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Was die drei Modelle gemeinsam zeigen

M0, M1 und M2 sind keine Konkurrenten, sondern eine aufeinander aufbauende Werkzeugkette. M0 fragt: Wie empfindlich ist das globale Klima? M1 ergänzt: Wie verteilt sich die Erwärmung vom Äquator zum Pol? M2 kartiert die Antwort schliesslich auf einer geographischen Karte. Die folgende Übersicht zeigt eine zentrale Kennzahl jedes Modells – die mit dem Median der P1‑Unsicherheitsspanne – mitsamt dem zugehörigen Manifest.

Drei Modelle, die aufeinander aufbauen. Das erste fragt: Wie stark heizt sich die Erde insgesamt auf? Das zweite: Wo wird es wärmer — eher am Äquator oder an den Polen? Das dritte malt daraus eine Landkarte. Jede Stufe ist etwas genauer. Unten siehst du von jedem Modell eine wichtige Kennzahl.

Die Werte sind der Median (50. Perzentil) der P1‑Unsicherheitsverteilung. Der vollständige Datensatz findet sich im Export; jede einzelne Zahl kann über die Manifest‑ID nachgeschlagen werden.

Die gezeigte Zahl ist jeweils der mittlere Wert aus vielen Durchläufen. Jede lässt sich über ihre Kennung (die Manifest-ID) genau nachschlagen.

Die einfachste Frage – und ihre Antwort

M0 ist das fundamentalste Modell der Pipeline. Es kennt keine Geographie, keine Breiten und keine Jahreszeiten – nur eine einzige Zahl: die globale Mitteltemperaturänderung ΔT. Die gesamte Physik steckt in zwei Parametern: der Rückkopplungsstärke λ (lambda) und der effektiven Wärmekapazität C. Aus ihnen ergeben sich zwei diagnostische Grössen: die Gleichgewichtssensitivität ECS = ΔF₂ₓCO₂ ⁄ λ und die Zeitkonstante τ = C ⁄ λ. Keine dieser Grössen wird direkt gesampelt – sie folgen zwangsläufig aus λ und C.

M0 ist das einfachste Modell: Es beschreibt die ganze Erde mit einer einzigen Temperatur. Dahinter stecken nur zwei Größen — wie stark die Erde auf Wärme gegenregelt (die „Rückkopplung") und wie viel Wärme sie zwischenspeichern kann. Die erste entscheidet, wie warm es am Ende wird; die zweite nur, wie lange es bis dahin dauert.

Der Forest‑Plot zeigt die Spannweite von ΔT in den drei Parameterräumen. P0 ist die Referenz, P1 die plausible Unsicherheit aus der Literatur, P2 ein bewusster Stresstest. Die Unterschiede spiegeln wider, wie stark λ und C die Klimasensitivität beeinflussen.

Jeder Balken zeigt, in welchem Bereich die Erwärmung landet. „Referenz" ist eine Standard-Annahme, „Plausible Spanne" die realistische Unsicherheit, „Stresstest" sind bewusst extreme Annahmen — kein realistischer Fall.

Jede dünne Linie ist eine exakte analytische Lösung für einen Parametersatz aus M0_P1. Das farbige Band umschliesst das 5‑95‑Perzentil‑Intervall aller Läufe; die kräftige Linie ist der Median. Die zeitliche Entwicklung zeigt, wie die Streuung der Modellantworten mit der Zeit wächst.

Jede dünne Linie ist ein einzelner Durchlauf mit leicht anderen Annahmen. Das farbige Band zeigt, wo die meisten landen; die kräftige Linie ist die Mitte. Je weiter das Band mit der Zeit aufgeht, desto unsicherer wird es.

Die Punktwolke für λ (x‑Achse) und ECS (y‑Achse) unterstreicht den direkten Zusammenhang: Ein kleineres λ – also eine schwächere Rückkopplung – führt zu einer höheren Sensitivität. Der Zusammenhang ist nahezu perfekt anti-korreliert, da die Gleichung ΔT = ΔF₂ₓCO₂ ⁄ λ deterministisch ist.

Hier sieht man den Kern von M0: Je schwächer die Erde gegenregelt, desto stärker erwärmt sie sich. Der Zusammenhang ist fast eine gerade Linie — in diesem einfachen Modell hängt fast alles an dieser einen Größe.

Vom Äquator zum Pol – die Rolle der Breite

M1 erweitert M0 um eine Raumdimension: die geographische Breite. Die Temperatur ist nun nicht mehr global, sondern für jede Breite einzeln bestimmt. Der meridionale Wärmetransport wird durch Diffusion modelliert; die Eis‑Albedo‑Rückkopplung setzt ab einer kritischen Temperatur ein. Dadurch entstehen zwei neue diagnostische Grössen: der Äquator‑Pol‑Gradient und die Polar‑Amplifikation.

M1 fügt eine Richtung hinzu: vom Äquator zum Pol. Wärme wandert von der warmen Mitte zu den kalten Enden, ähnlich wie in einer langen Metallstange. An den Polen kommt das Eis ins Spiel — schmilzt es, nimmt der dunkle Untergrund mehr Sonne auf. So lässt sich erstmals fragen, wie ungleich die Erwärmung verteilt ist.

Die Spannweite von ΔT in M1 ist ähnlich wie bei M0, da die grundlegende Physik dieselbe ist – aber die meridionale Struktur kann die globale Mitteltemperatur leicht verschieben.

Die Gesamterwärmung fällt ähnlich aus wie bei M0 — die Grundphysik ist dieselbe. Die neue räumliche Struktur verschiebt sie nur leicht.

Die Tornado‑Analyse offenbart, welcher Parameter den grössten Einfluss auf das Ergebnis hat. In M1_P1 dominiert der Outgoing‑Longwave‑Parameter B (B_OLR_p1) – ein Mass für die Effizienz der Wärmeabstrahlung in den Weltraum.

Dieser Plot ordnet die Stellschrauben nach Einfluss. Am stärksten wirkt hier, wie gut die Erde Wärme ins All abstrahlt — je besser, desto weniger Erwärmung. Das ist dasselbe Bremsprinzip wie bei M0, nur jetzt nach Breitengrad aufgelöst.

Die Streuung der ΔT‑Werte gegen B_OLR bestätigt den dominanten Einfluss: Ein stärkerer OLR‑Parameter senkt die Temperaturantwort, ein schwächerer erhöht sie.

Auch als Punktwolke bestätigt sich: Strahlt die Erde Wärme effizienter ab, erwärmt sie sich weniger — und umgekehrt.

Ein geographisches Vergleichsfeld – und seine Tücken

M2 (TransEBM v1.0) produziert ein echtes 2D‑Kartenbild der Temperaturänderung. Es ist kein dynamisches Modell, sondern ein statistisch‑physikalisches Transferfeld: Es nimmt die Randbedingungen einer CO₂‑Verdopplung und projiziert die erwartete Änderung auf ein globales Gitter. Die Ergebnisse sind als Vergleichsfeld zu verstehen, nicht als zeitliche Simulation.

M2 liefert eine echte Landkarte der Erwärmung. Es ist kein laufender Film, sondern ein fertig berechnetes Vergleichsbild: Man gibt eine CO₂-Verdopplung vor und sieht das räumliche Muster der Antwort.

Wichtig zu lesen: Die ΔT‑Werte können negativ sein. Das bedeutet keine Abkühlung der Welt, sondern dass das TransEBM‑Feld bei der gewählten CO₂‑Basis (Referenzkonzentration) eine geringere Temperatur vorhersagt als die flächenspezifische Referenz. Kurz: Die Temperaturen sind als Anomalie relativ zur CO₂‑Basis definiert, nicht als absolute Erwärmung seit vorindustrieller Zeit.

Wichtig: Auf dieser Karte können auch Minus-Werte stehen. Das heißt nicht, dass die Welt kälter wird. Die Werte sind relativ zu einem gewählten Bezugspunkt gerechnet — ein Minus bedeutet nur „weniger als dieser Bezug", keine echte Abkühlung.

Die Forest‑Plot‑Vergleich zeigt deutliche Unterschiede zwischen den Räumen. M2_P1 (Standard) ist degeneriert: alle Läufe liefern nahezu denselben Wert (Median ≈ 12.68 °C) – ein Artefakt der Parametrisierung, bei der CO₂_SCALING ohne Wirkung bleibt. Die echte Unsicherheitsanalyse steckt in M2_P1_broad, das eine realistischere Spannweite zeigt. P2‑Manifeste decken zusätzliche extreme Konfigurationen ab.

Achtung bei einem der Balken: Im Standard-Fall (M2_P1) liefern alle Durchläufe fast denselben Wert — dort hat die CO₂-Stellschraube zufällig keine Wirkung, ein technischer Sonderfall. Die echte Bandbreite zeigt erst die breite Variante M2_P1_broad.

Das Ridge‑Surrogat für M2_P1_broad identifiziert den Dämpfungsparameter B (B_damping_p1) als dominanten Treiber. Andere Parameter wie die solare Einstrahlung oder das CO₂‑Scaling sind nachgeordnet.

Auch hier ist die wichtigste Stellschraube wieder die Wärmeabstrahlung (die „Dämpfung"). Sonneneinstrahlung und CO₂-Skalierung spielen eine kleinere Rolle.

Was die Modelle gemeinsam zeigen – und was sie nicht können

Trotz unterschiedlicher Komplexität zeichnen alle drei Modelle ein konsistentes Bild: Die Klimasensitivität hängt entscheidend von der Rückkopplungsstärke λ (bzw. den analogen Dämpfungsparametern) ab. Die Unsicherheit ist gross – ein Faktor, der sich durch die Pipeline zieht und durch die P1‑Spannweiten sichtbar wird. P0 liefert einen einzelnen, didaktisch motivierten Satz von Werten; P2 zeigt, was unter extremen, teils unphysikalischen Bedingungen passiert.

Ein Muster zieht sich durch alle drei Modelle: Wie stark sich das Klima erwärmt, hängt vor allem davon ab, wie gut die Erde Wärme abstrahlt. Gleichzeitig ist die Unsicherheit groß — und das ehrlich zu zeigen ist Absicht, kein Makel.