Unerwartete Entdeckung im Rahmen einer Doktorarbeit an der Universität Bremen: In der Zentralantarktis besitzt der CO2-Treibhauseffekt offenbar keine erwärmende Wirkung

Der Treibhauseffekt ist Zentralpunkt der Klimadiskussion. Der WWF erklärt ihn wie folgt:

Sonnenstrahlen treffen als ultraviolette Strahlung (UV) auf die Erdoberfläche und erwärmen diese. Ein Teil dieser Energie wird in Form von langwelliger infraroter Strahlung reflektiert, also wieder Richtung Weltraum zurückgeworfen. Von dieser reflektierten infraroten Strahlung wiederum wird ein Teil in der Atmosphäre von Gasen wie Wasserdampf, Ozon, Kohlendioxid (CO2) und anderen quasi zurückgehalten. Diese langwellige infrarote Sonnenstrahlung fällt zur Erde zurück und erwärmt sie wie ein Treibhaus. Dieser natürliche Treibhauseffekt ist damit so etwas wie eine gigantische, erdumspannende Temperaturregelung, die Leben unter den herrschenden Bedingungen ermöglicht.

Mehr CO2 bedeutet mehr Rückstrahlung Richtung Boden, also Erwärmung. Im Normalfall erhöht sich die Temperatur um 1,1°C pro CO2-Verdopplung, wie theoretische Berechnungen zeigen. Nun hat der IPCC jedoch eine ganze Reihe von fragwürdigen “Verstärkerprozessen” in die Gleichungen eingebaut, was letztendlich dreifach überhöhte Werte für die Klimasensitivität des CO2 geliefert hat. Gibt es diese Verstärker wirklich?

An der Universität Bremen wurde im Dezember 2014 eine hochinteressante Doktorarbeit zur Treibhauswirkung des CO2 fertiggestellt. Das pdf der Studie gibt es hier. Holger Schmithüsen ging dabei der Frage nach, ob der Treibhauseffekt wirklich stets erwärmt oder ob es regionale Unterschiede gibt. Das Ergebnis von Schmithüsens Dissertation ist spektakulär: In der zentralen Antarktis gilt die pauschale Annahme offenbar nicht. Mehr CO2 bewirkt hier nämlich rein gar nichts. Und noch überraschender: Zu bestimmten Jahreszeiten hat das CO2 sogar einen kühlenden Effekt.

Im Folgenden die Kurzfassung von Schmithüsens Arbeit:

Antarctic Specific Features of the Greenhouse Effect: a Radiative Analysis Using Measurements and Models
CO2 is the strongest anthropogenic forcing agent for climate change since pre-industrial times. Like other greenhouse gases, CO2 absorbs terrestrial surface radiation and causes emission from the atmosphere to space. As the surface is generally warmer than the atmosphere, the total long-wave emission to space is commonly less than the surface emission. However, this does not hold true for the high elevated areas of central Antarctica. For this region, it is shown that the greenhouse effect of CO2 is around zero or even negative. Moreover, for central Antarctica an increase in CO2 concentration leads to an increased long-wave energy loss to space, which cools the earth-atmosphere system. These unique findings for central Antarctica are in contrast to the well known general warming effect of increasing CO2 . The work contributes to explain the non-warming of central Antarctica since 1957.

 

Abbildung: Monatlich aufgeschlüsselter Treibhauseffekt des CO2 im Jahr 2006. Dunkelblaue Regionen besitzen eine kühlende Treibhauswirkung. Abbildung aus Schmithüsen 2015

 

Die liebe große Schwester des kleinen bösen Bruders: Was macht eigentlich die Forschung zur Ozeanversauerung?

Redakteur Christopher Schrader unterhielt seine Leserschaft in der Süddeutschen Zeitung am 8. Oktober 2014 mit einem herzzerreißenden klimatischen Familiendrama:

Ozeanversauerung: Der böse kleine Bruder der Klimaerwärmung
Neben der Erwärmung der Atmosphäre ist die Versauerung des Ozeans eine bedrohliche Folge des Klimawandels. Ein internationales Team von Forschern warnt jetzt vor den unabsehbaren Folgen, die das für die belebte Natur in den Meeren und darüber hinaus haben könnte. Die Versauerung des Wassers sei eine “ernste Bedrohung”, heißt es in einem Sachstandsbericht, den die Forscher am Mittwoch auf der Konferenz der Vertragsstaaten der Biodiversitätskonvention (CBD) in Pyeongchang/Südkorea vorlegen. Das veränderte chemische Milieu steigere die Effekte des wärmeren, teils auch sauerstoffärmeren Wassers. Die Versauerung sei der “böse kleine Bruder der Klimaerwärmung”, sagt Felix Mark vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, einer der Leitautoren des Berichts. “Nach dem, was wir momentan beobachten, sieht es danach aus, dass wir auf tief greifende Veränderungen zusteuern.”

Wenn die Ozeanversauerung der böse kleine Bruder ist, dann muss wohl die Klimaerwärmung die liebe große Schwester sein, denn die Temperaturen sind seit nunmehr 16 Jahren kein bisschen mehr gestiegen. Die Gefahr einer außer Kontrolle geratenen Hitzeaufschaukelung scheint daher vorerst vom Tisch. Es musste natürliche schnellstmöglich Ersatz her, um das Schreckensbild der Klimakatastrophe aufrechterhalten zu können. Da kam das Konstrukt eines immer stärker ätzenden Ursuppenozeans gerade recht.

In den ersten Jahren nach Erfindung der sauren Klimagefahr war man noch enthusiastisch. Die Forscher gingen von einer pauschalen Schädigung der gesamten Meeresfauna und -flora aus. Als man dann aber im Labor anfing, die diversen Tier- und Pflanzengruppen detailliert durchzutesten, gab es böse Überraschungen. Einige Organismen hielten sich einfach nicht an das Katastrophenkonzept und empfanden saurere Wässer mit niedrigerem pH-Wert sogar als so angenehm, dass sie deutlich besser gediehen als unter Normalbedingungen. Bereits im April 2012 hatten wir an dieser Stelle auf etliche dieser unerwarteten Resultate hingewiesen (siehe unseren Beitrag „Welche Rolle spielt die Ozeanversauerung? Eine Wissenschaftssparte mit noch vielen Fragezeichen“). Im Oktober 2014 ging unser Autor Dr. D. E. Koelle erneut auf das Thema ein.

In den kommenden Tagen wollen wir im Rahmen einer losen Artikelserie den Forschungsfortschritt in diesem Fach systematisch beleuchten. Was hat sich getan, in welche Richtung steuert das Schiff? Der Wissenschaftszweig der Ozeanversauerung entwickelt sich momentan rasant. Ulf Riebesell und Jean-Pierre Gattuso erinnern in einer im Januar 2015 im Fachmagazin Nature Climate Change erschienenen Studie daran, dass noch vor zehn Jahren (2005) die Ozeanversauerung als mögliches Problem nur einem engen Fachkreis bekannt war. Nun habe sich das Gebiet jedoch zu einem enormen wissenschaftlichen Wachstumsfeld entwickelt und gehört mittlerweile zu den drei wichtigsten Meeresforschungsthemen. Die Zahlen machen es deutlich: Die Hälfte aller wissenschaftlichen Abhandlungen zur Ozeanversauerung erschienen in den letzten dreieinhalb Jahren (2011-2015). Riebesell und Gattuso schreiben im Original:

Research on ocean acidification has gone through a remarkable surge over the past decade. Known to only a small number of researchers ten years ago, the issue of ocean acidification has developed into one of the fastest growing fields of research in marine sciences, and is among the top three global ocean research priorities1. Notably, 50% of the papers have been published in the last three and half years, two-thirds of which deal with biological responses.

 

Böser Bruder XY ungelöst

Im Grundsatz lohnt es sich durchaus, das Problem der Ozeanversauerung zu erforschen, um die hieraus entspringenden möglichen Gefahren besser abschätzen zu können. Es ist kein Geheimnis, dass Kalk durch Säuren aufgelöst werden kann. So führen Geologen bei ihren Feldarbeiten im Gelände stets ein kleines Fläschchen stark verdünnter Salzsäure mit, um Kalke von anderen Gesteinstypen sauber unterscheiden zu können. Bei dem Test wird auf das zu testende Gestein ein Tröpfchen der Säure gegeben. Sprudelt es daraufhin auf der Gesteinsoberfläche, so handelt es sich um einen Kalkstein. Bleibt alles ruhig, muss es sich um ein nichtkalkiges Gestein handeln.

Im Extremfall ist daher einzusehen, dass die Kalkproduktion im Ozean leiden könnte. Nun sind die realen Bedingungen in den Meeren jedoch weit von solchen Horror-Szenarien entfernt. Zwar sind die Ozeane in den letzten Jahrzehnten in der Tat leicht „saurer“ geworden, jedoch bewegen sich die Bedingungen mit pH-Werten zwischen 7,8 bis 8,1 noch ganz klar im basischen Bereich. Der Umschlag von Base zu Säure findet bekanntlich erst bei einem pH-Wert von 7,0 statt. Der Begriff „Versauerung“ ist daher in diesem Zusammenhang etwas irreführend. Das wäre das Gleiche als wenn man einen Millionär, der soeben tausend Euro verloren hat, mit „Verarmung“ beschreibt. Der reiche Mann ist ja nicht arm geworden, sondern nur „ärmer“.

Es ist durchaus plausibel, dass die leicht fallenden pH-Werte der Weltozeane eine Folge des gesteigerten CO2-Gehalts in der Atmosphäre sind. Wenn aus der Atmosphäre mehr Kohlendioxidmoleküle auf die Meeresoberfläche drücken, dann wird auch mehr CO2 letztendlich in das Ozeanwasser eindringen, bis ein neues Gleichgewicht geschaffen ist. Soweit so gut. Nun wissen wir aber auch, dass im Erdmittelalter der Trias-, Jura- und Kreidezeit vor einigen hundert Millionen Jahren die CO2-Konzentration der Atmosphäre um ein Vielfaches höher lag als heute. Und gerade diese Zeit war aus geologischer Sicht äußerst kalkreich. Den Organismen scheinen die reduzierten pH-Werte offensichtlich nicht geschadet zu haben. Ganz im Gegenteil, einigen Ozeanbewohnern wie den Korallen taten diese Bedingungen offenbar so gut, dass sie sich massenweise in den warmen Flachmeeren ausbreiteten.

Irgendetwas scheint daher an der pauschalen Annahme falsch zu sein, dass eine leichte Versauerung eine große Gefahr für das Leben im Meer darstellen könnte. Was haben die Gründer der Versauerungstheorie übersehen? Besitzen die Organismen viel stärker entwickelte Anpassungsfähigkeiten an die geänderten Bedingungen als vormals für möglich gehalten? Wer profitiert vielleicht sogar von einer Versauerung?

Wir begeben uns auf Spurensuche und lesen etwas genauer in einer Pressemitteilung des AWI vom 8. Oktober 2014, die Auslöser von Christopher Schraders SZ-Artikel war. Auch dort wird kräftig der Versauerungsteufel an die Wand gemalt, allerdings gibt es fairerweise auch eine ganze Reihe von Hinweisen auf Profiteure der Versauerung bzw. auf Organismen, denen die Entwicklung herzlich egal ist: (weiterlesen …)

Zwei weitere Studien finden eine stark reduzierte CO2-Klimawirkung von 1,3 Grad pro CO2-Verdopplung

Im Monatstakt erscheinen derzeit neue Studien, die eine CO2-Klimawirkung annehmen, die deutlich geringer ausfällt, als vom Weltklimarat IPCC für möglich gehalten. So erschien im November 2013 im Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences eine Arbeit von Roy Spencer und William Braswell von der University of Alabama in Huntsville. Die Autoren modellierten die Entwicklung der Ozeantemperaturen der letzten 60 Jahre bis in eine Tiefe von 2000 Metern. Ebenso berücksichtigten sie El Nino und La Nina Erwärmungs- und Abkühlungsphänomene. Wer sich für die Inhalte der Studie näher interessiert, sei auf die Diskussion der Ergebnisse in Marcel Croks Blog verwiesen, wo auch Abbildungen aus der Arbeit zu finden sind. Spencer und Braswell fanden, dass die vom IPCC angenommenen Verstärkungsprozesse wenig realistisch sind und ein Teil der beobachteten Erwärmung auf El Nino-Effekte zurückgeführt werden kann. Unterm Strich bekommen die beiden Amerikaner eine CO2-Klimasensitivität von 1,3°C pro CO2-Verdopplung heraus, was deutlich unter dem IPCC-Mittelwert von 3°C liegt.

Interessanterweise kam dieser Wert auch in einer unabhängig hiervon durchgeführten Studie von Nic Lewis im Dezember 2013 heraus, allerdings als “Transient Climate Response” (TCR) . Im Rahmen eines auf Climate Audit erschienen Beitrags überprüfte Nic Lewis die im 5. Klimazustandsbericht vom IPCC zitierten Studien und bewertete individuell ihre Verlässlichkeit. Klammert man wenig überzeugende Arbeiten aus, so ergibt sich aus der Masse der Untersuchungen eine CO2-Klimasensitivität (TCR) von 1,3°C pro CO2-Verdopplung.

Als wir Anfang 2012 in unserem Buch “Die kalte Sonne” zwei Szenarien mit Klimasensitivitäten von 1,5 und 1,0°C pro CO2-Verdopplung vorstellten, war das Geschrei in der Fachwelt und Presselandschaft groß. Heute, anderthalb Jahre später, ist die Prognose schon fast im Mainstream angekommen. Das Wissen der Welt verdoppelt sich derzeit alle fünf bis zwölf Jahre. Die Klimawissenschaften machen da keine Ausnahme.

Troy Master untersucht in einem Artikel in seinem Blog, mit welcher Erwärmung bis 2100 zu rechnen wäre, wenn man die neuen, reduzierten CO2-Klimasensitivitäten einsetzt. Masters errechnet, dass die Temperatur bis zum Ende des Jahrhunderts wohl nur um gut ein Grad ansteigen wird. Zu einem ähnlichen Ergebnis kamen wir in unserem Buch “Die kalte Sonne” (Kapitel 7).

Plötzlich werden auch ältere Artikel wieder aktuell. Im Jahr 2011 hatte ein Forscherteam um Timothy DelSole von der George Mason University in Maryland im Journal of Climate die Temperaturentwicklung der letzten Jahrzehnte untersucht und ermittelt, dass etwa die Hälfte der beobachteten Erwärmung auf Ozeanzyklen und lediglich die andere Hälfte von 0,1°C auf das Konto anderer Klimafaktoren (z.B. CO2, Sonne etc.) zurückzuführen ist.

 

Eine weitere Studie plädiert für eine reduzierte Klimawirkung des CO2

Was noch vor einigen Jahren zum Ausschluss aus den akademischen Zirkeln geführt hätte, hat sich mittlerweile zu einer immer stärker werdenden Gewissheit entwickelt: Immer mehr wissenschaftliche Studien finden, dass man die Klimasensitivität, d.h. die Klimawirkung des CO2, in der Vergangenheit krass überschätzt hat (siehe unsere früheren Blogartikel hier). Während die meisten neuen Studien Werte um 2°C Erwärmung pro CO2-Verdopplung finden, geht der IPCC selbst im neuesten Bericht immer noch von einer Spanne zwischen 1.5-4.5°C aus, also gemittelt 3°C. Interessanterweise gibt der Weltklimarat keinen “besten Schätzwert” mehr an (siehe Diskussion von Marcel Crok). Ein durchsichtiger Versuch, sich elegant aus der Affäre zu ziehen. Frage: “Wie viele Tore wird Dortmund am nächsten Samstag schießen?” Antwort à la IPCC: ”Zwischen 0 und 300. Eine beste Schätzung will ich aber nicht wagen.” Pat Michaels und Paul Knappenberger haben die neuesten Klimasensitivitätswerte aus der Literatur in der folgenden  aufschlussreichen Graphik zusammengefasst:

 

Mitte August 2013 kam nun ein weiteres Paper hinzu. Ragnhild Skeie vom Center for International Climate and Environmental Research in Oslo und Kollegen veröffentlichten im Fachmagazin Earth Systems Dynamics Discussions eine Studie mit dem Titel “A lower and more constrained estimate of climate sensitivity using updated observations and detailed radiative forcing time series”, in der sie auf Basis der beobachteten Temperaturentwicklung der letzten 100 Jahre sowie der Veränderung des Ozean-Wärmeinhalts die CO2-Klimasensitivität neu berechneten. Die Autoren kommen auf einen Wert von 1.8°C, mit einer möglichen Spanne zwischen 0.9°-3.2°C.

Zur Erinnerung: Als wir im Februar 2012 unser Buch “Die kalte Sonne” herausbrachten, ernteten wir einen Sturm der Entrüstung. Was war passiert? Wir hatten statt der IPCC-Klimasensitivität von 3°C einen Wert von 1,5°C angenommen. Elende Klimaleugner! Oder handelte es sich bei den Kritikern doch eher um Naturzyklen-Leugner? Eines steht auf jeden Fall fest: Wer zuletzt leugnet, leugnet am besten!

 

Judith Curry prognostiziert Erwärmungspause bis in die 2030er Jahre: Hans von Storch fordert in einem solchen Fall Misstrauensvotum gegen CO2

Die globale Durchschnittstemperatur verharrt seit 15 Jahren auf einem Plateau und will einfach nicht mehr weiter ansteigen. Was hat dies zu bedeuten? Nur eine kurze unbedeutende Atempause oder ein Grund, sich über die Qualität der CO2-zentrierten Klimamodelle Sorgen zu machen? Im April 2013 erschien in der Wirtschaftswoche ein Interview mit dem Klimawissenschaftler Hans von Storch, in dem er eine klare Grenze definierte, an der die Modelle unglaubwürdig werden:

WIRTSCHAFTSWOCHE: Wie lange müsste der Stopp der Erderwärmung anhalten, damit Sie ins Grübeln kommen?

VON STORCH: Wenn die Phase weitere zehn Jahre andauern würde, würde ich die These hinterfragen, dass die Treibhausgase wesentliche Ursache für die Erderwärmung sind. Es war ein Fehler, nicht abzuschätzen und zu sagen, wie lange die Stagnation sein kann, ohne inkonsistent zur Erklärung der klimatischen Erwärmung zu werden.

Nochmal zum Mitschreiben: Dauert das Plateau über das Jahr 2023 hinaus an, wäre die heutige Generation der Klimamodelle widerlegt und es wäre Zeit, sich etwas Neues auszudenken, sagt Hans von Storch. Im September 2013 veröffentlichten Marcia Glaze Wyatt von der University of Colorado-Boulder und Judith Curry vom Georgia Institute of Technology in Atlanta nun im Fachmagazin Climate Dynamics eine neue Arbeit, die eine bemerkenswerte Prognose für die kommenden zwei Jahrzehnte enthält. Unter Berücksichtigung von Ozeanzyklen, die sich wie eine Stadionwelle über den Globus im 60-Jahrestakt entwickeln, kommen die Autoren zu dem Schluss (Auszug aus der Pressemitteilung):

“Auf Basis des Musters der ‘Stadionwelle’  muss man davon ausgehen, dass die aktuelle Erwärmungspause bis in die 2030er Jahre hineinreichen könnte” sagt [Marcia Glaze] Wyatt, unabhängige Wissenschaftlerin, die ihren Doktortitel im Jahr 2012 an der University of Colorado erlangte.

Leser unseres Buches “Die kalte Sonne” kennen diese Vorhersage bereits. In Kapitel 7 haben wir schon vor anderthalb Jahren ähnlich argumentiert und unter Hinweis auf Ozeanzyklen sowie eine solare Schwächephase die Fortsetzung der Erwärmungspause bis in die 2030/2040er Jahre prognostiziert (siehe auch unseren Blogartikel “La Ola im Ozean: Die klimazyklische Stadionwelle“). In der Pressemitteilung heben Wyatt und Curry hervor, dass die aktuellen Klimamodelle des IPCC die Ozeanzyklen zu wenig berücksichtigen und daher als mangelhaft anzusehen sind:

Curry added, “This prediction is in contrast to the recently released IPCC AR5 Report that projects an imminent resumption of the warming, likely to be in the range of a 0.3 to 0.7 degree Celsius rise in global mean surface temperature from 2016 to 2035.” Curry is the chair of the School of Earth and Atmospheric Sciences at the Georgia Institute of Technology. Previous work done by Wyatt on the ‘wave’ shows the models fail to capture the stadium-wave signal. That this signal is not seen in climate model simulations may partially explain the models’ inability to simulate the current stagnation in global surface temperatures. “Current climate models are overly damped and deterministic, focusing on the impacts of external forcing rather than simulating the natural internal variability associated with nonlinear interactions of the coupled atmosphere-ocean system,” Curry said.

Im GeoGraffitico Blog erläutert Jürgen Schönstein die Grundidee der beiden Autorinnen: (weiterlesen …)

Neue Studie in den Geophysical Research Letters: Steigender CO2-Gehalt lässt die Wüsten ergrünen

Der Anstieg des CO2-Gehalts in der Erdatmosphäre wird die Erde in eine der größten Katastrophen aller Zeiten stürzen. Die Erde wird sich überhitzen, und die Wüsten werden sich allmählich immer weiter ausdehnen. Dies zumindest erklären uns immer wieder prominente Klimaaktivisten und setzen dabei einen unheimlich ernsten und besorgten Gesichtsausdruck auf.

Ein australisches Forscherteam um Randall Donohue hat nun einmal die Behauptung, dass die Welt angeblich immer mehr verwüstet, näher unter die Lupe genommen. Die Ergebnisse der im Juni 2013 in den Geophysical Research Letters erschienenen Studie brachten jedoch eine handfeste Überraschung: Die globale Vegetation ist überhaupt nicht am verdursten, sondern ganz im Gegenteil, die grüne Pflanzenbedeckung des Globus hat sich in den letzten 30 Jahren sogar um 11% ausgedehnt, insbesondere in den Wüsten, wie Satellitenmessungen belegen. Und das ist noch nicht alles: Als Ursache der globalen Ergrünung in den letzten Jahrzehnten sehen die Wissenschaftler den Düngeeffekt durch den angestiegenen CO2-Gehalt der Atmosphäre, wie sie durch Modellierungen zeigen konnten. Das Teufelsgas CO2 als Lebensspender - kurz vor Veröffentlichung des neuen IPCC-Klimaberichts wagte kaum eine deutsche Zeitung über die aufsehenerregende neue Studie berichten. Lediglich Ulli Kulke machte hier mit einem Beitrag im Welt-Blog Donner + Doria eine Ausnahme. Auf EIKE erschien zudem die Übersetzung eines iTWire Beitrags von Stan Beer. Auch investors.com berichtete. Im Folgenden die Kurzfassung des Originalartikels aus den Geophysical Research Letters:

Satellite observations reveal a greening of the globe over recent decades. The role in this greening of the “CO2 fertilization” effect—the enhancement of photosynthesis due to rising CO2 levels—is yet to be established. The direct CO2 effect on vegetation should be most clearly expressed in warm, arid environments where water is the dominant limit to vegetation growth. Using gas exchange theory, we predict that the 14% increase in atmospheric CO2 (1982–2010) led to a 5 to 10% increase in green foliage cover in warm, arid environments. Satellite observations, analyzed to remove the effect of variations in precipitation, show that cover across these environments has increased by 11%. Our results confirm that the anticipated CO2 fertilization effect is occurring alongside ongoing anthropogenic perturbations to the carbon cycle and that the fertilization effect is now a significant land surface process.  

 

Foto: Elmar Thiel / This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Germany license.

Geologische Studie weist auf deutlich geringere Klimawirkung des CO2 hin

Eine der großen ungelösten Fragen der Klimawissenschaften ist die sogenannte Klimasensitivität. Welches Erwärmungspotential steckt eigentlich wirklich im CO2? Ist es der omnipotente Wärmetreiber, für den der IPCC das Molekül hält? Oder hat man die Treibhauswirkung des Kohlendioxid vielleicht doch im Übereifer überschätzt?

Neuerdings häufen sich die Hinweis auf Letzteres. Im Juli 2013 erschien im Fachmagazin Gondwana Research eine weitere Arbeit, die das CO2 in die Schranken weist. Gregory Retallak von der University of Oregon untersuchte die Klimaentwicklung des CO2 für die Perm- und Triaszeit vor 300 bis 200 Millionen Jahren auf Basis von fossilen Bodenprofilen. Neben Temperaturabschätzungen schaute sich Retallak auch die Entwicklung des atmosphärischen CO2-Gehalts an, rekonstruiert anhand von Blattstrukturen.

Aus dem Vergleich von Temperatur und Kohlendioxid ermittelte der Forscher die Klimasensitivität für den Untersuchungszeitraum. Und diese fiel überraschenderweise ziemlich mager aus. Die Verdopplung des CO2-Gehalts von 280 ppm auf 560 ppm erzeugte lediglich eine Erwärmung von 0,8°C, ein Temperaturanstieg der deutlich unterhalb des vom IPCC derzeit angenommenen Wertes von 3 Grad liegt.

 

Houston, wir haben ein Problem: Wir können den Hotspot nicht finden

Der Weltklimarat nimmt eine stark erwärmende Klimawirkung für das CO2 an. Einen Beleg hierfür gibt es allerdings nicht. Daher begab sich der IPCC auf die Suche nach Beweisen dafür, dass die Erwärmung der letzten Jahrzehnte auf jeden Fall vom CO2 kommt. Im vergangenen IPCC-Bericht von 2007 wurde ein solcher “Beweis” präsentiert. Auf Basis von theoretischen Modellen wurde postuliert, dass sich die untere Atmosphäre in den Tropen besonders schnell erwärmen würde. Auf Atmosphärendiagrammen sah das dann wie ein roter Punkt aus, der „Hotspot“ getauft wurde. Das wäre sozusagen der Fingerabdruck einer anthropogenen Beeinflussung. Dann kam aber das böse Erwachen. Die realen Messungen konnten den Hotspot nicht bestätigen. Und schlimmer: Die tropische Atmosphäre hat sich offenbar in den letzten 15 Jahren sogar leicht abgekühlt.

Abbildung 1: Links: Postulierter “Hotspot” laut Computermodellen. Rechts: Reale Messungen können den Hotspot nicht bestätigen. Quelle: JoNova.

 

Was zunächst von IPCC-Seite als Verschwörungstheorie verrückter Klimaskeptiker abgetan wurde, entpuppte sich immer mehr als wissenschaftliche Realität. Im Rahmen des gerade entstehenden 5. Klimazustandsberichtes schaute sich der IPCC die Problematik noch einmal näher an, offensichtlich mit einem negativen Ergebnis, denn im vorzeitig an die Öffentlichkeit geratenen Entwurf zum neuen Bericht war die berühmte Hotspot-Graphik plötzlich nicht mehr zu finden, wie JoNova im April 2013 berichtete. Aber so leicht gab sich der IPCC nicht geschlagen und warf in kreativer Weise einfach eine neue Darstellungsweise ins Rennen.

Auch die Mainstream-Medien haben das Thema mittlerweile aufgegriffen. In der Neuen Zürcher Zeitung (NZZ) erschien am 3. April 2013 ein lesenswerter Artikel von Sven Titz mit dem Titel “Der fehlende «Hotspot» in der Höhe”. Hier ein Auszug:

Hoch über den Tropen soll sich die Luft besonders stark erwärmen, zeigen Klimamodelle. Doch gemäss Messungen ist die Temperatur viel weniger gestiegen als vorhergesagt. Immer mehr Forscher räumen ein Problem ein. [...] Im Kern dreht sich die Debatte darum, wie stark die Temperatur in den Tropen durch die Zufuhr von Treibhausgasen ansteigt. Laut Klimamodellen sollte die Erwärmung dort in einer Höhe von acht bis zwölf Kilometern besonders ausgeprägt sein, also in der «mittleren Troposphäre». Nun zeigt jedes Modell ein etwas anderes Verhalten. Darum stecken Klimaforscher alle paar Jahre die Köpfe zusammen und vergleichen ihre Computermodelle miteinander. «Coupled Model Intercomparison Project Phase 5» (CMIP5) hiess die letzte solche Unternehmung. Gemäss den untersuchten Modellen sollte die Temperatur der tropischen mittleren Troposphäre seit 1979 im Durchschnitt um 0,3 Grad Celsius pro Jahrzehnt angestiegen sein – mehr als überall sonst in der Erdatmosphäre (die bodennahe Luft in der Arktis einmal ausgenommen). Man spricht deshalb auch von einem «Hotspot» in den Tropen. Die Temperatur soll dort ausserdem doppelt so schnell klettern wie an der Erdoberfläche darunter. Die Messungen ergeben aber ein ganz anderes Bild. Satelliten zeigen im Hotspot für den Zeitraum von 1979 bis 2012 eine Erwärmung um ungefähr 0,1 bis 0,2 Grad pro Jahrzehnt – nur ungefähr die Hälfte dessen, was die meisten Modelle aufweisen, und die Erwärmungsrate ähnelt der am Boden.

Weiterlesen auf nzz.ch. Englische Zusammenfassung auf notrickszone.

Bereits im Oktober 2012 war in den Environmental Research Letters eine Arbeit von Stephen Po-Chedley und Qiang Fu von der University of Washington in Seattle erschienen, in der das Fehlen des Hotspots dokumentiert wurde. Probleme wurden auch in einer kürzlichen Arbeit von Mitchell et al. eingeräumt, die im Juni 2013 in den Geophysical Research Letters herauskam.

Eine moderierte Diskussion zum Hotspot findet derzeit auf der Climate Dialogue Plattform statt. Siehe auch Einführung hierzu von Marcel Crok auf WUWT.

 

Videoaufzeichnung des Vortrags von Prof. Murry Salby in Hamburg am 18. April 2013

Prof. Murry Salby, Inhaber des Lehrstuhls für Klimaforschung an der Macquarie Universität von Sydney, machte im Rahmen einer europäischen Vortragsreise am 18. April 2013 auch in Hamburg halt. Prof. Salby ist Autor der Standardwerke “Physics of the Atmosphere and Climate”(Cambridge University Press) sowie “Fundamentals of Atmospheric Physics” (Academic Press) und ist weltweit als Atmosphärenphysiker anerkannt. Er hat kürzlich Aufsehen mit neuen Erkenntnissen zum Verhältnis der Isotopen 12C- und 13C sowie der Entwicklung der CO2-Konzentrationen erregt. Er ist dabei zu dem Schluss gekommen, dass die anthropogenen Emissionen nur geringe Auswirkungen auf die globale CO2-Konzentration haben. Sie seien überwiegend Folge der Temperaturveränderung. Dieser Zusammenhang ist bislang lediglich aus den Erwärmungsphasen nach den letzten Eiszeiten bekannt. Prof. Salby erweitert diesen Zusammenhang auf unsere gegenwärtige Klimaentwicklung.

Die von der Helmut-Schmidt-Universität organisierte Videoaufzeichnung des Vortrags ist jetzt auf YouTube verfügbar. Die einleitenden Worte der gastgebenden Helmut Schmidt-Universität sind auf deutsch, der Vortrag selbst ist in englischer Sprache:

Siehe auch unsere folgenden Blogbeiträge mit weiterführenden Informationen zum Thema:

 

Eine weitere Studie unterstützt eine deutlich niedrigere Klimawirkung des Kohlendioxids

In den vergangenen Monaten haben wir an dieser Stelle mehrfach über neue Studien berichtet, die eine CO2-Klimasensitivität errechnen, welche signifikant unterhalb des vom IPCC angenommenen Mittelwerts liegt. Hier die Beiträge zum Nachlesen:

Hinweise auf eine niedrigere CO2-Klimasensitivität verdichten sich: Drei neue Arbeiten erteilen den IPCC-Katastrophenszenarien eine Absage
The Economist: CO2-Einfluss auf das Klima wohl geringer als bislang angenommen
Reduzierte Klimawirkung des CO2 findet weitere Unterstützer in der Wissenschaft
Neue geologische Studie der Monash University Melbourne: CO2-Klimasensitivität lag vor 33 Millionen Jahren deutlich unter IPCC-Wert
Die Lawine rollt weiter: Norwegische Forschungsbehörde geht von einer stark reduzierten Klimawirkung des CO2 aus

Im Fachmagazin Nature Geoscience erschien Mitte Mai 2013 nun eine weitere Studie, die das CO2 in seiner Klimawirkung deutlich beschneidet. Hauptautor des Papers ist Alexander Otto von der University of Oxford. Von deutscher Seite mit dabei sind Jochem Marotzke und Bjorn Stevens vom Hamburger Max Planck Institut für Meteorologie. Die österreichische Tageszeitung Die Presse berichtete über die neuen Ergebnisse:

“…die CO2-Konzentrationen und die Temperatur laufen nicht parallel: Seit 1998 steht die Erwärmung still – auf hohem Niveau –, obwohl die CO2-Emissionen stiegen wie nie. Warum wird es dann nicht wärmer? Manche sehen die Ursache in den Meeren und/oder der Atmosphäre. Es könnte aber auch etwas ganz anderes sein, die „Klimasensitivität“. Die ist das Herzstück aller Klimaprognosen, sie gibt an, um wie viel Grad es wärmer wird, wenn die CO2-Gehalte der Luft sich verdoppeln.

Das ist kein gemessener Wert – man kann eine CO2-Verdopplung nicht beobachten –, er ist ein Konstrukt, ein Schätzwert. Und der wird von Schätzung zu Schätzung geringer: Der UNO-Klimabeirat IPCC geht von drei Grad aus (Schwankungsbreite: 2,0 bis 4,5); Daten der letzten Eiszeit deuteten vor zwei Jahren auf 2,3 Grad (1,7 bis 2,6); und nun kommt ein internationales Konsortium unter Alexander Otto (Oxford) auf zwei Grad (1,2 bis 3,9): „Die extremsten Erwärmungen, die in Simulationen gegenwärtiger Klimamodelle erscheinen, sind eher unwahrscheinlich“, schließen die Forscher (Nature Geoscience 19.5.).”

Das Hamburger Max-Planck Institut für Meteorologie erläutert in einer Pressemitteilung vom 23. Mai 2013 die unerwarteten neuen Studienergebnisse:

Das Team um Alexander Otto und Myles R. Allen von der Universität Oxford unterscheidet dabei zwischen einer mittelfristigen und einer langfristigen Reaktion des Klimas auf eine Verdopplung des Kohlendioxid-Gehaltes in der Luft, die voraussichtlich um das Jahr 2050 erreicht sein wird. Der dadurch verursachte Treibhauseffekt macht sich schon unmittelbar bemerkbar, sobald die Kohlendioxid-Konzentration so weit zugenommen hat. Wie stark, drücken Klimaforscher in der vorübergehenden Klimaantwort aus (TCR für englisch: transient climate response). (weiterlesen …)