Der methodische Humbug hinter der Masseberechnung von Gletschern
Doomsday Cult die nächste.
Vielleicht haben Sie in den letzten Tagen einen Kommentar oder einen Beitrag gesehen, in dem es um Gletscher ging, die uns unter den Füßen wegschmelzen (metaphorisch in Bezug auf die Füße …)?
Wenn es darum geht, Dinge zu verbreiten, von denen er keine Ahnung hat, ist Karl Lauterbach einsame Spitze und repräsentativ für eine Klasse von “Buffons”, also eine Mischung aus “Blödmann, Witzbold, Hanswurst, Possenreißer und Clown”, jemand, der sich in seiner ganzen Lächerlichkeit sehr wichtig nimmt.
Um einzuordnen, was er hier geteilt hat, die 10.000 Gigatonnen Eis (Schmelzwasser), die “Glaciers around the world”, welche auch immer das sein mögen, verloren haben sollen, entsprechen in etwa 0,04% der auf Land gebundenen Eismasse der Erde, die rund 27 Millionen Gigatonnen umfasst. Es ist also nicht damit zu rechnen, dass die Erde demnächst eisfrei ist.
Sowenig damit zu rechnen ist, dass die Gletscher in absehbarer Zeit verschwinden. Überhaupt, wenn von Gletschern die Rede ist, dann denken die meisten von uns an die Alpen, vielleicht auch an die Rocky Mountains und in Dimensionen, die viel zu gering sind.
Beim World Glacier Monitoring Service in der Schweiz sind 274.531 Gletscher weltweit erfasst. Die Eisschilde der Antarktis und von Grönland sind nicht mitgerechnet. Als Gletscher gilt eine Eisfläche, die mindestens 0,01 Quadratkilometer Ausdehnung aufweist. Wie immer, macht die Vorgabe die Zählung.
Die meisten Gletscher finden sich in Asien, rund 52% aller Gletscher sind dort vereist. 30% der Gletscher haben ihre kalte Heimat in Nordamerika aufgeschlagen, 12% in Südamerika und die Gletscher in Europa, an die wir alle denken, mit denen wir alle penetriert werden, wenn die “Menschen-machen-Klimawandel”-Erzählung durchs Dorf geprügelt werden soll, die machen gerade einmal 4% aller Gletscher weltweit aus – wie gesagt, die Eisschilde von Grönland und der Antarktis sind dabei nicht eingerechnet.
Ordnet man nach Größe der Gletscher, dann finden sich rund 48% der Eismasse in Nordamerika, 22% in Asien, 7% in Europa und 4% in Südamerika. Rund 80% der Gletscher Asiens bleiben in ihrer Ausdehnung unter einem Quadratkilometer.
Geht es um Gletscher, dann ist das Bild weit differenzierter als es in den Medien dargestellt wird. Aber nicht nur in den Medien, auch bei Organisationen, die dem Monitoring von Gletschern gewidmet sind. Besucht man die Seite des World Glacier Monitoring Service, der seinen Sitz in der Schweiz hat, dann wird man mit der folgenden Abbildung begrüßt:
Masseverlust seit 1950. Die Gletscher verschwinden … oder so.
274.513 Gletscher, (Antarktis und Grönland ausgenommen) in einer Abbildung. Oder etwa nicht?
Nein.
Die Abbildung basiert auf etwa 58 bis 60 Referenzgletschern, ergänzt um einige “Benchmark-Gletscher”, so dass die 19 Gletscheregionen, in die die Welt eingeteilt ist, alle berücksichtigt sind. Letztlich dürfte die Abbildung auf Angaben für 65 Gletscher beruhen. 0,02% der Gletscher weltweit. Bei einer so geringen Anzahl stellt sich die Frage, wie die “Referenzgletscher” ausgewählt wurden, denn die Auswahl hat natürlich einen erheblichen Effekt auf das Ergebnis, um nicht zu sagen, mit der Auswahl der Gletscher kann man das Ergebnis determinieren, in Richtung der Aussagen steuern, die man gerne treffen würde.
Die Auswahl obligt dem WGMS – dem World Glacier Monitoring Service – und sie wird nach drei Kriterien getroffen:
- Das Verhalten soll vor allem klimatisch sein.
- Es muss mindestens 30 Jahre weitgehend durchgehende Daten geben, die es erlauben, eine Massenbilanz zu erstellen;
- Lücken dürfen maximal für drei Jahre in den berücksichtigten 30 Jahren vorhanden sein.
Fehlt Ihnen etwas?
Z.B. das, was so oft angefügt wird, um Schrottdaten zu etwas Besserem zu machen?
Repräsentativität?
Zumindest der Versuch, einen Gletscher auszusuchen, dessen Entwicklung in grober Richtung der Entwicklung anderer Gletscher in der Region entspricht?
Derartige Erwägungen werden nicht angestellt. Wichtig ist eine 30 Jahre lange Datenreihe und wenige Lücken. Die Bedeutung der Daten wird dann herbeigeredet. Und natürlich wird ein “Weltmittelwert” gebildet. Für alle Gletscher, weltweit, alle 274.513, ein Mittelwert, der auf 19 Gletschern, die für jede Region herausgepickt werden, basiert, damit alle Regionen in gleicher Weise in den Weltmittelwert eingehen. Wir sind schließlich keine Gletscher-Region-Rassisten.
Wenn es Humbug mit Daten gibt, hier ist er.
Falls Sie die 30 Jahre irritieren. Die sind nicht so willkürlich wie Sie vielleicht annehmen, sie hängen mit der Verfügbarkeit von Satellitenmessungen zusammen. Aussagen, wie in der Abbildung oben visualisiert: Gletscher verlieren weltweit x Gigatonnen Eis jährlich, sind bestenfalls seit 2002 verlässlich, alles, was davor über Gletscher berichtet wird, ist Schätzung und Pi mal Daumen. 2002 ist insofern eine Wegmarke als seit 2002 Daten von “GRACE” zur Verfügung stehen, die erste direkte Messungen von Eismassen zulassen, aber nur für GANZE REGIONEN wie Alaska, nicht für einzelnen Gletscher.
GRACE steht für Gravity Recovery and Climate Experiment. Das Experiment sah zwei Satelliten im Abstand von etwa 200 km hintereinander herfliegen. Es dauerte von 2002 bis 2017. Durch die Nachfolge zweier Satelliten ist es möglich, aus winzigen Änderungen ihres Abstands Änderungen im Schwerefeld der Erde – und damit Massenverschiebungen durch schmelzendes Eis, Grundwasser, Ozeane zu erschließen.
Vor GRACE ist alles, was Sie über die Massen an Eis hören, die angeblich weltweit aus Gletschern verschwinden, auf wenige Beispiele, die direkt von Forschern heimgesucht wurden, bezogen, nicht auf die Gletscher weltweit.
Indes, die Nullmessung bei Gletschern geht nicht auf GRACE, sondern auf diesen Beitrag zurück:
Hugonnet, Romain, Robert McNabb, Etienne Berthier, Brian Menounos, Christopher Nuth, Luc Girod, Daniel Farinotti et al. (2021). Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century. Nature 592, no. 7856 (2021): 726-731.
Hugonnet et al. (2021) haben rückwirkend und ab 2000 die Höhe von Gletschern berechnet und Veränderungen beschrieben. Die Daten bilden die Grundlage für das meiste, wenn nicht alles, was es zum Masseverlust von Gletschern gibt.
Wie so oft, wenn etwas mit Klima zu tun hat, findet eine phantasievolle Interpretation weitgehend nicht vorhandener Daten statt.
Vielleicht ist ihnen Kriterium 1 “Das Verhalten des Gletschers soll vor allem klimatisch sein” aufgestoßen, denn es beschreibt recht untypische Gletscher, die
- nicht ins Meer oder in einen See kalben;
- Gletscher, von denen keine großen Eisberge abbrechen, bei denen der Eisverlust nicht von der Zunge, der Wassertiefe und der Strömung abhängt;
- Gletscher, die nicht plötzlich rutschen, deren Dicke und Zunge sich nicht in Monaten und unabhängig vom Klima eines Jahres verändert;
- Gletscher, die nicht unter einer dicken Schuttdecke liegen und deshalb langsamer schmelzen als ein schuttloser Nachbar;
- Gletscher, die nicht extra Schnee von Gebirgswänden erhalten;
Die Gletscher, die zum Referenzgletscher werden, sind gut ausgesucht. Bei ihnen wurde sichergestellt, dass die Schmelze im Sommer maximiert ist. Schließlich bekommt man keine Schlagzeilen in Medien, wenn man nicht mindestens von Gigatonnen zu berichten weiß.
Aber natürlich werden die für derartige schiefe, Schmelzwasser begünstigende Auswahlen Verantwortlichen darauf hinweisen, dass alle Daten mit Referenzmessungen von Satelliten verrechnet werden, die, weil die Satellitendaten alles andere als genau sind, für Jahre gepoolt und mit aufwendigen Verfahren in Masseverlust-Daten umgerechnet werden müssen.
Das bringt uns zurück zum Paper von Hugonnet et al. (2021) und zu Satellitenmessungen, also Datenreihen, die man umrechnen und mit “Sinn” füllen muss. Die von Hugonnet und vielen anderen benutzte “geodätische Methode”, die dabei helfen soll, die Masse eines Gletschers zu bestimmen, funktioniert wie folgt und ganz ohne “wiegen”, denn Gletscher werden natürlich nicht “gewogen”, um ihre Masse zu bestimmen. Es wird gemessen, wie sich die Oberfläche eines Gletschers verändert und daraus Volumen und Masse errechnet.
Und zwar so:
- Zu zwei Zeitpunkten wird die Gletscheroberfläche als Höhenmodell aufgenommen – früher aus Karten oder Luftbildern, heute meist aus Satelliten-Stereobildern oder Radar. Jeder Punkt der Fläche bekommt eine Höhe über einem festen Bezugsniveau.
- Die Karten für beide Zeitpunkte werden übereinander gelegt, wobei dasselbe Koordinatensystem und dieselbe „Nullhöhe“ verwendet werden muss.
- Die Höhen werden Zelle für Zelle verglichen: Ist die Oberfläche zum ersten oder zweiten Zeitpunkt niedriger, ist Eis oder Firn verschwunden, ist Schnee oder Eis dazugekommen? Als Ergebnis wird eine Karte der Dickenänderung, nicht der Masse erstellt.
- Wolken, Schatten, steile Wände oder Radar, das im Schnee versinkt, erzeugen fehlende Daten (Messlöcher im Bild). Die fehlenden Daten werden aus der Umgebung oder aus typischen Gletschern ähnilcher Höhe ergänzt
- Die zusammengeklaubte Dicke wird in Volumen umgerechnet: Jede Höhenänderung multipliziert mit der Fläche der Zelle, in der sie gemessen wurde, ergibt ein Teil des Volumen. Alle Teile zusammen sind der Volumenverlust oder -gewinn zwischen den beiden Aufnahmen.
- Das berechnete Volumen wird in Masse umgerechnet: Eis ist schwerer als lockerer Firn. Man nimmt deshalb eine mittlere Dichte an – oft einen Wert, der unter der reinen Eisdichte angesiedelt ist –, weil auf dem Gletscher weicher Schnee und unten hartes Eis verloren gehen. Volumen mal diese mehr oder minder willkürliche Dichte ergibt die Masse.
- Damit Gletscher verschiedener Größe vergleichbar sind, teilt man die Masse durch die Fläche und durch die Zahl der Beobachtungsjahre. So entsteht die spezifische Bilanz in Meter Wasseräquivalent.
- Radar sieht nicht immer die Schneeoberfläche, sondern etwas darunter. Aufnahmen im Winter und im Sommer sind nicht dasselbe. Die Gletscherfläche selbst schrumpft. Innere Schmelze und das Fließen des Eises verschieben Höhe, ohne dass Masse an der Stelle entsteht oder verschwindet. Deshalb werden Daten für mehrere Jahre gepoolt und nicht jedes Jahr in die Berechnung der Masse eines Gletschers einbezogen.
Und am Ende steht dann eine der Abbildungen, die Karl Lauterbach so gerne teilt oder die den Besucher der Webseite des World Glacier Monitoring Service begrüßt.
Gehobener Humbug, von dem niemand weiß, wie weit er mit der Realität übereinstimmt oder von ihr abweicht. Wir haben uns in unseren Gesellschaften angewöhnt, uns an willkürlichen Daten zu berauschen. Und für manche von uns ist das zu einer Art Sucht geworden, die man mit rationalen Mitteln nicht mehr fassen kann.