Ob ein Sommer außergewöhnlich heiß oder ein Winter besonders kalt war, lässt sich nicht anhand einzelner Tage beurteilen. Erst langfristige Wetteraufzeichnungen und ihre Mittelwerte ermöglichen es, Entwicklungen einzuordnen und Veränderungen des Klimas sichtbar zu machen. Eine wichtige Rolle spielen dabei sogenannte Klimareferenzperioden.
Doch wie entstehen diese Vergleichswerte, seit wann werden Wetterdaten systematisch erfasst und warum macht es einen Unterschied, welchen Zeitraum man als Referenz heranzieht?
In seinem folgenden Blogbeitrag erklärt Roland Schmidt, wie klimatologische Mittelwerte entstanden sind und warum die Wahl der Klimareferenzperiode für die Einordnung des Klimawandels entscheidend ist.
Von den ersten Wetteraufzeichnungen zu klimatologischen Mittelwerten
Der heiße und lange Zeit auch sehr trockene Sommer dieses Jahres hat die Diskussion um den menschengemachten Klimawandel wieder enorm angeregt. Bei vielen der dabei auftauchenden Fragen steht ein Begriff im Zentrum: die Veränderung der klimatologischen Mittelwerte. Denn dass allein die jährlichen Schwankungen im Wettergeschehen keine ausreichende Basis für die Beschreibung langfristiger Tendenzen sind, ist in der meteorologischen Wissenschaft schon lange klar.
Bereits im 18. Jahrhundert hatte ein naturwissenschaftlich gebildeter Herrscher, Kurfürst Karl Theodor von der Pfalz, die Kurpfälzische Meteorologische Gesellschaft gegründet und dabei für regelmäßige Wetteraufzeichnungen gesorgt. Der Sekretär der Gesellschaft, Johann Jakob Hemmer, baute ab 1780 ein erstes weltweites Netz von Beobachtungsstationen auf, an denen regelmäßig meteorologische Daten erfasst wurden. Es reichte von Deutschland bis zum Ural, aber auch nach Grönland und Amerika, und umfasste 39 Stationen.
An ihnen wurden mit gleichen, geeichten Messgeräten zu festgelegten Zeiten Wettergrößen wie Windrichtung und -geschwindigkeit, Luftfeuchte, Luftdruck und Lufttemperatur gemessen. Die dabei gültigen Zeiten von 7, 14 und 21 Uhr sind als „Mannheimer Stunden“ in die Klimageschichte eingegangen und wurden beim Deutschen Wetterdienst noch bis ins Jahr 2001 genutzt.
Zur Bildung von Mittelwerten wurden die Beobachtungswerte aufaddiert, die von 21 Uhr verdoppelt, um sich nächtliche Messungen zu ersparen, und die Summe dann durch 4 geteilt. Auf diese Weise entstanden die ersten vergleichbaren Mittelwerte, die tatsächliche Klimaschwankungen zeigen konnten: Nach dem Ausbruch der Laki-Krater auf Island im Juni des Jahres 1783 folgte ein außergewöhnlich kalter und schneereicher Winter, der sich als drastischer Einbruch in den Mittelwerten abzeichnete.
Warum Klimareferenzperioden 30 Jahre umfassen
Nach dem Tod Hemmers im Jahre 1790 und als Folge der Revolutionskriege im Jahre 1795 verfiel das erste meteorologische Messnetz. Erst im Laufe des 19. Jahrhunderts entstanden nach und nach nationale Wetterbeobachtungsnetze, die durch den Austausch ihrer Daten die Berechnung zuverlässiger langfristiger Mittelwerte ermöglichten.
Dabei wurde ein 30-jähriger Zeitraum als Bezugsgröße festgelegt. So ließen sich nun Abweichungen vom Durchschnitt dreier Jahrzehnte als gemessene Klimaschwankung erkennen. Neben den schon früher genutzten Parametern wurden vor allem auch Niederschlagsmengen und Sonnenscheindauer als wichtige Größen mit aufgenommen und dienten fortan als Klimaindikatoren. Außerdem wurden die „Mannheimer Stunden“ durch die Werte stündlicher Messungen abgelöst, was die Ergebnisse wesentlich genauer machte.
Wie sich die Klimamittel verändert haben
Bis weit in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts galten die „Klimareferenzperioden“ als zuverlässige Basis. Sie wurden für die Zeiträume 1901–1930, 1931–1960 und 1961–1990 berechnet. Sie wiesen untereinander nur geringe Abweichungen auf, bei der Mitteltemperatur meist unter 0,5 Grad, und zeigten so die Stabilität unserer Klimaverhältnisse.
Doch ab Mitte der 1980er Jahre änderte sich das Bild. Nun dominierten immer mehr deutlich zu warme Jahre und nur noch selten gab es Jahre, die unter dem Durchschnitt von 1961 bis 1990 lagen. In der Folge ergab sich für die neue Klimareferenzperiode von 1991–2020 eine um gut ein Grad höhere Mitteltemperatur als zuvor, was für Vergleiche bedeutsame Folgen hatte:
Verglich man ein Jahr wie etwa 2025 mit der neueren Referenzperiode, so lag seine Abweichung mit plus 0,8 Grad noch im Bereich des auch früher Üblichen, scheinbar also keine markante Veränderung. Doch im Vergleich zur vorherigen Referenzperiode von 1961–1990 zeigt sich mit einer positiven Abweichung von 1,9 Grad das wahre Ausmaß der Erwärmung. Solche Werte traten früher extrem selten auf, während sie inzwischen zur neuen Normalität geworden sind.
Welche Klimareferenzperiode ist die richtige?
Wenn also in der Diskussion um den Klimawandel mit dem Begriff „Mittelwert“ argumentiert wird, ist es sehr wichtig, exakt zu klären, was gemeint ist. Neben den jetzt erwähnten Klimareferenzperioden werden nämlich inzwischen auch gleitende 30-jährige Mittel verwendet, bei denen nur die Werte der letzten 30 Jahre genutzt werden.
Es ist leicht einsehbar, dass sich dadurch bei fortschreitender globaler Erwärmung die Mittelwerte stetig nach oben verschieben und eine „Normalität“ vortäuschen, die so nicht real ist. In den offiziellen Statistiken wird weiterhin die Referenzperiode von 1961–1990 verwendet. Nur sie zeigt deutlich, wie stark die Klimaveränderung mittlerweile fortgeschritten ist.
Wetter messen und Veränderungen beobachten
Klimatische Mittelwerte entstehen aus langfristigen Messreihen. Am Anfang stehen jedoch immer einzelne Wetterdaten: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Niederschlag oder Wind. Auch zu Hause lassen sich solche Wettergrößen beobachten und über längere Zeit vergleichen.
Mit den Wetterstationen von TFA Dostmann können Sie verschiedene Wetterdaten direkt an Ihrem Standort erfassen. Je nach Modell messen die Geräte beispielsweise Innen- und Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck. Profi-Wetterstationen erfassen zusätzlich Werte wie Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit und Windrichtung.
Wer einzelne Messgrößen gezielt im Blick behalten möchte, findet bei TFA außerdem eine große Auswahl an Thermometern, Hygrometern, Barometern und Regenmessern.
