Physik-Nobelpreis für drei Klimamodellierer aus Europa und den USA

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an den Deutschen Klaus Hasselmann, den in den USA forschenden Japaner Syukuro Manabe und den Italiener Giorgio Parisi für physikalische Modelle zum Erdklima.

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Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften vergibt den Physik-Nobelpreis an drei Wissenschaftler: Syukuro Manabe und Klaus Hasselmann teilen sich eine Hälfte des Preises, die andere geht an Giorgio Parisi.
© AFP/JONATHAN NACKSTRAND

Stockholm – Der Nobelpreis in Physik geht heuer an Forscher, die sich mit der Simulation des Klimas und Erforschung komplexer Systeme auseinandersetzen. Der Preis geht zur Hälfte an den Deutschen Klaus Hasselmann und Syukuro Manabe (USA/Japan). Die andere Hälfte der Auszeichnung geht an den Italiener Giorgio Parisi. Die Wissenschafter werden für ihre "bahnbrechenden Beiträge zum Verständnis komplexer physikalischer Systeme" ausgezeichnet, heißt es seitens des Nobelpreis-Komitees.

Mit Hasselmann (89) und Manabe (90) geht der Preis heuer an zwei Meteorologen, wobei Hasselmann aus der Physik kommt, so wie Parisi (73) von der Sapienza Unversität in Rom. Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag in Stockholm bekannt. Die Auszeichnung ist heuer so wie im Vorjahr mit zehn Millionen Schwedischen Kronen (985.000 Euro) dotiert.

Alle drei Preisträger beschäftigten sich mit chaotischen und scheinbar zufälligen Phänomenen. Der gebürtige Japaner Manabe von der Princeton University (US-Bundesstaat New Jersey) und Klaus Hasselmann vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg legten laut dem Nobel-Komitee den Grundstein für unser Wissen zum Klima der Erde und wie die Menschheit es beeinflusst. Sie haben dabei wichtige Studien geliefert, die zur Vorhersage der globalen Erwärmung beitragen. Die beiden Wissenschafter legten demnach nicht weniger als das Fundament zu unserem heutigen Verständnis des Weltklimas.

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Manabe zeigte, wie erhöhte CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre zu höheren Temperaturen auf der Erdoberfläche führen. Er entwickelte bereits in den 1960er Jahren physikalische Klimamodelle, in denen die Effekte der Sonneneinstrahlung und Wärmeabstrahlung, sowie der Austausch zwischen den Luftschichten berücksichtigt wurden. Damit schuf er die Voraussetzung für Modelle zur Berechnung des Klimas.

Um das Jahr 1980 lieferte Hasselmann Methoden, um das sich ständig ändernde Wetter von längerfristigen Klimaprognosen zu unterscheiden. Er integrierte die wechselhaften Bedingungen als eine Art Rauschen in seine Berechnungen und konnte so deren Einfluss auf das Klima mit einbeziehen. Er entwickelte überdies Methoden, um den Einfluss des Menschen auf das komplexe System sichtbar zu machen.

Demnach konnte die globale Temperaturzunahme ab den 1990er Jahren nicht mehr ohne die menschengemachten Treibhausgase erklärt werden. Ab diesem Punkt in der Geschichte ließ sich die Entwicklung nämlich nicht mehr durch natürliche Ursachen erklären. Letztlich könne auf Basis der Erkenntnisse des langjährigen Leiters des Max-Planck-Institut für Meteorologie sowie von Manabe nicht mehr wissenschaftlich fundiert behauptet werden, dass sich die Erde nicht durch den menschgemachten, sich beschleunigenden Treibhauseffekt aufheizt, heißt es seitens des Komitees.

Komplexe Systeme greifbarer gemacht

Die drei Preisträger vereint, dass sie neue Methoden zur Beschreibung und Vorhersage von schwer verstehbaren Phänomenen geliefert haben. Parisi wird für seinen revolutionären Beitrag zur Theorie von ungeordneten Stoffen und zufälligen Prozessen vom atomaren bis zum planetarischen Maßstab ausgezeichnet. Der 1948 geborene Italiener konnte um 1980 versteckte Gesetzmäßigkeiten hinter vermeintlich dem Zufall gehorchenden Phänomenen aufdecken.

Seine Arbeiten an sogenanntem Spin-Glas zählen zu den einflussreichsten im Bereich der Forschung an komplexen Systemen. Von den Berechnungen zu der Verteilung der magnetischen Ausrichtungen in dem speziellen Material profitierten auch andere Forschungsbereiche. So strahlten Parisis Erkenntnisse auf Gebiete wie die Mathematik, Biologie, die Neurowissenschaften oder den Forschungsbereich um die Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen aus.

Die drei Preisträger haben komplexe Systeme von der mikroskopischen Ebene bis auf die globale Skala greifbarer gemacht, so das Nobel-Komitee. Ohne die Berücksichtigung von Unordnung oder Rauschen könne man in vielen Bereichen keine gesicherten Aussagen treffen. Außerdem zeige die Arbeit der Forscher, dass Einzelbeobachtungen und -prognosen nicht für bare Münze genommen werden könnten.

"Für mich ist das ein schöner Traum"

Hasselmann zeigte sich in einer Reaktion "ganz überrascht. Ich will gar nicht aufwachen, für mich ist das ein schöner Traum" ́. Er sei zwar pensioniert und in letzter Zeit "ein bisschen faul" gewesen. "Ich freu' mich über die Ehre. Die Forschung geht weiter", so der 90-Jährige.

Ebenfalls "sehr froh" über die Auszeichnung äußerte sich Parisi: "Das habe ich nicht wirklich erwartet", sagte er bei der Bekanntgabe der Preisträger. Für den Wissenschafter steht der Kampf gegen die Klimakrise im Vordergrund. "Es ist klar, dass wir für künftige Generationen jetzt sehr schnell handeln müssen", betonte der 73-Jährige in einer ersten Reaktion.

Weitere Preisträger werden bekanntgegeben

Am morgigen Mittwoch geht der Auszeichnungs-Reigen mit dem Preis für Chemie weiter. Am Donnerstag folgt die Auszeichnung für Literatur und am Freitag ist der Friedens-Nobelpreis an der Reihe. Am Montag kommende Woche folgt die Auszeichnung für Wirtschaftswissenschaften.

Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel, pandemiebedingt neuerlich in den Heimatländern der Preisträger und nicht bei einer Zeremonie in Stockholm. Die jeweiligen Preisübergaben in den wissenschaftlichen Kategorien sowie Literatur werden am 10. Dezember mit einer Preiszeremonie im Stockholmer Rathaus verwoben. Das norwegische Nobelkomitee hält sich noch die Möglichkeit offen, den Friedensnobelpreis wie üblich in Oslo zu verleihen. (APA, dpa)

Die Physik-Nobelpreisträger seit 2011

Der Physik-Nobelpreis wird seit 1901 vergeben. Die erste Auszeichnung erhielt der deutsche Physiker Wilhelm Conrad Röntgen für die Entdeckung der „X-Strahlen“, der später nach ihm benannten Röntgenstrahlen. Die Preisträger der vergangenen zehn Jahre waren:

2020: Der deutsche Physiker Reinhard Genzel und Andrea Ghez (USA), die das supermassereiche Schwarze Loch im Zentrum unserer Milchstraße entdeckten. Zudem wurde der Brite Roger Penrose geehrt, der erkannte, dass die Bildung von Schwarzen Löchern eine Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie ist.

2019: Der kanadisch-amerikanische Kosmologe James Peebles für Erkenntnisse zur Entwicklung des Universums sowie die Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz. Sie entdeckten den ersten Exoplaneten, der um einen sonnenähnlichen Stern kreist.

2018: Die Laserphysiker Arthur Ashkin (USA), Gérard Mourou (Frankreich) und Donna Strickland (Kanada) für die Entwicklung präziser Werkzeuge aus Licht.

2017: Die drei US-Forscher Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne für den direkten Nachweis von Gravitationswellen. Albert Einstein hatte das Phänomen bereits vorhergesagt.

2016: Die gebürtigen Briten David Thouless, Duncan Haldane und Michael Kosterlitz. Sie haben exotische Zustände beschrieben, die eine Relevanz für Quantencomputer und neue Materialien haben könnten.

2015: Der Japaner Takaaki Kajita und der Kanadier Arthur McDonald. Sie hatten nachgewiesen, dass Neutrinos eine Masse besitzen. Die winzigen neutralen Elementarteilchen durchströmen das All und selbst Mauern.

2014: Die gebürtigen Japaner Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura für die Erfindung hocheffizienter Lichtquellen. Die blau leuchtenden Dioden ermöglichen helle und energiesparende LEDs.

2013: Der Belgier François Englert und der Brite Peter Higgs für die Vorhersage des Higgs-Teilchens.

2012: Serge Haroche aus Frankreich und David Wineland aus den USA für Fallen, mit denen sich geladene Teilchen (Ionen) und Licht (Photonen) einfangen lassen. Sie schufen damit Grundlagen für genauere Uhren und grundsätzlich neue Computer.

2011: Saul Perlmutter, Adam G. Riess (beide USA) und Brian P. Schmidt (USA und Australien) für die Beobachtung, dass sich das All derzeit immer schneller ausdehnt.


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