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Klimaforschung:Das Phantom der Antarktis

Die Erde erwärmt sich, doch das Eis der Antarktis wächst - beides passt schlecht zusammen. Jetzt streiten Klimaforscher: Gaukelte ein Softwarefehler den Meereisboom nur vor? Der Konflikt zeigt große Schwächen in der Qualitätssicherung von Klimadaten.

Von Robert Gast

Der Befund zählt zu den großen Rätseln der Klimaforschung: Obwohl die Erde immer wärmer wird, bildet sich Jahr für Jahr mehr Meereis rund um die Antarktis - ganz im Gegensatz zu der Region rund um den Nordpol, wo das Eis mit rasanter Geschwindigkeit schwindet. Doch nun zeigt sich: Satellitendaten, auf denen der Befund beruht, wurden womöglich falsch ausgewertet. Ein Teil des in der Antarktis wachsenden Eises könnte schlicht ein Analysefehler sein, argumentiert ein dreiköpfiges Team rund um Ian Eisenman von der Universität Kalifornien in San Diego im Fachjournal The Cryosphere.

Das berührt einen sensiblen Punkt der Klimaforschung. Die Rate, mit der sich das Meereis rund um die Antarktis vergrößert, schien zuletzt sprunghaft angewachsen zu sein. So stellte es auch der jüngste, 2013 erschienene Bericht des Weltklimarates IPCC fest. Entsprechend haben Wissenschaftler mit großem Eifer Erklärungen für das Meereiswachstum in der Antarktis entwickelt. Diese passten aber nie so recht mit globalen Klimamodellen zusammen. Die meisten Computersimulationen sagen eine Antarktis voraus, in der das Eis schmilzt wie im hohen Norden.

Doch nun wird ein Fehler vermutet. Dieser steckt wohl in einem Algorithmus namens "Bootstrap", der 1992 vom Nasa-Forscher Josefino Comiso entwickelt wurde. Bootstrap ist ein Code, mit dem Forscher aus Satellitendaten die Meereisausdehnung berechnen. 2007 hat Comiso den Algorithmus runderneuert. Die nun veröffentlichte Studie von Eisenmans Team legt nahe, dass entweder in der alten oder in der neuen Version von Bootstrap ein Fehler steckt. Jedenfalls zeigt sich seit dem Update von 2007 ein deutlich beschleunigter Eiszuwachs in der Antarktis. Ist das nun Physik oder ein Artefakt der Software? "Es ist schon relativ irritierend, dass bei so einem wichtigen Datensatz nicht eine stärkere Qualitätskontrolle stattgefunden hat", sagt der Meereisexperte Dirk Notz vom Max-Planck-Institut für Meteorologie. Er sei immer davon ausgegangen, dass man sich auf diese Daten verlassen könne.

War der Eisboom der Antarktis am Ende ein Softwarefehler?

Seit 1978 beobachten Satelliten die Eisausdehnung rund um die Antarktis. Der Blick aus dem Orbit ist die einzige Möglichkeit, die saisonalen Veränderungen rund um den riesigen, südlichsten Kontinent lückenlos zu verfolgen. Im September erreicht das Meereis der Antarktis eine Ausdehnung von etwa 20 Millionen Quadratkilometern, mehr Fläche, als der gesamte südamerikanische Kontinent einnimmt. Weil oft schlechtes Wetter die Sicht verdeckt, arbeiten die Satelliten mit Mikrowellenstrahlung, die Wolken durchdringt. Allerdings strahlen Eisschollen und kaltes Meerwasser ähnliche Mikrowellen ab. Um die winzigen Unterschiede in der Strahlung zu erkennen, braucht es komplexe Algorithmen. Mit ihnen erstellen Forscher täglich eine Karte, aus der die aktuelle Ausdehnung des Meereises hervorgeht.

Seit Beginn der Messungen verzeichnen die Forscher eine leichte jährliche Zunahme des antarktischen Meereises. Der vorletzte IPCC-Bericht aus dem Jahr 2007 schätzte den Zuwachs auf 5600 Quadratkilometer im Jahr, räumte aber ein, dass die Zunahme im Bereich der Messungenauigkeit liege und sogar eine Abnahme des Meereises nicht ausgeschlossen werden könne. Im Nachfolgerbericht 2013 war der Trend plötzlich auf 16 500 Quadratkilometer pro Jahr gestiegen, ein Irrtum sehr unwahrscheinlich. Der Eisboom rund um die Antarktis schien damit bewiesen zu sein. "Es gibt eine ganze Reihe von Studien, die sich damit befasst haben", sagt Marcel Nicolaus vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven. Viele Forscher präsentierten plausible Erklärungen für den starken Anstieg, kühlende Winde zum Beispiel oder blockierte Warmwasserströmungen.

Nun ist auch eine andere Erklärung denkbar: Die rasante Zunahme der Meereisausdehnung gibt es gar nicht, und die im jüngsten IPCC-Bericht festgehaltenen Ergebnisse basieren auf einem Softwarefehler, der sich 2007 in Bootstrap einschlich. Diese Deutung hält Eisenmans Team für möglich. Doch der Bootstrap-Programmierer Comiso teilt auf Anfrage mit, der Fehler stecke in der alten Version seines Algorithmus. Daran, dass sich das Meereis in der Antarktis stark ausdehnt, ändere sich nichts. Eine Korrektur habe er 2008 in einer Publikation vermerkt.

Das bestreitet Eisenmans Team, und auch für andere Klimaforscher kommt die Nachricht von einem Fehler in Bootstrap überraschend. In einem Punkt bekommt Josefino Comiso aber Unterstützung von den Max-Planck-Meteorologen. Sie haben anlässlich der Enthüllung Eisenmans eine eigene Analyse der Satellitendaten durchgeführt und kommen zu einem ähnlichen Ergebnis wie Rechnungen auf Basis der aktuellen Version von Bootstrap. "An der Tatsache, dass sich das Eis leicht ausdehnt, kommen wir nicht vorbei", sagt Notz. "Genauso wenig wie daran, dass die meisten Klimamodelle das nicht vorhersagen." Für das Eiswachstum in der Antarktis gibt es also weiterhin Klärungsbedarf. Ebenso wie für die fragwürdige Qualitätssicherung bei Klimadaten.

Anmerkung: In einer früheren Version des Textes hieß es, Eisenmans Team mache sich für die Deutung stark, der Fehler stecke in der neuesten Version von Josefino Comisos Algorithmus. Richtig ist, dass Eisenman nicht weiß, in welcher Version von Bootstrap sich der Fehler befindet.

© SZ vom 23.07.2014/chrb

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