Klaus Hasselmann

Klimaforscher und zentrale Leistung

Klaus Ferdinand Hasselmann (* 25. Oktober 1931 in Hamburg) ist ein deutscher Klimaforscher, Meteorologe und Ozeanograph. Er war von 1975 bis 1999 Direktor des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg. Seine Forschung war besonders wichtig, weil sie Methoden bereitstellte, um menschliche Einflüsse im Klimasystem von natürlichen Schwankungen zu unterscheiden und damit die menschengemachte globale Erwärmung nachzuweisen.

2021 erhielt Hasselmann gemeinsam mit Syukuro Manabe und Giorgio Parisi den Nobelpreis für Physik. Hasselmann und Manabe teilten sich die eine Hälfte des Preises „für bahnbrechende Beiträge zum Verständnis komplexer physikalischer Systeme“, genauer für „das physikalische Modellieren des Klimas der Erde, die quantitative Analyse von Variationen und die zuverlässige Vorhersage der Erderwärmung“. Die andere Hälfte ging an Giorgio Parisi.

Forschung zu Klima, Wellen und Fingerabdrücken

In den 1960er Jahren untersuchte Hasselmann stochastische nichtlineare Wechselwirkungen von Ozeanwellen und anderen geophysikalischen Wellen. Stochastisch bedeutet hier: Zufällige Einflüsse werden in die Beschreibung einbezogen. Er behandelte diese Wechselwirkungen störungstheoretisch mit Feynman-Diagrammen.

1976 entwickelte er das stochastische Klimamodell, auch Hasselmann-Modell. Darin sorgen Zufallsfluktuationen, ähnlich wie bei der Brownschen Bewegung, für Klimavariabilität. Sie werden mit der Langevin-Gleichung oder ihren Erweiterungen beschrieben.

Besonders bedeutsam waren seine Methoden zur Bestimmung von „Fingerabdrücken“: charakteristischen Mustern, die natürliche Vorgänge und menschliche Aktivitäten im Klimasystem hinterlassen. Seine Arbeit On the signal-to-noise problem in atmospheric response studies von 1979 übertrug ein Problem aus der Signalverarbeitung auf die Klimaforschung. Das Signal ist dabei ein von außen verursachter Klimaeinfluss, etwa durch Sonne, Vulkanismus oder menschengemachte Treibhausgasemissionen. Das Rauschen bezeichnet interne Variabilität, also natürliche Schwankungen innerhalb des Klimasystems. Die Methoden halfen Klimaforschern, die maßgeblich durch anthropogene Kohlenstoffdioxidemissionen verursachte globale Erwärmung nachzuweisen.

Hasselmann wirkte zudem an den ersten drei Sachstandsberichten des Weltklimarates IPCC mit. Er beschäftigte sich auch mit ökonomischen Modellen und entwickelte in den 1990er Jahren das „Metron“-Modell: ein von nichtlinearen Wellen inspiriertes Modell der Elementarteilchen als Solitonen in Kaluza-Klein-Theorien. Darin wird die Quantenmechanik deterministisch als Theorie verborgener Variablen beschrieben.

Ausbildung und beruflicher Weg

Hasselmann emigrierte 1934 mit seiner Familie ins Vereinigte Königreich, weil sein Vater Erwin Hasselmann als politisch Verfolgter des NS-Regimes betroffen war. Er wuchs in Welwyn Garden City auf, bezeichnete Englisch als seine erste Muttersprache und kehrte nach dem Cambridge Higher School Certificate im August 1949 nach Hamburg zurück. 1949/50 absolvierte er bei Menck & Hambrock ein Maschinenbaupraktikum.

Von 1950 bis 1955 studierte er Physik und Mathematik an der Universität Hamburg. Sein Physik-Diplom von 1955 behandelte Turbulenz. Von 1955 bis 1957 promovierte er am Max-Planck-Institut für Strömungsforschung bei Walter Tollmien in Göttingen; seine Dissertation trug den Titel Über eine Methode zur Bestimmung der Reflexion und Brechung von Stoßfronten und von beliebigen Wellen kleiner Wellenlängen an der Trennungsfläche zweier Medien. 1963 habilitierte er sich an der Universität Hamburg.

Es folgten wissenschaftliche und professorale Tätigkeiten in Hamburg, an der University of California, San Diego, am University College der University of Cambridge sowie an der Woods Hole Oceanographic Institution. 1972 wurde er ordentlicher Professor für Theoretische Geophysik und Direktor des Instituts für Geophysik der Universität Hamburg. Von 1988 bis 1999 war er außerdem wissenschaftlicher Direktor des Deutschen Klimarechenzentrums. Zu seinen Doktoranden gehörte Mojib Latif.

Warnungen und Lösungsansatz

Nach eigenen Angaben war Hasselmann bereits Mitte der 1970er Jahre klar, dass der Klimawandel menschengemacht ist. Seit den 1980er Jahren warnte er vor globaler Erwärmung und ihren Folgen. 1988 erklärte er, in „30 bis 100 Jahren“, abhängig vom Verbrauch fossiler Brennstoffe, werde eine erhebliche Klimaänderung eintreten: Klimazonen würden sich verschieben und Niederschläge anders verteilen. Er forderte einen sparsamen Umgang mit Öl und Kohle, weil Kohlendioxid wesentlich an der Treibhauswirkung beteiligt sei.

Hasselmann lobte Fridays for Future und Greta Thunberg dafür, die Gefahren des Klimawandels öffentlich bewusst gemacht zu haben. Die Sorgen junger Menschen seien angesichts bereits auftretender Folgen der Erderwärmung berechtigt. Zugleich blieb er optimistisch: Die Klimakrise könne durch technischen Fortschritt bewältigt werden. Dafür müsse die Menschheit von fossilen auf regenerative Energien umsteigen, also von Öl, Kohle und Gas auf Sonnen- und Windenergie sowie Wasserstoff.

Auszeichnungen und wissenschaftliche Anerkennung

Hasselmann erhielt zahlreiche Auszeichnungen, darunter die James B. Macelwane Medal der American Geophysical Union (1964), den Physik-Preis der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (1970), die Symons Gold Medal of the Royal Meteorological Society (1996), den Umweltpreis der Bundesstiftung Umwelt (1998), den BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award (2009) und 2021 den Nobelpreis für Physik. 2022 erhielt er das Große Bundesverdienstkreuz mit Stern der Bundesrepublik Deutschland und wurde in das Goldene Buch der Stadt Hamburg eingetragen.

Er ist unter anderem auswärtiges Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften, Ehrenmitglied der European Geosciences Union und der Royal Meteorological Society, Fellow der American Geophysical Union sowie Mitglied der Academia Europaea seit 1988. Außerdem war er Mitglied und Mitbegründer des Global Climate Forum.