Klimawandel im Alpenraum
Sommer 2003: Höhenflüge jenseits der Norm?

Eine aussergewöhnliche Woche. Am 9. August fliegt Peter von Känel mit dem Biplace von Kandersteg über Blümlisalp, Gspaltenhorn, Jungfrau, Mönch, Eiger und Wetterhorn nach Interlaken. Auch am Tag davor und danach sieht man Gleitschirme auf knapp 4000 m.

Am 11. August steigt Christian Bärtschi mit dem Delta über den Eiger, den Mönch und die Jungfrau. Am nächsten Tag sind schon wieder Gleitschirme über dem Wetterhorn und dem Eiger. Am 13. August beobachte ich, wie einige Gleitschirme weit über das Schreckhorn in die Höhe schiessen. Kurz danach quere ich selber vom Schreckhorn zum Eiger und zähle dort über ein Dutzend Hängegleiter – Solo- und Tandempiloten, Schulschirme und Hochleister, ältere und neuere Modelle, alles ist vertreten. Was einst nur für Profis möglich war, war in dieser Woche für fast alle greifbar. Sind das die Zeichen des Klimawandels und ihre Auswirkungen auf die Hängegleiterfliegerei?
Sicher sind auch in dieser Woche CCC-Piloten neue Rekorde geflogen. Die Auswertung der Flüge dieses Sommers wird zeigen, ob die Streckenflüge jenseits der Norm waren. Mehr dazu im «Swiss Glider» vom Januar 2004. In dieser Ausgabe gehe ich der Frage nach, welchen Stellenwert der Sommer 2003 im Zusammenhang mit dem Klimawandel hat, wo die Ursachen für die Klimaveränderungen liegen und welche Auswirkungen diese auf den Alpenraum haben werden.

Abb 1: Blick zu Eiger, Mönch und Jungfrau: Die starke Schneeschmelze dieses Sommers wird gemäss Modellstudien auch im 21. Jahrhundert für einen weiteren Rückgang der Gletscher und Schneeflächen sorgen.
Abb 2: Blick zum Schreckhorn (Mitte) und Finsteraarhorn (rechts). Der Rückzug der beiden Grindelwaldner Gletscher verdeutlicht die anhaltende Klimaerwärmung.
Abb 3: Blick von Osten zum Eiger. Links der Mönch. Die grosse Hitze und enorme Trockenheit sind verantwortlich für die hohen Wolkenbasiswerte dieses Sommers.
Abb. 4: Anzahl monatlicher Temperatur-Anomalien (Abweichungen) pro Jahrzehnt 1501–2000 in Süd-Zentral-Europa: Die globale Klimaerwärmung manifestiert sich in den 1990er Jahren mit 22 warmen Monaten.

Neue Rekorde
Der August 2003 bricht alle Rekorde. Zumindest was die Temperaturen betrifft. Er gilt als wärmster Monat seit Beginn der Messreihe. Das Gleiche gilt für den Juni. Aber auch der Sommer als Ganzes, das heisst die Monate Juni, Juli und August sind die wärmsten der letzten 250 Jahre. Laut Meteo Schweiz lagen die Mitteltemperaturen im August in den Niederungen der Alpennordseite 5 bis 6 Grad höher als im Vergleich zu den Durchschnittswerten von 1961 bis 1990. In höheren Lagen und im Jura kann vereinzelt sogar von 7 Grad die Rede sein. Ursache dieser überdurchschnittlichen Temperaturen ist die Hitzewelle, die vom 4. bis 13. August andauerte.
Auch bezüglich Anzahl Hitzetage (Tage mit Maximaltemperaturen über 30 °C) und Besonnung wurden Rekorde erzielt. Locarnos Rekord lag bisher bei 25 Hitzetagen (1991), jetzt liegt er mit 56 Tagen gleich doppelt so hoch. Auch in anderen Schweizer Städten wurden zwischen 30 und 50 Hitzetage gezählt – alles Rekordmarken. Während wir normalerweise 200 Sonnenstunden zählen, waren es diesen August im Mittelland und Tessin knapp 300 Stunden.
Ursachen für den lang anhaltenden Sommer sind blockierte Wetterlagen, die kaum Veränderungen im Wettercharakter zulassen. Begonnen hat es bereits im Juni mit einem stabilen Hoch, welches jedoch typisch ist für den Anfang dieses Monats. Im Juli allerdings änderte dann oft der Wettercharakter. Es ist eine Westwindlage mit durchziehenden Tiefdruckgebieten entstanden, die wechselhaftes und unbeständiges Wetter mit sich bringen und z.T. für Schneefälle bis zu den Passhöhen sorgen. Aber diesen Juli konnte sich das Subtropenhoch, das normalerweise nur dem Mittelmeerraum stabiles Hochsommerwetter beschert, bis in weite Teile Mitteleuropas ausdehnen. Dadurch konnten sich die Landmassen ungewöhnlich stark aufwärmen, und das Hoch konnte sich sozusagen in Mitteleuropa zunehmend festsetzen. Es entstand ein Selbsterhaltungsprozess. Die Tiefdruckgebiete mit ihren kühleren Luftmassen vom Atlantik prallten an diesem Hoch ab und zogen zirka 1000 km nördlich der Schweiz durch. Das Hoch erwärmte die Landmassen noch stärker und konnte sich so buchstäblich festnageln.
Bei solchen Wetterlagen steigt auch die Güte der Wettervorhersagen. Langfristprognosen konnten diesen Sommer mit erstaunlicher Stabilität gemacht werden. Die Wahrscheinlichkeit, mit der sonst eine 3-Tages-Prognose zutrifft, galt Anfang August für eine 6- bis 7-Tages-Prognose.
Doch ist dieser Sommer wirklich so aussergewöhnlich gewesen, wenn wir in der Klimageschichte hundert, tausend oder sogar Jahrmillionen zurückblicken?

Rückblick in die Vergangenheit
Um die aktuellen Ereignisse zu verstehen und zu bewerten, versuchen Forscher ein möglichst gutes Verständnis über die Prozesse in der Vergangenheit zu erhalten. Instrumentelle Messreihen reichen in Mitteleuropa 130 bis 240 Jahre zurück. Will man noch weiter zurückblicken, muss man sich mit Näherungswerten aus den Archiven der Natur (Eisbohrkerne, Sedimente, Baumringe etc.) oder Archiven der Gesellschaft (Chroniken, Beschreibungen der Witterungsverläufe etc.) begnügen. Die Messreihen und Archive sind jedoch oft kurz, lückenhaft und aufwendig zu bearbeiten. Trotz diesen Schwierigkeiten ist es dem Berner Klimahistoriker Christian Pfister und seiner Forschungsgruppe gelungen, die Klimaverhältnisse der letzten 500 Jahre in Süd-Zentral-Europa zu rekonstruieren.
Es hat im Mittelalter immer wieder sehr warme Monate gegeben. Extreme Sommer – mit zum Teil extremen Dürreerscheinungen – gab es bereits sowohl in den Jahren 1540, 1603, 1669 und in einigen Sommern zwischen 1718 und 1730, als auch 1911 und 1947. In diesen Sommern herrschten im Schweizer Mittelland klimatische Verhältnisse, wie sie üblicherweise im südlichen Mittelmeerraum auftreten.
Der Hauptunterschied der heutigen Zeit im Vergleich zu früher liegt darin, dass wir seit 15 Jahren in einer anhaltenden Erwärmungsperiode liegen. Während früher einem heissen Sommer ein kalter Winter folgte, fehlen heute die extrem kalten Monate (siehe Abbildung). Laut dem Wissenstandsbericht des IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, siehe Kasten) waren die 1990er Jahre wahrscheinlich das wärmste Jahrzehnt und 1998 das wärmste Jahr der letzten 1000 Jahre.

Klimatrend und Klimavariabilität
Klimaforscher unterscheiden zwischen Klimatrend, das heisst einer längerfristig in die gleiche Richtung laufende Veränderung, und der Klimavariabilität, das heisst periodisch oder unregelmässig verlaufende Schwankungen. Professor Heinz Wanner der Universität Bern und seine Forschungsgruppe sind Spezialisten, wenn es um Klimawandel im Alpenraum geht. Sie suchen nach den Ursachen für Klimaänderungen und versuchen die Auswirkungen von grossräumigen Prozessen, wie z.B. die globale Erwärmung auf kleine Regionen, wie z.B. den Alpenraum, abzuschätzen.
Das Klima hat eine sehr grosse Variabilität. Unabhängig von globalen Veränderungen sind Extremereignisse immer grossen Schwankungen unterworfen und ein Trend lässt sich oft nur schwer erkennen. Aufgrund dieses einzelnen extremen Sommers von einem Trend zu sprechen, wäre falsch. Aber wenn solche Sommer in den kommenden 10 oder 100 Jahren vermehrt vorkommen, wird vielleicht ein Trend feststellbar sein.
Neben diesen Extremereignissen finden aber auch langsame Klimaveränderungen statt. So sind zum Beispiel in den letzten 30 Jahren die Jahresdurchschnittstemperaturen in der Schweiz um rund 0,5 °C pro Jahrzehnt angestiegen. Ein Wert, der das globale Mittel um das Drei- bis Fünffache übertrifft. Seit Jahrzehnten warnen Wissenschafter vor diesen schleichenden Veränderungen – leider mit bescheidenem Erfolg. Interessant ist hier die Rolle der Medien. Immer, wenn es zu spektakulären Naturkatastrophen kommt, will man das betreffende Ereignis mit der Klimaveränderung in Zusammenhang bringen. Leider ist dies aber gerade bei den Extremereignissen am schwierigsten.

Ursachen für den Klimawandel
Ursachen für Klimaänderungen sind (a) natürliche und (b) anthropogene, dass heisst menschgemachte Prozesse.
(a) Zu den natürlichen Ursachen zählen Schwankungen der Erdbahnelemente (die Erde kreist nicht immer genau gleich um die Sonne), Schwankungen der Sonnenaktivität (die Leuchtkraft der Sonne ist nicht immer gleich stark) und Vulkaneruptionen, die Staubpartikel in die Atmosphäre schleudern und somit die Sonneneinstrahlung schwächen. Die vierte natürliche Einflussgrösse ist die Verteilung von Hoch- und Tiefdruckgebieten über längere Zeiträume. So wie El Nino für viele extreme Wetterereignisse auf der Welt verantwortlich gemacht wird, ist die Nordatlantische Oszillation (NAO) zu einem grossen Teil für die Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse im Alpenraum verantwortlich.
Die NAO beschreibt die Druckdifferenz zwischen Azorenhoch und Islandtief. Ist diese Druckdifferenz über mehrere Jahre besonders stark ausgeprägt, dominieren starke Westwinde und bringen dem Alpenraum warme, feuchte Luftmassen. Wir befinden uns seit 1974 in dieser Phase, auch wenn einzelne Jahre davon abweichen. Sind die Druckgegensätze zwischen Azorenhoch und Islandtief gering und die Westwinde deshalb schwach, kommt es vermehrt zu Nord- und Nordostströmungen mit markanten Kaltluftvorstössen. Die längste dieser Phasen war 1950 bis 1974. Sie führte im Alpenraum zu kälteren Wintern mit zum Teil massiven Schneefällen. Diese Druckdifferenz kippt von stark zu schwach und umgekehrt alle 20 bis 30 Jahre und wird  von den Oberflächentemperaturen im Nordwestatlantik verursacht. Der Atlantik kann also als Klimaküche der Alpen bezeichnet werden.
(b) Zu den anthropogen bedingten Klimaänderungen zählen der Treibhauseffekt (v.a. starke Zunahme der Kohlendioxid-Mengen in den letzten 200 Jahren), Zunahme der Aerosole (Staub- und Rauchteilchen in der Atmosphäre), Ausdünnung der stratosphärischen Ozonschicht (Ozonloch) und Zunahme des bodennahen Ozons (v.a. im Sommer). Dazu kommen die Oberflächenveränderungen (Verstädterung, Urwaldabholzung etc.).
Alle diese Prozesse haben entweder einen positiven oder negativen Einfluss auf die Temperatur. Diese Einflussfaktoren, die in Raum und Zeit schwanken, können komplexe Wechselwirkungen erzeugen, indem sie sich gegenseitig verstärken oder abschwächen.
Laut dem IPCC-Bericht ist der grösste Teil des Temperaturanstiegs der letzten 50 Jahre den Aktivitäten des Menschen zuzuschreiben. So können z.B. Klimamodelle die beobachtete Erwärmung nur simulieren, wenn sie den Anstieg der Treibhausgase berücksichtigen.

Das 21. Jahrhundert
Analog zu Wettermodellen, die das Wetter der folgenden Tage simulieren, versuchen Klimamodelle das Klima der nächsten 100 bis 200 Jahre zu berechnen. Auf globaler Ebene sind die Auswirkungen einer wärmeren Atmosphäre vielschichtig. Neben steigenden Oberflächentemperaturen (v.a. über den Kontinenten der Nordhemisphäre) ist eine Zunahme der Wasserdampfkonzentration und der Niederschläge im 21. Jahrhundert sehr wahrscheinlich. Schnee- und Eisbedeckung werden weiter abnehmen und der Meeresspiegel weiter ansteigen. Des Weiteren wird eine Zunahme der Starkniederschläge, der Intensität tropischer Wirbelstürme und anderer Extremereignisse erwartet.
Klimaänderungen sind regional sehr unterschiedlich. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich die Temperaturen über Land und im Alpenraum stärker erhöhen als im globalen Mittel. Es ist ebenfalls anzunehmen, dass Häufigkeit und Intensität von sommerlichen Hitzewellen zunimmt. Die Variabilität und Intensität der Niederschläge werden grösser: Für den Alpenraum zeigen die Modelle tendenziell eine Abnahme der Niederschläge im Sommer und eine Zunahme im Winter. Für andere extreme Wetterphänomene, wie z.B. Stürme, gibt es zurzeit nur ungenügende Informationen, um Trends abschätzen zu können, da globale Klimamodelle so kleine Gebiete wie die Alpen räumlich nicht genügend auflösen können.
Die Klimaerwärmung wird im Alpenraum besonders durch das Abschmelzen der Gletscher sichtbar. Viele kleine Gletscher werden in den nächsten Jahren verschwinden, andere weiter zurückgehen. Die Abnahme der Schneebedeckung in Gebirgsräumen, wie sie in diesem Sommer besonders gut beobachtet werden konnte, hat eine verstärkte Absorption der Sonnenstrahlen zur Folge und führt damit zu einer zusätzlichen Erwärmung des Hochgebirges. Ob hier neue Heizplatten für Thermikschläuche freigelegt werden, wird die Zukunft zeigen.

Ausstellung im Alpinen Museum
Im Alpinen Museum in Bern ist am 4. September die Ausstellung «Achtung Klimawandel!» eröffnet worden. Sie dauert noch bis zum 31. Mai 2004 und steht allen offen, die selber erleben wollen, ob sich das Klima nun wirklich verändert und welchen Beitrag der Mensch daran hat. Wer lieber im Netz surft, dem empfehle ich den Start bei www.ipcc.ch oder bei www.proclim.ch.

Micha Schultze

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