Diverse Faktoren beeinflussen das Klima, und nicht in allen Regionen der Welt ist das Feedback auf solche Faktoren einheitlich. So kommen etwa Klimamodelle und Temperaturrekonstruktionen zu unterschiedlichen Schlüssen zum Klima der vergangenen 12.000 Jahre, die erdgeschichtlich als Holozän bezeichnet werden. Forscher sprechen hierbei vom „Holozän-Temperaturrätsel“. Ein internationales Team von Forscher aus Deutschland, dem Vereinigten Königreich, der Schweiz, Kanada und Frankreich zeigt in einer Veröffentlichung in Nature Communications auf, wie komplex die Temperaturentwicklung regional ist.
Forscher greifen auf Klimamodelle und Rekonstruktionen des vergangenen Klimas zurück, um Aussagen zum Klima der Zukunft machen zu können. Zu verstehen, wie und warum sich das Klima in der Vergangenheit verändert hat, ist dabei wichtig, um Modelle zu testen und Unsicherheiten bei Klimavorhersagen zu verringern. In diesem Zusammenhang wurden die Veränderungen der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde während der aktuellen Zwischeneiszeit, dem Holozän (etwa die letzten 12.000 Jahre), in der Forschung eingehend diskutiert. Rekonstruktionen vergangener Temperaturen scheinen darauf hinzudeuten, dass die globale Durchschnittstemperatur vor etwa 6.000 Jahren ein Maximum erreichte und sich bis zum Ausbruch der gegenwärtigen Klimakrise während der industriellen Revolution abkühlte. Klimamodellsimulationen deuten dagegen auf eine kontinuierliche Erwärmung seit Beginn des Holozäns hin. Im Jahr 2014 nannten Forscher diese große Diskrepanz zwischen Modellen und vergangenen Klimabeobachtungen das “Holozän-Temperaturrätsel”.
Für die aktuelle Studie haben Erstautor Olivier Cartapanis und seine Kolleg:innen nun die größte verfügbare Datenbank mit Temperaturrekonstruktionen aus der Vergangenheit genutzt, um die geografischen Muster der Temperaturveränderungen während des Holozäns zu untersuchen. Das internationale Team stellte fest, dass es – anders als bisher angenommen – in den vergangenen 12.000 Jahren keine global synchrone Wärmeperiode gab. Stattdessen finden sich die wärmsten Temperaturen zu unterschiedlichen Zeiten nicht nur in verschiedenen Regionen wieder, sondern auch zwischen Ozean und Land. Dies, schlussfolgern die Forscher, werfe die Frage auf, wie aussagekräftig Vergleiche der globalen Mitteltemperatur zwischen Rekonstruktionen und Modellen tatsächlich sind.
Laut Olivier Cartapanis stellen „die Ergebnisse das Paradigma eines weltweit synchronen thermischen Maximums im Holozän in Frage. Während die wärmste Temperatur in Westeuropa und Nordamerika vor 4000 bis 8000 Jahren erreicht wurde, kühlte sich die Oberflächentemperatur der Ozeane in den mittleren und hohen Breiten seit etwa 10.000 Jahren ab und blieb in den Tropen stabil.“ Die regionale Variabilität des Zeitpunkts der Höchsttemperaturen deute darauf hin, dass die Sonneneinstrahlung in hohen Breiten und die Eisausdehnung eine wichtige Rolle bei den Klimaveränderungen während des Holozäns spielten.
Lukas Jonkers, Mitautor der Studie und Forscher am MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften in Bremen sagt: „Da Ökosysteme und Menschen nicht die mittlere Temperatur der Erde erfahren, sondern von regionalen und lokalen Klimaveränderungen betroffen sind, müssen die Modelle die räumlichen und zeitlichen Muster des Klimawandels richtig erfassen, um den politischen Entscheidungsträgern eine Orientierungshilfe zu geben.“ Die neue Arbeit von Cartapanis und Kollegen stelle somit ein klares Ziel für Klimamodelle dar, denn die Fähigkeit der Klimamodelle, die Klimaschwankungen des Holozäns in Raum und Zeit zu reproduzieren, wird das Vertrauen in ihre regionalen Projektionen des künftigen Klimawandels erhöhen.
Veröffentlichung: Olivier Cartapanis, Lukas Jonkers, Paola Moffa-Sanchez, Samuel L. Jaccard, Anne De Vernal: Complex spatio-temporal structure of the Holocene Thermal Maximum. Nature Communications 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-33362-1
Quelle: off. PM des MARUM
Titelbildunterschrift: Die neue Studie zeigt auf, wie wichtig es ist, die regionalen Klimaschwankungen in Rechenmodellen einzubeziehen. So spielte etwa in den hohen Breiten die Sonneneinstrahlung und die Eisausdehnung eine wichtige Rolle bei den Klimaveränderungen während des Holozäns. Ein Wissenschaftler steht vor dem grönländischen Eisschild (Jakobshavn Isbræ Gletscher). (Foto: Vincent Jomelli)
Pia Gaupels
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