichischen Zentralalpen aus. Dort stiegen die Temperaturen zwischen 750 und 850 n. Chr. um 2°C an. 

Rasche Erwärmungsphasen gab es damals auch auf anderen Kontinenten. So schnellten in den Seen des ostafrikanischen Riftgrabens die Temperaturen innerhalb von nur 100 Jahren um 1,5°C in die Höhe. Ein chilenischer See in Patagonien erwärmte sich sogar um 4°C innerhalb eines Jahrhunderts. 

Natürliche Klimafaktoren

Es gibt eine Vielzahl von weiteren Beispielen von allen sieben Kontinenten. All diese vorindustriellen natürlichen Klimaschwankungen ereigneten sich bei nahezu konstanter CO₂-Konzentration in der Atmosphäre während der vergangenen 10.000 vorindustriellen Jahre. 

Es muss also natürliche Klimafaktoren gegeben haben, die in vorindustrieller Zeit regelmäßig klimatische Veränderungen in ähnlicher Größenordnung hervorgerufen haben wie der heutige Klimawandel. 

Da davon auszugehen ist, dass diese natürlichen Klimafaktoren nicht einfach zu Beginn der Industrialisierung um 1850 aufhörten zu wirken, sollten sie auch im heutigen Klimawandel eine gewisse Rolle spielen. 

Unvollständige Darstellung

Die Klimaberichte aber, die Bundesministerien und Landesregierungen regelmäßig veröffentlichen, um den Klimawandel detailliert zu dokumentieren und entsprechende politische Maßnahmen vorzubereiten, haben eines gemeinsam: Sie beginnen fast alle am Ende der Kleinen Eiszeit um 1850. Den unbequemen vorindustriellen Kontext der mittelalterlichen Erwärmung will man den Bürgern offenbar nicht zumuten. 

Stellen Sie sich einmal vor, Ähnliches würde im Geschichtsunterricht in der Schule praktiziert werden. Dann würden die Kinder nichts über die Französische Revolution, die Entdeckung Amerikas oder die erste portugiesische Seepassage nach Indien lernen. Römer, antike Griechen und ägyptische Pharaonen wären ihnen unbekannt. Ganz zu schweigen von der Wiege der Menschheit in Ostafrika und den Steinzeitjägern. 

Was im Geschichtsunterricht undenkbar wäre, wird beim angeblich wichtigsten Thema unserer heutigen Zeit aber praktiziert: Die Klimageschichte beginnt erst um 1850. Aus der Vergangenheit für die Zukunft lernen – möchte man das überhaupt?

Vorindustrielles Temperaturniveau?

Wie ist es zu der Begrenzung bei 1850 überhaupt gekommen? Im Rahmen des Pariser Klima-Abkommens vom Dezember 2015 wurde vereinbart, dass die Zunahme der globalen mittleren Temperatur auf deutlich unter 2°C, verglichen mit dem „vorindustriellen Niveau“, begrenzt werden muss und dass man sich bemühen solle, den Anstieg auf 1,5°C zu begrenzen. 

Allerdings wurde im Vertragstext versäumt zu definieren, worum es sich beim „vorindustriellen Niveau“ eigentlich genau handelt. Erst im 2018 erschienenen IPCC-Sonderbericht zum 1,5-Gradziel wurde dies nachgeholt, nachdem die Lücke in mehreren Arbeiten bemängelt wurde. Das „vorindustrielle Niveau“ sei durch die Durchschnittstemperatur des Zeitraums 1850-1900 markiert, legte der IPCC nachträglich fest.

Aber macht das wirklich Sinn? Der genannte Referenz-Zeitraum fällt in die Frühphase der Industrialisierung, als die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre langsam zu steigen begann. Die „vorindustrielle Zeit“ liegt jedoch in Wirklichkeit vor 1850 und umfasst viele Jahrhunderte und Jahrtausende. Ein „vorindustrielles Temperaturniveau“ würde entsprechend dem Temperaturmittelwert einer längeren vorindustriellen Zeitphase entsprechen. 

Wo Klimamodelle scheitern 

Doch während die Erwärmung der letzten 150 Jahre von den Klimamodellen in der Regel ohne größere Probleme dargestellt werden kann, können sie die aus geologischen Rekonstruktionen gut belegten Temperaturen der mittelalterlichen Wärmeperiode nicht zufriedenstellend reproduzieren. 

Bei näherer Betrachtung verwundert das kaum. In den Simulationen geht der angenommene Einfluss natürlicher Klimafaktoren nämlich bereits vom Ansatz her gegen Null. Allenfalls ein gewisses Maß an unsystematischem Rauschen wird der vorindustriellen Phase in den Simulationen zugebilligt. 

Angesichts der durch Paläorekonstruktionen gut belegten systematischen Temperaturschwankungen in vorindustrieller Zeit deutet vieles auf einen klassischen Ansatzfehler in den Modellierungen hin. 

Und da die Eichung der Modelle an der letzten Warmphase bisher nicht erfolgreich abgeschlossen werden konnte, sind verlässliche Zukunftsmodellierungen im Prinzip noch überhaupt nicht möglich. Entsprechende Temperaturprognosen bis 2100 sind daher kaum für detaillierte Planungszwecke einsetzbar. 

Unüblicher Ansatz

Zusammen mit Sebastian Lüning habe ich 2017 eine Analyse veröffentlicht, in der wir auf Basis etablierter vorindustrieller Temperaturrekonstruktionen die vorindustriellen Temperaturmittelwerte abschätzten. Diese begutachtete Publikation wurde im IPCC-Spezialbericht zum 1,5°C-Ziel sogar zitiert. Das Ergebnis überraschte: Bei Betrachtung der letzten 2000 Jahre lag die mittlere vorindustrielle Temperatur etwa auf dem Niveau von 1940 bis 1970, also deutlich höher als vom IPCC angegeben. Erweitert man den Zeitraum auf die letzten 10.000 Jahre, so liegt der vorindustrielle Mittelwert sogar noch ein paar Zehntelgrade höher. 

Der Vergleich der derzeitigen Erwärmung mit dem Referenz-Niveau am Ende der Kleinen Eiszeit vor etwa 150 Jahren ist also wenig sinnvoll, weil diese Zeit eine der kältesten Epochen der letzten 10.000 Jahre repräsentiert. Die Wahl eines Durchschnitts-Basisniveaus nahe dem untersten Extrem einer Verteilung ist in der Wissenschaft unüblich. 

Insofern ist das vielzitierte „vorindustrielle Temperaturniveau“ des IPCC fachlich nicht robust und sollte nicht als solches bezeichnet werden. Vielmehr markiert es lediglich den jeweiligen Beginn der Industrialisierung, eines verstärkten CO₂-Anstiegs und der meisten instrumentellen Temperaturmessreihen. 

Und klimapolitisch macht das erst recht wenig Sinn. Wollen wir wirklich zurück in eine Klimawelt, die von bitterer Kälte und Hunger gekennzeichnet war? Ist ein Niveau von 1950, das etwa 0,4 Grad wärmer war als 1870 und dem Durchschnitt der letzten 2000 Jahre entspricht, nicht viel erstrebenswerter?

Populäre Irreführung

Die Nicht-Berücksichtigung der vorherigen Klimaschwankungen ist auch die Grundlage für die folgende, sehr verbreitete, aber irreführende Streifengrafik, die am Ende der Kleinen Eiszeit um 1850 in tiefem Blau (kalt) beginnt und in der Gegenwart in kräftigem Rot (warm) endet. Kaum eine andere Grafik zum Thema Klimawandel ist so populär, weil sie scheinbar klar das Ausmaß der bedrohlichen Veränderungen zeigt. 

So ist es nicht weiter verwunderlich, dass diese Grafik auch auf dem Cover von Greta Thunbergs „Klima-Buch“ (von deren 480 Seiten sie allerdings wohl maximal etwa 50 selbst verfasst hat) zu finden ist, das im Oktober 2022 erschienen ist.

Schwingende Temperaturentwicklung

Eine Erweiterung der Graphik in vorindustrielle Zeiten ist in der von Ed Hawkins erstellten interaktiven Webseite jedoch nicht möglich. So bleibt dem oberflächlichen Betrachter der vorindustrielle Kontext leider verborgen, was zu vorschnellen Schlussfolgerungen einlädt. 

Erst bei Berücksichtigung der letzten 2000 Jahre wird die schwingende Natur der Temperaturentwicklung auch visuell wie in der folgenden Abbildung deutlich und die aktuelle Erwärmung in einen sinnhaften Zusammenhang gestellt. Eigentlich müsste diese Grafik das Thunberg-Buch zieren, aber da es um Panikmache geht, kam sie wohl nicht in Frage. Und wir alle können diese Grafik der populären, aber viel zu kurz greifenden ersten Grafik gar nicht oft genug entgegenstellen und sie so viel wie möglich teilen.

Die vorindustrielle Schwankung der Temperatur zeigt uns die Grenzen der Klimamodelle auf. Jede real festgestellte vorindustrielle Warm- oder Kaltphase bereitet ihnen Probleme, denn sie können sie nicht reproduzieren. Sie sind so konstruiert, dass das nicht vorgesehen ist.

Wenn aber Klimamodelle in der Vergangenheit Antworten liefern, die sich nicht im Einklang mit der Realität befinden, sind sie als Prognose-Werkzeug mit großer Vorsicht zu gebrauchen.