Sonntag, 30. August 2009

Probleme mit Firefox gelöst

Ich gebe zu, daß ich mein Blog nach dem Prinzip der Black-Box benutze. Ich gebe Texte ein, aber ich habe keine Zeit und keine Lust, auch noch die knappe Freizeit darauf zu verwenden, mich in Feinheiten des Net-Publishing einzuarbeiten. Doch das kann auch in die Hose gehen. Da ich Mozilla als Net-Browser nur ausnahmsweisebenutze, merke ich auch normalerweise gar nicht, wenn nach Änderungen mein Blog in Firefox nicht lesbar ist. Und so mußte nach Murphys Gesetz genau das passieren. Zum Glück hat mich ein Feund auf das Problem aufmerksam gemacht. Also: der Blog ist jetzt ein bißchen schmaler und dafür wieder in Firefox lesbar (jedenfalls Version 3.5 - keine Garantien für ältere Versionen). Tut mir leid, wenn ich damit einigen Lesern die Freude am Blog verdorben hatte.

Donnerstag, 20. August 2009

Klimavorhersage bis 2030?

Man muß immer wieder darauf hinweisen, daß die Klimamodelle, deren Ergebnisse in die IPCC-Berichte eingehen, keine Klimavorhersage machen. Eine Vorhersage nimmt einen möglichst gut bekannten, konkreten Anfangszustand und entwickelt ihn mit möglichst guten Kenntnissen der bestimmenden Zustandsgleichungen und antreibender Größen so lange fort, bis die Ungenauigkeit der Vorhersage groß wird gegenüber den Vorhersagegrößen. Bei der Wettervorhersage ist die Grenze nach etwa 10 Tagen erreicht, stabilere Größen verschwinden nach etwa 15 Tagen in der Ungenauigkeit der Vorhersage. Die Klimamodelle hingegen machen Aussagen dazu, wie sich das Klima bei bestimmten Randbedingungen langfristig im statistischen Mittel einstellen wird. Der Weg hin zu einem bestimmten Klima wird nur sehr grob angegeben, weil in Wahrheit das globale Wetter ganz erheblich um den jeweiligen klimatologischen Mittelwert schwanken wird. Daher kann man zwar sagen, um wie viel sich die globale Temperatur innerhalb der nächsten 100 Jahre ändert, falls ein bestimmtes Emissionsszenario eingehalten wird, aber es wird nicht sinnvoll sein, die Aussage dieses Modell über die Temperatur in 10 Jahren zu verwenden, und zwar selbst dann, wenn das Ergebnis nach 100 Jahren ohne Fehler stimmen würde, denn es führen viele gleichwertige Entwicklungen des globalen Wetters hin zum selben Klimazustand in 100 Jahren.

Es gibt aber auch Klimavorhersagen. Diese Vorhersagen kann man in zwei Gruppen unterteilen. Zum einen sind da die deterministischen Vorhersagen. Das sind im Grunde die gleichen Klimamodelle oder entsprechend angepaßte Wettervorhersagemodelle, denen man aber konkrete Anfangsbedingungen aufzwingt, statt sie sich erst mal in einem Vorlauf frei einschwingen zu lassen. Am wichtigsten ist hier ein möglichst exakte Anpassung an Temperaturen auf und in den Meeren. Im Bereich von einigen Monaten liegen dabei Modelle, die zum Beispiel die El Nino-Southern Oscillation ENSO vorhersagen sollen, und derzeit etwa vorhersagen, daß die El Nino-Bedingungen im Pazifik sich weiter fortentwickeln werden und dadurch zumindest bis nächsten Frühjahr für eine deutliche globale Temperaturzunahme sorgen werden. Es gibt aber auch Versuche, Vorhersagen für die nächsten Jahrzehnte zu machen. Veröffentlicht sind einerseits Vorhersagen des Hadley Centres und der Climate Research Unit der University of East Anglia. Diese Gruppe sagt vorher, daß in den nächsten Jahren die globale Temperatur rasch ansteigen wird, um 0,3 Grad zwischen 2004 und 2014. Das ergäbe eine Temperaturanomalie um 0,7 Grad in 2014 gegenüber im Mittel 0,43 Grad im laufenden Jahrzehnt. Das hieße, daß die Temperatur in den nächsten Jahren rasch ansteigen würde. Keenlyside et al. hingegen behaupten, daß die globale Temperatur in den nächsten Jahren nur wenig ansteigen würde. Beide Vorhersagen sind nur gering glaubwürdig, denn das Verfahren ist noch wenig erprobt und bisherige Ergebnisse im Vergleich zur tatsächlichen Entwicklung zeigen nur eine schwache Prognosegüte.

Neben den deterministischen Modellen gibt es auch statistische Modelle. Die Grundidee hier ist, sich die wesentlichen Größen herauszupicken, die die zukünftige Entwicklung beschreiben, und für diese die weitere Entwicklung zu bestimmen. Ich habe ja schon mal, allerdings mit einer anderen Zielsetzung, die Temperatur in verschiedene Anteile zerlegt. Hier fängt mal allerdings gleich mit der globalen Temperaturanomalie an. Man teilt die globale Temperatur in verschiedene Komponenten auf, z.B. Temperaturänderung(durch Vulkane) + Temperaturänderung(durch ENSO) + Temperaturänderung(durch Sonneneinstrahlungsänderung) + Temperaturänderung(durch menschlichen Eingriff über Treibhausgase und Aerosol) + Basiswert. Dahinter stecken zwei Annahmen. Die Größen sind voneinander unabhängig, was recht plausibel ist, und sie entwickeln sich linear additiv, das heißt, wenn ich die Temperatur durch menschlichen Eingriff um 1 Grad steigen lasse und dann ein Vulkanausbruch eine Abkühlung um 0,2 Grad bewirkt, würde der gleiche Vulkanausbruch, wenn die Temperatur um 2 Grad gestiegen ist, sie ebenfalls um diese 0,2 Grad senken. Das ist eine Annahme, die nicht zu stimmen braucht. So lange wir aber die nächsten Jahre betrachten und die globale Temperatur sich noch nicht zu stark geändert hat, ist diese Annahme noch nicht unplausibel.

Die Frage ist nun, wie finde ich heraus, um wie viel eine bestimmte Änderung einer Größe (Stärke des ENSO-Indikator, Stärke der Sonneneinstrahlung, menschlicher Strahlungsantrieb durch Treibhausgase und Aerosole, Stärke von Vulkanausbrüchen) jeweils die Temperatur ändert. Die Antwort hier ist die Anwendung einer multiplen linearen Regression. Die Größen werden als unabhängig angenommen und es wird versucht, die Abweichungen einer Kombination dieser Größen zur Temperatur zu minimieren. Dann kann man vorhersagen, um wie viel sich die Temperatur in den nächsten Jahren ändert, wenn man diese vier Größen, ENSO, Sonne, Vulkane und menschlicher Antrieb, ändert.

Genau das haben nun Lean und Rind gemacht und die Ergebnisse in den Geophysical Research Letters vorgestellt (Lean, J. L., and D. H. Rind (2009), How will Earth's surface temperature change in future decades?, Geophys. Res. Lett., 36, L15708, doi:10.1029/2009GL038932.) Diese beiden Wissenschaftler haben sich bereits 2008 mit der Frage beschäftigt, welche Größen eigentlich auf die globale Temperaturentwicklung Einfluß nehmen und wie groß der menschliche Anteil daran ist (er ist dominierend in den letzten Jahrzehnten) (Lean, J. L., and D. H. Rind (2008), How natural and anthropogenic influences alter global and regional surface temperatures: 1889 to 2006, Geophys. Res. Lett., 35, L18701, doi:10.1029/2008GL034864.) Nun sagen sie voraus, daß die globale Temperatur bis 2014 deutlich ansteigen sollte (um 0,15 Grad, also auf über 0,55 Grad Temperaturanomalie nach der HadCRUT-Zeitreihe – derzeit stehen wir bei 0,5 Grad im Juni 2009 bzw. 0,42 Grad im Mittel des laufenden Jahrzehnts), von 2014 bis 2019 hingen nur gering (0,03 Grad) steigen wird, ziemlich analog zum raschen Anstieg in der ersten Hälfte des laufenden Jahrzehnts und der Konsolidierung des Anstiegs danach. Sie begründen das damit, daß der unterliegende anthropogene Trend überlagert wird durch eine Verstärkung der Erwärmung durch erhöhte solare Aktivität in den nächsten 5 Jahren und wieder abfallender Aktivität in den folgenden 5 Jahren. Sie deuten auch an, wie ein Vulkanausbruch in der Stärke des Pinatubo-Ausbruchs Anfang der 90er Jahre und ein starker El Nino Einfluß nehmen würden. Beides ist auf der Zeitskala grundsätzlich nicht vorhersagbar, aber wenn man einen El Nino auf die ansteigende globale Temperatur aufaddiert, würde man zu jeder Zeit das Temperaturmaximum von 1998 übertreffen. Das Ergebnis liegt natürlich in dem Rahmen, den bereits meine Milchmädchenrechnung angibt, und den auch Easterling und Wehner mit einer ganz anderen Methode finden.

Die Ergebnisse sind also nicht überraschend und nicht aufregend, aber die Arbeit ist sorgfältig ausgeführt und verdeutlicht, daß die globale Temperaturentwicklung recht gut verstanden wird. Im Vergleich zu dieser Arbeit wirkt das kurz zuvor veröffentlichte Machwerk von McLean et al. 2009, in dem eine hohe Korrelation zwischen Temperatur und ENSO-Indikator erzwungen wird und am Ende Aussagen zum Klimatrend gemacht werden, die keinen Bezug zu den Daten in der Arbeit haben, erst recht amateurhaft und unseriös. Das Ergebnis von Lean und Rind ist wohl die derzeit beste Vorhersage der globalen Temperatur der nächsten Jahre. Aber auch hier sieht man deutlich, wie massive Begrenzungen greifen. Weder können wir über mehr als ein halbes Jahr den ENSO-Zyklus vorhersagen noch wissen wir, wann wieder ein Vulkan der Stärke des Mt. Pinatubo ausbricht, dessen (Sulfat-)Aerosol für eine merkliche, kurzzeitige Abkühlung sorgen könnte. Sicher ist nur, daß wir die Temperaturen der 90er Jahre, des 20. Jahrhunderts und wohl auch der letzten 2000 Jahre, endgültig hinter uns gelassen haben, und wir vielleicht schon 2010, auf jeden Fall aber vor 2014 den nächsten Temperaturrekord in allen Temperaturzeitreihen sehen werden. Sicher ist auch, die globale Erwärmung schreitet voran und nein, es wird nicht kühler. Aber das wußten wir auch schon.

Dienstag, 18. August 2009

Wasser sparen, oder?

Jeder kennt sie, die Wasserspartaste an Toiletten, die speziellen Köpfe an Duschen und Wasserhähnen, um den Wasserdurchfluß zu reduzieren und die Appelle, Wasser sei ein knappes Gut, die gerade in der internationalen Weltwasserwoche (17.-23.8.) wieder verbreitet werden.

Ein knappes Gut, global gesehen.

In erster Linie ist Wasser ein sehr ungleich verteiltes Gut. Der größere Teil Deutschlands ist Wasserüberschußgebiet, ausgenommen Teile Brandenburgs und von Mecklenburg-Vorpommern, wo der Klimawandel zu Wassermangel führen könnte. In Teilen Spaniens oder gar in Nordafrika ist Wasser natürlich ein knappes Gut. Aber mir fehlt die Fantasie, einen Zusammenhang zwischen weniger gespültem Wasser in meiner Toilette und Trinkwassermangel in Nordafrika herzustellen.

Doch angenommen, es wäre sinnvoll, in Deutschland Wasser zu sparen. Was wären denn dann angemessene Maßnahmen? Einen praktischen Zugang liefert ein Spielzeug, auf das man über das Internet zugreifen kann, um den Wasserfußabdruck zu bestimmen. Der Rechner, auf den man auch hier direkt kommt, erlaubt es, seinen Wasserverbrauch abzuschätzen oder Varianten dafür durchzuspielen. Wenn man den mal durchgeht, ist das Schaubild am Ende die wichtigste Botschaft. Grob 1/3 des Wasserverbrauchs werden da durch den allgemeinen Konsum bestimmt. Das ist der Wasserverbrauch bei der Stromproduktion und in der Industrie, um Stahl, Papier oder Plastik herzustellen. Mehr Konsum, mehr Wasserverbrauch. Wenn man versuchshalber vorgibt, daß man nicht in Deutschland lebt, sondern in den USA, erhöht sich dieser Anteil am Wasserverbrauch um fast die Hälfte. Global gesehen habe ich also schon einen gewaltigen Beitrag zum Wasserschutz geleistet, indem ich nicht in den USA lebe. (Der Satz ist nicht übermäßig ernst gemeint.) 2/3 meines Wasserverbrauchs bestimme ich über meine Ernährung. Die Landwirtschaft ist neben Industrie und Energiewirtschaft der wichtigste Verbraucher von Wasser. Wenn ich hier einen Effekt erreichen will, dann reduziere ich meinen Fleischkonsum. Der verbraucht nämlich besonders viel Wasser pro Kilogramm Nahrungsmittel.

Und jetzt zur Wasserspülung und zum Wasserreduzierer am Wasserhahn. Hier reden wir über einen kleinen Teil eines Anteils von vielleicht 4% am Gesamtverbrauch an Wasser. Wenn ich da 10% spare oder verschwende, geht also mein Gesamtverbrauch um ein atemberaubendes halbes Prozent rauf oder runter. Wie wäre das: ich reduziere meinen Konsum um 1% und dafür habe ich täglich eine Spaßspülung auf dem Klo frei? Oder ich verzichte auf 100 Gramm Fleisch pro Woche und habe dafür täglich über sechs Spaßspülungen am Klo frei. Es ist unpopulär, aber für die Umwelt ist wohl kaum etwas so überflüssig wie die Wasserspartaste an Toiletten in Deutschland. Der wesentliche Effekt des deutschen Wassersparens ist es, Wasser in Deutschland teuer zu machen, denn die Wasserwerke, die Wasserleitungen und die ganze Infrastruktur verschwinden ja nicht, sondern verursachen fixe Kosten, die auf den Wasserverbrauch umgelegt werden. Die Egoisten, die Wasser „sparen“, erhöhen allen anderen die Wasserrechnungen. Zugleich droht das Risiko verstopfter Rohre, weil das Verhältnis von Dreck zu durchfließendem Wasser ungünstiger wird. Alte Kanalisationsanlagen sind auf das überzogene Wassersparen nicht eingerichtet.

Auf den Punkt gebracht: sparsame Deutsche haben den täglichen Verbrauch an Wasser pro Kopf in 20 Jahren um 20 Liter vermindert. Kaufen sie sich nun eine einzige Jeans zusätzlich, ist die ganze Ersparnis futsch und der jährliche Verbrauch sogar um 1000 Liter gestiegen. 7 Steaks kann sich ein Deutscher von dieser Wasserersparnis leisten – so manche Wampe könnte ruhig weniger fressen und dafür öfter auf dem Klo spülen.

Ich finde diese Rechner im Internet, um seinen Fußabdruck in was auch immer abzuschätzen eine tolle Sache, wenn man die Beschränkungen solcher Programme im Hinterkopf behält. Sie geben einem vor allem einen Sinn für Proportionen und die Möglichkeit Alternativen durchzuspielen. Und hier ist die Botschaft eindeutig, daß mein Wasserverbrauch vor allem eine Frage meines Konsums und meiner Ernährung ist. Vielleicht spielt es auch noch eine Rolle, ob ich grundsätzlich dusche oder meine, ich müßte dauernd eine Badewanne mit Wasser füllen, um sauber zu werden. Aber viel wichtiger ist, was ich verbrauche, wie viel Wasser so manches Importgut im Ursprungsland verbraucht und welchen Einfluß ich auf den Landschaftsverbrauch nehme oder den globalen Wasserkreislauf (für den der Klimawandel eine erhebliche Rolle spielt).

Wie gesagt, mal abgesehen davon, daß Deutschland für Privatverbraucher über reichlich Wasser verfügt, und abgesehen davon, daß das Sparen von Wasser in Deutschland an der Wasserknappheit in Südspanien nichts ändert.

Mittwoch, 12. August 2009

Die Psychologie des Versagens

Das Thema des Klimawandels ist nicht nur ein naturwissenschaftliches. Die Auswirkungen und die Frage der geeigneten Gegenmaßnahmen spielen in die Ökonomie hinein. Die Auswirkungten des Klimawandels sind auch Thema der Sicherheitspolitik. Und es gibt auch eine Psychologie des Klimawandels.

Der Mensch ist in der Evolution daran angepaßt worden, auf Bedrohungen in seiner Umgebung zu reagieren. Er muß schnell handeln, um Angriffe von Tieren abzuwehren oder sich vor Naturgewalten in Sicherheit zu bringen. Der Mensch überlebte, wenn er Gefahren schnell erkannte und dann schnell und entschlossen das richtige tat. Er überlebte außerdem, wenn er sparsam mit seinen Ressourcen umging. Ein Mensch, der dauernd im Streß um eingebildete Gefahren ist, verbraucht schneller wertvolle Energie und wird am Ende schneller verhungern als seine Artgenossen.

Inzwischen hat sich die Welt verändert. Und die Art der Gefahren, mit denen wir umgehen müssen, ist eine ganz andere geworden. Das wichtigste Lebensrisiko für Menschen heute ist nicht mehr, von einem Raubtier überfallen zu werden, zu verhungern oder vom Nachbarn erschlagen zu werden. Menschen sterben heutzutage an Übergewicht, an Bewegungsmangel, an zu viel Alkohol oder Tabakkonsum. Allen diesen Gefahren ist gemein, daß sie langsam kommen, daß sie vermeidbar sind und daß der durchschnittliche Mensch - sie nicht vermeidet.

Ich merke es an mir selbst: das Wissen darum, daß mich zu wenig Sport statistisch gesehen bis zu einigen Jahren früher ins Grab bringen und auch die Lebensqualität meines letzten Lebensjahrzehnts verschlechtern kann, reicht nicht aus, um mich jeden Abend dazu zu motivieren, noch eine Runde ums Haus zu laufen und Übungen zu machen. Ausreden finden sich oft genug. Mein Verstand sagt mir das eine, aber meien Belohnungs- und Gefahrenzentren im Gehirn können mit einer Gefahr, die langsam kommt, die sich erst in unbestimmter Zukunft auswirkt, die aber jetzt sofort von mir konkrete Opfer verlangt, nicht umgehen.

Genau deshalb tut es sich die Menschheit so schwer, jetzt die Maßnahmen zu treffen, um dem Klimawandel zu wehren, der im Laufe der kommenden Jahrzehnte schrittweise immer gravierendere Auswirkungen haben wird. Maßnahmen gegen Terror, Krieg, Kriminalität oder, aktuell, die Schweinegrippe oder die Finanzkrise, sind entschieden sexier als Vorsorge vor zukünftigen kritischen Entwicklungen.

Eine Arbeitsgruppe der American Psychological Association hat in diesem Sinne die Hindernisse zusammengetragen, die bewirken, daß die Menschheit nicht auf die Gefahr des Klimawandels reagiert. Sie zählen auf:

  • Unsicherheit über die zukünftige Entwicklung.
  • Mißtrauen bezüglich Experten und Regierungsstellen (insbesondere in den USA ein Problem).
  • Leugnung - viele Menschen, vor allem dort, wo die Versorgung durch seriöse Medien schlecht ist und Lobbygruppen sehr aktiv sind, hören einfach weg, wenn die falsche Botschaft kommt und leben in einer Scheinrealität, in der der Klimawandel nicht existiert, nicht von Menschen bewirkt wird, keine negativen Auswirkungen hat oder sowieso nichts dagegen getan werden kann.
  • Unterschätzung von Risiken, insbesondere, wenn diese in der Zukunft liegen.
  • Mangel an Kontrolle - viele Menschen schätzen ihre Möglichkeiten gering ein, etwas am Problem ändern zu können und sehen es daher als ein "Problem anderer Leute".
  • Beharrlichkeit bestehender Gewohnheiten - es ist schwer, eine gewohnte Lebensweise zu ändern, selbst wenn man genau weiß, daß diese schädlich ist. Dass Gehirn sucht unbewußt Ausreden, um nicht die gewohnten und Sicherheit bietenden Abläufe zu verlassen.

Die Arbeitsgruppe empfiehlt daher, auf die Psychologie der Menschen einzugehen. Zum Beispiel sollten Umweltschutzmaßnahmen direkte Rückmeldungen und Belohnungen geben, indem zum Beispiel Energiespareinrichtungen direkt anzeigen, wie viel an Geld gespart wird. Man sollte nicht schauen, wei man technisch ein Problem löst, sondern die betroffenen Menschen auch mit ihrem Verhalten und Gefühlen berücksichtigen. Der Teufel liegt hier natürlich im Detail. Eine der Voraussetzungen ist zum Beispiel, daß zunächst mal zum Beispiel Regierungen überhaupt zur Überzeugung gelangen müssen, daß hier ein dringendes Problem vorliegt. Und die Medien müssen die Botschaft in die Gesellschaft tragen. Beides hat in den USA in den letzten fast 30 Jahren nicht funktioniert, mit der Folge, daß die US-Gesellschaft den höchsten Anteil an Leugnern des Klimawandels hat, die aktivsten Lobbygruppen gegen Umweltschutzmaßnahmen und dem Klimaschutz in Umfragen die geringste Priorität gegenüber anderen Problemen der Zeit gibt.