Die sog. “Hockeyschlägerkurve” wurde von der Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ein von den Vereinten Nationen eingesetztes Gremium aus Wissenschaftlern und Regierungsbeamten, in die Kurzfassung ihres Weltklimaberichtes aufgenommen. Auf Basis dieses Berichts wurde das volkswirtschaftlich teure und politisch problematische Kyoto-Protokoll zur Reduzierung der Kohlendioxyd-Emissionen umgesetzt. Viele Regierungen nahmen die Schlußfolgerungen aus diesem Bericht zum Anlaß, das Kyoto-Protokoll zu ratifizieren. Die folgende Abbildung 1 zeigt die Orignal-Kurve, wie sie im IPCC-Bericht abgebildet ist.

Abbildung 1: Die Hockeyschlägerkurve wurde so benannt, da ihr Verlauf einem Hockeyschläger ähnelt.

Der Verlauf der Kurve (siehe Abb.: 1) zeigt die Temperatur der Nordhalbkugel nach Mann et all (MBH98), demnach war es in den vergangenen 1000 Jahren noch nie so warm wie heute. Des weiteren zeigt die Kurve einen steilen Anstieg der Temperatur ab der Mitte des 19. Jahrhunderts an. Diese Kurve veranlaßte die Klimaforscher zu folgenden Aussagen:

• der Grund der Erwärmung des Erdklimas ist hauptsächlich CO2
• 1998 ist das wärmste Jahr letzten 1000 Jahre
• das 20. Jahrhundert ist das wärmste der letzten 1000 Jahre
• die Ursache des Wandels ist menschgemacht (anthropogen)

Ist das wirklich so? Die beiden Wissenschaftle Steve McIntyre und Ross McKitrick haben bereits 2003 Fehler in der statistischen Berechnung der Hockeyschlägerkurve nachgewiesen. Im Juli diesen Jahres gab es im US-Representatenhaus eine Anhörung, die sich ausschließlich mit dem Sachverhalt auseinander setzt, inwieweit die sog. “Hockeyschlägerkurve” fehlerhaft ist und ob die mit öffentlichen Mitteln geförderte Studie mit der erforderlichen wissenschaftlichen Sorgfalt durchgeführt wurde. Als erster wurder Dr. Edward J. Wegman, vom Center for Computational Statistics der George Mason University, angehört. Er befaßte sich mit den statistischen Methoden, die der sog. “Hockeyschlägerkurve” zu Grunde liegen, sowie dem sozialen Netzwerk rund um Dr. Mann. Zusammen mit einem Komitee renomierter Wissenschaftler verfaßte er den sog. “Wegman Report” (Zusammenfassung [hier]).

Zusammengefaßt ergeben sich folgene Schlußfolgerungen aus dem Wegman Report:

1. Die unsachgemäße Nutzung betsimmter statistischer Methoden durch Mann et al. produzieren Hockeyschläger-ähnliche Kurven.
2. Obwohl statistische Methoden durch Paleoklimatologen stark genutzt werden, gibt es keine Interaktion mit Forschern die sich mit statistischen Methoden befassen.
3. Die Analyse des sozialen Netzwerks unter den Paleoklimatologen ergab, dass die “Gemeinde” stark vernetzt ist und ihre Veröffentlichungen untereinander reviewen, sowie auf gemeinsame Datenbasen zurück greifen.
4. Wissenschaftler, die in politische Bewertung von wissenschaftlichen Arbeiten eingebunden sind, sollten nicht ihre eigenen Arbeiten bewerten dürfen

Auf einige Punkte werde ich im folgenden kurz eingehen.

1. Unsachgemäße Nutzung statistischer Methoden
Dr. Wegman uns sein Komitee teilen die Kritik von McIntyre und McKitrick an den statistischen Methoden, die von Mann et al. eingesetzt wurden. Hauptkritikpunkt ist das unsachgemäße nutzen der Principal Component (PC, Hauptkomponentenanalyse) Methode, die eigentlich dazu genutzt wird, um aus einer großen Datenbasis die Anzahl von Variablen zu reduzieren. Bei dieser Methode erklärt die erste Principal Component (PC1) die maximale Varianz, die zweite PC, die nicht mit PC1 korreliert, versucht die Varianz der verbleibenden Proxies zu erklären und so weiter. Mann et al. machten einige Fehler im Umgang mit dieser statistischen Methode. Zum einen nutzten sie die gemssenen Temperaturverläufe von 1902 bis 1995, um ihre Proxydaten zu kalibrieren. Dies wäre an sich kein Problem, wiesen die Daten aber nicht einen Trend auf: die Temperatur ist von 1902 bis 1995 gestiegen. Dies führt in der PC-Methodik allerdings dazu, dass alle Proxies, die einen ähnlichen Trend aufweisen, durch die Methode bevorzugt als erste Principal Component ausgewählt werden. Eine solche Kalibrierung müßte bei beliebigen Daten also immer zu einer Hockeyschlägerkurve führen und genau das haben McIntyre und McKitrick bewiesen, wie man unschwer in Abbildung 2 erkennen kann.

Abbildung 2: Oberer Graph zeigt den durch McIntyre und McKitrick reproduzierter Hockeystick durch auf Basis von rotem Rauschen. Der Graph unten zeigt die MBH98 Rekonstruktion. (Zum vergrößern auf Bild klicken)

Was passiert aber, wenn man die von Mann et all. genutzten Daten richtig kallibriert? Die folgende Abbildung 3a veranschaulicht es:

Abbildung 3a: Der obere Graph zeigt die resultierende Hockeyschlägerkurve mit einer trendbasierten Kalibrierung nach Mann et al. MBH98. Der untere Graph zeigt die resultierende Kurve auf derselben Datenbasis, wenn eine korrekte Kalibrierung vorgenommen wurde.

In Abbildung 3b wird eine Auswahl der Datenbasis, die die Grundlage der Berechnung der Kruve in Abbildung 3a ist dargestellt. Die meisten Proxies (es waren mehr als 70, so genau weiß das keiner) zeigen keinerlei Struktur auf, bis auf einige wenige Ausnahmen (z.B die Bristlecone Pines Proxy Daten). Die korrekt kalibrierte Methodik gibt als nur den Informationsgehalt der Proxies wider — und der scheint nicht besonders groß zu sein.

Abbildung 3b: Auswahl der von MBH98 genutzten Proxy Daten.

Der Fehler wäre wohl weniger kritisch gewesen, wenn die Veröffentlichung von Dr. Mann et al. schlicht übersehen worden wäre, wie so viele wissenschaftliche Beiträge heutzutage. Aber da die Kernaussage der Veröffentlichung einigen Interessengruppen in ihre politische Agenda paßte und die — nun nachgewiesen falschen — Ergebnisse dieser Veröffentlichung in sehr prominenter Weise im IPCC-Report von 2001 aufgeführt wurden, machten die Kritik zu einem Politikum. In folge dessen wurden McIntyre und McKitrick von einem Großteil der Paleoklimatologen ignoriert und zum Teil auch als Amateure diffamiert. Dabei ging es McIntyre und McKitrick nie um Klimawissenschaft, sondern lediglich um das korrekte Einsetzen mathematischer Methoden, da diese natürlich auch in der Paleoklimatologie noch ihre Gültigkeit behalten. Das soziale Netzwerk, dass Dr. Mann um sich gesponnen hat, könnte dies vielleicht erklären. Wahrscheinlich ist, dass die Popularität der unabsichtlich falsch berechnete Kurve bei Dr. Mann und seinen Kollegen dazu geführt hat, dass sie nicht los lassen konnten. Dies erklärt möglicherweise den enormen Furor in der Debatte um die sog. “Hockeyschlägerkurve”.

2. Analyse des sozialen Netzwerks
Eines der interessantesten Aspekte in Verbindung mit der “Hockeyschläger”-Kontroverse ist, wie die einzelnen Autoren untereinander vernetzt sind. Daraus könnte man schließen, inwieweit der Peer-Review-Prozess (Beurteilungsprozess wissenschaftlicher Arbeiten) unabhängig ist, d.h. inwieweit bestimmte Arbeiten unterstützt und andere blockiert werden, denn der Peer-Review-Prozess ist entscheidend für die Veröffentlichung einer wissenschaftlichen Arbeit. Eine schlechte Bewertung in diesem Prozess führt automatisch dazu, dass eine Arbeit nicht veröffentlicht wird.

Hierfür führte Dr. Wegman eine Analyse des sozialen Netzwerks durch. In ersten Untersuchung wurden die Veröffentlichungen, in denen Dr. Mann als Co-Autor auftritt untersucht. Die anderen Autoren wurden daraufhin ebenfalls in die Untersuchung einbezogen und ihre Beziehungen zueinander analysiert (siehe Abbildung 4).

Abbildung 4: Soziales Netzwerk um Dr. Mann. Jede Kante in diesem Graphen repräsentiert eine Verbindung von Dr. Man als Co-Autor.

Es ist unschwer zu erkennen, dass Dr. Mann eine zentrale, dominierende Rolle einnimmt. Besonders deutlich wird das, wenn man die Verbindungen zu Dr. Mann aus dem Graph entfernt (siehe Abbildung 5):

Abbildung 5: Wie Abbildung 4, nur ohne Beziehungen zu Dr. Mann dargestellt

Obgleich Dr. Mann eine zentrale Position in dem Netzwerk einnimmt, fällt eine weiter zentrale Gruppe auf bestehend aus Rutherford, Jones, Osborn, Briffa, Bradley und Hughes. Die Forscher in der Paleoklimatologie scheinen untereinander sehr vernetzt zu sein, so dass unabhängige Studien möglicherweise nicht so unabhängig sind, wie sie oberflächlich erscheinen. Des weiteren ist Dr. Wegman aufgefallen, dass die Forscher der Klimapaleontologie gar keine Kontakte zu Forschern der mathematischen Methoden, insbesonders der Statistik, pflegen, obgleich sie “neue” statistische Methoden intensiv nutzen.

3. Stellungnahme der Nationalen Forschungsrats der USA
Die Nationale Forschungsrat der USA (National Academy of Sciences, NAS) gab ebenfalls eine Stellungnahme zur Hockeyschlägerkurve ab, der die wissenschaftlichen Zweifel an der Rekonstruktionsmethodik von Mann et al. Punkt für Punkt bestätigte. Die NAS nahm zu einem der bekanntesten Zitaten von Dr. Mann wie folgt Stellung:

Even less confidence can be placed in the original conclusions by Mann et al. (1999) that “the 1990s are likely the warmest decade, and 1998 the warmest year, in at least a millennium” [...]

Zudem findet die NAS die Klimarekonstruktion vom Jahr 1600, der kleinen Eiszeit, bis heute sehr vertrauenswürdig, während sie Rekonstruktionen die über das Jahr 1600 hinaus gehen, als sehr ungenau und damit sehr unglaubwürdig hält. Das wir demnach die wärmste Zeit seit 400 Jahren erleben ist kein Wunder, schließlich herrschte damals die kleine Eiszeit. Aber hier in Deutschland kann man sich auf Apologeten des anthropogenen Klimawandels verlassen, die selbst daraus noch einen gefährlichen Trend konstruieren. “Wer daraus einen Temperaturtrend abliest,” so Dirk Maxeiner “könnte diesen auch aus der Tatsache herleiten, dass es im Sommer wärmer ist als im Winter”. Recht hat er.

4. Zusammenfassung

1. Dr. Mann et al. hat in seiner Klimarekonstruktion statistische Methoden fehlerhaft eingesetzt.
2. Die daraus abgeleiteten “Hockeyschlägerkurve” kann nicht bestätigt werden und ist schlicht falsch.
3. Damit sind die Aussagen, dass das Jahr 1998 das wärmste Jahr und das letzte Jahrzehnt das wärmste Jahrzehnt des letzten Jahrtausends sind obsolet.
4. Die kleine Eiszeit kann als bestätigt angesehen werden.
5. Aussagen zum Klima vor dem Jahr 1600 sind mit sehr großer Unsicherheit versehen.
6. Die natürliche Varianz des Klimas ist größer, als es die “Hockeyschlägerkurve” es vermittelt.
7. Der anthropogene Klimawandel ist damit weder bestätigt noch widerlegt.