Was eine Temperaturabweichung bedeutet

Ein Diagramm zeigt eine positive Temperaturabweichung, und eine berechtigte Frage stellt sich: Wie kann es eine Abweichung geben, wenn es an diesem Tag kalt war? Die Antwort hängt davon ab, was gemessen wird, über welche Bereiche gemittelt wird und mit welchem Bezugspunkt verglichen wird. Eine Abweichung beschreibt einen Unterschied, nicht die Temperatur, die eine Person beim Hinausgehen auf die Straße spüren würde.

Eine Subtraktion mit näherer Bestimmung

Die grundlegende Rechnung lautet: beobachtete Temperatur minus Referenztemperatur für einen vergleichbaren Zeitraum. Nehmen wir ein fiktives Beispiel, in dem ein Ort eine April-Durchschnittstemperatur von 14 °C hat und der untersuchte April 15 °C erreicht: Seine Abweichung beträgt +1 °C. Damit haben wir weder gesagt, dass jeder Tag denselben Unterschied aufwies, noch dass sich alle nahe gelegenen Orte gleich verhielten.

Der Klimadienst von Copernicus definiert die Abweichung auf diese Weise. Die genauere Bestimmung ist unverzichtbar: Variable, Region, Zeitraum der Daten und Referenzzeitraum. Einen Monat mit einer Jahresreferenz zu vergleichen, würde unterschiedliche Fragen vermischen. Auch der Vergleich von Meeresoberflächentemperaturen mit Lufttemperaturen erfordert, die Definition des Datensatzes zu kennen.

Warum der Referenzzeitraum geändert wird

Eine Zeitreihe kann bezogen auf eine historische oder eine jüngere Referenz dargestellt werden. Ein Wechsel der Referenz verschiebt den Nullpunkt. Wird er konsequent auf dieselbe Zeitreihe und dieselben Zeiträume angewandt, beseitigt er nicht die zeitliche Entwicklung der Werte. Die Fragen und Antworten von Copernicus erläutern die Funktion dieser Zeiträume.

Stellen wir uns eine weitere erfundene Zeitreihe vor: Zwei Jahre haben Durchschnittstemperaturen von 12 und 13 °C. Bezogen auf eine Referenz von 10 °C betragen ihre Abweichungen +2 und +3 °C; bezogen auf 11 °C betragen sie +1 und +2 °C. In beiden Fällen bleibt der Unterschied zwischen den Jahren ein Grad. So lässt sich eine Verschiebung der Achse verstehen, ohne sie einer Veränderung der Beobachtungen zuzuschreiben.

Die Umrechnung zwischen realen Referenzen erfordert mehr Sorgfalt als dieses Beispiel. Variable, räumliche Abdeckung und Art der Mittelwertbildung müssen gleich bleiben. Die Anpassungen eines bestimmten Produkts dürfen nicht automatisch auf jedes andere Diagramm übertragen werden.

Ein globaler Mittelwert braucht eine Karte

Die globale Temperatur wird nicht ermittelt, indem man ein für den Planeten repräsentatives Thermometer auswählt. Beobachtungen und Schätzmethoden mit geografischer Abdeckung werden kombiniert. Ein Raster erleichtert es, die Informationen zu ordnen und nach Fläche zu gewichten. Würden wir Stationen mitteln, ohne ihre Verteilung zu berücksichtigen, könnte eine Region mit vielen Messinstrumenten überproportional stark gewichtet werden.

Das Werkzeug für globale Temperaturabweichungen der NOAA beschreibt die Verwendung von Land- und Ozeandaten. Andere Produkte wie Reanalysen integrieren Beobachtungen mithilfe physikalischer Modelle. Dasselbe Wort im Titel bedeutet nicht, dass alle Datensätze genau dasselbe messen oder Gebiete ohne Beobachtungen gleich behandeln.

Ein Jahr, ein Jahrzehnt und eine Straße

Zeitliche Mittelwerte beantworten unterschiedliche Fragen. Eine monatliche Abweichung kann Schwankungen zeigen, die bei der Berechnung eines Jahresmittelwerts geglättet werden. Ein Mittelwert über mehrere Jahre ermöglicht die Untersuchung eines längeren Zeitraums. Die Temperaturindikatoren von Copernicus zeigen diese Unterschiede im Maßstab.

Ein kalter Nachmittag entscheidet nicht über die Interpretation eines globalen Trends, ebenso wenig wie ein warmer Nachmittag ausreicht, um ihn zu berechnen. Ebenso falsch wäre es, eine globale Zahl zu nehmen und zu verkünden, dass sich alle Gemeinden genau um diesen Betrag erwärmt hätten. Mittelwerte fassen Verteilungen mit regionalen und zeitlichen Unterschieden zusammen.

Das Diagramm verantwortungsvoll lesen

Bevor wir einen Screenshot teilen, sollten wir den vollständigen Titel, die Legende, den Referenzzeitraum und den Link zum Originalprodukt beibehalten. Anschließend können wir prüfen, was die Farben darstellen, ob sich die Kurve auf Land oder auf Land und Ozean bezieht und ob der letzte Datenpunkt vorläufig ist. Eine verkürzte Skala kann den visuellen Eindruck verändern, ohne die Zahlen zu ändern.

Unsicherheit bedeutet nicht, dass jede Interpretation gleich gültig ist. Sie verweist auf konkrete Grenzen, die mit Beobachtungen und Methoden zusammenhängen. Dieser Leitfaden erklärt, wie sich diese Grenzen lesen lassen; er nennt weder eine aktuelle Temperaturzahl noch einen Jahresrekord. Dafür muss die datierte Veröffentlichung herangezogen, ihre Version bestimmt und die mit dem Datum verbundene Definition beibehalten werden.

Ein reales Definitionsbeispiel: GISTEMP

Die häufig gestellten Fragen von NASA GISS geben an, dass GISTEMP 1951–1980 als Referenz verwendet. Diese Wahl gehört zu diesem Produkt; sie ist keine allgemeingültige Konvention, die wir jeder Zeitreihe auferlegen können. NASA erläutert außerdem, warum regionale Mittelwerte aus Stationsabweichungen gebildet werden, anstatt eine vermeintliche absolute globale Temperatur darzustellen, die sich durch eine einfache Subtraktion ermitteln ließe.

Diese Nuance hilft dabei, zwei scheinbar widersprüchliche Diagramme besser zu lesen: Bevor wir ihre Kurven diskutieren, sollten wir prüfen, ob Variable, Abdeckung und Referenz übereinstimmen. Ein Unterschied beim Nullpunkt ist für sich genommen kein Unterschied im Trend. Wir sollten auch nicht annehmen, dass jede Abweichung auf den Nullpunkt zurückzuführen ist: Unterschiedliche Beobachtungen und Methoden können ebenfalls eine Rolle spielen. Für den Vergleich muss die Definition des Produkts beibehalten werden, statt das Diagramm auszuwählen, das am besten zu unserem Eindruck passt.