Kienzlen: Herr Professor Sausen, wie sieht der Vorschlag aus, den Sie heute präsentiert haben?
Sausen: Wir schlagen vor, dass man die global ermittelte Höhe der Tropopause als Indikator für Klimaänderungen verwendet. Das ist eine Größe, die man relativ gut bestimmen kann, über die schon seit langem Messwerte vorhanden sind und die gleichzeitig sehr gut das natürliche Rauschen vom anthropogenen Signal trennen kann.
Kienzlen: Was ist die Tropopause?
Sausen: Die Tropopause ist die Trennflächen zwischen der unten liegenden Troposphäre und der darüberliegenden Stratosphäre. Die Troposphäre ist die untere Atmosphärenschicht, die sehr gut durchmischt ist und thermisch nur schwach stabil geschichtet ist. Darüber befindet sich die Stratosphäre, die sehr stabil geschichtet ist, das ist auch der Bereich, wo man die Ozonschicht finden.
Kienzlen: Um wie viel ist die Tropopause denn gestiegen?
Sausen: Im Mittel ist sie in den letzten zwanzig Jahren knapp 200 Meter angestiegen.
Kienzlen: Warum soll das ein besseres Maß für die Klimaerwärmung sein als die Temperaturen am Boden oder die Temperaturen der Ozeane?
Sausen: In der Natur treten sowohl anthropogene als auch natürlich bedingte Schwankungen des Klimasystems auf, und die wirken sich in verschiedenen Größen unterschiedlich stark aus. Wenn man sich die Bodentemperatur anschaut, sieht man sehr stark das El-Nino-Signal oder die Schwankungen der Nordatlantischen Oszillation. Die Tropopause hat die Eigenschaften eines natürlichen Filters, der eine Reihe der längerfristige Schwankungen herausgefiltert, sodass man auf den langen Zeitskalen, auf denen man Klimaänderungen sehen würde, eine größere Chance hat, das anthropogene gemachte Signal vom Rauschen der natürlichen Variabilität zu trennen.
Kienzlen: Warum steigt die Tropopause nach oben?
Sausen: Hier spielen zwei Effekte zusammen, zum einen erwärmt sich durch die anthropogene Treibhausgase die Troposphäre, zum anderen kühlt sich gleichzeitig die Stratosphäre ab, da kommt ein zweiter Effekt hinzu: In den letzten Jahren hat die Ozonschicht abgenommen, und damit kühlt sich zusätzlich die Stratosphäre ab, und beide wirken in die Richtung, dass die Tropopause ansteigt.
Kienzlen: Seit wann gibt es Aufzeichnungen darüber?
Sausen: Die ersten Aufzeichnungen der Tropopausehöhe gehen bis in die erste Hälfte des vorigen Jahrhunderts zurück. Genaue Informationen über die globale Höhe der Atmosphäre hat man eigentlich erst seit dem Zweiten Weltkrieg, und homogene Daten erst seit Ende der 50er Jahre. Leider gibt es dann auch noch einmal einen kleinen Bruch in der Homogenität, nämlich mit der Einführung der Satellitendaten, und wirklich homogene Daten hat man erst seit 1979, und deswegen haben wir für unsere Untersuchungen nur die Daten seit 1979 herangezogen.
Kienzlen: Woher wissen Sie, dass das, was die Tropopause nach oben ansteigen lässt, die Mensch gemachte Erwärmung ist?
Sausen: Nun, wir haben in einer Reihe von Simulationen verschiedene Effekte erst separat und dann zusammen untersucht. So haben wir untersucht einmal den Einfluss der Treibhausgase, wie CO2 und Methan, wir haben zum anderen die Sulfat-Aeorosole berücksichtigte, die kühlend wirken, wir haben das Ozon berücksichtigt, wir haben die solare Variabilität, die Änderung der Sonneneinstrahlung, berücksichtigt. Außerdem haben wir die zurückliegenden Vulkanausbrüche untersucht, wie zum Beispiel die jüngst stattgefundenen Ausbrüche von El Chichon und Pinatubo und auch ganz weit zurückliegende wie den Santa Maria-Ausbruch. Wenn man nun nur die natürlichen Beiträge nimmt, also die Vulkanausbrüche oder die solare Variabilität, dann bleibt die Höhe der Tropopause im wesentlichen konstant. Man sieht zwar die Ausbrüche der Tropopausehöhe bei Vulkanausbrüche, allerdings nicht diesen Anstieg, den man seit den 60er Jahren beobachtet. Nur wenn man alle anthropogene Gase verwendet, kann man wirklich die Beobachtung reproduzieren. Das heißt, wir haben hier ein Indiz dafür, dass dieser Anstieg menschengemacht ist.
Kienzlen: Was muss passieren, damit man diesen Faktor als Maß einführen kann, das international genutzt wird?
Sausen: Politisch muss gar nichts passieren. Das ist eine Größe, die jedem Meteorologen, jedem Klimatologen automatisch zur Verfügung steht. Wir haben einfach diese Größe genommen und gesehen, dass sie sich besonders gut eignet.
Sausen: Wir schlagen vor, dass man die global ermittelte Höhe der Tropopause als Indikator für Klimaänderungen verwendet. Das ist eine Größe, die man relativ gut bestimmen kann, über die schon seit langem Messwerte vorhanden sind und die gleichzeitig sehr gut das natürliche Rauschen vom anthropogenen Signal trennen kann.
Kienzlen: Was ist die Tropopause?
Sausen: Die Tropopause ist die Trennflächen zwischen der unten liegenden Troposphäre und der darüberliegenden Stratosphäre. Die Troposphäre ist die untere Atmosphärenschicht, die sehr gut durchmischt ist und thermisch nur schwach stabil geschichtet ist. Darüber befindet sich die Stratosphäre, die sehr stabil geschichtet ist, das ist auch der Bereich, wo man die Ozonschicht finden.
Kienzlen: Um wie viel ist die Tropopause denn gestiegen?
Sausen: Im Mittel ist sie in den letzten zwanzig Jahren knapp 200 Meter angestiegen.
Kienzlen: Warum soll das ein besseres Maß für die Klimaerwärmung sein als die Temperaturen am Boden oder die Temperaturen der Ozeane?
Sausen: In der Natur treten sowohl anthropogene als auch natürlich bedingte Schwankungen des Klimasystems auf, und die wirken sich in verschiedenen Größen unterschiedlich stark aus. Wenn man sich die Bodentemperatur anschaut, sieht man sehr stark das El-Nino-Signal oder die Schwankungen der Nordatlantischen Oszillation. Die Tropopause hat die Eigenschaften eines natürlichen Filters, der eine Reihe der längerfristige Schwankungen herausgefiltert, sodass man auf den langen Zeitskalen, auf denen man Klimaänderungen sehen würde, eine größere Chance hat, das anthropogene gemachte Signal vom Rauschen der natürlichen Variabilität zu trennen.
Kienzlen: Warum steigt die Tropopause nach oben?
Sausen: Hier spielen zwei Effekte zusammen, zum einen erwärmt sich durch die anthropogene Treibhausgase die Troposphäre, zum anderen kühlt sich gleichzeitig die Stratosphäre ab, da kommt ein zweiter Effekt hinzu: In den letzten Jahren hat die Ozonschicht abgenommen, und damit kühlt sich zusätzlich die Stratosphäre ab, und beide wirken in die Richtung, dass die Tropopause ansteigt.
Kienzlen: Seit wann gibt es Aufzeichnungen darüber?
Sausen: Die ersten Aufzeichnungen der Tropopausehöhe gehen bis in die erste Hälfte des vorigen Jahrhunderts zurück. Genaue Informationen über die globale Höhe der Atmosphäre hat man eigentlich erst seit dem Zweiten Weltkrieg, und homogene Daten erst seit Ende der 50er Jahre. Leider gibt es dann auch noch einmal einen kleinen Bruch in der Homogenität, nämlich mit der Einführung der Satellitendaten, und wirklich homogene Daten hat man erst seit 1979, und deswegen haben wir für unsere Untersuchungen nur die Daten seit 1979 herangezogen.
Kienzlen: Woher wissen Sie, dass das, was die Tropopause nach oben ansteigen lässt, die Mensch gemachte Erwärmung ist?
Sausen: Nun, wir haben in einer Reihe von Simulationen verschiedene Effekte erst separat und dann zusammen untersucht. So haben wir untersucht einmal den Einfluss der Treibhausgase, wie CO2 und Methan, wir haben zum anderen die Sulfat-Aeorosole berücksichtigte, die kühlend wirken, wir haben das Ozon berücksichtigt, wir haben die solare Variabilität, die Änderung der Sonneneinstrahlung, berücksichtigt. Außerdem haben wir die zurückliegenden Vulkanausbrüche untersucht, wie zum Beispiel die jüngst stattgefundenen Ausbrüche von El Chichon und Pinatubo und auch ganz weit zurückliegende wie den Santa Maria-Ausbruch. Wenn man nun nur die natürlichen Beiträge nimmt, also die Vulkanausbrüche oder die solare Variabilität, dann bleibt die Höhe der Tropopause im wesentlichen konstant. Man sieht zwar die Ausbrüche der Tropopausehöhe bei Vulkanausbrüche, allerdings nicht diesen Anstieg, den man seit den 60er Jahren beobachtet. Nur wenn man alle anthropogene Gase verwendet, kann man wirklich die Beobachtung reproduzieren. Das heißt, wir haben hier ein Indiz dafür, dass dieser Anstieg menschengemacht ist.
Kienzlen: Was muss passieren, damit man diesen Faktor als Maß einführen kann, das international genutzt wird?
Sausen: Politisch muss gar nichts passieren. Das ist eine Größe, die jedem Meteorologen, jedem Klimatologen automatisch zur Verfügung steht. Wir haben einfach diese Größe genommen und gesehen, dass sie sich besonders gut eignet.