Wie die Schweiz das Klima beobachtet: ein Inventar

Hosted: Global Climate Observing System (GCOS)

Von bald 100-jährigen Ozonmessungen bis zu noch älteren Temperatur- und Gletschermessreihen: Die Schweiz leistet mit langjährigen Messreihen von zahlreichen Klimavariablen einen zentralen Beitrag zur globalen Klimabeobachtung. Die wichtigsten sind im neuen nationalen GCOS-Inventar-Bericht dokumentiert.

1926 steht nicht nur als das Geburtsjahr von Queen Elisabeth II., sondern markiert auch den Beginn der weltweit längsten kontinuierlichen Messreihe der Ozonsäule in der Atmosphäre. Die Messungen wurden damals in Arosa (GR) gestartet. Aus logistischen Gründen erfolgte vor gut sechs Jahren der Umzug nach Davos (GR). Dort werden die Messungen vom Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos/Weltstrahlungszentrum (PMOD/WRC) [1] im Auftrag von MeteoSchweiz [2] ohne Unterbruch bis heute fortgeführt.

Doch was genau passiert in Davos? Sogenannte Spektrophotometer messen die Absorption ultravioletter Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre bei verschiedenen Wellenlängen. Daraus lässt sich der Gesamtozongehalt in der Luftsäule über der Messstation bestimmen. [3] Diese Methode gilt als die derzeit genauste zur Bestimmung des totalen Ozongehalts und dient auch der Validierung grossräumlicher, satellitenbasierter Messungen.

Ozonmessungen sind seit den 1970er Jahren besonders relevant, da die damals noch erlaubten, heute jedoch verbotenen fluorierten Treibhausgase (FCKW) zur Zerstörung der Ozonschicht beitrugen. Dies hatte eine erhöhte ultraviolette Strahlung an der Erdoberfläche mit erheblichen Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit [4] zur Folge. Laut Julian Gröbner, Co-Leiter des WRC und Leiter der Sektion Ozon, sind langjährige Messreihen wie diejenige in Arosa/Davos notwendig, um vergleichsweise geringe Veränderungen der Ozonschicht gegenüber den grossen natürlichen Schwankungen feststellen zu können.

Inventar der wichtigsten Schweizer Klimamessreihen

Neben der weltweit längsten kontinuierlichen Ozon-Messreihe verfügt die Schweiz über weitere rekordverdächtige langjährige Klimabeobachtungen: Temperatur und Niederschlag werden beispielsweise seit über 150 Jahren kontinuierlich gemessen und auch Gletscherdaten reichen bis ins späte 19. Jahrhundert zurück. Diese und weitere Messreihen sind ein wichtiger Schweizer Beitrag zum internationalen Programm «Global Climate Observing System» (GCOS), das eine systematische und qualitativ hochwertige Beobachtung des Klimas sicherstellt (siehe Box). Der aktuelle GCOS-Implementierungsplan (2022)[5] spezifiziert 55 essenzielle Klimavariablen («Essential Climate Variables», ECVs), die zur Charakterisierung des Klimasystems und dessen Wandel erforderlich sind. In der Schweiz werden insgesamt 34 Klimavariablen systematisch beobachtet und im Bericht «National Climate Observing System», dem Schweizer GCOS-Inventar, dokumentiert. Die Aufnahme der ECVs und Messreihen ins Inventar erfolgt nach festgelegten Kriterien, und die aufgeführten Messreihen werden alle nach internationalen Qualitätsstandards erhoben.

Im GCOS-Inventar finden sich für jede ECV (z. B. Ozon) eine Beschreibung der Messungen in der Schweiz, die rechtliche Grundlage sowie Informationen zu langjährigen Messreihen und deren internationaler Relevanz. Zusätzlich zu den wichtigsten klimatologischen Messreihen beschreibt das Inventar auch sieben in der Schweiz ansässige internationale Zentren, die einen weiteren Beitrag zu GCOS darstellen. So stellt der World Glacier Monitoring Service (WGMS) die weltweite Verfügbarkeit von Gletschermessdaten sicher, während das World Calibration Centre der Empa (WCC-Empa) Referenzstandards für die Messung atmosphärischer Spurengase definiert. Im Inventar wird zudem festgehalten, welche ECVs und dazugehörigen Messreihen und welche internationalen Zentren potenziell gefährdet sind. Ein Ziel des Schweizer Beitrags zu GCOS ist es, diese Zeitreihen und Zentren langfristig zu sichern.

Neuste Entwicklungen in der Schweizer Klimabeobachtung

Das erste Schweizer GCOS-Inventar wurde 2007 veröffentlicht und 2018 erstmals umfassend revidiert. Aufgrund weiterer Fortschritte in der systematischen Klimabeobachtung und entsprechender Entwicklungen in der Schweiz koordinierte das Swiss GAW/GCOS Office eine zweite Revision unter Einbezug von 29 nationalen Partnerinstitutionen. Der neue Bericht ist seit Sommer 2025 auf der Swiss GAW/GCOS-Webseite [6] verfügbar.

Im Rahmen der Revision wurden alle Kapitel aktualisiert. Zu den wichtigsten Neuerungen zählt die Aufnahme der ECV «Evaporation from land» (Wasserverdunstung). In der Schweiz existieren langjährige, international relevante Evaporationsmessungen, sowohl satellitenbasiert als auch vor Ort. Für letztere bestehen jedoch keine gesicherten Langzeitressourcen, weshalb die Variable als teilweise ungesichert gilt. Hingegen konnten die Bodenfeuchtemessungen neu als gesichert eingestuft werden. Ein Bundesratsbeschluss von 2022 stellt die Mittel für ein nationales Bodenfeuchtenetz bereit. Es ist derzeit im Aufbau und integriert, wo möglich, bestehende Stationen, um Langzeitreihen fortzuführen und zu sichern. Eine weitere Neuerung ist das Central Calibration Laboratory (CCL-METAS), das seit Juni 2023 Referenzwerte für zehn halogenierte flüchtige organische Verbindungen (VOCs) bereitstellt und ins Inventar aufgenommen wurde.

Darüber hinaus dokumentiert das GCOS-Inventar neue Entwicklungen in der Klimabeobachtung, wie den vermehrten Einsatz von Reanalysen für ein besseres Verständnis vergangener Klimamuster oder den Einbezug von Proxydaten, also indirekten Klimadaten wie beispielsweise Eisbohrkerne oder Baumringe. Das Inventar wird auch künftig laufend aktualisiert, denn die systematische Klimabeobachtung bleibt von grosser Bedeutung. In diesem Kontext ist auch die Fortführung der längsten kontinuierlichen Ozonmessreihe in Arosa/Davos essenziell, die anlässlich ihres 100-jährigen Bestehens am 25. Juli 2026 im Rahmen eines Symposiums am PMOD/WRC gewürdigt wird. Denn wie Julian Gröbner betont: «Ozonmessungen sind insbesondere in den kommenden 50 Jahren zentral für die Analyse der Erholung der Ozonschicht und der noch ungewissen Auswirkungen des Klimawandels auf den Ozongehalt».

(Die Beiträge geben die Meinung der Schreibenden wieder und müssen nicht mit der Haltung der SCNAT übereinstimmen.)