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Hermann-von-Helmholtz-Symposium und -Preis

Wie warm ist die Erde? – Temperaturmessung für die Klimaforschung

Heinrich Miller,
Alfred-Wegener-Institut, Bremerhaven

Wir leben heute in einer Eiszeit – einem relativ kalten Klimazustand, der zwar immer wiederkehrend, aber insgesamt nur während etwa 5 % der Erdgeschichte das Bild der Erde prägt.

Klima entwickelt sich in einem komplexen System aus Randbedingungen, die von der Sonne vorgegeben werden, der gasförmigen Zusammensetzung der Atmosphäre und der Beschaffenheit der Erdoberfläche, nicht zuletzt auch aus der räumlichen Verteilung von Land und Ozean. Alle am Klima und seinen Veränderungen beteiligten Prozesse spielen sich zwischen diesen Randbedingungen ab. Zur Beschreibung und zum Verständnis dieses Systems sind unter anderem Temperaturmessungen in Raum und Zeit notwendig, weil die Temperatur eine wesentliche Anzeigegröße darstellt.

Vermeintlich stellen Temperaturmessungen heute kein Problem dar, doch gibt es gerade in der Klimaforschung noch erheblichen Entwicklungsbedarf für sehr genaue und über lange Zeiträume stabile Temperaturmessungen, weil etwa minimale Veränderungen in der Temperatur von Meeresströmungen große klimatische Auswirkungen haben können.

Ein Verständnis des Klimasystems und gesicherte Prognosen über seine mögliche zukünftige Entwicklung unter dem Einfluss menschlichen Handelns können wir auch nur dann gewinnen, wenn wir die klimatische Entwicklung der Vergangenheit bestimmen können, und der auch dafür wichtige Parameter ist die Temperatur. Deshalb sind verschiedene Paläothermometer entwickelt worden, die zumeist nicht physikalischer Natur sind, sondern auf der Reaktion biologischer Systeme auf sich verändernde Temperaturen beruhen oder physikochemische Reaktionen einbeziehen. Die Erfassung dieser Stellvertreterdaten in Raum und Zeit erlaubt dann das Klima der Vergangenheit unter Einbeziehung physikalischer Modelle recht gut zu beschreiben. Damit leistet die Paläoklimatologie einen wichtigen Beitrag für unser Gesamtverständnis des Erdsystems und die Einordnung des gegenwärtigen Zustands in die natürliche Schwankungsbreite des Klimas.