Das Wissen über die klimatische Vergangenheit bietet eine vielversprechende Möglichkeit, die Güte von Klimamodellen zu testen: Indem man das gleiche Eiszeitsimulationsexperiment mit verschiedenen Modellversionen durchführt, lässt sich untersuchen, wie unterschiedlich die einzelnen Modelle auf die niedrigeren glazialen CO2-Konzentrationen reagieren. Die verschiedenen simulierten Eiszeitabkühlungen (die weitere Einflussgrößen wie beispielsweise die Ausdehnung riesiger Inlandeismassen berücksichtigen) können dann mit Beobachtungsdaten der Klimageschichte verglichen werden.

Die Erde und ihr Klima: komplexes System miteinander wechselwirkender Faktoren © NASA

Sensitivität bei rund drei Grad
Somit ist eine Unterscheidung zwischen realistischen und unrealistischen Modellversionen möglich: ein Modell, welches zu sensitiv auf Änderungen im CO2-Gehalt reagiert, simuliert ein zu kaltes Eiszeitklima – ein Modell zu geringer Sensitivität eine zu warme Eiszeit. Auf diesem Wege konnte beispielsweise die Abschätzung des IPCC (2,0° bis 4,5°C für die Klimasensitivität) gut bestätigt werden. Mit Blick auf die Klimasensitivität scheint ein Wert von rund drei Grad Celsius am wahrscheinlichsten.

Ist die ermittelte Klimasensitivität aus der deutlich kälteren Klimavergangenheit eine gute Maßzahl für die künftige Erwärmung? Durchaus denkbar ist, dass Wolken ein unterschiedliches Verhalten in einem sich abkühlendem und einem sich erwärmenden Klima zeigen. Solche Unterschiede können in Modellen abgebildet werden und sind aktueller Gegenstand der Klimaforschung.

Treibhausklima der Vergangenheit könnte helfen
Hochinteressant wäre es, den Blick weiter zurück in die Erdgeschichte zu richten – auf Zeiten, zu denen deutlich wärmere Temperaturen und höhere CO2- Konzentrationen geherrscht haben. Dann könnte man untersuchen, wie stark die Temperatur in der Vergangenheit auf höhere Treibhausgaskonzentrationen reagierte. Leider liegen diese Zeiten jedoch sehr weit zurück (mehrere Millionen Jahre), so dass die Unsicherheit in den Daten sehr groß ist und eine genaue Bestimmung der Klimasensitivität bislang unmöglich macht.

Jedoch erlaubt unser heutiges Wissen über die Sensitivität des Klimasystems – namentlich die Beschreibung prägender physikalischer Prozesse in Klimamodellen –, die Spanne der zu erwartenden globalen Erwärmung mit hoher Wahrscheinlichkeit anzugeben. Nun gilt es, diese Spanne weiter zu verkleinern.