Verlässlichkeit von Klima-Prognosen

[Hasenfu]

Hossa

Gestern (2010-02-08) beim Wetterbericht im Fernsehen wurde auch das Wetter am Rosenmontag (2010-02-15) prognostiziert. Der Wetter-Fritze sagte jedoch, dass die Unsicherheit bei einer Woche Vorlauf sehr groß sei.

Da kam in mir folgende Frage auf: „Wie können wir Klima-Prognosen 50 Jahre in die Zukunft stellen, wenn wir nicht mal das Wetter nächste Woche halbwegs zuverlässig vorhersagen können?“

Diese Frage gebe ich nun an euch weiter, mit der Bitte um Erleuchtung

Danke vorab und viele Grüße

Hase

[biopeso]

Klima, Wetter, Irrungen und Verwirrungen
Hallo,
Quelle: Wikipedia
„Das Klima steht als Begriff für die Gesamtheit aller meteorologischen Vorgänge, die für den durchschnittlichen Zustand der Erdatmosphäre an einem Ort verantwortlich sind. Oder anders ausgedrückt: Klima ist die Gesamtheit aller an einem Ort möglichen Wetterzustände, einschließlich ihrer typischen Aufeinanderfolge sowie ihrer tages- und jahreszeitlichen Schwankungen. Das Klima wird dabei jedoch nicht nur von Prozessen innerhalb der Atmosphäre, sondern vielmehr durch das Wechselspiel aller Sphären der Erde (Kontinente, Meere, Atmosphäre) sowie der Sonnenaktivität geprägt. Es umfasst zudem unterschiedlichste Größenordnungen, wobei vor allem die zeitliche und räumliche Dimension des Klimabegriffs von entscheidender Bedeutung für dessen Verständnis ist“

ich meine, das sagt doch sehr schön aus, was der Unterschied zwischen Klima und Wetter ist. Das Problem beim Wetter ist, dass die Natur als solches noch immer nicht ganz verstanden ist und Vorhersagen, selbst für einen räumlich relativ kleinen Abschnitt, sofort als richtig oder falsch (man denke nur an 1°C +/- oder heiter/bewölkt) entlarvt werden können. Beim Klima hingegen, ist der kleine, falsch oder richtig gemessene Abschnitt überhaupt nicht wichtig und verschwindet in der Gesamtheit des Systems. Allerdings darf man deswegen die Vorhersagen nicht allzu überbewerten, denn eines ist klar: Die Wettervorhersage wird aus Beaobachtung der gegebenen Zustände ermittelt, ebenso wird aber auch das Klima aus den Beobachtungen der vergangenen Wetterzustände und „leider“ auch aus Modellen, die mit „willkürlichen“ Daten gefüttert werden müssen, hergestellt.
D. h. aber nicht, dass alles falsch ist was über den Klimawandel berichtet wird. Es ist nur die Frage, ob sich die Natur letztendlich an die Modellrechnungen der Wissenschaftler hält oder weiterhin an eigenen Gesetzen festhält.
Gruß biopeso

[deconstruct]

Da kam in mir folgende Frage auf: „Wie können wir
Klima-Prognosen 50 Jahre in die Zukunft stellen, wenn wir
nicht mal das Wetter nächste Woche halbwegs zuverlässig
vorhersagen können?“

Weil Klima etwas ganz anders ist als Wetter. Klima ist gemitteltes Wetter über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten. Da wird nicht vorhergesagt, wie genau das Wetter an Ostern 2035 wird, sondern nur, wie der Durchschnitt des Wetters dort etwa sein wird. Auch die Art und Weise der Vorhersage ist eine ganz andere:

Wettervorhersage ist in erster Linie ein Anfangswertproblem, d.h. wir kennen das Wetter zum jetzigen Zeitpunkt nur von Wetterstationen und nicht von jedem Fleck der Erde. Damit ergibt sich eine Ungenauigkeit, die mit zunehmendem zeitlichen Abstand immer größer wird.

Klimaprognosen sind dagegen viel stärker ein Randwertproblem, d.h. hier spielt es keine Rolle, wie das Wetter gerade ist, sondern das ganze wird dominiert von Randbedingungen wie z.B. der Entwicklung der Sonnenaktivität oder des CO2-Ausstoßes.

Siehe z.B diese Erklärung hier vom Max-Planck-Institut für Meteorologie:
http://www.mpimet.mpg.de/presse/faqs/wie-kann-man-kl…

[Franz_Burbach_ad76f1]

Hallo Hase

Du schmeißt leider den Begriff „Wetter“ und auch den Begriff: „Klima“ in einen Topf, obwohl es dabei gravierende Unterschiede gibt.

Wetter
Ist der spürbare kurzfristige Zustand an einem bestimmten Ort auf unserer Erdoberfläche.
Der Begriff Wetter gilt in einem Bergwerk, einem Ort, genauso wie für ein Land oder einen ganzen Kontinent.
Tritt unter anderem als Schnee, Kälte, Regen, Sonnenschein, Gewitter usw. in Erscheinung und wird von Meteorologen in zahlreiche weiter Begriffe aufgeschlüsselt.
Wetter ist zuständig für einen Zeitraum von Stunden, Tagen oder auch mal eine gute Woche.

Darüber nennt man das korrekterweise besser schon Witterung welche auch schon mal einen längeren Zeitraum wie einen Winter mit einschließen kann.

Klima
Steht als ein Begriff für alle meteorologischen Vorgänge an einem bestimmten Ort. Klima beinhaltet alles was an diesem bestimmten Ort möglich ist
Klima benötigt einen viel längeren Reverenzraum wie allgemeinüblich angenommen wird.
Da es aber erst seit etwa 150 Jahren erste verbindliche Aufzeichnungen gibt, und die Klimaforschung im Grunde genommen noch in den Kinderschuhen liegt wird erst in der weiteren Zukunft mit einigermaßen verlässlichen Prognosen zu rechnen sein.

Klimawandel ist längerfristig gesehen einfach der Normalfall
Das Klima ändert sich laufend solange die Welt schon existiert, schon ehe der Mensch überhaupt da war.

Klimakatastrophe ist ein von Umweltaktivisten geprägter Begriff und wird meistens beim Kampf um politische Ziele besonders von Medien hervorgehoben.

Eine Klimaerwärmung ist für die Menschheit weit unproblematischer als eine kleine Eiszeit.

Die von der Weltorganisation für Meteorologie festgelegte kürzeste Zeit von 30 Jahren, wird von vielen Experten eher als ein Witz angesehen.

Selbst 100 - 1000 Jahre können beim Klima ruhig als kurz angesehen werden.

Also Hase feiere ruhig Karneval und mach dir weniger Sorgen für deine Zukunft.
Sag nicht Hossa sondern Alaaf und du liegst goldrichtig.

Gruß

Franz Burbach

[DrStupid]

Da kam in mir folgende Frage auf: „Wie können wir
Klima-Prognosen 50 Jahre in die Zukunft stellen, wenn wir
nicht mal das Wetter nächste Woche halbwegs zuverlässig
vorhersagen können?“

Genauso wie man prognostizieren kann, wie oft bei tausenden von Würfen eine sechs gewürfelt wird, obwohl man noch nicht mal die nächsten zehn Würfe halbwegs zuverlässig vorhersagen kann.

[deconstruct]

Eine Klimaerwärmung ist für die Menschheit weit
unproblematischer als eine kleine Eiszeit.

Eine Klimaerwärmung ist für UNS in Deutschland weitaus unproblematischer als eine kleine Eiszeit. Für die Menschen in vielen anderen Teilen der Welt, wie z.B. weiten Regionen Afrikas usw ist eine Klimaerwärmung dagegen definitiv das schlechtere Übel.

Außerdem behauptet ja auch niemand, dass eine Klimaabkühlung ein erstrebenswertes Ziel ist. Für die Menschheit ist ein stabiles Klima das Optimum, nicht umsonst hat sich wohl die Menschheit ausgerechnet in den letzten paar tausend Jahren so rasant entwickelt, wo das Klima verhältnismäßig stabil war und längerfristige Sesshaftigkeit und die Entstehung von Hochkulturen erst ermöglicht hat.

Die von der Weltorganisation für Meteorologie festgelegte
kürzeste Zeit von 30 Jahren, wird von vielen Experten eher als
ein Witz angesehen.

Beispiele für solche Experten?

Die 30 Jahre sind kein Witz, sondern werden über den Zentralen Grenzwertsatz begründet. Daraus ergibt sich beim Klima in etwa, dass sich das ganze ab einem Zeitraum von 30 Jahren schon gut einer Normalverteilung nähert.

Schwankungen von Jahr zu Jahr sind daher bereits ab 30 Jahren gut herausgefiltert, und daher eignen sich diese Zeiträume, um eben Schwankungen im Klima zu erkennen. Und auf irgendwas muss man sich ja auch mal festlegen, denn irgendwie will man verschiedene Untersuchungen ja miteinander vergleichen können.

Selbst 100 - 1000 Jahre können beim Klima ruhig als kurz
angesehen werden.

Wieso sollten 1000 Jahre beim Klima generell „kurz“ sein. Die aktuellen Klimaerwärmung aber auch die Kleine Eiszeit zeigen doch, dass es in wesentlich kürzeren Zeiträumen für uns Menschen relevante Klimaschwankungen gibt.
Bei einer Periode von 1000 Jahren würden Klimaänderungen wie die kleine Eiszeit fast komplett rausfallen und könnten gar nicht erkannt werden. Das macht also wohl sicherlich keinen Sinn, wenn man die für den Menschen relevanten Klimaschwankungen betrachtet.

[Franz_Burbach_ad76f1]

Genauso wie man prognostizieren kann, wie oft bei tausenden
von Würfen eine sechs gewürfelt wird, obwohl man noch nicht
mal die nächsten zehn Würfe halbwegs zuverlässig vorhersagen
kann.

Hallo Dok,

Ich gebe zu, deine Antwort hat mich im ersten Moment positiv beeindruckt, ich habe schmunzeln müssen wegen deines guten Vergleiches.
Habe es auch mit einem * belohnt.

Bei längerem Nachdenken, die guten Antworten sind mir das halt wert,
dachte ich an einen Vergleich mit einem Roulette - Spiel.

Diese dummen Sache habe ich auch schon praktiziert.
sogar auch schon mit Erfolg.

Dabei fielen mir die Permanenzen ein, die Zahlenfolgen beim Roulette.

Da sich beim Roulette, im Gegensatz zum Klima, aber keine Änderung, mal abgesehen von Kesselwechsel, und anderen Kleinigkeiten wie Croupiers usw. ändert,

wird man, es ist an Hand der notierten Permanenzen ohne weiteres überprüfbar, über längere Zeiträume und tausenden von Würfen gesehen, doch erkennen müssen, dass ein ganz natürlicher Ausgleich in der Menge der einzelnen Zahlen entsteht.

Irgendwie hatten am Ende alle Zahlen in etwa die gleiche Erscheinungshäufigkeit.

Dies trifft übrigens bei den Lottozahlen wie auch bei dem von dir angegebenem Würfeln genau so zu.

Da sich bei einer Klimaänderung aber hunderte ja tausende Möglichkeiten an permanenten Änderungen vollziehen, wäre daher im Gegensatz dazu die Vorhersage beim würfeln, über lange Zeiträume gesehen eher schon eine sehr einfache Sache.

Wie siehst du das?

Gruß
Franz Burbach

[biopeso]

Genauso wie man prognostizieren kann, wie oft bei tausenden
von Würfen eine sechs gewürfelt wird, obwohl man noch nicht
mal die nächsten zehn Würfe halbwegs zuverlässig vorhersagen
kann.

das kann man so nicht sagen, denn beim Würfeln werden ja keine Parameter (1-2-3-4-5-6) willkürlich verändert. Da ist es, wenn genug Würfe sind, mathematisch relativ einfach die Wahrscheinlichkeit der Zahl x zu errechnen. Bei den Klimamodellen werden aber laufend Daten „nachjustiert“ und das ergibt, dass die Modelle in keinster Weise zuverlässig und selbst über einen sehr langen Zeitraum nur unzureichend prognostizierbar sind.
Gruß biopeso

[DrStupid]

Irgendwie hatten am Ende alle Zahlen in etwa die gleiche
Erscheinungshäufigkeit.

Zumindest, wenn nicht manipuliert wurde. Es soll ja Würfel geben, bei denen eine Zahl mit höherer Wahrscheinlichkeit geworfen wird, als die anderen. Das ließe sich statistisch ermitteln und wäre die Analogie für einen Klimaparameter. Und wenn sich dieser Würfel nun (z.B. durch Abnutzung) langfristig verändert, dann lässt sich auch das statistisch ermitteln, indem man beispielsweise die gleitenden Mittelwerte der über der Zeit aufträgt. Das wäre dann die Analogie zum Klimawandel. Und wenn man es dann noch schafft, die diesen Trend in die Zukunft zu extrapolieren, dann hat man sogar eine Analogie für ein Klimamodell.

Da sich bei einer Klimaänderung aber hunderte ja tausende
Möglichkeiten an permanenten Änderungen vollziehen, wäre daher
im Gegensatz dazu die Vorhersage beim würfeln, über lange
Zeiträume gesehen eher schon eine sehr einfache Sache.

Deshalb werden für die Berechnung komplexer Klimamodelle auch die leistungsfähigsten Computer eingesetzt, die es gibt.

[DrStupid]

Genauso wie man prognostizieren kann, wie oft bei tausenden
von Würfen eine sechs gewürfelt wird, obwohl man noch nicht
mal die nächsten zehn Würfe halbwegs zuverlässig vorhersagen
kann.

das kann man so nicht sagen, denn beim Würfeln werden ja keine
Parameter (1-2-3-4-5-6) willkürlich verändert. Da ist es, wenn
genug Würfe sind, mathematisch relativ einfach die
Wahrscheinlichkeit der Zahl x zu errechnen. Bei den
Klimamodellen werden aber laufend Daten „nachjustiert“ und das
ergibt, dass die Modelle in keinster Weise zuverlässig und
selbst über einen sehr langen Zeitraum nur unzureichend
prognostizierbar sind.

Damit hast Du zwar Recht, aber das ändert nichts am Prinzip. Das Klima ist einfacher vorherzusagen als das Wetter, weil das Wetter im Gegensatz zum Klima chaotisch ist. Der Übergang vom Wetter zum Klima erfolgt im Grunde durch einen Tiefpassfilter, der die zufälligen Schwankungen eliminiert. Die Änderungen, die dann noch übrig bleiben, sind nicht mehr zufällig, sondern Wirkungen irgendwelcher Ursachen. Wenn man diese Ursachen und deren kausale Beziehung zu den beobachtbaren Wirkungen kennt, dann kann man letztere auch zuverlässig vorhersagen.