Sonne macht Klima: Nordamerika

Schwankungen der Sonnenaktivität beeinflussen das Klima. Das zeigen hunderte von paläoklimatologischen Fallstudien. Der IPCC will es nicht wahrhaben, vergräbt den Kopf lieber im Sand. Im Folgenden wollen wir Ihnen aktuelle Studien aus Nordamerika vorstellen. Beginnen wollen wir in den südwestlichen USA und Mexiko, eine Gegend die stark vom nordamerikanischen Monsunregen abhängt. Eine Gruppe um Matthew Jones rekonstruierte das Regengeschehen in der Region für die vergangenen 6000 Jahre und fand solar-verdächtige Frequenzen in den Schwankungen. 22 Jahre entsprechen dem Hale Zyklus, 2000 Jahre sind der Hallstatt-Zyklus, und auch die 500 Jahre sind eine bekannte Sonnengröße. Hier der Abstract der Arbeit, die im September 2015 in den Quaternary Science Reviews erschien:

Late Holocene climate reorganisation and the North American Monsoon
The North American Monsoon (NAM) provides the majority of rainfall for central and northern Mexico as well as parts of the south west USA. The controls over the strength of the NAM in a given year are complex, and include both Pacific and Atlantic systems. We present here an annually resolved proxy reconstruction of NAM rainfall variability over the last ∼6 ka, from an inwash record from the Laguna de Juanacatlán, Mexico. This high resolution, exceptionally well dated record allows changes in the NAM through the latter half of the Holocene to be investigated in both time and space domains, improving our understanding of the controls on the system. Our analysis shows a shift in conditions between c. 4 and 3 ka BP, after which clear ENSO/PDO type forcing patterns are evident.


  • Annual proxy rainfall record of the late Holocene North American Monsoon.
  • Significant variability at ∼2000, ∼565, ∼65 and ∼22 year frequencies.
  • Present day North American Monsoon patterns were established after 3ka BP.

Bleiben wir im Süden und gehen in den Golf von Mexiko und die Karibik. Berenice Rojo-Garibaldi und Kollegen fanden einen Zusammenhang zwischen Hurrikanen und Sonnenaktivität, den sie im Oktober 2016 im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics beschrieben:

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.

•Exploratory analysis shows that hurricane numbers is declining in total number by year.
•This decline in the number of hurricanes is related to an increase in the sunspots activity.
•The relationship between hurricanes and sunspot is both direct and inverse.
•hurricanes are in phase with sunspots and others are out of phase.

Weiter in Alaska. Willy Tinner und Kollegen publizierten im Oktober 2015 in den Quaternary Science Reviews zur Temperaturgeschichte Alaskas für die letzten 4000 Jahre. Kältephasen mit Einbruch der Vegetation fielen interessanterweise in solare Schwächeperioden. Hier der Abstract:

Late-Holocene climate variability and ecosystem responses in Alaska inferred from high-resolution multiproxy sediment analyses at Grizzly Lake
The late-Holocene shift from Picea glauca (white spruce) to Picea mariana (black spruce) forests marked the establishment of modern boreal forests in Alaska. To understand the patterns and drivers of this vegetational change and the associated late-Holocene environmental dynamics, we analyzed radiocarbon-dated sediments from Grizzly Lake for chironomids, diatoms, pollen, macrofossils, charcoal, element composition, particle size, and magnetic properties for the period 4100–1800 cal BP. Chironomid assemblages reveal two episodes of decreased July temperature, at ca. 3300–3150 (ca −1 °C) and 2900–2550 cal BP (ca −2 °C). These episodes coincided with climate change elsewhere in the Northern Hemisphere, atmospheric reorganization, and low solar activity. Diatom-inferred lake levels dropped by ca. 5 m at 3200 cal BP, suggesting dry conditions during the period 3200–1800 cal BP. P. glauca declined and P. mariana expanded at ca. 3200 cal BP; this vegetational change was linked to diatom-inferred low lake levels and thus decreased moisture availability. Forest cover declined at 3300–3100, 2800–2500 and 2300–2100 cal BP and soil erosion as inferred from increased values of Al, K, Si, Ti, and Ca intensified, when solar irradiance was low. Plant taxa adapted to disturbance and cold climate (e.g. Alnus viridis, shrub Betula, Epilobium) expanded during these periods of reduced forest cover. This open vegetation type was associated with high fire activity that peaked at 2800 cal BP, when climatic conditions were particularly cold and dry. Forest recovery lagged behind subsequent climate warming (≤+3 °C) by ca. 75–225 years. Our multiproxy data set suggests that P. glauca was dominant under warm-moist climatic conditions, whereas P. mariana prevailed under cold-dry and warm-dry conditions. This pattern implies that climatic warming, as anticipated for this century, may promote P. glauca expansions, if moisture availability will be sufficiently high, while P. mariana may expand under dry conditions, possibly exacerbating climate impacts on the fire regime.

Bleiben wir im Norden. Ogurtsov et al. zeigten im Februar 2016 in Advances in Space Research weitere Sonne-Klimaeffekte in Alaska auf. In den kanadischen Rocky Mountains ist der Zusammenhang hingegen weniger stark ausgebildet:

Possible solar-climate imprint in temperature proxies from the middle and high latitudes of North America
Five proxy temperature time series based on tree-rings and varves from the middle and high latitudes (φ > 50°) of North America were analyzed. They cover the last 3–5 centuries. It was shown that the reconstructions from Canadian Rockies (52.15° N, 117.15° W) and northeast Alaska (68.8° N, 142.3° W) correlate appreciably with Wolf number and 10Be concentration in Greenland ice over long (T > 13 years) time scales. Correlations are weaker for the reconstruction from northwestern Canada (68.25° N, 133.33° W). Baffin Island (66.6° N, 61.3° W) and the Gulf of Alaska (49–62° N, 123–145° W) show no correlations with records of solar activity. Thus, these results indicate that solar-climatic effects have an apparent regional distribution. Possible causes of this regionality are discussed.

Bereits 2013 hatte eine Gruppe um Timothy Patterson den solaren 11-Jahreszyklus im Klima von Vancouver Island entdeckt. Abstract aus Quaternary International:

Influence of the Pacific Decadal Oscillation, El Niño-Southern Oscillation and solar forcing on climate and primary productivity changes in the northeast Pacific
Evidence of 11-year Schwabe solar sunspot cycles, El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) were detected in an annual record of diatomaceous laminated sediments from anoxic Effingham Inlet, Vancouver Island, British Columbia. Radiometric dating and counting of annual varves dates the sediments from AD 1947–1993. Intact sediment slabs were X-rayed for sediment structure (lamina thickness and composition based on gray-scale), and subsamples were examined for diatom abundances and for grain size. Wavelet analysis reveals the presence of ∼2–3, ∼4.5, ∼7 and ∼9–12-year cycles in the diatom record and an ∼11–13 year record in the sedimentary varve thickness record. These cycle lengths suggest that both ENSO and the sunspot cycle had an influence on primary productivity and sedimentation patterns. Sediment grain size could not be correlated to the sunspot cycle although a peak in the grain size data centered around the mid-1970s may be related to the 1976–1977 Pacific climate shift, which occurred when the PDO index shifted from negative (cool conditions) to positive (warm conditions). Additional evidence of the PDO regime shift is found in wavelet and cross-wavelet results for Skeletonema costatum, a weakly silicified variant of S. costatum, annual precipitation and April to June precipitation. Higher spring (April/May) values of the North Pacific High pressure index during sunspot minima suggest that during this time, increased cloud cover and concomitant suppression of the Aleutian Low (AL) pressure system led to strengthened coastal upwelling and enhanced diatom production earlier in the year. These results suggest that the 11-year solar cycle, amplified by cloud cover and upwelling changes, as well as ENSO, exert significant influence on marine primary productivity in the northeast Pacific. The expression of these cyclic phenomena in the sedimentary record were in turn modulated by the phase of PDO, as indicated by the change in period of ENSO and suppression of the solar signal in the record after the 1976–1977 regime shift.


Chinesische Akademie der Wissenschaften findet signifikante Klimabeeinflussung durch solare Aktivitätsschwankungen

In einer Pressemitteilung vom 24. April 2017 gab das Institute of Atmospheric Physics der Chinese Academy of Sciences bekannt, dass es im Rahmen eines umfangreichen Forschungsprogrammes eine signifikante Klimabeeinflussung durch solare Aktivitätsschwankungen gefunden hat (via EurekAltert!):

Interdisciplinary studies reveal relationship between solar activity and climate change

The solar flux is considered the fundamental energy source of earth’s climate system on long time scales. In recent decades, some studies have noted that the tiny variations in solar activity could be amplified by the nonlinear process in climate system. Therefore, the astronomy factors, such as solar activity, present intriguing and cutting-edge questions to better understand climate change.

Due to the interdisciplinary nature of this subject, studies in this field were insufficient in China. In 2012, China’s National Basic Research Program examined the impacts of astronomy and earth motion factors on climate change. Led by Prof. Ziniu XIAO (Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences), this five-year research program that involved scientists in different research fields has greatly advanced understanding of this topic.

One of the major achievements by the multidisciplinary team is that a robust relationship between solar wind speed and North Atlantic Oscillation was found not only on a day-to-day time scale but also from the perspective of year-to-year variation, suggesting a much faster mechanism of solar influence on atmospheric system compared to the ozone destruction. Moreover, the team improved the collision and parameterization scheme and qualitatively evaluated the effects of solar energetic particle flux on cloud charge. Hence the team proposed that the solar wind and electric-microphysical effect was the key mechanism of solar activity on climate.

With the help of observations and model simulations, the team also found that the solar signal is more significant and detectable on an interdecadal time scale in some more sensitive regions, especially the tropical Pacific (eg. lagged dipolar convection pattern in tropical western Pacific; lagged El Nino Modoki-like pattern on tropical ocean surface) and monsoon regions (eg. rainband during the Mei-Yu season; north boundary of East Asian summer monsoon). Then a physical model is developed by the team to depict the interdecadal response of the air-sea system to solar activity.

The results above have been published in Atmospheric and Oceanic Science Letters, Journal of Applied Meteorology and Climatology, Journal of Geophysical Research, Journal of Meteorological Research, Journal of the Meteorological Society of Japan, Journal of Climate, and Advances in Space Research.

The follow-up research by the team is currently in progress and focuses on two main aspects: one is the effects of solar radiative forcing and solar energetic particles on climate in middle-high latitudes through modulating polar stratospheric-troposphere coupling, and the other is the response of a tropical Pacific air-sea system to interdecadal variation in solar activity and how this response propagates into middle latitudes through East Asian monsoon activity.

A program report is recently published in Atmospheric and Oceanic Science Letters.


Einfluss der Sonne auf den Klimawandel erstmals beziffert

Pressemitteilung des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaflichen Forschung vom 27. März 2017:


Einfluss der Sonne auf den Klimawandel erstmals beziffert

Modellrechnungen zeigen erstmals eine plausible Möglichkeit auf, wie Schwankungen der Sonnenaktivität einen spürbaren Effekt auf das Klima haben. Gemäss den vom Schweizerischen Nationalfonds geförderten Arbeiten könnte sich die menschgemachte Erderwärmung in den nächsten Jahrzehnten leicht verlangsamen: Eine schwächere Sonne wird voraussichtlich ein halbes Grad Abkühlung beitragen.

Es gibt den menschgemachten Klimawandel – und es gibt natürliche Klimaschwankungen. Ein wichtiger Faktor bei diesem unabänderlichen Auf und Ab der Erdtemperatur, das in verschiedenen Zyklen verläuft, ist die Sonne: Ihre Aktivität variiert und damit auch die Intensität der Strahlung, die bei uns ankommt. Es ist eine der zentralen Fragen der Klimaforschung, ob diese Schwankungen überhaupt einen Effekt auf das irdische Klima haben. Die IPCC-Berichte gehen davon aus, dass die Sonnenaktivität in der jüngeren Vergangenheit und auch der nächsten Zukunft keine Bedeutung für den Klimawandel hat.

Eine vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) geförderte Studie relativiert diese Annahme nun. Die Forschenden vom Physikalisch-Meteorologischen Observatorium Davos (PMOD), der EAWAG, der ETH Zürich und der Universität Bern liefern mit aufwendigen Modellrechnungen eine belastbare Schätzung des zu erwartenden Beitrags der Sonne zur Temperaturänderung in den nächsten 100 Jahren und finden dabei erstmals einen signifikanten Effekt. Sie errechnen eine Abkühlung des Erdklimas um ein halbes Grad, wenn die Sonnenaktivität ihr nächstes Minimum erreicht.

Auch wenn diese Abkühlung den menschgemachten Anstieg der Temperatur keineswegs kompensieren wird, ist sie bedeutsam, so Werner Schmutz, Direktor des PMOD und Leiter des Projekts: “Wir könnten wertvolle Zeit gewinnen, wenn die Aktivität der Sonne zurückgeht und sich der Temperaturanstieg damit ein wenig verlangsamt. Das dürfte uns helfen, mit den Folgen des Klimawandels umzugehen.” Doch die Zeit ist nur geborgt: Nach dem nächsten Minimum komme auch das nächste Maximum garantiert, warnt Schmutz.

Starke Schwankungen können vergangenes Klima erklären

Ende März treffen sich die beteiligten Forscher zu einer Konferenz in Davos, um die Endresultate des Projekts zu diskutieren. Dieses bündelte das Knowhow verschiedener Forschungsinstitutionen bei der Modellierung von Klimaeffekten. Das PMOD errechnete den sogenannten Strahlungsantrieb der Sonne (wobei neben der elektromagnetischen auch die Teilchenstrahlung berücksichtigt wurde), die ETH Zürich die weiteren Auswirkungen in der Atmosphäre und die Universität Bern die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozeanen.

Die Schweizer Forscher gingen dabei von einer deutlich stärkeren Schwankung der auf die Erde treffenden Strahlung aus als in bisherigen Modellen. “Das ist der einzige Ansatz, um die natürlichen Klimaschwankungen der letzten paar Tausend Jahre zu verstehen”, ist Schmutz überzeugt. Die anderen Hypothesen seien weniger schlüssig, wie zum Beispiel der Effekt grosser Vulkanausbrüche.

Wie genau sich die Sonne in den nächsten Jahren verhalten wird bleibt allerdings Spekulation: entsprechende Datenreihen gibt es erst seit ein paar Jahrzehnten und über diese Zeitspanne weisen sie keine Schwankungen auf. “Insofern bleiben auch unsere neuen Ergebnisse noch eine Hypothese”, sagt Schmutz: “Den nächsten Zyklus vorauszusagen fällt den Solarphysikern nach wie vor schwer.” Doch weil wir seit 1950 eine konstante starke Phase beobachten, werden wir aller Voraussicht nach in 50 bis 100 Jahren wiederum einen Tiefpunkt erleben, und das könnte durchaus so stark wie das sogenannte Maunder-Minimum ausfallen, das im 17. Jahrhundert für besonders kalte Verhältnisse sorgte.

Wichtige historische Daten

Auch die historische Perspektive war ein wichtiger Teil des Forschungsprojekts. Das Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern hat Datenreihen zur Sonnenaktivität aus der Vergangenheit mit konkreten klimatischen Verhältnissen verglichen. Sonnenflecken, deren Anzahl gut mit der Aktivität der Sonne korreliert, werden schon seit gut drei Jahrhunderten erfasst. Wie kalt es auf der Erde damals wirklich war, ist dagegen viel schwieriger exakt zu beziffern: “Wir wissen, dass die Winter beim letzten Minimum sehr kalt waren, zumindest in Nordeuropa”, sagt Schmutz. Für die Forschenden bleibt noch einiges an Arbeit, um den Zusammenhang mit dem globalen Erdklima im Detail nachvollziehen zu können – in der Vergangenheit und eben auch in der Zukunft.


Siehe auch SRF-Radiobeitrag (ab Minute 08:10 hier) und DLF. In den SRF-Abendnachrichten von TV und Radio gab es jeweils etwas längere Beiträge, die beide hier nun über diese Zusammenfassung auf SRF News abgerufen werden können. Dringende Leseempfehlung auch für den Beitrag “Es ist die Sonne” von Markus Schär in der Weltwoche vom 29. März 2017:

Klima: Es ist die Sonne
Schweizer Studie: Nicht der Mensch, die Sonne erwärmt das Klima

[...] Und vor allem stellte Projektleiter Werner Schmutz fest, die Schwankungen der Sonnenaktivität seien «der einzige Ansatz, um die natürlichen Klimaschwankungen der letzten paar tausend Jahre zu verstehen». Wie bitte? Fritz Vahrenholt, vorher Umweltpolitiker, Windkraft-Unternehmer und Weltklimarat-Experte, gab vor fünf Jahren mit dem Geologen Sebastian Lüning das Buch «Die kalte Sonne» heraus. «Die Sonne befand sich in den letzten Jahrzehnten in einer ihrer aktivsten Phasen der vergangenen 10 000 Jahre», stellten die beiden Wissenschaftler fest: Die Erde genoss ein «Grosses Solares Maximum» wie um das Jahr null und das Jahr 1000 – als ein ebenso günstiges Klima herrschte wie heute. Und das Duo sagte bis 2035 wegen der schwachen Sonnenaktivität eine Abkühlung um ein halbes Grad voraus. Laut Wikipedia wurden diese Thesen in der Fachwelt aber «einhellig verworfen». Jetzt kommen Schweizer Forscher «erstmals» zur Erkenntnis, dass sich der Klimawandel nur mit der Sonnenaktivität erklären lässt. Das ist eine solche Sensation, dass Tages-Anzeiger, NZZ und Blick natürlich nicht darüber berichteten.

Ganzen Beitrag in der Weltwoche lesen (für Abonnenten).



Schwankungen der Sonnenaktivität steuern das Klima: Meeresspiegel in Venedig, Wirbelstürme in Australien, Abflussraten des Amazonas

Immer wieder heißt es, dass Sonnenaktivitätsschwankungen klimatisch im Prinzip vernachlässigbar wären. Sie würden kaum etwas bewirken. Umso erstaunter ist man dann, wenn allmonatlich ein weiterer Fachartikel erscheint, der das glatte Gegenteil dokumentiert. Ein Beispiel aus dem November 2016, als die Geophysical Research Letters eine Arbeit von Adrián Martínez-Asensio und Kollegen zur Beeinflussung des Meeresspiegels durch solare Schwankungen brachten. Die Forscher dokumentierten, dass die herbstlichen Meeresspiegelextreme in Venedig und Triest durch den 11-jährigen Sonnenfleckzyklus gesteuert werden. Im Winter macht sich die Sonne dann sogar in weiteren Küstenorten bemerkbar, nämlich Marseille, Ceuta, Brest und Newlyn. Hier der Abstract des spannenden Papers:

Decadal variability of European sea level extremes in relation to the solar activity
This study investigates the relationship between decadal changes in solar activity and sea level extremes along the European coasts and derived from tide gauge data. Autumn sea level extremes vary with the 11 year solar cycle at Venice as suggested by previous studies, but a similar link is also found at Trieste. In addition, a solar signal in winter sea level extremes is also found at Venice, Trieste, Marseille, Ceuta, Brest, and Newlyn. The influence of the solar cycle is also evident in the sea level extremes derived from a barotropic model with spatial patterns that are consistent with the correlations obtained at the tide gauges. This agreement indicates that the link to the solar cycle is through modulation of the atmospheric forcing. The only atmospheric regional pattern that showed variability at the 11 year period was the East Atlantic pattern.

Ein weiteres Beispiel aus dem März 2016. Jordahna Ellan-Ann Haig und Jonathan Nott rekonstruierten die tropische Wirbelsturmgeschichte Australiens für die vergangenen 1500 Jahre. Dabei entdeckten sie, dass die beobachtete Variabilität im Bereich von Jahrzehnten und Jahrhunderten maßgeblich durch die Sonnenaktivität mitbestimmt wird. Haig und Nott hoffen, dass zukünftige Wirbelsturmprognosen durch die Einbeziehung des wichtigen solaren Klimafaktors profitieren werden. Anbei die Kurzfassung der Arbeit:

Solar forcing over the last 1500 years and Australian tropical cyclone activity
Accurate seasonal and decadal predictions of tropical cyclone activity are essential for the development of mitigation strategies for the 2.7 billion residents living within cyclone prone regions. The traditional indices (Southern Oscillation Index and various sea surface temperature indices) have fallen short in recent years as seasonal predictors within the Australian region. The short length of these records (i.e., <50 years) has meant that our current knowledge of larger-scale drivers at interdecadal, centennial, and millennial scales is limited. The development of a new tropical cyclone activity index spanning the last 1500 years has enabled the examination of tropical cyclone climatology at higher temporal resolution than was previously possible. Here we show that in addition to other well-known climate indices, solar forcing largely drives decadal, interdecadal, and centennial cycles within the tropical cyclone record.

Schließlich noch ein Beispiel aus Südamerika. Andrés Antico und Maria Tores haben in einem Artikel von 2015 die Abflussrate des Amazonas für die letzten 100 Jahre ausgewertet und dabei entdeckt, dass die Entwicklung eng an solare Schwankungen gekoppelt war. Hier der Abstract:

Evidence of a decadal solar signal in the Amazon River: 1903 to 2013
It has been shown that tropical climates can be notably influenced by the decadal solar cycle; however, the relationship between this solar forcing and the tropical Amazon River has been overlooked in previous research. In this study, we reveal evidence of such a link by analyzing a 1903–2013 record of Amazon discharge. We identify a decadal flow cycle that is anticorrelated with the solar activity measured by the decadal sunspot cycle. This relationship persists through time and appears to result from a solar influence on the tropical Atlantic Ocean. The amplitude of the decadal solar signal in flow is apparently modulated by the interdecadal North Atlantic variability. Because Amazonia is an important element of the planetary water cycle, our findings have implications for studies on global change.


Purer Zufall: Solares Minimum soll angeblich nichts mit den Kältewintern der 1430er Jahre zu tun haben

Am 21. Dezember 2016 konnte man bei Radio SRF wieder einmal einen klimawandlerischen Lückentext bestaunen. Durch gezieltes Weglassen wichtiger Informationen wurde der Zuhörer effektiv in die Irre geleitet. Dritter Beitrag vom “Echo der Zeit”:

Klimaforscher in den USA bringen ihre Daten in Sicherheit

In den USA demonstrieren Wissenschaftler auf der Strasse für die Klimaforschung. Einige von ihnen sichern sogar ihre Forschungsdaten auf externen Rechnern, Weil sie befürchten, dass Klimaforschungsdaten unter der Regierung Trump als missliebig gelöscht werden könnten.

Begegnung mit Ray Bradley in Bern.

Welche Mechanismen greifen, wenn Menschen leugnen, worüber in der Wissenschaft Konsens herrscht – dass der Klimawandel vom Menschen gemacht ist? Klaus Oberauer, Professor für Psychologie an der Universität Zürich, hat dazu geforscht. Das Gespräch.

Ray Bradley, einer der Co-Autoren der berühmt-berüchtigten “Hockey-Stick-Kurve” von Michael E. Mann, darf sich im Beitrag als ungerecht verfolgtes Opfer von angeblich durch “Big Oil” gekaufte US-Politiker darstellen. Leider haben die SRF-Journalisten “rein zufällig” vergessen, die andere Seite der Story zu berichten, dass nämlich die “Hockey-Stick-Kurve” wissenschaftlich längst widerlegt ist und deren Autoren völlig zurecht für grobe Verstöße gegen wissenschaftliche Standards kritisiert wurden, siehe z.B. hier.

Gleich im Anschluss darf dann “Klima-Experte” und Psychologie-Prof. Klaus Oberauer die Skeptiker des überzogenen IPCC-Klima-Alarmismus, als “Verschwörungstheorie-Trottel” oder konservativ verbohrte “Wissenschaftsleugner” abkanzeln. Schade, dass die SRF-Zuhörer auch hier nicht die volle Wahrheit über den Hintergrund von Oberauer erfahren dürfen. Er ist nämlich Co-Autor von einschlägig bekannten Aktivistenartikeln zusammen mit seinem Mitstreiter Stephan Lewandowski, in welchen IPCC-Skeptiker unter krasser Verdrehung der realen Datenbasis als irre Verschwörungstheoretiker dargestellt werden (siehe z.B. hier). Ausserdem ist es mehr als fragwürdig, dass sich Oberauer im SRF-Radio-Interview als scheinbar neutraler Beobachter inszenieren darf, obwohl er in Wirklichkeit ein lupenreiner Öko-Aktivist ist.


Beitrag zur Kleinen Eiszeit auf BBC Radio “Science in Action” am 16. Dezember 2016:

Europe’s Coldest Decade
In the midst of the Little Ice Age, winter temperatures plummeted even lower in the extraordinary decade of 1430-1440. Rivers, lakes and coastlines froze over year after year. Seeds perished, flocks dwindled, famine ensued, and soon minorities and witches were being blamed for the miserable conditions. Historian Chantal Camenisch and Kathrin Keller of Bern University look into what may have been the worst decade in European weather in almost a millennium.

Es geht um eine Arbeit von Chantal Camenisch und Kollegen in Climate of the Past, in der die kalten Winter der 1430er Jahre als zufällige Laune der Natur beschrieben werden, die angeblich nichts mit dem zeitgleichen solaren Spörer-Minimum zu tun haben sollen. Kurios: Unmittelbar nach dem Interview mit den beiden Schweizer Autorinnen wird unter Hinweis auf andere Arbeiten von der BBC eingeräumt, dass kalte Winter sehr wohl mit geringer Sonnenaktivität verbunden wären.

Hier die dazugehörige Pressemitteilung zum Paper, die am 1. Dezember 2016 von der European Geosciences Union herausgegeben wurde:

The Coldest Decade of the Millennium? How the cold 1430s led to famine and disease

While searching through historical archives to find out more about the 15th-century climate of what is now Belgium, northern France, Luxembourg, and the Netherlands, Chantal Camenisch noticed something odd. “I realised that there was something extraordinary going on regarding the climate during the 1430s,” says the historian from the University of Bern in Switzerland.

Compared with other decades of the last millennium, many of the 1430s’ winters and some springs were extremely cold in the Low Countries, as well as in other parts of Europe. In the winter of 1432–33, people in Scotland had to use fire to melt wine in bottles before drinking it. In central Europe, many rivers and lakes froze over. In the usually mild regions of southern France, northern and central Italy, some winters lasted until April, often with late frosts. This affected food production and food prices in many parts of Europe. “For the people, it meant that they were suffering from hunger, they were sick and many of them died,” says Camenisch.

She joined forces with Kathrin Keller, a climate modeller at the Oeschger Centre for Climate Change Research in Bern, and other researchers, to find out more about the 1430s climate and how it impacted societies in northwestern and central Europe. Their results are published today in Climate of the Past, a journal of the European Geosciences Union.

They looked into climate archives, data such as tree rings, ice cores, lake sediments and historical documents, to reconstruct the climate of the time. “The reconstructions show that the climatic conditions during the 1430s were very special. With its very cold winters and normal to warm summers, this decade is a one of a kind in the 400 years of data we were investigating, from 1300 to 1700 CE,” says Keller. “What cannot be answered by the reconstructions alone, however, is its origin – was the anomalous climate forced by external influences, such as volcanism or changes in solar activity, or was it simply the random result of natural variability inherent to the climate system?”

There have been other cold periods in Europe’s history. In 1815, Mount Tambora – a volcano in Indonesia – spewed large quantities of ash and particles into the atmosphere, blocking enough sunlight to significantly reduce temperatures in Europe and other parts of the world. But the 1430s were different, not only in what caused the cooling but also because they hadn’t been studied in detail until now.

The climate simulations ran by Keller and her team showed that, while there were some volcanic eruptions and changes in solar activity around that time, these could not explain the climate pattern of the 1430s. The climate models showed instead that these conditions were due to natural variations in the climate system, a combination of natural factors that occurred by chance and meant Europe had very cold winters and normal to warm summers. [See note]

Regardless of the underlying causes of the odd climate, the 1430s were “a cruel period” for those who lived through those years, says Camenisch. “Due to this cluster of extremely cold winters with low temperatures lasting until April and May, the growing grain was damaged, as well as the vineyards and other agricultural production. Therefore, there were considerable harvest failures in many places in northwestern and central Europe. These harvest failures led to rising food prices and consequently subsistence crisis and famine. Furthermore, epidemic diseases raged in many places. Famine and epidemics led to an increase of the mortality rate.” In the paper, the authors also mention other impacts: “In the context of the crisis, minorities were blamed for harsh climatic conditions, rising food prices, famine and plague.” However, in some cities, such as Basel, Strasbourg, Cologne or London, societies adapted more constructively to the crisis by building communal granaries that made them more resilient to future food shortages.

Keller says another decade of very cold winters could happen again. “However, such temperature variations have to be seen in the context of the state of the climate system. Compared to the 15th century we live in a distinctly warmer world. As a consequence, we are affected by climate extremes in a different way – cold extremes are less cold, hot extremes are even hotter.”

The team says their Climate of the Past study could help people today by showing how societies can be affected by extreme climate conditions, and how they should take precautions to make themselves less vulnerable to them. In the 1430s, people had not been exposed to such extreme conditions before and were unprepared to deal with the consequences.

“Our example of a climate-induced challenge to society shows the need to prepare for extreme climate conditions that might be coming sooner or later,” says Camenisch. “It also shows that, to avoid similar or even larger crises to that of the 1430s, societies today need to take measures to avoid dangerous anthropogenic climate interference.”

Even without the influence of external factors, the climate can vary naturally because of the way the different components of the climate system (such as atmosphere, oceans or land) interact with each other. El Niño, a warming of the eastern equatorial Pacific Ocean, is an example of natural variability. This phenomenon happens every 2 to 7 years and causes changes in temperature and rainfall also in other parts of the world for months. The type of natural variability responsible for the 1430s climate conditions is another, much less common, example.


Universität Cardiff: Schwankungen der Sonnenaktivität und Vulkanausbrüche waren wichtigste vorindustrielle Klimafaktoren im Nordatlantik

Pressemitteilung der University Cardiff vom 6. Dezember 2016:


Longest-living animal gives up ocean secrets

Analysis of the quahog clam reveals how the oceans affected the climate over the past 1000 years

A study of the longest-living animal on Earth, the quahog clam, has provided researchers with an unprecedented insight into the history of the oceans. By studying the chemistry of growth rings in the shells of the quahog clam, experts from the School of Earth and Ocean Sciences have pieced together the history of the North Atlantic Ocean over the past 1000 years and discovered how its role in driving the atmospheric climate has drastically changed.

The research team showed that prior to the industrial period (pre AD 1800), changes in the North Atlantic Ocean, brought about by variations in the Sun’s activity and volcanic eruptions, were driving our climate and led to changes in the atmosphere, which subsequently impacted our weather. However, this has switched during the industrial period (1800-2000) and changes in the North Atlantic are now synchronous with, or lag behind, changes in the atmosphere, which the researchers believe could be due to the influences of greenhouse gases. The results are extremely important in terms of discerning how changes in the North Atlantic Ocean may impact the climate and the weather across the Northern Hemisphere in the future. The findings have been published today in the journal Nature Communications.

The quahog clam, also known as a hard clam or chowder clam, is an edible mollusc native to the continental shelf seas of North America and Europe and can live for over 500 years. The chemistry in the growth rings in the shells of the clam – which occur much like the annual growth rings in the centre of trees – can act as a proxy for the chemical make-up of the oceans, enabling researchers to reconstruct a history of how the oceans have changed over the past 1000 years with unprecedented dating precision. By comparing this record with records of solar variability, volcanic eruptions and atmospheric air temperatures, the researchers have been able to construct a bigger picture and investigate how each of these things have been linked to one another over time.

Lead author of the study Dr David Reynolds, from the School of Earth and Ocean Sciences, said: “Our results show that solar variability and volcanic eruptions play a significant role in driving variability in the oceans over the past 1000 years. Results also showed that marine variability has played an active role in driving changes to Northern Hemisphere air temperatures in the pre-industrial era. “This trend is not seen during the industrial period, where Northern Hemisphere temperature changes, driven by manmade forcings, precede variability in the marine environment.”

Up until now, instrumental observations of the oceans have only spanned the last 100 years or so, whilst reconstructions using marine sediment cores come with significant age uncertainties. This has limited the ability of researchers to look further back in time and examine the role the ocean plays in the wider climate system using such detailed statistical analyses. Co-author of the study Professor Ian Hall, from the School of Earth and Ocean Sciences, said: “Our results highlight the challenge of basing our understanding of the climate system on generally short observational records. “Whilst they likely capture an element of natural variability, the strong anthropogenic trends observed over recent decades likely masks the true natural rhythms of the climate system. These data therefore provides an invaluable archive of the natural state of the ocean system and the expression of anthropogenic change over the last 1000 years.

“If we are to continue to develop the most robust near-term predictions of future climate change we must continue to develop robust reconstructions of past ocean variability.” The Cardiff-led study was funded by NERC and undertaken in collaboration with researchers from the University of Bangor, University of Exeter, Iowa State University, Aarhus University and the University of Iceland.


Hinweise auf Klimaeinfluss der Sonne verdichten sich weiter

In unserem Buch “Die kalte Sonne” haben wir den enormen Einfluss von Sonnenaktivitätsschwankungen auf das Erdklima zeigen können. Die Forschung zum Thema läuft weiter auf Hochtouren. Im Folgenden wollen wir einige jüngere Arbeiten vorstellen.

Aus dem März 2016 stammt eine Arbeit von Yamakawa et al. in Quaternary International, in der die Autoren den solaren Klimaeinfluss über die Stratosphäre und die Meeresoberfläche beschreiben:

Relationships between solar activity and variations in SST and atmospheric circulation in the stratosphere and troposphere
Relationships between solar activity and variations in both sea surface temperature (SST) and atmospheric circulation at the time of the solar maximum are presented. The global distribution of correlation coefficients between annual relative sunspot numbers (SSN) and SST from July to December was examined over a 111-year period from 1901 to 2011. Areas with a significant positive correlation accounted for 11.7% of the global sea surface in December, mainly over three regions in the Pacific. The influence of solar activity on global atmospheric pressure variations and circulation in the maximum years was also analyzed from 1979 to 2011. The results indicated that higher geopotential height anomalies tended to appear in the stratosphere and troposphere in the northern hemisphere, centering on around the Hawaiian Islands from November to December, in the second year of the solar maximum. The SST distribution in the Pacific with strong north and south Pacific Highs produced a pattern that resembled teleconnection patterns such as the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and the Central-Pacific (CP) El Niño, or El Niño Modoki (ENM). It is suggested that the solar activity had an influence on the troposphere via not only the stratosphere but also the sea surface.

Im Dezember 2015 war der Klimaeinfluss des solaren 11- Jahreszyklus Thema im AGU-Mitgliederblatt Eos:

[...] The Sun’s impact on the climate is a hot and tangled topic. Mounting evidence suggests that the 11-year solar cycle can affect climate and temperatures—the most famous example being Europe’s Little Ice Age, when the Sun went through several nearly sunspotless cycles from 1645 to 1715. [...] Over the course of the 11-year cycle, the rotation of the Sun slowly twists its magnetic field into knots, creating dark sunspots. Although the overall brightness of the Sun varies by only 0.1%, the twisted bundles of magnetic energy can boost its ultraviolet (UV) radiation by 4%–8% at the solar cycle’s peak. These powerful UV rays trigger chemical reactions in the stratosphere that bind oxygen atoms and molecules to form ozone. Since ozone itself is a good absorber of UV radiation, it can heat the stratosphere near the equator, which affects the winds that circle the globe.

Ganzen Artikel in Eos lesen.

Eine Gruppe um Willie Soon publizierte im November 2015 in Earth Science Reviews zur Klimawirkung der Sonne im Rahmen der Erwärmung der letzten 150 Jahre:

Re-evaluating the role of solar variability on Northern Hemisphere temperature trends since the 19th century

Debate over what influence (if any) solar variability has had on surface air temperature trends since the 19th century has been controversial. In this paper, we consider two factors which may have contributed to this controversy:

1. Several different solar variability datasets exist. While each of these datasets is constructed on plausible grounds, they often imply contradictory estimates for the trends in solar activity since the 19th century.

Although attempts have been made to account for non-climatic biases in previous estimates of surface air temperature trends, recent research by two of the authors has shown that current estimates are likely still affected by non-climatic biases, particularly urbanization bias.

With these points in mind, we first review the debate over solar variability. We summarise the points of general agreement between most groups and the aspects which still remain controversial. We discuss possible future research which may help resolve the controversy of these aspects. Then, in order to account for the problem of urbanization bias, we compile a new estimate of Northern Hemisphere surface air temperature trends since 1881, using records from predominantly rural stations in the monthly Global Historical Climatology Network dataset. Like previous weather station-based estimates, our new estimate suggests that surface air temperatures warmed during the 1880s–1940s and 1980s–2000s. However, this new estimate suggests these two warming periods were separated by a pronounced cooling period during the 1950s–1970s and that the relative warmth of the mid-20th century warm period was comparable to the recent warm period.

We then compare our weather station-based temperature trend estimate to several other independent estimates. This new record is found to be consistent with estimates of Northern Hemisphere Sea Surface Temperature (SST) trends, as well as temperature proxy-based estimates derived from glacier length records and from tree ring widths. However, the multi-model means of the recent Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) climate model hindcasts were unable to adequately reproduce the new estimate — although the modelling of certain volcanic eruptions did seem to be reasonably well reproduced.

Finally, we compare our new composite to one of the solar variability datasets not considered by the CMIP5 climate models, i.e., Scafetta and Willson, 2014′s update to the Hoyt and Schatten, 1993 dataset. A strong correlation is found between these two datasets, implying that solar variability has been the dominant influence on Northern Hemisphere temperature trends since at least 1881. We discuss the significance of this apparent correlation, and its implications for previous studies which have instead suggested that increasing atmospheric carbon dioxide has been the dominant influence.

Von 2015 stammt auch ein Buch von Olavi Kärner mit dem Titel “Towards a New Climate Representation: Analysis of Forcing and Response Time Series“. Aus der Beschreibung:

This book provides a mutual analysis of temporal variability of total solar irradiance (TSI) at the top of the atmosphere (TOA) and various air temperature time series. The first part covers exploratory studies of the daily series in order to fit a statistical model for representing their long range temporal variability. The second part contains climatological interpretation of the fitted model. The results show essentially different temporal variability structure than that predicted by the theory of anthropogenic global warming.

Weiter mit einer Publikation aus dem Oktober 2015 in Advances in Space Research. Alexander Ruzmaikin und Joan Feynman dokumentieren darin den klimatischen Einfluss des solaren Gleissberg-Zyklus, der eine Periode von 90 Jahren besitzt:

The Earth’s climate at minima of Centennial Gleissberg Cycles
The recent extended, deep minimum of solar variability and the extended minima in the 19th and 20th centuries (1810–1830 and 1900–1920) are consistent with minima of the Centennial Gleissberg Cycle (CGC), a 90–100 year variation of the amplitude of the 11-year sunspot cycle observed on the Sun and at the Earth. The Earth’s climate response to these prolonged low solar radiation inputs involves heat transfer to the deep ocean causing a time lag longer than a decade. The spatial pattern of the climate response, which allows distinguishing the CGC forcing from other climate forcings, is dominated by the Pacific North American pattern (PNA). The CGC minima, sometimes coincidently in combination with volcanic forcing, are associated with severe weather extremes. Thus the 19th century CGC minimum, coexisted with volcanic eruptions, led to especially cold conditions in United States, Canada and Western Europe.

Im Mai 2016 veröffentlichten Al-Tameemi & Chukin im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics eine Analyse zum globalen Wasserzyklus. Interessanterweise fanden die Autoren eine deutliche Beeinflussung der globalen Verdunstung und des Wasserhaushaltes durch solare Aktivitätsschwankungen:

Global water cycle and solar activity variations
The water cycle is the most active and most important component in the circulation of global mass and energy in the Earth system. Furthermore, water cycle parameters such as evaporation, precipitation, and precipitable water vapour play a major role in global climate change. In this work, we attempt to determine the impact of solar activity on the global water cycle by analyzing the global monthly values of precipitable water vapour, precipitation, and the Solar Modulation Potential in 1983–2008. The first object of this study was to calculate global evaporation for the period 1983–2008. For this purpose, we determined the water cycle rate from satellite data, and precipitation/evaporation relationship from 10 years of Planet Simulator model data. The second object of our study was to investigate the relationship between the Solar Modulation Potential (solar activity index) and the evaporation for the period 1983–2008. The results showed that there is a relationship between the solar modulation potential and the evaporation values for the period of study. Therefore, we can assume that the solar activity has an impact on the global water cycle.

Im Februar 2016 erschien eine Arbeit von Kunihiko Kodera unter Beteiligung der Geomar-Forscherin Katja Matthes. Die Wissenschaftler beschreiben eine Erwärmung in mittleren Breiten durch den solaren Zyklus. Das Klimasignal wird dabei in der Stratosphäre durch die Sonne generiert und dann in die Troposphäre nach unten weiter gegeben:

How can we understand the solar cycle signal on the Earth’s surface?
To understand solar cycle signals on the Earth’s surface and identify the physical mechanisms responsible, surface temperature variations from observations as well as climate model data are analyzed to characterize their spatial structure. The solar signal in the annual mean surface temperature is characterized by (i) mid-latitude warming and (ii) no warming in the tropics. The mid-latitude warming during solar maxima in both hemispheres is associated with a downward penetration of zonal mean zonal wind anomalies from the upper stratosphere during late winter. During Northern Hemisphere winter this is manifested in a modulation of the polar-night jet whereas in the Southern Hemisphere the subtropical jet plays the major role. Warming signals are particularly apparent over the Eurasian continent and ocean frontal zones, including a previously reported lagged response over the North Atlantic. In the tropics, local warming occurs over the Indian and central Pacific oceans during high solar activity. However, this warming is counter balanced by cooling over the cold tongue sectors in the southeastern Pacific and the South Atlantic, and results in a very weak zonally averaged tropical mean signal. The cooling in the ocean basins is associated with stronger cross-equatorial winds resulting from a northward shift of the ascending branch of the Hadley circulation during solar maxima. To understand the complex processes involved in the solar signal transfer, results of an idealized middle atmosphere–ocean coupled model experiment on the impact of stratospheric zonal wind changes are compared with solar signals in observations. The model results suggest that both tropical and extra-tropical solar surface signals can result from circulation changes in the upper stratosphere through (i) a downward migration of wave–zonal mean flow interactions and (ii) changes in the stratospheric mean meridional circulation. These experiments support earlier evidence of an indirect solar influence from the stratosphere.

Weitere Beiträge zum Thema Sonne/Klima von Javier und Stefan Kämpe.

Angesichts der Vielzahl von Belegen zur starken Klimawirkung der Sonne wird es für die Sonnen-Gegner nun eng. Im Rahmen des Forschungsnetzwerks TOSCA haben sich einige Forscher zusammengschlossen, um die Sonne klimatisch abzuschalten. In einer Pressemitteilung vom 29. August 2016 behaupten sie, dass die Sonne nichts mit der globalen Erwärmung des 20. Jahrhunderts zu tun habe. Ironischerweise schreiben sie dann aber gleich im nächsten Satz, dass die Sonne sehrwohl im Jahrhundertmaßstab klimatische Wirkung entfaltet:

A changing Sun, a changing climate?
[...] By comparing recent measurements with results from new models, the network challenged the long-debated assumption that the Sun’s slight change in radiation could cause the Earth’s climate to change. They found mechanisms by which solar variation can alter climate variability regionally, but none that would trigger global warming. Looking at time scales longer than a century, the impact of solar variability on climate change is evident, but the effect of greenhouse gases has been proven much more considerable in the short run. However, there are still many questions behind the Sun-Earth connection, some of which TOSCA helped answer. By examining the different phenomena defining the solar impact on climate in general, the team showed several subtle phenomena could have a significant impact, often locally. For instance, UV radiation amounts to a mere 7% of solar energy, but its variation produces changes in the stratosphere near the Equator, all the way to the polar regions, which govern climate. This means that winters in Europe would become wetter and milder or, on the contrary, drier and cooler, depending on the Sun’s state. They also found that streams of electrons and protons known as the solar wind, affecting the Earth’s global electric field, lead to changes in aerosol formation, which ultimately impact rainfall. These effects, largely ignored so far, will now be incorporated into several climate models in order to build a more complete picture.

Einer der Leiter des TOSCA-Programms ist Benjamin Laken, der sich bereits in der Vergangenheit mit Kritik an Svensmark und seinem solaren Wolkenmodell profilierte. Seltsamerweise hatte Laken in früheren Arbeiten die Svensmark-Modelle noch unterstützt. Hin- und hergerissen zwischen solarem PRO und CONTRA geht es hier vielleicht aber auch um die wissenschaftspolitische Eignung für eine Institutsdauerstelle, wobei Sonnenkritik unabdingbar ist. In der Pressemitteilung heißt es:

Dr Benjamin Laken had a leading role in one of TOSCA’s training schools: “I demonstrated the use of Python for data analytics, and also guided a small team of students through an independent research project. This helped expose the students – many for the first time – to critical tools and methods relevant to their development into research. TOSCA enabled me to identify the most pressing knowledge gaps, which I could personally contribute to, and see how to effectively communicate my findings back to an interdisciplinary community. Thanks to the network, I was able to grow as a researcher at a critical time in my career.


Eine kleine Sensation, von der Presse unbemerkt: Sonnenaktivität erreichte im späten 20. Jahrhundert nun doch Maximalwerte

In der Vergangenheit wurde uns stets erklärt, die Sonnenaktivität könne nichts mit der Erwärmung im späten 20. Jahrhundert zu tun haben, denn die beiden Kurven würden ja vollkommen entgegengesetzt zueinander verlaufen. Zum Beweis wurden dann Graphiken wie die folgende aus Wikipedia verwendet:

Abbildung 1: Vergleich der Entwicklung von globaler Temperatur, CO2 und Sonnenaktivität. Aus Wikipedia. Quelle: Leland McInnes at the English language Wikipedia [GFDL ( or CC-BY-SA-3.0 (], via Wikimedia Commons


Das Problem: Die Sonnenaktivität wird mittlerweile gar nicht mehr allein an den wackeligen Sonnenflecken festgemacht. Das oben dargestellte Diagramm ist ein Update von 2014, das offenbar von einem User mit dem wenig vertrauenserweckenden Namen “Kopiersperre” zur Verfügung gestellt wurde. Die aktualisierten Verlaufskurven der Sonnenaktivität gibt es bei der Österreichischen Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) sowie der Forschergruppe PAGES:


Abbildung 2: Schwankungen des solaren Klimaantriebes in Jahrtausenden, Jahrhunderten und Jahrzehnten. Oben: Im 20. Jahrhundert war die stärkste Sonnenaktivität seit 11.000 Jahren (hier 7.000 Jahre) zu verzeichnen. Mitte: Dem starken Antrieb des Hochmittelalters und dem geringeren in den Jahrhunderten danach folgte der ungewöhnliche Anstieg zum aktuellen Niveau. Unten: Erst im kurzfristigen Maßstab tritt der elfjährige Zyklus deutlich hervor (Fröhlich 2000 aktual., Wagner u.a. 2007). Abbildungs-Quelle: ZAMG


Abbildung 3: Sonnenaktivität während der vergangenen 400 Jahre.Weiße Kurve gibt die Total Solar Irradiance (TSI) an, die gelbe Kurve repräsentieren die Sonnenflecken. Abbildungsquelle: PAGES.



Die starken Veränderungen im Verständnis der Sonnenaktivität haben Matthes & Funke Ende 2015 bereits in einem Konferenzbeitrag auf Seite 9 dargestellt (alte Kurve SATIRE-TS in rot):

Abbildung 4: Neue und alte Kurven zur Sonnenaktivität während der vergangenen 165 Jahre. Quelle: Seite 9 in Matthes & Funke 2015.



Aber es kommt noch besser. Die Sonne erzielte am Ende des 20. Jahrhundert nicht nur ihre Maximum der letzten Jahrhunderte, sondern war offenbar so stark wie nie zuvor in den vergangenen 10.000 Jahren. Matthes et al. zeigten es in einer aktuellen Publikation von 2016 im Fachblatt Geoscientific Model Development Discussions:

Abbildung 5: Sonnenaktivität während der letzten 10.000 Jahre. Quelle: Abb. 20 in Matthes et al. 2016


Die außergewöhnlich starke Sonnenaktivität in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert hatte übrigens bereits Sami Solanki vor mehr als 10 Jahren in Nature berichtet. Danach zog er sich jedoch auf mysteriöse Weise aus der Klimadiskussion zurück. Ist dies vielleicht der Grund, weshalb die Sonnenforscher nun nahezu unbemerkt unterhalb des medialen Radars operieren? Die unerwartet starke Sonne wirft unbequeme Fragen auf, denen man gerne ausweicht. Könnte die hohe Sonnenaktivität vielleicht doch irgendetwas mit der starken Erwärmung 1980-2000 zu tun haben?

Auf jeden Fall kann uns nun niemand mehr erzählen, dass Sonnenaktivität und Temperatur divergieren und daher der Zusammenhang widerlegt sei. Die Attribution muss auf jeden Fall neu aufgerollt werden, das ist alternativlos.


Solares Paradoxon Deutschlands Teil II: Das Klimapendel schlägt zurück

140 Jahre Forschung zu Sonne und Klima in Deutschland

Von Steven Michelbach, Geograph, Bad Mergentheim

Bereits Anfang des 20 Jahrhunderts war die Klimaerwärmung Gegenstand umfassender Untersuchungen. Forscher sprachen schon 1930 von einer regelrechten „Klimaverwerfung“. Ab 1940 setzte eine markante und völlig unerwartete Abkühlung ein. Tausende von Forschern suchten eine Erklärung dafür, ob Atomwaffentestversuche oder das CO2 aus der Nutzung fossiler Brenn­stoffe verantwortlich war. Als Forschungsergebnis stand 1967 schließlich fest: „Die Sonne ist jene Kraft, die Schwankungen und Pendelungen unseres Klimas verursacht. Sie hält den Motor in Gang, der für die Zirkulationssysteme der Atmosphäre und Meere verantwortlich ist. Schwankungen der Sonnenaktivität schlagen sich direkt auf Wetter und Klima in allen Regionen der Erde nieder.“

Irgendwie geriet dieses Wissen in Vergessenheit oder wurde verdrängt. Ab 1980 war plötzlich die CO2-Treibhaustheorie wieder in der Diskussion und beschäftigt die Klimaforschung inzwischen aufs Heftigste. Fast panikartig blickt man in eine vermeintlich bedrohliche Zukunft und ist von jeder Form von eventuellen Rekorden wie Hitzerekorden fasziniert und schockiert. In aller Eile wird die Energieversorgung einer ganzen Nation in großer Hektik umgekrempelt.

Eine alte Weisheit aber besagt, man soll den Fluss überqueren und dabei die Steine unter seinen Füßen spüren. Bezogen auf den Klimawandel und die Energiewende gilt dies ebenso. Jeder gewissenhafte Unternehmer prüft ständig die Betriebsbilanz. Immer wieder schaut er auch zurück, ob die Grundlagen für einmal getroffene Entscheidungen noch haltbar sind.

Im Hinblick auf Klimaveränderungen ist seit Jahrhunderten bekannt, dass es natürliche Schwan­kungen gibt. Gerade deshalb ist es zwingend erforderlich, die Entwicklung konzentriert zu verfolgen. Dabei darf der Blick zurück im Maßstab einzelner Klimaperioden nicht vernachlässigt werden. Auch das vorhandene Datenmaterial muss wiederholt gesichtet und überprüft werden, ob die verwendeten Daten überhaupt noch repräsentativ sind. Hier scheint es erheblichen Arbeitsbedarf im deutschen Klimadatenfundus zu geben. Manche Stationen zeigen einen vermeintlichen Temperaturanstieg durch globalen Klimawandel. Benachbarte Stationen belegen 100 Jahre Stagnation der Temperatur. Was ist da los? Spiegeln sich hier nur Veränderungen im näheren Umfeld in den Daten wider mit der Folge einer notwendigen und konsequenten Disqualifikation der Station, oder entspricht das Gemessene tatsächlich einer natürlichen Entwicklung. Am Beispiel der Extremwerte verschiedener Wetterstationen von der Zugspitze, über den Hohenpeißenberg bis hinunter nach Schwerin in Ostseenähe wird aufgezeigt, welche Kraft tatsächlich für den Klimawandel im deutschen Temperaturdatensatz verantwortlich ist: der Mensch oder die Sonne.


Allgemeiner Einfluss der Sonne auf die Temperatur

Der heiße Sommer 2015 hat gezeigt, wie Rekordtemperaturen tatsächlich zustande kommen. Es sind klare, wolkenlose Tage an denen es zu den vermeintlichen neuen deutschen Temperatur­rekorden kam. CO2 in der Atmosphäre soll für diese Rekorde verantwortlich gewesen sein.

Allerdings nur tagsüber, denn an der Rekordstation in Kitzingen lag vor und nach diesem Rekord (05.07. 2015 und wiederholt am 7.08.2015) die Minimumtemperatur in den Nächten um ca. 25 °C niedriger als tagsüber. Trotz hoher CO2-Konzentrationen kann es also innerhalb von 12 Stunden zu einem Wärmeverlust von ca. 25 °C kommen. Kann CO2 tatsächlich nur tagsüber Temperatur­rekorde erzeugen, nachts dagegen aber weitgehend wirkungslos sein? Nein! 140 Jahre Klima­forschung in Deutschland haben immer wieder den Einfluss der Sonne auf das Temperatur­geschehen weltweit nachgewiesen. Solche Hitzetage bei klarem Himmel sind eindeutig einer sehr hohen Sonnen­einstrahlung geschuldet. In den Nächten fehlt die Einstrahlung und mangels schützender Wolkendecke purzeln die Temperaturen dann „in den Keller“. Die Klimakunde nennt dies „Steppenklima“, wie es schon lange für den unterfränkischen Raum bekannt ist.

Doch nicht nur hier, überall auf der Erde kann man den Einfluss der Sonne auf die Temperatur am eigenen Leib spüren. Ist man direkt der Sonne ausgesetzt, ist an einem klaren Tag ein kräftiger Sonnenbrand aufgrund der intensiven UV-Strahlung unausweichlich. Dies passiert im Hochgebirge, auf dem flachen Land und am Meer. 90 % der Masse der Atmosphäre befinden sich in den unteren 20 km. Ein Teil der auf der Erde eintreffenden Sonnenenergie wird durch Wolken, Luft und Boden (hier besonders von Schnee) zu 30 % wieder in den Weltraum reflektiert. Die restlichen 70 % werden absorbiert: rund 20 % von der Atmosphäre, 50 % von der Erdoberfläche (Kontinente und Ozeane). Wenn also 50 % der Sonnen­energie bis auf die Erdoberfläche gelangen, dann ist das Auftreten eines Sonnenbrandes verursacht durch einen Teil dieses Strahlungsmixes, dem UV-Anteil, verständlich. Entsprechend müssten dann aber auch die bekannten Strahlungs­schwankungen der Sonne direkt auf der Erdoberfläche im Lebensraum des Menschen wirksam werden und dort festgestellt werden können. Es verwundert schon, warum dann der Einfluss der Sonne auf das Klima so gering sein soll, wie in den Rechenmodellen des PIK e.V. und des IPCC suggeriert wird.

Jahrzehntelange Solarforschung hat ergeben, dass einzelne Anteile der Energieabstrahlung der Sonne sich dabei in durchaus respektablen Schwingungsbreiten oder Amplituden verändern. Die UV-Strahlung schwankt bis um 40 %, bei der Röntgenstrahlung sollen es sogar über 100 % sein, Faktor 2 (!). Die Sonnenfleckenzahl kann zwischen Null und maximal 500 Stück pro Tag variieren. Ähnliches gilt für solare Massenauswürfe, den Sonneneruptionen. Dabei verändert sich auch das Magnetfeld (Ursache der Sonnenflecken und –eruptionen) und auch der Sonnenwind. Wer sich die neuen Fotos der NASA der Raumsonde SDO (Solar Dynamics Observatory) z.B. auf der Webseite der NASA ansieht, kann erkennen, was es bedeutet, wenn im Sonnenmaximum bei hunderten von Sonnenflecken unglaublich große und spektakuläre Energiefreisetzungen stattfinden. Diese beeinflussen zwangsweise auch die Erde. Denn die kleine Erde ist ja gerade nur wenige 107 Sonnendurchmesser von ihrem riesigen Mutterstern entfernt und somit dem riesigen Solarreaktor direkt ausgeliefert.

Link zum Video 5 Jahre Solar Dynamics Observatory SDO hier und hier.

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Neues vom Svensmark-Wolken-Solarverstärker

Vor einigen Jahren beschrieb Henrik Svensmark einen Mechanismus, bei dem solare Aktivitätsschwankungen die Wolkenbedeckung verändern. War dies der gesuchte Solarverstärker? Der vorgeschlagene Prozess enthält eine Reihe von Zwischenschritten, wobei das Sonnenmagnetfeld die kosmische Strahlung mal mehr und mal weniger stark abschirmt, also moduliert. Die kleinen galaktischen Teilchen sollen dann als Kondensationskeime für Wolken dienen. Der Mechanismus leuchtet im Großen und Ganzen ein, und Svensmark konnte zunächst eine schöne Korrelation der Sonnenaktivität mit den Wolken liefern. Dann allerdings liefen die Kurven auseinander. Es war wohl doch etwas komplizierter. Der IPCC freute sich und verwarf das Modell kurzerhand. Vermutlich vorschnell, denn Stück für Stück wird nun allmählich klarer, dass man stärker differenzieren muss: Zwischen verschiedenen Breitengraden, Wolkenstockwerken, Jahreszeiten. Im Folgenden wollen wir für Sie das Neueste zum Wolken-Solarverstärker zusammenfassen.

Im November 2014 berichteten M. Kancirova und K. Kudela in Atmospheric Research über eine Studie zur Entwicklung der Wolkenbedeckung und der kosmischen Strahlen auf einem 2634 m hohen Berg in der Slovakei für den Zeitraum 1982–2010. Die Autoren fanden dabei eine stabile Korrelation zwischen Wolken und kosmischer Strahlung, wenn auch schwach ausgeprägt. Hier der Abstract:

Cloud cover and cosmic ray variations at Lomnický štít high altitude observing site
We studied the relation of cloud cover and cosmic rays during the period 1982–2010 measured at Lomnický štít (2634 m above sea level, in the direction of 49.40°N, 20.22°E, geomagnetic vertical cut-off rigidity for cosmic ray ~ 3.85 GV). Daily means are used. It is seen that the correlations are insignificant for averaging shorter than about one year. We have found weak positive correlation for longer averaging times. Difference in distributions of cosmic ray intensity between the days with cloudless and overcast sky level at α = 0.05 is found in the data. In addition to the experiments and clarification of physical mechanisms behind the relations studied here, longer time intervals and analysis at different sites with respect to cut-off rigidity and sea/continents along with the satellite data are important for progress in understanding the cosmic ray–cloud relation questions, at least from the point of view of empirical description of the dependencies.

Im Januar 2015 legten Badruddin & Aslam dann im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics nach. Sie studierten den Einfluss der kosmischen Strahlung auf den Indischen Sommermonsun. Und sie wurde fündig: Dürrephasen ereigneten sich überwiegend wenn die kosmische Strahlung abnahm, während feuchte Phasen mit zunehmender kosmischer Strahlung gepaart waren. Zudem fanden sie einen Zusammenhang mit der Temperatur. Hier die Kurzfassung:

Influence of cosmic-ray variability on the monsoon rainfall and temperature
We study the role of galactic cosmic ray (GCR) variability in influencing the rainfall variability in Indian Summer Monsoon Rainfall (ISMR) season.
We find that on an average during ‘drought’ (low ISMR) periods in India, GCR flux is decreasing, and during ‘flood’ (high ISMR) periods, GCR flux is increasing. The results of our analysis suggest for a possibility that the decreasing GCR flux during the summer monsoon season in India may suppress the rainfall. On the other hand, increasing GCR flux may enhance the rainfall. We suspect that in addition to real environmental conditions, significant levitation/dispersion of low clouds and hence reduced possibility of collision/coalescence to form raindrops suppresses the rainfall during decreasing GCR flux in monsoon season. On the other hand, enhanced collision/coalescence efficiency during increasing GCR flux due to electrical effects may contribute to enhancing the rainfall. Based on the observations, we put forward the idea that, under suitable environmental conditions, changing GCR flux may influence precipitation by suppressing/enhancing it, depending upon the decreasing/increasing nature of GCR flux variability during monsoon season in India, at least. We further note that the rainfall variability is inversely related to the temperature variation during ISMR season. We suggest an explanation, although speculative, how a decreasing/increasing GCR flux can influence the rainfall and the temperature. We speculate that the proposed hypothesis, based on the Indian climate data can be extended to whole tropical and sub-tropical belt, and that it may contribute to global temperature in a significant way. If correct, our hypothesis has important implication for the sun – climate link.

Weiterhin erwähnenswert ist eine Arbeit von L.Z. Biktash im Dezember 2014 in Advances in Space Research. In dieser Studie geht es ebenfalls um die kosmische Strahlung und ihr Bezug zur globalen Temperatur. Für die Phase 1965–2012 sollen sich die Temperaturmaxima während der Minima der kosmischen Strahlung ereignet haben. Hier die Kurzfassung:

Evolution of Dst index, cosmic rays and global temperature during solar cycles 20–23
We have studied conditions in interplanetary space, which can have an influence on galactic cosmic ray (CR) and climate change. In this connection the solar wind and interplanetary magnetic field parameters and cosmic ray variations have been compared with geomagnetic activity represented by the equatorial Dst index from the beginning 1965 to the end of 2012. Dst index is commonly used as the solar wind–magnetosphere–ionosphere interaction characteristic. The important drivers in interplanetary medium which have effect on cosmic rays as CMEs (coronal mass ejections) and CIRs (corotating interaction regions) undergo very strong changes during their propagation to the Earth. Because of this CMEs, coronal holes and the solar spot numbers (SSN) do not adequately reflect peculiarities concerned with the solar wind arrival to 1 AU. Therefore, the geomagnetic indices have some inestimable advantage as continuous series other the irregular solar wind measurements. We have compared the yearly average variations of Dst index and the solar wind parameters with cosmic ray data from Moscow, Climax, and Haleakala neutron monitors during the solar cycles 20–23. The descending phases of these solar cycles (CSs) had the long-lasting solar wind high speed streams occurred frequently and were the primary contributors to the recurrent Dst variations. They also had effects on cosmic rays variations. We show that long-term Dst variations in these solar cycles were correlated with the cosmic ray count rate and can be used for study of CR variations. Global temperature variations in connection with evolution of Dst index and CR variations is discussed.

Im Text der Arbeit heißt es:

We demonstrate that the detrended annual means of global surface air temperature in 1965–2012 show the maxima during CRs [Cosmic Rays] and Dst index [of the solar wind] minima. It proves that CRs [Cosmic Rays] play essential role in climate change and main part of climate variations can be explained by Pudovkin and Raspopov’s (1992) mechanism of action CRs [Cosmic Rays] modulated by the solar activity on the state of lower atmosphere and meteorological parameters. Following this we have to seek for another ways of looking for global warming reason, first of all, as a man impact on climate.”

Eine Gruppe um Nicolas Huneeus überraschte im Mai 2014 im Journal of Geophysical Research mit einer etwas versteckten Bestätigung des Sonne-Wolken-Bezugs. Im Rahmen von Modellierungen fanden sie eine bedeutende Beeinflussung der Wolken durch solare Aktivitätsschwankungen. Lesen Sie selbst im Abstract:

Forcings and feedbacks in the GeoMIP ensemble for a reduction in solar irradiance and increase in CO2
The effective radiative forcings (including rapid adjustments) and feedbacks associated with an instantaneous quadrupling of the preindustrial CO2 concentration and a counterbalancing reduction of the solar constant are investigated in the context of the Geoengineering Model Intercomparison Project (GeoMIP). The forcing and feedback parameters of the net energy flux, as well as its different components at the top-of-atmosphere (TOA) and surface, were examined in 10 Earth System Models to better understand the impact of solar radiation management on the energy budget. In spite of their very different nature, the feedback parameter and its components at the TOA and surface are almost identical for the two forcing mechanisms, not only in the global mean but also in their geographical distributions. This conclusion holds for each of the individual models despite intermodel differences in how feedbacks affect the energy budget. This indicates that the climate sensitivity parameter is independent of the forcing (when measured as an effective radiative forcing). We also show the existence of a large contribution of the cloudy-sky component to the shortwave effective radiative forcing at the TOA suggesting rapid cloud adjustments to a change in solar irradiance. In addition, the models present significant diversity in the spatial distribution of the shortwave feedback parameter in cloudy regions, indicating persistent uncertainties in cloud feedback mechanisms.

Hochinteressant auch die Studie einer Forscherguppe um Mai Mai Lam, die ihre Ergebnisse im September 2014 in den Geophysical Research Letters publizierte. (weiterlesen …)