Wetter und Klima stellen ein äußerst dynamisches System dar, das sich durch ständige Veränderung auszeichnet. Auch ohne äußere Einflüsse wie Sonnenaktivitätsschwankungen oder anthropogene Störungen würde das Wetter- und Klimasystem „schwingen“. Mittlerweile kennen wir eine Vielzahl solcher natürlicher Veränderlichkeiten und Zyklen, die in ihrem Maßstab von wenigen Tagen bis etlichen Jahrzehnten reichen. Am bekanntesten sind wohl die Nordatlantische Oszillation (NOA), die Pazfische Dekadische Oszillation (PDO) und El Nino.
Ein weniger bekanntes klimasysteminternes Muster ist die sogenannte Southern Annular Mode, kurz „SAM“ (Abbildung 1). Das Phänomen läuft auch unter dem Namen „Antarktische Oszillation“ (AAO).
Abbildung 1: regionale Übersicht über klimasysteminterne Schwankungen und Zyklen. Quelle: University Corporation for Atmospheric Research.
Im Rahmen der SAM ändern sich Hoch- und Tiefdruckgebiete in der Antarktis sowie in mittleren südlichen Breiten, was zu Intensitätsschwankungen in den Westwinden führt (nähere Details auf der UCAR-Webseite). Wenn man die zeitliche Entwicklung des SAM Index aufträgt, erkennt man die starken Änderungen im Jahres-Maßstab (Abbildung 2). Löst man die Daten zeitlich weiter auf, dann erkennt man auch SAM-Änderungen im Tagesmaßstab. Eine vereinfachte Erläuterung des Southern Annular Mode gibt es in einem sehenswerten Videoclip der Landwirtschaftsbehörde des australischen Bundestaates Victoria.
Abbildung 2: Entwicklung des Southern Annular Mode für die vergangenen 70 Jahre. Der ansteigende Langzeittrend ist nach Ansicht einiger Forscher auf die antarktische Ozonausdünnung sowie die Zunahme der Treibhausgaskonzentration zurückzuführen. Für unsere Betrachtung ist jedoch die Variabilität im Jahresbereich und kürzer von Interesse. Quelle: Jianping Li.
Dies soll jedoch nur die Einleitung zu einer spannenden Studie sein, die Benjamin Laken und Enric Pallé vom Instituto de Astrofísica de Canarias auf Teneriffa im Juli 2012 im Journal of Geophysical Research veröffentlicht haben. Die beiden Forscher nahmen sich Satellitendaten zur Wolkenbedeckung aus den Jahren 2000-2008 vor und suchten gezielt nach starken Änderungen im Datensatz im Tagesmaßstab. Sie interessierten sich dabei für die Frage, was wohl Ursache derartiger starker Änderungen gewesen sein könnte und welche Auswirkungen dies auf andere Wetterparameter hatte.
Laken und Pallé fanden bei ihren Untersuchungen sehr starke Änderungen der Wolkenbedeckung über Südamerika (Abbildung 3). Dabei fiel ihnen auf, dass die Bewölkung in der Regel zunahm, wenn der SAM-Index ins Positive umschlug (Abbildung 4). Offensichtlich führen die entsprechenden Luftdruckänderungen dabei in statistisch signifikanter Weise zu einer verstärkten Wolkenbildung. Der Bedeckungsgrad erhöht sich im Rahmen dieser SAM-Schwankungen ziemlich abrupt um bis zu 20%.
Abbildung 3: Wolkenbedeckungsanomalien im Tagesmaßstab auf Basis des MODIS-Datensatzes. Quelle: Laken & Pallé (2012).
Mehr Wolken heißt in diesem Fall aber auch, dass weniger Sonnenenergie auf den Erdboden gelangt. Die beiden Forscher überprüften daraufhin die für die entsprechende südamerikanische Region verfügbaren Temperaturdaten und konnten nachweisen, dass sich diese Gebiete in der Regel um jeweils etwa zweieinhalb Grad abkühlten. Die Temperatur-Reaktion hinkte dabei dem Wolkeneffekt um etwa einen Tag hinterher.
Die neue Studie zeigt in eindrucksvoller Weise wie Ursache und Wirkung in einem wichtigen Fallbeispiel von Wolkenbildung im kontinentalen Maßstab zusammenhängen: Ein klimasysteminterner Zyklus steuert die Wolkenbildung, was wiederum zu Änderungen der Temperatur am Boden führt.
Abbildung 4: Gute Übereinstimmung zwischen Änderung der Wolkenbedeckung (rote Kurve, MODIS) und dem klimasysteminternen Zyklus der Southern Annular Mode (schwarze Kurve, SAM). Quelle: Laken & Pallé (2012).
Das Ergebnis ist überaus interessant, da die gängigen Klimamodelle des IPCC die Rolle der Wolken vollkommen anders einstufen. Der Weltklimarat sieht nämlich die Temperatur zu Beginn der Wirkungskette stehend: Gemäß der IPCC-Sichtweise geht in einem warmen Klima die Wolkenbedeckung zurück, was die Erwärmung positiv verstärken würde. Entsprechend würde eine Abkühlung zu weniger Wolken führen und die Abkühlung noch weiter verstärken.
Die aktuelle Studie von Laken und Pallé scheint die IPCC-Sicht nicht zu unterstützen. In der Studie sind die Wolken der Auslöser für die beobachteten Temperaturschwankungen. Die große Bedeutung der Frage haben wir bereits in einem früheren Blogbeitrag herausgestellt (siehe „Erwärmung durch weniger Wolken oder weniger Wolken durch Erwärmung?“).
Es deutet vieles darauf hin, dass die Wolken gar nicht die große positive Verstärkerfunktion besitzen, die ihnen der IPCC zugedacht hatte. Und dies hätte dann auch signifikante Konsequenzen für die Klimarolle des CO2. Denn nur die theoretischen Verstärkermechanismen über den Wasserdampf und die Wolken geben dem CO2 letztendlich die bedrohliche Klimapotenz, die zurzeit noch die Klimakatastrophe begründen. Ohne Verstärkerhelfer führt eine Verdopplung des CO2-Gehalts nämlich nur zu einer beherrschbaren Erwärmung von 1,1°C.
Siehe auch Beiträge auf WUWT und The Hockey Schtick.
