Mittlere globale Temperaturen steigen logarithmisch mit den CO2-Konzentrationen – nicht linear, wie vom IPCC behauptet

Von Otto Glinzer

Zuverlässige Extrapolationen in die Zukunft, ein wesentliches Anliegen der derzeitigen Klimaforschung, basieren auf der Fähigkeit, die bisherigen CO2-Konzentrations-bedingten Temperaturerhöhungen genau beschreiben und von natürlichen tempe­ratur­ver­än­dern­den Einflußgrößen wie Multidekaden-Oszillationen der Ozeane (im 20. Jahrhundert vor allem der AMO-Schwingung) unterscheiden zu können. Solche Überlegungen fehlen im IPCC-Report „Climate Change 2013 – The Physical Science Basis“ trotz seines Umfangs von 1550 Seiten. Auf Seite 60 wird der AMO-Einfluß abgetan mit den Worten the AMO is assessed with high confidence to have made little contribution to the GMST trend between 1951 and 2010 (considerably less than 0.1°C)“, und auf Seite 27 wird behauptet „Cumulative total emissions of CO2 and global mean surface temperature (GMST) response are approximately linearly related“.

Der IPCC setzt sowohl bei der Beschreibung der Gegenwart als auch bei seinen Zukunftsprognosen auf Simulationen, die er „model experiments“ (S. 79) nennt, obwohl für Dritte kaum nachvollziehbare Berechnungen aus Simulations-Modellen nichts mit echten physikalischen Experimenten und ihrer Aussagekraft zu tun haben. Nachvollziehbar und ohne Simulationen läßt sich aus den öffentlich zugänglichen Daten zu CO2-Emissionen, -Konzentrationen und mittleren globalen Oberflächen-Temperaturen herleiten, daß die globale Erwärmung nicht linear, sondern logarithmisch mit der atmosphärischen CO2-Konzentration (bzw. kumulativen CO2-Emissionen) zusammen­hängt.

 

Bild (a) zeigt, daß die mittleren globalen Temperaturen T um den vom IPCC behaupteten Zusammenhang T = m/1600 (m=kumulative CO2-Emissionen bis zum betrachteten Jahr) schwingen. Bild (b) verdeutlicht diese Schwingung durch Differenzbildung. Die Schwin­gung hat eine Periode von ca. 68 Jahren, schwingt aber nicht um die Null-Linie, sondern um eine schräg liegende Gerade, die durch gleitende Mittelwerte über die Periode der Schwingung erzeugt wurde.

In Bild (c) wurde die IPCC-Funktion T = m/1600 durch die logarithmische Funktion

(1) T = 3,1*ln(C/C0) (°C)

ersetzt, die 2017 ebenfalls den Wert 1°C angenommen hat (C=407 ppm, C0=295 ppm), als die kumulativen CO2-Emissionen 1600 Gt erreichten. Die dadurch erzeugte Multidekaden-Oszillation schwingt um die Null-Linie, und zwar vollkommen synchron zur „Atlantischen Multidekaden-Oszillation“ (AMO). Der AMO-FAQ-Seite der NOAA AOML Physical Oceanography Division kann man entnehmen, daß die AMO die globale Erwärmung überlagert, so wie es in Bild (c) verdeutlicht wird (grüne Kurve). Sie ist natürlichen Ursprungs und in Baumringen und Eisbohrkernen bis zu 1000 Jahre in der Vergangenheit beobachtbar.

Sowohl in Bild (b) als auch in Bild (c) ist zu erkennen, daß die Mittelwerte über je eine Schwingungsperiode von 68 Jahren (d.h. +-34 Jahre) – die bei einer gleichmäßigen Schwingung den Wert 0 haben müssen – ab ca. 1973 immer mehr ins Negative gehen. Darin kommt zum Ausdruck, daß neben der AMO auch die „Pazifische Dekaden-Oszillation“ (PDO) die globalen Temperaturen beeinflußt. In den 1990er Jahren ging der temperaturerhöhende Einfluß der AMO allmählich zurück, und die in einer negativen Phase befindliche PDO wurde dominant – siehe Publikation Steinman et al. (2015), in der die Erwärmungspause Anfang der 2000er Jahre ebenfalls auf die plötzliche Dominanz der PDO nach ca. 100 Jahren AMO-Dominanz in Zusammenhang gebracht wurde. Die rote Kurve der Perioden-Mittelwerte der in Bild (c) gelb dargestellten Multidekaden-Oszillation liegt zwischen ca. 1927 und 1973 exakt auf der Null-Linie; d.h. zwischen ca. 1895 und 2005 wurden die Temperaturmeßwerte von einer sehr gleichmäßigen Schwingung überlagert. Mittelwertbildung von Temperaturmeßwerten über je 68 Jahre eliminiert die überlagerte Schwingung, so daß man auf der Ebene dieser Periodenmittelwerte berechnen kann, welche Funktion mit welchen Parametern die globale Erwärmung optimal beschreibt: Es ist eindeutig der logarithmische Zusammenhang ln(C/C0) mit dem Faktor 3,1 +- 0,05 °c. Genaueres dazu findet man unter der Adresse cdatac.de.

Bild (d) zeigt das Ergebnis: Der von AMO und (ab 1995) PDO überlagerte logarithmische Zusammenhang beschreibt die mittleren globalen Temperaturen von 1855 bis heute sehr genau.

Formel (1) kann verwendet werden, um CO2-Konzentrationen Temperaturen zuzuordnen, die auf der Basis von Szenarien mit Hilfe des Bern Carbon Cycle Modells berechnet wurden. Das IPCC-Szenario RCP6.0 nimmt gleichbleibende Pro-Kopf-Emissionen von ca. 5 t CO2/Jahr an (den Wert, der seit ca. 1970 nahezu konstant blieb), beschränkt aber den Bevölkerungszuwachs bis 2100 auf 10 Milliarden. Unter diesen Umständen würde ca. 2045 die 1,5°-Grenze bei einer kumulierten CO2-Emission von ca. m=2750 Gt erreicht werden, und erst 2080 würde die 2°-Grenze bei m=4300 Gt geschnitten werden. Wenn man hingegen annimmt, daß weiterhin – wie seit 1970 – alle 12 Jahre eine Milliarde mehr Menschen auf der Erde leben, würde sich die Bevölkerungszahl bis 2100 fast auf 14,5 Mrd verdoppeln. Die 1,5°-Grenze würde weiterhin im Jahr 2045 bei m=2750 Gt erreicht werden, aber bereits 2070 würden 2°C globale Erwärmung gemessen werden (bei m=4200 Gt).

Der langsamere Temperaturanstieg infolge des logarithmischen Zusammenhangs verhindert also nicht das Überschreiten der in Paris propagierten 2°-Grenze; aber es bleibt mehr Zeit, sowohl für Gegenmaßnahmen als auch für Anpassungen an wärmeres Klima. Es besteht kein Grund zu Alarmismus und unüberlegtem Aktionismus.

„Klimaschutz“-Maßnahmen (wie der teure Verzicht auf CO2-Emissionen bei Energie-Gewinnung, Heizung, Verkehr usw.) haben eine ähnliche Problematik wie (einseitige) Abrüstung: Wenn nicht alle mitmachen, schwächt sich derjenige selbst, der in Vorleistung tritt, stärkt damit andere, verdrängt Emissionen in andere Länder, und für die Welt ist nichts gewonnen. Im Unterschied zum Abrüstungs-Dilemma gibt es jedoch eine Alternative: Verzicht auf CO2-Emissionen nicht als planwirtschaftlich durchgesetzte (Zwangs-)Maßnahme für einzelne Länder – was nichts bringt, weil fossile Energien dadurch für die Länder, die nicht mitmachen, konkurrenzlos günstig würden -, sondern als Folge einer Verdrängung vom Markt durch die Entwicklung billigerer und emissionsfreier Energiegewinnungsverfahren. Der Einsatz finanzieller Mittel für solche Entwicklungen wäre weitaus sinnvoller als die Finanzierung letztlich wirkungslosen und schädlichen Verzichts.

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Zuerst erschienen auf Climate Data Check