Es ist bekannt, dass Schwankungen in der Gesamtstrahlung der Sonne zu schwach sind, als dass sie signifikante Temperaturschwankungen auslösen könnten. Allerdings zeigt der Blick zurück auf die letzten 10.000 Jahre, dass es starke Temperaturschwankungen mit mehr als 1 Grad Celsius gegeben hat, die interessanterweise parallel zur Sonnenaktivität verliefen (siehe Kapitel 3 in „Die kalte Sonne“). Man muss also davon ausgehen, dass diese historischen Temperaturschwankungen von der Sonne verursacht worden sind. Aufgrund der eindeutigen empirischen Datenlage ist demnach ein Solarverstärker zu fordern, den die heute vom Weltklimarat verwendeten Klimamodelle jedoch nicht enthalten.
Die Autoren der neuen Studie zum Svensmark-Solarverstärker: (von links) Henrik Svensmark, Martin Enghoff und Jens Olaf Pepke Pedersen. Quelle: Calder’s Update.
Derzeit existieren zwei heiße Solarverstärker-Kandidaten, die auch parallel zueinander wirken könnten. Zum einen ist hier ein Effekt über die UV-Strahlung in der Stratosphäre (siehe S. 229-231 in „Die kalte Sonne“). Zum anderen wird eine schwankende Wolkenbedeckung diskutiert, die vom Sonnenmagnetfeld über die kosmische Strahlung gesteuert wird. Der zuletzt genannte Prozess wurde vor mehr als einem Jahrzehnt vom dänischen Physiker Prof. Henrik Svensmark vorgeschlagen (siehe Kapitel 6 und Svensmark-Gastbeitrag in „Die kalte Sonne“). Mittlerweile gibt es hierzu eine beeindruckende Indizienkette, wenn auch noch nicht jeder einzelne physikalische Schritt bis ins letzte Detail verstanden ist. Gesichert sind momentan u.a. folgende Teilschritte:
(1) Das Sonnenmagnetfeld schwankt parallel zur Sonnenaktivität.
(2) Das Sonnenmagnetfeld schützt die Erde vor kosmischer Strahlung, einem Teilchenregen aus dem Weltall.
(3) Innerhalb eines 11-Jahres-Sonnenfleckenzyklus schwankt auf diese Weise die kosmische Strahlung um 20%, gegenüber nur 0,1% bei der Gesamtstrahlung der Sonne.
(4) Phase 1 des kürzlichen CERN-Experiments hat gezeigt, dass durch kosmische Strahlung vermehrt kleine Aerosol-Teilchen in der Atmosphäre entstehen.
Nun ist die Wissenschaft an der Stelle angekommen, wo es darum geht, ob diese kleinen Teilchen zu größeren anwachsen können, die dann als Wolkenkondensationskeime dienen würden. Die Teilchen müssen nämlich eine Mindestgröße von 50 Nanometern besitzen, sonst können sich keine Wolkentröpfchen darum bilden. Und ohne Wolken würde der ganze Svensmark-Solarverstärkerprozess nicht funktionieren. Interessant sind hier vor allem Schwefelsäure-Moleküle, die zu einer geeigneten Größe heranwachsen können. Sie entstehen bevorzugt tagsüber, wenn das UV-Licht der Sonne sie aus Schwefeldioxid, Ozon und Wasserdampf erzeugt. Nach Sonnenuntergang ist dieser Prozess jedoch beendet. Eigentlich müssten nun alle Schwefelsäure-Moleküle wieder zerfallen. Das tun sie aber nicht und die Konzentration stabilisiert sich mysteriöser Weise in der Nacht bei einem Zehntel der Tageshöchstkonzentration.
Die bisherigen physikalischen Modelle konnten dies bislang nicht erklären. Es muss also einen bisher unbekannten Prozess geben, der auch nachts, unabhängig vom UV Schwefelsäuremoleküle nachproduzieren kann. Und mit diesem zusätzlichen Wachstumsprozess könnten dann auch die Schwefelsäure-Moleküle über mehrere Tage auf die Mindestgröße für Wolkenkondensationskeime anwachsen. Genau solch einen Mechanismus hat jetzt Henrik Svensmark zusammen mit seinen Kollegen Martin Enghoff und Jens Olaf Pepke Pedersen vom Kopenhagener National Space Institute wohl gefunden. In einer 8 Kubikmeter großen Experimentierkammer „SKY2“ konnten sie zeigen, dass die kosmische Strahlung Elektronen erzeugt, die die Schwefelsäureproduktion wohl auch nachts zu einem gewissen Maße aufrechterhält.
Die jetzt bei den Physical Review Letters eingereichten Studienergebnisse belegen, dass die aktuellen theoretischen Modelle fehlerhaft sind und die Konzentration größerer Aerosol-Partikel (Schwefelsäure-Moleküle) signifikant unterschätzen. Die kleinen Partikel können wohl in der Tat zu größeren anwachsen. Falls sich dieser Effekt durch weitere Studien erhärtet, könnten schon bald neue Klimamodell-Szenarien gerechnet werden, in denen die Sonne eine signifikant höhere Klimawirkung einnimmt als in den aktuellen Berechnungen des Weltklimarats. Eine erste Bewährungsprobe stellen die Experimente der derzeit laufenden Phase 2 des CLOUD-Projektes am Europäischen Kernforschungszentrum CERN dar. Auch hier wird derzeit überprüft, ob sich aus den kleinen Aerosolen größere bilden können, die dann als Wolkenkondensationskeime dienen. Mit den endgültigen CERN-Ergebnissen ist 2013/2014 zu rechnen.
Ob wohl auch die Süddeutsche Zeitung und Die Zeit über diese neuen Resultate berichten werden? 20 Euro dagegen! Wer wettet mit?
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Eine detailliertere Beschreibung der neuen Ergebnisse gibt Nigel Calder in seinem Blog, der auch vor einigen Jahren zusammen mit Henrik Svensmark das lesenswerte Buch Sterne steuern unser Klima: Eine neue Theorie zur Erderwärmung verfasst hat. Calders Artikel erschien auch auf WUWT und Lubos Motls Blog „the reference frame“.
Abbildung: Aerosolmenge aufgetragen gegen den Aerosol-Durchmesser. Die blauen Punkte geben die realen, vom Svensmark-Team jetzt gemessenen Werte an, die sie beim Beschuss ihrer Experimentierkammer durch kosmische Strahlung ermittelten. Die roten Punkte stellen eine Prognose aufgrund aktueller theoretischer Modelle dar, die durch das Experiment jetzt falsifiziert wurden. Während die Theorie nur sehr wenige größere Aerosole vorhergesagt hat, ergab der experimentelle Praxistest, dass deutlich höhere Konzentrationen an größeren Aerosolen vorliegen. Abbildungsquelle: Svensmark et al. (eingereicht).
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P.S.: Am Freitag den 9. März 2012 berichtete die Süddeutsche Zeitung auf ihrer Titelseite von einem heftigen Sonnensturm („Erde unter Beschuss“). Auch Spiegel Online schrieb über den starken Sonnenwind. Leser dh7fb wies jetzt darauf hin, dass hierdurch schlagartig die auf der Erde registrierte kosmische Strahlung um 10-15% zurückgegangen ist (siehe sein Beitrag und Abbildungen auf wzforum.de). Wir erleben also gerade live ein sogenanntes Forbush Ereignis mit (siehe S. 258-259 und 209-219 in „Die kalte Sonne“). Während vorangegangener Forbush-Ereignisse hat sich dabei die Wolkenbedeckung merklich verringert, da weniger kosmische Strahlung nach Henrik Svensmarks Theorie auch weniger Wolkenkondensationskeime bedeutet. Ob wohl auch dieses Mal die Bewölkung wieder zurückgehen wird? Ein schöner Test!
Abbildung: Schlagartiger Rückgang der kosmischen Strahlung (Y-Achse) ab 8. März („03-08“) nach Ausbruch des Sonnensturms. Messstation am Südpol.
