Aus der Hurrikanforschung: Antikorrelation von Häufigkeit und Stärke gefunden

Momentan wüten wieder schwere Hurrikane im Karibikraum und den südlichen USA. Den vielen Opfern und Geschädigten gilt unser Mitgefühl. Umso dreister ist die Instrumentalisierung der Wirbelstürme Harvey und Irma durch klimaalarmistische Aktivisten. Wie Springfeder-Teufel schnellen sie aus ihren Schreibtischstühlen und erklären in jedes offene Mikrofon, dass dies ja wohl Beweis genug für die große Gefahr wäre, die der Klimawandel mit sich bringt.

Ein ernstes betroffenes Gesicht ist aber leider kein Garant dafür, dass die Aussage auch seriös wäre. Wie üblich wird der klimahistorische Kontext ausgeblendet bzw. Betrachtungsintervalle nach Gutdünken so verzerrt, dass der gewünschte Trend herauskommt. Vielfach haben wir an dieser Stelle bereits über Hurrikane und ihre klimatische Bedeutung berichtet (siehe Rubrik ‘Nordamerika’ hier). Beispiele:

 

Heute wollen wir neue Resultate aus dem Bereich der Hurrikanforschung vorstellen. Beginnen wollen wir mit einer Studie einer Gruppe um Berenice Rojo-Garibaldi, die im Oktober 2016 im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics erschien. Die Wissenschaftler nahmen die Hurrikanhäufigkeit der letzten 250 Jahre unter die Lupe und erkannten einen interessanten Zusammenhang mit der Sonnenaktivität: Je größer die Sonnenaktivität, desto geringer die Hurrikanhäufigkeit. Hier der Abstract:

Hurricanes in the Gulf of Mexico and the Caribbean Sea and their relationship with sunspots
We present the results of a time series analysis of hurricanes and sunspots occurring from 1749 to 2010. Exploratory analysis shows that the total number of hurricanes is declining. This decline is related to an increase in sunspot activity. Spectral analysis shows a relationship between hurricane oscillation periods and sunspot activity. Several sunspot cycles were identified from the time series analysis.

Das größte Versäumnis der alarmistischen Klimakommentatoren ist ihre klimageschichtliche Kurzsicht. Gerne wird auf den “stärksten”, “gefährlichsten”, “feuchtesten” Hurrikan der Messgeschichte hingewiesen. Vergessen wird dabei, dass erst seit wenigen Jahrzehnten Satelliten zur flächendeckenden Sturmüberwachung verwendet werden. Davor war man auf Einzelbeobachtungen und historische Berichte angewiesen, wobei etliche Stürme “durch die Lappen gingen”. Michael Chenoweth hat sich durch eine Vielzahl von historischen Quellen gewühlt und im Journal of Climate im Dezember 2014 eine Rekonstruktion der nordatlantischen Hurrikangeschichte 1851-1898 veröffentlicht. Dabei wies er große Lücken im offiziellen Hurrikankatalog nach. Hier der Abstract:

A New Compilation of North Atlantic Tropical Cyclones, 1851–98
A comprehensive new compilation of North Atlantic tropical cyclone activity for the years 1851–98 is presented and compared with the second-generation North Atlantic hurricane database (HURDAT2) for the same years. This new analysis is based on the retrieval of 9072 newspaper marine shipping news reports, 1260 original logbook records, 271 Maury abstract logs, 147 U.S. marine meteorological journals, and 34 Met Office (UKMO) logbooks. Records from throughout North America and the Caribbean region were used along with other primary and secondary references holding unique land and marine data. For the first time, North Atlantic daily weather maps for 1864/65, 1873, and 1881–98 were used in historical tropical cyclone research. Results for the years 1851–98 include the omission of 62 of the 361 HURDAT2 storms, and the further reduction resulting from the merging of storms to a total of 288 unique HURDAT2 tropical cyclones. The new compilation gave a total of 497 tropical cyclones in the 48-yr record, or an average of 10.4 storms per year compared to 6.0 per year in HURDAT2 less the author’s omissions. Of this total, 209 storms are completely new. A total of 90 hurricanes made landfall in the United States during this time. Seven new U.S. landfalling hurricanes are present in the new dataset but not in HURDAT2. Eight U.S. landfalling hurricanes in HURDAT2 are now considered to have only tropical storm impact or were actually extratropical at landfall. Across the North Atlantic, the number of category-4 hurricanes based on the Saffir–Simpson hurricane wind scale, compared with HURDAT2, increased from 11 to 25, 6 of which made U.S. landfall at category-4 level.

Es ist seit längerem bekannt, dass die Hurrikanhäufigkeit vom AMO-Ozeanzyklus mitgesteuert wird (siehe S. 202 in unserem Buch “Die kalte Sonne“). Aber auch andere Zusammenhänge werden langsam klarer. Offenbar nimmt die Intensität der Hurrikane in hurrikanarmen Zeiten zu. Und wenn es einmal richtig viele Hurrikane gibt, ist ihre Intensität niedriger. Eine solche Hurrikanwippe beschrieb am 4. Januar 2017 die University of Wisconsin-Madison:

More frequent hurricanes not necessarily stronger on Atlantic coast

Active Atlantic hurricane periods, like the one we are in now, are not necessarily a harbinger of more, rapidly intensifying hurricanes along the U.S. coast, according to new research performed at the University of Wisconsin–Madison. In fact, the research — published Wednesday (Jan. 4, 2017) in the journal Nature by James Kossin, a federal atmospheric research scientist based at the UW — indicates that hurricanes approaching the U.S. are more likely to intensify during less active Atlantic periods. During more active periods, they are more likely to weaken. The relationship between the number of hurricanes that develop in the Atlantic basin and the number of major hurricanes that make landfall is a weak one, says Kossin, and one that has not yet been well explained. The new study accounts for at least part of that relationship.

Historically, notes Kossin, researchers (including himself) have focused primarily on the tropical Atlantic — the main hurricane development region —without distinguishing how hurricane-producing conditions may vary outside of it. They knew a combination of warm ocean temperatures in the tropics and low vertical wind shear (changes in wind speed relative to altitude) results in favorable conditions for hurricane formation, while cooler than average sea surface temperatures work in tandem with higher than average wind shears to produce quieter hurricane seasons. Scientists also knew that environmental conditions, primarily ocean temperatures and wind shear, determine whether Atlantic hurricanes intensify or weaken as their natural track pushes them northwesterly toward the U.S. coast. But Kossin, a National Oceanic and Atmospheric Administration National Centers for Environmental Information scientist working out of UW–Madison’s NOAA Cooperative Institute, wondered “what other patterns there might be.” His study took a step back and looked for related patterns over the entire basin.

Kossin analyzed two datasets gathered over three 23-year periods from 1947 to 2015. The first dataset, from the historical record of hurricane observations maintained by the U.S. National Hurricane Center, supplied observations taken every six hours and included information on location, maximum winds and central pressure. The second, an environmental data set from the National Centers for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research, provided a benchmark for sea surface temperatures and wind shear for the period of interest. Overall, when the tropics generate many hurricanes — during periods of low wind shear and high ocean temperatures in the tropical Atlantic — they also create a situation where those hurricanes lose energy if they approach the coast, as they encounter a harsh environment of higher wind shear and cooler ocean temperatures. “They have to track through a gauntlet of high shear to reach the coast and many of them stop intensifying,” Kossin says. “It is a natural mechanism for killing off hurricanes that threaten the U.S. coast.”

What are the implications for U.S. coastal regions? “It is good news,” says Kossin. “Greater activity produces more threats, but at the same time, we increase our protective barrier. It’s pretty amazing that it happens to work that way.” The data suggest we may be moving into another quieter period in the basin, however, where less activity works hand in hand with lower wind shears along the coast, eradicating the protective barrier. As a result, says Kossin, while there may be fewer hurricanes approaching the coast, those that do may be much stronger, in the range of Category 3 to Category 5. The threat of rapid strengthening is highly relevant to society, in particular to those who live along densely populated coastlines where the warning times for evacuation may already be short. “Knowing the relationship between tropical activity and coastal conditions that either protect the coast or make it more vulnerable may help us better prepare for future landfalls,” Kossin says.

Like any research study, the results raise more questions. For instance, how might climate change affect this relationship? Other studies, says Kossin, have documented a rise in sea surface temperatures — a shift attributed to anthropogenic climate change. But the sea surface trend does not seem to be having a large effect on hurricane activity in the coastal region, at least over the past 70 years or so. Kossin says this could fall under the heading of a “climate surprise” if the environmental conditions responsible for the protective barrier during active periods are compromised by climate change. “There is no reason to think that this is a stationary mechanism,” says Kossin. “It’s entirely possible that changes in climate could affect the natural barrier and thus significantly increase coastal hazard and risk.”

 

Die Sonne im August 2017 und Hurricans zwischen Propaganda und Wissenschaft

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Das gigantische „Fusionskraftwerk“ im Massezentrum unseres Planetensystems war auch im August wieder ein „Underperformer“. Die festgestellte Sonnenfleckenzahl  (SSN für SunSpotNumber) betrug 33,1. Im letzten Monat war die Nordhemisphäre deutlich führend mit 4/5 der Gesamtaktivität. Die Fleckenzahl erreichte immerhin rund 73% des Mittelwertes dieses Zyklusmonats über alle systematisch beobachteten 23 vollendeten Zyklen seit 1755.

Abb.1: Die Aktivität des aktuellen Zyklus 24 (rot) im Vergleich zu einem mittleren Zyklus ( blau) und dem im absteigenden Ast der Aktivität recht ähnlichen Zyklus 5 ( schwarz).

 

An keinem Tage des August war die Sonne fleckenfrei, ab Mitte des Monats sahen wir ein deutliches Ansteigen der Aktivität. Der Ausblick auf den September ist damit viel versprechend, wir werden (wahrscheinlich) unseren stereotypen Eingangssatz („Die Sonne war auch Vormonat unterdurchschnittlich aktiv“ o.ä.) aufgeben können und wir hoffen, dass Sie das mit uns gebührend feiern werden.  Es gab nämlich am 6.9. eine größere Explosion auf der Sonne, ein X9.3 –Flare. Im Vorgriff auf unseren September-Bericht hier schon einmal ein Foto dieses Ereignisses:

Abb. 2: Der Flare am 6.9. wie ihn die Sonde SDO aufzeichnete. Quelle: NASA

 

Bleiben Sie also gespannt auf den nächsten Sonnenreport. Bis August 2017 stellte sich der Verglich der Zyklen untereinander so dar:

Abb.3: Die relative Stärke der Zyklen 1…24 bis zum aktuellen Monat 105 des SC24. Die Werte entstehen durch monatliche Aufsummierung der Differenzen zum mittleren Zyklus (blau in Abb.1).

 

Ob wir gegen Ende des Zyklus ( 80% seiner mittleren Lebensdauer von 11 Jahren sind inzwischen verstrichen) eine länger andauernde Aktivitätssteigerung sehen werden? Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels sieht es nicht so aus, die großen Flecken des Monatsbeginnes im September waren wohl eher nur ein Gastspiel. Aber genau wissen kann man es bei der Sonne nie.

 

Hurricans zwischen Propaganda und Wissenschaft

Die aktuellen verheerenden Hurricans  (so bezeichnet man ausschließlich die großen tropischen Wirbelstürme des nördlichen Atlantiks) Harvey und bis jetzt Irma der höchsten Kategorie 5 riefen erwartungsgemäß einige Klima-Aktivisten auf den Plan. Das mediale Interesse ist garantiert, schließlich bringen diese Unwetter Zerstörung und Menschenopfer mit sich. Einige Beispiele hierhier, hier  , hier .  Der Tenor in allen Stellungnahmen: Die Hurricans werden nicht unmittelbar durch den Klimawandel verursacht, ihre Mächtigkeit (und damit ihre Zerstörungskraft) nimmt jedoch zu durch die menschgemachte Erwärmung.  Die These:  Wärmere Ozeane im Entstehungsgebiet der Wirbelstürme lassen mehr Wasserdampf entstehen und der vergrößert die Energiemenge in den Hurricans. Klingt doch plausibel, oder? Ist die Wissenschaft unserer Atmosphäre in Wechselwirkung mit den Ozeanen so einfach wie man es uns glauben machen will? Wir begeben uns auf die Suche. Wir nehmen die stärksten Hurricans der Kategorie 4 und 5 (also die mit der sich „mit dem menschgemachten Klimawandel manifestierenden zunehmenden Zerstörungskraft“) auf:

Abb. 4: Die Anzahl der Hurricans der Kategorie 4 und 5 zwischen 1924 und 2016

 

In den 30er und 50er bis in die frühen 60er Jahre sahen wir ebenfalls recht viele sehr starke Hurricans in den kritischen Monaten des späten Sommers,  nach 2010 gingen sie trotz weiterer  Erwärmung  deutlich zurück. Es entstehen leise Zweifel an der Stichhaltigkeit der Argumentation. Viele neuere Aussagen zum Anwachsen der Mächtigkeit einzelner starker Hurricans  gehen auf diese Arbeit zurück. Darin untersuchen die Autoren den Zusammenhang dadurch, dass sie einen Index („ACCI“) für die anthropogene Erwärmung aus Modellen ermitteln. Sie lassen die Temperaturen einmal mit der Wirkung von Treibhausgasen errechnen und einmal ohne diese. Die Differenz soll  dann anthropogen sein und wird zum ACCI Index der Arbeit. Wie schlecht Modelle die reale Entwicklung räumlich aufgelöst( für die Untersuchung hier besonders wichtig)  abbilden, hatten wir Ihnen ja bereits gezeigt. Die Fragezeichen werden nicht weniger. Für ihre Betrachtung untersuchen die Autoren lediglich den Zeitraum ab 1975. Damit sind die Häufungen an starken Hurricans davor ohne menschliche Ursachen (vgl. Abb. 4) mit einem ACCI Index nahe null schon mal  außen vor. Sie bilden das Verhältnis der Cat 4,5 –Stürme zu der Gesamtanzahl der Hurricans pro Saison. Für die Aussagen zum nördlichen Atlantik kommt es dann allerdings dick:

Abb. 5: Die Abhängigkeit des Anteils an starken(Cat.4-5) Stürme von dem modellierten Temperaturanstieg (ACCI) in verschiedenen Ozeanen, grün ist das Hurrican- Gebiet im Atlantik, rot: Indischer Ozean;  blau: Pazifik. (Quelle: Fig. 5b aus Holland et.al (2014).

 

Selbst für die Daten 1975 bis 2011, die in der Arbeit ausgewertet werden, ergibt sich kein signifikanter Trend und nur 26% der Variation der Anzahl der stärksten Hurricans lässt sich auf die Variation des modellierten Temperaturverlaufs zurückführen. Das ist eigentlich kaum eine Aussage wert, würde man die vorliegenden Daten bis 2016 einbeziehen, wäre das schlechte Ergebnis noch verheerender, vgl. Abb.4. Schon in der Arbeit wird das Ergebnis so kommentiert:

„Das führt zu der verblüffenden Möglichkeit, dass für einzelne Regionen die Festigkeit des Zusammenhanges umgekehrt proportional zur Anzahl der beteiligten Stürme ist.“

Der globale Trend wird fast ausschließlich durch den festen Zusammenhang im Indischen Ozean (rot in Abb.5) mit nur wenigen ausgewerteten Stürmen hergestellt. Der Pazifik mit seinen zahlreichen starken tropischen Stürmen (dort Taifune genannt, blau in Abb.5) weist auch mit den ausgesuchten Daten überhaupt keinen Zusammenhang auf (R² = 0,03). Die Autoren versprachen weitere Untersuchungen dazu. Ein kritischerer Reviewer hätte die Arbeit zunächst zurückgewiesen und auf das Ergebnis dieser Untersuchungen gewartet.

Die Einbeziehung der frühen Daten ließe auch für den Atlantik alles an Korrelation in sich zusammenbrechen, denn die Arbeit sieht einen menschgemachten Anteil an den Temperaturanstiegen erst nach 1960. Hier wurden auch noch die einigermaßen passenden Zeiträume gesucht und gefunden. Dabei ist die dekadische Variabilität der Energie der Hurricans (vgl. Abb. 8 unten) weithin bekannt, in der Literatur wird ein Einfluss der AMO nachgewiesen. Eine Arbeit unter Führung von Kevin J.E. Walsh von der Universität Melbourne zeigt die Schwierigkeiten auf, so etwas in den Griff zu bekommen:

„However, the Atlantic basin is noted for having significant multidecadal variability in TC (Tropic Cyclons, d.A.) activity levels. The basin was characterized by a more active period from the mid-1870s to the late 1890s as well as the mid-1940s to the late 1960s. These periods may have had levels of activity similar to what has been observed since the mid-1990s.”

Aus den Trends 1975…2011 einen starken anthropogenen Einfluss auf die Wucht der aktuellen starken atlantischen Ereignisse hinein zu interpretieren, grenzt im Lichte dieser Erkenntnisse schon an Dreistigkeit. Offensichtlich ist der behauptete evidente Zusammenhang zwischen dem menschgemachten Klimawandel und der sich verstärkenden Hurricans nicht nachgewiesen. Was also beeinflusst die Energie der Hurricans wirklich? Wir werden fündig in einer neuen Arbeit . Die Autoren ( es sind ausgewiesene Sturm-Experten) um Mark A.Saunders aus Großbritannien und den USA untersuchten akribisch die Beobachtungen soweit die Daten zurück reichen bis 1878 und finden besonders eine Größe, die die Energie der Hurricans sehr gut beschreibt: es ist die Stärke des nördlichen Passatwindes.

Abb. 6: Die Korrelation (r, blau)und ihre Signifikanz (p<0,1 ist hoch signifikant, rot ) der Energie der Hurricans (ACE für Accumulated Cyclone Energy), -durchgehend blau- und ihrer Anzahl -gepunktet blau- mit dem Passatwind. Besonders in den frühen Jahren und nach etwa 1950 ist der Zusammenhang außerordentlich robust. Quelle: Fig. 3a aus Saunders et.al (2017).

 

Eine zweite (damit auch zusammenhängende) Größe verbessert die Korrelation noch weiter: die Differenz der Meerestemperaturen  zwischen dem MDR (für Main Developing Region, das Seegebiet 10°N…20°N und 85°W…20°W)  und den globalen tropischen Meerestemperaturen  für  10°S bis 10°N. Es ist schon länger bekannt, dass die Hurrican-Entwicklung in ElNino Phasen gedämpft wird im Gegensatz zu  LaNina –Ereignissen. Diese Erscheinung ist ebenfalls Ausdruck der natürlichen Variabilität. Beeinflusst die vom Menschen getriebene Erwärmung der Ozeane an ihrer Oberfläche eine dieser Größen? Jetzt nehmen auch wir einmal Modelle zu Hilfe und lassen sie berechnen, ob sich die Tropen und der MDR unterschiedlich erwärmen sollen:

Abb. 7: die Erwärmungstrends der Ozeane im Mittel ( also nur der menschgemachte antreibende Anteil) der Modelle CMIP5  von 1861…2100. Das Bild wurde mit dem Climate Explorer generiert.

 

Es gibt da keine stärkere Erwärmung des MDR, alles in den Tropen wird sehr gleichmäßig warm. Aber es gibt eine ausgeprägte dekadische Variabilität wie die Beobachtungen seit 1854 zeigen.

Abb.8: Die Differenz der Meerestemperaturen (SST für Sea Surface Temperatures) von MDR und Tropen nach den Beobachtungen ERSSTv5 mit einer 10-jährigen Glättung. Die schwarze Linie ist nicht die Abszisse sondern der lineare Trend! Man beachte das AMO-ähnliche Muster.

 

Und die Passatwinde? Sollen die zunehmen  mit dem Klimawandel? Eher nicht, es gibt Literatur die eher ihr Abnehmen mit ihm vermutet und damit auch einen Rückgang der Hurricans. Alles an Wissenschaft, was sich ernsthaft mit den Hurricans beschäftigt, weist  keine Verschlimmerung der Hurricans durch den menschgemachten Klimawandel nach. Aber was ist denn nun mit der Thermodynamik: wärmere Ozeane, mehr Verdunstung, mehr  Hurricanenergie, die wir so oft hören? Ein Aufsatz von  Friederike Otto  aus Oxford rückt es gerade: Es gibt sehr viele mögliche Interaktionen bei diesem hoch komplexen Wetterphänomen.

„Dynamical factors and thermodynamic aspects of climate change can interact in complex ways and there are many examples where the circulation is as important as the thermodynamics.”

Und die schönen Modelläufe, die eine nicht vom Klimawandel betroffene Computerwelt mit einer ebenfalls berechneten,  unsere Einflüsse jedoch enthaltenden, gegenüberstellen? Otto sagt:

„But in practice this requires climate models that are able to reliably simulate the weather systems in questions over and over again to assess the likelihood of its occurrence.”

Es gibt die für solche Ereignisse benötigten Modelle schlicht nicht. Ein Artikel der BBC stellt am Ende klar, wo der menschgemachte Anteil an „Harvay“ und anderen Hurricans liegt: Die Leute siedeln immer mehr in den gefährdeten Gebieten. Vielleicht bleibt doch ein anthropogener Part der Auswirkungen (Fluten) von Hurricans übrig: Mit zunehmender Erwärmung der Ozeane wächst der Meerespegel, das ist unbestritten. Er hat seit 1960 um ca. 10 cm zugelegt. Die Wellen, die ein Hurrican erzeugt,  sind bis zu 6 m hoch. Der Ansatz, den Aktivisten medial immer wieder ins Spiel bringen, ist völlig untauglich wie wir sahen. Er beschreibt die Welt schön simpel- zu simpel! Wünschen wir also den betroffenen Menschen in den Hurrican- Gebieten, dass diese Kurve…

Abb. 9: Die aktuelle Differenz der Temperaturen zwischen dem MDR und den globalen tropischen Ozeanen, Quelle: „Tropical Tidbits“

 

…möglichst bald wieder zurück nahe null geht. Sie dokumentiert das Auseinanderdriften der Temperaturen im MDR und den tropischen Ozeanen in den letzten Monaten. Dort und in der Passatwindstärke liegen die wahren Gründe für die schlimmen Hurricans.  Alles andere ist Propaganda im Sinne einer angeblich „guten Sache“.

 

Bundesumweltministerium blamiert sich: Nordsee erwärmt sich NICHT schneller als die Ozeane

Die Tagesschau berichtete am 9. September 2017 über eine vermeintlich bedrohliche und anomale klimatische Entwicklung in der Nordsee:

Umweltministerium: Nordsee erwärmt sich schneller als Ozeane
Die Nordsee hat sich in den vergangenen 45 Jahren doppelt so schnell erwärmt wie die Ozeane. Die Durchschnittstemperatur der deutschen Nordsee stieg um 1,67 Grad, während es bei den Ozeanen 0,74 Grad waren. Das geht aus der Antwort des Bundesumweltministeriums auf eine Kleine Anfrage der Grünen hervor, die der “Neuen Osnabrücker Zeitung” vorliegen. Die Regierung beruft sich auf Zahlen des Weltklimarates IPCC und des Alfred-Wegener-Instituts bis zum Jahr 2010. [...] Die Grünen fordern Gegenmaßnahmen: “Die Klimakatastrophe schreitet voran, auch wenn US-Präsident Donald Trump sie leugnet oder Bundeskanzlerin Angela Merkel und SPD-Spitzenkandidat Martin Schulz sie aussitzen”, sagte die Grünen-Bundestagsabgeordnete Julia Verlinden der “Neuen Osnabrücker Zeitung”. [...]

Ganze Meldung auf Tagesschau.de lesen.

Ein wenig ungewöhnlich erscheint die Berichterstattung in Deutschlands wichtigster Nachrichtensendung über die Kleine Anfrage der Grünen schon. War die Meldung vielleicht als kleine Wahlkampfhilfe für die Grünen gedacht? Die Aussage der Meldung ist interessant. Wir nehmen sie zum Anlass, die Fakten zu überprüfen und Hintergründe zu diskutieren.

1) Erwärmung der Weltozeane während der letzten 45 Jahre

Auf welche Daten bezieht sich diese Aussage? Satellitendaten können es nicht sein, denn die sind nur für die letzten 38 Jahre verfügbar. Der Startpunkt der letzten 45 Jahre liegt im Jahr 1972. Der HadSST3-Datensatz erfasst die Entwicklung der globalen Meeresoberflächentemperaturen. Plotten kann man ihn online auf Woodfortrees (Abb. 1). Die Erwärmungsangabe im Tagesschau-Bericht von 0,74°C scheint in Ordnung zu sein.

Abb. 1: Entwicklung der Oberflächentemperatur der Ozeane in den letzten 45 Jahren.

 

2) Erwärmung der Nordsee während der letzten 45 Jahre

Im nächsten Schritt prüfen wir die Erwärmung der Nordsee im selben Zeitraum. Im letzten Jahr (2016) erschien ein von Markus Quante und Franciscus Colijn herausgegebener Klimareport zur Nordsee. Das pdf können Sie kostenfrei beim Springerverlag herunterladen. Auf Seite 88 finden wir in Fig. 3.3 den Meeresoberflächen-Temperaturverlauf der Nordsee für die vergangenen 140 Jahre:

Abb. 2: Temperaturverlauf der Meeresoberflächen in der Nordsee für die vergangenen 140 Jahre. Quelle: Huthnance et al. 2016 in Quante & Colijn 2016.

 

Gut zu erkennen: Zu Beginn der 1970er Jahre herrschte ein Temperaturplateau bei ca. 0,3°C in der Abbildung vor. Anfang der 1980er Jahre sackten die Temperaturen dann kräftig ab. Danach ein steiler Wiederanstieg, der um 2010 kulminierte. Im Anschluss sackten die Temperaturen wieder ab und liegen heute bei 0,4°C in der Abbildung. Wenn man die Punkt-zu-Punkt-Entwicklung von 1972 bis heute anschaut, so ergibt sich lediglich eine Erwärmung von 0,1°C, und nicht die von der Tagesschau behaupteten 1,67°C. Wie kommt die Tagesschau auf diesen hohen Wert? Zunächst einmal endet die Betrachtung im Jahr 2010, auf dem Höhepunkt der Entwicklung. Offenbar hat man ganz bewusst die Abkühlung in den Folgejahren ausgeklammert, lässt die Bürger über diesen Teil der Entwicklung im Dunklen. Das grenzt schon fast an Betrug. Desweiteren begann man die Betrachtung offenbar Anfang der 1980er Jahre – auf dem absoluten Tiefpunkt der letzten Jahre – was schlecht zum 45-Jahresintervall passt. Nur wenn man die in der Nordsee außerordentlich kalten 1980er Jahre einbezieht, kann man auf mehr als anderthalb Grad Erwärmung kommen.

Hätte man die warmen Jahre 1930-1980 berücksichtigt, so würde die Gesamterwärmung bis heute ebenfalls geringer ausfallen als angegeben. Sie können es aus Abbildung 2 selber grob abschätzen: Beginn der Zeitreihe um 1870 auf dem Niveau von ca. -0,1°C (rote Linie). Ende der Zeitreihe heute bei gemittelten 0,7°C. Das macht eine Gesamterwärmung in den letzten knapp 150 Jahren in der Nordsee von 0,8°C, was ironischerweise etwa der Erwärmung der globalen Ozeane in den letzten 45 Jahren entspricht. Die Nordsee erwärmt sich NICHT schneller als der Rest der globalen Ozeane. Hier werden die Ozeanzyklen und ihr modulierendes Wirken verschwiegen. Das wiegt umso schwerer, da der zitierte Nordseereport die Nordatlantische Oszillation und andere Ozeanzyklen als wichtigen Steuerungsfaktor herausarbeiten. Fazit: Das Bundesumweltministerium und die darüber berichtende Tagesschau tricksen hier, dass sich die Balken biegen. Zeitintervalle werden in fragwürdiger Weise gewählt, um die Erwärmung bewusst zu dramatisieren.

 

3) Wie ordnet sich die Erwärmung der Nordsee in den langfristigen Klimakontext ein?

Die Erwärmung der Nordsee in den letzten 150 Jahren verwundert nicht, denn es stellt den Übergang der Kleinen Eiszeit zur Modernen Wärmeperiode dar. Um Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen, hätte eine Betrachtung der Mittelalterlichen Wärmeperiode (MWP) stattfinden müssen, die im nordatlantischen Raum gut beschrieben ist und ein ähnlich hohes Temperaturniveau zeigte wie das heutige Klima in der Region. Unser MWP-Kartierprojekt hat die entsprechenden Studien aufgearbeitet. Im Rahmen der Diskussion zum Tagesschau-Beitrag hat ein der Redaktion nahestehender Leser einen wichtigen Hinweis auf die MWP anbringen wollen. Die Aussparung dieses “Elefanten im Raum” wäre ein wichtiger Gedankenanstoß zur Debatte zum Beitrag gewesen. Sie werden es nicht glauben, der Kommentar wurde von der Tagesschau-Moderation nicht freigegeben:

Abb. 3: Screenshot des Kommentars zum Tagesschau-Beitrag, der von der Moderation aus unerfindlichen Gründen nicht freigegeben wurde.

 

Befindet sich etwas Anstößiges im Kommentar? Der Link kann es nicht sein, der führt nämlich zu einer angesehenen Fachzeitschrift. Laut Tagesschau-Kommentarregeln sind Links nicht von vorneherein verboten. Daher scheint es andere Gründe zu geben, weshalb die Moderation diesen Punkt nicht auf der Tagesschauseite sehen wollte. Vermutlich ging es einfach darum, den klimaalarmistischen Schwung der Meldung nicht durch unbequeme Fakten zu gefährden. Das läuft landläufig unter Zensur, die es in diesem Fall wert wäre, näher untersucht zu werden. Wer blockiert hier genau und aus welchen Gründen?

 

Ein unerwartetes Ergebnis: Sonnenaktivität steuert Überflutungen in den Alpen

Klimaextreme können nur in ihrem langfristigen Kontext korrekt bewertet werden. Heute stellen wir Ihnen Arbeiten aus den Alpen zur Überschwemmungsgeschichte vor.  Wir beginnen mit einer Studie von Wilhelm et al. 2016 in Climate of the Past aus den französischen Alpen. Die Forscher untersuchten die Flutgeschichte der letzten 1000 Jahre und fanden eine Häufung der Flutereignisse während der kalten Kleinen Eiszeit. Flutereignisse von hoher Intensität wurden sowohl in der Kleinen Eiszeit als auch in der Mittelalterlichen Wärmeperiode gefunden. Interessanterweise konnte für das 20. Jahrhundert trotz Erwärmung kein Trend in Häufigkeit und Intensität der Fluten ausgemacht werden. Hier der Abstract:

Frequency and intensity of palaeofloods at the interface of Atlantic and Mediterranean climate domains
Mediterranean climatic influences was explored by studying a lake sequence (Lake Foréant) of the Western European Alps. High-resolution sedimentological and geochemical analysis revealed 171 event layers, 168 of which result from past flood events over the last millennium. The layer thickness was used as a proxy of intensity of past floods. Because the Foréant palaeoflood record is in agreement with the documented variability of historical floods resulting from local and mesoscale, summer-to-autumn convective events, it is assumed to highlight changes in flood frequency and intensity related to such events typical of both Atlantic (local events) and Mediterranean (mesoscale events) climatic influences. Comparing the Foréant record with other Atlantic-influenced and Mediterranean-influenced regional flood records highlights a common feature in all flood patterns that is a higher flood frequency during the cold period of the Little Ice Age (LIA, AD 1300–1900). In contrast, high-intensity flood events are apparent during both the cold LIA and the warm Medieval Climate Anomaly (MCA, AD 950–1250). However, there is a tendency towards higher frequencies of high-intensity flood events during the warm MCA. The MCA extremes could mean that under the global warming scenario, we might see an increase in intensity (not in frequency). However, the flood frequency and intensity in the course of the 20th century warming trend did not change significantly. Uncertainties in future evolution of flood intensity lie in the interpretation of the lack of 20th century extremes (transition or stable?) and the different climate forcing factors between the two periods (greenhouse gases vs. solar and/or volcanic eruptions).

Weiter mit dem Mondsee in Österreich. Tina Swierczynski und Kollegen berichteten 2013 in Climate of the Past über eine Untersuchung der Flutfrequenz in der Jungsteinzeit. Sie fanden dabei starke Schwankungen. Besonder häufig waren die Überschwemmungen in einer Phase die vor knapp 6000 Jahren begann und um 4500 Jahren endete. Hier der Abstract:

Late Neolithic Mondsee Culture in Austria: living on lakes and living with flood risk?
Neolithic and Bronze Age lake dwellings in the European Alps became recently protected under the UNESCO World Heritage. However, only little is known about the cultural history of the related pre-historic communities, their adaptation strategies to environmental changes and particularly about the almost synchronous decline of many of these settlements around the transition from the Late Neolithic to the Early Bronze Age. For example, there is an ongoing debate whether the abandonment of Late Neolithic lake dwellings at Lake Mondsee (Upper Austria) was caused by unfavourable climate conditions or a single catastrophic event. Within the varved sediments of Lake Mondsee, we investigated the occurrence of intercalated detrital layers from major floods and debris flows to unravel extreme surface runoff recurrence during the Neolithic settlement period. A combination of detailed sediment microfacies analysis and μXRF element scanning allows distinguishing debris flow and flood deposits. A total of 60 flood and 12 debris flow event layers was detected between 7000 and 4000 varve years (vyr) BP. Compared to the centennial- to millennial-scale average, a period of increased runoff event frequency can be identified between 5900 and 4450 vyr BP. Enhanced flood frequency is accompanied by predominantly siliciclastic sediment supply between ca. 5500 and 5000 vyr BP and enhanced dolomitic sediment supply between 4900 and 4500 vyr BP. A change in the location and the construction technique of the Neolithic lake dwellings at Lake Mondsee can be observed during the period of higher flood frequency. While lake dwellings of the first settlement period (ca. 5800–5250 cal. yr BP) were constructed directly on the wetlands, later constructions (ca. 5400–4700 cal. yr BP) were built on piles upon the water, possibly indicating an adaptation to either increased flood risk or a general increase of the lake level. However, our results also indicate that other than climatic factors (e.g. socio-economic changes) must have influenced the decline of the Mondsee Culture because flood activity generally decreased since 4450 vyr BP, but no new lake dwellings have been established thereafter.

Die nächste Studie wurde am schweizerischen Oeschinensee von Benjamin Amann und Kollegen durchgeführt und reicht 1200 Jahre zurück. Erschienen ist die Arbeit im Mai 2015 in den Quaternary Science Reviews. Die Autoren fanden starek natürliche Schwankungen im Hochwasser. Einen stabilen Zusammenhang zwischen Temperatur und Niederschlägen konnten sie nicht finden. Das hat auch damit zu tun, weil sich die Zusammenhänge im Verlauf eines 60-jährigen Ozeanzyklus umkehrten. Allgemein ereigneten sich die stärksten Flutereignisse während Kältephasen. Aussagen über die zukünftige Überflutungsentwicklung lassen sich angesichts der Komplexität der Zusammenhänge nicht machen, erklären die Autoren. Hier die Kurzfassung:

A millennial-long record of warm season precipitation and flood frequency for the North-western Alps inferred from varved lake sediments: implications for the future
The recent warming of the global climate is well recognized. However, does a warmer climate also mean a moister climate? Does dry get drier and wet get wetter? There are important questions as they relate to changes in the water cycle and impacts the water resources as well as the frequency and intensity of storms and floods in the near future. In Europe, regional climate models do not show consistent and robust results for future hydroclimatic changes and how extreme events will evolve in response to future climate change.

Paleo-hydroclimatic data from natural archives are one of the few means to assess such changes in the longer context. Here, we present an annually-resolved record of warm season (MJJA) precipitation and summer flood frequency from the varved (annually laminated) sediments of proglacial Lake Oeschinen (46°30′N–7°44′E, 1580 m, NW Swiss Alps) back to AD 884. These data sets are inferred from the thickness of annual sediment deposits and the occurrence of flood event layers in the sediments. The chronology of the sediment record is based on multiple varve counts and validated with historical floods chronicled in written documents (back to the 14th century) and 14C AMS dates.

The precipitation record shows pronounced interannual to centennial variability with humid warm season phases between AD 920–950, AD 1100–1180, AD 1300–1400, AD 1590–1650, AD 1700–1790, AD 1820–1880, and AD 1960–2008. Driest conditions are reconstructed for AD 960–1080, AD 1250–1300 and for AD 1880–1900. Our precipitation record is consistent with the few multi-centennial warm-season precipitation records available for Europe.

We did not find a persistent relationship between warm-season precipitation and temperature. In contrast, results show that the relation between precipitation and temperature has oscillated between positive correlations (warmer gets wetter, cooler gets drier) and negative correlations (warmer gets drier, cooler gets wetter) with a highly significant (χ2 = 99%) multidecadal (60–70 yrs) periodicity over the last millennium. Possible explanations for this phenomenon are changes in the weather type statistics or the within-weather-type variability, which influence the combinations between precipitation and temperature over continental central Europe and operate at multidecadal scales. Such multidecadal effects might also be important for precipitation scenarios in the Alpine area under future warming.

Our record of flood frequency suggests more frequent floods under cool and humid climate during the warm seasons. This picture is consistent with other studies from small and medium size catchments at mid- and high elevations in the Alpine area. However, the 13th century reveals a period with high flood frequency during warm and moderately dry (average precipitation) conditions. This anomalous situation is currently not understood; nonetheless, this is also one out of several possible scenarios for the future. From the different combinations found in our record, we conclude that the relation between floods, precipitation and temperature and, in consequence, future projections remain poorly constrained.

Highlights:

–The precipitation reconstruction is representative for most of Western Europe.
–The relation PP–TT follows a multidecadal periodicity over the last millennium.
–Intense rainfall events were generally more frequent during wet and cool summers.

Eine ganze Reihe von Seen in den Zentralalpen haben Anselmetti et al. 2014 untersucht und dabei die Flutgeschichte der letzten 10.000 Jahre rekonstruiert. Die Studie erschien im Fachblatt Georeview. Dabei fanden die Autoren auch einen Zusammenhang mit den Aktivitätsschwankungen der Sonne, was sie dankenswerterweise gleich in den Totel schrieben:

Holocene flood frequency as reconstructed by lake sediments from multiple archives: A record influenced by solar forcing and atmospheric circulation patterns
The frequency of large-scale heavy precipitation events in mountain ranges is expected to undergo substantial changes with current climate change. Hence, knowledge about the past natural variability of floods caused by heavy precipitation constitutes important input for climate projections and natural hazard analyses. We present a comprehensive Holocene (10,000 years) reconstruction of the flood frequency in the Central European Alps combining 15 lacustrine sediment records. These records provide an extensive catalog of flood deposits, which were generated by flood-induced underflows delivering terrestrial material to the lake floors. The multi-archive approach allows suppressing local weather patterns, such as thunderstorms, from the obtained climate signal.

Auch Pena et al. 2015 fanden eine starke Sonnensignatur in der schweizerischen Flutgeschichte, die sie Hydrology and Earth System Sciences dokumentierten:

Influence of solar forcing, climate variability and modes of low-frequency atmospheric variability on summer floods in Switzerland
The higher frequency of severe flood events in Switzerland in recent decades has given fresh impetus to the study of flood patterns and their possible forcing mechanisms, particularly in mountain environments. This paper presents a new index of summer flood damage that considers severe and catastrophic summer floods in Switzerland between 1800 and 2009, and explores the influence of external forcings on flood frequencies. In addition, links between floods and low-frequency atmospheric variability patterns are examined. The flood damage index provides evidence that the 1817-1851, 1881-1927, 1977-1990 and 2005-present flood clusters occur mostly in phase with palaeoclimate proxies. The cross-spectral analysis documents that the periodicities detected in the coherency and phase spectra of 11 (Schwabe cycle) and 104 years (Gleissberg cycle) are related to a high frequency of flooding and solar activity minima, whereas the 22-year cyclicity detected (Hale cycle) is associated with solar activity maxima and a decrease in flood frequency. The analysis of low-frequency atmospheric variability modes shows that Switzerland lies close to the border of the principal summer mode. The Swiss river catchments situated on the centre and southern flank of the Alps are affected by atmospherically unstable areas defined by the positive phase of the pattern, while those basins located in the northern slope of the Alps are predominantly associated with the negative phase of the pattern. Furthermore, a change in the low-frequency atmospheric variability pattern related to the major floods occurred over the period from 1800 to 2009; the summer principal mode persists in the negative phase during the last cool pulses of the Little Ice Age (1817-1851 and 1881-927 flood clusters), whereas the positive phases of the mode prevail during the warmer climate of the last 4 decades (flood clusters from 1977 to present).

 

Überschwemmungen im bayerischen Alpenvorland häuften sich während solarer Schwächephasen

Immer wieder treten die Flüsse über die Ufer und das Land wird überschwemmt. Die Natur kann manchmal richtig grausam sein. Das menschliche Gedächtnis ist bekanntlich löcherig. Schlimme Ereignisse aus der Vergangenheit werden getilgt, während Aktuelles übergroß erscheint. So ist es auch bei den Überschwemmungen. Die jüngsten erscheinen immer die schlimmsten zu sein. Zu gerne würde man in einer ganz besonderen Zeit der Superlative leben. Das ist verständlich, denn man hat ja nur ein Leben, und das soll möglichst spektakulär sein.

Zum Glück gibt es abseits des medialen Alarmismus auch noch seriöse und faktenbasierte Studien, die eine guten klimahistorische Grundlage für die Diskussion schaffen. Im Aptil 2016 veröffentlichte eine Forschergruppe um Markus Czymzik im Fachblatt Climate of the Past eine Rekonstruktion der Überflutungsgeschichte des Flusses Ammer im bayerischen Alpenvorland für die vergangenen fünfeinhalbtausend Jahre. Das Ergebnis lässt aufhorchen: Immer wenn die Sonne in ihrer Strahlung nachließ, nahmen die Überschwemmungen zu. Dabei beobachteten die Wissenschaftler einen zeitlichen Verzug von zwei bis drei Jahren. Czymzik und Kollegen sehen die Ursache in der Zunahme blockierter Wetterlagen. Hier die Kurzfassung der Arbeit:

Solar modulation of flood frequency in central Europe during spring and summer on interannual to multi-centennial timescales
Solar influences on climate variability are one of the most controversially discussed topics in climate research. We analyze solar forcing of flood frequency in central Europe during spring and summer on interannual to multi-centennial timescales, integrating daily discharge data of the River Ammer (southern Germany) back to AD 1926 (∼  solar cycles 16–23) and the 5500-year flood layer record from varved sediments of the downstream Ammersee. Flood frequency in the River Ammer discharge record is significantly correlated to changes in solar activity when the flood record lags the solar signal by 2–3 years (2-year lag: r = −0.375, p = 0.01; 3-year lag: r = −0.371, p = 0.03). Flood layer frequency in the Ammersee sediment record depicts distinct multi-decadal variations and significant correlations to a total solar irradiance reconstruction (r = −0.4, p <  0.0001) and 14C production rates (r = 0.37, p <  0.0001), reflecting changes in solar activity. On all timescales, flood frequency is higher when solar activity is reduced. In addition, the configuration of atmospheric circulation associated with periods of increased River Ammer flood frequency broadly resembles that during intervals of reduced solar activity, as expected to be induced by the so-called solar top-down mechanism by model studies. Both atmospheric patterns are characterized by an increase in meridional airflow associated with enhanced atmospheric blocking over central Europe. Therefore, the significant correlations as well as similar atmospheric circulation patterns might provide empirical support for a solar influence on hydroclimate extremes in central Europe during spring and summer by the so-called solar top-down mechanism.

Spannende Ergebnisse, und hochrelevant hinsichtlich der aktuellen Klimadiskussion und den wiederkehrenden Fluten obendrein. Aber Sie ahnen es schon: Keine einzige Zeitung, kein Sender berichtete über die Studie. Können Sie es sich erklären?

Historische Hochwasserforschung betrieben bereits Rüdiger Glaser und Kollegen. Im auf der Webseite des Deutschen Wetterdienstes verfügbaren Klimastatusbericht von 2003 (pdf) stellen die Autoren die Temperatur- und Hochwasserentwicklung der letzten 1000 Jahre in Deutschland dar. Damit waren sie ihrer Zeit voraus, denn später erkannte man, dass es politisch geeigneter ist, mit der Analyse der Trends erst in der Kleinen Eiszeit um 1800 zu beginnen. Denn dann muss man sich nicht mit der unbequemen Mittelalterlichen Wärmeperiode herumschlagen. Glaser und Kollegen kommen zu einem nüchternen Schluss: Extremwetter hat es stets in Deutschland gegeben, wobei es in der Vergangenheit bereits Phasen gab, in denen das Extremwetter intensiver war als heute. Ähnliches gilt für die Temperaturentwicklung. Hierein Auszug aus der lesenswerten und methodisch immer noch hochaktuellen Studie:

Schlussfolgerungen und Perspektiven:

Das Klima, sein Wandel und insbesondere klimabedingte Katastrophen zogen zu allen Zeiten ein großes öffentliches Interesse auf sich – wenn auch die Wahrnehmungs- und Interpretationsmuster im Laufe der Zeit einem beträchtlichen Wandel unterzogen waren. Die Analyse historischer Aufzeichnungen ermöglicht Rekonstruktionen von Hochwasserereignissen und klimatischen Parametern ab etwa dem Jahr 1000 n.Chr. Betrachtet man die Ergebnisse, so wird zunächst offensichtlich, dass es zu allen Zeiten klimatische Extremereignisse gab. Immer wieder wurde die Bevölkerung von Hitzewellen und Dürren, Frostperioden und Starkniederschlägen überrascht. In manchen Regionen übertrafen einzelne Hochwasserereignisse die „Jahrhunderthochwässer“ des vergangenen Jahrzehnts deutlich.

Ein Blick auf die langen Reihen offenbart die hohe Variabilität des mitteleuropäischen Klima- und Hochwassergeschehens. Während einzelne Temperatur- und Niederschlagstrends des vergangenen Jahrhunderts auch im historischen Vergleich bemerkenswert erscheinen, waren andererseits unsere Vorfahren in den in dieser Studie diskutierten Flußgebieten offenbar zeitweise einem höheren Hochwasserrisiko ausgesetzt.

Unter diesem Eindruck erscheint so manches Bild von „niedagewesenen Klimakapriolen“ oder den „hausgemachten Hochwässern“ in einem anderen Licht. Weitergehende Untersuchungen sollen die Bedeutung der verschiedenen Einflußfaktoren erhellen und so eine wichtige Grundlage für gesellschaftliche Bewertungen und die Ableitung möglicher Handlungsszenarien liefern.

Ganze DWD-Studie hier lesen.

 

Kann der Ozean aufatmen?

Pressemitteilung des Geomar vom 4. September 2017:

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Kann der Ozean aufatmen?

Forscherteam misst ungewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See

Stürmisch, rau und sehr kalt: Diese Eigenschaften der Labrador-See mögen zunächst ungemütlich wirken, sind für die Sauerstoffverteilung im Ozean aber von besonderer Bedeutung. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel hat dort an einer Langzeitmessstation kürzlich eine außergewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme bis in Wassertiefen von mehr als 1700 Metern gemessen. Das Ereignis kann auf den besonders kalten Winter 2014/2015 zurückgeführt werden. Trotz der starken Aufnahme kann das Ereignis den Sauerstoffverlust der Weltmeere nicht kompensieren. Die Ergebnisse der Studie sind jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht worden.

Die Labrador-See im nördlichen Atlantik ist eines der wenigen Meeresgebiete weltweit, in dem kaltes, salzhaltiges Meerwasser in große Tiefen absinkt und so Tiefenwasser bildet. Beim Absinken des Wassers wird auch Sauerstoff in die Tiefsee transportiert. Ein Forscherteam der Scripps Institution of Oceanography (La Jolla, Kalifornien, USA), der Dalhousie Universität (Halifax, Kanada) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel veröffentlichen jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Geophysical Research Letters die Analyse von Daten der Messstation K1, die zeigen, dass im Winter 2014/2015 ungewöhnlich viel Sauerstoff in dem Gebiet aufgenommen wurde. Die eigentliche Sauerstoffaufnahme an der Meeresoberfläche lässt sich nur sehr schwer direkt ermitteln, aber aus dem im Wasser gemessenen Sauerstoffgehalt konnte das Forscherteam die Sauerstoffaufnahme ableiten. Eine Frage, die die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen dabei beschäftigte: Kann die starke Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See den globalen Sauerstoffverlust des Ozeans aufhalten?

Das Oberflächenwasser der Meere befindet sich in ständigem Gasaustausch mit der Atmosphäre. Dabei reichert sich das Wasser auch mit Sauerstoff an. „Im Ozean sind es insbesondere die Temperatur und der Blaseneintrag durch den Wind, die die Sauerstoffaufnahme beeinflussen“, sagt Dr. Johannes Karstensen, Ozeanograph am GEOMAR und Koautor der Studie. Kühlt das Oberflächenwasser ab, verändert es seine Dichte und wird schwerer. Es sinkt in die Tiefe und nimmt den dabei gelösten Sauerstoff mit. Gleichzeitig steigt Wasser aus tieferen Schichten auf und wird wiederum mit Sauerstoff angereichert. „Auch wenn es manchmal so veranschaulicht wird, man kann sich den Absinkprozess nicht wie einen Wasserfall vorstellen “ sagt Dr. Johannes Karstensen (GEOMAR) „es ist eher ein Umschichten, also Wasser sinkt ab und das darunterliegende leichtere Wasser steigt auf, wird abgekühlt, sinkt wieder ab und so weiter“.

Wie die Daten der Langzeitmessstation K1 zeigen, wurde im besonders kalten und stürmischen Winter 2014/2015 in der Labrador-See ungewöhnlich viel Sauerstoff aufgenommen. Zum einen lag das daran, dass der Umwälzprozess bis in Tiefen von über 1700 Metern reichte. Zum anderen konnten die Wissenschaftler anhand der Messdaten zeigen, dass der beobachtete Sauerstoffanstieg nur unter Berücksichtigung des Blaseneintrags an der Oberfläche erklärbar ist. Dieses Ergebnis ist für die richtige Modellierung der Sauerstoffaufnahme in Tiefenkonvektionsgebieten besonders wichtig und dient auch der Verbesserung von Klimavorhersagen.

Erst kürzlich haben Forschende des GEOMAR eine Studie zur zeitlichen Entwicklung der Sauerstoffkonzentration im Weltozean veröffentlicht. Sie zeigt, dass der Sauerstoffgehalt der Weltmeere in den vergangenen 50 Jahren um mehr als zwei Prozent abgenommen hat. Eine naheliegende Frage ist: Kann die erhöhte Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See den beobachteten Sauerstoffverlust der Weltmeere ausgleichen? „Selbst wenn wir annehmen, dass das in 2014/2015 neu gebildete Wasser ohne Verluste aus der Region abtransportiert wird, kann damit nur etwa ein Hundertstel des bisherigen weltweiten Sauerstoffverlustes ausgeglichen werden“, sagt Dr. Johannes Karstensen. „Insbesondere die durch die globale Erwärmung bedingte Abnahme des Sauerstoffgehalts im Oberflächenwasser lässt sich so nicht ausgleichen.“ Die Daten aus der Labrador-See tragen zudem zu einem besseren Verständnis der Umwälzprozesse bei. „Damit lässt sich die zukünftige Entwicklung des Sauerstoffs in den Meeren besser vorhersagen“, betont der Kieler Ozeanograph.

Originalarbeit: Koelling, J., D.W.R Wallace, U. Send, and J. Karstensen, 2017: Intense oceanic uptake of oxygen during 2014-15 winter convection in the Labrador Sea. Geophys. Res. Lett.

http://dx.doi.org/10.1002/2017GL073933

Hinweis: Die Studie wurde auf kanadischer Seite vom Canada Excellence Research Chair in Ocean Science and Technology sowie vom NSERC-geförderten Projekt  VITALS unterstützt. Die Verankerung K1 ist Teil des  OceanSITES-Netzwerkes. Die  Analyse wurde gefördert vom BMBF-Projekt RACE II, vom Projekt AtlantOS im Rahmen des EU-Horizon-2020-Programms und vom Projekt NACLIM im Rahmen des 7. Rahmenprogramms der EU

 

In Zukunft wohl weniger Überschwemmungen in Skandinavien

Die Klimadiskussion dreht sich im Kreise, ja beginnt in einigen Themenfelder bereits sogar zu langweilen. Die Abläufe scheinen sich entlang einem schlechten Filmskript entlangzuhangeln: Pünktlich nach Eintreten eines Extremwetterereignisses ruft der zuständige Redakteur den Aktivisten L oder R an. Jener verkündet dann mit tränenerstickter Stimme, dass der Klimawandel vermutlich schon seine Finger mit im Spiel hatte, es fällt der Begriff “gezinkter Würfel”. Eines stehe fest: In Zukunft wird alles noch viel schlimmer. Dazu noch das Bild eines vom Hurrikan verwüsteten Hauses, eines auf einer Eisscholle sitzenden traurigen Eisbären – fertig ist der neue warnende Artikel zum Klimawandel. Der Leser zeigt sich angesichts der vermeintlich drückenden Faktenlage überzeugt.

Dabei liegen zwei gewaltige Auslassungen vor: Extremwetter hat es in der Vergangenheit stets gegeben. Erstens: Weshalb werden uns keine konkreten Informationen über Häufigkeitstrends gegeben? Wie hat sich die Häufigkeit von Stürmen, Überschwemmungen in den letzten 150, 1000 oder 10.000 Jahren verändert? Ohne diese Information kann man das jeweilige Extremwetterereinis doch gar nicht in den Klimawandel einordnen. Zweitens: Für die gruseligen Zukunftsprognosen werden Klimamodelle herangezogen. Diese sind jedoch nur glaubwürdig, wenn sie auch die Klimageschichte, also die Extremwetterentwicklung der letzten 150, 1000 und 10.000 Jahre sauber reproduzieren können. Weshalb erwähnen die Journalisten nicht, dass die historische Klimakalibrierung in den allermeisten Fällen fehlt bzw. sogar fehlgegangen ist?

Das konsequente Verschweigen dieser wichtigen Kontextinformationen wirft kein gutes Licht auf Redakteure und Klimaaktivisten. Gebraucht wird eine Art “Klimaführerschein” für Journalisten, ein Mindeststandard, der bei der Berichterstattung in diesem politisch sensiblen Feld erfüllt sein muss, bevor ein Zeitungsartikel oder Fernsehbeitrag freigegeben werden kann. Das momentan grassierende Verfahren der spontanen Verquickung jeglichen Extremwetters mit dem anthropogenen Klimawandel ist naiv, ja sogar gefährlich. Wie kann man Redakteuren und Aktivisten L oder R in Zukunft überhaupt noch trauen, wenn sie historische Trends und Modellleistungsfähigkeit mutwillig verschweigen, vielleicht weil sie von der Bevölkerung “falsch aufgenommen” werden könnten?

Hier ein Beispiel für Überflutungen in Skandinavien. Eivind Støren und ØyvindPaasche berichteten im Februar 2014 in Global and Planetary Change, dass in 50-100 Jahren dort mit einer Abnahme der Überschwemmungen zu rechnen sei:

Scandinavian floods: From past observations to future trends
Although most climate models agree on a general increase in future precipitation in the Northern Hemisphere due to higher temperatures, no consensus has yet been reached on how this warming will perturb flooding rates. Here we examine the potential co-variability between winter precipitation (Pw) and floods on millennial time scales. This is accomplished by analyzing reconstructed Pw from five records in Scandinavia, which is, compared to data from two high-resolution flood records from southern Norway. These Holocene records reveal a positive correlation (R2 = 0.41, p > 0.01) between the number of floods and Pw on centennial time scales over the last 6000 years. Future projections for Pw over central Scandinavia for the next 100 years suggest a continued increase in Pw that approximates maximum Holocene precipitation values. Despite an anticipated increase in Pw, the paleodata, nevertheless, suggest that we are likely to witness a decrease in future floods 50–100 years from now because the accompanying warming will cancel that net effect of a wetter regime.

In einer anderen Studie untersuchten Kristina Seftigen und Kollegen Baumringe in Skandinavien und Finnland für die vergangenen 1000 Jahre. Sie fanden eine Phase mit starken Überschwemmungen im 17. Jahrhundert. Dabei konnten sie auch zeigen, dass sich das 20. Jahrhundert in keiner Weise vom Überflutungsgeschehen des letzten Millenniums unterscheidet. Die Arbeit erschien im Juni 2015 in Climate Dynamics. Vielmehr spielte der NAO-Ozeanzyklus eine wichtige Rolle:

A tree-ring field reconstruction of Fennoscandian summer hydroclimate variability for the last millennium
Hydroclimatological extremes, such as droughts and floods, are expected to increase in frequency and intensity with global climate change. An improved knowledge of its natural variability and the underlying physical mechanisms for changes in the hydrological cycle will help understand the response of extreme hydroclimatic events to climate warming. This study presents the first gridded hydroclimatic reconstruction (0.5° × 0.5° grid resolution), as expressed by the warm season Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI), for most of Fennoscandia. A point-by-point regression approach is used to develop the reconstruction from a network of moisture sensitive tree-ring chronologies spanning over the past millennium. The reconstruction gives a unique opportunity to examine the frequency, severity, persistence, and spatial characteristics of Fennoscandian hydroclimatic variability in the context of the last 1,000 years. The full SPEI reconstruction highlights the seventeenth century as a period of frequent severe and widespread hydroclimatic anomalies. Although some severe extremes have occurred locally throughout the domain over the fifteenth and sixteenth centuries, the period is surprisingly free from any spatially extensive anomalies. The twentieth century is not anomalous in terms of the number of severe and spatially extensive hydro climatic extremes in the context of the last millennium. Principle component analysis reveals that there are two dominant modes of spatial moisture variability across Fennoscandia. The same patterns are evident in the observational record and in the reconstructed dataset over the instrumental era and two paleoperiods. The 500 mb pressure patterns associated with the two modes suggests the importance of the summer North Atlantic Oscillation.

 

 

Der Hochsommermonat August wird in Deutschland nicht mehr wärmer

Von Josef Kowatsch

Der Monat August 2017 hatte laut Deutschem Wetterdienst einen Schnitt von 17,9 C. Im Norden war er eher kühl und regnerisch, genauso wie die Nord- und Ostsee. Nur im Süden erfüllte er weitgehend die Sommererwartungen. In der Nähe der Alpen zeigte sich an einigen Tagen sogar mediterranes Klima.

Lange Zeiträume:

Im weiteren Verlauf betrachten wir nur die Temperaturentwicklung dieses Sommermonates über diverse Zeiträume und beginnen mit der Station Berlin-Tempelhof, die seit 1756 zuverlässige Werte liefert. Die 50 Jahre Messungen davor waren noch sehr unregelmäßig und fragwürdig. Die Trendlinie ist zugleich die Durchschnittslinie.

 

Abbildung 1: Augustverlauf seit über 250 Jahren. Der wärmste August in Berlin und wohl überall in Deutschland war der August 1807. Man beachte den letzten Wert 2017 von Tempelhof im Vergleich zu 1807. Weiter sind noch die Augustwerte von 1881 und 1931 eingetragen.

 

Man beachte: Die Werte sind nicht wärmeinselbereinigt, sonst lägen die letzten 130 Jahre tiefer. Tempelhof war 1756 im Geburtsjahr Mozarts noch ein kleiner ländlicher Vorort von Berlin, heute ist Tempelhof ein Stadtteil mit über 60 000 Einwohnern.

Für kürzere Zeiträume kann man auf die Messstationen des Reichswetterdienstes, bzw. Deutschen Wetterdienstes (DWD) zurückgreifen. Wir betrachten im Folgenden den Monat August ab 1942 bis heute:

 

Abbildung 2: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1942, gezeichnet nach den Daten des Deutschen Wetterdienstes.

 

Man kann den Temperaturgang der deutschen Durschnittstemperaturen seit 1942 in vier Abschnitte einteilen:

1) Während der Nazizeit warm.

2) Ab 1942 sanken die Durchschnittstemperaturen und die kühlen Augustmonate hielten an bis 1975.

3) Ab 1975 erfolgte ein Anstieg auf ein neues Temperaturhoch.

4) Seit der Jahrtausendwende haben wir dieses Temperaturhoch überschritten, die Temperaturen des Monates August sinken wieder. Insgesamt liegt das Temperaturniveau aber jetzt höher als zu Beginn der Betrachtung, zumindest zeigt das der Schnitt der  jetzigen DWD-Messstationen, die natürlich nicht dieselben sein können wie 1942.

Um die Entwicklung dramatischer aussehen zu lassen als sie ist, greifen einige Berichterstatter zu einem Trick: Sie lassen die Temperaturbetrachtung inmitten des Kältetales beginnen. Meist beginnt ihre Betrachtungskurve 1961 und im Wellental gestartet kann tatsächlich eine Erwärmung gezeigt werden. Tatsächlich sind aus dem Kältetal der 60er Jahre heraus bis heute die Augusttemperaturen deutlich angestiegen. Der Hochsommermonat August wurde in den letzten 57 Jahren deutlich wärmer. Die Durchschnittstemperaturen lagen damals laut Trendlinie bei 16 Grad, während wir in der Gegenwart laut Trendlinie um 2 Grad höher liegen.

 

Abbildung 3: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1961, gezeichnet nach den Daten des DWD.

 

Kürzere Zeiträume:

Die Trendlinie seit 1961 zeigt keinesfalls den Zukunftstrend, sondern nur den Wärmeverlauf bis 2017. Alle Trendlinien zeigen die Vergangenheit bis heute und nicht die Zukunft. Schon aus Grafik 2 ist erkennbar, dass der Anstieg in den letzten Jahrzehnten nicht mehr weiterging.

Betrachten wir nun die letzten 30 Augustmonate, also 1988 bis 2017, dieser Zeitraum ist die kleinste Klimaeinheit. Die Trendlinie hat nun ein gänzlich anderes Aussehen: Seit 30 Jahren stagnieren die deutschen Augusttemperaturen auf dem Niveau von 1988. Ein Temperaturplateau auf hohem Niveau hat sich herausgebildet

 


Abbildung 4: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1988, gezeichnet nach den Daten des Deutschen Wetterdienstes.

 

Interessant ist jedoch die Betrachtung der letzten 20 Jahre, also die Gegenwart. Der Hochsommermonat August hat seit zwei Jahrzehnten in Deutschland eine leichte Abkühlungstendenz. Der Trend ist nicht signifikant.

 

Abbildung 5: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1997.

 

Es lohnt sich, diese Fakten im Hinterkopf zu behalten, wenn in der Presse wieder einmal die sommerliche „Hitzesau“ durchs Dorf getrieben wird. Hier gilt es, einen kühlen Kopf zu behalten. Einige ländliche Stationen, in deren Umgebung sich weniger baulich verändert hat als in unseren Städten oder an den Flughäfen, zeigen bereits seit 30 Jahren eine leichte Abkühlung. Als Beispiel wählen wir Amtsberg-Dittersdorf im Erzgebirge:

Abbildung 6: Ländliche Stationen mit geringen Wärmeinselwirkungen zeigen bereits seit 30 Jahren eine leichte Augustabkühlung.

 

Fazit: Die Augusttemperaturen verlaufen in Mitteleuropa über mehrere Jahrzehnte betrachtet in Wellen. Momentan befinden wir uns auf einem hohen Niveau. Besonders die wärmeinselarmen Stationen auf dem Lande zeigen jedoch schon wieder eine leichte Abwärtsbewegung an.

 

Fritz Vahrenholts Sonnenkolumne 4/17: Antarktische Blütenträume

Sehr geehrte Damen und Herren,

im April war die Aktivität unserer Sonne etwas stärker als im März 2017. Mit einer Sonnenfleckenzahl von 32,6 war aber auch dieser Monat deutlich unter dem Durchschnitt aller Sonnenzyklen zu diesem Zeitpunkt (75 %). Der gegenwärtige Solarzyklus ist seit 1755 der drittschwächste und wird vom nächsten Zyklus noch einmal unterboten, wie aus den polaren Feldern hervorgeht. Bis 2030 also ist von einer unterdurchschnittlich schwachen Sonnenaktivität auszugehen.

In unserer Monatsrubrik beschäftigen wir uns mit einer Meldung, die Anfang Mai um die Welt ging . “Die Antarktis wird grüner” hatte Matthew Amesbury von der Universität Exeter in der biologischen Fachzeitschrift “Current Biology” veröffentlicht. Der Autor stellt ein vermehrtes Wachstum von Moosen an Randzonen der antarktischen Halbinsel fest und bringt dies in Zusammenhang mit steigenden Temperaturen an den 3 Messstationen auf der antarktischen Halbinsel. Das ist diejenige 1200 km lange Halbinsel, die auf die Südspitze Südamerikas zuläuft und aus der Antarktis herausragt.
Wir haben uns die Veröffentlichung genauer angeschaut. Sie wurde 2017 veröffentlicht, aber umfasst nur Daten bis 2000.

Natürlich gibt es Daten bis 2016, die wir auch ausfindig machten, die der Autor aber nicht benutzte. Warum ? Schaut man sich die Temperaturwerte der Stationen auf der antarktischen Halbinsel an, so steigen diese in der Tat bis 2000 (in der für Moose entscheidenden Zeit von November bis April) an , sinken aber seitdem kontinuierlich, so dass heute das Niveau von 1985 wieder erreicht worden ist. Das war bislang auch der breite Konsens, so wie John Turner in “Nature” im Juli 2016 zeigen konnte, dass dem Anstieg bis 1998 ein vergleichbar starker Abstieg der Temperaturen bis heute folgte.
Nichts Neues also : man beschreibt den Anstieg der Temperaturen in der Antarktis, verschweigt aber den zyklischen Abstieg seit 17 Jahren.
Umso interessanter ist es festzustellen, was deutsche Medien aus dieser nur halbwahren Geschichte machen.

Es wird hochgepuscht :
Spiegel-online : “Wegen des Kimawandels wird der weisse Kontinent am Rand immer grüner”
Zeit-online : “Die Antarktis wird grüner”
Deutschlandfunk (Lucian Haas): “Die Antarktis hat sich seit den 50er Jahren relativ gleichmässig um rund 0,5 ° C pro Jahrzehnt erwärmt”
Süddeutsche Zeitung ( Marlene Weiß) : “Klimawandel macht die Antarktis grüner… Grund ist eindeutig der Klimawandel… Sattes grün steht als Symbol für eine dramatische und vermutlich dauerhafte Veränderung dieser Region”
Spektrum der Wissenschaft toppt das alles ( Daniel Lingenhöhl) : “In den vergangenen 60 Jahren hat sich die durchschnittliche Temperatur auf der antarktischen Halbinsel um 3°C erhöht”.

Da werden dann einfach die letzten 17 Jahre weiter nach oben fortgeschrieben, egal was die Messwerte sagen.
Das sind fake-news, die dem angeblich guten Zweck dienen, die Idee der drohenden Klimakatastrophe zu verbreiten. Oder besser, um ein bisschen Angst zu schüren, damit die Leser die verkorkste deutsche Energiewende vielleicht doch besser runterschlucken können.

Es grüßt Sie herzlichst
Ihr
Fritz Vahrenholt

 

Fritz Vahrenholts Sonnenkolumne 3/17: Eine ENSO-Nachlese

Sehr geehrte Damen und Herren,

die Sonne war im März erneut nur unterdurchsschnittlich aktiv. Sie erreichte nur etwa ein Drittel der für diesen Monat durchschnittlichen Sonnenfleckenzahlen. An 16 Tagen war die Sonne bereits sonnenfleckenfrei. Der Absturz der Aktivität der Sonne gegen Ende des letzten Jahrhunderts bis heute ist ähnlich stark wie der Rückgang in der Zeit des Dalton-Minimum vor 200 Jahren. Aus der Entwicklung der polaren Felder können wir schliessen, dass der nächste Sonnenzyklus etwa noch einmal um ein Drittel schwächer wird als der augenblickliche.

Ende letzten Jahres gab es eine Reihe von Klimaforschern und Klimaaktivisten, die die  durch den aussergewöhnlich starken El Nino hervorgerufene Temperatursteigerung auf der Erde als Beweis für die durch den Menschen verursachte Klimaveränderung uminterpretierten. Schnell wurde auch das Ende der seit 2000 festzustellenden Erwärmungspause ausgerufen. Nunmehr können wir feststellen, dass die globalen Temperaturen wieder auf das Niveau von 2013 zurückgefallen ist. CO2 kann das ja nicht verursacht haben. Wenn die Entwicklung anhält, werden wir bald die Pause zurück begrüßen können und der El Nino wird als bemerkenswerter Hüpfer in der Temperaturkurve Geschichte schreiben.

In unserer Monatsrubrik haben wir die realen Temperaturmessungen mit den Modellprognosen verglichen. Während sich die Modelle Jahr für Jahr auf immer stärkere Weise von der Realität entfernen (gelb markiert), bleibt die reale Entwicklung (in blau die RSS- Messdaten) deutlich zurück und man erkennt sehr schön die Pause der letzten 15 Jahre.

Man fragt sich unwillkürlich, warum dieses eklatante Versagen der Klimamodelle nicht in der Politik aufgegriffen wird. Diese vermeintliche katastrophale Erwärmung war ja die Grundlage für das Paris- Abkommen. Die Grundlage dieses Abkommens ist mehr als brüchig.
Schlimmer aber noch erscheint mir, das die tatsächlichen Inhalte der Vereinbarung der deutschen Öffentlichkeit verborgen bleiben. Es wurde an dieser Stelle schon mehrfach daraufhingewiesen, dass diejenigen Nationen, die zu dem Wachstum der CO2 Emissionen der nächsten Jahrzehnte überproportional beitragen, zu nichts verpflichtet worden sind. Sie können ihren Ausstoß parallel zum Wachstum des Bruttosozialproduktes bis 2035 steigern.

Dass China, mit rd. 29 % Anteil am Gesamtausstoss von CO2 bereits an der Spitze, weiter ungebremst CO2 ausstoßen darf, aber auch noch Finanzzuweisungen aus dem in Paris beschlossenen  Klimafonds erhalten soll, der von den OECD Ländern mit 100 Mrd Dollar jährlich (!!) gespeist werden soll, ist der wahre Kern für die Pläne des amerikanischen Präsidenten, das Paris Abkommen neu zu verhandeln. USA -25 %, Europa -40 %, China +50 -100 % je nach Wachstum – wie konnte die Bundeskanzlerin und die Bundesumweltministerin uns das als großartigen Erfolg verkaufen ? Weil nicht ein kritischer Journalist darüber berichtet hat. Unsere CO2- Einsparung bis 2025 macht China in 3 Monaten wieder wett, das wäre doch mal eine interessante Information gewesen.  Aber es wird in deutschen Zeitungen mit grosser Anerkennung berichtet, dass die chinesische Führung – anders als Donald Trump – an dem Paris-Abkommen festhalten will. Aber das “warum” wird nicht mitgeteilt : Weil es für China ein tolles Abkommen ist- ungebremste Entwicklung in China und obendrein noch Milliardentransferleistungen.

Wer die Zusammenhänge nachlesen will, dem sei der Report von David Campbell von der Global Warming Foundation empfohlen http://www.thegwpf.org/paris-agreement-a-blank-cheque-for-co2-emissions-by-developing-nations/

Es grüßt Sie herzlich
Ihr Fritz Vahrenholt