Wieder liegt ein "normaler" Klimawandelsommer hinter uns: In der Arktis hat die Eisfläche auf dem Polarmeer ein neues Rekordminimum erreicht, ebenfalls Rekord waren die Schmelzwassermengen, die vom grönländischen Eispanzer abgetaut sind, und die USA stöhnten unter ihrem wärmsten Juli seit Beginn der Messungen, der auf das gleichfalls wärmste Frühjahr folgte. Mehr als 60 Prozent der Landmasse der USA, aber auch Teile von Osteuropa und Indien litten unter Dürre, die die Lebensmittelpreise nach oben trieb. Die global gemittelten Landtemperaturen waren im Mai und Juni die wärmsten, die seit dem 19. Jahrhundert jemals für diese Monate verzeichnet wurden.

Doch damit nicht genug: Demnächst wird die Entwicklung eines El Niño erwartet, jener etwa alle drei bis sieben Jahre auftretenden Erwärmung der Oberflächentemperaturen im tropischen Pazifik. Einige Beobachter haben vorhergesagt, dass dies 2013 wieder zu einem neuen Jahresrekord in der globalen Mitteltemperatur führen könnte (das bisherige Rekordjahr war laut NASA-Daten 2010, wie die Abbildung belegt) – ein guter Anlass, um Signal und Rauschen in der globalen Temperatur unter die Lupe zu nehmen.

In den letzten 30 Jahren zeigt die globale Mitteltemperatur einen linearen Erwärmungstrend von 0,16 Grad Celsius pro Jahrzehnt. Wer als Physiker die Ursache für diesen Temperaturanstieg sucht, muss die Wärmequelle finden. Eine Möglichkeit wäre, dass die Wärme aus dem Ozean kommt. Aber die Messungen belegen das Gegenteil. Denn die Weltmeere nehmen insgesamt Wärme auf, statt welche abzugeben. Oder die Wärme kommt von oben, was in der Tat der Fall ist: Mehr Strahlung tritt oben in die Atmosphäre ein, als wieder ins All abgestrahlt wird. Das liegt daran, dass die zunehmende Menge an Treibhausgasen in der Luft die Abstrahlung von Wärme ins All behindert.

Diesem langfristigen globalen Erwärmungssignal als Folge des zunehmenden anthropogenen Treibhauseffekts sind aber noch kurzfristige, natürliche Schwankungen überlagert. Manche Jahre, etwa 2005 und 2010, ragen deshalb über die Trendlinie hinaus, während andere wie 2008 und 2011 darunter bleiben. Insgesamt bewegen sich die Temperaturen jedoch innerhalb eines Schwankungskorridors von plus/minus 0,2 Grad Celsius langsam aber sicher nach oben. Die besonders im Internet aktiven Gesundbeter des Klimawandels nutzen diese Schwankungen, um zu behaupten, die globale Erwärmung habe sich verlangsamt. Sie picken kurze Zeitintervalle heraus, die im oberen Teil des Korridors beginnen und im unteren Teil enden. Sie verwechseln damit Signal und Rauschen.

Ein großer Teil des Rauschens, also der natürlichen Schwankungen, wird durch drei Faktoren verursacht. Dazu zählen Vulkanausbrüche wie 1991 der Ausbruch des Pinatubo auf den Philippinen, auf den drei kühle Jahre folgten. Zweitens gibt es Schwankungen der Sonnenaktivität, vor allem den bekannten elfjährigen Sonnenfleckenzyklus. Und drittens gibt es das unregelmäßige Pendeln zwischen warmen El-Niño- und kalten La-Niña-Bedingungen im Pazifik.

Die Rolle der Sonnenaktivität

Für diese drei natürlichen Faktoren gibt es unabhängige Messreihen, die man leicht mit der globalen Temperatur korrelieren kann [1]. Die Analyse zeigt, dass beispielsweise während eines Sonnenmaximums die globale Temperatur etwa 0,1 Grad Celsius wärmer ist als im Sonnenminimum. Sie zeigt aber auch, dass die Sonnenschwankungen nichts zum Erwärmungstrend der letzten Jahrzehnte beigetragen haben -im Gegenteil: Sie haben ihn etwas verlangsamt. Diese Sonnenschwankungen sind aber so schwach, dass die Rekordwärme 2010 trotzdem im tiefsten und am längsten andauernden Sonnenminimum seit Beginn der Satellitenmessungen in den 1970ern auftrat.

Die Korrelationsanalyse zeigt weiter, dass die globale Temperatur typischerweise vier Monate nach dem Höhepunkt eines El Niño ein Maximum erreicht und nach einem La Niña entsprechend einen Tiefpunkt. La-Niña-Episoden haben dazu beigetragen, dass 2008 und 2011 kühle Jahre waren, was den Erwärmungstrend etwas verschleierte. Doch obwohl 2011 im Vergleich zu den vorangegangenen zehn Jahren kühl ausfiel, war es das wärmste La-Niña-Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen.

Man kann die globale Temperatur um den Effekt der genannten Schwankungen bereinigen, genau wie man saisonbereinigte Arbeitslosenzahlen errechnet. Wenn man dies tut, zeigt die globale Temperatur einen stetigen Erwärmungstrend, der auch in den letzten zehn Jahren keineswegs geringer ausfällt als in den beiden Jahrzehnten zuvor (siehe Abbildung 2), und das gilt unabhängig vom verwendeten Datensatz. Diese Erwärmung stimmt im Übrigen genau mit der überein, die der "Weltklimarat" IPCC in seinen letzten Berichten als Folge der steigenden Treibhausgasmengen vorhergesagt hat.

Inzwischen geht es im Sonnenzyklus wieder aufwärts, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis die nächste El-Niño-Episode eintritt. Die US-amerikanische Ozean- und Atmosphärenbehörde NOAA hat sogar vorhergesagt, dass es noch in diesem Herbst so weit sein dürfte. Diese beiden Faktoren, zusammen mit den weiter steigenden Treibhausgasen, machen es in der Tat wahrscheinlich, dass es schon 2013 zu einem neuen Rekordjahr kommen könnte.

Vielleicht wird das die unwissenschaftlichen Stimmen verstummen lassen, die immer wieder fälschlich behaupten, die globale Erwärmung sei vorbei. Allerdings findet man in den einschlägigen Internetforen schon eine neue Variante: nämlich die globale Erwärmung gleich ganz auf El Niño zu schieben. Um dies als Unsinn zu entlarven, muss man nur wieder die Frage stellen, ob die Wärme nun von unten oder oben kommt. Im Fall von El Niño kommt die Wärme tatsächlich auch aus dem Ozean, der sie entsprechend an die Luft abgibt, während La Niña diesen Wärmespeicher wieder auffüllt. Das bestätigen Satellitenmessungen der Strahlungsbilanz an der Oberseite der Atmosphäre: In den kühlen La-Niña-Phasen der letzten Jahre hat die Erde nicht etwa Wärme an das All verloren, sondern im Gegenteil besonders viel davon aufgenommen. Das ist auch zu erwarten, denn wenn die Meereszirkulation besonders kaltes Wasser an die Oberfläche bringt, dann saugt dieses besonders viel Wärme auf.

Wenn man also den Erwärmungstrend der letzten Jahrzehnte durch El Niño erklären möchte – oder durch irgendeinen anderen Mechanismus, bei dem die Wärme aus dem Ozean kommt –, dann hätte der Ozean Wärme verlieren müssen. Messungen belegen das Gegenteil, denn die im Ozean gespeicherte Wärmemenge hat zu- und nicht abgenommen. Es ist wissenschaftlich gut verstanden, woran das liegt: weil wir mit unseren Treibhausgasen ein Ungleichgewicht in der Strahlungsbilanz unseres Planeten erzeugt haben. Das Signal der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung ist also klar und deutlich.