Local temperatures rapidly depart from historical experience beyond 1.5°C

Seit Jahrzehnten verfolgen Wissenschaftler den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur der Erde und beobachten, wie das globale Thermometer über den vorindustriellen Referenzwert steigt. Doch für Menschen, die in bestimmten Städten, Gemeinden und Wäldern leben, geht es nicht nur um einen globalen Durchschnitt; es geht um das lokale Wetter, das sie jeden Tag erleben. Eine entscheidende Frage hat lange in der Klimawissenschaft hinterfragt: Ab welchem Punkt wird die Hitze permanent? Es gibt einen Unterschied zwischen einem einzelnen rekordverdächtigen Sommer und einer Zukunft, in der das lokale Klima nie wieder in den Temperaturbereich zurückkehrt, an den sich menschliche Gesellschaften und natürliche Ökosysteme gewöhnt haben. Wissenschaftler nennen dies einen „Warmen Zustand“ (warm state) – eine Bedingung, bei der die jährliche Durchschnittstemperatur über den höchsten Werten der historischen Aufzeichnungen bleibt und nie wieder zu der vertrauten Kühle der Vergangenheit zurückkehrt. Zu verstehen, wann dieser Übergang stattfindt, ist von entscheidender Bedeutung, da unsere Infrastruktur, unsere Nutzpflanzen und unsere Ökosysteme alle auf der Annahme basieren, dass das Klima schließlich zu seinen historischen Normen zurückkehren wird. Wenn diese Rückkehr niemals erfolgt, verschwinden die Bezugspunkte, auf denen die Gestaltung unserer Welt beruht.

Eine neue Studie von Forschern der Universität Oxford widmet sich dieser Ungewissheit, indem sie eine andere Frage stellt. Anstatt zu versuchen, das exakte Jahr vorherzusagen, in dem eine bestimmte Stadt ihren Hitzerekord brechen wird, fragten sie: Wie wahrscheinlich ist es, gegeben ein bestimmtes Maß an globaler Erwärmung, dass eine lokale Temperatur für den Rest des Jahrhunderts dauerhaft über ihrem historischen Maximum bleibt? Um dies zu beantworten, griff das Team auf eine riesige Bibliothek von Computersimulationen zurück. Sie trainierten ein hochentwickeltes Computerprogramm, eine Art künstliche Intelligenz, bekannt als neuronales Netz, mit 408 verschiedenen Klimasimulationen. Diese Simulationen repräsentieren verschiedene mögliche Zukünfte, doch die Forscher konzentrierten sich auf einen spezifischen Pfad, der den aktuellen globalen politischen Verpflichtungen eng entspricht – ein Szenario, in dem die Treibhausgasemissionen weiter steigen, aber schließlich stabil bleiben. Das Programm lernte, Muster in der Klimageschichte jedes Standorts zu erkennen, wie etwa wie stark die Temperatur natürlich schwankt und wie schnell sich der Erwärmungstrend beschleunigt. Es nutzte dieses Wissen dann, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass ein Ort in einen permanenten „warmen Zustand“ eintritt, sobald die Welt bestimmte Erwärmungsmeilensteine erreicht: 1,5 Grad, 2 Grad, 2,5 Grad und 3 Grad über dem vorindustriellen Niveau.

Die Ergebnisse offenbaren eine erschreckende und sich beschleunigende Realität. Bei einer globalen Erwärmung von 1,5 Grad Celsius bleibt die Situation relativ kontrolliert. In diesen Simulationen ist nur ein winziger Bruchteil der Landfläche der Welt, nämlich 2,2 Prozent, sehr wahrscheinlich in diesen permanenten warmen Zustand übergegangen. Doch die Situation ändert sich dramatisch mit nur einem halben Grad zusätzlicher Erwärmung. Wenn der Planet 2 Grad Celsius erreicht, dehnt sich die Fläche des Landes, das in dieses neue, beispiellose Klima eingesperrt ist, scharf aus und bedeckt 40,3 Prozent der weltweiten Landfläche. Dies ist nicht nur eine geografische Verschiebung; es ist eine menschliche. Bis die Welt um 2 Grad erwärmt ist, werden fast die Hälfte der derzeit auf der Erde lebenden Menschen in Regionen leben, in denen die Jahrestemperatur nie wieder unter das historische Maximum fällt. Wenn die Erwärmung auf 2,5 und 3 Grad ansteigt, klettern die Zahlen noch höher und setzen schließlich 96 Prozent der Weltbevölkerung und fast 80 Prozent der oberirdischen Pflanzenwelt der Welt diesen anhaltenden, rekordverdächtigen Bedingungen aus.

Die Studie klärt auch auf, warum frühere Schätzungen irreführend gewesen sein könnten. Frühere Forschungen behandelten Klimamodelle oft als eine einzige, einheitliche Stimme und mittelten sie zusammen, um ein präzises Datum zu finden, an dem sich das Klima ändern würde. Das Oxford-Team stellte fest, dass dieser Ansatz ein kritisches Detail übersieht: die Rolle natürlicher, zufälliger Wetterschwankungen. In ihren Simulationen konnten zwei identische Klimamodelle, die dasselbe Szenario durchlaufen, völlig unterschiedliche Ergebnisse für eine Stadt wie Oslo liefern. In einem Durchlauf könnte die Stadt im Jahr 2058 in einen permanenten warmen Zustand eintreten; in einem anderen geschieht dies vielleicht erst 2091. Dieser Unterschied von Jahrzehnten wird durch das natürliche Auf und Ab des Wetters verursacht, das den Moment, in dem die Hitze permanent wird, entweder verzögern oder beschleunigen kann. Indem sie ihr neuronales Netz darauf trainierten, diese lokalen Schwankungen und die spezifische Geschichte jedes Standorts zu berücksichtigen, schufen die Forscher ein Werkzeug, das weitaus zuverlässiger ist als einfache Durchschnittswerte. Sie validierten ihre Methode, indem sie sie an Klimamodellen testeten, die das Programm noch nie gesehen hatte, und bewiesen damit, dass das Programm in der Lage war, Ergebnisse basierend auf der einzigartigen Klimageschichte eines Ortes genau vorherzusagen, anstatt nur basierend auf einem globalen Durchschnitt zu raten.

Die Auswirkungen dieser Erkenntnisse sind tiefgreifend für die Art und Weise, wie wir die Zukunft betrachten. Die Forschung legt nahe, dass der Übergang von einem Klima, das gelegentlich Rekorde bricht, zu einem Klima, das diese dauerhaft überschreitet, kein langsames, lineares Gleiten ist, sondern eine schnelle Expansion, die sich zwischen 1,5 und 2 Grad Erwärmung scharf beschleunigt. Die Tropen erleben diesen Übergang zuerst, da ihr Wetter natürlich weniger schwankt, was das Signal der Erwärmung deutlicher macht. Die Studie betont jedoch, dass dies kein fernes Problem der Zukunft ist; es ist eine Trajektorie, die die Welt durch die aktuelle Politik bereits festlegt. Die Simulationen zeigen, dass unter dem Emissionspfad, der den heutigen politischen Verpflichtungen am nächsten kommt, ein schnell wachsender Anteil der Menschheit und der Erdpflanzen einem zukünftigen Zustand verpflichtet ist, in dem das lokale Klima keinen historischen Vergleich mehr hat. Die Studie behauptet nicht, das exakte Jahr vorherzusagen, in dem dies für jede Stadt geschehen wird, aber sie liefert eine hochgradig verlässliche Karte des Risikos und zeigt, dass das Zeitfenster, um diese permanente Abkehr von der Vergangenheit zu vermeiden, sich schnell schließt und dass die Folgen des Überschreitens dieser Schwelle weitaus weitreichender sind als bisher verstanden.