Startseite > Klimawandel > Die Argumente der Klimaskeptiker II – Temperaturkurven und natürlicher Klimawandel

Die Argumente der Klimaskeptiker II – Temperaturkurven und natürlicher Klimawandel

3. Die Hockey-Stick-Kurve, lange als schlagender Beweis der menschengemachten globalen Erwärmung gehandelt, beruht auf  einer fehlerhaften Auswertung von Klimadaten und ist damit hinfällig.

Für die Erstellung der Hockey-Stick-Kurve, die in ihrer Form an einen Hockeyschläger erinnert (daher der Name)wurden Klimadaten der letzten Jahrhunderte aus vielen Quellen herangezogen, darunter Messdaten von Wetterstationen, aber vor allem auch indirekte Daten aus Sedimenten, Eisbohrkernuntersuchungen oder Baumringen. Es ergab sich eine globale Temperaturkurve,die über lange Zeit einen relativ gleichmässigen Verlauf zeigte, um dann ab dem 20. Jahrhundert plötzlich stark anzusteigen. Damit unterstützte die Kurve natürlich eindeutig die These von der menschengemachten globalen Erwärmung,vor allem dann, wenn man die gleichzeitig ansteigende Konzentration von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre hinzunahm.

Die umstrittene Hockey – Stick-Kurve.  Quelle: IPCC

Die Hockey-Stick Kurve geriet aber wegen der verwendeten statistischen Methoden in die Kritik. Es wurden systematische Fehler bei der computergestützten Auswertung der Klimadaten und der Mittelwertbildung nachgewiesen, ja sogar ein Programmfehler in der verwendeten Software (Wikipedia). Dadurch wurden die Temperaturen im mittelalterlichen Klimaoptimum im Vergleich zu den aktuellen Werten unterschätzt. Andere Temperaturrekonstruktionen der letzten 1000 Jahre, die zumindest nach bisheriger Kenntnis derartige statistischen Fehler nicht enthalten, zeigen aber trotz höherer Temperaturen während des mittelalterlichen Klimaoptimums, ähnlich wie die Hockey-Stick-Kurve einen beispiellosen globalen Temperaturanstieg in den letzten Jahrzehnten.

  

Neuere Temperaturrekonstruktion der letzten 1000 Jahre für die Nordhalbkugel Quelle: IPCC

Die Grundaussage der Hockey-Stick-Kurve scheint am Ende doch zu stimmen!

4. Eisbohrkernuntersuchungen aus der Antarktis zeigen, dass die Temperaturkurve stets der CO2-Kurve vorauseilt. Da das Treibhausgas CO2 also offensichtlich nicht die Temperaturen steuert, sondern eher umgekehrt, sind Zweifel an der Klimawirksamkeit des CO2 angebracht.

Die Eisbohrkerne zeigen genau das, was die meisten Klimaforscher vorher schon länger erwartet hatten: In der Vergangenheit waren die Treibhausgase nicht das auslösende Moment des Klimawandels, sondern die Milankovich-Zyklen. Diese bewirken geringe Änderungen bei der Stärke und der Verteilung der Sonneneinstrahlung, welche dann durch Treibhausgase, aber auch andere Rückkopplungsmechanismen verstärkt werden. 

JB_2006_Marotzke_fig2

Die Auswertung von Eisbohrkernen aus der Antarktis zeigt. Bei Eis- und Warmzeiten gehen die Temperaturveränderungen der Veränderung bei den Treibhausgasen CO2 und CH4 um jeweils  500 bis 1500 Jahre voraus und nicht etwa umgekehrt!  Die Treibhausgase sind also ist nicht Auslöser, sondern Verstärker globaler Temperaturänderungen. Quelle:  http://www.mpimet.mpg.de/ (Marotzke)

Wird etwa die Sommersonne  auf der Nordhalbkugel zu schwach, um auf den Kontinenten den Schnee und das Eis des vorangegangenen Winters abzuschmelzen, so wächst die Polkappe bis in mittlere Breiten. Dadurch wird mehr Sonnenlicht reflektiert und es wird kälter (Eis-Albedo-Rückkopplung).  Auf der Südhalbkugel gibt es in mittleren Breiten aber nur wenig Landmassen, auf denen sich Schnee halten und mit der Zeit zu Gletschern werden kann. Die Polkappe können sich daher nicht wie auf der Nordhalbkugel bis in mittlere Breiten ausdehnen, so dass sie bei mehr Sonneneinstrahlung auch nur wenig schrumpfen kann.  Die Nordhalbkugel kühlt infolgedessen mehr ab, als sich die Südhalbkugel erwärmt. Das führt insgesamt gesehen zu einer veringerten Freisetzung der Treibhausgase CO2 und CH4 aus den Ozeanen (und aus Sümpfen).  Der dadurch verringerte Treibhauseffekt globalisiert und verstärkt die Abkühlung. So wird es am Ende überall auf der Erde deutlich kälter. 

Das Beispiel zeigt: Nur durch die verstärkende Wirkung der  Treibhausgase lässt sich das tatsächlich feststellbare  Ausmass der Temperaturschwankungen zwischen Eis- und Warmzeiten erklären. 

Milankovich

Milankovich-Zyklen sind periodische Veränderungen der Erdumlaufbahn um die Sonne, welche durch die Schwerkrafteinwirkung anderer Planeten unseres  Sonnensystems verursacht werden. Dadurch ändert sich erstens die Bahn der Erde selbst. Sie ist einmal mehr elliptisch und dann wieder beinahe kreisförmig (hohe und niedrige Exzentrizität). Das hat natürlich Auswirkungen auf die Sonneneinstrahlung. Zweitens ändert sich der Neigungswinkel der Rotationsachse zur Senkrechten auf der Bahnebene, d.h. die Erde neigt sich mal mehr und mal weniger zur Sonne hin. Die Jahreszeiten sind dann mal mehr und mal weniger ausgeprägt. Und drittens taumelt die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne wie ein sich drehender Kreisel (Präzession). Dadurch herrscht auf der Nordhalbkugel (Südhalbkugel) einmal Sommer (Winter), wenn die Erde den sonnennächsten Punkt ihrer Bahn erreicht und das andere Mal sind die Rollen von Nord- und Südhalbkugel vertauscht. Die Winter und Sommer auf den Erdhalbkugeln fallen dann jeweils wärmer oder kälter aus. Quelle: http://www.hamburger-bildungsserver.de 

Die Milankovich-Zyklen sind also der Taktgeber, und die Treibhausgase gehören zu den Verstärkern des Klimawandels! Durch die vom Menschen zusätzlich in die Atmosphäre entlassenen Treibhausgase wird dieser natürliche Klimawandel  höchstwahrscheinlich übersteuert. 

Während der gesamten Erdgeschichte war insbesondere das Treibhausgas CO2 an der Aufrechterhaltung lebensfreundlicher Bedingungen entscheidend beteiligt. Vor 3-4 Milliarden Jahren schien die Sonne um fast 30% schwächer als heute. Noch vor 1 Milliarde Jahren waren es immerhin noch 10%. Das hat mit der Art und Weise zu tun, wie die Sonne ihre Energie erzeugt. Im Sonneninneren finden bei ungeheuren Temperaturen und Druckverhältnissen Kernverschmelzungsreaktionen statt, bei denen Masse direkt in Energie umgewandelt wird (Massendefekt). Dabei verschmelzen zunächst nur Wasserstoffkerne zu Heliumkernen (Kernfusion), später entstehen auch schwerere Elemente. Mit der Zeit wird der Kern der Sonne so immer schwerer und verdichtet sich. Das verstärkt wiederum die Kernverschmelzungsprozesse, wodurch die Energieerzeugung und Strahlkraft der Sonne zunehmen.

Trotz der früher deutlich schwächer strahlenden Sonne erstarrte die Erde niemals entgültig zu einem Eisball, sondern bot mit durchschnittlichen Temperaturen stets über dem Gefrierpunkt immer ein lebensfreundliches Klima. Ja teilweise war es sogar deutlich wärmer als heute, wie etwa in der Zeit der Dinosaurier, obwohl auch damals die Sonne noch immer ein paar Prozentpunkte schwächer war. Die Erklärung dafür hat vor allem mit dem Treibhausgas CO2 zu tun, wovon es früher in der Erdatmosphäre deutlich mehr gab als heute. Mit zunehmender Strahlkraft der Sonne nahm gleichzeitig die CO2- Konzentration ab und zwar genau so, dass die Temperaturen immer lebensfreundlich blieben. Dies beruht nun aber nicht auf einem unwahrscheinlichen Zufall, sondern findet in der Funktionsweise des langfristigen geologischen Kohlenstoffkreislaufes eine plausible Erklärung: CO2 ist in Form von Kohlensäure wasserlöslich und wird deshalb durch Regen aus der Atmosphäre ausgewaschen. Kohlensäure reagiert mit Silikatgesteinen zu wasserlöslichen Hydrogencarbonaten und bewirkt so eine chemische Gesteinverwitterung. Die Hydrogencarbonate gelangen über den Wasserkreislauf auch in die Ozeane, wo sich nach ausreichender Konzentrierung bei Anwesenheit von Calcium-Ionen unlösliche Calciumcarbonat-Sedimente bilden. Dieser Prozess wird durch kalkschalenbildende Meeresorganismen beschleunigt. Durch diese Verwitterungs- und Ablagerungsvorgänge sinkt natürlich die CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Das Calciumcarbonat gelangt durch Subduktion (Unterschiebung) im Rahmen der kontinentalen Plattentektonik ins Erdinnere. Bei den dort herrschenden hohen Temperaturen und Drücken wird das Calciumcarbonat zu Calciumsilikat umgesetzt. Dabei wird wieder gasförmiges CO2 frei, das sich zunächst im flüssigen Magma löst, um dann später durch Vulkanausbrüche wieder in die Atmosphäre freigesetzt zu werden. Mit zunehmenden Temperaturen, infolge der stärker strahlenden Sonne, regnete es mehr, da die Wasserverdunstung zunahm. Dadurch intensivierte sich die chemische Gesteinverwitterung und die CO2-Konzentration nahm ab und damit auch der Treibhauseffekt. Deshalb blieben die globalen Temperaturen trotz der allmälich stärker strahlenden Sonne im lebensfreundlichen Bereich.

5. Die CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre nimmt zu, und trotzdem sinkt seit einigen Jahren die globale Durchschnittstemperatur wieder. Das spricht gegen einen nennenswerten Einfluss von CO2 auf das Weltklima.

Kein Klimaforscher, der an den Berichten des IPCC beteiligt war, hat jemals behauptet, dass CO2  oder die anderen Treibhausgase das Weltklima allein steuern, weder in der Vergangenheit noch der Gegenwart. Stattdessen wird von einem Zusammenspiel externer Faktoren wie der Sonne und interner Rückkopplungen des Klimasystems ausgegangen, bei denen neben den Treibhausgasen auch viele andere Faktoren eine wichtige Rolle spielen.

Glob Temp bis 2008

 

Globale Durchschnittstemperatur 1850-2008 Quelle: Met Office Hadley Centre

Von daher darf es nicht überraschen, wenn es vorübergehend zu einer Entkopplung zwischen CO2  und globaler Durchschnittstemperatur kommt. So war es in den Jahren 1940-1975 und so ist es anscheinend auch wieder seit 1998. Diese vorübergehenden Abkühlungsphasen sind auf natürliche Schwankungen im Klimasystem zurückzuführen.

Die wichtigsten natürlichen Einflussfaktoren auf das Klima in Stichworten:

A. Die Atlantische Multidekaden Oszillation (AMO) beruht auf einer alle 20-30 Jahre auftretenden Veränderung in der thermohalinen Zirkulation des Golfstroms, wodurch sich die Temperaturen des Nordatlantik deutlich verändern.  Wie alle Meeresströmungen wird auch der Golfstrom  durch Winde, aber auch durch Veränderungen von Temperatur und Salzgehalt des Meereswassers  angetrieben (thermohaline Zirkulation).

Golfstrom IFM Geomar

Golfstrom: Die warme und turbulente Meeresströmung bildet immer wieder Wirbel aus, insbesondere da, wo mit kalten Meeresströmungen aus dem Norden zusammentrifft. Quelle: http://idw-online.de/

Das vom Äquator zu den Polen strömende Warmwasser gibt seine Wärme nach und nach an die darüberliegenden Luftschichten ab. Infolge der Verdunstung erhöht sich darüber hinaus der Salzgehalt des Wassers stetig.  Durch beide Vorgänge nimmt die Dichte des Wassers solange zu, bis es in abwärtsgerichteten Wirbeln abzusinken beginnt. Solche Absinkzonen befinden sich beispielweise südlich von Grönland und bei Island. Die Bildung von kaltem und salzhaltigem Tiefenwasser, welches wieder in Richtung Äquator strömt, verstärkt ihrerseits wie eine Pumpe die Meeresströmung.  Die vom Golfstrom erwärmte feuchte Meeresluft gelangt mit den in mittleren Breiten vorherrschenden Westwinden (und ihren nach Osten ziehenden Tiefdruckwirbeln) nach Europa und sorgt dort für ein mildes Klima. Eine Abschwächung des Golfstroms (negative AMO) bedeutet also eine deutliche Abkühlung. Eine Verstärkung des Golfstroms (positive AMO) wirkt dagegen erwärmend.

B. Die Nordatlantische Oszillation (NAO )ist eine Druckschaukel zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlantik mit grossem Einfluss auf das Klima in vielen Regionen auf der Nordhalbkugel.

nao_fig_4

Positive Phase: Islandtief und Azorenhoch sind stark und treiben gemeinsam den Jetstream sosehr an, dass dieser stabil bleibt und nur wenig mäandert. Es bilden sich zahlreiche und kräftige Sturmtiefs, die mit den Westwinden nach  Nord-, West- und Mitteleuropa gelangen und unter ihren Zugbahnen für ein mildes, feuchtes und wechselhaftes Wetter sorgen (zonale Luftzirkulation). Nur einige wenige Sturmtiefs erreichen den ansonsten trockenen Mittelmeerraum. Das starke Azorenhoch als Bestandteil des subtropischen Hochdruckgürtels bringt Nordostpassate, die an der westafrikanischen Küste kaltes Tiefenwasser hervorquellen lassen. Die Temperaturen des Oberflächenwassers im Nordatlantik sinken, so dass sich hier weniger weniger tropische Wirbelstürme bilden können. Der stabile, nur schwach mäandernde Jetstream schliesst die polare Kaltluft wie eine Mauer ein, so dass nur selten Kaltluft in den Süden vorstossen kann.

Negative Phase: Islandtief und Azorenhoch sind schwach. Der Jetstream ist instabil, mäandert deutlich stärker und bringt nur relativ wenige und im Durchschnitt auch schwächere Sturmtiefs hervor. Die Westwinde kommen immer wieder teilweise zum Erliegen. Ausgedehnte blockierende Hochs lenken die Sturmtiefs in den Mittelmeerraum um, wo es deutlich feuchter wird. In West- und Mitteleuropa bleibt es häufig trocken, da delich weniger Sturmtiefs dorthin gelangen. Insbesondere im Winter kommt es wegen des instabilen Jetstreams immer wieder zu Kaltluftausbrüchen. Umgekehrt gelangt aber auch immer wieder Warmluft bis weit in den Norden (meridionale Zirkulation). Die Nordostpassate sind relativ schwach, die Wassertemperaturen im Nordatlantik steigen, und das begünstigt wiederum die Entstehung tropischer Wirbelstürme. Quelle: http://airmap.unh.edu/

C. Die Pazifische Dekadische Oszillation (PDO) geht mit alle 20-30 Jahre abrupt wechselnden   Wassertemperaturen sowohl im zentralen Nordpazifik als auch vor der nordamerikanischen Pazifikküste einher. Ein positiver PDO-Index wirkt erwärmend, ein negativer PDO-Index abkühlend.

pdo_warm_cool

Positive Phase: Der zentralen Nordpazifik ist kalt, die Westküste Nordamerikas und der östliche Südpazifik dagegen warm. Über dem kalten Oberflächenwasser des zentralen Nordpazifik bildet der Jetstream relativ leicht einen Höhentrog aus, in dem sich ein kräftiges Aleutentief (bei der Inselgruppe der Aleuten zwischen Nordamerika und Asien) entwickelt , welches tropische Warmluft in den Nordwestpazifik bis hoch in den Norden lenkt. Über den Regionen der nordamerikanischen Westküste liegt dann ein Hochkeil, der für warmes und trockenes Wetter sorgt. Im Osten Nordamerikas liegt dann wieder ein Trog mit Tiefs, die Schlechtwetter bringen.

Negative Phase: In der negativen Phase sind die Verhältnisse genau umgekehrt: Der zentrale Nordpazifik ist warm, der östliche Südpazifik und die nordamerikanische Westküste eher kühl. Über dem warmen Oberflächenwasser des zentralen Nordpazifik bildet der Jetstream nun häufig einen Hochkeil. Das Aleutentief bleibt daher schwach oder fehlt ganz. So gelangt kaum Warmluft in den Norden. Über der Westküste Nordamerikas liegt ein Trog mit Tiefs, die für mildes und feuchtes, aber auch wechselhaftes Wetter sorgen. Über dem östlichen Nordamerika folgt dann meistens wieder ein Hochkeil mit schönem Wetter. Quelle: http://jisao.washington.edu/

D. Das ENSO – Phänomen scheint mit der PDO zusammenzuhängen, ist aber deutlich kurzfristiger. Die El Nino – Phase führt über eine Erwärmung des Oberflächenwassers im tropischen Pazifik zu einem vorübergehenden globalen Temperaturanstieg. In der La Nina – Phase läuft alles genau umgekehrt. El Nino ähnelt einer positiven, La Nina einer negativen PDO.

enso_warm_cool2

La Nina: Sehr starke Passatwinde treiben das warme pazifische Oberflächenwasser westwärts, wodurch an den Westküsten Nord- und Südamerikas kaltes, nährstoffreiches Tiefenwasser hervorquillt und der Pazifik in weiten Bereichen kühler wird.

El Nino: Sinkt aufgrund  veränderter Meeresströmungen der Druckgradient zwischen Subtropenhochs und dem äquatorialen Wärmetief der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) im Westpazifik, so werden die Passate schwächer. Dann  strömt das im Westpazifik aufgestaute warme Oberflächenwasser nach Osten zurück, wodurch die Wasseroberfläche des Pazifik grossflächig wärmer wird.

Es scheint so, als ob während einer positiven PDO die El Ninos, während einer negativen PDO hingegen die La Ninas häufiger vorkommen und auch deutlich ausgeprägter verlaufen.

All diese natürlichen Klimaschwankungen überlagern jedoch lediglich einen stetigen Aufwärtstrend bei den globalen Temperaturen. Auch bei der derzeitigen Abkühlung liegen die globalen Jahresdurchschnittstemperaturen noch immer deutlich über dem langjährigen Mittel (1961-1990)! Das Ende der globalen Erwärmung auszurufen, wie es viele Klimaskeptiker es derzeit tun, erscheint also reichlig voreilig!

diskant

Tonumfang eines Klaviers: Die kleine Oktave enthält die tiefsten, die dreigestrichene Oktave die höchsten Töne. Quelle: http://www.hhc-ditzingen.de/

Es verhält sich mit den globalen Durchschnittstemperaturen so ähnlich wie bei einer Melodie, die mit ihren hohen und tiefen Tönen auf dem Klavier  gespielt und dann in immer höheren Oktaven (Tonlagen) wiederholt wird.

Bleibt noch nachzutragen, dass wahrscheinlich auch industrielle Sulfataerosole bei der zwischenzeitlichen Abkühlung in der Mitte des 20.Jahrhunderts mitwirkten und vielleicht auch heute wieder. In den fünfziger und sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts erlebten Europa, die USA und Japan spektakuläre Wirtschaftaufschwünge, die mit einer starken Luftverschmutzung einhergingen. Dadurch stieg die Konzentration der Sulfataerosole in der Atmosphäre. Sulfataerosole reflektieren direkt das Sonnenlicht und unterstützen als Kondensationskeime die Bildung von Wolken, welche ebenfalls das Sonnenlicht reflektieren. Eine erhöhte Anzahl an Kondensationskeimen lässt zudem bei der Kondensation mehr kleine Wassertröpfchen entstehen, wodurch die Wolken heller erscheinen und das Sonnenlicht noch mehr reflektieren. Die Sulfataerosole wirken dadurch stark abkühlend. In den siebziger Jahren brachten Umweltschutzmaßnahmen in den betreffenden Staaten einen deutlichen Rückgang der Luftverschmutzung und damit auch der Sulfataerosole. Der menschengemachte zusätzliche Treibhauseffekt konnte sich nun weitgehend durchsetzen, und die globaleDurchschnittstemperatur kletterte wieder. In den Achtzigern, vor allem aber in den neunziger Jahren begann in den asiatischen Tigerstaaten (China, Taiwan, Südkorea, Malaysia, Singapur, Vietnam und Indien) ein  gewaltiger Wirtschaftsaufschwung mit einer beispiellos schnellen, nachholenden Industrialisierung, die bis heute anhält, aber leider fast ohnef begleitende Umweltschutzmaßnahmen. Dadurch gelangten wieder mehr abkühlend wirkende Sulfataerosole in die Atmosphäre. Diese könnten durchaus bei der derzeitigen leichten Abkühlung eine Rolle spielen.

Immer mehr der hier genannten Faktoren sind natürlich auch den Klimaforschern des IPCC bekannt und werden gerade in den neueren Klimamodellen, soweit irgend möglich, miteinbezogen. Die Klimamodelle nähern sich dadurch immer mehr der komplizierten Wirklichkeit. So ist es immerhin schon möglich, viele Einzelheiten aus der Klimageschichte der Erde verblüffend genau zu simulieren. Eiszeiten und Warmzeiten werden in neuen Klimamodellen nahezu exakt so abgebildet, wie sie aus den Eisbohrkernuntersuchungen rekonstruiert wurden. Grund genug, denke ich, Klimamodellen ein gewisses, wenn auch nicht grenzenloses Vertrauen entgegenzubringen. Es erscheint kein hoffnungsloses Unterfangen mehr zu sein, glaubwürdige Zukunftsszenarien eines Klimawandels zu entwerfen.   

6. Die Sonne steuert über eine Änderung der Wolkenbedeckung das Klima. 

Die veränderliche Sonnenaktivität ist für das Klima natürlich entscheidend,  die direkten Auswirkungen sind aber trotzdem gering. Erst über die verstärkende Wirkung interner Rückkopplungsmechanismen des Klimasystems, darunter auch die Wirkungen der Treibhausgase, kommt ein erkennbarer Einfluss auf das globale Klima zustande, der aber immer nur vorübergehend ist. Deshalb gilt auch bei der Sonne das zu den anderen natürlichen Einflüssen auf das Klima schon Gesagte.

Nach Ansicht vieler, wenn nicht der meisten Klimaskeptiker, steuert die veränderliche Sonne aber doch (fast) ganz allein das Klima. Eine erhöhte Sonnenaktivität führt zur Erwärmung und umgekehrt. Ausschlaggebend soll ein indirekter Effekt sein: Die mit zunehmender Sonnenaktivität verstärkte, aus elektromagnetischen Wellen und geladenen Partikeln bestehende Sonnenstrahlung, verändert das Magnetfeld der Erde. Dadurch wird die kosmische Partikelstrahlung besser abgeschirmt, welche in beachtlichem Umfang Kondensationskeime für Wolken erzeugt. Daher gibt es weniger Wolken, die das Sonnenlicht reflektieren. Die Wolken, die sich bilden sind zudem dunkler, wodurch ihr Reflektionsvermögen noch weiter zurückgeht (s.o.). Das bewirkt eine Erwärmung des Bodens und letztlich dann der darüber befindlichen Luftschichten der Troposphäre (Svensmark, H.; Friis-Christensen,E.: Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage, a missing link in solar-terrestrial Physics; J.Atm.Sol.Terr.Phys., 59 (11), 1997, S.1225-1232). Die Treibhausgase spielen nach Ansicht der Klimaskeptiker allerhöchsten eine Nebenrolle. Diese indirekte Wirkung der Sonne auf die Wolkenbedeckung  der Erde erscheint plausibel. Allerdings gelang es bisher nicht, einen direkten Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und Wolkenbedeckung überzeugend nachzuweisen.

Satellitenmessungen der Wolkenbedeckung (ISCCP, International Satellite Cloud Climatology Project) zeigten nur von 1983-1993 einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und Wolkenbedeckung, danach dann aber nicht mehr. Quelle: http://www.pik-potsdam.de/~stefan/

Auch das Muster der heutzutage stattfindenden globalen Erwärmung spricht eindeutig dagegen, denn nach derzeitigem Erkenntnisstand sind die Nachttemperaturen deutlich stärker angestiegen als die Tagestemperaturen (http://www.env.gov.bc.ca/air/climate/indicat/maxmin_id1.html und  http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=454199).

Wäre eine geringere Wolkenbedeckung für die globale Erwärmung verantwortlich, so müssten die Temperaturen am Tage stärker ansteigen als in der Nacht, denn am Tage scheint ja die Sonne, die dann weniger abgeschirmt  würde. In der Nacht hingegen kühlt es bei einer geringeren Wolkenbedeckung schneller ab, denn Wolken absorbieren die Infrarotabstrahlung des Bodens und schicken sie teilweise als Gegenstrahlung wieder zurück. 

Sind die Treibhausgase jedoch für die verstärkte Erwärmung verantwortlich, so bilden auch mehr tiefe Wolken, die das Sonnenlicht abschirmen und weniger hohe Wolken, die erwärmend wirken (Iris-Effekt, vgl. Die Argumente der Klimaskeptiker I), . Das mindert die zusätzliche Erwärmung durch mehr Treibhausgase deutlich ab. In der Nacht scheint keine Sonne, aber die Treibhausgase wirken nach wie vor und bekommen nun sogar noch Schützenhilfe auch durch die tiefen Wolken.

Eine globale Erwärmung vorwiegend durch Treibhausgase sollte sich also in erster Linie bei den Nachtemperaturen bemerkbar machen und genau so wurde es ja auch gefunden!

Anhang: Globale Zirkulation

SDDI-20080930-0600-BNW-09-IR_108-00-800

Infrarotbild der Erde (Meteosat):

Infrarotaufnahmen bilden die unsichtbare Wärmestrahlung ab, die vom Land, den Wasserflächen und den Wolken ausgeht. Warme Objekte erscheinen dunkel, kalte Objekte dagegen hell. Aus den Helligkeiten der Objekte ist somit ein direkter Rückschluss auf deren Temperatur möglich. Infrarotbilder gelingen auch in der Dunkelheit der Nacht, denn im Gegensatz zum sichtbaren Licht ist die Wärmestrahlung immer vorhanden. Quellwolken, die sich bis in große Höhen auftürmen sind wegen der mit der Höhe abnehmenden Lufttemperatur an ihrer Oberseite relativ kalt und erscheinen daher hell. Dasselbe gilt für die nur in großer Höhe entstehenden Eiswolken. Niedrige Wolken sind dagegen schon fast genauso warm wie die Erdoberfläche darunter und erscheinen somit ähnlich dunkel.  Quelle:  http://www.metoffice.gov.uk/

Auf der Nord- und der Südhalbkugel treffen tropische Warmluft und polare Kaltluft  jeweils in den mittleren Breiten aufeinander. Da warme Luft sich (vertikal) mehr ausdehnt als kalte Luft, erzeugt der Temperaturgradient zwischen beiden Luftmassen auch einem Druckgradienten, der mit wachsender Höhe immer mehr zunimmt. Daraus resultieren über beiden Erdhalbkugeln polwärts gerichtete Winde, die unter dem Einfluss der Erdrotation  zu Westwinden abgelenkt werden. In grösserer Höhe (obere Troposphäre) bilden sich wegen des hohen Druckgradienten Starkwindbänder, die  Jetstreams. Aus mit wachsenden Windgeschwindigkeiten immer häufiger auftretenden Turbulenzen entwickeln sich (unter der Einwirkung der Erdrotation) aufwärtsgerichtete dynamische Tiefdruckwirbel (Cyclonen) und abwärtsgerichtete dynamische Hochdruckwirbel (Anticyclonen). Innerhalb der Cyclonen wird die Luft gehoben und kühlt dabei ab, so dass sich bei ausreichender Luftfeuchtigkeit viele Wolken bilden können (Schlechtwetter). Bei den Anticyclonen verhält es sich genau umgekehrt (Schönwetter). Beide Druckgebilde verwirbeln tropische Warmluft und polare Kaltluft miteinander. Die Cyclonen bewegen sich mit der Höhenströmung in Richtung Osten und sorgen unter ihren Zugbahnen (zusammen mit Zwischenhochs) für ein mildes, aber wechselhaftes Wetter. Cyclonen beziehen ihre Energie nicht nur aus den Jetstreams, sondern auch aus der latenten Wärme, die bei der Wolkenbildung  frei wird. Die Cyclonen ihrerseits treiben damit wiederum die Jetstreams an.

Über den Polen der Erde bilden sich in der Stratosphäre abwärtsgerichtete, kalte Tiefdruckwirbel, welche bis in die mittlere Troposphäre hinabreichen, die Polarwirbel.

Die Stratosphäre ist die nächsthöhere Atmosphärenschicht oberhalb der Troposphäre, in der sich die meisten Wettervorgänge abspielen. Die Stratosphäre enthält grössere Mengen Ozon, das die für das Leben gefährlichen Anteile der von der Sonne eintreffenden Ultraviolettstrahlung absorbiert. Dadurch ist die Stratosphäre deutlich wärmer als die obere Troposphäre.

Ein Polarwirbel kann sich nur bilden, wenn die Stratosphäre über den Polen ausreichend kalt ist. Während der Polarnacht nehmen die jeweils betroffenen Polarwirbel an Stärke zu. Dann ist der stratosphärische Temperaturgradient auf der Nordhalbkugel besonders hoch. Dieser treibt den Stratosphärenjetstream am äusseren Rand des Polarwirbels an, welcher wiederum ein Antriebsmotor des troposphärischen Jetstreams ist.

Cyclonen und Anticyclonen erzeugen Schwingungen innerhalb der Jetstreams. Bei Überschreiten einer kritischen Windgeschwindigkeit beginnen die Jetstreams zu mäandern und bilden Rossby-Wellen aus. In den cyclonalen Wellentälern (Höhentrögen) wird polare Kaltluft äquatorwärts, in den anticyclonalen Wellenbergen (Hochkeilen, Rücken) tropische Warmluft polwärts transportiert (meridionaler Transport). Bei einem stark mäandernden Jetstream bricht die Höhenströmung teilweise zusammen, so cyclonale und anticyclonale Wirbel abspalten können. Anschliessend erneuert sich die Höhenströmung polwärts wieder. 

Die cyclonalen Wirbel (Kaltlufttropfen, kalte Höhentiefs) bewegen sich (langsam) mit den jeweils vorherrschenden Winden und bringen schlechtes Wetter. Die anticyclonalen Wirbel bleiben oft stationär und zwingen als blockierende Hochdruckgebiete die von Westen herannahenden dynamischen Tiefdruckgebiete zu oft grossen Umwegen. In ihrem Einflussbereich herrscht sonniges Wetter bei zumeist wolkenfreiem Himmel. Nachts kann es  wegen der fehlenden Wolken allerdings auch empfindlich kalt werden. Bei ausreichender Luftfeuchtigkeit bilden sich dann bodennahe Nebel.

Auf beiden Erdhalbkugeln bildet eine Reihe dynamischer Hochdruckwirbel (Anticyclonen) jeweils einen subtropischen Hochdruckgürtel, welche wegen der zumeist fehlenden Wolken auf Satellitenbildern gut auszumachen sind  (Wüstenklima der Subtropen). Im Bereich der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) strömen die warmen Luftmassen aus den Subtropenhochs von Nord- und Südhalbkugel zusammen (Konvergenz) und werden gehoben. Wegen der hohen Luftfeuchtigkeit in den Tropen bilden sich hier auffällig viele Wolken (tropisch feuchtes Klima mit häufigen und heftigen Gewittern). Die über der ITCZ gehobenen Luftmassen erreichen die Subtropenhochs, um dort wieder abzusinken. ITCZ und Subtropenhochs sind somit (auf beiden Erdhalbkugeln) über eine Reihe von Konvektionszellen miteinander verbunden, die Hadley-Zellen.

Jens Christian Heuer

Die Argumente der Klimaskeptiker I – Treibhauseffekt und Wolken

Die Argumente der Klimaskeptiker III – Klimafolgen und Klimapolitik

Advertisements
Kategorien:Klimawandel
  1. Es gibt noch keine Kommentare.
  1. 9. Juni 2009 um 12:48

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s

%d Bloggern gefällt das: