Von Uli Weber
Zusammenfassung einer englischsprachigen Veröffentlichung von Uli Weber über den Zusammenhang zwischen Erdalbedo und paläoklimatische Zyklen. Dieser Artikel ist im Original in den Mitteilungen der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft Nr.3/2015 unter dem Titel “An Albedo Approach to Paleoclimate Cycles” erschienen und zu finden auf dgg-online.de (pdf hier).
Ein Einfluss unserer Sonne auf die aktuelle Klimaentwicklung unserer Erde wird von den politischen Klimawissenschaften rigoros abgelehnt. Folgerichtig werden auch die unterschiedlichen Variationen der Sonneneinstrahlung in den Computermodellen der Klimaforschung nicht abgebildet. Obwohl für paläoklimatische Temperaturproxies und die orbitalen Schwankungen der Erdumlaufbahn (Milanković-Zyklen) vergleichbare Frequenzspektren nachgewiesen sind, ignoriert man in den politischen Klimawissenschaften den natürlichen Paläo-Klimaantrieb unserer Erde und versteift sich dort weiterhin auf die alleinige Klimawirksamkeit des anthropogenen CO2-Ausstosses.
Paläoklimatische Zyklen: Die aus den Vostok-Eiskernen abgeleiteten Temperaturproxies [1] schwanken zwischen +3,23 und -9,39° Celsius gegen die globale oberflächennahe Durchschnittstemperatur (NST) zum Zeitpunkt der Probennahme und sind in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1: Isochrone Interpolation der Temperaturproxies aus den Vostok-Daten [1]
Wenn man nun die Vostok-0°Celsius-Temperatur mit der aktuellen globalen Durchschnittstemperatur (NST) von 14,83° Celsius gleichsetzt, erhält man eine Variabilität der absoluten Vostok Proxytemperaturen zwischen 5,44° und 18,06° Celsius. Weder die natürlichen Schwankungen der Sonnenaktivität von etwa 0,1 % noch die geometrischen Veränderungen der Solarkonstanten durch die orbitalen Erdbahnzyklen mit ebenfalls 0,1 % Schwankung (Schwarz [2]) bieten eine Erklärung für den erforderlichen natürlichen Paläo-Klimaantrieb. Die natürlichen Energiequellen der Erde scheiden von vorn herein als Ursache aus, lediglich Vulkanausbrüche können für einige Jahrzehnte klimabestimmend sein.
Und die sogenannten klimaaktiven Gase Wasserdampf, CO2 und Methan sind passive Quellen, die an die effektive Sonneneinstrahlung gebunden sind. So hätte beispielsweise bei einer CO2-Klimasensitivität von 4,5 Grad pro Verdoppelung der gemessene atmosphärische CO2-Gehalt in den vergangenen 420.000 Jahren zwischen etwa 140 ppm und 560 ppm schwanken müssen, um die Variabilität der Vostok-Temperaturproxies damit erklären zu können; tatsächlich schwanken diese Werte aber zwischen etwa 180 und 300 ppm.
Klimasensitivität der Sonnenstrahlung: Douglas und Clader [3] geben die Klimasensitivität k der Sonneneinstrahlung aus eigenen Versuchen zu DT/ DF = k = 0,11 +/- 0,02 [°Celsius / Wm-2] an.
Damit ergibt sich für die Vostok-Temperaturproxies eine Schwankungsbreite der Sonneneinstrahlung von
DFV@NST = +29,36 [W/m²] und -85,36 [W/m²] um die globale NST von 14,83°Celsius
Dieser Betrag stimmt in etwa mit den Berechnungen von Lascar et al. [4] überein, die für 65°N / 120°E eine Schwankung der Sonneneinstrahlung von bis zu +/- 50 [W/m²] über orbitale Zyklen angeben. Aus der Solarkonstanten von 1.367 [W/m²] und der Albedo von Douglas und Clader [3] mit a = 0,3016 ergibt sich eine reflektierte/refraktierte Energiemenge von 412,29 [W/m²], die nicht zur Klimaentwicklung beiträgt. Daraus wiederum lässt sich ein Beitrag von 13,67 [W/m²] pro Prozent Albedo ermitteln und, umgerechnet auf die Extremwerte der absoluten Vostok-Temperaturproxies, eine Schwankungsbreite für die Albedo der Erde von:
F@amin = 412,29 – 29,36 [W/m²] = 382,93 [W/m²] mit dem Albedo amin = 0,2801
F@amax = 412,29 + 85,36 [W/m²] = 497,65 [W/m²] mit dem Albedo amax = 0,3640
Abbildung 2: Die Varianz der Erdalbedo abgeleitet aus den Vostok Temperaturproxies [1]
Die orbitalen Milanković-Zyklen stellen die einzige bekannte unabhängige Zeitreihe dar, die mit ihrem Frequenzspektrum die Schwankungen der paläoklimatischen Temperaturproxies für die letzten 420.000 Jahre in etwa abbilden können. Die Albedo unserer Erde ist dagegen die einzige bekannte Variable, die über eine Beeinflussung des reflektierten Anteils der Sonnenstrahlung die dafür notwendigen Schwankungen des solaren Klimaantriebs verursachen kann. Die Schwankungen der Erdbahn (Milanković-Zyklen) verursachen eine langperiodische Variabilität der sommerlichen Sonneneinstrahlung von +/- 50 Watt pro Quadratmeter in mittleren geographischen Breiten (Lascar et al. [4]). Eine dadurch verursachte selbstverstärkende Albedoänderung der Erde zwischen -2,15% und +6,24 Prozent kann dann sehr wohl die Temperaturschwankungen der Eiszeitalter erklären, wie sie durch die vorliegenden Proxydaten nachgewiesen werden.
Es ist also überhaupt nicht einzusehen, dass die natürliche Abhängigkeit zwischen globaler Durchschnittstemperatur und Erdalbedo keinerlei Rolle für die aktuelle Klimaentwicklung spielen soll, zumal das aktuelle Schwinden von Gletschern und Eisfeldern ein ständig präsentes Thema des medialen Klimaalarms ist. Ein solcher Verlust von Gletschern und Eisfeldern reduziert aber unmittelbar die Albedo der Erde und führt damit zu einer verstärkten Wirkung der Sonneneinstrahlung, die wiederum unmittelbar die globale Durchschnittstemperatur erhöht – und zwar ganz ohne jegliche Beteiligung von CO2…
Literatur
[1] Vostok ice-core data [NOAA]: Petit, J.R., et al., 2001, Vostok Ice Core Data for 420,000 Years. IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology Data Contribution Series #2001-076. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA – Letzter Zugriff am 4. April 2012
[2] Die Milankowitsch-Zyklen by Oliver Schwarz: Calculation of Changes in Solar Forcing from Orbital Variations of the Earth. http://www.physik.uni-siegen.de/didaktik/materialien_offen/milankowitsch.pdf Letzter Zugriff am 7. August 2013
[3] Douglas and Clader (2002): Climate sensitivity of the Earth to solar irradiance. GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 29, NO. 16, 10.1029/2002GL015345, 2002 http://www.pas.rochester.edu/~douglass/papers/DouglassClader_GRL.pdf Letzter Zugriff am 7. August 2013
[4] Laskar et al.: Orbital, precessional, and insolation from -20Myr to +10Myr. Astronomy & Astrophysics 270, 522-533 (1993) – Figure 5 ftp://ftp.cira.colostate.edu/ftp/Raschke/Book/Kidder/BOOK-CSU/Chapter%2010%20-%20Radiation-Budget/Lit-Insolatons/Laskar-AstrAph04-insolation.pdf – Letzter Zugriff am 7. August 2013
