Erwärmung durch weniger Wolken oder weniger Wolken durch Erwärmung?

Einer der großen, verborgenen Diskussionspunkte der Klimadebatte ist die Rolle der Wolken. Wolken sind der Sonnenschirm der Erde, und sie hindern einen großen Teil der Sonnenstrahlung daran, auf die Erdoberfläche zu gelangen und dort ihre Wärmewirkung zu entfalten. Eine Änderung der Wolkenbedeckung um nur wenige Prozentpunkte hat signifikante klimatische Auswirkungen, das ist klar.

Da ist es interessant, einmal auf die Entwicklung der globalen Wolkenbedeckung der letzten 30 Jahre zu schauen (Abbildung 1). In diesen Zeitraum fällt auch ein Teil der letzten Haupterwärmungsphase 1977-2000, während der sich die Erde um ein halbes Grad erwärmt hat (Abbildung 2). Das Ergebnis ist überraschend – aber eigentlich irgendwie auch wieder nicht. Die Daten zeigen nämlich, dass die Wolkenbedeckung just im Moment der Haupterwärmungsphase spürbar zurückgegangen ist, so dass mehr Sonnenenergie den Erdboden erreichen konnte. Es stellt sich sogleich die Frage nach Henne und Ei. Waren die ausgedünnten Wolken möglicherweise der Grund für die Erwärmung? Oder hat die Erwärmung zu Veränderungen in der Atmosphäre geführt, die dann zu einer verminderten Wolkenbedeckung geführt haben?

Zwischen den beiden Möglichkeiten liegen ganze Klimawelten. Viele Klimarealisten sehen die Sonnenaktivität via kosmische Strahlung und Wolkenkondensationskeime als Wolkenregisseur. Weltklimaratsanhänger hingegen sehen das CO2 als Haupterwärmungsantrieb an, wobei die zunehmende Wärme die Wolkendecke angeblich verringern soll. Im Klimarealisten-Fall würde CO2 nur eine untergeordnete Rolle spielen, während die Wolken im IPCC-Fall einem positiven Rückkopplungsprozess für CO2 entsprechen würden, was (zusammen mit Wasserdampft als starkem Treibhausgas) die Klimawirkung des CO2 signifikant verstärken würde.

 

Abbildung 1: Globale monatliche Wolkenbedeckung 1983-2009. Insgesamt ist im Zeitraum eine Abnahme der Wolkendecke um mehrere Prozent zu erkennen. Überlagert ist eine Schwingung, die offenbar eng mit dem 11-Jahres-Sonnenfleckenzyklus verbunden ist. So fällt zum Beispiel das Wolkenmaximum 1987 in ein Minimum der Sonnenaktivität und das Wolkenminimum um 2000 in ein Sonnenmaximum. Abbildung von climate4you.com nach The International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) 


Abbildung 2: Die globale Oberflächentemperatur nahm 1977-2000 zu, während die Minima der kosmischen Strahlung und die Wolkenbedeckung (Abbildung 1) im gleichen Zeitraum abnahmen. Dies deutet die Möglichkeit an, dass die Sonnenaktivität über die abnehmende kosmische Strahlung die Wolken – und damit letztendlich auch die Temperatur – entscheidend mitgeprägt haben könnte. Aus „Die kalte Sonne” (S. 241).

 

Eines ist klar: In beiden Szenarien nimmt die Wolkendecke mit zunehmender Temperatur ab. Und genau dies sehen wir auch in den Daten (Abbildung 3). Erwähnenswert ist jedoch, dass die langfristige Wolkenentwicklung offensichtlich durch einen Zyklus überlagert wird, der sich dem längerfristigen Trend überlagert. Henrik Svensmark konnte zeigen, dass es sich dabei um den 11-Jahres-Sonnenfleckenzyklus handelt. Offenbar vermag die Sonne die Wolken in der Tat zu beeinflussen. Daher ist folgende Beobachtung fast noch interessanter: Auch der Rückgang der Bewölkung 1977 bis 2000 während der letzten Haupterwärmungsphase verlief parallel zu einem Sonnentrend. Die Minima der kosmischen Strahlung, also die Maxima-Phasen der Sonnenaktivität, haben nämlich im selben Zeitraum stetig abgenommen (Abbildung 2). Es sollte daher gute Gründe geben, dieser Sache weiter nachzugehen. Der Weltklimarat hat sich leider bereits festgelegt und kann in der Sonne trotz der guten Hinweise keinen signifikanten Klimafaktor erkennen. Dabei fällte der IPCC sein vorschnelles Urteil, noch bevor die Zusammenhänge überhaupt umfassend wissenschaftlich beleuchtet wurden.

 

Abbildung 3: Crossplot der globalen Wolkenbedeckung und der globalen Oberflächentemperatur (HadCRUT). Abbildung von climate4you.com

 

Im Monatstakt werden derzeit neue interessante Forschungsergebnisse zu diesem Thema veröffentlicht. Vor kurzem erschien in den Anales Geophysicae eine neue Untersuchung des chinesischen Forschers Xia, der anhand von 314 Messstationen die Wolkenbedeckung Chinas für den Zeitraum 1954 bis 2005 analysierte. Dabei fand der Wissenschaftler vom Institut für atmosphärische Physik in Peking eine durchschnittliche Abnahme der Wolkenbedeckung Chinas um 1,6% pro Jahrzehnt. Die Häufigkeit von Tagen mit klarem Himmel (weniger als 20% Wolkenbedeckung) hat sich im Untersuchungszeitraum um 2,2 Tage pro Jahrzehnt erhöht, während sich die die bedeckten Tage (mehr als 80% Wolkenbedeckung) um 3,3 Tage pro Jahrzehnt verringert haben.

Interessanterweise tritt dieser Trend sowohl in den Gebirgsregionen als auch in den flachen Ebenen auf. Anders als erwartet, scheint der Grad der anthropogenen Luftverschmutzung daher offenbar keine Auswirkungen auf die Wolkenbedeckung genommen zu haben.

Die Arbeit von Xia wurde in den Blogs The Hockey Schtick und WUWT besprochen. Die Ergebnisse aus China passen gut zum globalen Trend. Allerdings zeigt sich das heterogene und komplexe Klimasystem darin, dass in anderen Ländern im gleichen Zeitraum eine Zunahme der Wolkenbedeckung beobachtet wurde (z.B. Europe: Henderson-Sellers, 1986; Australien: Jones & Henderson-Sellers 1992; Kanada: Milewska 2004; USA: Sun & Groisman 2004, Dai et al., 2006; ehemalige Sowjetunion: Sun & Groisman 2000; nördlicher Indischer Ozean: Norris 2001. Alle Zitate siehe Literaturliste in Xia 2012). Allerdings scheint die Sonnenscheindauer in Ungarn, Großbritannien und Australien zugenommen zu haben wie eine Auswertung auf Climate Data Information zeigt. Weitere Arbeiten zu Trends in der Wolkenbedeckung sind z.B. auf AGW Observer aufgelistet.

In einer anderen Arbeit, die jetzt in den Environmental Research Letters erschien, fanden zwei andere Pekinger Wissenschaftler (Tang & Leng 2012) heraus, dass Schwankungen in den Sommer-Temperaturen Eurasiens zu einem gewissen Grad an die sommerliche Wolkenbedeckung gekoppelt sind. So fiel die Erwärmung in West-Sibirien 1982-2009 nur stark gedämpft aus, was mit einer zunehmenden Wolkendecke einherging. Auch hier spielen die Wolken offensichtlich eine nicht zu unterschätzende Rolle im lokalen Klimageschehen.

Die regional und zeitlich genau differenzierte Erforschung von Wolkenbedeckungstrends und ihrer Auslöser sollte eines der wichtigsten Themen in den Klimawissenschaften bilden. Die Aktivitäten auf diesem Gebiet sollten daher dringend intensiviert werden, wobei eine ergebnisoffene und interdisziplinäre Herangehensweise von größter Bedeutung ist. Hier steht uns noch die eine oder andere Überraschung ins Haus.

 

Film zu Thema: “Das Geheimnis der Wolken”:

Teil 2, Teil 3, Teil 4.

 

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