In Deutschland haben wir bereits eine durchschnittliche Erwärmung von 2 °C erreicht (siehe Abbildung 2). Des Weiteren erleben wir in Deutschland eine deutliche Zunahme an Wärmerekordjahren (siehe Abbildung 3). Neun von zehn der heißesten Jahre seit Beginn der Wetteraufzeichnung 1881 sind nach dem Jahr 2000 aufgetreten. Das aktuell heißeste Jahr in Deutschland war 2023 mit einer Durchschnittstemperatur von 10,6 °C (DWD). Doch bereits im Vorjahr wurden zahlreiche bisherige Messungen übertroffen. 2022 erreichten in Hamburg acht Tage in Folge Tageshöchstwerte über 30 °C und zählt somit zu den längsten aufeinanderfolgenden Tagen mit ununterbrochener Hitze seit 1891 an diesem Standort. Ende Juli 2022 wurde ebenfalls eine Rekordtemperatur von 40,1 °C in Hamburg gemessen, eine Temperatur, die noch nie in einem soweit nördlichen Teil Mitteleuropas gemessen wurde (DWD und ExtremWetterKongress, 2023). Auch eine Zunahme der Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen ist aufgrund der mit höheren Temperaturen steigenden Wasserhaltekapazität der Atmosphäre physikalisch möglich. Starkniederschlagsauswertungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zeigen Anstiegstendenzen, jedoch weisen aufgrund der großen zeitlichen und räumlichen Variabilität des Niederschlags und z. T. noch zu kurzen Messzeitreihen bislang noch keine statistisch belastbaren Veränderungen darauf hin, dass eine Zunahme von Starkregen eine weitere Folge des Klimawandels in Deutschland sein könnte. Bisher ist die radarbasierte Datenreihe für subtägliche Starkregenereignisse zu kurz für die Ableitung statistisch belastbarer Trends (DKK et al., 2023). Dies zeigt, dass der Klimawandel viele Lebensbereiche tangiert und nicht nur Auswirkungen auf das Leben außerhalb Deutschlands hat.

Abbildung 3: Mittlere jährliche Anzahl der Heißen Tage (d.h. Tage mit einer Höchsttemperatur von mindestens 30 °C.) (DWD)

In Verbindung mit den infolge des menschlichen Handelns weltweit steigenden Temperaturen wird auch eine Veränderung der Eintrittswahrscheinlichkeit meteorologischer sowie klimatologischer Extremereignisse erwartet. So kann beispielsweise die Luft einem einfachen physikalischen Prinzip zufolge z. B. umso mehr Wasserdampf aufnehmen, desto wärmer sie ist. Damit nimmt auch das Potenzial für Starkniederschläge grundsätzlich zu. Allerdings sind auch immer andere Faktoren für das tatsächliche Auftreten von Starkniederschlägen mit verantwortlich, so dass es trotz dieser Voraussetzungen nicht zwingend auch zu einer Zunahme der Häufigkeit solcher Ereignisse kommen muss. Vielmehr sind regionale Unterschiede zu erwarten, sowohl auf der globalen Skala als auch auf der nationalen Skala in Deutschland. Das gleiche Prinzip gilt im Wesentlichen auch für andere Extremereignisse wie z. B. Stürme oder Hitzewellen. Auch hier entscheiden weitere Faktoren, wie z. B. eine möglicherweise veränderte globale Zirkulation, mit darüber, inwieweit eine bestimmte Region real von derartigen Veränderungen betroffen ist. Dementsprechend besteht ein wachsendes Interesse am tatsächlichen Ausmaß des Klimawandeleinflusses auf Extremereignisse. Dabei stellt sich zunächst die Frage, ob und ggf. inwieweit die fortschreitende Erderwärmung die Häufigkeit und Eigenschaften extremer Wetterereignisse bereits verändert hat. Darüber hinaus benötigen Politik und Gesellschaft möglichst auch eine Abschätzung über die zukünftige Entwicklung.

Eine Auswertung von in der Vergangenheit gemessener meteorologischer Daten ist leicht möglich. Jedoch stoßen die Forschenden in der Praxis hier schnell auf Herausforderungen. Zunächst sind Extremereignisse schon per Definition selten. Letztlich unterliegt das Klima immer auch natürlichen Schwankungen. Diese so genannte „natürliche (oder auch interne) klimatische Variabilität“ überlagert den durch den Menschen verursachten Anteil, was eine eindeutige Zuordnung aktuell noch nicht möglich macht. Insgesamt werden daher für einen erfolgreichen Nachweis veränderter Häufigkeiten mittels extremwertstatistischer Methoden sehr lange Beobachtungszeitreihen benötigt, die so zumeist noch nicht vorliegen.

Eine Alternative bietet die Wissenschaft der Attribution. Der aus dem lateinischen stammende Begriff Attribution bezeichnet hierbei die Zuordnung von Eigenschaften. Dabei wird von einer tatsächlich vorhandenen Ursache-Wirkungs-Beziehung ausgegangen. Im Bereich der Klimawissenschaften wird konkret untersucht, ob der bereits voranschreitende Klimawandel schon zu einer geänderten Häufigkeit von Extremereignissen geführt hat. Dieses Forschungsfeld ist noch sehr jung. Weltweit besteht ein sehr hohes Interesse an dieser Thematik. Das gilt umso mehr, da die Methodik auch dafür verwendet werden kann, Aussagen für die Zukunft abzuleiten.

Die Ergebnisse der Forschung werden genutzt, um wichtige Zielgruppen der Politik, der Wissenschaft und der Gesellschaft mit wissenschaftlichen Erkenntnissen zu informieren. Da oft nach dem Zusammenhang zwischen Klimawandel und dem Auftreten von Extremereignissen gefragt wird, möchte die Attributionsforschung diese Frage evidenzbasiert beantworten. Darüber hinaus verfolgt die Forschung das Ziel, die Bevölkerung über das steigende Risikopotenzial von Extremereignissen sowie die damit einhergehende potenzielle Risikoreduzierung für zukünftige Ereignisse in Kenntnis zu setzten.

Für diese Untersuchung werden umfangreiche Datensätze benötigt. Um den Einfluss des Klimawandels zu analysieren, werden diese Klimasimulationen mehrmals durchgeführt, einmal unter der Verwendung aller bekannter menschlichen Einflüsse und einmal ohne Berücksichtigung des menschengemachten Klimawandels (DWD). Durch den direkten Vergleich beider Welten lässt sich ein möglicher Unterschied in der Häufigkeit und Intensität von extremen Naturereignissen dem menschengemachten Klimawandel zuschreiben. Nach einer durchgeführten Analyse der Unterschiede können Eintrittswahrscheinlichkeiten für extreme Naturereignisse und deren Intensitätsunterschiede ermittelt werden. Dabei wird veranschaulicht, wie hoch die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten und die Intensität eines Extremereignisses in einer bestimmten Region ist.

Demnach tritt eine Hitzewelle, wie im Jahr 2019 in Deutschland, etwa alle 10-30 Jahre auf. Ohne den Einfluss des anthropogenen Klimawandels hätte ein solches Ereignis eine Wiederkehrperiode von einigen Jahrzehnten bis 100 Jahre gehabt und wäre bis zu 1.5-3 °C kühler gewesen (WWA, 2019). Einen sogar noch stärkeren Einfluss hatte der Klimawandel auf die Hitzewelle im Juli 2023 im Südwesten der USA, in Mexiko, Südeuropa und China.

Im Juli 2021 sorgten heftige Regenfälle in weiten Teilen Westeuropas zu starken Überflutungen, hohen sozioökonomischen Schäden sowie knapp 200 Todesopfern. Besonders betroffen waren Regionen in Belgien, Nord-Rhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz. Ein Konsortium aus verschiedenen Forschenden aus Deutschland, Belgien, den Niederlanden, Schweiz, Frankreich, Luxemburg, USA und UK, hat gemeinsam das Ereignis analysiert und sich dabei besonders auf die Regionen entlang der Ahr und Erft sowie der belgischen Meuse fokussiert. Dabei kamen die Forschenden zu dem Ergebnis, dass die Wahrscheinlichkeit, dass solch ein Ereignis wie es in West-Europa 2021 eingetreten ist, im Vergleich zu einem 1,2 °C kühleren Klima um einen Faktor zwischen 1,2 und 9 gestiegen sei. Auch in Bezug auf die Intensität konnte ein Anstieg von 3-19 % dem Klimawandel zugeordnet werden (Kreienkamp, 2021 und Tradowsky, 2023). Wenngleich die Forschenden mit wissenschaftlich anerkannten Methoden zu dieser Schlussfolgerung kamen, zeigt die große Spannweite jedoch die Unsicherheiten, die bei der Attribution von Extremwettern mitspielt.

In den letzten zehn Jahren hat sich die Attributionsforschung stark weiterentwickelt. Die WWA-Studie „10 years of rapidly disentangling drivers of extreme weather disaster“ analysiert die zehn tödlichsten Wetterextreme zwischen 2004 und 2024. Dazu zählen drei tropische Wirbelstürme, vier Hitzewellen, zwei Starkregenereignisse und eine Dürre, die zusammen über 570.000 Todesopfer forderten. Bei allen Ereignissen wurden Einflüsse der Klimakrise nachgewiesen.

Auffällig ist, dass vier dieser Ereignisse Hitzewellen in Europa betrafen – trotz guter Vorsorgestrukturen wie Frühwarnsystemen und Hitzeaktionsplänen. Diese Maßnahmen erwiesen sich jedoch als unzureichend, um die wachsenden Risiken zu bewältigen.

Limitationen

Obwohl die Klimamodelle und die darauf basierenden Studien viele Ergebnisse und neue Erkenntnisse liefern, stößt die Attributionsforschung teilweise noch an ihre Grenzen. Es gibt viele Aspekte von Extremereignissen, bei denen wissenschaftliche Erkenntnisse teilweise unzureichend vorliegen, um die Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen und deren Veränderungen zuverlässig abschätzen zu können. Während die Attributionsforschung bei klimatologischen Ereignissen, wie Hitzewellen, den Einfluss des anthropogenen Klimawandels relativ gut bestimmen kann, ist bei kleineren Einzelereignissen, wie beispielsweise Tornados, Sturzfluten oder Hagelstürmen die Zuordnung aktuell nicht möglich. Eine weitere Herausforderung der Attributionsforschung sind die regionalen Unterschiede in der Qualität der Klimamodelle. Liegen in Ländern umfangreiche und qualitativ hochwertige Daten über die lokalen Klima- und Wetterbedingungen vor, bildet dies eine gute Grundlage für die Durchführung von Attributionsstudien. Ist dies nicht der Fall, wird die Attributionsforschung erschwert, was meistens Länder des Globalen Südens betrifft. Dort können jedoch unter anderem auf Grund erhöhter Vulnerabilität und vergleichsweise weniger Bewältigungsmechanismen höhere sozioökonomische Schäden entstehen (Otto, 2020).

Abbildung 5: Aspekte des Risikos (IPCC, 2021)

Erstellt: Oktober 2024

Weitere Links

• LAWA – Starkregendokumentation – Startseite (starkregenportal.de)
• Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Sonderbericht 1,5 °C Globale Erderwärmung
• Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC): Sonderbericht Klimawandel und Landsysteme
• Friederike Otto: Attribution of extreme weather events: how does climate change affect weather?
• Attributionsforschung im DWD
• Veröffentlichte Attributionsstudien des DWD