Hockeyschläger-Diagramm

Die Entwicklung der globalen Durchschnittstemperatur während der letzten 1.000 Jahre, nach verschiedenen Quellen rekonstruiert und seit dem 19. Jahrhundert direkt gemessen. Enthalten ist auch die ursprüngliche Rekonstruktion von Michael Mann aus dem Jahr 1999 (blau).

Das Hockeyschläger-Diagramm beruht auf einer 1999 veröffentlichten wissenschaftlichen Untersuchung von Michael E. Mann, Raymond S. Bradley und Malcolm K. Hughes zur globalen Erwärmung.^[1] Bekannt wurde es durch den Dritten Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Indem es den Temperaturverlauf der Erde während der vergangenen tausend Jahre darstellt, diente es der Veranschaulichung der in diesem Bericht getroffenen Aussagen. Seinen Namen erhielt es durch seine Ähnlichkeit mit der Form eines Hockeyschlägers.

Das Diagramm wurde in Presseberichten über den Dritten Sachstandsbericht und zu Themen der globalen Erwärmung oft zur Illustration verwendet. Nach 2003 entwickelte sich eine Kontroverse um die statistischen Grundlagen des Diagramms und der aus ihm zu ziehenden Schlüsse. Eine Einschätzung des Zustandekommens des Diagramms wie auch der Kontroverse wird im Vierten Sachstandsbericht angeführt.^[2] Dieser enthält neben Michael Manns Kurve eine Reihe weiterer, unabhängiger Klimarekonstruktionen, die einen ähnlichen Temperaturverlauf wie das Hockeyschläger-Diagramm zeigen.

Klimadaten

Von Mann rekonstruierte Temperatur (blau) und Thermometerdaten (rot). Die Fehlergrenzen sind in grau gezeigt. Diese Grafik wurde als Fig. 2.20 in den dritten IPCC Bericht übernommen.

Für die Erstellung des Diagramms wurde eine große Zahl verfügbarer Klimadaten der letzten Jahrhunderte zusammengefasst, unter anderem Messdaten von Wetterstationen, aber auch bestimmte indirekte Klimadaten (sogenannte Proxies) aus Sedimenten, Bohrkern-Untersuchungen des Polareises oder Daten aus der Borstenkiefern-Chronologie (Baumringdaten). Das Ergebnis war ein Diagramm, das über lange Zeit einen relativ gleichmäßigen Temperaturverlauf zeigte und ab dem 20. Jahrhundert einen deutlichen Anstieg der Temperatur dokumentierte. Die Ähnlichkeit dieser Kurve mit der Form eines Eis- oder Rasen-Hockeyschlägers führte schnell zu ihrem einprägsamen Namen.

Das Diagramm traf auf ein breites Medieninteresse und war insofern bedeutsam, als es den Anstieg der weltweiten Durchschnittstemperatur offenkundig darzustellen schien. Hierdurch stützt es die These der menschengemachten globale Erwärmung innerhalb der letzten Jahrhunderte, deren Ursache insbesondere in der Verbrennung fossiler Energieträger und des sich dadurch erhöhenden Anteils von Treibhausgasen in der Atmosphäre gesehen wird.

Im vierten Sachstandsbericht des IPCC des Jahres 2007 wird zu dem im Diagramm dargestellten Temperaturansstieg geschrieben:^[3]

"The TAR pointed to the ‘exceptional warmth of the late 20th century, relative to the past 1,000 years’. Subsequent evidence has strengthened this conclusion. It is very likely that average Northern Hemisphere temperatures during the second half of the 20th century were higher than for any other 50-year period in the last 500 years. It is also likely that this 50-year period was the warmest Northern Hemisphere period in the last 1.3 kyr, and that this warmth was more widespread than during any other 50-year period in the last 1.3 kyr."

Übersetzung:

„Der TAR (=dritte Sachstandsbereicht, Anm. d. Übersetzers) wies auf die außergewöhnliche Wärme im späten 20. Jahrhundert im Vergleich zu den letzten 1.000 Jahren hin. Darauffolgende Belege haben diese Feststellung gestärkt. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Durchschnittstemperaturen der Nordhemisphäre während der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts höher als jede andere 50-Jahres Periode der letzten 500 Jahre lagen. Ebenso ist wahrscheinlich, dass diese 50-Jahres-Periode die wärmste der letzten 1.300 Jahre war und dass diese Erwärmung erheblich ausgedehnter war als jede andere 50-Jahres-Periode der letzten 1.300 Jahre.“

Kontroverse

Seit seiner Veröffentlichung waren die Methoden und damit auch die Ergebnisse des Hockeyschläger-Diagramms ein in der Öffentlichkeit stark diskutiertes Thema. Es wurde daher von verschiedenen Wissenschaftlern überprüft. Besonders Steven McIntyre und Ross McKitrick, ein Ökonom der University of Guelph, analysierten das statistische Verfahren zur Gewinnung des Hockeyschläger-Diagramms und kritisierten es grundlegend.^[4]

So zeigten sich Fehler in der computerbasierten Auswertung der Basisdaten, auf denen das charakteristische Diagramm beruhte. Insbesondere sollten die benutzten Mittelungsroutinen aus Programmbibliotheken implementierungsbedingt erst ab dem Jahr 1902 korrekte Ergebnisse liefern können. Auch zeigten Versuche zur Überprüfung des Programms nach der Monte-Carlo-Methode mit mehreren Eingangsdatensätzen, dass auch diese unter Umständen zur bereits bekannten Hockeyschlägerform mutierten. Hinzu kämen noch Softwarefehler, die zur Verfälschung der Ergebnisse beitrugen.

Nach Auffassung von McIntyre und McKitrick handelt es sich daher um ein statistisches Artefakt.^[5] Laut den Paläoklimatologen Eugene Wahl und Caspar Ammann ist jedoch diese Auffassung widerlegt.^[6]

Während von manchen die Position vertreten wurde, das Diagramm wäre widerlegt, wurde andererseits einigen der Kritiker vorschnelles und unausgereiftes Vorgehen vorgehalten. Die Diskussionen über die methodischen Detailfragen wirkten vor allem deshalb so intensiv nach, weil der Vorwurf der Inkorrektheit der Grafik, insbesondere innerhalb öffentlicher Debatten, als angeblicher Beleg gegen die These, der Mensch sei Hauptverursacher der globalen Erwärmung, verwendet wurde.

Demgegenüber haben verschiedene seitdem durchgeführte Rekonstruktionen des Klimas der vergangenen 1.000 Jahre ein dem Hockeyschläger-Diagramm vergleichbares Bild geliefert.^[7] Diese neuen Graphen haben den vom ursprünglichen Hockeyschläger-Diagramm und seinen Fehlergrenzen vorgegeben Rahmen der Temperaturentwicklung bislang nicht überschritten.^[8]

Studien im Auftrag des US-Repräsentantenhauses

Studie des National Research Council

Auf Ersuchen des US-Repräsentantenhauses stellte der National Research Council (NRC) ein zwölfköpfiges Expertengremium zusammen, das alle wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Temperaturverlauf der letzten 2.000 Jahre zusammentrug und dabei u.a. Manns Arbeit zum Hockeyschläger-Diagramm untersuchte. Im Juni 2006 veröffentlichte der NRC einen 155 Seiten umfassenden Bericht zum Thema.^[7]

In dem Bericht des NRC heißt es, dass Michael Manns Forschungsergebnisse seit ihrer Veröffentlichung durch eine Vielzahl von Beweisen untermauert worden sind.^[9] Aufgrund dieser Beweise halten es die Experten des NRC für plausibel, dass die letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts in der nördlichen Hemisphäre die wärmste Zeitspanne innerhalb des vergangenen Jahrtausends gewesen sind.^[10] Die Sicherheit von Aussagen über frühere Temperaturverläufe unterscheide sich jedoch, je nachdem, welchen Zeitraum man betrachte. Mit großer Sicherheit könne gesagt werden, dass die durchschnittlichen globalen Oberflächentemperaturen während der letzten Jahrzehnte des 20. Jahrhunderts höher waren als in jeder vergleichbaren Periode während der vorangegangenen vier Jahrhunderte.^[9] Für die Zeit vor 1600 seien großräumige Temperaturrekonstruktionen noch (zum Zeitpunkt des Berichts) mit schwer quantifizierbaren Unsicherheiten verbunden, würden aber dennoch einen wichtigen Beitrag zur Klimaforschung leisten.^[9] Die verfügbaren Klimaproxies würden darauf hindeuten, dass die Temperaturen an vielen, aber nicht allen, einzelnen Orten während der letzten 25 Jahre höher waren als in jeder vergleichbar langen Zeitspanne zwischen den Jahren 900 und 1600.^[9]

Einem Vorschlag im NRC-Bericht folgend, wiederholten im Jahr 2006 Mann, Bradley und Hughes ihre Klimarekonstruktion der letzten 2.000 Jahre unter Verwendung einer stark vergrößerten Menge an Klimaproxies und mehrerer validierter, voneinander unabhängiger Methoden. Das 2008 veröffentlichte Ergebnis bestätigte die Anomalie für mindestens die letzten 1.300 Jahre. Berücksichtigte man auch Baumring-Daten, so kann dies mit starken Einschränkungen auch für die letzten 1.700 Jahre gelten.^[11] Praktisch alle vergleichbaren Arbeiten zur Klimarekonstruktion über diese Zeitspannen greifen teilweise auf dieselben Chronologien zurück und sind daher nicht vollkommen voneinander unabhängig.^[12] Nimmt man einzelne Proxyreihen – wie etwa die umstrittenen Baumringe – aus der Untersuchung heraus, ändert sich das Ergebnis jedoch nicht wesentlich.^[13] Alle Rekonstruktionen des Klimas, die aus Proxies gewonnen werden, sind mit einigen Unsicherheiten behaftet.^[14]

In einer Kurzkorrespondenz in der Fachzeitschrift Nature vom 10. August 2006 bekräftigten Bradley, Hughes und Mann, dass sie in ihrer 1998 veröffentlichen Publikation auf die großen Unsicherheiten und Widersprüche der Daten vor 1400 hingewiesen hätten, welche konkrete Rückschlüsse auf die Temperaturen in der Zeit vor 1400 verhindern.^[15] Damit reagierten sie auf Äußerungen von Gerald North aus dem NRC-Expertengremium, der bemängelt hatte, dass sie manche Unsicherheiten nicht optimal kommuniziert hätten.

Wegman-Report

Im Juli 2006 veröffentlichten Edward Wegman, Yasmin H. Said und David W. Scott einen Bericht für das United States House Committee on Energy and Commerce zu aktuellen Untersuchungen über die Publikationen zum Hockeyschläger-Diagramm.^[16] In dem oft als „Wegman-Report“ bezeichneten Bericht, der im Auftrag des republikanischen Ausschussvorsitzenden Joe Barton erstellt wurde, werden die Publikationen von Mann als „einigermaßen obskur und unvollständig“ beschrieben und die Kritikpunkte der Veröffentlichungen von McIntyre und McKitrick geteilt. Weiter wird ein Netzwerk von 43 Autoren paläoklimatischer Studien mit direkten Verbindungen zu Mann (z.B. per Co-Autorenschaft in Publikationen) beschrieben, welche bisher zitierte „unabhängige Studien“ aus Sicht von Kritikern in einem nicht allzu unabhängigem Licht erscheinen lassen. Die Schlussfolgerung dieser Untersuchungen war, dass die These, 1998 sollte das wärmste Jahr, die 1990er Jahre aber das wärmste Jahrzehnt der letzten 1.000 Jahre gewesen sein, nicht bestätigt wird. Richard Kerr vom mit kritisierten Wissenschaftsmagazin Science kritisierte seinerseits die Anhörung und attestierte ein anderes Ergebnis als von den Proponenten beabsichtigt und auf der Webseite verlautet.^[17] Gegenstand der Kritik durch McIntyre und McKitrick war auch, dass die Ergebnisse der statistischen R²-Analyse keinesfalls die von Mann angegebenen 0,2–1,0 erreichen, sondern deutlich darunter liegen, was die Aussagekraft der Ergebnisse insgesamt relativieren würde.

Massive Kritik am Wegman-Report kam seit Ende 2010 auf, als drei namhafte Experten gegenüber USA Today schwere Plagiatsvorwürfe gegen die Verfasser des Berichts erhoben.^[18] Der Physiker Paul Ginsparg von der Cornell-Universität bezeichnete das Ausmaß von Plagiaten im Wegman-Report als „ziemlich schockierend“. Seine eigene vorläufige Einschätzung sei „schuldig im Sinne der Anklage“ (guilty as charged).^[18] Plagiate u.a. aus der Wikipedia wurden auch in einem Zeitschriftenartikel gefunden, in dem die Berichtsverfasser Edward Wegman und Yasmin H. Said erneut Kritik an Klimaforschern geübt hatten.^[19] Der Artikel wurde von der betroffenen Fachzeitschrift Computational Statistics & Data Analysis zurückgezogen. An Wegmans Universität, der George Mason University, ist eine Untersuchung der Vorfälle im Gange.^[19]

Erneute Kontroverse nach dem Hackerzwischenfall 2009

Im Zusammenhang mit dem Hackerzwischenfall am Klimaforschungszentrum der University of East Anglia und den dabei gestohlenen E-Mails wurde eine erneute Untersuchung von Manns diesbezüglichen Forschungsarbeiten durch die Pennsylvania State University durchgeführt. Dazu wurde eine Kommission einberufen, der fünf Professoren aus anderen Fachbereichen der Universität angehörten.^[20] Die Kommission kam einstimmig zu dem Ergebnis, dass Mann sich keines wissenschaftlichen Fehlverhaltens schuldig gemacht habe.^[21][22] Bereits zuvor hatte die Universität Anschuldigungen zurückgewiesen, dass Mann Daten zurückgehalten oder brisante E-Mails gelöscht hätte.^[20]

Siehe auch

• Mittelalterliche Warmzeit
• Kleine Eiszeit
• Klimageschichte

Weblinks

• Technology Review: Klimaforschung - Risse im Klima-Konsens (PDF) (687 kB)
• Technology Review: Rechenfehler bei der globalen Erwärmung
• Telepolis: Kurven, Knatsch und (Borsten-) Kiefern
• Zur Problematik der Gewinnung von Temperaturdaten aus Proxies und Kritik an Manns Studie (englisch; 2,48 MB)
• Einträge von RealClimate.org: Myth vs. Fact Regarding the "Hockey Stick" und Dummies guide to the latest "Hockey Stick" controversy (englisch)
• Kritik von McIntyre und McKitrick (März 2006) (PDF) (englisch; 1,01 MB)
  • RealClimate.org-Eintrag zum Wegman-Report (englisch)
  • ClimateAudit.org-Eintrag zur Science-Kritik am Wegman-Report (englisch)
  • Spiegel-Artikel zu den Plagiatsvorwürfen gegen den Wegman-Report

Einzelnachweise

1. ↑ Michael E. Mann, Raymond S. Bradley und Malcolm K. Hughes (1999): Northern Hemisphere Temperatures During the Past Millennium: Inferences, Uncertainties, and Limitations, in: Geophysical Research Letters, Vol. 26, No. 6, S. 759–762; online (PDF; 238 kB)
2. ↑ IPCC AR4, Kapitel 6, Seite 466 ff. (PDF; 7,70 MB)
3. ↑ IPCC AR4, Kapitel 6, Seite 436 (PDF; 7,70 MB)
4. ↑ Eine Besprechung von McIntyres und McKitricks Kritik findet sich im Vierten Sachstandsbericht des IPCC, siehe IPCC AR4, Kapitel 6, Seite 466 (PDF; 7,70 MB).
5. ↑ Stephen McIntyre und Ross McKitrick (2003): Corrections to the Mann et al. (1998) proxy database and northern hemispheric average temperature series, in: Energy & Environment, Vol. 14, No. 6, S. 751–771
6. ↑ Eugene Wahl und Caspar Ammann (2007): Robustness of the Mann, Bradley, Hughes reconstruction of Northern Hemisphere surface temperatures: Examination of criticisms based on the nature and processing of proxy climate evidence, in: Climatic Change, Vol. 85, No. 1, S. 33–69
7. ↑ ^{a b} Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years, National Research Council (2006): Surface temperature reconstructions for the last 2,000 years. Washington, D.C.: National Academies Press; online
8. ↑ P.D. Jones und M.E. Mann (2004): Climate Over Past Millennia, in: Review of Geophysics, Vol. 42, No. 2, RG2002
9. ↑ ^{a b c d} Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years, National Research Council (2006): Surface temperature reconstructions for the last 2,000 years. Washington, D.C.: National Academies Press, S. 3; online
10. ↑ Committee on Surface Temperature Reconstructions for the Last 2,000 Years, National Research Council (2006): Surface temperature reconstructions for the last 2,000 years. Washington, D.C.: National Academies Press, S. 4; online
11. ↑ Mann et al. (2008): Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia, doi:10.1073/pnas.0805721105
12. ↑ IPCC AR4, Kapitel 6: Palaeoclimate, S. 471: ...these new records are not entirely independent reconstructions inasmuch as there are some predictors (most often tree ring data and particularly in the early centuries) that are common between them...; online (PDF; 7,70 MB)
13. ↑ Mann et al. (2000): Global Temperature Patterns in Past Centuries: An Interactive Presentation, in: Earth Interactions, Vol. 4, No. 4, S. 1–29; A Note on Possible Non-Climatic Tree-Ring Trend Bias
14. ↑ Jones et al. (2009): High-resolution palaeoclimatology of the last millennium: a review of current status and future prospects, in: The Holocene, Vol. 19, No. 1, S. 3–49, doi:10.1177/0959683608098952
15. ↑ Raymond S. Bradley, Malcolm K. Hughes und Michael E. Mann (2006): Authors were clear about hockey-stick uncertainties, in: Nature 442, 627 (10. August 2006); online
16. ↑ Ad Hoc Committee Report On The ‘Hockey Stick’ Global Climate Reconstruction (Wegman-Report); online (PDF; 1,41 MB)
17. ↑ Richard A. Kerr (2006): Politicians Attack, But Evidence for Global Warming Doesn't Wilt, in: Science, Vol. 313, No. 5786 (28. Juli), S. 421, DOI: 10.1126/science.313.5786.421, siehe Zusammenfassung online
18. ↑ ^{a b} Experts claim 2006 climate report plagiarized, in: USA Today, 22. November 2010
19. ↑ ^{a b} Vgl. Copy and paste, in: Nature, Vol. 473, No. 7348, S. 419–420 (26. Mai 2011)
20. ↑ ^{a b} Keine Manipulation, in: Süddeutsche Zeitung, 7. Juli 2010
21. ↑ Investigation of climate scientist at Penn State complete, Meldung der Pennsylvania State University, 1. Juli 2010
22. ↑ Abschlussbericht der Kommission der Pennsylvania State University (PDF; 778 kB)