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Seltsame Umfragen 3

von Stefan Rahmstorf, 12. November 2008, 10:40

Heute runden wir die Diskussion um Meinungsumfragen mit einem Plädoyer für eine gute Alternative ab: die Expertenbefragung.

Stellen Sie sich einen Moment vor, Sie müssten eine Entscheidung darüber fällen, ob Ihr Kind sich einer Herzoperation unterziehen sollte. Sie können zur Information unter zwei Dossiers wählen:

(a) Den Ergebnissen einer detaillierten Befragung unter einem Dutzend der besten Herzspezialisten weltweit über alle Vor- und Nachteile der möglichen Operationen.

(b) Den Ergebnissen einer multiple-choice Meinungsumfrage unter 200 anonymen Ärzten aller Fachrichtungen über Sinn und Unsinn dieser Operationen.

Sollten Sie (a) gewählt haben, dann sind Expertenbefragungen etwas für Sie. Expertenbefragungen haben eine lange Tradition als Werkzeug für die Berücksichtigung von Expertenwissen bei komplexen Entscheidungen (siehe die unten zitierten Bücher dazu von Morgan und Henrion sowie von Cooke). Expertenbefragungen vermeiden die Probleme von Umfragen, die wir in Teil 1 und Teil 2 angesprochen haben. Pioniere dieser sozialwissenschaftlichen Methode im Klimabereich waren Granger Morgan und David Keith, die im Jahr 1995 dazu eine klassische Studie veröffentlichten (siehe Literatur).

Was unterscheidet also konkret eine Expertenbefragung von einer Meinungsumfrage im Stile von Storch/Bray oder Post/Kepplinger? Vor allem zwei entscheidende Dinge: die Auswahl der Experten und die Tiefe der Befragung.

Auswahl der Experten

Bei der Expertenbefragung werden die zum Thema kompetentesten Experten gezielt ausgewählt – und sie werden in der Studie auch namentlich genannt. Die Antworten sind in der Regel halb-anonym – d.h. man erfährt nicht, welcher der Experten welche Antworten gegeben hat. Dieses Verfahren enthält ein subjektives Element beim Design der Studie – die Auswahl der Experten – aber zumindest ist diese Wahl transparent. Die Methode vermeidet so das Problem der intransparenten Schein-Autorität, unter dem Umfragen wie Post/Kepplinger leiden: dort werden politische Konsequenzen aus der Umfrage gefordert, weil ja „Experten“ befragt wurden - aber niemand kann nachprüfen, wer diese Experten sind und welche Kompetenz sie tatsächlich haben.

Bei Expertenbefragungen ist die Zahl der Befragten meist klein gehalten, weil es hier nicht die „Masse“ macht sondern die Qualität. Es geht nicht um eine statistisch repräsentative Stichprobe, sondern um die Einschätzung durch ganz bestimmte Individuen.

Qualität bedeutet einerseits die richtige Fachexpertise: man befragt zu Herzoperationen eben besser Herzspezialisten als Orthopäden. Ähnlich fachlich differenziert wie in der Medizin geht es natürlich auch in der Klimatologie zu, wo jedes Jahr mehr als 10.000 Fachpublikationen erscheinen, wovon jeder Forscher naturgemäß nur einen kleinen Teil verfolgen kann. Daher macht es auch wenig Sinn, eine große Gruppe von Klimaforschern (im weitesten Sinne) zu fragen, ob die Temperaturrekonstruktion von Mann und Jones (2003), die von Mann, Bradley und Hughes (1999) oder ein Dritte nun die beste ist. Nur eine kleine Minderheit, die sich intensiv mit der relevanten Fachliteratur auseinandergesetzt hat, kann dies fundiert beantworten.

Aber selbst bei weniger speziellen Fragen, etwa nach dem anthropogenen Anteil an der aktuellen Klimaerwärmung, gibt es im hoch spezialisierten Wissenschaftsbetrieb viele Forscher, die mit der relevanten Evidenz nicht gut vertraut sind, wenn sie sich nicht in ihrer Forschung mit dieser Frage befassen. So war einmal ein Kollege (ein Professor, der zum Klima forscht) verblüfft, als ich ihm auf einer Konferenz sagte, die starken Klimaschwankungen der Erdgeschichte sprächen für eine hohe Klimasensitivität, also auch für eine starke Erwärmung durch das CO2. Von der „Klimasensitivität“ hatte er noch nie gehört (er versprach, es nachzulesen). Das ist die wichtigste Kenngröße, die bestimmt, wie stark die Erwärmung durch unsere CO2-Emissionen ausfallen wird. Solche Wissenslücken sind insofern verzeihlich, als dieses Wissen für die konkrete Forschungsarbeit dieses Kollegen nicht relevant ist. Wenn man sich zum CO2-Erwärmungseffekt öffentlich äußert, sollte man aber das Konzept der Klimasensitivität verstehen. Leider nehmen sich noch zu wenige Kollegen die Zeit, die Fachliteratur auch über die eigenen Forschungsthemen hinaus zu verfolgen und sich ein breites und integratives Wissen zum Klimawandel anzueignen. (Bloggen, Bücherschreiben  und die Mitarbeit in Gremien wie dem IPCC sind übrigens ein hervorragender Anstoß dazu.)

Zum Thema Qualität bei der Auswahl der Experten gehört neben der richtigen Fachrichtung ebenso, dass es natürlich gute und weniger gute Wissenschaftler gibt, genau wie es ja auch gute und weniger gute Fußballer gibt. Der Wettbewerb in der Spitzenforschung ist ebenso groß wie im Leistungssport, und nicht jeder ist ein Ballack der Wissenschaft. Bei der eingangs gestellten Frage würde sicher jeder die Einschätzung der besten Herzspezialisten am interessantesten finden. Leistung lässt sich zwar (wie beim Fußball) nicht direkt messen, aber am wesentlichen „output“ (beim Fußballer der Erfolg in Turnieren, beim Forscher die Fachpublikationen) doch ziemlich gut einschätzen. Die Standardindikatoren für wissenschaftlichen Erfolg – die Publikationen und ihre Citations – sind dafür eine sinnvolle und transparente Grundlage.

Tiefe der Befragung

Der zweite wesentliche Unterschied zu einer Meinungsumfrage besteht darin, dass bei einer Expertenbefragung nicht in 20 Minuten ein paar einfache multiple-choice-Fragen zu beantworten sind, sondern dass eine intensive und ausführliche Befragung, meist von Angesicht zu Angesicht, mit der Möglichkeit von Rückfragen stattfindet. Diese erfordert eine sehr eingehende Vorbereitung.

Als Beispiel will ich die Expertenbefragung von Zickfeld et al. (2007) nennen, an deren Planung ich beteiligt war. Wir haben diese Expertenbefragung als Baustein eines internationalen Verbundprojekts im Jahr 2000 beim Bundesforschungsministerium beantragt, um auf diese Weise für das Projekt auch die Expertise einer Reihe nicht direkt beteiligter Forscher zu nutzen. Die Befragung wurde in Zusammenarbeit mit Granger Morgan und David Keith mehrere Jahre vorbereitet und im Herbst 2004 durchgeführt. Zwei Fachwissenschaftler führten die im Schnitt 6-stündigen Interviews mit den Experten. Am Ende galt es, u.a. rund 70 Stunden Tonbandmitschnitte auszuwerten. Im Februar 2006 war die Auswertung fertig und die Arbeit wurde bei der Fachzeitschrift Climatic Change eingereicht, wo sie im Frühjahr 2007 erschienen ist.

Diese Arbeit wurde von der Fachwelt mit großem Interesse aufgenommen und zählt nach ISI zu den top 3% der meistzitierten Klimapublikationen des Jahres 2007. In Science haben Michael Oppenheimer und Kollegen kurz darauf vorgeschlagen, solche Expertenbefragungen bei bestimmten Fragen auch in die Arbeit des IPCC einfließen zu lassen. Sie kann insofern als erfolgreiches Beispiel der häufig geforderten Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Sozialwissenschaftlern gelten (auch wenn wir in den Medien dafür gescholten wurden, dabei über den Tellerrand der harten Naturwissenschaft hinausgeblickt zu haben). Für diejenigen, die sich für den Diskussionsstand und die Denkweise von Forschern interessieren, ergibt eine solche Expertenbefragung jedenfalls einen wesentlich fundierteren Einblick, als es eine oberflächliche und mehrdeutige multiple-choice-Umfrage vermag. Aussagekräftiger als eine Expertenbefragung ist nur noch ein richtiges Assessment, bei dem die Experten nicht nur 6 Stunden befragt werden, sondern über einen längeren Zeitraum zusammen diskutieren und gemeinsam einen Text erarbeiten, wie es bei den IPCC-Berichten der Fall ist, die über mehrere Jahre Arbeit in einem intensiven Diskussionsprozess erstellt werden.

Zurück zu Teil 1 | Teil 2 von "Seltsame Umfragen".

Literatur

Cooke RM (1991) Experts in Uncertainty (Oxford Univ. Press, Oxford).

Morgan MG and Henrion M (1990) Uncertainty: A Guide to Dealing with Uncertainty in Quantitative Risk and Policy Analysis (Cambridge Univ. Press, New York).

Morgan MG and Keith DW (1995) Subjective Judgments by Climate Experts. Environ. Sci. Technol. 29:468-476.

Zickfeld K. et al. (2007) Expert judgements on the response of the Atlantic meridional overturning circulation to climate change. Clim. Change 82: 235-265.





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Kommentare

  1. Günter Heß @Michael Krüger
    04.12.2008 | 08:28

    Hallo Herr Krüger,
    ja ich habe auch gelernt, dass es zwei Definitionen gibt. Haben sie zufällig das Kapitel parat, wo das IPCC das definiert hat?
    Danke nochmal für die offene und konstruktive Diskussion im Dialog. Das zeigt wiedermal, wie wirkungsvoll das ist. Die oft beobachtete „ad hominem“ – Diskussion bringt ja im Vergleich gar nichts.
    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  2. Eddy @Herr Krüger
    04.12.2008 | 09:53

    Hallo,

    Jetzt kommen wir zum Eingemachten ;-)

    Wie erklären Sie sich die Experimente im Labor zum Co2-Effekt? Inwieweit wären die nicht auf die reelle Atmosphäre anwendbar?

    Und wie erklären sie sich den "Treibhauseffekt" an sich? Z.B. den des Wassers?

    Ist es nicht so, dass auch eine offene Badezimmertür deutlich weniger warme Luft entweichen lässt, wenn man sie nur ein klein wenig mehr zumacht?

    Es wird immer von offenen IR-Fenstern gesprochen. Ist es nicht so, dass ein (theoretischer) Anstieg von 1°C bei Verdoppelung des Co2 in der Atmosphäre (unter Labor- bzw. Optimalbedingungen) allgemein etabliertes Wissen ist?

    Wie würde man sich den Anstieg der Temperaturen in der Stratosphäre anders erklären, als durch den Co2-Effekt?

    Liebe Grüsse und Danke im Voraus

    Eddy

  3. Günter Heß @Mistelberger Energietransport
    04.12.2008 | 10:00

    Hallo Herr Mistelberger,
    Danke für die Nachfrage. Lassen sie mich bitte meine Frage dann doch etwas ausführlicher erklären, damit sie mich besser verstehen können.
    Die Grafik von Kiehl und Trenberth zeigt ja die globale mittlere Energiebilanz der Erde. Wenn ich das Paper von den beiden richtig verstehe, haben sie zunächst die globalen Strahlungsflüsse und daraus die Strahlungsbilanz berechnet und dann den Ausgleich der Bilanz durch Terme für latente Wärme und Konvektion herbeigeführt.
    Um die globalen Strahlungsflüsse auszurechnen muss man unter anderem die Emissionseigenschaften einer gasförmigen Atmosphärenschicht berechnen.
    Für die Beschreibung dieser Emissionseigenschaften einer gasförmigen Atmosphärenschicht wird, ebenfalls unter anderem, die Planckfunktion und ihr Integral die Stefan-Boltzmann-Gleichung verwendet. Das hat den Vorteil, dass Temperatur und Wellenlänge ausreichen und man kennt die Quellfunktion („source function“), die man dann in die Strahlungsübertragungsgleichung einsetzt.
    Damit man das tun darf muss man allerdings Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht (LTE) unter den Bedingungen der Erdatmosphäre voraussetzen. Das bedeutet wiederum eigentlich mikroskopisch: Stöße dominieren und das Strahlungsfeld ist eher schwach.
    Diese mikroskopische Voraussetzung ist also über die Modellrechnungen implizit in den makroskopischen Zahlen von Kiehl und Trenberth enthalten.
    Meine Frage lautete: „Wenn also LTE gilt, findet dann nicht der überwiegende Teil des Energietransports durch Stöße statt und das Strahlungsfeld ist eher schwach?“
    Diese Frage ist mikroskopisch gemeint, d.h. nach dem mikroskopischen Mechanismus für den Energietransport in der Erdatmosphäre.
    Die Strahlungsübertragungsgleichung ist ja zunächst eine makroskopische phänomenologische Gleichung, die ähnlich wie die klassische Thermodynamik noch nichts über den mikroskopischen Mechanismus aussagt.
    Leider neigt man dazu das in der Diskussion nicht immer klar zu trennen. Das meine ich durchaus auch selbstkritisch. Auch daraus entstehen in den verschiedenen Klimaforen viele Missverständnisse.
    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  4. Krishna Gans Globalstrahlung
    04.12.2008 | 10:18

    @Michael Krüger
    Mir fällt auf, daß, so oft auch die Globalstrahlung und deren Erhöhung ab den 80igern angesprochen wird, darauf hingewiesen wird, daß diese sicher einen nicht unwesentlichen Anteil an der damaligen Erwärmung hatte, die Reaktion darauf ist null.
    Die Globalstrahlung wird durch die Bewölkung gesteuert.
    Dabei sollte man doch mal Ursachenforschung betreiben, warum die Bewölkung zurück gegangen ist und die Globalstrahlung angehoben hat.

  5. Urs Neu @ Michael Krüger
    04.12.2008 | 10:29

    Ihr Nachtrag ist mir nicht entgangen. Ich kann darin jedoch keine Erklärung für die grosse Zeitverschiebung erkennen.

  6. Michael Krüger @Heß - Quellen & Definitionen
    04.12.2008 | 10:57

    Hallo Herr Heß.

    Im IPCC Special Report "Radiative Forcing of Climate Change and An Evaluation of the IPCC IS92 Emissions Scenarios" aus dem Jahre 1994 steht auf S.18

    Are the CO2 Absorption Bands Saturated?

    *The greenhouse effect of CO2 is mainly due to its absorption bands between wavelengths of 14 micrometer (mu) and 18 mu. There is a current misconception that, because there is already so much CO2 in the atmosphere, absorption is saturated and addition of more CO2 will not increase the greenhouse effect. Infrared absorption by CO2 is well understood and over a small part of the spectrum, at the wavelength of strongest absorption (15mu), increasing CO2 causes little change in radiative forcing because absorption is indeed almost saturated there. However, at wavelengths greater and smaller than 15mu there is considerable capacity for increased absorption and an enhancement of the greenhouse effect.*

    http://books.google.com/...wqgCT77aGv_8Fs#PPA17,M1

    Eine weitere Quelle.

    Erster Zwischenbericht der Enquetekommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre; Deutscher Bundestag Drucksache 11/3246(1988), S.191

    *Da die CO2-Absorptionsbanden weitgehend gesättigt sind, nimmt der Treibhauseffekt durch zusätzliches CO2 nur noch mit dem Logarithmus der CO2-Konzentration zu, so daß sich die Temperatur der Erde bei jeder Verdoppelung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre jeweils nur um den gleichen Betrag erhöht.*

  7. Karl Mistelberger Vordiplom in Physik
    05.12.2008 | 09:27

    Lieber Herr Krüger!

    Sie schrieben weiter oben auf eine Anmerkung von Günther Heß:

    "Das ist im übrigen auch die Vorrausetzung dafür, dass Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht (LTE) angenommen werden kann. 2. Wenn also LTE gilt, findet dann nicht der überwiegende Teil des Energietransports durch Stöße statt und das Strahlungsfeld ist eher schwach?"

    Michael Krüger schreibt: "Sehe ich auch so."

    Meine Frage: Energietransport durch Stöße? Ist das nicht die altbekannte Wärmeleitung? Warum enthält die Abbildung von Kiehl und Trenberth nur Strahlungsflüsse? http://hps.elte.hu/...ehl-Trenberth-1997-color.JPG

    Ihre Antwort: "Das frage ich mich auch."

    Das "auch" in Ihrer Antwort ist nicht zutreffend, denn ich frage mich selbt nicht, sondern ausschließlich Sie. Mein Vordiplom in Physik stammt aus 1971. Ich meine mich zu erinnern, dass Energietransport in der Atmosphäre durch Stöße der Luftmoleküle untereinander ausser in den untersten Schichten keine Rolle spielt. Darum fehlt er in der Abbildung.

    Sie schrieben weiter oben: "Um die Gleichungen zum Strahlungstransfer nachzuvollziehen zu können, dazu muss man kein Spezialist sein. Die Ungereimtheiten fallen jedem Physikstudenten mit Vordiplom auf. Das Grundlagenwissen dazu erwirbt man bis zum Vordiplom."

    Ihre Anmerkung mag im Allgemeinen richtig sein. Ich habe allerdings Zweifel, ob sie in Ihrem Fall zutrifft.

  8. Günter Heß @ Karl Mistelberger
    05.12.2008 | 15:57

    Hallo Herr Mistelberger,
    Hat beim ersten „Post“ wohl nicht geklappt.
    Danke für die Nachfrage. Lassen sie mich bitte meine Frage dann doch etwas ausführlicher erklären, damit sie mich besser verstehen können.
    Die Grafik von Kiehl und Trenberth zeigt ja die globale mittlere Energiebilanz der Erde. Wenn ich das Paper von den beiden richtig verstehe, haben sie zunächst die globalen Strahlungsflüsse und daraus die Strahlungsbilanz berechnet und dann den Ausgleich der Bilanz durch Terme für latente Wärme und Konvektion herbeigeführt.
    Um die globalen Strahlungsflüsse auszurechnen muss man unter anderem die Emissionseigenschaften einer gasförmigen Atmosphärenschicht berechnen.
    Für die Beschreibung dieser Emissionseigenschaften einer gasförmigen Atmosphärenschicht wird, ebenfalls unter anderem, die Planckfunktion und ihr Integral die Stefan-Boltzmann-Gleichung verwendet. Das hat den Vorteil, dass Temperatur und Wellenlänge ausreichen und man kennt die Quellfunktion („source function“), die man dann in die Strahlungsübertragungsgleichung einsetzt.
    Damit man das tun darf muss man allerdings Lokales Thermodynamisches Gleichgewicht (LTE) unter den Bedingungen der Erdatmosphäre voraussetzen. Das bedeutet wiederum eigentlich mikroskopisch: Stöße dominieren und das Strahlungsfeld ist eher schwach.
    Diese mikroskopische Voraussetzung ist also über die Modellrechnungen implizit in den makroskopischen Zahlen von Kiehl und Trenberth enthalten.
    Meine Frage lautete: „Wenn also LTE gilt, findet dann nicht der überwiegende Teil des Energietransports durch Stöße statt und das Strahlungsfeld ist eher schwach?“
    Diese Frage ist mikroskopisch gemeint, d.h. nach dem mikroskopischen Mechanismus für den Energietransport in der Erdatmosphäre.
    Die Strahlungsübertragungsgleichung ist ja zunächst eine makroskopische phänomenologische Gleichung, die ähnlich wie die klassische Thermodynamik noch nichts über den mikroskopischen Mechanismus aussagt.
    Leider neigt man dazu das in der Diskussion nicht immer klar zu trennen. Das meine ich durchaus auch selbstkritisch. Auch daraus entstehen in den verschiedenen Klimaforen viele Missverständnisse.
    Mit freundlichen Grüßen
    Günter Heß

  9. Michael Krüger @Heß
    05.12.2008 | 17:37

    Hallo Herr Heß.

    Im IPCC Special Report "Radiative Forcing of Climate Change and An Evaluation of the IPCC IS92 Emissions Scenarios" aus dem Jahre 1994 steht auf S.18

    Are the CO2 Absorption Bands Saturated?

    *The greenhouse effect of CO2 is mainly due to its absorption bands between wavelengths of 14 micrometer (mu) and 18 mu. There is a current misconception that, because there is already so much CO2 in the atmosphere, absorption is saturated and addition of more CO2 will not increase the greenhouse effect. Infrared absorption by CO2 is well understood and over a small part of the spectrum, at the wavelength of strongest absorption (15mu), increasing CO2 causes little change in radiative forcing because absorption is indeed almost saturated there. However, at wavelengths greater and smaller than 15mu there is considerable capacity for increased absorption and an enhancement of the greenhouse effect.*

    http://books.google.com/...wqgCT77aGv_8Fs#PPA17,M1

    Eine weitere Quelle.

    Erster Zwischenbericht der Enquetekommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre; Deutscher Bundestag Drucksache 11/3246(1988), S.191

    *Da die CO2-Absorptionsbanden weitgehend gesättigt sind, nimmt der Treibhauseffekt durch zusätzliches CO2 nur noch mit dem Logarithmus der CO2-Konzentration zu, so daß sich die Temperatur der Erde bei jeder Verdoppelung des CO2-Gehaltes der Atmosphäre jeweils nur um den gleichen Betrag erhöht.*

  10. Michael Krüger @Eddy, Mistelberger
    05.12.2008 | 19:15

    @Eddy

    Ich glaube da erwarten Sie zu viel von mir. Spekulieren möchte ich dann doch nicht. Ich halte mich an das, was wissenschaftlich und im Labor belegt ist.

    @Mistelberger

    *Ich meine mich zu erinnern, dass Energietransport in der Atmosphäre durch Stöße der Luftmoleküle untereinander ausser in den untersten Schichten keine Rolle spielt.*

    Ich frage mich warum man dann dieser Prinzip in der photoakustischen Spektroskopie nutzt? Die sollte es eigentlich gar nicht geben?

    http://www.mp.haw-hamburg.de/...Wolff/pas/pas.html

    *Ihre Anmerkung mag im Allgemeinen richtig sein. Ich habe allerdings Zweifel, ob sie in Ihrem Fall zutrifft.*

    Danke für die Nettigkeiten.

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