Vorhersagen

Unlängst wurde ich von einem Journalisten um eine kurze Erklärung gebeten, wieso in der Wettervorhersage Ausblicke von höchstens ein, zwei Wochen  möglich sind, auch Klimaperspektiven beschrieben werden können über Jahrzehnte hinweg, nicht aber für den kommenden Winter. Hier meine Antwort dazu, viel zu lang, aber vielleicht von Interesse für den einen oder die andere Leserin:

Es gibt zwei Hauptarten der „Vorhersage“ des Zustands der Atmosphäre (und des Ozeans)

a) die Kurzfristvorhersage, die beschreibt, wie sich der bekannte Zustand von HEUTE in den kommenden Tagen entwickeln wird. Die Möglichkeit, diese Entwicklung von einem Ausgangspunkt zu beschreiben, nimmt im Laufe von Tagen ab, weil auf die Entwicklung nur als zufällig zu beschreibende Faktoren einwirken, so dass in der Summe die Bedeutung des Anfangszustandes langsam verschwindet. Beispiele sind hier die Entwicklungen kleinräumiger und schwacher „Störungen“, die in den kommenden Tage zu einem ordentlichen Sturm entwickeln können, der ein paar Grad weiter südlich oder nördlich verläuft, oder als kaum bemerkte Druckvariation bald verschwinden.

b) Langfristvorhersage, die beschreibt, wie Randbedingungen (von jetzt bis zum gewünschten Zeitpunkt) die Entwicklungsmöglichkeiten der atmosphärischen Entwicklungen einschränken. Bei gegebenen Randbedingungen können viele verschiedene Zustände eintreten, aber eben nicht alle denkbaren – das Ensemble der Möglichkeiten wird eingeschränkt, also das Klima (Statistik des Wetters).

Das prominenstste, aber unbeachtetste Beispiel ist die perfekte Vorhersage des kommenden Winters – die Strahlungsbedingungen schränken das Ensemble der Möglichkeiten einschränken – damit ist klar, dass es im kommenden Winter nicht wie im Ensemble unserer Sommer aussieht. Diese Vorhersage ist in ihrer Aussage trivial, aber ist als Simulationserfolg nicht trivial, und zeigt, dass Vorhersagen von Klima trotz des chaotischen Charakters des Klimasystems mit Modellen möglich sind.

In diese Klasse gehören auch die Klimaszenarien, in denen beschrieben wird, wie das Ensemble der möglichen Zustände eingeschränkt wird, wenn sich die Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre in vorgeschriebener Weise verändert. Da hier eine Annahme über die Zukunft (die Konzentration der Treibhausgase) gemacht wird, die nicht mit Wahrscheinlichkeitsaussagen verknüpft werden kann, sind dies keine Vorhersagen (= wahrscheinlichste Entwicklungen) sondern „Projektionen“ (mögliche Entwicklungen). (Das IPCC unterscheidet hier sauber.)

Langfristvorhersagen im eigentlichen Sinne werden seit geraumer Zeit auch probiert: sie nutzen die Anfangszustand im Ozean (oder im Boden) aus, um dann die Einschränkung der Entwicklungsmöglichkeiten aufgrund von Randbedingungen zu beschreiben, um wahrscheinliche Aussagen über die nähere Zukunft (Jahreszeiten, wenige Jahrzehnte) zu erreichen. Ein Beispiel sind Vorhersagen des El Nino-Phänomens im Pazifischen Ozean und der damit verbundenen Folgen in den Tropen und etwa Teilen Nordamerikas.