Klei­ne lin­ke Kli­ma­se­rie (VI): Paris, Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien und ‑mit­te­lun­gen, Wet­ter­bal­lons und unse­re Atmosphäre

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Nichts ist trü­ge­ri­scher als eine offen­kun­di­ge Tatsache.

Sher­lock Holmes

Die­ser Arti­kel stellt Teil VI der im Monats­rhyt­mus erschei­nen­den »klei­nen lin­ken Kli­ma­se­rie« in der Mag­Ma dar. Bis­her erschienen:

I. Wis­sen­schaft­li­che Aus­sa­gen im Unter­schied zu all­ge­mein­ver­ständ­li­chen Aussagen

II: Tem­pe­ra­tur­ent­wick­lung der letz­ten 1000 – 2000 bzw. 30 Jahre

III: Tem­pe­ra­tur­ent­wick­lung der letz­ten 1000 – 2000 bzw. 3 Jahre

IV: Geschwin­dig­keit, Gleich­zei­tig­keit und Mitteltemperatur

V: Zur Ent­ste­hungs­ge­schich­te glo­ba­ler Temperaturkurven

VI: Paris, Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien und ‑mit­te­lun­gen, Wet­ter­bal­lons und unse­re Atmosphäre

Die letz­te Fol­ge ende­te mit der Pi-Mal-Auge-Fest­stel­lung eines nur gerin­gen Unter­schieds zwi­schen den Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven der Daten­sät­ze Had­CRUT, NOAA Glo­bal Temp, GIS­TEMP und BEST. Die­se Fest­stel­lung war zu oberflächlich.

GloSAT, eine For­schungs­or­ga­ni­sa­ti­on, die vom bri­ti­schen Natu­ral Envi­ron­ment Rese­arch Coun­cil (sie­he letz­te Fol­ge) finan­ziert wird, weist auf die wirt­schaft­li­chen Fol­gen der klei­nen Unter­schie­de hin:

[D]ie vor­han­de­nen Tem­pe­ra­tur-Daten­sät­ze sind bezüg­lich des Aus­ma­ßes der bis­he­ri­gen Erwär­mung unein­heit­lich. Die­se Unstim­mig­keit bedeu­tet eine Unsi­cher­heit von mehr als 20 % in der zuläs­si­gen Koh­len­stoff­bi­lanz, um die Zie­le des Pari­ser Über­ein­kom­mens zu errei­chen, allein auf­grund der Unsi­cher­heit in der beob­ach­te­ten Ver­än­de­rung der Ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur.1

Das Pari­ser Über­ein­kom­men ist ein völ­ker­recht­lich ver­bind­li­cher Ver­trag von 2015, dem bis heu­te fast alle Natio­nal­par­la­men­te bzw. Füh­rungs­gre­mi­en der Welt zustimm­ten. Das Über­ein­kom­men will den Anstieg der glo­ba­len mitt­le­ren Ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur (GMST) unter 2,0 °C über dem vor­in­dus­tri­el­len Niveau hal­ten und eine Begren­zung des Anstiegs auf 1,5 °C anstreben. 

Eine Stu­die von 2018, die einen kon­struk­ti­ven Bei­trag zum Gelin­gen des Über­ein­kom­mens leis­ten möch­te, nennt den Unter­schied zwi­schen Had­CRUT und BEST »erheb­lich«:

Wir stel­len fest, dass die Trend­wer­te für den GMST-Ver­lauf 1880 – 2016 erheb­lich vari­ie­ren, von 0,90 °C (Had­CRU­T4-Daten­satz in Kom­bi­na­ti­on mit dem IRW-Trend­mo­dell) bis 1,12 °C (Ber­ke­ley Earth-Daten­satz in Kom­bi­na­ti­on mit kubi­scher Spli­ne-Inter­po­la­ti­on und φ = 0,28). Die bei­den Extrem­wer­te zei­gen, dass die Span­ne von Δμ2016-Wer­ten [in unter­schied­li­cher Wei­se berech­ne­te Tem­pe­ra­tur­trends von 1880 bis 2016] in Abhän­gig­keit von den Daten­sät­zen und Trend­mo­del­len 0,22 °C beträgt.2

Zum Über­ein­kom­men von Paris heißt es in der Stu­die:

Da gro­ße Finanz­strö­me erfor­der­lich sein wer­den, um die GMST unter die­sen Zie­len zu hal­ten, ist es wich­tig zu wis­sen, wie sich die GMST seit der vor­in­dus­tri­el­len Zeit ent­wi­ckelt hat. Das Pari­ser Über­ein­kom­men ist jedoch nicht ein­deu­tig, was die Metho­den zu sei­ner Berech­nung angeht. Soll der Trend­ver­lauf aus GCM-Simu­la­tio­nen [Kli­ma­mo­dell-Simu­la­tio­nen] oder aus instru­men­tel­len Auf­zeich­nun­gen durch (sta­tis­ti­sche) Trend­me­tho­den abge­lei­tet wer­den? Wel­che Simu­la­tio­nen oder GMST-Daten­sät­ze soll­ten gewählt wer­den, und wel­che Trend­mo­del­le? Was ist »vor­in­dus­tri­ell« und schließ­lich: Sind die Pari­ser Zie­le für die gesam­te Erwär­mung for­mu­liert, sowohl von natür­li­chen als auch von anthro­po­ge­nen, oder bezie­hen sie sich nur auf die vom Men­schen ver­ur­sach­te Erwär­mung? Um Ant­wor­ten auf die­se Fra­gen zu fin­den, haben wir eine Unsi­cher­heits- und Sen­si­ti­vi­täts­ana­ly­se durch­ge­führt, bei der Daten­sät­ze und Modell­wah­len vari­iert wur­den.3

Aus ihrer Ana­ly­se lei­tet die Stu­die grob zusam­men­ge­fasst fol­gen­de Emp­feh­lun­gen für die Poli­tik ab: all­ge­mein­gül­ti­ge Fest­le­gung, was »vor­in­dus­tri­ell« ist; Behand­lung der ver­blei­ben­den Unsi­cher­hei­ten durch Mit­te­lung der ver­schie­de­nen glo­ba­len Tem­pe­ra­tur-Daten­sät­ze; Mit­te­lung ver­schie­de­ner Metho­den zur Trendberech­nung ohne Ver­wen­dung von Kli­ma­mo­del­len.

Die Fra­gen und Emp­feh­lun­gen der Stu­die set­zen vor­aus, dass das Über­ein­kom­men von Paris im Prin­zip zweck­mä­ßig ist. Um das Über­ein­kom­men für zweck­mä­ßig hal­ten zu kön­nen, muss man min­des­tens vier Aus­sa­gen für zutref­fend halten:

  1. Das vor­in­dus­tri­el­le Niveau der glo­ba­len Mit­tel­tem­pe­ra­tur rela­tiv zum heu­ti­gen ist aus­rei­chend genau bestimmbar.
    Wäre es nur auf ±1 °C bestimm­bar, wüss­ten wir nicht, ob über­haupt eine glo­ba­le Erwär­mung statt­ge­fun­den hat. Beim Über­ein­kom­men von Paris brin­gen bereits Unter­schie­de von 0,22 °C Pro­ble­me.

  2. Die glo­ba­le Mit­tel­tem­pe­ra­tur ist ein phy­si­ka­li­sches Phä­no­men mit phy­si­ka­li­schen Wirkungen.
    Ohne die­se Vor­aus­set­zung, die in der 4. Fol­ge die­ser Serie ange­spro­chen wur­de, wäre die glo­ba­le Mit­tel­tem­pe­ra­tur als Objekt ver­än­dern­den Han­delns unge­eig­net. Hand­lungs­ziel soll­te nicht die Ver­än­de­rung einer Sta­tis­tik mit unde­fi­nier­ten Bezü­gen zur mess­ba­ren Welt sein, son­dern die Ände­rung kon­kret mess­ba­rer Tem­pe­ra­tu­ren. Soll­te das nicht mög­lich sein und hält man CO2 für ein Umwelt­gift, kämen Abkom­men nach tra­di­tio­nel­lem Mus­ter in Fra­ge: die Fest­le­gung kon­kre­ter Men­gen­be­gren­zun­gen von (Netto-)Treibhausgas-Emissionen.4

  3. Sen­kungen von (Net­to-)Treib­haus­gas-Emis­sio­nen begren­zen den Anstieg der glo­ba­len Mit­tel­tem­pe­ra­tur.
    Ohne die­se Vor­aus­set­zung könn­te das Überein­kom­men von Paris nicht den Zweck erfül­len, den es sich setzt. Das Ver­hält­nis zwi­schen den Emis­sio­nen und der glo­ba­len Mit­tel­tem­pe­ra­tur können wir uns dabei wahl­wei­se als Ursache/​Wirkungsverhältnis vor­stel­len, aber auch als nicht-zufäl­li­ge sta­tis­ti­sche Ent­spre­chung, von der nach­ge­wie­sen wur­de, dass sie in bei­de Rich­tun­gen, Stei­gen und Fal­len, besteht.

  4. Ohne Sen­kungen von (Net­to-)Treib­haus­gas-Emis­sio­nen wür­de die glo­ba­le Mit­tel­tem­pe­ra­tur über ein schäd­li­ches Maß hin­aus steigen.
    Auch, wenn man d
    en drei ersten Aus­sa­gen zustimmt, folgt dar­aus noch nicht, dass es zweck­mä­ßig ist, die (Netto-)Treibhausgas-Emissionen zu sen­ken. Die Zweck­mä­ßig­keit von Emis­si­onssenkun­gen setzt vor­aus, dass durch sie ein Scha­den ver­mie­den wird, der grö­ßer ist als der Scha­den, der mit den Emis­si­onssenkun­gen ver­bun­den ist.

Schäd­li­che Wir­kun­gen vie­ler Umwelt­gif­te sind nur durch sta­tis­ti­sche Aus­wer­tun­gen erkenn­bar. Die­se stel­len zum Bei­spiel erhöh­te Erkran­kungs­ra­ten oder ver­rin­ger­te Tier­po­pu­la­tio­nen fest. Tra­di­tio­nell bezie­hen sich auch in sol­chen Fäl­len Umwelt­schutz­maß­nah­men auf Men­gen­be­gren­zun­gen. Für die­je­ni­gen, die dar­über beschlie­ßen – Regie­rungs­ver­tre­te­rin­nen bei der UN oder EU oder Abge­ord­ne­te natio­na­ler Par­la­men­te –, sind Kos­ten, Nut­zen und Nach­tei­le von Men­gen­be­gren­zun­gen eini­ger­ma­ßen ein­schätz­bar (jeden­falls von der abs­trak­ten Mög­lich­keit her). Unter poli­tisch und wirt­schaft­lich güns­ti­gen Umstän­den wird das Aus­maß der Men­gen­be­gren­zun­gen (jeden­falls von der abs­trak­ten Mög­lich­keit her) von wis­sen­schaft­li­chen Stu­di­en zur Schäd­lich­keit der betref­fen­den Umwelt­gif­te beein­flusst. Die­se Stu­di­en fin­den vor der Fest­le­gung der Umwelt­schutz­maß­nah­men statt und bil­den deren Grund­la­ge. Neue Erkennt­nis­se kön­nen neue Fest­le­gun­gen nötig machen.

Das Über­ein­kom­men von Paris funk­tio­niert anders – wie anders, wird deut­lich, wenn man es pro­be­hal­ber auf einen ande­ren Stoff bezieht. Wie wäre es zum Bei­spiel, Cad­mi­um in Dün­ge­mit­teln durch die Vor­ga­be zu begren­zen: »Sen­kung der Rate der Nie­ren­er­krankungen auf 1,5% des Welt­durch­schnitts­ni­veaus von 1980″, anstatt: »Dün­ge­mit­tel dür­fen maxi­mal 1,5 mg Cad­mi­um pro Kilo­gramm ent­hal­ten«? Dürf­ten hohe Cad­mi­um-Men­gen in Dün­ge­mit­teln belas­sen wer­den, wenn eine neue Pil­le die Nie­ren­er­krankungsra­te auf 0,2% pur­zeln lässt, aber als Neben­wir­kung die Leuk­ämierate erhöht? Wäre ver­trags­ge­mäß die Dün­ge­mit­telpro­duk­ti­on in die Plei­te zu trei­ben, wenn eine alko­holgetrie­be­ne Stei­ge­rung der Nie­ren­er­krankungsra­ten Cad­mi­um-Men­gen von 0 mg pro Kilo­gramm in Dün­ge­mit­teln ange­zeigt erschei­nen lässt, die dann nie­mand mehr bezah­len kann? 

Beim Über­ein­kom­men von Paris kön­nen die Unter­zeich­nenden nicht ein­schät­zen, wor­auf sie sich bzw. die betrof­fe­nen Bevöl­ke­run­gen ein­las­sen. Das Über­ein­kom­men lagert ein­schätz­ba­re Maß­nah­men aus dem Bereich aus, dem die Unter­zeichnenden zustim­men müs­sen, damit sie Gel­tung erlangen.

Wer ent­schei­det über die Maß­nah­men, die zur Ein­hal­tung des Über­ein­kom­mens von Paris erfor­der­lich sind? Sicher­lich nicht natio­na­le Par­la­men­te oder UNO-Voll­ver­samm­lun­gen. Die sind weder für Ver­trags­aus­le­gun­gen noch für wis­sen­schaft­li­che Stu­di­en zustän­dig.

Für wis­sen­schaft­li­che Stu­di­en sind Wis­sen­schaft­le­rin­nen zustän­dig, die zumeist seri­ös und ver­ant­wor­tungs­voll vor­ge­hen und deren Ein­kom­men von Regie­rungs­po­li­ti­ken und Stif­tun­gen abhän­gen. Ob und wel­che Stu­di­en finan­ziert wer­den und in der Poli­tik Gehör fin­den, hängt von allem Mög­li­chen ab.

Für Ver­trags­aus­le­gun­gen zustän­dig sind Gerich­te. Wer ent­schei­det nach wel­chen Kri­te­ri­en über das Gerichtsperso­nal und des­sen Sach­kennt­nis­se?

Wenn Juris­tin­nen von den Pro­ze­du­ren der Ermitt­lung glo­ba­ler Tem­pe­ra­tur­an­stie­ge wenig genug wis­sen bzw. ihre Kennt­nis­se zum Kli­ma aus Mas­sen­me­di­en bezie­hen, hal­ten sie das 2 °C-Ziel bzw. 1,5 °C-Ziel von Paris für eine »Vor­schrift«, die »prä­zi­se genug ist«, um »eine recht­li­che Ver­bind­lich­keit [] zu begrün­den«. So steht es in einer Aus­ar­bei­tung des Fach­be­reichs Euro­pa des deut­schen Bun­des­tags von 20185

Wür­den Juris­tin­nen im Fall von Cad­mi­um und »Sen­kung der Rate der Nie­ren­er­krankungen auf 1,5genau­so den­ken? Oder wür­den sie ein ent­spre­chen­des Über­ein­kom­men als »nich­ti­gen Ver­trag« ein­schät­zen, weil die Ver­trags­ein­hal­tung prak­tisch nicht über­prüf­bar ist? Nie­ren­er­krankungsra­ten kön­nen aus unter­schied­li­chen Grün­den fal­len oder stei­gen. Auch etablier­te Kli­mawissen­schaft­le­rin­nen bestrei­ten nicht, dass es mehr­jäh­ri­ge erhöh­te Stei­ge­run­gen und sogar Sen­kun­gen der glo­ba­len Mit­teltem­pe­ra­tur geben kann, die nicht auf erhöh­te oder ver­rin­ger­te Treib­haus­gas-Emis­sio­nen zurückzufüh­ren sind.

Konkret gese­hen will das Über­ein­kom­men von Paris dafür zu sor­gen, dass Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven wie die fol­gen­den oder eine aus meh­re­ren Kur­ven gemit­tel­te Kom­pro­miss­kur­ve nicht über gewis­se Zah­len­wer­te hin­aus stei­gen. Da die Kur­ven nicht von allei­ne stei­gen, will das Über­ein­kom­men von Paris noch kon­kre­ter gese­hen dafür zu sor­gen, dass Men­schen, die Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven kon­stru­ie­ren, nicht ver­an­lasst wer­den, sie über gewis­se Zah­len­wer­te hin­aus stei­gen zu las­sen. Güns­tigs­ten­falls las­sen sich die­se Men­schen nur von mess­ba­ren phy­si­ka­li­schen Umwelt­be­din­gun­gen ver­an­las­sen, die Kur­ven stei­gen oder sin­ken zu las­sen, und wis­sen genug, um die Kur­ven nicht irr­tüm­lich stei­gen oder sin­ken zu las­sen.6

Das Pari­ser Über­ein­kom­men ist so beschaf­fen, dass eine ver­nünf­ti­ge Ein­schät­zung sei­ner Zweck­mä­ßig­keit ein Ver­ständ­nis des­sen vor­aus­setzt, wie Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven zustan­de kom­men – wenigs­tens, sobald man die Zweck­mä­ßig­keit des Über­ein­kom­mens nicht aus ande­ren Grün­den ver­neint. Wird die Zweck­mä­ßig­keit des Über­ein­kom­mens zum Bei­spiel ver­neint, weil eine der vier Aus­sa­gen oben ver­neint wird, wäre es über­flüs­sig, etwas über das Zustan­de­kom­men der Kur­ven zu wis­sen. So gese­hen kos­tet es ten­den­zi­ell mehr Arbeit, das Pari­ser Über­ein­kom­men ver­nünf­ti­ger­wei­se für zweck­mä­ßig hal­ten zu kön­nen, als es ver­nünf­ti­ger­wei­se für unzweck­mä­ßig hal­ten zu kön­nen. Im ers­ten Fall ist außer einer Über­prü­fung von Vor­aus­set­zun­gen wie die oben genann­ten zusätz­lich eine zumin­des­tens gro­be Kennt­nis der Kur­ven­kon­struk­ti­on nötig.

Poli­tisch und sozi­al­psy­cho­lo­gisch lau­fen die Din­ge anders. Die kom­ple­xen Vor­aus­set­zun­gen der Zweck­mä­ßig­keit des Pari­ser Über­ein­kom­mens sind für vie­le unsicht­bar und brau­chen von ihnen des­halb nicht bedacht zu wer­den. Sie kön­nen ohne die­se Mühe ihre Ein­schät­zung des Über­ein­kom­mens als zweck­mä­ßig für ver­nünf­tig hal­ten, weil sie von den Vor­aus­set­zun­gen nichts wis­sen. Dies ist ein all­ge­mei­nes Phä­no­men, der Kern aller Herr­schafts­ideo­lo­gien. Was als rich­tig und nor­mal gilt, erscheint als ein­fach und unmit­tel­bar ver­ständ­lich, wäh­rend sei­ne Bezweif­lung ein schwie­ri­ges Unter­fan­gen ist.

Im Fol­gen­den möch­te ich einen Bei­trag zur Über­prüf­bar­ma­chung von Globaltemperatur­kurven­konstruktionen durch Wis­sen­schafts­lai­en leis­ten, damit die­je­ni­gen unter ihnen, die das Pari­ser Über­ein­kom­men zweck­mä­ßig fin­den, bes­se­re Chan­cen haben, das Über­ein­kom­men ver­nünf­ti­ger­wei­se und nicht aus blo­ßer ideo­lo­gi­scher Befan­gen­heit her­aus zweck­mä­ßig zu finden.

Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien

Ein ers­ter Schritt zur Kon­struk­ti­on von Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven ist die Umrech­nung von Ther­mo­me­ter­wer­ten in Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien. Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien sind Abwei­chun­gen der Ther­mo­me­ter­wer­te von einem Normalwert.

In Tem­pe­ra­tur­an­oma­lien feh­len Infor­ma­tio­nen, die in Ther­mo­me­ter­wer­ten ent­hal­ten sind – unter ande­rem grö­ße­re Tei­le der Tem­pe­ra­tur­schwan­kun­gen der Jah­res­zei­ten sowie der Ein­fluss der Höhen, in denen Tem­pe­ra­tu­ren gemes­sen wer­den. Sol­che Infor­ma­tio­nen los­zu­wer­den, ist wich­tig, um aus Ther­mo­me­ter­wer­ten vie­ler Mess­sta­tio­nen in unter­schied­li­chen Welt­ge­bie­ten eine ein­zi­ge Zahl bzw. einen ein­zi­gen Punkt auf einer Kur­ve machen zu können.

Hier ein Bei­spiel mit ech­ten Zahlen:

  • Nach Beob­ach­tun­gen der Jah­re 1951 bis 1980 hat sich her­aus­ge­stellt, dass eine Messstati­on in Ber­lin im Juni nor­ma­ler­wei­se »durch­schnitt­li­che Tagestempe­ra­turen« von 17,373 °C fest­stellt. Dies ist die Monats­mit­tel­nor­mal­tem­pe­ra­tur. Im Juni des Jah­res 1981 ermit­telt die Sta­ti­on eine »durch­schnitt­li­che Tagestempe­ra­tur« von 17,245 °C. Dies ist die Monats­mit­teltem­pe­ra­tur. Die Monats­mit­telanoma­lie wird wie folgt berech­net: 17,24517,373 = 0,128 °C. Das heißt: Die Monats­mit­teltem­pe­ra­tur im Juni 1981 ist gegen­über der Monats­mit­telnor­maltem­pe­ra­tur um 0,128 °C gesun­ken.

  • Eine ande­re Sta­ti­on steht in Buda­pest. Nach Beob­ach­tun­gen der Jah­re 1951 bis 1980 hat sich her­aus­ge­stellt, dass die Sta­ti­on im Juni nor­ma­ler­wei­se »durch­schnitt­li­che Tagestempe­ra­turen« von 20,123 °C fest­stellt. Im Juni des Jah­res 1981 ermit­telt die Sta­ti­on eine Monats­mit­teltem­pe­ra­tur von 20,900 °C. Die Monats­mit­telanoma­lie beträgt 20,90020,123 = 0,777 °C. Das heißt: Die Monats­mit­teltem­pe­ra­tur im Juni 1981 ist gegen­über der Monats­mit­telnor­maltem­pe­ra­tur um 0,777 °C gestie­gen.

  • Wären die bei­den Sta­tio­nen die ein­zi­gen auf der Welt, könn­te man sagen:
    Soweit wir wis­sen, sind die Glo­bal­tem­pe­ra­tu­ren im Juni 1981 um (0,128 + 0,777)/2 = 0,3245 °C gestie­gen.

  • In Glo­bal­tem­pe­ra­turkur­ven wird meis­tens mit Jah­res­mit­tel­wer­ten gear­bei­tet. Um die­se zu erzeu­gen, wer­den von Ber­lin die Monats­mit­telanoma­lien sämt­li­cher Mona­te des Jah­res addiert und durch 12 geteilt. Dabei kommt für 1981 eine Jahres­durchschnitts­anomalie von 0,111 °C her­aus. D.h. im Jah­res­durch­schnitt ist es 1981 im Ver­gleich zu den Jah­ren 1951 bis 1980 wär­mer gewor­den. Bei der Sta­ti­on in Buda­pest wird eben­so ver­fah­ren. Für 1981 kommt eine Jahres­durchschnittsanoma­lie von 0,504 °C her­aus. Auch hier ist es wär­mer gewor­den. Gäbe es auf der Welt nur die bei­den Sta­tio­nen in Ber­lin und Buda­pest, blie­be kaum etwas ande­res übrig, als die Glo­bal­tem­pe­ra­turanoma­lie des Jah­res 1981 so zu berech­nen: (0,111 + 0,504)/2 = 0,3075 °C.

Der fol­gen­de Abschnitt erklärt, wes­halb ich »durch­schnitt­li­che Tagestempe­ra­turen« in Anfüh­runs­zei­chen geschrie­ben habe. Eigent­lich hät­te ich dann auch »Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren« und alles wei­te­re in Anfüh­runs­zei­chen schrei­ben sol­len. Aber das waren mir dann zu vie­le Anführunszeichen.

Monats­mit­teltem­pe­ra­turen und Tages­tem­pe­ra­tu­ren

Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren land­ge­stütz­ter Mess­sta­tio­nen ent­ste­hen tra­di­tio­nell in fol­gen­der Weise:

  1. Addie­re alle Tages­höchst­tem­pe­ra­tu­ren (Tmax) eines Monats und tei­le sie durch die Anzahl der Tages­höchst­tem­pe­ra­tu­ren die­ses Monats. Dies ergibt die mitt­le­re Tages­höchst­tem­pe­ra­tur des Monats.

  2. Addie­re alle Tages­tiefst­tem­pe­ra­tu­ren (Tmin) eines Monats und tei­le sie durch die Anzahl der Tages­tiefst­tem­pe­ra­tu­ren die­ses Monats. Dies ergibt die mitt­le­re Tages­tiefst­tem­pe­ra­tur des Monats.

  3. Addie­re die mitt­le­re Tages­höchst­tem­pe­ra­tur und die mitt­le­re Tages­tiefst­tem­pe­ra­tur des Monats und tei­le durch 2. Dies ergibt die Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tur (Tmn).7

Bereits im 19. Jahr­hun­dert kam mehr und mehr ein Ther­mo­me­ter­typ in Gebrauch, der die Anzei­ge einer über einen Zeit­raum vie­ler Stun­den gemes­se­nen Höchst- und Tiefst­tem­pe­ra­tur mecha­nisch »fest­hal­ten« konn­te. Das fol­gen­de Bild zeigt eine ziem­lich moder­ne Vari­an­te die­ser Mini­mum-Maxi­mum-Ther­mo­me­ter in einer Wet­ter­sta­ti­on, wie sie über Jahr­zehn­te hin­weg in ver­schie­de­nen Län­dern gebräuch­lich waren (zum Ver­grö­ßern auf das Bild rechts­kli­cken und in neu­er Regis­ter­kar­te öff­nen). Man beach­te die fein geglie­der­te Ska­len­ein­tei­lung von gan­zen Grad Fah­ren­heit, ent­spre­chend rund 0,55 °C.8

Mit Mini­mum-Maxi­mum-Ther­mo­me­tern genügt es, ab und zu einen Knopf zu drü­cken oder das Ther­mo­me­ter durch­zu­schüt­teln, um die Höchst- und Tiefst­tem­pe­ra­tur für den nächs­ten Zeit­raum mes­sen zu kön­nen. Pro­ble­me ent­ste­hen, wenn das zu unter­schied­li­chen Zei­ten gemacht wird.

In der Bun­des­re­pu­blik Deutsch­land wur­de bei­spiels­wei­se ab einem nicht her­aus­zu­fin­den­den Jahr bis 2001 zu drei Tages­zei­ten abge­le­sen: um 7:30, 14:30 und 21:30 Uhr Mit­tel­eu­ro­päi­scher Zeit (MEZ). Nacht­ar­beit zum Able­sen galt als über­trie­ben und ist auch unge­sund. Um den lan­gen Zeit­raum zwi­schen 21:30 und 7:30 Uhr aus­zu­glei­chen, wird für man­che Zwe­cke die Abend­tem­pe­ra­tur dop­pelt gezählt: 9

Tages­mit­tel­tem­pe­ra­tur = (Mes­sung 7:30 + Mes­sung 14:30 + 2 · Mes­sung 21:30) / 4.

Eine Stu­die von 2014 erklärt:

[D]ie Tmax- oder Tmin-Mes­sun­gen kön­nen vom Beob­ach­tungs­zeit­plan abhän­gen, der von Land zu Land unter­schied­lich sein kann. Die Defi­ni­ti­on eines Tages ist daher unter­schied­lich, zum Bei­spiel von Mit­ter­nacht bis Mit­ter­nacht oder von Mit­tag bis Mit­tag. In Euro­pa wer­den Tmin und Tmax in der Regel für 12-Stun­den-Inter­val­le ange­ge­ben, die um 6 UTC und 18 UTC [= 7 und 19 MEZ] enden, was in vie­len Regio­nen nicht unbe­dingt den tat­säch­li­chen Tmin und Tmax ent­spricht, ins­be­son­de­re in den Win­ter­mo­na­ten. Die­se Dis­kre­panz ergibt sich dar­aus, dass im Win­ter in eini­gen Regio­nen (zum Bei­spiel in Euro­pa) 6 UTC vor der kli­ma­to­lo­gisch käl­tes­ten Stun­de des Son­nen­auf­gangs liegt, und ist zum Teil auch ein Ergeb­nis der syn­op­ti­schen Wet­ter­schwan­kun­gen [Schwan­kun­gen von Wet­ter­la­gen]. Die­se Dis­kre­panz führt zu einem erheb­li­chen Feh­ler bei den Schät­zun­gen der täg­li­chen Tmax und Tmin.10

Nach und nach kamen bzw. kom­men auto­ma­ti­sier­te Sys­te­me zum Ein­satz, die stünd­lich oder noch häu­fi­ger Mess­ergeb­nis­se spei­chern. Ent­spre­chend genau­er las­sen sich Tages­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren ermitteln.

Um eine gewis­se Ver­gleich­bar­keit zwi­schen den Tem­pe­ra­tur­an­ga­ben der Natio­nen und zwi­schen alten und neu­en Temperatur­ermittlungsverfahren zu wah­ren, sol­len nach den aktu­el­len Stan­dards der WMO Tages­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren nach dem oben beschrie­be­nen tra­di­tio­nel­len Vor­ge­hen berech­net wer­den. Als Tages­tiefst­tem­pe­ra­tur Tmin gilt dabei die nied­rigs­te Tem­pe­ra­tur, die im Ver­lauf von 12 Stun­den gemes­sen wird – ob nun nur ein Mal oder oft gemes­sen wur­de. Als Tages­höchst­tem­pe­ra­tur Tmax gilt ent­spre­chend die höchs­te Tem­pe­ra­tur, die im Ver­lauf der anschlie­ßen­den 12 Stun­den gemes­sen wird.

Bei mehr als zwei Mes­sun­gen täg­lich wer­den durch die­ses Ver­fah­ren alle Mess­wer­te bis auf zwei igno­riert. Eigent­lich könn­te eine Mit­tel­wert­bil­dung unter Ein­be­zie­hung sämt­li­cher Mess­wer­te die Tages­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren bes­ser repräsentieren.

Eine Stu­die von 2019 unter­such­te die Aus­wir­kun­gen unter­schied­li­cher Tages­mit­tel­wert­bil­dun­gen auf die Jah­res­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren in Chi­na. Sie ver­glich fol­gen­de Tagesmittelwerte:

  • Tmn
    nach WMO-Stan­dard aus Tmin und Tmax berech­net (Max-Min-Mit­tel­wert-Metho­de)

  • T4
    arith­me­tisch gemit­telt aus vier gleich­mä­ßig über den Tag ver­teil­ten Mes­sun­gen (um 2:00, 8:00, 14:00 und 20:00 Uhr Pekin­ger Zeit) und

  • T24
    arith­me­tisch gemit­telt aus stünd­li­chen Messungen.

Aus die­sen Tages­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren ent­ste­hen durch arith­me­ti­sche Mit­te­lung jewei­li­ge Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren. Aus den Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren wie­der­um ent­ste­hen Jah­res­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren, indem alle Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren addiert und durch 12 geteilt wer­den. In der Stu­die heißt es:

Die sys­te­ma­ti­sche Abwei­chung der geschätz­ten Durch­schnitts­tem­pe­ra­tur unter Ver­wen­dung täg­li­cher Tmax- und Tmin-Auf­zeich­nun­gen im Ver­gleich zur Stan­dard­durch­schnitts­tem­pe­ra­tur von vier zeit­lich gleich weit aus­ein­an­der lie­gen­den Mes­sun­gen und ihre Aus­wir­kung auf die Trend­be­rech­nung der lang­fris­ti­gen Tem­pe­ra­tur­ver­än­de­rung sind nicht gut ver­stan­den wor­den. […] Die Ergeb­nis­se zeig­ten, dass die posi­ti­ve Abwei­chung der Jah­res­mit­tel­tem­pe­ra­tu­ren groß war und im natio­na­len Durch­schnitt 0,588 °C erreich­te […] Dar­über hin­aus zeig­te die Abwei­chung in den letz­ten 50 Jah­ren einen signi­fi­kan­ten Auf­wärts­trend, […] der etwa 12 % der gesam­ten Erwär­mung aus­mach­te, die anhand der Daten des Beob­ach­tungs­net­zes geschätzt wur­de; […] der bemer­kens­wer­tes­te Anstieg der Abwei­chung trat nach den frü­hen 1990er Jah­ren auf. […]

In kli­ma­to­lo­gi­schen Stu­di­en und Kli­ma­vor­her­sa­gen führt die Ver­wen­dung von Tmn im All­ge­mei­nen zu einer höhe­ren Tages- und Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tur als T24 oder T4, […] wahr­schein­lich auch in ande­ren sub­kon­ti­nen­ta­len Regio­nen der Welt. In eini­gen Regio­nen des Lan­des erreicht die Abwei­chung in bestimm­ten Jah­res­zei­ten sogar 1,00 °C. […] Wenn die­ses Pro­blem auf der glo­ba­len Land­ober­flä­che nicht zu ver­nach­läs­si­gen ist oder die gro­ßen Abwei­chun­gen bei den Durch­schnitts­tem­pe­ra­tu­ren und den linea­ren Trends, die mit der Max-Min-Mit­tel­wert-Metho­de berech­net wer­den, in den aktu­el­len glo­ba­len Luft­tem­pe­ra­tur­da­ten­sät­zen für die Land­ober­flä­che auf­tre­ten, dann besteht die drin­gen­de Not­wen­dig­keit, die täg­li­chen und monat­li­chen Beob­ach­tungs­da­ten und die dar­auf basie­ren­den Schät­zun­gen der Tem­pe­ra­tur­trends anzu­pas­sen und auch die Ver­ein­ba­rung über die Über­mitt­lung von Daten durch die Welt­or­ga­ni­sa­ti­on für Meteo­ro­lo­gie (WMO) für den zukünf­ti­gen Betrieb und die Erfor­schung von Kli­ma und Kli­ma­wan­del zu über­ar­bei­ten.11

Refe­renz­pe­ri­oden

Nach den Stan­dards der WMO wird die Monats­mit­tel­nor­mal­tem­pe­ra­tur bei land­ge­stütz­ten Mess­sta­tio­nen idea­ler­wei­se wie folgt berechnet:

  1. Bil­de aus den »durch­schnitt­lichen Tages­tem­pe­ra­tu­ren« jeden Monats der­sel­ben Mess­sta­ti­on ein arith­me­ti­sches Mit­tel. Dies ergibt eine Janu­ar-Monats­mit­teltem­pe­ra­tur, Febru­ar-Monats­mit­teltem­pe­ra­tur, März- Monats­mit­teltem­pe­ra­turdie­ser Mess­sta­ti­on im betref­fen­den Jahr.

  2. Bil­de aus 30 auf­ein­an­der fol­gen­den Janu­ar- Monats­mit­teltem­pe­ra­tu­ren die­ser Mess­sta­ti­on ein arith­me­ti­sches Mit­tel. Dies ergibt die Janu­ar-Monats­mit­telnor­mal­tem­pe­ra­tur. Bil­de aus 30 auf­ein­an­der fol­gen­den Febru­ar- Monats­mit­teltem­pe­ra­tu­ren die­ser Mess­sta­ti­on einen 30-Jah­re-Febru­ar-Mit­tel­wert. Und so wei­ter …12

Damit eine Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ve nicht von rech­ne­ri­schen Stö­run­gen beein­träch­tigt wird, muss die 30-Jah­res-Peri­ode bei allen Mess­sta­tio­nen, deren Daten in die Kur­ve ein­flie­ßen, die­sel­be sein.

Vie­le Mess­sta­tio­nen haben kei­ne 30 Jah­re lang auf­ein­an­der fol­gen­den Monats­mit­teltem­pe­ra­tu­ren zu bie­ten, bei­spiels­wei­se, weil sie nur 10 Jah­re lang betrie­ben wur­den oder weil zwi­schen­durch der Betrieb ruh­te. In sol­chen Fäl­len ent­schei­den zustän­di­ge Wis­sen­schaft­le­rin­nen bei der NOAA, CRU usw. unter­schied­lich, wie am bes­ten vor­zu­ge­hen ist. Je nach­dem schät­zen sie die Monats­mit­telnor­mal­tem­pe­ra­turen, indem sie in kom­pli­zier­ten sta­tis­ti­schen Berech­nun­gen Mess­wer­te mehr oder weni­ger ent­fern­ter Sta­tio­nen (bis 1200 km) zu Hil­fe neh­men, oder sie igno­rie­ren bei der Berech­nung der glo­ba­len Mit­tel­tem­pe­ra­tur die betref­fen­de Sta­ti­on.

Das Aus­maß der Pro­ble­ma­tik unge­nü­gen­der Sta­ti­ons­da­ten zur Ermitt­lung von Monats­mit­telnor­mal­tem­pe­ra­turen ist ein wich­ti­ges Kri­te­ri­um bei der Fest­le­gung der 30-Jah­res-Peri­ode. Je weni­ger unun­ter­bro­che­ne Tem­pe­ra­tur­mess­wert­ket­ten in einer Peri­ode vor­lie­gen, des­to mehr muss mathe­ma­tisch-sta­tis­tisch an den Mess­da­ten her­um­ge­dok­tert wer­den. In den glo­ba­len Daten­sät­zen wur­den die Peri­oden unter­schied­lich fest­ge­legt. Zur Zeit sind es 1961 – 1990 bei HadCRUT, 1971 – 2000 bei NOAA Glo­bal Temp und 1951 – 1980 bei GIS­TEMP und BEST.

Haupt­säch­lich bewir­ken die unter­schied­li­chen Refe­renz­pe­ri­oden, dass die Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven als Gan­zes auf der y‑Achse nach oben oder unten rutschen. Im Bild oben, bei dem die Refe­renz­pe­ri­oden der Daten­sät­ze auf 1961 – 1990 ver­ein­heit­licht sind, lie­gen die Kur­ven dadurch näher bei­ein­an­der als im letz­ten Bild der 5. Fol­ge, bei dem die Refe­renz­pe­ri­oden nicht ver­ein­heit­licht sind.

Unter­schied­li­che Refe­renz­pe­ri­oden füh­ren vor dem Hin­ter­grund län­ger­fris­tig ein­sei­tiger Tem­pe­ra­tur­ver­än­de­run­gen bei Extrem­wert-Trendberech­nun­gen zu Ver­zer­run­gen von bis zu 50 %, wie Wis­sen­schaft­ler des Had­ley Cent­re in einem Auf­satz von 2022 bemerken:

Wir haben gezeigt, dass bei einer Erwär­mung des Kli­mas linea­re Trends, die über den­sel­ben Zeit­raum mit den­sel­ben zugrun­de lie­gen­den Daten berech­net wur­den, erheb­lich von­ein­an­der abwei­chen, wenn zwei ver­schie­de­ne 30-jäh­ri­ge Refe­renz­pe­ri­oden (1961 – 1990 und 1981 – 2010) ver­wen­det wer­den.13

Wet­ter­bal­lons

Tempe­ra­tur­an­oma­lien las­sen sich auch ohne Nor­mal­wert­be­rech­nung bzw. Refe­renz­pe­ri­oden bil­den. Unter ande­rem gibt es eine Metho­de namens FD (First Dif­fe­rence). 14

Die­se Metho­de geht im Prin­zip so: Zie­he die aktu­el­le Monats­mit­teltem­pe­ra­tur einer Sta­ti­on von der Monats­mit­teltem­pe­ra­tur des Vor­jah­res die­ser Sta­ti­on ab und addie­re die Monats­mit­telanoma­lie des Vor­jah­res­mo­nats die­ser Sta­ti­on, zum Bei­spiel:
[Monats­mit­telanoma­lie Juni 1890] = [Monats­mit­teltem­pe­ra­tur Juni 1890] – [Monats­mit­teltem­pe­ra­tur Juni 1889] + [Monats­mit­telanoma­lie Juni 1889].
Im aller­ers­ten Monat gibt es kei­ne Monats­mit­telanoma­lie. Hier liegt der Start­punkt der Anoma­lie­ket­te. Er wird auf 0 gesetzt. Der Jah­res­mit­tel­wert ist wie bei der Nor­mal­wert-Metho­de der arith­me­ti­sche Mit­telwert aller Monats­mit­telanoma­lien.

Auf der Suche nach prak­ti­schen Anwen­dun­gen der FD-Metho­de sto­ße ich auf Wet­ter­bal­lons, deren Daten mit die­ser Metho­de aus­ge­wer­tet wer­den. Wet­ter­bal­lon-Daten eig­nen sich ab etwa Ende der 1950er Jah­re zur unab­hän­gi­gen Kon­trol­le der übli­chen Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven. Wet­ter­bal­lon-Daten vor die­ser Zeit gel­ten als zu spär­lich und zu unsi­cher für die­sen Zweck.

Im Ver­gleich zu land­ge­stütz­ten Wet­ter­sta­tio­nen gibt es rela­tiv weni­ge Wet­ter­bal­lons, und ihre Daten haben mehr zeit­li­che Unter­bre­chun­gen. Auch hat man bei Instru­men­ten­wech­seln zu wenig für kon­trol­lier­ba­re Über­gän­ge gesorgt, zum Bei­spiel durch gleich­zei­ti­ge Nut­zung alter und neu­er Instru­men­te wäh­rend einer Über­gangs­zeit. Um im Rah­men der FD-Metho­de die Unter­bre­chun­gen – feh­len­de Monats­mit­tel­wer­te und Tem­pe­ra­tur­sprün­ge durch neue Instru­men­te – zu über­brü­cken, wer­den kom­pli­zier­te sta­tis­ti­sche Berech­nun­gen gemacht.15

Wetter­bal­lons haben gegen­über land­ge­stütz­ten Wet­ter­sta­tio­nen den gro­ßen Vor­teil, dass sie Tem­pe­ra­tu­ren in unter­schied­li­chen Höhen mes­sen können.

Je höher es in der Atmo­sphä­re hin­auf geht, des­to nied­ri­ger wird der Luft­druck. Tem­pe­ra­tur-Mess­ergeb­nis­se von Wetter­bal­lons sind dazu pas­send meist nach Mil­li­bar (mb) oder, was das­sel­be ist, Hek­to­p­as­cal (hPA) Luft­druck geglie­dert. Ab einer gewis­sen Höhe plat­zen die armen Bal­lons auf­grund des nied­ri­gen Luft­drucks. Bis es soweit ist, über­mit­teln sie ihre Mess­ergeb­nis­se durch klei­ne Funk­ge­rä­te: Radiosonden.

Die fol­gen­de Gra­fik zeigt Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven von Wet­ter­bal­lons ab 1958 grob geschät­ze Höhen­an­ga­ben habe ich hin­zu­ge­fügt16:

Nach den Bal­lon-Kur­ven zu urtei­len, wur­de es in grö­ße­ren Höhen käl­ter und in Boden­nä­he wär­mer.

Atmo­sphä­re

Die Glo­bal­tem­pe­ra­tur­kur­ven, mit denen uns Mas­sen­me­di­en und Schul­bü­cher beglü­cken, ver­wen­den Wer­te, die sich über den Land­flä­chen der Erde auf etwa 2 Meter über dem Boden bezie­hen. Der Boden wie­der­um kann in unter­schied­li­chen Höhen rela­tiv zum Mee­res­spie­gel lie­gen, auf einem Berg oder in einem Tal, an der Küs­te oder auf einem Plateau …

Die über­wäl­ti­gen­de Mehr­heit der Wet­ter­sta­tio­nen der Welt befin­det sich in einer Höhe unter­halb von 1000 Metern.17 Im Ver­gleich zur Atmo­sphä­re sieht das wie der oran­ge­ne Bal­ken ganz unten im fol­gen­den Bild aus:

Glo­bal­tem­pe­ra­tu­ren »boden­na­he Glo­bal­tem­pe­ra­tu­ren« oder »glo­ba­le mitt­le­re Ober­flä­chen­tem­pe­ra­turen« zu nen­nen, ist wohl kei­ne über­trie­be­ne Pin­ge­lig­keit – falls die Bezeich­nung »Tem­pe­ra­tur« für gemit­tel­te Tem­pe­ra­tur­dif­fe­ren­zen von mathe­ma­tisch auf­ge­pepp­ten Mit­tel­wer­ten, die nicht unbe­dingt wel­che sind, nicht an Pin­ge­lig­kei­ten scheitert.

Was­ser­tem­pe­ra­tu­ren

Da rund 71 % der Erd­ober­flä­che von Ozea­nen bedeckt ist, müs­sen zur Ermitt­lung der boden­na­hen glo­ba­len Tem­pe­ra­tur­ent­wick­lung die Mess­da­ten land­ge­stütz­ter Sta­tio­nen durch Mess­da­ten ergänzt wer­den, die sich auf Mee­res­ge­bie­te beziehen.

Wie das geschieht und wie Luft- und Was­ser­tem­pe­ra­tu­ren zu boden­na­hen glo­ba­len Tem­pe­ra­turanoma­lien ver­mixt wer­den, wird The­ma der nächs­ten Fol­ge sein.

Wer sich inzwi­schen mit den Ther­mo­me­ter­da­ten von Ber­lin, Buda­pest und ande­ren euro­päi­schen Städ­ten seit 1780 oder mit Wet­ter­bal­lons beschäf­ti­gen möch­te oder eine arme Teu­fe­lin ist, die Tabel­len­kal­ku­la­ti­on ler­nen muss, kann hier Zah­len­ma­te­ri­al herunterladen:

Ver­wei­se

1 Hom­pe­page von GloSAT (gese­hen 3.10.2022).
Alle Zita­te aus eng­lisch­spra­chi­gen Quel­len sind unau­to­ri­siert über­setzt. Text in ecki­gen Klam­mern wird zu Erklä­rungs­zwe­cken hinzugefügt.

2 H Vis­ser, S Dan­gen­dorf et al.: Signal detec­tion in glo­bal mean tem­pe­ra­tures after »Paris«: an uncer­tain­ty and sen­si­ti­vi­ty ana­ly­sis. Clim. Past, 14, 1 – 17, 2018, DOI 10.5194/cp-14 – 1‑2018, S. 11

3 H Vis­ser, S Dan­gen­dorf et al.: Signal detec­tion in glo­bal mean tem­pe­ra­tures after »Paris«: an uncer­tain­ty and sen­si­ti­vi­ty ana­ly­sis. Clim. Past, 14, 1 – 17, 2018, DOI 10.5194/cp-14 – 1‑2018, Abstract

4 Sie­he ver­gleichs­wei­se zum Bei­spiel das 1987 ver­ein­bar­te Mont­rea­ler Pro­to­koll über Stof­fe, die zu einem Abbau der Ozon­schicht füh­ren,

James Han­sen, der ehe­ma­li­ge GISS-Direk­tor, der sich 1988 auf einer US-Senats­aus­schuss­sit­zung den Schweiß abwisch­te (5. Fol­ge), nann­te das Pari­ser Über­ein­kom­men auf­grund der feh­len­den Men­gen­be­gren­zun­gen »bull­shit« und »fraud«/Betrug (Oli­ver Mil­man: James Han­sen, father of cli­ma­te chan­ge awa­re­ness, calls Paris talks ›a fraud‹. The Guar­di­an 12.12.2015)

5 Rechts­ver­bind­lich­keit des Über­ein­kom­mens von Paris, Akten­zei­chen PE6-3000 – 105/18

6 Gra­fik aus R Roh­de, Z Haus­fa­ther: The Ber­ke­ley Earth Land/​Ocean Tem­pe­ra­tu­re Record. Decem­ber 2020, Earth Sys­tem Sci­ence Data 12(4):3469 – 3479, DOI:10.5194/essd-12 – 3469-2020, Lizenz: CC By. Jähr­li­che Anoma­lien rela­tiv zur Refe­renz­pe­ri­ode 1961 – 1990. Die erfass­ten Erd­ge­bie­te wur­den wohl nicht auf eine gemein­sa­me Schnitt­men­ge ange­gli­chen. Der graue Bereich »Ber­ke­ley Uncer­tain­ty« gibt einen von Ber­ke­ley Earth berech­ne­ten Unsi­cher­heits­be­reich an – so etwas wie ein 95%-Konfidenzintervall. Cow­tan und Way kom­men in einer spä­te­ren Fol­ge noch vor.

7 Sie­he zum Bei­spiel Rechen­ta­fel der US-Land­wirt­schafts­be­hör­de. Rech­ne­risch käme das­sel­be her­aus, wenn man sämt­li­che Tages­höchst- und Tages­tiefst­tem­pe­ra­tu­ren addiert und durch deren Gesamt­an­zahl teilt – falls für alle Tage des Monats Tages­höchst- und Tages­tiefst­tem­pe­ra­tu­ren vor­lie­gen. Fehlt aber bei­spiels­wei­se eine Tages­tiefst­tem­pe­ra­tur, weil der Ther­mo­me­ter­ab­le­se­mensch auf einer Hoch­zeits­fei­er betrun­ken unter dem Tisch liegt, wür­de bei die­ser Rechen­me­tho­de die Monats­mit­tel­tem­pe­ra­tur Schlag­sei­te bekom­men, weil mehr Tages­höchst­tem­pe­ra­tu­ren als Tages­tiefst­tem­pe­ra­tu­ren in den Mit­tel­wert einflössen.

8 Bild zusam­men­ge­setzt aus zwei Wiki­me­dia-Fotos, bereit­ge­stellt von Fam­ar­tin 2012 und 2013

9 Deut­scher Wet­ter­dienst: Infor­ma­tio­nen zu den Tages- und Monats­wer­ten (gese­hen 9.9.2022)

10 K Wang: Sam­pling Bia­ses in Data­sets of His­to­ri­cal Mean Air Tem­pe­ra­tu­re over Land. Sci­en­ti­fic Reports 4:4637, April 2014, DOI 10.1038/srep04637

11 Y Liu, G Ren et al.: A Signi­fi­cant Bias of Tmax and Tmin Avera­ge Tem­pe­ra­tu­re and Its Trend. Jour­nal of Appli­ed Meteo­ro­lo­gy and Cli­ma­to­lo­gy, Volu­me 58/​Issue 10, 1 Oct 2019, DOI 10.1175/JAMC-D-19 – 0001.1, pp. 2235 – 2246

12 WMO Gui­de­lines on the Cal­cu­la­ti­on of Cli­ma­te Nor­mals, WMO-No. 1203, 2017. Sie­he auch A Arguez, R S Vose: The Defi­ni­ti­on of the Stan­dard WMO Cli­ma­te Nor­mal: The Key to Deri­ving Alter­na­ti­ve Cli­ma­te Nor­mals. Bul­le­tin of the Ame­ri­can Meteo­ro­lo­gi­cal Socie­ty, Vol. 92, No. 6 (JUNE 2011), pp. 699 – 704

14 Sie­he dazu zum Bei­spiel T C Peter­son, T R Kart et al.: First dif­fe­rence method: Maxi­mi­zing sta­ti­on den­si­ty for the cal­cu­la­ti­on of long-term glo­bal tem­pe­ra­tu­re chan­ge. JGR Atmo­sphe­res Vol. 103, Issue D20, 27 Octo­ber 1998, pp. 25967 – 25974, DOI 10.1029/98JD01168, sowie Blog Sta­tis­tics and Other Things: Com­bi­ning Sta­ti­ons (Plan B), Febru­ar 2010, und Dis­kus­si­on zum Zusam­men­fü­gen von Tem­pe­ra­tur­mess­rei­hen im Blog the Air Vent: Anoma­ly Aver­si­on (März 2010 bis Dezem­ber 2016).

15 Sie­he zum Bei­spiel F Madon­na, E Tram­uto­la et al.: The New Radio­sound­ing HAR­Mo­niza­ti­on (RHARM) Data Set of Homo­ge­ni­zed Radio­sound­ing Tem­pe­ra­tu­re, Humi­di­ty, and Wind Pro­files With Uncer­tain­ties. JGR Atmo­sphe­res, Vol. 127, Issue 2, 27 Janu­ary 2022, DOI 10.1029/2021JD035220

16 Daten­quel­le: NOAA/NCEI RAT­PAChttps://www.ncei.noaa.gov/pub/data/ratpac/ratpac‑a/RATPAC-A-annual-levels.txt.zip. Die Höhen­an­ga­ben sind nur sehr grob geschätzt mit Hil­fe des Atmo­sphe­ric Pro­per­ties Cal­cu­la­tor. RAT­PAC steht für Radio­son­de Atmo­sphe­ric Tem­pe­ra­tu­re Pro­ducts for Asses­sing Cli­ma­te (Radio­son­den-Atmo­sphä­ren­tem­pe­ra­tur­pro­duk­te zur Beur­tei­lung des Kli­mas). Die RATPAC-»Produkte« sind Zah­len-Zusam­men­stel­lun­gen der NOAA/NCEI, die mit Hil­fe von 85 auf der Welt ganz gut ver­teil­ten Wet­ter­bal­lon-Sta­tio­nen ent­ste­hen (sie­he Bild bei Euan Mear­ns: RAT­PAC – an initi­al look at the Glo­bal Bal­loon Radio­son­de Tem­pe­ra­tu­re Series. Ener­gy Mat­ters 1.2.2016). Mehr über RAT­PAC bei der NOAA/NCEI und in M Free, DJ Sei­del et al.: Radio­son­de Atmo­sphe­ric Tem­pe­ra­tu­re Pro­ducts for Asses­sing Cli­ma­te (RAT­PAC): A new data set of lar­ge-area anoma­ly time series. J. Geo­phys. Res., 110, D22101, 16 Novem­ber 2005, DOI 10.1029/2005JD006169

Aktu­el­le Kar­ten sämt­li­cher Wet­ter­bal­lon­sta­tio­nen bei Git­hub – radio­son­de launch sites.

17 Sie­he zum Bei­spiel J M Thorn­ton, N Pepin et al.: Covera­ge of In Situ Cli­ma­to­lo­gi­cal Obser­va­tions in the World’s Moun­ta­ins. Fron­tiers in Cli­ma­te 4:814181, 26 April 2022, DOI 10.3389/fclim.2022.814181. Vor 12 Jah­ren hat­ten sich mal die Mühe einer Aus­zäh­lung der GHCN-Sta­tio­nen nach Höhen gemacht: S Mos­her, Z Haus­fa­ther, N Sto­kes: The Big Val­ley: Alti­tu­de Bias in GHCN. WUWT 19.8.2010

Bild: M. Boga­ty­rev »Hei­ßer Som­mer« 1956 (https://t.me/SocialRealm)

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