Klimaforschung

Der Mann, der Signale im Rauschen der Klimadaten  entdeckte

Der Hamburger Klimaforscher Klaus Hasselmann erhält den Nobelpreis für Physik. Die Würdigung der Klimamodellierung auf höchster Ebene war längst überfällig.
Nobelpreis
Foto: Markus Gann | Sie wird bei der Verleihung überreicht: Eine Medaille mit einer Profilansicht Alfred Nobels, dem Stifter und Namensgeber des Nobelpreises.

Ich bin völlig überrascht!" Klaus Hasselmanns Reaktion auf die Nachricht, dass ihm der Nobelpreis für Physik verliehen wird, ist ihrerseits wenig überraschend. Es ist vielmehr so etwas wie der Standard im Kontext der alljährlichen Bekanntgabe der Preisträger jener wohl prestigeträchtigsten Auszeichnung für Forschende: Überraschung. Was soll man auch anderes sagen, wenn man erfährt, das Komitee in Stockholm habe das eigene Lebenswerk als preiswürdig erachtet. "Ja, Danke, hatte schon auf Ihren Anruf gewartet!"? Selbst renommierten und vielfach ausgezeichneten Wissenschaftlern wie Hasselmann würde eine derartige Abgeklärtheit wohl als höchst unangemessen ausgelegt.

Völlig überraschend kommt der Nobelpreis für den Klimaforscher allerdings nicht. Die höchste Auszeichnung für die Entwicklung der Klimamodelle war längst überfällig, schließlich handelt es sich um eine wissenschaftliche Errungenschaft, die bereits jahrzehntelang genutzt wird und dabei große Fortschritte in der Prognostik des Klimas ermöglicht. So überrascht noch weniger, dass Hasselmann zusammen mit dem Pionier der Klimamodellierung, Syukuro Manabe, ausgezeichnet wird. Der US-Bürger mit japanischen Wurzeln hatte 1975 das erste computergestützte Klimamodell vorstellt. Hasselmann und Manabe teilen sich die Hälfte des Preisgelds, die andere Hälfte geht an den Italiener Giorgio Parisi, der zur statistischen Mechanik komplexer Systeme forscht.

„Je genauer ermittelt werden kann,
welche verheerenden Folgen die Erderwärmung haben wird (und zum Teil schon hat),
desto größer die Motivation für den Umwelt- und Klimaschutz“

Alle drei Forscher eint die Bemühung um immer bessere Modelle, die zu einem immer tieferen Verständnis der Wirklichkeit führen. Es sind Menschen, die, wie es in der Begründung aus Stockholm heißt, "bahnbrechende Beiträge zum Verständnis komplexer physikalischer Systeme" geleistet haben, wozu insbesondere auch "das physikalische Modellieren des Klimas der Erde, die quantitative Analyse von Variationen und die zuverlässige Vorhersage der Erderwärmung" zählen. Hier wirken Physik, Statistik (also Mathematik) und Informatik transdisziplinär zusammen. Daraus resultieren nicht weniger als ein besseres Verstehen der natürlichen Vorgänge, eine genauere Einschätzung der künftigen Entwicklung und damit die Grundlage politischer Entscheidungen, also globaler Verträge wie etwa das Pariser Klimaschutzabkommen (2015 beschlossen, im Jahr darauf in Kraft getreten). Hasselmann selbst schrieb an den ersten drei Sachstandsberichten (1990, 1995, 2001) des maßgeblichen Intergovernmental Panel on Climate Change mit, das seinen Nobelpreis schon bekam – den Friedensnobelpreis (2007).

Klaus Hasselmann wurde 1931 in Hamburg geboren. Nach der Machtübernahme der Nationalsozialisten emigrierte die Familie nach England – sein Vater war Sozialdemokrat und Journalist. Das Flüchtlingskind wuchs – unterstützt von den Quäkern – im Umfeld deutsch-jüdischer Auswanderer auf, ging in Cambridge zur Schule und kehrte nach dem Krieg in die Heimatstadt zurück, um an der dortigen Universität ein Studium der Physik und Mathematik zu absolvieren (1950 bis 1955). Für die anschließende Promotion (1955 bis 1957) ging Hasselmann einige Jahre nach Göttingen, blieb aber daraufhin Hamburg treu   eine eher ungewöhnliche Bodenständigkeit für einen der bedeutendsten Naturwissenschaftler der Gegenwart.

Eine Karriere in großen Forschungsinstituten

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Zunächst wirkte er nach seiner Habilitation (1963) als Dozent an der Universität Hamburg, ab 1966 als Professor. Ferner war Hasselmann – in alter Verbundenheit – Ende der 1960er Jahre Gastprofessor in Cambridge. 1972 wurde er Professor und später Direktor am Institut für Geophysik der Universität Hamburg. Ab 1975 ist Hasselmann Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie, ab 1988 zudem wissenschaftlicher Leiter des Deutschen Klimarechenzentrums – beide in Hamburg. In beiden Positionen wirkte der diesjährige Nobelpreisträger bis zur Emeritierung (1999).
Neben Hamburg gibt es eine weitere Konstante im beruflichen Leben Klaus Hasselmanns: die Max-Planck-Institute. An dem für Meteorologie (Hamburg) entstanden seine nobelpreiswürdigen Arbeiten, an dem für Strömungsforschung (Göttingen) seine erste wissenschaftliche Publikation, die Doktorarbeit. Dort lernte er auch seine Frau kennen, die Mathematikerin Susanne Hasselmann-Barthe, mit der er seit 1957 verheiratet ist. Auch sie arbeitete am Max-Planck-Institut für Meteorologie.

So überschaubar und wohlgeordnet das Leben Klaus Hasselmanns, so komplex und chaotisch der Gegenstand seiner Tätigkeit: das Klima. Insoweit passt es gut, dass der Hamburger Wissenschaftler Ordnung in die Dinge bringen, das Unberechenbare in Formeln kleiden will. Genau das leisten Modelle. Hasselmann befasst sich grundlegend mit Methoden- und Modellierungsfragen. Er trägt damit maßgeblich zum Verständnis physikalischer Prozesse – nicht nur, aber vor allem des Klimas – bei. Dabei bewies er unter anderem den menschlichen Einfluss auf das Klima, also die Verantwortung des Menschen für die globale Erwärmung. Er entwickelte nämlich eine Methode, mit der die spezifischen Beiträge natürlicher Phänomene und menschlicher Aktivitäten zum Klimawandel bestimmt werden können. Seine diesbezüglich bahnbrechende Veröffentlichung "On the signal-to-noise problem in atmospheric response studies" stammt aus dem für die Ökologiebewegung epochalen Jahr 1979, in dem Hans Jonas  Prinzip Verantwortung erscheint und sich die Umweltpartei Die Grünen gründen.
In der Tat haben die Forschungsbeiträge Hasselmanns unmittelbar Einfluss auf die Ökologiebewegung. Denn: Je genauer ermittelt werden kann, welche verheerenden Folgen die Erderwärmung haben wird (und zum Teil schon hat), desto größer die Motivation für den Umwelt- und Klimaschutz. In den 1980er Jahren werden der Klimawandel und dessen Folgen immer offensichtlicher – auch dank der computergestützten Modelle von Manabe, Hasselmann und Co.

Hasselmann konnte „das Rauschen“ entdecken

Doch worin besteht nun der genaue Beitrag des Deutschen zur modellorientierten Klimaforschung? Kurz gesagt: Es ist ihm gelungen, im Rauschen der Daten ("noise") Signale ("signals") zu entdecken. Hört sich an wie ein nachrichtentechnisches Phänomen. Das Prinzip kommt auch aus dieser Forschungsrichtung, nur hat Hasselmann es auf das Klima bezogen und so ermöglicht, dass man in der Variabilität, die das Klima ohnehin seit Anbeginn der Zeit hat (gewissermaßen das "Rauschen"), die besonderen Einflüsse externer Faktoren (also "Signale") identifizieren kann. Das ist wichtig, um deren jeweiligen Anteil an Klimaveränderungen berechnen zu können: Liegt eine Veränderung im Rahmen der natürlichen Schwankungen des Klimasystems vor oder sind hier Einflüsse "von außen" am Werk? Diese Frage lässt sich mit Hasselmanns Ansatz beantworten. Und einer dieser Einflussfaktoren ist eben der Mensch bzw. dessen Treibhausgasemissionen. So ließ sich in der Folge der anthropogene Anteil am Klimawandel ziemlich genau bestimmen.

Heute weiß jedes Kind: Ohne den Menschen gäbe es die aktuelle, rasant zunehmende Erderwärmung nicht. Tatsächlich liegt die Chance dafür, dass sich der in den letzten Jahrzehnten gemessene Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auch ohne den Menschen und seine Art zu produzieren und zu konsumieren ergeben hätte, bei eins zu hunderttausend. Also: Der Mensch hat Einfluss auf das Klima, verursacht ganz wesentlich den Klimawandel mit und hat daher die Verantwortung für wirksamen Klimaschutz. Vor rund 40 Jahren hat Klaus Hasselmann das Fundament dafür gelegt, dass man diese Grundeinsicht der Gegenwart naturwissenschaftlich erklären kann. Ohne jeden Zweifel: Nobelpreiswürdig.

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