Warming Stripes

Eine anschauliche Visualisierung des Klimawandels

Warming Stripes sind eine gute Möglichkeit, die eher abstrakten Daten zur Klimaerwärmung zu visualisieren und verständlich darzustellen. Die Daten selbst sind öffentlich zugänglich. Leugnen ist zwecklos.
Das Konzept der Warming Stripes stammt von Ed Hawkins, Klimaforscher an der Universität Reading. Die Umsetzung in R ist Dominic Royé von der Universität Porto zu verdanken. Große Teile dieses Skripts basieren auf seiner Arbeit. Die Idee der Warming Stripes ist es, jährliche Durchschnitts-Temperaturen unterschiedlich einzufärben von blau bis rot. Je dunkler, desto kälter bzw. wärmer. Die Daten für das Skript stammen vom Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA. Damit lassen sich für Tausende Städte weltweit Warming Stripes erstellen.

library(tidyverse)
library(lubridate)
library(RColorBrewer)

df <- read.csv("https://www.petitessen.net/wp-content/uploads/2019/10/climate.csv", 
               sep = ",", header = T, row.names = NULL)
keep <- c(1, 18)
df <- df[,keep]
df <- mutate(df, metANN = ifelse(metANN == 999.90, NA, metANN))
df <- mutate(df, date = str_c(YEAR, "01-01", sep = "-") %>% ymd())
theme_strip <- theme_minimal()+
  theme(axis.text.y = element_blank(),
        axis.line.y = element_blank(),
        axis.title = element_blank(),
        panel.grid.major = element_blank(),
        legend.title = element_blank(),
        axis.text.x = element_text(vjust = 3),
        panel.grid.minor = element_blank(),
        plot.title = element_text(size = 14, face = "bold"))
col_strip <- brewer.pal(11, "RdBu")
ggplot(df, aes(x = date, y = 1, fill = metANN)) +
  geom_tile() +
  scale_x_date(date_breaks = "7 years",
               date_labels = "%Y",
               expand = c(0, 0)) +
  scale_y_continuous(expand = c(0, 0)) +
  scale_fill_gradientn(colors = rev(col_strip), na.value = "gray70")+
  guides(fill = guide_colorbar(barwidth = 1)) +
  labs(title = "München 1880-2019",
       caption = "Daten: GISS Surface Temperature Analysis") +
  theme_strip

Das Skript: Das Skript liest zunächst die benötigten Packages ein, wobei tidyverse ein Meta-Package darstellt, das 25 nützliche Packages wie ggplot2, dplyr und lubridate enthält. Danach liest read.csv() die Daten für die Stadt München von der GISS-Seite ein. Die folgenden Zeilen formatieren den Data Frame, bis nur noch das Jahr und die jährliche Durchschnittstemperatur enthalten sind. Danach gilt es fehlende Messwerte, die in der CSV-Datei als 999.90 enthalten sind, durch NA zu ersetzen. Schließlich werden Datumsangaben hinzugefügt, um besser mit den Daten umgehen zu können.
Die nächsten Zeilen erzeugen das passende Theme für die Warming Stripes sowie die Farbpalette. Schließlich übernimmt ggplot die Darstellung der Grafik. Da keine Y-Werte vorhanden sind, wird willkürlich eine 1 als fester Wert angegeben. Mit na.value lässt sich die Farbe für Jahre ohne Messwerte anpassen, hier ein Grau.
Das Erbegnis zeigt eindeutig, dass es beginnend mit den 1990er-Jahren wärmer geworden ist, die 10 wärmsten Jahre liegen allesamt im neuen Jahrtausend. Besonders kalt war es in den Jahren 1929 und 1940 bis 1942. Für die Jahre 1946 und 1947 liegen keine Messwerte vor.

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