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Freitag, 01.07.2016
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IPCC: Rechenfehler beim antarktischen Meereis?

Das Update eines Algorithmus hat die Datenreihen zur Eisbedeckung verändert – aber welche sind nun korrekt?

Wirrwarr ums antarktische Meereis: Das Update eines Algorithmus könnte die Klimaforscher des IPCC genarrt haben: Er gaukelte einen falschen Trend bei der Meereis-Entwicklung in der Antarktis vor, wie US-Forscher jetzt belegen. Das Problem dabei: Klar ist zwar, dass das Update die Zeitreihe veränderte, nicht aber, welche Variante die richtige ist. Und damit auch nicht, ob das antarktische Meereis nun zunimmt oder gleichbleibt. Diese Frage müssen Klimaforscher nun eilends zu beantworten versuchen.
Eisberg inmitten von antarktischem Meereis - ob es wächst oder gleichbleibt ist nun wieder völlig offen.

Eisberg inmitten von antarktischem Meereis - ob es wächst oder gleichbleibt ist nun wieder völlig offen.

Während das Meereis in der Arktis im Rekordtempo schwindet, bleibt es in der Antarktis halbwegs stabil – so jedenfalls war es noch im IPCC-Weltklimabericht von 2007 zu lesen. Die Veränderungen seien nicht signifikant, hieß es. Für den aktuellen Weltklimabericht von 2013 kamen die Klimaforscher jedoch zu einem anderen Schluss: Demnach nimmt das antarktische Meereis nun sogar um rund 16.500 Quadratkilometer pro Jahr zu – das ist immerhin ein Drittel der Eisfläche, die jedes Jahr in der Arktis verloren geht.

Ist der Algorithmus schuld?


Bisher erklärte man sich diese Diskrepanzen damit, dass sich die Zunahme in den letzten Jahren verstärkt haben muss und deshalb die Meereisdaten nun einen signifikanten Zuwachs zeigten. "Aber als wir uns anschauten, wie sich die diesem Trend zugrundeliegenden Zeitreihen zur Eisbedeckung verändert hatten, sah es irgendwie nicht richtig aus", erklärt Erstautor Ian Eisenman von der Scripps Institution of Oceanography in San Diego. Die Daten zeigten auch für ältere Daten Abweichungen.

Der Verdacht der Forscher: Es könnte an dem Algorithmus liegen, mit dem die Messdaten der verschiedenen Satelliten und Sensoren einander angeglichen und zu einer einheitlichen Messreihe zusammengefügt werden. Die Eisbedeckung der Polargebiete wird bereits seit Ende der 1970er Jahre durch Mikrowellensensoren an Bord von Satelliten gemessen. Im Laufe der Jahre sind diese Satelliten und ihre Sensoren immer wieder gegen neuere Modelle ausgetauscht worden – mit jeweils anderer Sensitivität.


Klar erkennbare Verzerrrung


Um diese verschiedenen Rohdaten zu vereinheitlichen, setzt das National Snow and Ice Data Center (NSIDC), das diese Daten verwaltet und bereitstellt, einen sogenannten Bootstrap-Algorithmus ein. Im September 2007 jedoch erstellte das NSIDC ein Update dieses Algorithmus, der die Vergleichbarkeit der Eisbedeckungsdaten mit anderen Satellitenwerten erleichtern sollte. Alle alten Rohdaten wurden noch einmal mit der neuen Bootstrap-Version neu berechnet. "In der Gemeinschaft der Eisforscher ging man davon aus, dass dies einen vernachlässigbaren Effekt auf die Aussage der Daten haben würde", berichten die Forscher.

Zieht man die mit der ersten Version erstellte Zeitreihe von der zweiten ab, dann sieht man einen Sprung ab 1991.

Zieht man die mit der ersten Version erstellte Zeitreihe von der zweiten ab, dann sieht man einen Sprung ab 1991.

Doch Eisenman und seine Kollegen belegen nun das Gegenteil: "Es gibt eine klar erkennbare Verzerrung zwischen den beiden Versionen der Bootstrap-Datensätze", berichten sie. In der neuen Version erscheinen alle Daten vor 1991 etwas niedriger, alle danach etwas höher als in der alten Version. Zu diesem Zeitpunkt wurden Satellitensensoren verändert und die beiden Algorithmen-Versionen verrechnen dies offenbar auf unterschiedliche Weise, wie die Forscher erklären. Dadurch aber suggeriert die neue Version eine insgesamt stärkere Zunahme des Meereises.

Welcher Trend ist der richtige?


Das Problem dabei: Bisher ist nicht klar, welche der beiden Versionen die richtige ist. "Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Meereis-Trends in den beiden Weltklimaberichten von 2007 und 2013 nicht beide korrekt sein können", sagt Eisenman. Denn der beide beruhen auf unterschiedlichen Versionen des Algorithmus – und einer von beiden enthält einen signifikanten Fehler. "Wir haben aber bisher noch nicht identifizieren können, welcher dies ist", so der Forscher.

Sollte sich aber die zweite Version als fehlerhaft herausstellen, könnte dies ein wichtiges Dilemma der Klimaforscher lösen helfen. Denn dann wäre klar, dass das antarktische Meereis zwar etwas zäher und stabiler ist als das arktische, dass es aber auch ihm nicht gelingt, in einer wärmeren Welt trotzdem scheinbar unbeirrt weiter anzuwachsen. (The Cryosphere, 2014; doi: 10.5194/tc-8-1289-2014)
(European Geosciences Union (EGU), 23.07.2014 - NPO)