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2015 war das wärmste Jahr

Im Dezember 2014 las ich den Beitrag „2015 wird das wärmste Jahr“ in der Rubrik Wetterthema auf tagesschau.de. Der Autor Dr. Tim Staeger und/oder seine Kolleginnen/Kollegen der ARD-Wetterredaktion haben sich die Mühe gemacht, ein wirklich schönes Balkendiagramm über die globalen jährlichen Temperaturanomalien seit 1880 zu erstellen, und den genannten Beitrag damit zu illustrieren. Unter dem Diagramm ist als Quelle NOAA angegeben.

Ich bin Elektrochemiker, und die Auswertung und Analyse von zeitlichen Verläufen von stetigen und periodischen Meßwerten gehört zu unserem Handwerkszeug. Ich hatte sogar ein ziemlich ausgefeiltes Programm dafür geschrieben. Jedenfalls ging mir bei dem Balkendiagramm von Herrn Dr. Staeger sofort durch den Kopf: „Mensch, das ist doch ein Sinus!“

Die Daten

Unvollständig zwar, und invertiert, aber klar ein Sinus. Das ließ mir keine Ruhe, und so habe ich bei der genannten Quelle NOAA die Originaldaten gesucht und gefunden - The Global Anomalies and Index Data - und damit in Apple Numbers schnell ein Balkendiagramm erstellt. Der direkte Vergleich zum Diagramm der ARD-Wetterredaktion zeigt, daß ich die richtigen Daten gefunden habe:

Der Sinus

Ich lese die Daten in mein Programm ein und versuche eine Kurvenanpassung an eine invertierte Sinusfunktion:

Die Anpassung ist sicherlich nicht perfekt, und insbesondere die Daten in den Weltkriegsjahren fallen aus dem Rahmen. Die Periode des gefundenen Sinus beträgt 242 Jahre und sie beginnt mit einer Kältephase in 1860. Die Amplitude ist 0,6 °C. Der komplette Zyklus endet 2102 und sieht folgendermaßen aus:

Im obigen Diagramm wurde die x-Achse auf die Nulldurchgänge des Sinus, hier 0,2 °C angehoben. In dieser Darstellung tritt die singuläre Abweichung um 1942 herum sehr viel deutlicher hervor. Dabei handelt es sich offenbar um einen Peak, und für eine Gauß-Verteilung dürfte der schon auf den ersten Blick zu steil sein, aber eine Lorentz-Verteilung könnte passen, und damit versuche ich auch sofort einmal eine Kurvenanpassung. Im ersten Schritt wird der gefundene Sinus von den Meßwerten subtrahiert, um die Kurvenanpassung zu vereinfachen:

Das sieht schon mal ganz brauchbar aus. Die kleine Abweichung nach oben auf der linken ansteigenden Flanke und die kleine Abweichung nach unten im Ausläufer rechts lassen sich zwanglos damit erklären, daß sich die Lage des zugrundeliegenden Sinus nicht 100%ig perfekt ermitteln läßt. Das Gesamtbild mit Sinus und Lorentz-Verteilung um 1942 ergibt sich dann wie folgt:

Schlußfolgerung

Eine Funktion mit 7 variablen Parametern kann man an einen Elefanten anpassen. Für eine sinnvolle Schlußfolgerung braucht man ein physikalisches Modell für die Periodizität von ca. 242 Jahren (vielleicht eine Resonanz in den Sonnenzyklen), sowie zumindest eine Idee dazu, welche Störung um etwa 1910 herum den Peak bei 1942 veranlaßt haben könnte - möglicherweise kommt ja das Tunguska-Ereignis am 30. Juni 1908 dafür in Frage. Oder könnten es vielleicht auch das viele verschossene Pulver und die vielen verheerenden Brände in der Weltkriegszeit gewesen sein.

Nachtrag 2018

Es ist nun fast 4 Jahre her, seit ich die obige Analyse erstellte. In der Zwischenzeit hatte die NOAA die Datenerhebung/-auswertung für den jährlichen Temperaturanomalieindex auf das neue Verfahren GHCN-M v3.3.0 umgestellt, welches nach eigenen Angaben leicht höhere Werte speziell in Kälteperioden rund um den Globus liefert als das bis dahin verwendete ältere Verfahren. Die Umstellung macht sich als Knick in der Kurve bemerkbar, und eine Fortschreibung der vorliegenden Analyse wäre demnach nur sinnvoll, wenn man die alten Daten nach dem neuen Verfahren neu ODER die neuen Daten zusätzlich nach dem alten Verfahren auswertet. Dazu fehlt mir allerdings die Zeit.

Keywords: climatesine, klimasinus, Klimaanomalie

Copyright © Dr. Rolf Jansen - 2018-10-01 13:30:49

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