Begleitend zur Pariser Klimakonferenz bietet der WWF in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Klimakonsortium (DKK) derzeit einen Einführungskurs zum Klimawandel an.
Kalte-Sonne-Chefredakteur Sebastian Lüning ist als Teilnehmer mit dabei. Vier der fünf Vorlesungen sind nun vorbei, die im Wochentakt ab dem 9. Novemebr 20915 veröffentlicht worden sind. Eigentlich eine gute Idee. Die moderne Internettechnik gestattet nun jedermann – kostenlos – an einem Weiterbildungsprogramm teilzunehmen, und das zu jeder gewünschten Zeit. Die Kurse sind Online abrufbar, zum Beispiel am Abend, wenn die meiste von uns wohl Zeit dafür finden können.
Natürlich stellt sich die Frage, ob ein von einer Umweltaktivistenorganisation veranstalteter Kurs auch die benötigte wissenschaftliche Ausgewogenheit besitzen kann. Bereits in der Vergangenheit war der WWF in Klimafragen eher auf der alarmistischen Seite beheimatet. Die Hoffnun war hier, dass das DKKfür fachliche Balance sorgt.
Um es gleich vorwegzunehmen, diese Hoffnungen wurden ziemlich enttäuscht. Der Kurs fährt eine knallharte Klimaalarm-Linie. Die Dozenten sind handverlesen, darunter auch Klimamodellierer wie Jochem Marotzke, denen es herzlich egal ist, dass die Modelle die reale Klimageschichte letzten Jahrtausende nicht nachvollziehen können.
Erfreulicherweise bieten die Kursveranstalter die Möglichkeit, Fragen zu den Lerneinheiten zu stellen. Hiervon haben wir natürlich Gebrauch gemacht, in der Hoffnung, nun endlich Antworten von den Experten auf brennende Fragen zu bekommen. Aber hier erlebten wir die zweite Enttäuschung. Den Dozenten waren die Fragen offenbar ziemlich egal. Im Frageforum wurden sie jedenfalls nicht gesichtet. Arroganz, Hilflosigkeit oder berechnende Strategie, um unbequemen Fragen auszuweichen? Dem ein oder anderen Kursteilnehmer wird die unerklärliche Stille bereits aufgefallen sein. Ein Schlag ins Gesicht aller Studierenden. Die künstliche Mauer zwischen Lehrenden und Lernenden befremdet, ist nicht aus dieser Zeit. Hier muss sich das Dozententeam mit den Kursmachern dringend einmal zusammensetzen, falls es eine Neuauflage des Kurses geben sollte.
Im Folgenden ein kleines „Logbook“ der Fragen, die Lüning den Kursdozenten stellte. Nicht eine einzige wurde bisher von Dozentenseite her beantwortet. Schade.
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KAPITEL 1:
Mehr Hitzetage
Es leuchtet ein, dass es heute mehr Hitzetage gibt als früher. Heute herrscht ja die wärmste Phase der letzten 500 Jahre. Aber wie sieht der Vergleich mit der letzten großen Wärmephase aus, der Mittelalterlichen Wärmeperiode, als es schon einmal so warm wie heute war? Kann man ausschließen, dass es damals ähnlich viele und intensive Hitzetage gab wie heute?
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CO2-Klimasensitivität
Nach Vorstellung der historischen Arrhenius-Arbeit hätte fairerweise erwähnt werden müssen, dass die 5°C pro CO2-Verdopplung heute nicht mehr aktuell sind. Der IPCC geht in seinem neuesten Bericht von einem Wert irgendwo im Spektrum 1,5-4,5°C aus. Mittlerweile gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass der korrekte Wert wohl eher in der unteren Hälfte dieses Spektrums liegt. Siehe z.B. eine kürzliche Arbeit des Hamburger Max-Planck-Instituts, wo Thorsten Mauritsen und Bjorn Stevens auf einen Erwärmungsbetrag von 2,2°C pro CO2-Verdopplung kommen:
http://www.nature.com/ngeo/journal/v8/n5/full/ngeo2414.html
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Wie hoch ist der natürliche Beitrag der Erwärmung im 20. Jh.?
Es ist schön, dass in der Lektion die natürlichen Faktoren genannt werden. Aber wie hoch ist ihr Anteil an der Erwärmung von knapp eine Grad in den letzten 150 Jahren? Damals endete die Kleine Eiszeit, eine ungewöhnlich kalte Phase, die als Normalnull-Referenz eigentlich gar nicht taugt, sondern ein Kälteextrem darstellt. Zu welchem Zeitpunkt wurde eigentlich die Normaltemperatur erreicht, gegen 1940? Und um wieviel Zehntelgrad liegt die heutige Temperatur über dieser „Normaltemperatur“?
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Kleine Eiszeit
Während der Kleinen Eiszeit hat es sicher etliche Vulkanausbrüche gegeben. Diese kühlen das Klime jedoch nur wenige Jahre lang. Eigentliche Ursache dieser ausgeprägten Kältephase war wohl die damals geringe Sonnenaktivität, was gerne hätte erwähnt werden können.
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KAPITEL 2:
CO2-Entwicklung vs. CO2-Klimasensitivtät
Ich bin schon ein bisschen enttäuscht von dieser Einleitung zur Klimamodellierung. Natürlich spielt der Co2-Emissionsverlauf eine große Rolle. Mindestens genauso wchtig ist aber auch die Frage der CO2-Klimasensitivität, also der Klimawirkung des CO2. Wie bereits im ersten Teil des Kurses wird dieser Punkt totgeschwiegen. Der IPCC hält einen Wertebereich von 1,5-4,5°C Erwärmung pro CO2-Verdopplung für möglich. Dies ist ein enormer Unsicherheitsbereich, den Prof. Marotzke hier verschweigt. Stattdessen schiebt er die gesamte Ungenauigkeit der Prognosen auf die CO2-Entwicklung. Dies ist irreführend. Weshalb gehen Sie nicht gleich zu Beginn auf das wichtige Thema der CO2-Klimasensitivität ein?
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Wie hoch ist der Verstärkungseffekt?
Aus physikalischer Sicht führt eine Verdopplung des CO2 zu einer Erwärmung von 1,1°C.
https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_sensitivity#Calculations_of_CO2_sensitivity_from_observational_data
Welche Hinweise gibt es darauf, dass Verstärkungseffekte diese 1,1°C nun vervielfachen? Der IPCC gibt als Obergrenze 4,5°C an, das wäre eine Vervierfachung durch Wasserdampf, Wolken etc. Ist das plausibel bzw. durch den Vergleich mit paläoklimatischen Daten der letzten Jahrtausende kalibriert?
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Auch in dieser Videosequenz erwähnt Prof. Marotzke die große Unsicherheit der CO2-Klimasensitivität mit keiner Silbe und fokussiert vor allem auf Emissionszenarien. Dies ist hochverwudnerlich, da sein Kollege und MPI-Mitdirektor Bjorn Stevens dazu kürzlich eine hochinteressante Arbeit herausgebracht hat:
http://www.nature.com/ngeo/journal/v8/n5/full/ngeo2414.html
Darin reduzieren die Autoren die CO2-Klimasensitivität von 3,0°C (IPCC) auf 2,2°C. Weshalb konnte Prof. Stevens nicht zur Mitwirkung an diesem Kurs gewonnen werden? Prof. Marotzke schweigt diesen wichtigen Forschungsergebnissen, was ich höchst bedauerlich finde.
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Welche CO2-Klimasensitivität wurde hier verwendet?
Welche CO2-Klimasensitivität wurde bei den vorgestellten Temperatur- und Strahlungsantriebskurven verwendet? Der IPCC erklärte in seinem letzten Bericht er wäre außerstande einen „best estimate“ anzugeben. Rechnen Sie mit 3,0°C pro CO2-Verdopplung?
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Blütezeit der Korallen vor 80 Millionen Jahren
Aus der Geologie wissen wir, dass die Korallen und Kalkbildner vor 80 Millionen Jahren während der Kreidezeit eine Blütephase erlebten. Damals betrug die CO2-Konzentration in der Atmosphäre ein Vielfaches des heutigen Wertes. Inwieweit konnten die Organismen dem niedrigen pH-Wert damals trotzen? Für mich passt das mit der Warnung vor einer gefährlichen Ozeanverauerung nicht zusammen.
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Wieviel natürliche Erwärmung steckt im Zwei-Grad Ziel?
Prof. Marotzke sagt im Video, dass sich die zwei Grad auf ein Referenzdatum gegen Ende der Kleinen Eiszeit 1850 bezieht. Nun ist ein gewichtiger Datei der Erwärmung seit 1850 der natürlichen Wiedererwärmung nach dieser natürlichen Kältephase geschuldet. Inwieweit macht es Sinn, hier natürliche und anthropogene Erwärmungskomponenten zu vermischen? Prof. Latif sagte, dass mindestens die Hälfte der Erwärmung der letzten 150 Jahre anthropogen sind. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass bis zur Hälfte der Erwärmung natürliche Ursachen hat.
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„Verblüffend einfacher Zusammenhang“
Prof. Marotzke spricht von einem „verblüffend einfachen Zusammenhang“ zwischen CO2 und der Temperatur. Ganz so einfach ist es jedoch leider nicht. Der Zusammenhang bricht regelrecht zusammen, wenn man sich die Temperaturentwicklug der vergangenen Jahrtausende anschaut. Vor 1000 Jahren zur Zeit der Mittelalterlichen Wärmeperiode war es bereits einmal so warm wie heute. Der CO2-Gehalt der Atmospäre war jedoch gering, auf vorindustriellem Niveau. In der Folge kühlte es im Zuge der Kleinen Eiszeit ab. Der CO2-Gehalt blieb jedoch konstant, kann nicht der Antrieb gewesen sein. Wie ist dies zu erklären?
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IPCC-Bericht moniert Modellierungsschwäche im Fall der Mittelalterlichen Wärmeperiode
Gegen Ende des Videobeitrags führt Prof. Marotzke den Weltklimarat und seine regelmäßigen IPCC-Klimaberichte an. In der letzten Ausgabe des Berichts moniert der IPCC ausdrücklich, dass bislang keines der aktuellen Klimamodelle die mittelalterliche Wärme reproduzieren konnte. In Kapitel 5.3.5 der Arbeitsgruppe 1 heisst es explizit:
The reconstructed temperature differences between MCA and LIA […] indicate higher medieval temperatures over the NH continents […]. . The reconstructed MCA warming is higher than in the simulations, even for stronger TSI changes and individual simulations […] The enhanced gradients are not reproduced by model simulations … and are not robust when considering the reconstruction uncertainties and the limited proxy records in these tropical ocean regions […]. This precludes an assessment of the role of external forcing and/or internal variability in these reconstructed patterns.
http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter05_FINAL.pdf
Ein Blick auf Fig. 5.8 aus dem gleichen Kapitel zeigt die enorme Diskrepanz zwischen Modellen und den realen Temperaturen deutlich. Nichtsdestotrotz behauptet Prof. Marotzke im Video, die Modelle würden die Temperaturen der letzten Jahrtausende „im Großen und Ganzen“ korrekt reproduzieren, hätten sich angeblich bewährt. Dies ist laut IPCC nicht der Fall und Prof. Marotzke hätte dies erwähnen müssen. Es ist klar: Modelle, die die Vergangenheit nicht in den Griff bekommen, sollten mit größter Skepsis behandelt werden. Das ist eine der Grundlagen der Modellierungskunst, egal in welcher Branche.
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KAPITEL 3:
Mir gefällt die Einführung von Prof. Schulz zum Bohrkernlager und den Eiszeitzyklen eigentlich ganz gut. Allerdings versäumt er, ein wichtiges Detail zu erwähnen: Studien konnten nämlich zeigen, dass die Temperaturschwankungen gegenüber dem CO2-Verlauf einen zeitlichen Vorsprung von etwa 800 Jahren besitzen. Der CO2-Anstieg in den Warmzeiten ist daher vor allem ein Produkt der Erwärmung. Warmes Wasser kann weniger CO2 speichern, welches verstärkt ausgast. Der initiale Antrieb der Erwärmung kann daher nicht im CO2 begründet sein, sondern liegt wohl eher in zyklischen Änderungen der Erdbahnparameter, den Milankoviczyklen.
http://www.sciencemag.org/content/291/5501/112.abstract
Das scheint auch das Alfred-Wegener-Institut so zu sehen. In einer Pressemitteilung schrieb das AWI:
„CO2 verbarg sich während der Eiszeit im Ozean
[…] „Wir konnten nun Vorgänge im Ozean identifizieren, die mit den beobachteten CO2-Anstiegen in Verbindung stehen“, sagt Dr. Jochen Schmitt, Erstautor der jetzt veröffentlichten Studie und Forscher am Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern. Während der Eiszeit sammelte sich gemäß Schmitt mehr und mehr Kohlenstoffdioxid in den Tiefen des Ozeans an, wodurch die atmosphärische CO2-Konzentration sank. Erst am Ende der Eiszeit wurde dieses gespeicherte CO2 durch die sich ändernden Ozeanströmungen wieder an die Meeresoberfläche und somit in die Atmosphäre gebracht, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“. “
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CO2 ist nicht der einzige Faktor
Es ist schön, dass das Modell mit 280 ppm besser mit der Realität passt. Jedoch gibt es sich noch 5 weitere Faktoren, die im Modell so nachjustiert werden könnten, dass ein guter Fit erreicht werden könnte. Ein Beweis für eine hohe CO2-Klimasensitivität ist der gezeigte Zusammenhang dahaer nicht.
Mich würde interessieren, ob das Modell auch den zeitlichen Verzug zwischen Temperatur und dem um 800 Jahre nachlaufenden CO2 nachvollziehen kann. Kann es?
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Und was ist mit den letzten 10.000 Jahren?
Das ist schon alles ziemlich interessant mit der letzten Eiszeit und den Heinrich-Lagen. Noch viel interessanter fände ich aber eine Betrachtung der letzten 10.000 Jahre, des sogenannten Holozäns. Das klimatische System während der letzten Eiszeit unterscheidet sich in seiner Wirkungsweise doch recht deutlich von den heutigen Zuständen. Aus dem natürlichen holozänen Klimawandel können wir viel mehr lernen.
Schön wäre ein Betrachtung der sogenannten Bond-Ereignissen aus dem Nordatlantik. Bond et al. 2001 haben aus dieser Region in Bohrkernen eine faszinierende Klimazyklik mit alternierenden Kälte- und Wärmephasen dokumentiert, die sich im Millenniumstakt abwechselten. Sicher nicht zufällig ist, dass diese enormen Klimawechsel im Takt der Sonnenaktivitätsschwankungen abliefen. Hier das Paper:
http://www.sciencemag.org/content/294/5549/2130
Frage an Prof. Merkel: Kann Ihr Modell auch diese Klimazyklik abbilden? Mittlerweile ist diese holozäne Bond-Zyklik übrigens aus allen Erdteilen bestätigt worden.
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Bleibt natürlich die Frage, was die Dürren wohl ausgelöst hat. Burn & Palmer (2013) zeigen, dass sich die Dürren in der Karibik vor allem in solaren Schwächephasen gehäuft haben:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jqs.2660/abstract
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Klimamodelle mit Vorsicht zu genießen
Der von Prof. Merkel vorgestellte „Beweis“ zur Richtigkeit des verwendeten Modells ist leider ein Pseudobeweis. Zunächst einmal verwendet Frau Merkel ein Modell, das im sogenannten Hindcast versagt. In seinem jüngsten Klimabericht räumt der IPCC (WG1) in Kapitel 5.3.5. ein, dass die Modelle die Mittelalterliche Wärmephase vor 1000 Jahren nicht nachvollziehen können. Die Modelltemperaturen bleiben viel zu kalt. Das bedeudet, dass etwas mit den Modellen nicht stimmen kann. Diese Kalibrierung an der Vergangenheit ist jedoch Voraussetzung dafür, dass sie für Zukunftsmodellierungen einsatzfähig werden. Folglich fahren die derzeit verwendeten Modell allesamt „ohne Führerschein“. Es wäre dringend notwendig, zunächst die Vergangenheit erfolgreich zu modellieren und sich erst nach bestandenem Kalibrierungstest an Zukunftsprognosen zu wagen.
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Prof. Schulz sagt, er habe großes Vertrauen in die Klimamodelle. Mir ist schleierhaft, wo er diese Zuversicht hernimmt. Die Modelle können die Wärme der holozänen Vergangenheit nicht nachvollziehen. Da wundert es nicht, dass die Modelle auf Basis „natürlicher Klimafaktoren“ die aktuelle Moderne Wärmephase nicht nachvollziehen können. Irgendein Faktor scheint übersehen worden zu sein. Es deutet vieles darauf hin, dass dies wohl die Sonne ist. Vor 1000 Jahren, zur Zeit der Mittelalterlichen Wärmeperiode, erreichte die Sonnenaktivität ein Maximum. Ähnliches geschah in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, als die Sonne wiederum ein Maximum erreichte. Alles nur Zufall. Weshalb können die Modellierer nicht ein Szenario modellieren, das mit einem starken Strahlungsantrieb für solare Schwankungen rechnet? Vermutlich wird ein solches Szenario die Mittelalterliche Wärmeperiode gut nachbilden können, und ebenson die Moderne Wärmeperiode. Die Klimawirkung des CO2 müsste dann entsprechend reduziert werden.
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KAPITEL 4:
Wo sind die Langzeitkurven zum Klimawandel?
Die genannten Klimaänderungen sind sicher real. Jedoch wissen wir aus der Paläoklimatologie, dass sich das Klima stets gewandelt hat. Befinden sich die aufgezählten klimatischen Veränderungen bereits außerhalb der bekannten natürlichen Schwankungsbreite der letzten Jahrtausende? Bitte ergänzen Sie Langzeitkurven der zitierten Klimaänderungen, die einen maßgeblichen anthopogenen Einfluss belegen. Ohne diese Langzeitbetrachtung bleibt dies eine Aufzählung ohne Wert. Gletscher snd bereits vor 1000 Jahren zur Zeit der Mittelalterlichen Wärmeperiode geschmolzen. Dürren hat es in Afrika immer wieder in den letzten Jahrhunderten und Jahrtausenden gegeben. Was ist am heutigen Klimawandel so besonders. Über eine Antwort des Dozenten würde ich mich freuen.
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Und wie war es zur Kreidezeit?
Vor 100 Millionen Jahren zur Kreidezeit herrschte die Blütezeit der Korallen und Kalkbildner. Der CO2-Gehalt berug damals ein Vielfaches des heutigen Wertes. Wie konnten die Organismen der noch viel stärkeren Ozeanversauerung damals so ausgezeichnet stand halten? Wird das Problem vielleicht doch überschätzt?
Der Dozent sagt an einer Stelle seines Vortrages, die Kalkalgen würden besonders unter der Versauerung leiden. Das sehen neue Studien offenbar aber anders. Die Kalkalge Emiliania huxleyi wurde im Experiment versauertem Wasser ausgesetzt. Überraschenderweise fühlte sich die Alge in saurem Wasser ziemlich wohl. Sie produzierte wesentlich größere Schalen.
http://www.sciencemag.org/content/320/5874/336.abstract
Es wäre schön, wenn sich der Dozent hierzu einmal äußern könnte.
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Ich habe zwei Fragen an den Dozenten:
1) Laut Studien wird sich vermutlich die Agrarfläche im Zuge des Klimawandels deutlich vergrößern. Wird dies in den Überlegungen mit berücksichtigt?
http://www.agrarheute.com/news/studie-klimawandel-koennte-agrarflaeche-deutlich-vergroessern
2) Vor 1000 Jahren zur Zeit der Mittelalterlichen Wärmeperiode kam es in Afrika bereits schon einmal zu einer langandauernden Trockenperiode. Siehe gelbe Punkte hier:
https://www.google.com/maps/d/viewer?mid=zvwgQ0tAjx_k.keO5eR4ueHXE
In wieweit unterscheiden sich die heutigen Dürren von denen des Mittelalters?
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Zunahme der Versicherungsschäden?
Der Dozent zeigte eine Graphik der Versicherungswirtschaft, die eine Zunahme der naturkatastrophenbedingten Versicherungsschäden anzeigt. Inwieweit wurde hier berücksichtigt, dass im Laufe der Zeit die Anzahl der Versicherungsnehmer sowie die versichterten Werte zugenommen haben? Eine solche Normalisierung wäre notwednig, um den wahren Trend herauszubekommen. Eine Studie US-amerikanischer Wissenschaftler konnte hier zeigen, dass nach Durchführung dieser Korrektur, kein Anstieg der Versicherungsschäden zu erkennen ist:
http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29NH.1527-6996.0000141
Dazu passt vielleicht auch, dass auch die unkorrigierten Versicherungsschäden in den letzten drei Jahren absackten. Die Frankfurter Allgemeine meldete im Januar 2015:
„Zum dritten Mal in Folge ist 2014 ein Jahr bei Naturkatastrophen glimpflich verlaufen, bilanziert die Munich Re. Im Vergleich zum Vorjahr ist die Schadenssumme gesunken.“
http://www.fr-online.de/klimawandel/wetterextreme-weniger-schaeden-durch-naturkatastrophen,1473244,29500598.html
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Auswirkungen der Mittelalterlichen Wärmeperiode in Deutschland?
Vor etwa 1000 Jahren war das Klima in Deutschland durch die sogenannte Mittelalterliche Wärmephase geprägt. Temperaturrekonstruktionen in Sedimenten der Eifelmaare, in Torfablagerungen Norddeutschlands sowie an Höhlentropfsteinen des Sauerlandes zeigen ein Wärmeniveau an, das zum Teil sogar deutlich über dem heutigen lag.
http://www.clim-past.net/7/1011/2011/cp-7-1011-2011.html
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1502-3885.2004.tb01135.x/abstract
http://www.clim-past.net/8/1637/2012/cp-8-1637-2012.html
Inwieweit litten unsere Vorfahren unter ähnlichen Klimaextremen wie heute? Gab es eine ähnliche Anhäufung von Hitzewellen und Dürren wie heute?
Bemerkenswert finde ich, dass der Klimabericht des Umweltbundesamtes (UBA) zu Deutschland noch immer keinen statistisch gesicherten Anstieg extremer Niederschläge oder von Trockenperioden finden konnte.
http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/monitoringbericht-2015
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Ostasiatischer Monsun plötzlich instabil?
Der Dozent befürchtet, der Ostasiatische Monsun könnte ins Kippen geraten und die lebensnotwendigen Regenmengen versiegen. Allerdings war der Monsun auch in vorindsutrieller Zeit gar nicht so stabil. Schwankungen mit langen Dürreperioden sind in der Region aus den letzten Jahrhunderten und Jahrtausenden wohlbekannt. Was soll hier nun plötzlich neu sein? Die Forscher fanden besonders feuchte Phasen in der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts sowie im gesamten 18. Jahrhundert während der Kleinen Eiszeit. Trockene Phasen ereigneten sich Mitte des 17. Jahrhunderts sowie während nahezu des gesamten 20. Jahrhunderts. Im Verlauf der letzten 200 Jahre nahmen die Niederschlagsmengen des Monsuns ab und es wurde trockener. Der Langzeittrend geht einher mit dem Wechsel von der Kleinen Eiszeit hin zu Modernen Wärmeperiode.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018213003027
Offenbar spielen hier vor allem solare Aktivitätsschwankungen eine große Rolle als Auslöser des natürlichen „Kippens“ und „Wieder-Zurückkippens“:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018213005403
