6 Fragen an Professor Knutti

Der schweizerische Klimaforscher Reto Knutti beantwortet Bürgerfragen zum Klimawandel per Email, wie die Basler Zeitung am 20. April 2019 meldete. Auch wir haben Fragen an Prof. Knutti und schrieben ihm am 24. April 2019:

Sehr geehrter Herr Professor Dr. Knutti,

Wie ich einem Artikel der Basler Zeitung entnahm (“Der zuverlässige Faktenlieferant”), beantworten Sie Bürgerfragen zum Klimawandel. Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie den Lesern unseres Blogs kaltesonne.de Antworten auf die untenstehenden Fragen geben könnten. Vielen Dank im voraus für Ihre Zeit!

Mit besten Grüßen

Dr. habil. Sebastian Lüning

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1. Der IPCC erklärte in seinem 5. Bericht von 2013, dass  gängige Klimamodelle die empirisch aus vielen Teilen der Erde gut belegte Mittelalterliche Wärmephase vor 1000 Jahren nicht reproduzieren können (Kapitel 5.3.5 in „The Physical Science Basis“). Ähnlich verhält es sich beim Holocene Thermal Maximum. Inwieweit können paläoklimatologisch schlecht kalibrierte Modelle überhaupt für Zukunftsmodellierungen eingesetzt werden?

2. Der 5. IPCC-Bericht sowie der CH2018-Bericht räumen ein, dass bis zu 50% der Erwärmung der letzten 150 Jahre natürlichen Ursprungs sein könnten (AR5: deutschsprachige Berichtszusammenfassung, Abschnitt D.3). In der Tabelle der Klimafaktoren tauchen jedoch lediglich solare Aktivitätsschwankungen mit einer vernachlässigbaren klimatischen Wirkung auf. Wie passt dies zusammen und welche Schlüsse sind aus dieser offensichtlichen Diskrepanz zu ziehen? Wie kam es in vorindustrieller Zeit zu enormen natürlichen Klimaschwankungen, obwohl die Modelle dafür kaum einen Mechanismus anbieten?

3. Wie bewerten Sie die zahlreichen Studien, die besagen, dass es eine starke klimatische Wirkung solarer Aktivitätsschwankungen in den letzten 10.000 Jahren gab? Siehe Publikationen z.B. hier: http://www.chrono.qub.ac.uk/blaauw/cds.html

4. Wie schätzen Sie vor dem Hintergrund dieser Studien die aktuelle klimatische Wirkung solarer Aktivitätsschwankungen ein?

5. Inwieweit können Sie ausschließen, dass der Einfluss der solaren Aktivitätsschwankungen bei der Klimaerwärmung des 20. Jahrhunderts nicht höher liegt als bisher angenommen?

6. Das Jahr 1850 wird in politischen Diskussionen oftmals als Bezugspunkt von Betrachtungen zum Klimawandel verwendet. Inwiefern halten Sie diesen Bezugspunkt für geeignet, berücksichtigend, dass es sich um die Schlussphase der sogenannten ‚Kleinen Eiszeit‘ handelt, einer natürlichen Kälteperiode, die eine kalte Extrementwicklung in der Klimageschichte der letzten 10.000 Jahre darstellt?

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Reto Knutti antwortete am 1. Mai 2019:

Die Aussagen oben sagen einfach, dass die Rekonstruktionen in einigen Aspekten von den Modellen abweichen. Sie sagen weder a) dass sie in der Vergangenheit inkonsistent sind (Werte können abweichen aber innerhalb der Unsicherheiten konsistent sein), noch (falls dem so wäre) b) dass das Problem bei den Modellen ist, noch c) dass das Implikationen hat auf die Simulation der Zukunft. Sie implizieren in Ihrer Aussage dass die Modelle unbrauchbar sind für die Zukunft, aber das steht weder in diesem Kapitel noch ist es durch die Studien unterstützt die Sie zitieren. Und überhaupt werden die Modelle am Paläoklima nicht kalibriert, sie werden höchstens evaluiert, das ist keine Kalibrations- und Extrapolationsübung.

Lesen wir doch einmal etwas mehr im Kapitel 5.3.5 (my emphasis):

“The fundamental limitations for deriving past temperature variability at global/hemispheric scales are the relatively short instrumental period and the number, temporal and geographical distribution, reliability and climate signal of proxy records (Jones et al., 2009). The database of high-resolution proxies has been expanded since AR4 (Mann et al., 2008; Wahl et al., 2010; Neukom and Gergis, 2011; PAGES 2k Consortium, 2013), but data are still sparse in the tropics, SH and over the oceans (see new developments in Section 5.5). Integration of low-resolution records (e.g., marine or some lake sediment cores and some speleothem records) with high-resolution tree-ring, ice core and coral records in global/hemispheric reconstructions is still challenging.

“Two further sources of uncertainty have been only partially considered in the published literature. First, some studies have used multiple statistical models (Mann et al., 2008) or generated ensembles of reconstructions by sampling parameter space (Frank et al., 2010b), but this type of structural and parameter uncertainty needs further  examination (Christiansen et al., 2009; Smerdon et al., 2011). Second, proxy-temperature relationships may change over time

Limitations in proxy data and reconstruction methods suggest that published uncertainties will underestimate the full range of uncertain­ties of large-scale temperature reconstructions”

“Simulated NH temperatures during the last millennium lie mostly within the uncertainties of the available reconstructions (Figure 5.8a). This agreement between GCM simulations and reconstructions provides neither strong constraints on forcings nor on model sensitiv­ities because internal variability and uncertainties in the forcings and reconstructions are considerable factors.

Also, Folgerungen aus IPCC 2013, und auch meine Position bezüglich Paläodaten (und damit die generelle Antwort auf Ihre Fragen):

1)      Die Modelle sind in der Vergangenheit weitgehend konsistent mit den Beobachtungen wenn man die Unsicherheiten im Strahlungsantrieb, in den Rekonstruktionen und in insbesondere der regionalen internen Variabilität sauber berücksichtigt (was selten gemacht wird).

2)      Wo es Abweichungen gibt, ist es unklar ob die Probleme in den Forcings oder den Rekonstruktionen (zu schwache regionale Abdeckung, unklare oder sich ändernde Relationen zwischen Proxies und Temperaturen, unterschätzte Unsicherheiten, nicht berücksichtigte Unsicherheiten bei der Aggregation von mehreren Proxies) liegen oder in der Physik der Modelle.

3)      Der Vergleich mit Proxy Daten ist in einigen (nicht allen) Fällen hilfreich um Modelle zu evaluieren und um Probleme in Rekonstruktionen zu finden, aber ist weder ein Beweis dass die Modelle richtig sind noch gibt er klare Hinweise dass die Modelle für Projektionen der Zukunft nicht geeignet sind.

4)      Den solare Einfluss auf das Klima bestreitet niemand, aber im 20. Jh ist der solare Beitrag zur Erwärmung klein, und in den letzten Jahrzehnten nimmt die Einstrahlung von der Sonne ab und nicht zu, d.h. man hätte sogar eine Abkühlung erwartet. (und die von Ihnen prognostizierte solare Abkühlung ist ausgeblieben, https://de.wikipedia.org/wiki/Fritz_Vahrenholt#/media/File:Comparison_real_temperature_data_vs.Vahrenholt_andL%C3%BCnings_2012_prognosis.png)

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Wir danken Reto Knutti für diese Antworten. Er räumt Diskrepanzen zwischen Simulationen (Modellen) und Rekonstruktionen (empirischen Daten) ein, misst diesen jedoch keine große Beudetung zu. Weiterhin räumt Knutti ein, dass die Sonne in vorindustrieller Zeit eine spürbare Klimawirkung hatte, argumentiert aber, dass die Sonne ab 1950 wenig Einfluss hätte. Der geneigte Leser kann sich selber eine Meinung bilden, ob die Antwort von Reto Knutti zufriedenstellen kann. Die Fragen 2 und 6 ließ Knutti leider unbeantwortet.