Zeitserie von zwei Beobachtungsdatensätzen der Meeresoberflächentemperatur (HadSST2, ohne Korrektur und HadSST3, mit Korrektur) sowie die aus Korallen rekonstruierten Temperaturen. Nach Pfeiffer et al., 2017). Gezeigt sind  Abweichungen vom Mittelwert.

Zeitserie von zwei Beobachtungsdatensätzen der Meeresoberflächentemperatur (HadSST2, ohne Korrektur und HadSST3, mit Korrektur) sowie die aus Korallen rekonstruierten Temperaturen. Nach Pfeiffer et al., 2017). Gezeigt sind Abweichungen vom Mittelwert.

Probennahme an einer Steinkoralle. Foto: C. Dullo, GEOMAR.

Probennahme an einer Steinkoralle. Foto: C. Dullo, GEOMAR.

01.12.2017

Korallen entlarven Änderungen in der Messtechnik

Rekonstruierte Temperaturen geben Aufschluss über systematische Fehler in Schiffsmessungen

01.12.2017/Aachen/Kiel. Der westliche Indische Ozean hat sich während des 20. Jahrhunderts schneller erwärmt als jeder andere tropische Ozean und leistet damit den größten Beitrag zum Anstieg der globalen mittleren Meeresoberflächentemperatur (SST). Die Rekonstruktion dieser Erwärmung basiert größtenteils auf Messdaten, die routinemäßig auf Schiffsrouten ermittelt wurden. Unabhängige Temperaturrekonstruktionen aus Korallen zeigen, jedoch einen anderen Verlauf, insbesondere während des 2. Weltkriegs, der auf eine Änderung des Messverfahrens zur Ermittlung der Wassertemperatur zurückgeführt wird. Dies hat ein internationales Team unter maßgeblicher Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel jetzt im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlicht.

Das Standardverfahren zur Messung von Wassertemperaturen war bis zum 2. Weltkrieg ein Wasserschöpfthermometer, auch „Pütz“ genannt. Das Gerät wurde außenbords über Bord gelassen und so die Wassertemperatur gemessen. In den 40iger Jahren änderte sich das Verfahren. Die Messung erfolgt nun am Einfüllstutzen des Kühlwassers für den Motor des Schiffes. Solche Änderungen können systematische Fehler bei der Messung zur Folge haben und generell kühlere Werte liefern. Auffällig ist, dass besonders im Indischen Ozean während des 2. Weltkrieges zu niedrige Meeresoberflächentemperaturen gemessen wurden.

„Wir haben fünf verschiedene Korallenproben aus dem westlichen Indischen Ozean untersucht“, erläutert Dr. Miriam Pfeiffer, Hauptautorin der Studie von der Rheinisch-Westfälisch-Technischen Hochschule Aachen und ehemalige Doktorandin am GEOMAR. „Dabei konnten wir Temperaturen bis Mitte des 19. Jahrhunderts rekonstruieren“, so Pfeiffer weiter. Diese Rekonstruktionen sind sehr genau und zeigen ein sehr ähnliches Temperaturverhalten, dass insbesondere während des 2. Weltkriegs deutlich von instrumentellen Datensätzen abweicht. „Diese Abweichung war bereits bekannt und hängt ursächlich mit der Veränderung des Beobachtungsverfahren zusammen“, sagt Prof. Dr. Christian Dullo vom GEOMAR, Ko-Autor der Studie. Es gibt bereits Datensätze in denen dieser systematische Fehler korrigiert wurde, so Professor Dullo. Das gilt für den vom britischen Hadley Centre zusammengestellten Beobachtungsdatensatz HadSST3, der eine sehr hohe Übereinstimmung mit den rekonstruierten Daten aufweist. „Die Qualität dieses Datensatz ist insbesondere in der untersuchten Periode sehr gut“, sagt Prof. Dullo. Damit ist dieser Beobachtungsdatensatz auch eine besonders empfehlenswerte Referenz zum Test und Vergleich von Klimamodellen.

Die Rekonstruktionen aus sogenannten Proxydaten haben mittlerweile eine so hohe Qualität erreicht, dass es gelingt solche Artefakte in den Beobachtungsdaten zu identifizieren und zu korrigieren. „Hier greifen Beobachtungen, Rekonstruktionen und Modellierung ineinander mit dem Ziel, noch bessere und verlässlichere Aussagen zur natürlichen Klimavariabilität und zukünftigen Klimavorhersagen zu erhalten", so Prof. Dullo abschliessend.

Originalarbeit:

Pfeiffer, M., J. Zinke, W.-C. Dullo, D. Garbe-Schönberg, M. Latif, M. E. Weber, 2017: Indian Ocean corals reveal crucial role of World War II bias for twentieth century warming estimates. Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-017-14352-6

Kontakt:

Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431-600-2802, presse(at)geomar.de