Kapitel 4: Die Temperatur

Über viele Jahre hinweg erschallt mit der Regelmäßigkeit eines Muezzins der Ruf „wärmstes Jahr seit Beginn der Klimauafzeichnung!“ Wer sich an Feuer im Kamin zum Ende des Augusts oder erfrorene Obdachlose im Winter in den letzten Jahren erinnert, fragt sich, ob das sein kann. Schaut man sich Messergebnisse einzelner Stationen an, so findet man beispielsweise (hier Berlin):

Anscheinend tatsächlich ein leichter Aufwärtstrend, allerdings mit großen Schwankungen zwischen den Jahren. Während es beim Trend um 1/10°C geht, liegen die Jahre nicht selten fast 3°C auseinander. Passt das? Nun, nach der mathematischen Statistik schon, aber …

Die Skala ist sorgfältig gewählt. Würde man etwa von 1930 bis 2000 mitteln, käme in den gesamten 70 Jahren nicht viel heraus. Nach 2000 bis heute liegt das Mittel etwas höher. Ist das jetzt schon ein deutlicher Trend? Oder ist die Zeitspanne noch zu kurz? Oder spielt da auch etwas anderes eine Rolle? Bevor wir darauf eingehen: nach den Klimaleuten ist ja die mittlere Erdtemperatur zu beachten, d.h. man muss über viele Messstationen mitteln. Dann sieht die Kurve so aus:

Danach gibt es einen noch wesentlich deutlicheren Trend von ca. 1°C seit 1900, ohne das große Schwankungen zu beobachten wären. Ist das doch alles so eindeutig?

Messstationen und Mittelung

Was an einer Messstation gemessen wird, hängt von deren Umfeld ab. Eine Messstation in einer (Beton)wüste misst höhere Temperaturen als eine an einem Flussufer, und die wieder andere als eine auf einem Feld oder im Wald. Pflanzen sind uns beispielsweise recht ähnlich: sie schwitzen. Um bei Sonneneinstrahlung die Temperatur in den Blättern unter Kontrolle zu halten, verdunsten sie Wasser, und da sie sich schlecht in den Schatten stellen, gleich Unmengen davon. Deshalb sind Wälder auch gute Wasserregulatoren: ihre Wurzeln sorgen in der Tiefe des Bodens dafür, dass große Mengen an Wasser gespeichert werden. Die gute Obsternte dieses Jahres zeigt das recht gut, denn die Oberfläche war oft nur mittels Handgranaten noch umzugraben.

Über die Jahre hinweg ändern sich die Bedingungen an den Messstationen, d.h. die Messwerte verschiedener Jahren sind nicht direkt vergleichbar, und ist in der Umgebung ein Wald gerodet oder aufgeforstet worden, sind die Werte auch nicht auf die Umgebung übertragbar. Auf Berlin bezogen: der Trend nach oben setzt 1990 ein, d.h. mit dem Mauerfall, der auch mit völlig anderen Flächennutzungen einherging. Und was bedeutet „Berlin“ in diesem Zusammenhang flächenmäßig?

Schaut man sich das zweite Diagramm an, das die mittlere Erdtemperatur darstellt, muss diese durch eine Mittelung über viele bereits selbst problematische Stationen berechnet werden. Das ist mit zwei Problemen verbunden:

1. Die Messstationen decken die so genannten westlichen Industriestaaten relativ dicht ab, anderswo auf der Welt sind ganze Gebiete von der Größe Frankreichs durch eine Station vertreten. Um hier zu Daten zu kommen, werden Satellitenmessungen verwendet, die aber von gemessenen Oberflächenwerten abweichen. Man eicht die Messungen an den bekannten Punkten, trotzdem bleibt eine gewisse Varianz.
2. Die Zahl der Messstationen wird um so geringer, je weiter man in die Vergangenheit zurück geht (die Satellitenmessungen stehen ebenfalls nur für wenige Jahre zur Verfügung). Die Daten werden daher aus heutigen Daten extrapoliert und mit Sekundärdaten abgeglichen.

Hinzu kommen weitere Effekte wie Bewölkung, Vulkanausbrüche oder schwankende Meeresströmungen wie El Nino und anderes. DIe Klimaleute geben an, alles durch Korrekturfaktoren in die Berechnung einfließen zu lassen und so zu verlässlichen Werten zu kommen. Mathematisch ist das gar nicht anzuzweifeln, aber gibt die recht eindeutige zweite Kurve der durchschnittlichen Erdtemperatur, bei der es um 1/10°C geht, tatsächlich relevante Daten wider? Wie groß sind die Freiheitsgrade, die in den Modellen drinstecken? Die berechneten Daten der verschiedenen Institutionen (farbige Kurven) sind heute mehr oder weniger identisch, da alle das gleiche Modell verwenden. Das war nicht immer so. Die Prognosen verschiedener Institute lagen bis vor ca. 10 Jahren oft weit auseinander. Wie sauber war dieser Einigungsprozess?

Um es nochmals zu betonen: die vielen Fragezeichen dienen nicht dazu, grundsätzliche Änderungen des Klimas anzuzweifeln. Allerdings ist Klima nicht gleich Temperatur und eine lokale Angelegenheit. Die Frage ist vielmehr, wie zwingend die einzelnen Teile der von den Klimaleuten aufgebauten Kausalkette sind, die ja auch mit gewaltigen Folgen verbunden sind. Und diese Frage muss man ja wohl stellen dürfen.

Die Sache mit den Gletschern

Recht gerne werden Sekundäreffekte als „Beweis“ herangezogen. So gehen die Gletscher weltweit zum größten Teil zurück, also muss es wohl wärmer werden, wenn sie abschmelzen. Das Argument ist nicht von der Hand zu weisen. Allerdings: der Gletscherrückgang setzte bereits 1850 ein, als von CO2 noch nicht die Rede sein konnte, betrifft auch nicht alle Gletscher, und seit 2009 nehmen auch viele Gletscher wieder zu. Mit anderen Worten: auch diese Sache ist nicht so einfach, wie es meist vermittelt wird.

Für den Rückgang seit 1850 wird gerne die Industrialisierung verantwortlich gemacht: Ruß und Staub lagerte sich auf den Gletschern ab, was zu erhöhter Energieaufnahme aus der Sonnenstrahlung führt und die Gletscher schmelzen lässt. Klingt logisch und nachvollziehbar, hat aber wie gesagt wenig mit CO2 zu tun. Subtiler ebenfalls möglicher Nebeneffekt: die Bemühungen um die Reinhaltung der Luft führen zu weniger Belastung und mehr Reflexion der Sonnenstrahlung und könnten auch damit zu der neuerdings beobachteten Zunahme beitragen. Ob es systematische Untersuchungen zu beiden Effekten gibt, ist mir nicht bekannt.

Ob ein Gletscher kleiner oder größer wird, hängt aber auch noch von weiteren Parametern ab, beispielsweise dem Niederschlag. Fällt im Winter mehr Schnee als im Sommer schmilzt, wird der Gletscher größer, und umgekehrt. Niederschläge scheinen langfristig eher zuzunehmen, besonders im Winter, was für einen Ausgleich anderer Effekte spricht.

Der Ehrlichkeit halber muss man aber zugeben, dass zumindest die Daten in der Grafik nicht besser aussehen als die Temperaturkurven und daher nicht für verlässliche Aussagen herangezogen werden können. Will man es genauer wissen, muss man wohl Bilanzen für jeden Gletscher einzeln aufstellen.

Weitere Einflussgrößen, insbesondere im Zusammenhang mit den Niederschlägen, sind Wolken. Wolken reflektieren die Sonnenstrahlung und sind häufiger mit feuchter Luft verbunden, wolkenloser Himmel neben der Sonne auch oft mit trockener Luft. Zusammen mit Wind kann trockene Luft dazu führen, dass auch bei durchgehend tiefen Temperaturen Eis und Schnee verdunsten, was möglicherweise vielen im Winter bereits einmal aufgefallen ist. Trotz strenger Kälte wirds im Sonnschein immer weniger. Wind und Luftfeuchte müssen daher in einer Bilanz ebenfalls berücksichtigt werden.

Ich weiß nicht, ob und wie solche Effekte in den Klimamodellen berücksichtigt sind, aber „die Temperatur steigt und damit schmelzen alle Gletscher“ ist sicher eine unzutreffende Vereinfachung.

Besondere „Sorgen“ machen sich die Klimaleute um die grönländischen Gletscher, weil das vollständige Abschmelzen des Inlandeises zu einem Steigen des Meerespegels um ca. 7m führen würde (kann man nachrechnen, stimmt). Auch die Antarktis wird fallweise zum Schmelzen animiert, jedoch wird dort das Inlandeis anscheinend dicker und das Abbrechen von Tafeleisbergen führt nicht zu einem Steigen des Pegels, weil das Eis schon im Wasser schwimmt und an der Menge nichts ändert. Von der Antarktis her droht somit (bislang) keine Gefahr.

Bei Messungen des Wasserabflusses aus Grönland wurde kürzlich festgestellt, dass die Menge des Schmelzwassers an einem besonders markanten Gletscherabfluss deutlich über den berechneten Daten liegt. Das muss man natürlich ernst nehmen, weil (a) der Meeresspiegel möglicherweise sogar noch schneller steigen könnte und (b) an den Modellen irgendetwas nicht stimmt. Anstatt sich erst einmal um die Macken der Theorie zu kümmern, um zu einer irgendwie gearteten konsistenten Berechnung zu gelangen, hat man auf der letzten Konferenz aber vereinbart, einfach einen freien Parameter willkürlich anzuheben, um die Messwerte wiederzugeben. Also noch eine Mogelpackung.

Außerdem war die Durchschnittstemperatur in unseren Breiten in den letzten Zwischeneiszeiten teilweise und 2°C und mehr höher als heute. Nach den aktuellen Maßstäben würde das „Land unter“ bedeuten. Der Meeresspiegel war zwar einige Meter höher als heute, aber Bohrungen auf Grönland haben ergeben, dass das Inlandseis nicht vollständig abgeschmolzen war. Ähnliches gilt für die frühe Neuzeit: die Römer bauten Wein in Südengland an, was heute noch nicht mal die speziellen Hochleistungssorten hinbekommen, und in Thüringen wurden in alten Gräbern Käferarten gefunden, die heute erst ab der Po-Ebene südwärts in Italien vorkommen, weil es ihnen sonst zu kalt ist. „Land unter“ war auch damals nicht.

Das soll nun ebenfalls nicht als generelle Entwarnung verstanden werden (nach Klimaleute-Sprech: Leugnung). Sollte der grönländische Eisschild merklich und sehr schnell abschmelzen, steht die Menschheit tatsächlich vor einem sehr ernsten Problem. Es soll nur darauf hingewiesen werden, dass die Verhältnisse nicht so einfach und klar sind wie das immer behauptet wird, und mehr oder weniger willkürliche Korrekturen nicht geeignet sind, Vertrauen zu erwecken.

Eiszeit

Letzten Endes hängen die Bedingungen auf der Erde von der Sonne ab. Um die Temperatur um 1°C zu ändern braucht die Sonnenstrahlung nur um ca. 3‰ variieren. Das stimmt zwar nicht ganz, weil es auch auf die Wellenlänge ankommt, beschreibt aber schon die Verhältnisse. DIe Strahlung der Sonne ist nicht konstant: Sonnenflecken strahlen beispielsweise nur 30% der Energie aus, die ansonsten von der Oberfläche kommt.

Sonnenflecken folgen zyklischen Mustern, die zwischen 22 und (vermutlich) mehreren 100 Jahren betragen. Aus Isotopenmessungen hat man beispielsweise das obige Diagramm der Sonnenfleckenintensität in den letzten 12.000 Jahren abgeleitet. Sonnenflecken (und andere Aktivitätsschwankungen der Sonne) könnten also durchaus zu den Schwankungen „seit Beginn der Klimaaufzeichnungen“ beigetragen haben, wie Kritiker der Klimatheorie anmerken. „Alles Blödsinn, die Sonne hat keinen Einfluss“ lautet die kategorische Antwort der Klimaleute, nachdem alle Schwankungen auf die eine oder andere Art auf Null herunter gerechnet wurden. Lassen wir das mal so als gegensätzliche Position stehen.

Ein nicht weg zu diskutierender Einfluss ergibt sich aus dem Umlauf der Erde um die Sonne. In steigender Wichtigkeit:

• Die Erdumlaufbahn ist nicht kreisförmig sondern ellipsenförmig und die Exzentrizität der Bahn schwankt, was periodisch zu größerer Sonnennähe und damit mehr Strahlung führt.
• Die Erdachse ist gegen die Bahnebene geneigt, wobei die Neigung schwankt. Das führt zu variierender Sonneneinstrahlung an den Polen.
• Die Erdachse führt eine Kreiselbewegung um die Senkrechte der Umlaufbahn aus, was ebenfalls zu Strahlungsschwankungen an den Polen führt.

Die Erde bekommt natürlich immer die gleiche Dosis an Strahlung ab, einmal abgesehen von der Exzentrizität. Jedoch bekommen die Pole über die Jahreszeiten verteilt unterschiedliche Dosen ab, und da die Strahlung dort so gering ist, dass sich Eis bildet, sind wechselnde Eisschilde zu erwarten. Kummuliert man alle Effekte, kommt man zu Schwankungen, die mit den Eiszeiten korreliert werden können. Das genügt allerdings nicht, um die Unterschiede zwischen Eis- und Warmzeit begründen zu können. Es kommen Verstärker hinzu. Statische Verstärker sind die Eisschilde selbst, die mehr Strahlung reflektieren und es damit die Bodentemperatur senken und die Eisschilde stabil halten. Dynamische Verstärker sind Wolken und im weiteren Sinn der Wasserhaushalt des Planeten, und damit wären wir mitten drin im eigentlichen Thema, dem Klima.

Bevor wir dazu kommen: zyklisch befindet sich die Erde am Beginn einer neuen Kaltzeit. Die Ausschläge, die derzeit beobachtet werden, passen durchaus zur Klimaänderung der vergangenen Zwischeneiszeiten. Bei den Klimaleuten ist dazu ein geradezu phantastischer Satz zu lesen: „Durch das menschengemachte CO2 ist eine neue Eiszeit für die nächsten 100.000 Jahre ausgeschlossen!“ Wenn man Hybris noch toppen will, wird das schwierig.

 

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