Die wunderbare Welt der Temperaturdaten-Korrekturen: Und plötzlich hatte sich der Trend ins Gegenteil verkehrt…

Es gibt einen Punkt in der Klimadiskussion, den wohl alle Beteiligten ähnlich sehen: In den letzten 300 Jahren ist es wärmer geworden! Und dies ist wenig überraschend, liegt doch der Startpunkt der Entwicklung in der Kleinen Eiszeit, einer natürlichen Kälteperiode, während der es im globalen Durchschnitt mindestens ein Grad kühler war als heute. Das Muster ist zudem bekannt: Schaut man mit geeignetem geologischem Werkzeug in die Vergangenheit, so hat es in den letzten 10.000 Jahren eine ganze Reihe von Klimaschwankungen dieser Größenordnung im Tausendjahres-Maßstab gegeben (siehe S. 68-75 in „Die kalte Sonne“). Der Klimawandel ist ein steter Begleiter der Erdgeschichte gewesen und keineswegs erst kürzlich vom alles beherrschenden Menschen ausgelöst.

Eines der wichtigsten Argumente des Weltklimarats für ein heute außer Kontrolle geratenes Klima ist, dass sich das Klima in den letzten 40 Jahren mit einer angeblich noch nie dagewesenen Geschwindigkeit erwärmt hätte. Leider haben die IPCC-Experten dabei geflissentlich übersehen, dass es 1860-1880 und 1910-1940 ähnliche Erwärmungsraten gegeben hat. Und es gibt noch eine weitere unbequeme Wahrheit, die IPCC-nahen Forschern Bauchschmerzen verursacht und überwiegend totgeschwiegen wird. In einigen Regionen der Erde ist nämlich die Durchschnittstemperatur während der letzten 70 Jahre gar nicht weiter angestiegen. Zu diesen Regionen gehören zum Beispiel die USA und Grönland (siehe S. 109 in „Die kalte Sonne“). Hier wurde in den 1930er und 40er Jahren ein Temperaturniveau erreicht, dass in etwa dem heutigen entspricht. Dies ist durch langjährige Messreihen von Wetterstationen gut belegt. Die Originalmessdaten sprechen eine klare Sprache.

Was die Wenigsten wissen: In der Welt der Temperaturdaten-Archive gibt es eine ganze Reihe von kreativen „Gestaltungsmöglichkeiten“, mit denen die Originalmessdaten „bearbeitetet“ bzw. „korrigiert“ werden, bevor sie als offizieller Messdatensatz veröffentlicht werden. Zum Teil sind dies sogar sehr sinnvolle Modifikationen. Wenn sich zum Beispiel Messgeräte ändern oder Messstationen örtlich etwas verlagert werden, müssen selbstverständlich entsprechende Anpassungen vorgenommen werden, um die Daten vergleichbar zu machen und künstliche Brüche und Artefakte zu vermeiden. Gleiches gilt, wenn eine früher auf einer Kuhweide gelegene, ländliche Wetterstation allmählich von wärmespeichernden Neubauten und Asphaltflächen umzingelt wird. Dies ist der sogenannte städtische Wärmeinseleffekt (Urban Heat Island Effekt, kurz UHI), auf den wir in einem späteren Blogartikel genauer eingehen werden. Durch die allmählich zunehmende Bebauung vieler Regionen registrieren die städtischen Wetterstationen heute spürbar höhere Temperaturen als die im ländlichen Umland gelegenen Stationen. Entsprechend müssten also jüngere, städtische Messdaten künstlich etwas abgekühlt werden. Die Entfernung von nichtklimatischen Artefakten jeglicher Art aus den Temperaturdatensätzen wird auch Homogenisierung genannt.

Es gibt drei wichtige globale Temperaturdatensätze die auf Messungen am Boden basieren. Hierzu gehören der CRU-Datensatz der Climate Research Unit der University of East Anglia, das Global Historical Climate Network (GHCN) von NOAA und der GISS-Datensatz des Goddard Institute for Space Studies das zur NASA gehört. In der Regel erhält man von diesen Organisationen die korrigierten, homogenisierten Daten und muss darauf vertrauen, dass die Daten wissenschaftlich ordnungsgemäß und gut begründet bearbeitet wurden. In der Öffentlichkeit ist die Existenz dieses Homogenisierungs-Bearbeitungsschritts wenig bekannt und das Vertrauen in die Temperaturkurven entsprechend groß. Aber ist dieses bedingungslose Vertrauen wirklich gerechtfertigt? Immerhin lässt sich hier doch so einiges verändern, was im schlimmsten Fall völlig andere Trendaussagen zur Folge haben könnte.

Zum Glück sind von etlichen Wetterstationen sowohl die homogenisierten, modifizierten Temperaturwerte wie auch die unbearbeiteten Rohdaten bekannt. Auf diese Weise kann man die beiden Temperaturentwicklungen bequem in einem gemeinsamen Diagramm plotten und miteinander vergleichen. Und genau dies hat eine ganze Reihe von engagierten Bloggern und Wissenschaftlern getan. Die Ergebnisse sind dabei jedoch alles andere als vertrauensstiftend, wie wir im Folgenden zeigen werden. Höchste Zeit für ein unabhängiges Audit.

Wir beginnen unsere kleine Wetterstations-Weltreise in Island. Die Wetterstation in Reykjavik hat mehr als 100 Jahre auf dem Buckel und Daten für eine lange Messreihe angesammelt (Abbildung 1). Die Originaldaten (blaue Kurve) zeigen ähnlich wie in den USA und Grönland eine sehr warme Phase um 1940, die ein ähnlich hohes Niveau besitzt wie das heutige Temperaturplateau. Dazwischen liegt eine kühlere Phase, die um 1980 ihren Tiefpunkt erreicht.

Und wie sieht nun die homogenisierte, „korrigierte“ Kurve aus? Welch Überraschung! In der bearbeiteten Version liegt die Wärmephase von 2000 deutlich über der warmen Periode von 1940. Während die Originaldaten keine weitere Erwärmung in den letzten 70 Jahren anzeigt, hat die „Korrektur“ dazu geführt, dass ein klarer Erwärmungstrend zu interpretieren wäre. Eine überaus mysteriöse Geschichte. Der städtische Wärmeinseleffekt von Reykjavik, den es ja eigentlich auch geben müsste, kann die Korrektur jedenfalls nicht erklären, denn in dem Fall müsste die Wärmephase von 2000 ja abgesenkt statt angehoben worden sein.

Böse Zungen könnten jetzt meinen, dass die fehlende Nettoerwärmung in Reykjavik während der letzten 70 Jahre nicht gut in die Klimakatastrophen-Story passte und daher entsprechend kreativ an einer schlecht einsehbaren Stelle des Workflows herumgedoktert wurde. Ach ja, was wir noch vergessen hatten zu erwähnen: Im Reykjavik-Beispiel handelt es sich um den GISS-Datensatz. Und der Chef des verantwortlichen Instituts ist James Hansen, einer der großen Verfechter der drohenden Klimakatastrophe… Sollte nur mal am Rande erwähnt sein.

Abbildung 1: Temperaturentwicklung im isländischen Reykjavik für die letzten 110 Jahre. Blau: Originaldaten. Rot: Modifizierte Daten. Quelle: icecap.

 

Das Ganze gibt es übrigens auch als animierte Graphik von Steven Goddard auf Real Science (Abbildung 2).

 

Abbildung 2: Temperaturentwicklung im isländischen Reykjavik für die letzten 110 Jahre. Vergleich der Originaldaten (zweigipflige Entwicklung) mit den modifizierten Daten (alleiniges Maximum um 2000). Quelle: Real Science.

 

Ein ähnliches Korrekturmuster gibt es übrigens für zwei weitere Wetterstationen in Island, Stykkisholmur und Akureyri, so dass die Masche offenbar Methode hat. Und was in Island gut geklappt hat, das kann man natürlich auch auf ein anderes Problemkind mit fehlender Erwärmung anwenden, nämlich Grönland. Wie bereits zuvor, wurden kurzerhand die Temperaturen für die Zeit nach 1980 angehoben und vor 1980 abgesenkt. Und voilà: Da stimmte die Klimaerwärmungstheorie endlich wieder.

Wir hatten eingangs bereits erwähnt, dass auch die USA zu den Sorgenkindern des IPCC gehören. Die Rohdaten zeigen deutlich, dass die Nettotemperaturen in diesem Land während der letzten 70 Jahre kaum bis gar nicht angestiegen sind. Schauen wir uns dazu einmal zunächst die Temperaturen im New Yorker Central Park an (Abbildung 3). Erneut die gleiche Geschichte wie auch in Island und Grönland: Die Rohdaten (violett) zeigen für die letzten 70 Jahre kaum eine Erwärmung an. Erst nach der „Korrektur“ (blau) kommt die Klimaerwärmung so richtig in Schwung.

Abbildung 3: Temperaturentwicklung im New Yorker Central Park für die letzten 110 Jahre. Vergleich der Originaldaten (violett) mit den modifizierten Daten (blau). Obwohl letztere durch GHCN als „unadjusted“ gekennzeichnet wurden, handelt es sich offensichtlich um eine bearbeitete Variante. Quelle: Chiefio.

 

Auch in Arizona hat NOAA offenbar Temperaturdaten aus der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gegenüber der ersten Hälfte nachträglich angehoben (siehe Beitrag auf WUWT).

Michael Palmer von der University of Waterloo in Canada hat sich einmal den kompletten Satz an unkorrigierten US-amerikanischen Temperaturdaten vorgenommen und konnte zeigen, dass das eben präsentierte Fallbeispiel aus New York durchaus auf die gesamten USA zu verallgemeinern ist. Palmer stellte GISS-Rohdaten für einige hundert Stationen aus den USA zusammen und fand die altbekannte, zweigipflige Entwicklung mit Wärmephasen um 1940 und 2000 (Abbildung 4). Eine Netto-Erwärmung ist in den US-Daten für die vergangenen 70 Jahre nicht zu erkennen.

Abbildung 4: Temperaturentwicklung von 335 ländlichen und 278 anderen (u.a. städtischen) Wetterstationen in den USA auf Basis von „unkorrigierten“ GISS-Rohdaten. Eine Nettoerwärmung ist für die vergangenen 70 Jahre nicht zu erkennen. Quelle: WUWT.

 

Und auch hier gibt es eine animierte Graphik, die die zweigipflige Temperaturkurve der Rohdaten mit dem Erwärmungstrend der „korrigierten“ GISS-Temperaturdaten der USA schön illustriert (Abbildung 5a). Siehe auch Beiträge hierzu auf Real Science und Forbes (James Taylor).

Abbildung 5: Temperaturentwicklung in den USA für die letzten 130 Jahre. Vergleich der GISS 1999-Daten (zweigipflige Entwicklung) mit den modifizierten Daten von 2004 (alleiniges Maximum um 2000). Quelle: WUWT.

 

Eine schöne Vorher-Nachher-Animation hat auch Steven Goddeard von Real Science für die US-Temperaturen zusammengestellt (Abbildung 5b).

Abbildung 5b: Trend der US-Temperaturentwicklung seit 1930. Die Originaldaten zeigen eine Abkühlung (blaue Trends), während die “korrigierten” Daten eine Erwärmung anzeigen (rote Trends). Quelle: Real Science.


Setzen wir unsere kleine wissenschaftliche Weltreise nun fort und fliegen in die russische Arktis nach Dickson Island. In der Arktis gibt es nur wenige Stationen, daher fällt hier jede „Korrektur“ besonders ins Gewicht. Ed Caryl hat sich kürzlich einmal die GHCN-Daten für die Wetterstation auf Dickson Island besorgt und etwas sehr Seltsames entdeckt. Immer wieder gibt GHCN einen neuen, „korrigierten“ Datensatz heraus. Beim letzten Update wurde nun auch auf Dickson Island in aller Stille die Wärmephase der 1930/1940er Jahre händisch abgesenkt (Abbildung 6). Ein Schelm wer Böses dabei denkt.

Abbildung 6: Temperaturentwicklung von Dickson Island in der russischen Arktis für die letzten 90 Jahre. Blau: früherer GHCN-Datensatz. Violett: frisch-korrigierter, neuer GHCN-Datensatz. Die rote Kurve dokumentiert die Veränderungen, die sich vom alten auf den neuen Datensatz ergeben haben. Die Temperaturen der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurden kräftig abgesenkt. Quelle: notrickszone.

 

Weiter gehts nach Prag. Auch hier wurden die Rohdaten kräftig “korrigiert” (Abbildung 7). Während die Originalmesswerte eine Abkühlung für die letzten 100 Jahre zeigt, zeigen die „korrigierten“ Daten nun eine Erwärmung, wie John O. Sullivan im Climategate Blog dokumentieren konnte.

 

Abbildung 7: Temperaturentwicklung in Prag für die letzten 130 Jahre auf Basis von GHCN-Daten. Vergleich der Originaldaten (blau) mit den modifizierten Daten (rot). Quelle: Climategate Blog.

 

Bleiben wir noch kurz in Europa und fliegen auf Deutschlands beliebteste Urlaubsinsel – Mallorca. Noch in der 2010er Version des GISS-Datensatzes kühlte Mallorca über die letzten 100 Jahre ab (Abbildung 8). Zwei Jahre später dann die Kehrtwende: Gemäß der 2012er Neuauflage der Temperaturdatenbank hat sich Mallorca im gleichen Zeitraum erwärmt, wie Friedrich-Karl Ewerts Analyse ergab. Die Touristikfirmen wird’s freuen, da dies natürlich besser fürs Geschäft ist.

 

Abbildung 8a: Temperaturentwicklung von Palma de Mallorca für die vergangenen 130 Jahre gemäß dem 2010er GISS-Datensatz. Quelle: EIKE.

 

Abbildung 8b: Temperaturentwicklung von Palma de Mallorca für die vergangenen 130 Jahre gemäß dem korrigierten 2012er GISS-Datensatz. Quelle: EIKE.

 

Eine halbe Weltumrundung später das gleiche Bild. Auch im australischen Brisbane hat die „Korrektur“ den Trend kurzerhand umgedreht. In den GHCN-Rohdaten fallen die Temperaturen während der letzten 60 Jahre, während die „korrigierte“ GISS/GHCN-Version eine Erwärmung suggeriert (Abbildung 9).

 

Abbildung 9: Temperaturentwicklung im australischen Brisbane für die letzten 60 Jahre auf Basis von GHCN-Daten. Animierter Vergleich der Originaldaten (grün) mit den modifizierten Daten (rot). Quelle: Dog ate my data.

 

Das gleiche Spiel im australischen Darwin (Abbildung 10).

 

Abbildung 10: Temperaturentwicklung im australischen Darwin für die letzten 130 Jahre auf Basis von GHCN-Daten. Vergleich der Originaldaten (blau) mit den modifizierten Daten (rot). Quelle: WUWT.

 

Weil es so schön war, kommt hier gleich noch ein drittes Beispiel aus Australien, diesmal aus Alice Springs (Abbildung 11). Auch hier im Prinzip wieder das gleiche Spiel.

Abbildung 11: Temperaturentwicklung im australischen Alice Springs für die letzten 100 Jahre auf Basis. Animierter Vergleich der Originaldaten mit den modifizierten Daten. Quelle: WUWT.

 

Zum guten Schluss schauen wir noch einmal auf die globalen Temperaturdaten. Sowohl im CRU- als auch im GISS-Datensatz wurde im Laufe der Jahre die Wärmephase um 1940 deutlich nach unten korrigiert (Abbildungen 12 und 13).

Abbildung 12: Globale Temperaturentwicklung der letzten 150 Jahre. Verglichen werden der CRU-Datensatz von 2001 (grün) mit dem CRU-Datensatz von 2010 (rot). Die Wärmephase um 1940 wurde deutlich nach unten korrigiert. Quelle: WUWT.

 

Abbildung 13: Globale Temperaturentwicklung der letzten 130 Jahre. Verglichen werden der GISS-Datensatz von 1980 (blau) mit dem GISS-Datensatz von 2010 (rot). Die Wärmephase um 1940 wurde auch hier deutlich nach unten korrigiert. Quelle: WUWT.

 

In Abbildung 14 sehen wir noch eine Detaildarstellung der CRU-Datenentwicklung der letzten 35 Jahre. Die Temperaturen der letzten 10-15 Jahre sind in den jüngeren Daten-Versionen kräftig nach oben gedrückt worden. Selbstverständlich haben die CRU-Forscher stets eine gute Erklärung für die vorgenommenen „Korrekturen“. Zuletzt veröffentlichten sie hierzu im März 2012 einen Artikel im Journal of Geophysical Research.

 

Abbildung 14: Entwicklung der verschiedenen CRU-Temperaturdaten-Versionen für die vergangenen 35 Jahre. Quelle: icecap.

 

Ist es nicht erstaunlich, was da hinter den Kulissen passiert? Im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts werden die Temperaturen in der Regel kräftig nach oben korrigiert, obwohl doch gerade hier durch den fortschreitenden städtischen Wärmeinseleffekt eine Korrektur nach unten angezeigt wäre. Auch die künstliche Abkühlung der Temperaturen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts ist seltsam. Man könnte fast den Eindruck gewinnen, dass hier Messdaten so lange „bearbeitet“ werden, bis sie endlich zu den theoretischen Klimamodellen passen. Das wäre dann eine ganz und gar erstaunliche und neuartige wissenschaftliche Vorgehensweise. Eine unabhängige Überprüfung der gängigen Praktiken ist angeraten.

Eine ebensolche Überprüfung haben kürzlich Steirou und Demetris Koutsoyiannis von der Nationalen Technischen Universität von Athen durchgeführt. Die beiden griechischen Forscher kommen in ihrer Studie zu dem Schluss, dass die globale Erwärmung offenbar nur halb so groß war wie im letzten IPCC-Bericht dargestellt. Aufgrund von fragwürdigen Temperaturdaten-Korrekturen kommt der IPCC zu einer Erwärmung von 0,7-0,8°C im letzten Jahrhundert, während die Originaldaten lediglich eine Erwärmung von 0,42°C als plausibel erscheinen lassen. Die beiden Wissenschaftler präsentierten die Ergebnisse ihrer Studie auf einem Treffen der European Geosciences Union (EGU) Ende April in Wien. Der Abstract und die Präsentation können auf der Webseite des Instituts der Autoren heruntergeladen werden (siehe auch Beiträge hierzu auf De staat van het klimaatThe Hockey Schtick und WUWT). Wie nicht anders zu erwarten gewesen, werden die Ergebnisse der Studie von IPCC-nahen Forschern angezweifelt (siehe Kritik im Blog Variable Variability). Auf jeden Fall ist es wichtig, dass diese Diskussion geführt wird.

 

Mit Dank an Friedrich-Karl Ewert für Materialbereitstellung.