Die Behauptung, dass sich das Klima erwärmt, bedarf der Belege. Belegt werden kann die Klimaerwärmung mittels Temperaturmessungen, wie sie weltweit erfolgen. Temperaturmessungen müssen allerdings strenge Kriterien erfüllen und fehlerlos durchgeführt werden, damit sie aussagekräftig und vergleichbar sind. Die Messungen erfolgen nicht lückenlos und sind auch nicht vollständig fehlerlos Darüber hinaus hat sich das Umfeld von vielen Messstationen über die Jahrzehnte hinweg mehr oder weniger stark verändert. Es gibt verschiedene Messverfahren, die alle auch Nachteile haben und kombiniert werden müssen. Die Ergebnisse der kombinierten Messverfahren sind nicht deckungsgleich. Es bleiben Ungereimtheiten und offene Fragen. Bei den Durchschnittstemperaturen und Temperaturkurven handelt es sich daher stets nur um Schätzungen. Weil die maßgeblichen Messungen weltweit und auch in Deutschland nach strengen und internationalen Standards durchgeführt werden, sind diese Schätzungen allerdings zuverlässig. Und diese zuverlässigen Schätzungen lassen zweifellos eine weltweite Klimaerwärmung erkennen.

Keine lückenlose Aufzeichnung der Lufttemperaturen möglich

Wenn wir von einer globalen oder deutschlandweiten jährlichen Durchschnittstemperatur sprechen, müssen wir uns bewusst machen, dass eine solche nicht lückenlos messbar ist. In erster Linie erfolgen die Temperaturmessungen mittels bodenständiger Thermometer (seit Ende des 19. Jahrhunderts), Wetterballone (seit den fünfziger Jahren) und Satellitenmessungen der Mikrowellen-Emissionen (seit 1979). Andere Technologien wie etwa auf GPS basierende Verfahren sind hinsichtlich ihrer Aufzeichnungsperiode begrenzt und hinsichtlich ihrer Genauigkeit noch nicht allgemein akzeptiert.i

Die bodenständige Messung der Temperaturen erfolgt durch Wetterstationen. Die Wetterstationen sind in der Welt ungleich verteilt und bilden nirgendwo ein lückenloses Netz. Daraus ist zu folgern, dass auch nirgendwo die Lufttemperatur lückenlos gemessen werden kann. Wenn also von einer globalen oder deutschlandweiten jährlichen Durchschnittstemperatur die Rede ist, dann handelt es sich um die Durchschnittstemperatur, die von allen Wetterstationen der Welt bzw. von allen deutschen Wetterstationen gemessen worden ist. Die globale Durchschnittstemperatur wird von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) anhand der weitgehend übereinstimmenden Messdaten von sechs führenden Institutionen gemessen. Darunter sind die US-Klimabehörde NOAA und der Copernicus-Klimawandeldienst der EU.ii

Weltweit gibt es etwa 10500 Wetterstationen am Boden. Darüber hinaus gibt es Wetterstationen, die regelmäßig Sondierungen der Atmosphäre bis in etwa 30 Kilometer Höhe durchführen. Und schließlich gibt es noch mobile Wetterstationen, die von Schiffen, Bojen, Flugzeugen und anderen Plattformen Wetterdaten liefern. Auch diese sind im Katalog der Weltorganisation für Meteorologie mit ihrem Messprogramm enthalten.iii

Die Wetterstationen, deren Daten für die Berechnung der globalen Durchschnittstemperatur herangezogen werden, sind auf der Erde ungleich verteilt. Über Europa und den dicht besiedelten Bereichen Asiens und Nordamerikas findet sich heute ein sehr dichtes meteorologisches Messnetz. Auf den anderen Kontinenten ist das Netz schon dünner, aber zumindest theoretisch (wenn alle vorhandenen Stationen Meldungen liefern) noch ausreichend. Über den Meeren gibt es noch große Gebiete, die sehr arm an Daten sind. In diesen Gebieten werden die Temperaturen von Schiffen und Wetterbojen aus gemessen und gemeldet.iv Die Messungen der Schiffe sind nur über Nacht brauchbar, weil sich tagsüber die Schiffe stark aufheizen und so die Messergebnisse verfälscht werden.v

Die Anzahl und die Lage der Wetterstationen ist einem steten Wandel unterworfen. Auch benutzen die Institute verschiedene Messverfahren.vi Darüber hinaus ändert sich die Umgebung der einzelnen Messstationen, womit sich die Klimabedingungen ändern. Und schließlich hat sich auch die Gerätetechnik geändert (z. B. vom Quecksilber- zum elektronischen Thermometer).

Alle genannten Punkte erklären, warum infrage gestellt wird, dass sich die globale oder deutschlandweite jährliche Durchschnittstemperatur Zehntelgrad genau berechnen lässt. Angesichts der Tatsache, dass sich die Mehrheit der Messstationen auf der nördlichen Erdhalbkugel befindet, die in besonderem Maße vom Temperaturanstieg betroffen ist, kommt auch die Vermutung auf, dass das Ausmaß der Klimaerwärmung übertrieben dargestellt wird. Hinzu kommt, dass die direkten Temperaturmessungen und die Daten der Klimaarchive nur bedingt miteinander vergleichbar sind.vii

Zwar werden die Temperaturen auf der Erde und den Ozeanen heute auch mittels Satelliten gemessen, doch haben auch diese ihre Tücken. Satelliten messen nämlich nicht die Temperatur, sondern Strahlung in bestimmten Wellenlängen. Zudem gibt es sie erst seit 1979, womit für die Zeit davor keine entsprechenden Daten vorliegen. Und schließlich gelangen Satelliten wegen der Reibung über die Jahre in eine tiefere Umlaufbahn – eine ungenügende Korrektur dieses Effektes hat lange für überschätzte Trends in der oberen Troposphäre geführt.

Es bleibt also als Fazit festzuhalten, dass es sich bei den Durchschnittstemperaturen und Temperaturkurven um eine Schätzung handelt, allerdings um eine recht zuverlässige.viii

Richtige Messung der Lufttemperatur erforderlich

Zu den genannten Unsicherheiten kommt hinzu, dass die Lufttemperatur richtig gemessen werden muss. Dabei ist Folgendes zu beachten:

Erstens muss die Messung im Schatten erfolgen, denn nur dann sind die Daten miteinander vergleichbar. In der Sonne kann man die Temperatur nicht messen, weil sie dort von der Helligkeit der Oberfläche abhängt. Zweitens muss der Außensensor auch vor anderer Wärmestrahlung geschützt werden. Deshalb sollte er nicht direkt an einer Hauswand angebracht werden, denn Hauswände geben Wärmestrahlung ab. In Sommernächten kann dies zu Messfehlern von einigen Grad führen. Drittens ist darauf zu achten, dass die Luft möglichst ungehindert um den Sensor zirkulieren kann, damit auch tatsächlich die Temperatur der umgebenden Luft gemessen wird. Viele Wetterstationen haben einen Strahlungsschutz, durch den die Luft zirkulieren kann.ix

Vermeidung von Fehlerquellen seitens des Deutschen Wetterdienstes

Der Vorwurf, dass keine lückenlose Aufzeichnung der Lufttemperaturen möglich und die Messung der Lufttemperaturen fehlerbehaftet sei, gilt auch für Deutschland. Folglich ist zunächst zu klären, wer in Deutschland für die maßgebliche Messung der Lufttemperaturen verantwortlich ist. Danach ist darzulegen, wie die Messung erfolgt und wie Fehler vermieden werden.

Die Aufgabe, in ganz Deutschland das Wetter und das Klima zu beobachten, Entwicklungen zu analysieren und Prognosen zu treffen, obliegt dem Deutschen Wetterdienst (DWD). Bei dem DWD handelt es sich um eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr. Seine Aufgaben und Befugnisse sind im Gesetz über den Deutschen Wetterdienst festgelegt.x

Zur Erfassung der Wetterdaten betreibt der DWD das sogenannte „hauptamtliche Stationsnetz“. Es besteht aus etwa 200 Wetterstationen, die relativ gleichmäßig im deutschen Bundesgebiet verteilt sind. Bei diesen Wetterstationen handelt es sich um „hauptamtliche Stationen“. Darüber hinaus zählen weitere knapp 300 vollautomatisierte Wetterstationen zum sogenannten „Bodenmessnetz“ des DWD. Diese befinden sich auf privatem Grund und werden von ehrenamtlichen Bürgern betreut. Die Ehrenamtler müssen unter anderem dafür sorgen, dass die Umgebung der Wetterstation stets den strengen Anforderungen der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) genügen. Für die Erfassung der Verteilung der Niederschläge betreibt der DWD zudem noch knapp 500 automatische Niederschlagsstationen, ebenfalls betreut von ehrenamtlichen Bürgern. Damit ist das Bodenmessnetz des DWD eines der dichtesten Messnetze von Wetterdaten weltweit.

Eine amtliche Wetterstation muss strengen und internationalen Standards entsprechen, die von der WMO festgelegt sind. Nur so wird sichergestellt, dass man Wetterdaten weltweit miteinander vergleichen kann. Der Standort muss geeignet sein, damit die Daten repräsentativ für die Umgebung sind. Wetterstationen befinden sich daher meist in relativ flachem Terrain, fernab von Gebäuden oder größeren Waldflächen. Der Untergrund darf sich bei starker Sonneneinstrahlung nicht stark aufheizen. Daher werden Wetterstationen nicht auf dunklem Asphalt oder auf Pflastersteinen errichtet, sondern auf einem für die Region natürlichen Untergrund, in Deutschland auf einer Grasfläche.xi

Aufgrund einer zunehmenden Bebauung der Umgebung einer Wetterstation oder anderer signifikanter Veränderungen kann es vorkommen, dass eine Wetterstation verlegt werden muss. Bei signifikanten Veränderungen und Verlegungen einer Wetterstation sind die Daten innerhalb der Messreihe nicht mehr uneingeschränkt vergleichbar. Daher wird darauf geachtet, dass die Standorte der Wetterstationen nicht nur in der Gegenwart den strengen und internationalen Standards genügen, sondern auch auf lange Sicht hin. Absichtliche Verlegungen von Wetterstationen beispielsweise an wärmere Standorte erfolgen nicht. Bei signifikanten Veränderungen des Umfeldes von Wetterstationen oder Verlegungen von Wetterstationen kann es zur Messung höherer Temperaturen kommen. Das ist aber kein Argument dafür, die Klimaerwärmung als solche infrage zu stellen, denn ein Temperaturanstieg ist auch an den Wetterstationen zu beobachten, die sich an unbeeinflussten ländlichen Standorten befinden und durchgehend am gleichen Standort betrieben wurden.

Der DWD misst heutzutage die Temperatur nicht mehr mit Quecksilberthermometern, sondern mit elektronischen Temperatursensoren. Damit Temperaturunterschiede nicht auf diesen Wandel der Gerätetechnik zurückgeführt werden können, muss die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sichergestellt sein. Es muss also herausgefunden werden, ob die von den Quecksilberthermometern gemessene Temperatur mit der von den elektronischen Temperatursensoren gemessenen Temperatur übereinstimmt. Bei Abweichungen muss herausgefunden werden, wie groß diese Abweichungen genau sind. Zu diesem Zweck betreibt der DWD über Deutschland verteilt mehrere Klimareferenzstationen. An den Klimareferenzstationen wurden die traditionell eingesetzten Quecksilberthermometer (mit manueller Ablesung) und die aktuellen elektronischen Temperatursensoren über mehrere Jahre parallel betrieben. Vergleiche dieser Parallelmessungen zeigen, dass keine systematische Veränderung der Messungen durch den Übergang auf automatische Messungen eingetreten ist.xii

Kombination verschiedener Verfahren zur Messung der Temperatur der Meeresoberfläche erforderlich

Für die Messung der Temperatur der Meeresoberfläche werden verschiedene Verfahren angewandt. Diese müssen kombiniert werden, um zu aussagekräftigen Daten zu gelangen. Dies sei beispielhaft an der Messung der Temperatur der Oberfläche von Nord- und Ostsee erklärt.

Die Temperaturen der Nordsee (in der Deutschen Bucht, und zwar vom Ärmelkanal im Süden bis zur Linie Shetlands – Bergen im Norden) und in der westlichen Ostsee werden seit 1968 vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) analysiert. Für die Auswertungen greifen die Mitarbeiter auf Daten aus dem Maritimen Messnetz MARNET zurück, das das BSH betreibt. Die Daten werden mittels Schiffen, Bojen und Satelliten erhoben. Alle drei Beobachtungsverfahren haben ihre Vor- und Nachteile. Satellitenbilder decken große Flächen ab, sind jedoch aufgrund der Umlaufzeiten nur alle paar Tage verfügbar. Messungen durch Schiffe können dagegen nur wenige Male im Jahr durchgeführt werden, bieten jedoch Informationen über eine große Fläche und über die ganze Wassersäule. Bojenmessungen wiederum bieten Informationen an wenigen ausgewählten Stellen, diese dafür aber stündlich und über die gesamte Wassersäule. Durch die Kombination der verschiedenen Beobachtungsverfahren können die Daten in einer ausreichenden zeitlichen und räumlichen Dichte erhoben werden. Auch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die verschiedenen Verfahrensweisen und Techniken ihre ganz spezifischen Messfehler mit sich bringen. Das macht einen Abgleich der Daten nötig.xiii

i Vgl. https://eike-klima-energie.eu/2016/01/31/messung-der-globalen-temperatur-satelliten-oder-thermometer/ (aufgerufen am 19.07.2023)..

ii Vgl. https://www.spektrum.de/news/globale-durchschnittstemperatur-rekordwarm-trotz-la-nina/1972633 ; https://public.wmo.int/en/media/press-release/2021-one-of-seven-warmest-years-record-wmo-consolidated-data-shows (jeweils aufgerufen am 19.07.2023).

iii Vgl. https://www.dwd.de/DE/derdwd/messnetz/dg_im_dwd.pdf?__blob=publicationFile&v=3 (aufgerufen am 19.07.2023).

iv Vgl. https://www.dwd.de/SharedDocs/faqs/DE/klima_faqkarussell/klimaaenderung_3.html (aufgerufen am 19.07.2023).

v Vgl.

https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/06/wie-messen-wir-die-erderwaermung.html (aufgerufen am 19.07.2023).

vi Vgl. https://www.dwd.de/SharedDocs/faqs/DE/klima_faqkarussell/klimaaenderung_3.html (aufgerufen am 19.07.2023).

vii Zu den verschiedenen Kritikpunkten siehe Stefan Uhlig, Der natürliche Klimawandel. Fakten aus geologischer, archäologischer und astrophysikalischer Sicht, Sargans, Schweiz 2021, 76-82. Zur Beeinflussung der Temperaturen auf der Erdoberfläche durch Verstädterung siehe Mandhav L. Khandekar, Uncertainties in greenhouse gas induced climate change, Edmonton, Alberta 2000, 11, https://open.alberta.ca/dataset/cfffb2bb-9286-41b0-a1bd-a0f24b3af542/resource/fc17b457-60b2-4cd8-b256-247cd8b316dc/download/aenv-uncertainties-in-greenhouse-gas-induced-climate-change-7217.pdf .

viii Vgl. https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2015/06/wie-messen-wir-die-erderwaermung.html (aufgerufen am 19.07.2023). Mandhav L. Khandekar, Uncertainties in greenhouse gas induced climate change, Edmonton, Alberta 2000, 10-12 geht auf die fehlende Übereinstimmung zwischen den Daten seitens der Satelliten und er landgebundenen Messstationen ein und nennt eine Vielzahl möglicher Gründe, zu denen auch technische Aspekte und Veränderungen der Umlaufbahn der Satelliten gehören.

ix Vgl. https://www.wetter-center.de/blog/so-misst-man-die-lufttemperatur-richtig/ (aufgerufen am 19.07.2023).

x Vgl. https://www.dwd.de/DE/derdwd/derdwd.html; (aufgerufen am 16.09.2023).

xi Vgl. https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2022/11/21.html;jsessionid=8944CBCDA4D0ADF1C144932EA2C62EA6.live21063 (aufgerufen am 16.09.2023).

xii Vgl. https://www.dwd.de/DE/leistungen/zeitreihen/fragen_zeitreihen.html (aufgerufen am 16.09.2023).

xiii Vgl. Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Factsheet Temperaturen Nord- und Ostsee, Stand Dezember 2018, https://www.bsh.de/DE/DATEN/Klima-und-Meer/Meerestemperaturen/Meeresoberflaechentemperaturen/_Anlagen/Downloads/Fact_Sheet_Temperaturen.pdf?__blob=publicationFile&v=4; https://www.bsh.de/DE/THEMEN/Beobachtungssysteme/Messnetz-MARNET/messnetz-marnet_node.html (jeweils aufgerufen am 09.08.2023). Als Wassersäule wird ein abgegrenzter Wasserkörper von der Oberfläche eines Gewässers bis zu den Bodensedimenten bezeichnet.