„Wärmster Sommer seit 2000 Jahren“ – die faulen Tricks hinter den Klima-Superlativen

In den vergangenen Jahren ist die Welt immer wieder mit dramatischen Klima-Schlagzeilen bombardiert worden. Bisweilen war sogar von einem „Höllensommer des Jahrtausends“ die Rede. Kontinuierlich begegneten Lesern Meldungen der Machart „weltweit wärmster Mai“ oder „wärmstes Jahr seit 100.000 Jahren“.

Viele fragten sich deshalb, auf welchen Berechnungen die Klimaforschung ihre Aussagen stützt. Der Mathematiker und Bergbauspezialist Stephen McIntyre wirft den Klimamodellen im Kern vor, mit faulen Tricks zu arbeiten. Dadurch würden die Temperaturen der Vergangenheit künstlich kleingerechnet. 

Was den Klima-Superlativen genau zugrunde liegt

2024 sorgte eine Schlagzeile der New York Times für Aufsehen. Sie titelte: „Der Sommer 2023 war seit 2000 Jahren der heißeste in der nördlichen Hemisphäre, wie eine Studie herausfand.“

Screenshot: nytimes.com

Darunter ist zu lesen: „Wissenschaftler nutzten Baumringe, um die extreme Hitze des vorherigen Jahres mit Temperaturen der letzten zwei Jahrtausende zu vergleichen.“

Auch in Deutschland machte die Meldung die Runde. Der Spiegel schrieb: „Noch nie seit 2000 Jahren war ein Sommer auf der Nordhalbkugel so heiß wie der von 2023.“

Screenshot: spiegel.de

Im Grundsatz geht es bei den Superlativ-Meldungen um eine Methodik, die bereits im berühmten Hockeyschläger-Diagramm des IPCC-Berichts von 2001 sichtbar wurde. Dieses Diagramm zeigt eine über tausend Jahre hinweg relativ stabil gebliebene Temperaturentwicklung, die mit dem industriellen Zeitalter abrupt und steil in die Höhe schießt. Das Diagramm kombiniert gemessene Temperaturen mit sogenannten Proxy-Daten, die etwa aus Eisbohrkernen, Korallen und in diesem Fall aus Baumringen gewonnen werden. Proxy-Daten sind indirekte Hinweise, die für fehlende direkte Messwerte herangezogen werden. 

Schauen wir uns nun das Diagramm an, auf dem diese Schlagzeile beruht. Es zeigt eine aus Proxy-Daten (orange) und Thermometerdaten (rot) rekonstruierte Temperaturgeschichte der vergangenen 2000 Jahre.

Auf dieses Diagramm gehen die Schlagzeilen von 2024 zurück.

Um die orangefarbene Kurve herum liegt ein Graubereich – das sogenannte Konfidenzintervall. Es markiert den statistischen Unsicherheitsbereich der Temperaturrekonstruktion. Vereinfacht gesagt bedeutet das: Mit hoher Wahrscheinlichkeit liegen die tatsächlichen Temperaturen innerhalb dieses Bereichs. Im jüngeren Zeitraum überschneiden sich beide Datenreihen zeitlich. Ganz rechts, als letzte Angabe auf der Jahresskala, befindet sich ein gemessener Temperaturwert (2023). Weil er oberhalb des grauen Unsicherheitsbereichs liegt, entsteht hieraus die Schlagzeile: „wärmster Sommer seit ...“.

Der heutige Messwert wird also mit dem statistischen Unsicherheitskorridor der rekonstruierten Temperaturkurve verglichen. Die Aussagekraft bezüglich der historischen Temperaturen beruht wesentlich darauf, wie breit oder eng dieser Graubereich berechnet wird. Hier öffnen sich die statistischen Spielräume zum Tricksen, wie später konkret gezeigt wird. 

Das Prinzip dieser Darstellung ist nicht neu. Schon der IPCC-Bericht von 2001 enthielt die dramatische Aussage, das Jahr 1998 sei „das wärmste Jahr seit tausend Jahren“ gewesen. Urheber war Michael E. Mann, der das damalige IPCC-Kapitel federführend mitverfasst hatte. Dort findet sich ein nahezu identisch aufgebautes Diagramm.

Das IPCC-Diagramm von 2001 sieht im Grundsatz so aus wie heutige „Hockeyschläger“-Diagramme.

Zu sehen ist eine schwarze Temperaturkurve, um die sich wiederum ein grauer Bereich legt. Rechts oben steht die Angabe „1998“, von der eine horizontale Gerade nach links geht. Sie liegt oberhalb des Graubereichs, weshalb Mann damals schon das Jahr 1998 zum „wärmsten Jahr seit 1000 Jahren“ erklärte.

Weil das Diagramm von 2024 und das von 2001 gleich aufgebaut sind, kommt der kanadische Mathematiker und Bergbauspezialist Stephen McIntyre auf seiner Website zu dem Schluss, dass die Autoren der zugrunde liegenden Studien „dieselbe Methode verwendeten.“

Warum ein Modell mit Trainingsdaten übt

Stephen McIntyre beschäftigt sich seit Anfang der 2000er Jahre kritisch mit den Temperaturkurven des IPCC – insbesondere mit der statistischen Methodik, die ihnen zugrunde liegt. Dieser wissenschaftliche Konflikt spielt sich dabei nicht zwischen „Klimawandelleugnern“ und „der Wissenschaft“ ab, wie deutsche Medien dies gern unterstellen, sondern zwischen Klima-Modellierern auf der einen und methodischen Kritikern auf der anderen Seite. (Gut nachvollziehen lässt sich dies auch anhand einer etwas älteren finnischen Doku, die mit deutschen Untertiteln versehen ist und den Climategate-Skandal aufarbeitet.)

McIntyre richtet seine Kritik gegen jene statistischen Verfahren, mit denen aus Proxy-Daten wie Baumringen historische Temperaturkurven berechnet werden. Wie funktionieren diese? Zunächst wird ein mathematisches Modell trainiert, das lernen soll, welche statistische Beziehung zwischen Baumringen und tatsächlich gemessenen Temperaturen besteht. Das geschieht in jenem Zeitraum, in dem moderne Temperaturmessungen vorliegen und gleichzeitig Proxy-Daten existieren – der sogenannten Kalibrierungsphase.

Michael E. Mann prägte mit dem „Hockeyschläger“-Diagramm die moderne Klimapolitik enorm. Seine Methoden und der Umgang mit Daten gerieten jedoch in die Kritik.

Hier setzt McIntyres zentrale Kritik an: „Eines der seit Langem bestehenden (und leider unterschätzten) Probleme der Rekonstruktion von Mann et al. (1998–99) ist die Überanpassung in der Kalibrierung“, schreibt er. Mit „Überanpassung“ ist ein bekanntes Problem der Statistik gemeint: Ein Modell wird zu sehr an die Trainingsdaten angepasst.

Man kann sich das wie einen Schüler vorstellen, der alte Klausuraufgaben auswendig gelernt hat. Solange exakt dieselben Aufgaben drankommen, wirkt er brillant. Bekommt er neue Aufgaben, bricht seine Leistung ein.

Der entscheidende faule Trick

Übertragen auf die Temperaturrekonstruktionen: Bestimmt man den Standardfehler, also den statistischen Unsicherheitsbereich, im Trainingsbereich des Modells, wird er hier sehr klein ausfallen. McIntyre: „Bei Überanpassung im Kalibrierungszeitraum ist der Standardfehler in diesem Zeitraum künstlich klein.“

Dieser künstlich klein gehaltene Fehler bleibt nicht auf die Trainingsphase des Modells beschränkt. Er wird anschließend auf die gesamte tausendjährige Temperaturrekonstruktion übertragen. Dadurch erscheint auch der graue Unsicherheitsbereich um die historische Temperaturkurve künstlich eng. Und gerade deshalb ragt der moderne Temperaturwert am rechten Rand des Diagramms scheinbar spektakulär heraus. Erst daraus entstehen Schlagzeilen wie „wärmster Sommer seit 2000 Jahren“.

Entscheidend wäre allerdings, ob das Modell auch außerhalb seiner Trainingsdaten funktioniert. Laut McIntyre schnitt das Modell dort deutlich schlechter ab als in der Trainingsphase. Dies sei von Michael E. Mann allerdings „verschwiegen“ worden.

Bezeichnenderweise kam Michael E. Manns IPCC-Kollege Keith Briffa zu einem ganz ähnlichen Ergebnis. In einer internen, geleakten E-Mail schrieb dieser, man könne die Möglichkeit, „dass einzelne Jahre in der Vergangenheit den gemessenen Wert von 1998 überschritten haben, kaum ausschließen. Diese Abweichungen in den einzelnen Jahren sind so groß, dass ein Vergleich mit dem Messwert von 1998 äußerst problematisch ist (…).“