Die globale Durchschnittstemperatur der letzten 150 Jahren

Seit es verlässliche instrumentelle Messungen gibt, um daraus globale Mittelwerte zu rekonstruieren, d.h. seit Mitte des 19. Jahrhunderts, waren die bodennahen globalen Durchschnittstemperaturen der Erde nie so hoch wie in den Jahren seit der Wende zum neuen Jahrhundert.

Durchschnittstemperatur

Die globale Erwärmung seit dem 19. Jahrhundert

Die globale Mitteltemperatur hat sich seit Beginn des 20. Jahrhunderts in zwei Phasen erhöht. In Abb. 1 tritt deutlich eine Erwärmung von 1910 bis 1940 und seit 1976 hervor. Dazwischen gab es eine leichte Abkühlung um 0,1 oC. Von den zehn wärmsten Jahren der gesamten Periode liegen alle mit Ausnahme des Jahres 1998 bereits im 21. Jahrhundert (sogar von den 16 wärmsten Jahren liegen 15 nach 2000). 2016, 2015, 2017, 2014, 2010, 2005 und 1998 waren die bisher wärmsten Jahre der Messreihe. 2016, 2015 und 2017 sind die mit deutlichem Abstand wärmsten Jahrn seit Beginn der Messungen.Es spricht alles dafür, dass 2016 der neue Spitzenreiter der globalen Erwärmung wird.2

Veränderung der globalen Mitteltemperatur 1860-2010

 Abb.1: Veränderung der globalen Mitteltemperatur 1860-20153

2015 lag mit 0,9 °C über dem Mittel der Mitteltemperatur des 20. Jahrhunderts.4 Zwischen den wichtigsten Temperaturreihen der NASA, NOA und des MetOffice gibt es in dieser Hinsicht weitgehende Übereinstimmung.

Temperaturanstieg nach verschiedenen Datenreihen
Abb. 2: Änderung der globalen Mitteltemperaur im Vergleich zur Basisperiode 1951-1980 nach verschiedenen Datenreihen.4

Nach der vorübergehend nur geringfügigen Temperaturerhöhung zwischen dem Ende der 1990er Jahre und dem Beginn der 2010er Jahre haben 2014 und 2015 die Anstiegsrate wieder deutlich ansteigen lassen. In den letzten rund 110 Jahren, von 1901 bis 2012, hat sich die globale Mitteltemperatur um 0,89 °C erhöht. Dabei fiel der erhebliche größere Teil der Erwärmung auf die zweite Hälfte dieses Zeitraums mit 0,72 °C von 1951 bis 2012.7  Das Tempo der Erwärmung hat deutlich zugenommen. Würde man den Temperaturtrend der 25 Jahre 1980-2005 von 0,177 oC pro Jahrzehnt auf 100 Jahre hochrechnen, so käme man auf eine Erwärmung um fast 1,8 Grad, ein Wert, der nahe an die Obergrenze für eine vertretbare Erwärmung um 2,0 Grad über dem vorindustriellen Klima bis zum Ende des 21. Jahrhunderts heranreicht (Abb. 2).

Veränderung der globalen Mitteltemperatur seit Beginn der instrumentellen Messungen und die Trends in verschiedenen Zeitabschnitten

Abb. 3: Die Abbildung zeigt die Veränderung der globalen Mitteltemperatur seit Beginn der instrumentellen Messungen sowie die Trends in verschiedenen Zeitabschnitten. Links sind die Temperaturänderungen im Vergleich zum Mittel der Jahre 1960-1991 angegeben, rechts die absoluten Werte. Die farbigen Trendbalken beziehen sich auf die letzten 150, 100, 50 und 25 Jahre. Erkennbar ist eine deutliche Zunahme der Rate der Temperaturerhöhung von 0,045 oC pro Jahrzehnt über den gesamten Zeitraum auf 0,177 oC pro Jahrzehnt in den letzten 25 Jahren.8

Bei einem Vergleich zwischen Tages- und Nachttemperaturen zeigt sich,, dass die Minimumtemperaturen stärker als die Maximumtemperaturen zunahmen. Das hat zu der Vermutung geführt, dass dafür eventuell die zunehmende Verstädterung verantwortlich sein könnte, da die urbanen Hitzeinseln die Nachttemperaturen stärker als die Tageswerte beeinflussen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass der urbane Anteil an der weltweiten Zunahme der Landtemperaturen seit 1900 nicht mehr als 0,06 oC beträgt, bei der globalen Temperatur (unter Berücksichtigung der siedlungsfreien Ozeanflächen) sogar nur 0,02 oC.8 Bei der Berechnung der globalen Temperatur sind die Effekte der städtischen Wärmeinseln berücksichtigt, die aber auf die Messtationen in den meisten Fällen keinen nennenswerten Einfluss haben, da diese oft in Parks und Gärten liegen und nicht gerade in Straßenschluchten.

Einige kalte Winter

Die kalten Winter, die 2009/10 und 2010/11 in Deutschland herrschten, haben dagegen nichts mit dem globalen Trend zu tun. Sie waren ein regional begrenztes Phänomen und auf Teile von Europa, Russland und der USA beschränkt.9 Hier lagen die Temperaturen um einige Grad Celsius unter den Wintertemperaturen der Periode 1951-1980. Global gesehen waren die Winter 2009/10 und 2010/11 keineswegs ungewöhnlich kalt. Und auch eine Betrachtung nur der Nordhalbkugel zeigt, dass die ungewöhnlich warmen Bedingungen überwogen. Besonders hohe Temperaturen hatten etwa Nordwest-Kanada und die Arktis zu verzeichnen, mit 4 °C und mehr über dem angegebenen Mittel. Die ungewöhnlich warmen Ereignisse in den beiden Wintern 2009/10 und 2010/11 waren insgesamt sogar dominierender als die kalten Ereignisse. Räumlich gesehen gab es mit 25-30 % der gesamten Festlandfläche der Nordhemisphäre größere Gebiete mit ungewöhnlich warmen Bedingungen als mit ungewöhnlich kalten Verhältnissen, die nur auf etwa 10 % der Fläche dominierten. Hauptursache für die Kältewellen in Europa, Sibirien und den USA war eine sehr schwach ausgebildete Nordatlantische Oszillation. Der Gegensatz der Druckverhältnisse dem Azorenhoch und dem Islantief war niedriger als gewöhnlich. Das führte zu stabilen Luftdruck-Mustern, die arktische Luft in die östliche USA und in das nördliche Eurasien lenkte. Die Temperaturverteilung entspricht ziemlich genau den Wetterlagen bei einer negativen NAO-Phase. Die NAO selbst unterliegt starken natürlichen Schwankungen von Jahr zu Jahr sowie einer Dekadenschwankung. Die schwache NAO allein hätte allerdings noch kältere Bedingungen erwarten lassen, so dass davon auszugehen ist, dass die globale Erwärmung die Kältewellen abgemildert hat.

Anmerkungen:
1. Met Office (2018): 2017: warmest year on record without El Niño
2. NASA GISTEMP (2016): NASA Analysis Finds August 2016 Another Record Month
3. Eigene Darstellung; Daten nach IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of the Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental on Climate Change (Houghton, J.T. et al., eds), Cambridge and New York 2001; ergänzt durch: National Oceanic and Atmospheric Administration: Global Surface Temperature Anomalies
4. Schmidt, G.A., & T.R. Karl (NOAA/NASA, 2016): Global analysis for 2015. The warmst year in th record.
Copyright: Freie Nutzung für Bildungs- und Informationszwecke
5. IPCC (2013): Climate Change 2013, Working Group I: The Science of Climate Change, 2.4.3
6. verändert nach IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Technical Summary, Figure TS-6
7. Lean, J. L., and D. H. Rind (2009): How will Earth's surface temperature change in future decades?, Geophysical Research Letters, 36, L15708, doi:10.1029/2009GL038932
8. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.2.2.2
9. Guirguis,K., A. Gershunov, R. Schwartz, and S. Bennett (2011): Recent warm and cold daily winter temperature extremes in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letters 38, doi:10.1029/2011GL048762, 2011

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