Kennen Sie den Zustand Ihres Fahrrads? Leuchtet das Rücklicht? Geht den Reifen die Puste aus? Oder setzt der Drahtesel etwa Rost an? Ganz egal, wie gut Ihr Rad gepflegt und gehegt wird, es ist relativ einfach das System Fahrrad zu untersuchen. Während dessen Fahrphysik noch einigermaßen überschaubar ist, lässt sich leicht vorstellen, dass es bei einem System wie dem Weltklima schwierig wird.

Dieser Tage schaut alle Welt nach Kopenhagen, wo auf der Grundlage wissenschaftlicher Daten Entscheidungen zur Beeinflussung des Weltklimas getroffen werden sollen. Doch ein generelles Problem jeder Wissenschaft ist es, reproduzierbare Parameter zu finden, die eben geeignet sind ein – wie auch immer geartetes – System und dessen jeweilige Zustände zu beschreiben. Ist die Anzahl der Parameter beim Fahrrad (etwa Reifendruck und Kettengetriebe) noch relativ gering, steigt sie beim Klima dramatisch an.

Und nicht nur das: Für Klimaforscher sind Parameter entscheidend, die sich mal direkt messen und mal nur aus der Ableitung einzelner aus wieder anderen Parametern ableiten lassen. Allen Daten und Methoden gemein ist jedoch der generelle Anspruch der Wissenschaft: Reproduzierbarkeit, Nachvollziehbarkeit und Nachprüfbarkeit – sowohl der Daten als auch deren Herkunft, den Bearbeitungsmethoden, Ergebnissen und den Schlussfolgerungen. Kein seriöser Wissenschaftler würde Daten und Ergebnisse publizieren, die diesen Ansprüchen nicht genügen.

In der Klimaforschung wird auf Daten unterschiedlichster Herkunft und Alters zurückgegriffen. Das sind einmal aktuell gemessene Daten, die den heutigen Zustand des Klimas beschreiben und einmal Daten aus der Vergangenheit. Aktuell messbare Parameter wären etwa Wetterballondaten zu Temperatur und Luftdruck sowie Messungen der chemischen Zusammensetzung der Luft (wie etwa des CO2- und Ozon-Gehalt). Hinzu kommen Messungen der äquivalenten Parameter des Ozeans: Temperatur und Salzgehalt. Mit diesen Daten lassen sich die "Ist-Zustände" der Atmosphäre und des Ozeans bestimmen und die aktuellen Klimagürtel der Erde definieren.

Vor rund 30 Jahren kamen zu den klassischen, erdgestützten Methoden noch die Beobachtungsmöglichkeiten aus dem Weltraum dazu. Immer ausgefeiltere Methoden und Sensoren vermessen die Erde und observieren den Zustand der Atmosphäre und des Ozeans. Gerade bei den Satellitendaten ist ein hoher Aufwand bei der Aufbereitung der Rohdaten erforderlich. Schließlich messen die Satelliten etwa die Luftfeuchte nicht direkt, sondern leiten sie aus anderen Parametern, zum Beispiel der Abschwächung einer bestimmten Wellenlänge des empfangenen Lichtes, ab.

"Da aber auch die Sensoren Veränderungen unterliegen, ist die genaue Erfassung der Messbedingungen ebenso unerlässlich, genauso wie die Überprüfung der Satellitenmessungen anhand von Vergleichsmessungen", erläutert Lothar Schüller von der europäischen Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (Eumetsat) in Darmstadt. In der Eumetsat-Zentrale werden die Satelliten gesteuert und die Rohdaten aufgearbeitet, die unsere tägliche Wettervorhersage ermöglichen. "Besonders für die Erstellung von Datensätzen für die Klimaüberwachung ist eine sorgfältige Kalibrierung der Daten wichtig und einer der aufwendigsten Schritte bei der gesamten Bearbeitung", sagt Schüller. "Dabei gilt es, möglichst alle Ungenauigkeiten und Instrumenteneffekte aus den Rohdaten zu entfernen."