[Draalz]

Nobelpreis für Physik

Damit niemand sagen kann, wir hätten es nicht gewusst

Sie zeigten uns die Zukunft des Planeten: Die Nobelpreisträger ordneten das Chaos zwischen Wetter und Klima. Und machten klar: Der Mensch kann die Erderwärmung stoppen.

Von [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] und [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]

5. Oktober 2021, 20:27 Uhr


Mal ist der Sommer heiß und trocken, mal kalt und nass. Wie soll man da etwas übers Klima sagen? Dank der diesjährigen Nobelpreisträger ist das möglich. © Bernd März/​dpa

Erzählte man die Geschichte der Klimaforschung als Heldenepos, ginge sie in etwa so: Bis ins 19. Jahrhundert stolperten die Menschen durch die Zeit, unfähig, sich einen Reim auf die Umwelt zu machen. Die Jahreszeiten wiederholten sich, aber mal waren Sommer kalt und nass, mal heiß und trocken. Daraus einen Trend ableiten, gar eine Prognose für die nächsten Jahrzehnte? Unmöglich. Zu groß waren die Schwankungen, zu groß die Launen der Natur.

Das galt selbst dann noch, als die ersten Naturwissenschaftler die Bühne betraten. Zwar vermuteten einige von ihnen schon vor 120 Jahren, dass das CO₂ aus Fabriken und Dampfmaschinen eine unsichtbare Decke über unseren Köpfen einzieht. Wie in einem gigantischen Treibhaus, das das Licht der Sonne zur Erde dringen lässt, die am Boden reflektierte Wärme aber in sich hält. Doch was machte das Kohlendioxid mit dem Planeten? Und welche Rolle spielte der Mensch dabei?

Es sollte es bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts dauern, bis sich Expertinnen und Experten in diesen Fragen weitgehend einig wurden. Vor allem zwei der diesjährigen Physik-Nobelpreisträger hatten großen Anteil daran: Der US-Forscher Syukuro Manabe konnte in den Siebzigerjahren zeigen, dass es das CO₂ aus menschlichen Aktivitäten ist, das unseren Planeten aufheizt, und nicht etwa die Sonne, die mal mehr und mal weniger Energie zur Erde schickt. Der Hamburger Meteorologe Klaus Hasselmann entwickelte eine Methode, mit der man trotz der Schwankungen im alltäglichen Wetter die Klimatrends der Zukunft erkennen kann. Der dritte Preisträger, der italienische Physiker Giorgio Parisi, gilt wiederum als Meister der Komplexitätsforschung, gewissermaßen die Basis für jedes tiefere Verständnis der Erdatmosphäre.

Dort, zwischen Myriaden verschiedener Moleküle, zwischen Kaltfronten und Zirruswolken, stößt der menschliche Forschergeist schnell an seine Grenzen. Das Chaos beherrscht die Atmosphäre, sie ist ein System, in dem selbst kleine Veränderungen große Folgen haben können. Und Umwälzungen gibt es laufend, sei es durch Jahreszeiten, Wolken, Vulkane oder das Wetter an jedem beliebigen Ort. Wie nur soll sich in diesem ständigen Wirrwarr der langfristige Effekt von CO₂ erfassen lassen, einer chemischen Verbindung, die nicht einmal 0,1 Prozent der gesamten Atmosphäre ausmacht?

Manabe lieferte Grundlagen für moderne Klimamodelle

Syukuro Manabe näherte sich dem Chaos in den Sechzigerjahren mit dem, was man heute eine Computersimulation nennen würde. Er überlegte sich, was in einer schmalen, 40 Kilometer hohen Luftsäule passieren würde, wenn man ihr immer mehr CO₂ hinzufügt. Die Rechnung ließ er in einem der riesigen Rechenzentren durchführen, auf die Forschende damals bereits Zugriff hatten, Hunderte Stunden dauerte das, was sich heute mit jedem Smartphone erledigen ließe.

Schließlich spuckte die Maschine ein Ergebnis aus: Nahe am Boden wurde die Luft mit steigendem CO₂-Gehalt wärmer, oberhalb von 20 Kilometern, in der Stratosphäre, hingegen kühler. Und genau so ist es auch Jahrzehnte später deutlich zu beobachten. Das Gas erwärmt den Planeten und seine unteren Luftschichten, es sind seine Eigenschaften, die die Erde in ein Treibhaus verwandeln. Wäre die Sonne für steigende Temperaturen verantwortlich, würde sich die Atmosphäre gleichmäßig erwärmen, [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]

[b]Die Spuren des Menschen im Wetter

Mit seinem Modell stellte Manabe zudem die Frage: Was passiert, wenn sich die Konzentration von CO₂ in der Atmosphäre verdoppelt? 1967 schätzte er mit seinem Kollegen Richard T. Wetherald, die Atmosphäre würde sich um etwa zwei Grad Celsius erwärmen – heutige Schätzungen zu dieser sogenannten Klimasensitivität bewegen sich zwischen 2,5 und vier Grad Celsius. Mit seinem für heutige Verhältnisse simplen Modell lag Manabe damit also erstaunlich nahe an der Wirklichkeit, und legte damit eine Grundlage für viele weitere Modelle und Studien ([ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]).

Hasselmann fand den Fingerabdruck des Menschen

Im darauffolgenden Jahrzehnt fragte sich der Hamburger Physiker Hasselmann: Können wir die Erwärmung schon sehen? Heute existiert ein gewaltiger Fundus aus Klimadaten, gesammelt aus Baumringen, Eisbohrungen, Satellitenbeobachtungen oder einem dichten Netz aus Messstationen, die über den gesamten Planeten verteilt sind. Sie alle belegen zweifelsfrei, wie sich der Planet verändert. Damals gab es das noch nicht. Also brachte Hasselmann Wetter und Klima zusammen. Er entwickelte ein Modell, in dem sich ständig verändernde Wetterphänomene nicht nur als unberechenbare Störfaktoren auftauchten, sondern als Bestandteil des Klimasystems. Das Ganze kombinierte er mit den wenigen Beobachtungsdaten seiner Zeit.

Mit Erfolg. Auf Hasselmanns Prinzipien stützt sich die Klimaforschung heute noch. "Die von ihm entwickelten Modelle haben es erstmals erlaubt, das Zusammenspiel von natürlichen Schwankungen und dem Signal der globalen Erwärmung zu untersuchen", sagt der Klimaforscher Anders Levermann vom Potsdam Institut für Klimafolgenforschung im Gespräch mit ZEIT ONLINE. So demonstrierte Hasselmann mit seinen Methoden, dass trotz der raschen Veränderungen im Wetter durchaus eine Verbindung mit anderen Teilen des Klimasystems erkennbar ist, zum Beispiel mit langsamen Klimaschwankungen in den Ozeanen ([ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]).

So half Hasselmann, die Unruhe im Klima besser zu verstehen. Anschließend begann er, die wohl zentrale Frage zum Klimawandel zu stellen: Welchen Anteil hat der Mensch? Also suchte der damalige Leiter des Max-Planck-Instituts für Meteorologie nach "Fingerabdrücken" in Wetter- und Klimadaten. Letztlich gelang es ihm, natürliche Klimaeinflüsse wie die Sonne oder Vulkanaktivität aus seinen Modellen herauszufiltern. Die Ergebnisse fasste er in drei zentralen Studien zusammen ([ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] / [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] / [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ]).

Parisi erkannte, wo kleine Schwankungen große Folgen haben

Der diesjährige Physiknobelpreis steht also klar im Zeichen der Klimaforschung – zumindest wenn man jene Hälfte der Auszeichnung betrachtet, die sich Hasselmann und Manabe teilen. Die andere Hälfte des Preises geht mit Giorgio Parisi an einen Forscher, der auf den ersten Blick eher andere Interessen hat. Der Italiener gilt als Koryphäe der theoretischen Physik. "Er ist genial und kreativ", sagte Martin Zirnbauer von der Universität zu Köln in einem Pressegespräch der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Dinge, die andere mühsam errechnen müssten, könne Parisi intuitiv erraten.

So war es womöglich auch bei den "Spingläsern", für die Parisi in der Fachwelt berühmt ist. Gemeint sind spezielle Metalllegierungen, deren Bestandteile konkurrierenden Kräften ausgesetzt sind. Dadurch verändert sich ständig die magnetische Orientierung einzelner Atome, des "Spins". Langfristig kann dieses zufällige Grundrauschen an Veränderung erhebliche Folgen für die gesamte Legierung haben – ganz so, wie lokale Schwankungen von Temperatur oder Luftdruck Umwälzungen in der Atmosphäre anstoßen können.

1979 entwickelte Parisi eine neue mathematische Sichtweise, um das Chaos in Spingläser zu ordnen. Heute nutzen Forschende diese und andere Einsichten des Italieners, um weitere Systeme zu beschreiben, in denen kleine Schwankungen große Folgen haben können, selbst in so weit entfernten Gebieten wie der Biologie und Hirnforschung.

Den Bezug von Parisis Forschung zur Klimawissenschaft muss man in der [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] zur Preisvergabe deshalb auch erst geduldig suchen. Am Ende gehe es darum, schreibt das Nobelkomitee, in Klimamodellen Unordnung, Variabilität und statistisches Rauschen angemessen zu berücksichtigen. "Erst seit wir Menschen uns damit befasst haben, verstehen wir, dass die globale Erwärmung real ist und auf unsere eigenen Aktivitäten zurückzuführen ist."

Das liest sich mitunter wie ein Appell für mehr Klimaschutz. Was daraus folgt, ist jedoch auch ein halbes Jahrhundert nach den nun prämierten Forschungsarbeiten weiterhin unklar. Die Weltgemeinschaft hat sich mit dem Pariser Klimaabkommen zwar dazu bekannt, bis spätestens 2050 die globale Erwärmung zu stoppen. Bisher steigen die CO₂-Emissionen aber immer weiter, von einer verschwindend kurzen Pause während der Pandemie einmal abgesehen.

Am Ende hat die Geschichte der Klimaforschung also nicht nur das Zeug zur Heldenerzählung, sondern auch zum Drama. Einer Erzählung also, in der die Heldinnen und Helden an den Widerständen ihrer Zeit scheitern, allem besseren Wissen zum Trotz. Ob es so weit kommt, hat die Menschheit selbst in der Hand.

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Im Artikel befinden sich sehenswerte Videos, die ich hier nicht einpflegen kann.

[eitch100]

Zitat von Draalz

Damit niemand sagen kann, wir hätten es nicht gewusst

Keine Sorge, da werden sich genug finden lassen...

..und die Huldigung ääääh Verunglimpfung der "wahren Experten" auf EIKE konnte ja nicht lange auf sich warten lassen:

Tatsächlich bleibt bei diesem Nobelpreis ein „Geschmäckle“ zurück (Badensische Mundart). Inzwischen ist nämlich den alten Religionen von Buddhismus, Hindusimus, Islam usw.usw. bis hin zum Christentum ein neuer Religionskonkurrent entstanden. Die Religion „Klimawandel“ mit der Erbsünde „menschgemachtes CO2“. Ob diese neue Religion die Köpfe der auswählenden Experten des Nobelkommittess in Stockholm nicht doch ein wenig vernebelt hat? Sie, liebe Leserin und lieber Leser, mögen selber entscheiden. Schließlich hat sie sogar die Köpfe unseres Verfassungsgerichts vernebelt, die sich in ihrem Klimaschutzbeschluss über viele der bisher geltenden juristischen Regeln salopp hinwegsetzten.

Daher sei an dieser Stelle folgender Trost für alle hervorragenden Physiker ausgesprochen, die den Preis auch verdient hätten, aber leer ausgingen und mindestens noch ein Jahr warten müssen: „Ihr habt nicht gegen Ergebnisse von Forscherkollegen, sondern gegen eine neue Religion verloren, und dagegen ist kein Kraut gewachsen“.

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[elise]

isses nicht in allen filmen auch immer so?

... sehenden auges rannten sie dem untergang entgegen... ob das jetzt monsterspinnen waren in irgendwelchen kellern, naturkatastrohpen oder der mörder hinter der tür...

spaß beiseite. das "ausblenden" und "ignorieren" und auf-den-hören-der-die-für-mich-bequemere-meinung-hat ist bei uns offensichtlich im hirn angelegt. jeder kennt das bei sich, jeder hat sowas bei irgendwas schon mal gemacht... es gibt themen, das ist das einfach keine lösung. leider schnallt das nicht jeder.
leider ändert daran auch kein nobelpreis etwas, wahrscheinlich würde es auch keine noch so weitreichende untersuchung etc. schaffen....

ähnlich dem "es hat keinen holocaust gegeben" werden die diesbezüglich ungläubigen ungläubig bleiben. ist ja auch bequemer... zusätzlich ist der mensch ein faultier und ... jetzt weiß ich leider keinen schönen vergleich für "egoist".

[Draalz]

Zitat von elise

wahrscheinlich würde es auch keine noch so weitreichende untersuchung etc. schaffen....

Da hast Du leider recht. Es dürften wohl keine weitreichenderen Umtersuchungen geben, als die Auswertungen, die beim [ Link nur für registrierte Mitglieder sichtbar. Bitte einloggen oder neu registrieren ] landen und den gibt es seit über 30 Jahren. Ich denke, dass kaum eine wissenschaftliche Instanz mehr Daten bekommen und ausgewertet hat.

Erschreckend, dass sich Politik nicht darum gekümmert hat.

[elise]

jetzt habsch aber angst.

zwischen gesundheit und klima gibts aber nen unterschied... beide diktaturen wirds schon nicht geben....
son paar jahre klimadiktatur ... jo mei... ich hab noch nie in einer diktatur gelebt... wär doch mal was anderes.... hoffentlich ist sie auch diktatorisch genug - nicht, dass das dann auch wieder nix bringt!

[Thorasan]

Nun hört doch mal auf, die Trolle immer wieder mit Antworten zu füttern und auch noch zu zitieren - fliegen doch sowieso jedes mal wieder raus und dann sind eure Beiträge auch immer wieder mit weg. Mega Unsinnig. Einfach ignorieren, melden und weg sind sie.

[eitch100]

Zitat von ColdFridge45

Vielleicht solltet ihr eure Regeln für das Forum erweitern und darauf hinweisen, daß aus Sicht der Moderatoren unerwünschte und nicht regierungskonforme Beiträge umgehend zensiert werden. Dann herrscht auch keine Verwirrung, wenn hier nach und nach Beiträge im digitalen Nirvana verschwinden.

MyGully soll doch nur nicht Telegram 2.0 werden... Deine ewige Neuanmelderei, um Jünger für "eure Sache" zu gewinnen, zieht hier eben nicht...

[user4mygully]

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ABER!!1!11!!!

[nichdiemama]

Zitat von ColdFridge45

Vielleicht solltet ihr eure Regeln für das Forum erweitern und darauf hinweisen, daß aus Sicht der Moderatoren unerwünschte und nicht regierungskonforme Beiträge umgehend zensiert werden. ....

Wenn du das forum mal kurz überfliegst, wirst du hier jede menge regierungskritische beiträge finden.
Was du hier nicht finden solltest, sind beiträge die eindeutige fehlinformationen, hetze, diskriminierung aufgrund von rasse, geschlecht, sexueller orientierung enthalten.
Dazu wiederum gibt es hinweise, dass das nicht erwünscht ist.