Klimamodelle übertreiben den Einfluss von Treibhausgasen auf jüngste interhemisphärische Temperaturmuster und das tropische Klima

Warum das Gleichgewicht zwischen Nord und Süd wichtig ist

Wir neigen dazu, die globale Erwärmung als eine einzelne Zahl zu sehen, etwa die durchschnittliche Temperatur des Planeten. Aber wo die Erwärmung auftritt, kann genauso wichtig sein wie ihr Ausmaß. Diese Studie betrachtet die Temperaturdifferenz zwischen der nördlichen und der südlichen Hemisphäre über den Ozeanen und stellt eine einfache Frage: Erfassen unsere besten Klimamodelle das, was seit den 1950er-Jahren tatsächlich passiert ist? Die Antwort lautet: nein — und diese Diskrepanz hat wichtige Folgen dafür, wie wir erwarten, dass sich tropische Niederschläge und zukünftiger Klimawandel entwickeln.

In der realen Welt zeigt sich eine andere Geschichte

Die Schlüssgröße in dieser Arbeit ist der interhemisphärische Temperaturkontrast, definiert als die mittlere Meerestemperatur in den nördlichen Ozeanen minus der in den südlichen Ozeanen. Beobachtungen seit 1950 zeigen, dass dieser Kontrast leicht zurückgegangen ist: Die Ozeane der Südhalbkugel haben stärker erwärmt als die des Nordens. Gleichzeitig haben sich die Muster tropischer Winde und Niederschläge in einer Weise verschoben, die mit dieser südfavorisierten Ozeanerwärmung übereinstimmt. Als die Autorinnen und Autoren jedoch mehr als 500 Simulationen aus über 50 hochmodernen Klimamodellen untersuchten, fanden sie das Gegenteil. In den Modellen erwärmen sich die nördlichen Ozeane schneller als die südlichen, was einen stetig zunehmenden Kontrast erzeugt, der in den realen Beobachtungsdaten fast nie vorkommt.

Treibhausgase versus winzige Partikel

Um zu verstehen, warum Modelle und Beobachtungen auseinandergehen, trennten die Forschenden die Rollen verschiedener menschlicher und natürlicher Einflüsse. Sie analysierten spezielle Klimamodell-Experimente, in denen nur Treibhausgase, nur vom Menschen verursachte Aerosolpartikel oder nur natürliche Faktoren wie Vulkanausbrüche und Schwankungen der Sonnenstrahlung variierten. Mithilfe statistischer Methoden zeigten sie, dass in der realen Welt die jüngste nordsüdliche Temperaturentwicklung über den Ozeanen hauptsächlich von Aerosolen und natürlichen Forcings gesteuert wird. Aerosole, die größtenteils auf der Nordhalbkugel emittiert werden, kühlen tendenziell die Luft über diesen Ozeanen und verhindern so, dass die nördlichen Gewässer den Süden überholen. Große Vulkanausbrüche verstärken Phasen der Abkühlung zusätzlich. Im Gegensatz dazu wird in den Modellen der langfristige Trend im hemisphärischen Unterschied von Treibhausgasen dominiert, wobei Aerosole eine schwächer kompensierende Rolle spielen.

Wie Winde, Verdunstung und warme Meere zusammenwirken

Ein zentrales physikalisches Mechanismus hinter dieser Diskrepanz betrifft die Verbindung zwischen Oberflächenwinden, Verdunstung und Meerestemperatur. Wenn Winde stärker über den Ozean wehen, steigert das die Verdunstung, die Wärme entzieht und die Oberfläche zu kühlen tendiert; schwächere Winde bewirken das Gegenteil und erlauben eine Erwärmung der Gewässer. Dieses Wind–Verdunstungs–SST-Feedback verstärkt jede anfängliche Ungleichheit in der Erwärmung zwischen den Hemisphären. In den nur-Treibhausgas-Simulationen erzeugen die Modelle systematisch Oberflächenwindänderungen, die eine zusätzliche Erwärmung der nördlichen Ozeane gegenüber dem Süden begünstigen. Beobachtungen zeigen ein komplexeres Bild: Aerosolgetriebene Änderungen und natürliche Variabilität erzeugen unterschiedliche Wind- und Temperaturmuster, die nicht mit der modellierten nordbetonten Erwärmung übereinstimmen.

Was die Diskrepanz über die Modell-Sensitivität aussagt

Das Team untersuchte außerdem, wie dieses Problem mit der allgemeinen Sensitivität der Klimamodelle zusammenhängt — also wie stark sie auf eine gegebene Zunahme der Treibhausgase erwärmen. Modelle mit höherer Gleichgewichtsklimasensitivität tendieren dazu, eine stärkere und falsche Erwärmung der nördlichen Ozeane gegenüber dem Süden zu zeigen. Gleichzeitig gelingt es den Modellen deutlich besser, die langsameren, multidekadenhaften Schwankungen im hemisphärischen Temperaturkontrast nachzubilden, die offenbar weitgehend von Aerosolen und natürlichen Forcings geprägt werden. Indem die Autorinnen und Autoren diesen teilweisen Erfolg nutzten, verwendeten sie die beobachtete Variabilität, um einzugrenzen, wie stark Aerosole wahrscheinlich durch ihren Einfluss auf Wolken den Planeten kühlen — und damit die Unsicherheitsspanne im Vergleich zu jüngsten internationalen Bewertungen zu reduzieren.

Folgen für künftige Niederschläge in den Tropen

Das Gleichgewicht der Erwärmung zwischen den Hemisphären lenkt den tropischen Regenriegel, die Zone starker Niederschläge, die Monsune speist und die Hurrikanbildung beeinflusst. Weil viele Modelle die Erwärmung der Nordhalbkugelmeere überbewerten, neigen sie auch dazu, eine stärkere nach Norden gerichtete Verschiebung dieses Regenriegels vorherzusagen, als Beobachtungen nahelegen. Als die Forschenden zukünftige Projektionen aus Modellen mit hoher und niedriger Klimasensitivität verglichen, stellten sie fest, dass Modelle mit niedrigerer Sensitivität — jene, die besser mit dem beobachteten hemisphärischen Muster übereinstimmen — eine moderatere nördliche Verschiebung der tropischen Niederschläge ergeben. Anders gesagt legt diese Arbeit nahe, dass einige der extremsten Modellprojektionen darüber, wie weit sich tropische Regenbänder verschieben und wie dramatisch bestimmte Regionen feuchter oder trockener werden könnten, überschätzt sein könnten, wenn sie auf Modellen beruhen, die eine durch Treibhausgase übertriebene Erwärmung der nördlichen Ozeane darstellen.

Zitation: He, C., Clement, A.C., Cane, M.A. et al. Climate models exaggerate greenhouse gas impact on recent interhemispheric temperature patterns and tropical climate. Nat Commun 17, 3265 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69783-5

Schlüsselwörter: interhemisphärischer Temperaturkontrast, Aerosole und Klima, Verschiebungen der tropischen Niederschläge, Fehler in Klimamodellen, Erwärmung der Ozeanoberfläche