Die wunderbare Welt der Temperaturdaten-Korrekturen: Und plötzlich hatte sich der Trend ins Gegenteil verkehrt…

Es gibt einen Punkt in der Klimadiskussion, den wohl alle Beteiligten ähnlich sehen: In den letzten 300 Jahren ist es wärmer geworden! Und dies ist wenig überraschend, liegt doch der Startpunkt der Entwicklung in der Kleinen Eiszeit, einer natürlichen Kälteperiode, während der es im globalen Durchschnitt mindestens ein Grad kühler war als heute. Das Muster ist zudem bekannt: Schaut man mit geeignetem geologischem Werkzeug in die Vergangenheit, so hat es in den letzten 10.000 Jahren eine ganze Reihe von Klimaschwankungen dieser Größenordnung im Tausendjahres-Maßstab gegeben (siehe S. 68-75 in „Die kalte Sonne“). Der Klimawandel ist ein steter Begleiter der Erdgeschichte gewesen und keineswegs erst kürzlich vom alles beherrschenden Menschen ausgelöst.

Eines der wichtigsten Argumente des Weltklimarats für ein heute außer Kontrolle geratenes Klima ist, dass sich das Klima in den letzten 40 Jahren mit einer angeblich noch nie dagewesenen Geschwindigkeit erwärmt hätte. Leider haben die IPCC-Experten dabei geflissentlich übersehen, dass es 1860-1880 und 1910-1940 ähnliche Erwärmungsraten gegeben hat. Und es gibt noch eine weitere unbequeme Wahrheit, die IPCC-nahen Forschern Bauchschmerzen verursacht und überwiegend totgeschwiegen wird. In einigen Regionen der Erde ist nämlich die Durchschnittstemperatur während der letzten 70 Jahre gar nicht weiter angestiegen. Zu diesen Regionen gehören zum Beispiel die USA und Grönland (siehe S. 109 in „Die kalte Sonne“). Hier wurde in den 1930er und 40er Jahren ein Temperaturniveau erreicht, dass in etwa dem heutigen entspricht. Dies ist durch langjährige Messreihen von Wetterstationen gut belegt. Die Originalmessdaten sprechen eine klare Sprache.

Was die Wenigsten wissen: In der Welt der Temperaturdaten-Archive gibt es eine ganze Reihe von kreativen „Gestaltungsmöglichkeiten“, mit denen die Originalmessdaten „bearbeitetet“ bzw. „korrigiert“ werden, bevor sie als offizieller Messdatensatz veröffentlicht werden. Zum Teil sind dies sogar sehr sinnvolle Modifikationen. Wenn sich zum Beispiel Messgeräte ändern oder Messstationen örtlich etwas verlagert werden, müssen selbstverständlich entsprechende Anpassungen vorgenommen werden, um die Daten vergleichbar zu machen und künstliche Brüche und Artefakte zu vermeiden. Gleiches gilt, wenn eine früher auf einer Kuhweide gelegene, ländliche Wetterstation allmählich von wärmespeichernden Neubauten und Asphaltflächen umzingelt wird. Dies ist der sogenannte städtische Wärmeinseleffekt (Urban Heat Island Effekt, kurz UHI), auf den wir in einem späteren Blogartikel genauer eingehen werden. Durch die allmählich zunehmende Bebauung vieler Regionen registrieren die städtischen Wetterstationen heute spürbar höhere Temperaturen als die im ländlichen Umland gelegenen Stationen. Entsprechend müssten also jüngere, städtische Messdaten künstlich etwas abgekühlt werden. Die Entfernung von nichtklimatischen Artefakten jeglicher Art aus den Temperaturdatensätzen wird auch Homogenisierung genannt.

Es gibt drei wichtige globale Temperaturdatensätze die auf Messungen am Boden basieren. Hierzu gehören der CRU-Datensatz der Climate Research Unit der University of East Anglia, das Global Historical Climate Network (GHCN) von NOAA und der GISS-Datensatz des Goddard Institute for Space Studies das zur NASA gehört. In der Regel erhält man von diesen Organisationen die korrigierten, homogenisierten Daten und muss darauf vertrauen, dass die Daten wissenschaftlich ordnungsgemäß und gut begründet bearbeitet wurden. In der Öffentlichkeit ist die Existenz dieses Homogenisierungs-Bearbeitungsschritts wenig bekannt und das Vertrauen in die Temperaturkurven entsprechend groß. Aber ist dieses bedingungslose Vertrauen wirklich gerechtfertigt? Immerhin lässt sich hier doch so einiges verändern, was im schlimmsten Fall völlig andere Trendaussagen zur Folge haben könnte.

Zum Glück sind von etlichen Wetterstationen sowohl die homogenisierten, modifizierten Temperaturwerte wie auch die unbearbeiteten Rohdaten bekannt. Auf diese Weise kann man die beiden Temperaturentwicklungen bequem in einem gemeinsamen Diagramm plotten und miteinander vergleichen. Und genau dies hat eine ganze Reihe von engagierten Bloggern und Wissenschaftlern getan. Die Ergebnisse sind dabei jedoch alles andere als vertrauensstiftend, wie wir im Folgenden zeigen werden. Höchste Zeit für ein unabhängiges Audit.

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Langfristiger Abkühlungstrend Nordeuropas über die letzten Jahrtausende erstmals präzise berechnet: Temperaturen zur Römerzeit und im Mittelalter wurden bis dato als zu kühl eingeschätzt

Am 8. Juli 2012 erschien im Fachmagazin Nature Climate Change eine neue Arbeit zur vorindustriellen Temperaturgeschichte Nordeuropas der vergangenen 2000 Jahre. Die Ergebnisse sind in der folgenden Pressemitteilung der Johannes Gutenberg Universität Mainz schön zusammengefasst:

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Klima in Nordeuropa während der letzten 2.000 Jahre rekonstruiert: Abkühlungstrend erstmalig präzise berechnet

Berechnungen der Mainzer Wissenschaftler beeinflussen auch die Beurteilung des aktuellen Klimawandels / Veröffentlichung in Nature Climate Change

Eine 2.000-jährige Klimarekonstruktion für Nordeuropa anhand von Baumjahrringen hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) vorgestellt. Die Gruppe um Univ.-Prof. Dr. Jan Esper vom Geographischen Institut der JGU kombinierte die Jahrringdichtemessungen fossiler Kiefernbäume aus dem finnischen Lappland zu einer Zeitreihe, die bis in das Jahr 138 v.Chr. zurückreicht. Dabei haben die Wissenschaftler erstmalig einen langfristigen Abkühlungstrend über die letzten Jahrtausende präzise berechnet. „Wir haben festgestellt, dass die historischen Temperaturen zur Römerzeit und im Mittelalter bis dato als zu kühl eingeschätzt wurden“, so Professor Esper. „Diese Befunde sind auch insofern von klimapolitischer Bedeutung, da sie die Beurteilung des aktuellen Klimawandels im Vergleich zu den historischen Warmphasen beeinflussen.“ Die neue Studie ist in der Zeitschrift Nature Climate Change erschienen.

War das Klima zur Römerzeit oder im Hochmittelalter wärmer als heute? Und welche Bedeutung haben diese frühen Warmzeiten für die Einschätzung des globalen Klimawandels, wie wir ihn heute kennen? Diese Fragen versucht die Paläoklimatologie zu klären: Wissenschaftler werten indirekte Klimazeugen wie Eisbohrkerne oder Seesedimente aus, um das Klima der Vergangenheit zu rekonstruieren. Für die letzten 1.000 bis 2.000 Jahre sind die wichtigsten Klimazeugen die Bäume, deren Jahrringe Informationen über kalte und warme Bedingungen speichern.

Für ihre Studie verwendeten die Forscher aus Deutschland, Finnland, Schottland und der Schweiz Messungen der Holzdichte von Bäumen aus dem finnischen Teil Lapplands. In dieser großflächigen und kalten, vorwiegend aus Gewässern und Wald bestehenden Landschaft fallen immer wieder Bäume in einen der zahlreichen Seen und bleiben dort über Jahrtausende sehr gut erhalten.

Das internationale Forscherteam kombinierte die Jahrringdichtemessungen dieser fossilen Kiefernbäume zu einer Zeitreihe zurück bis in das Jahr 138 v. Chr.. Die Messungen der Holzdichte korrelieren sehr gut mit den Sommertemperaturen in diesem Raum nahe der nordischen Waldgrenze; den Forschern gelang es daher, eine Temperaturrekonstruktion von bisher unerreichter Qualität zu erstellen. Diese Rekonstruktion zeigt nun in hoher Auflösung die Wärmebedingungen zur Römerzeit und im Hochmittelalter, aber auch die Kältephasen zur Zeit der Völkerwanderung oder der späteren kleinen Eiszeit.

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Die Kleine Eiszeit in China: Im 19. Jahrhundert war es am Jangtsekiang mehr als ein Grad kälter als heute

Da war sie wieder, die bei einigen Forschern unbeliebte Kleine Eiszeit. Wie bereits mehrfach berichtet, hatten prominente deutsche IPCC-nahe Forscher die Mittelalterliche Wärmeperiode und die Kleine Eiszeit lange als „lokales nordatlantisches Phänomen“ abgetan, welches sich angeblich global herausmitteln sollte (z.B. Stefan Rahmstorf, Gerald Haug). Weit gefehlt. Mittlerweile sind die beiden prominenten Klimaanomalien aus allen Ecken der Welt und von allen sieben Weltmeeren beschrieben. Gestern berichteten wir bereits über eine entsprechende Fallstudie in Chile (siehe „Neues Paper in Quaternary Science Reviews: Mittelalterliche Wärmeperiode und Kleine Eiszeit in den chilenischen Anden nachgewiesen“). Heute springen wir nach Asien und wollen uns eine neue Publikation aus China anschauen, in der die Autoren die Wintertemperaturen im Gebiet des längsten Flusses des Landes, des Jangtsekiang, für die vergangenen knapp 275 Jahre rekonstruiert haben. Durchgeführt wurden die Untersuchungen von einer chinesischen Forschergruppe um Hao von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse im Juni 2012 in der Fachzeitschrift Climate of the Past.

Basis der Rekonstruktion waren historische Dokumente des Yu-Xue-Fen-Cu-Archivs aus der Qing Dynastie (1644-1911) in denen Tage mit Schneefall minutiös festgehalten wurden. Die Daten wurden mit Temperaturdaten aus der Region kalibriert, welche zwischen 1951-2007 gemessen wurden.

Die Forscher konnten zeigen, dass das 18. Jahrhundert um 0,76°C kälter und das 19. Jahrhundert sogar um 1,18°C kälter war als die moderne Referenzperiode von 1951-2007 (Abbildung 1). Entsprechend waren die letzten 30 Jahre (1981-2007) um ein Viertel Grad wärmer als die Referenzperiode. Die kalte Phase des 18. und 19. Jahrhunderts entspricht dabei der „Kleinen Eiszeit“ und die aktuell warmen Bedingungen der „Modernen Wärmeperiode“. 

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