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University of Washington: Modelle können Einfluss des Klimawandels auf El Ninos nicht zuverlässig vorhersagen

Die El Ninos von 1997/1998 und 2015/16 waren in ihrer Stärke sehr ähnlich. Allerdings unterschieden sie sich im Detail, wie Houk Paek und Kollegen im Februar 2017 in den Geophysical Research Letters beschrieben:

Why were the 2015/2016 and 1997/1998 extreme El Niños different?
Subtle but important differences are identified between the 1997/1998 and 2015/2016 extreme El Niños that reflect fundamental differences in their underlying dynamics. The 1997/1998 event is found to evolve following the eastern Pacific El Niño dynamics that relies on basin-wide thermocline variations, whereas the 2015/2016 event involves additionally the central Pacific (CP) El Niño dynamics that depends on subtropical forcing. The stronger CP dynamics during the 2015/2016 event resulted in its sea surface temperature (SST) anomalies lingering around the International Date Line during the decaying phase, which is in contrast to the retreat of the anomalies toward the South American Coast during the decaying phase of the 1997/1998 event. The different SST evolution excited different wave trains resulting in the western U.S. not receiving the same above-normal rainfall during the 2015/2016 El Niño as it did during the 1997/1998 El Niño. Ensemble model experiments are conducted to confirm the different climate impacts of the two El Niños.

Wussten Sie übrigens schon, dass die El Ninos vor 10.000 Jahren ebenso stark und häufig waren wie heute? Nachzulesen in einer Pressemitteilung  der University of Washington vom August 2014. Unter anderem weisen die Autoren daraufhin, dass Klimamodelle das El Nino-Geschehen einfach nicht in den Griff bekommen. Sie warnen daher, den Zukunftmodellierungen der unvollständigen Modelle zu vertrauen:

Ancient Shellfish remains rewrite 10,000 year history of El Nino cycles

The planet’s largest and most powerful driver of climate changes from one year to the next, the El Niño Southern Oscillation in the tropical Pacific Ocean, was widely thought to have been weaker in ancient times because of a different configuration of the Earth’s orbit. But scientists analyzing 25-foot piles of ancient shells have found that the El Niños 10,000 years ago were as strong and frequent as the ones we experience today. The results, from the University of Washington and University of Montpellier, question how well computer models can reproduce historical El Niño cycles, or predict how they could change under future climates. The paper is now online and will appear in an upcoming issue of Science.

“We thought we understood what influences the El Niño mode of climate variation, and we’ve been able to show that we actually don’t understand it very well,” said Julian Sachs, a UW professor of oceanography. The ancient shellfish feasts also upend a widely held interpretation of past climate. “Our data contradicts the hypothesis that El Niño activity was very reduced 10,000 years ago, and then slowly increased since then,” said first author Matthieu Carré, who did the research as a UW postdoctoral researcher and now holds a faculty position at the University of Montpellier in France.

In 2007, while at the UW-based Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean, Carré accompanied archaeologists to seven sites in coastal Peru. Together they sampled 25-foot-tall piles of shells from Mesodesma donacium clams eaten and then discarded over centuries into piles that archaeologists call middens. While in graduate school, Carré had developed a technique to analyze shell layers to get ocean temperatures, using carbon dating of charcoal from fires to get the year, and the ratio of oxygen isotopes in the growth layers to get the water temperatures as the shell was forming.

The shells provide 1- to 3-year-long records of monthly temperature of the Pacific Ocean along the coast of Peru. Combining layers of shells from each site gives water temperatures for intervals spanning 100 to 1,000 years during the past 10,000 years. The new record shows that 10,000 years ago the El Niño cycles were strong, contradicting the current leading interpretations. Roughly 7,000 years ago the shells show a shift to the central Pacific of the most severe El Niño impacts, followed by a lull in the strength and occurrence of El Niño from about 6,000 to 4,000 years ago.

One possible explanation for the surprising finding of a strong El Niño 10,000 years ago was that some other factor was compensating for the dampening effect expected from cyclical changes in Earth’s orbit around the sun during that period. “The best candidate is the polar ice sheet, which was melting very fast in this period and may have increased El Niño activity by changing ocean currents,” Carré said.

Around 6,000 years ago most of the ice age floes would have finished melting, so the effect of Earth’s orbital geometry might have taken over then to cause the period of weak El Niños. In previous studies, warm-water shells and evidence of flooding in Andean lakes had been interpreted as signs of a much weaker El Niño around 10,000 years ago. The new data is more reliable, Carré said, for three reasons: the Peruvian coast is strongly affected by El Niño; the shells record ocean temperature, which is the most important parameter for the El Niño cycles; and the ability to record seasonal changes, the timescale at which El Niño can be observed.

“Climate models and a variety of datasets had concluded that El Niños were essentially nonexistent, did not occur, before 6,000 to 8,000 years ago,” Sachs said. “Our results very clearly show that this is not the case, and suggest that current understanding of the El Niño system is incomplete.” The research was funded by the U.S. National Science Foundation, the U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration and the French National Research Agency.

Other co-authors are Sara Purca at the Marine Institute of Peru; Andrew Schauer, a UW research scientist in Earth and space sciences; Pascale Braconnot at France’s Climate and Environment Sciences Laboratory; Rommel Angeles Falcón at Peru’s Minister of Culture; and Michèle Julien and Danièle Lavallée at France’s René Ginouvès Institute for Archaeology and Anthropology.

Journal Reference: M. Carre, J. P. Sachs, S. Purca, A. J. Schauer, P. Braconnot, R. A. Falcon, M. Julien, D. Lavallee. Holocene history of ENSO variance and asymmetry in the eastern tropical Pacific. Science, 2014; DOI: 10.1126/science.1252220

 

Kollaps und Wiedererstarken im 60-Jahrestakt: Ozeanzyklen steuern Fischbestände vor der Küste Kaliforniens

Sardinen, Anchovies und Seehechte haben eines gemeinsam: Sie treten vor der Küste Kaliforniens für ein paar Jahrzehnte gehäuft auf, dann bricht die Population zusammen. Eine Studie von McClatchie und Kollegen, die im Februar 2017 in den Geophysical Research Letters erschien, hat das Phänomen nun 500 Jahre zurück verfolgt. Wenig überraschend: Auch im letzten halben Jahrhundert setzt sich der mysteriöse Boom-Kollaps-Zyklus dieser Fischgruppen fort. Abstract:

Collapse and recovery of forage fish populations prior to commercial exploitation
We use a new, well-calibrated 500 year paleorecord off southern California to determine collapse frequency, cross correlation, persistence, and return times of exploited forage fish populations. The paleorecord shows that “collapse” (defined as <10% of the mean peak biomass) is a normal state repeatedly experienced by northern anchovy, Pacific hake, and Pacific sardine which were collapsed 29–40% of the time, prior to commercial fishing exploitation. Mean (± SD) persistence of “fishable biomass” (defined as one third mean peak biomass from the paleorecord) was 19 ± 18, 15 ± 17, and 12 ± 7 years for anchovy, hake, and sardine. Mean return times to the same biomass was 8 years for anchovy but 22 years for sardine and hake. Further, we find that sardine and anchovy are positively correlated over 400 years, consistent with coherent declines of both species off California. Persistence and return times combined with positive sardine-anchovy correlation indicate that on average 1–2 decades of fishable biomass will be followed by 1–2 decades of low forage. Forage populations are resilient on the 500 year time scale, but their collapse and recovery cycle (based on the paleorecord) are suited to alternating periods of high fishing mortality and periods of little or no fishing.

Einige Leser werden es bereits erraten haben, was dahinter steckt: Die Ozeanzyklen, die im zyklischen 60 Jahrestakt die Fischbestände nach oben treiben und nach einem halben Zyklus dann wieder kollabieren lassen.

 

Sauerstoffarme Phasen in der Adria sind in den letzten 40 Jahren seltener geworden

In der Adria kommt es im Sommer und Herbst durch die Wasserschichtung immer wieder zu sauerstoffarmen Phasen, sogenannten Hypoxie-Ereignissen. Eine gute Nachricht: In den letzten 40 Jahren sind die sauerstoffarmen Phasen seltener geworden, wie Djakovac et al. 2015 berichteten:

Mechanisms of hypoxia frequency changes in the northern Adriatic Sea during the period 1972–2012
Hypoxia events frequently occurred in the bottom layer of the northern Adriatic Sea (NAd) from mid-summer to mid-autumn, when the water column is highly stratified, with highly variable spatial extent and duration. To determine the mechanisms of changes in hypoxia frequency and their relation to environmental conditions, 40 yr-long time series of dissolved oxygen and of parameters that describe freshwater influence, stratification processes, and circulation patterns were analysed. It was shown that seasonal hypoxic events in the open water areas coincided with the formation of cyclonic or anticyclonic circulation cells, whose stability was estimated by the appearance of the Istrian Coastal Counter Current (ICCC). The oxygenation of bottom waters during the period August–November of the last two decades has increased, whereas a decreasing trend was observed in surface waters. The frequency of hypoxic events at a larger scale in the NAd decreased since 1992, concurrently with reduced ICCC occurrences. However, the frequency of events in the western area, which is under a direct influence of Po River discharges, did not change significantly, although their intensity recently were lower than during the 1970s and 1980s.

Tomasovych et al. 2017 erweiterten nun mithilfe von Untersuchungen an Muscheln den Betrachtungszeitraum in der Adria auf die vergangenen 500 Jahre. Die Forscher fanden, dass es seit dem 18. Jahrhundert immer wieder zu Hypoxie-Phasen kam, die eng an die Wassertemperatur gekoppelt waren. Insofern sind die modernen sauerstoffarmen Phasen lediglich eine Fortsetzung der bekannten Reihe. Abstract:

Stratigraphic unmixing reveals repeated hypoxia events over the past 500 yr in the northern Adriatic Sea
In the northern Adriatic Sea and in most semi-enclosed coastal regions worldwide, hypoxia induced by eutrophication in the late 20th century caused major die-offs of coastal marine organisms. However, ecosystem responses to hypoxia over longer centennial scales are unclear because the duration of direct observations is limited to a few decades and/or the temporal resolution of sedimentary archives is compromised by slow sedimentation and bioturbation. To assess whether perturbations of ecosystems by hypoxia recurred over centuries in the northern Adriatic Sea, we evaluate the timing and forcing of past hypoxia events based on the production history of the opportunistic, hypoxia-tolerant bivalve Corbula gibba, using 210Pb data, radiocarbon dating, amino acid racemization, and distribution of foraminifers in sediment cores that capture the past 500 yr in the Gulf of Trieste. Unmixing the stratigraphic record on the basis of 311 shells of C. gibba, we show that the reconstructed fluctuations in abundance do not correlate with abundances in the raw stratigraphic record. We find that production of C. gibba has undergone major decadal-scale fluctuations since the 18th century, with outbreaks corresponding to density of more than 1000 individuals per square meter. These outbreaks represent long-term phenomena in the northern Adriatic ecosystem rather than novel states characteristic of the 20th century eutrophication. They positively correlate with centennial-scale fluctuations in sea-surface temperature, indicating that the hypoxia events were coupled with water-column stratification rather than with nutrient enrichment.

 

Weltozeane haben im letzten Jahrzehnt mehr CO2 gepuffert

Der University of California, Santa Barabara, war es sichtlich unangenehm, gute Nachrichten verkünden zu müssen: Die Weltozeane haben im letzten Jahrzehnt dank langsamerer Ozeanzirkulation mehr CO2 gepuffert, das der Atmosphäre als Treibhausgas damit entzogen wurde. Hier die Pressemitteilung:

Decoding Ocean Signals

Geographer Tim DeVries and colleagues determine why the ocean has absorbed more carbon over the past decade

With the ocean absorbing more carbon dioxide (CO2) over the past decade, less of the greenhouse gas is reaching the Earth’s atmosphere. That’s decidedly good news, but it comes with a catch: Rising levels of CO2 in the ocean promote acidification, which breaks down the calcium carbonate shells of some marine organisms. The cause of this recent increase in oceanic CO2 uptake, which has implications for climate change, has been a mystery. But new research from UC Santa Barbara geographer Timothy DeVries and colleagues demonstrates that a slowdown of the ocean’s overturning circulation is the likely catalyst. Their findings appear in the journal Nature. “Such a slowdown is consistent with the projected effects of anthropogenic climate change, where warming and freshening of the surface ocean from melting ice caps leads to weaker overturning circulation,” DeVries explained. “But over the time periods we studied, it’s not possible to say whether the slowdown is related to natural climate variability or to climate change caused by human activity.”

DeVries and fellow researchers Mark Holzer of the University of New South Wales in Sydney and François Primeau of UC Irvine compiled existing oceanographic tracer data — measurements of temperature, salinity, CFCs (manmade gases that dissolve into the ocean) and carbon-14 — and separated it into three decade-long time periods: the 1980s, the 1990s and the 2000s.  Subsequent computer analysis of that data enabled the researchers to characterize ocean circulation — the transfer of water from the surface to the deep ocean and back again — for each time period. They then analyzed ocean-atmosphere carbon exchange and ocean carbon cycling within their circulation model. “As the circulation changed from decade to decade —1980s to 1990s to 2000s — the model predicted a big dip in oceanic CO2 uptake during the 1990s, then a large increase in uptake during the 2000s,” DeVries explained. “Furthermore, these swings were attributed directly to the changes in ocean circulation.”

According to DeVries, this finding may seem counterintuitive. Prevailing scientific wisdom asserts that the deceleration of circulation diminishes the ocean’s ability to absorb anthropogenic CO2 from the atmosphere as surface waters warm and become saturated with CO2. “While that is true, there is another effect that appears to be more important in the short term,” DeVries said. “The weaker overturning circulation brings less naturally CO2-rich deep waters to the surface, which limits how much of that gas in the deep ocean escapes to the atmosphere. That causes the ocean to absorb more CO2 from the atmosphere.”

Journal Reference: Tim DeVries, Mark Holzer, Francois Primeau. Recent increase in oceanic carbon uptake driven by weaker upper-ocean overturning. Nature, 2017; 542 (7640): 215 DOI: 10.1038/nature21068

 

Endlich überprüfbare Vorhersagen: Projekt MiKlip legt Mittelfristprognose für Erderwärmung bis 2023 vor

Das Projekt MiKlip erstellt Klimavorhersagen für die kommenden 10 Jahre. In einer Pressemitteilung der Gruppe vom 26. Januar 2017 heißt es:

Erste experimentelle dekadische Klimavorhersagen im interaktiven Online-Tool

Das MiKlip-Projekt hat als Hauptziel, ein dekadisches Klimavorhersagesystem zu entwickeln, welches vom Deutschen Wetterdienst (DWD) betrieben werden wird.

Ein großer Schritt in Richtung dieses Zieles wurde heute erreicht, da eine erste Version der operationellen Kette erfolgreich vervollständigt wurde und, als letztes Bindeglied der Kette, die dekadischen Klimavorhersagen auf der MiKlip-Webseite veröffentlicht wurden. Die Webseite stellt die aktuelle dekadische Vorhersage der bodennahen Temperatur für 2017-2026 für die gesamte Erde sowie den Nordatlantik dar. Es ist geplant, dass die Webseite in zukünftigen Ausgaben der Vorhersagen um weitere Variablen und Regionen erweitert werden wird.  Die Besucher und Besucherinnen der Webseite haben die Möglichkeit, interaktiv zu erkunden, welche Informationen dekadische Vorhersagen liefern können. Gleichzeitig erhalten sie einen Einblick in die Qualität des MiKlip-Systems.

Da sich die Vorhersagen noch in der Entwicklungsphase befinden, sollen die gezeigten Vorhersagen als Experiment verstanden werden und nicht als Grundlage für Entscheidungen verwendet werden.

Die Webseite ermöglicht es den Besuchern und Besucherinnen zwei verschiedene Varianten der Vorhersagen zu erkunden. Diese werden als Zeitreihen und Karten dargestellt. Die Webseite liefert außerdem eine Evaluierung der Vorhersagegüte des MiKlip-Systems, d.h. Informationen darüber, wie gut retrospektive Vorhersagen Beobachtungen in der Vergangenheit erfasst haben. Die Vorhersagegüte des MiKlip-Systems wird mit der Vorhersagegüte zweier Standardreferenzvorhersagen (Klimatologie und Klimaprojektion) verglichen.

Die Besucher und Besucherinnen der Webseite werden dazu ermutigt, ihre Kommentare und Rückmeldungen zur Seite mithilfe des  Feedback-Knopfs weiterzugeben.

Hier gelangen Sie direkt zu den dekadischen Klimavorhersagen für 2017-2026:

www.fona-miklip.de/1/dekadisches-klimavorhersagesystem/dekadische-klimavorhersage-fuer-2017-2026/

Weitere Informationen:
Mehr über dekadische Klimavorhersagen und die zugrundeliegende Forschung
Informationen zu den einzelnen MiKlip-Arbeitspaketen

Eine begrüßenswerte Initiative, denn die Vorhersagen können in den kommenden Jahren mit der realen Entwicklung verglichen und die verwendeten Modelle somit qualitativ bewertet werden. Hier die globale MiKlip-Prognose für die kommenden 10 Jahre (Abb. 1):

Abbildung 1: MiKlip-Vorhersage für die globale Temperaturentwicklung. Screenshot der Webseite vom 20.2.2017.

 

Verwendet werden dabei HadCRUT4-Temperaturdaten, die deutlich mehr Erwärmung zeigen als die Satellitendaten RSS und UAH. Der Anstieg im Jahr 2012 hat nicht etwa mit einer Erwärmung zu jener Zeit zu tun, sondern mit dem späteren El Nino, der in das 4-Jahresmittel (2012=2012-2015) einfließt. Auf jeden Fall wird es nun in den kommenden Jahren spannend, denn der El Nino ist vorbei. Werden die Werte wirklich so ansteigen, wie von MiKlip vermutet? Die Pognose ist auf dem Tisch, die Zeit tickt, warten wir es ab.

MiKlip bietet auch eine Prognose für den Nordatlantik an (Abb. 2). Dort sollen in den kommenden Jahren die Temperaturen nach einem Zwischentief wieder auf das Niveau von 2005 steigen. Die Erwärmung pausiert dort also seit 2003.

 

Abbildung 2: MiKlip-Vorhersage für die Temperaturentwicklung im Nordatlantik. Screenshot der Webseite vom 20.2.2017.

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Das Bundesumweltministerium macht jetzt ernst mit dem Klimaschutz. Ab sofort gibt es auf offiziellen Veranstaltungen nur noch vegetarische Kost, wie Spiegel Online am 18. Februar 2017 berichtete:

Umweltministerium serviert nur noch vegetarische Kost
Kein Fleisch, kein Fisch: Bei Veranstaltungen des Umweltministeriums gibt es nur noch Vegetarisches. Man wolle glaubwürdig und vorbildlich sein, heißt es.

Weiterlesen auf Spiegel Online

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Die Wissenschaftsjournalistin Mish Michaels wurde Anfang Februar 2017 von ihrem Sender WGBH News (Boston) entlassen, weil sie der klimaalarmistischen Idee sowie der Sicherheit bestimmter Impfstoffe skeptisch gegenübersteht. WGBH wollte dieses Verhalten offenbar nicht tolerieren. Offiziell heißt es, die Mitarbeiterin hätte das Unternehmen aus “persönlichen Gründen” verlassen. Nachzulesen im Boston Globe (via GWPF).

 

Forscher der Arizona State University fordern 500 000 000 000 Dollar, um das arktische Meereis um einen Meter zu verdicken

Anfang Februar 2017 war der Klimawissenschaftler Hans von Storch zu Gast in der SWR 1-Sendung “Leute”. Es ist schon erstaunlich, wie sehr die SWR Moderatorin Nicole Köster versucht, aus Herrn Storch Klimaalarmismus zu entlocken. Der allerdings bleibt völlig gelassen und entgegnet mit Anpassungsmaßnahmen und wissenschaftlichen Erkenntnissen. Hut ab vor Hans von Storch. Das 34-minütige Interview können Sie als Podcast auf der SWR-Webseite nachhören.

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Kontrastprogramm bei der Arizona State University. Vollständiger Hirnriss. Eine Wissenschaftlergruppe schlägt im Fachblatt Earth’s Future vor, das arktische Meereis aus Klimaschutzgründen um einen Meter zu verdicken. Dazu wollen sie 10 Millionen windbetriebene Pumpen installieren, die Meerwasser auf die Eisoberfläche befördern, wo es dann gefriert. Kostenpunkt: 500 Milliarden Dollar. Der Damm, der die Realität vom Wahnsinn trennt, ist hier offensichtlich völlig gebrochen.

Siehe auch Bericht auf grenzwissenschaft-aktuell.de.

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Irrsinn, Teil 2. Am 9. Februar 2017 traute man in der Neuen Zürcher Zeitung seinen Augen nicht:

Flughafen Wien: Gericht verbietet dritte Landebahn wegen Klimawandel
Der Wiener Flughafen darf nicht ausgebaut werden. Das Bundesverwaltungsgericht untersagte den geplanten Bau einer dritten Start- und Landebahn, weil dadurch der Flugverkehr und damit die Treibhausgasemissionen Österreichs deutlich ansteigen würden. Der Schutz vor den negativen Folgen des Klimawandels sei höher zu bewerten als die positiven Effekte für die Arbeitsplätze und den Standort, erklärte das Gericht.

Weiterlesen in der NZZ. Siehe auch ausführlicher Bericht auf Inside Climate News.

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In einer Pressemitteilung vom 9. Februar 2017 gab das Geophysikalische Instituts der norwegischen Universität Bergen bekannt, dass sich die sommerlichen und herbstlichen Wetterfronten in Europa während der Satellitenära ab 1979 verschärft hätten. Fairerweise geben die Autoren jedoch zu bedenken, dass der betrachtete Zeitraum zu kurz sein, um auf eine anthropogene Beeinflussung zu schließen. Noch sei unklar, ob es sich nicht vielleicht um ein Ergebnis der natürlichen Variabilität im Zuge der 60-jährigen Ozeanzyklen handelt. Hier die Meldung:

Increase in the number of extremely strong fronts over Europe?

A new research finds an increase of strong and extremely strong fronts in summertime and autumn over Europe. If this is a trend or caused by climate change remains to be seen, according to lead author Sebastian Schemm.

Weather fronts are for good reason key elements on our daily weather chart. When they traverse from west to east across Europe they can bring vigorous weather changes, often in connection with high wind speed, gusts, heavy precipitation or often hail. The latter affects mostly continental Europe during the summer season and much less the Nordic countries.

In a recent study in Geophysical Research Letters  Sebastian Schemm from Geophysical Institute and the Bjerknes Centre for Climate Research, and co-authors from the University of Bern and ETH Zürich revealed an increase in the number of strong and extremely strong fronts over Europe mainly during summer and autumn. The study was also selected as as research highlight in Nature Climate Change. In their study, the authors investigated gridded data based on observations and satellite retrievals for the period between 1979–2014.

No comparable trend is identified over continental North America. Because frontal precipitations increases with the strength of a front, this findings may help to better understand the high spatio-temporal variability of precipitation trends across Europe. “Surprisingly meteorologist have yet to settle on a single front definition”, argues Sebastian Schemm, but  “in our study we relied on a very common method that helps meteorologist to draw surface fronts”. In this definition information about temperature and moisture contrasts are combined into one single variable. Accordingly the authors are able to pinpoint increasing atmospheric humidity as the underlying cause of the observed trend in extreme fronts.

According to the IPCC AR5 report, humidity trends are significant over Europe but mixed or close to zero over parts of North America. This is in agreement with the trend in weather fronts. However, according to the lead author, it remains to be seen if the increase in the number of extremely strong fronts is tight to anthropogenic climate change or simply natural variability and part of a multi-decadal climate fluctuation.

Reference: Schemm, S., M. Sprenger, O. Martius, H. Wernli, and M. Zimmer (2017), Increase in the number of extremely strong fronts over Europe? A study based on ERA-Interim reanalysis (1979–2014), Geophys. Res. Lett., 44, 553–561, doi:10.1002/2016GL071451

 

Klimaalarm abgeblasen: Kalkige Mikroalgen zeigen der Ozeanversauerung die kalte Schulter

Das Alfred Wegener-Institut hatte am 5. Dezember 2016 gute Nachrichten zu vermelden:

Winzig kleine Algen, große Widerstandsfähigkeit

Mikroalgen sind mikroskopisch kleine, einzellige Algenarten und eine wichtige Nahrungsquelle im Arktischen Ozean. Dr. Clara Hoppe vom Alfred-Wegener-Institut untersucht, [...], wie sich durch den Klimawandel veränderte Lebensbedingungen auf Mikroalgen im Arktischen Ozean auswirken. Dazu gehört der Anstieg der Wassertemperatur ebenso wie die Versauerung der Ozeane und veränderte Lichtverhältnisse im Wasser aufgrund des Meereisrückgangs. Mikroalgen sind im Gegensatz zu Makroalgen nicht mit dem bloßen Auge erkennbar, sondern mikroskopisch kleine, einzellige Algenarten. Sie sind so winzig, dass ein Milliliter Wasser Abertausende enthalten kann. Da Mikroalgen eine wichtige Nahrungsquelle etwa für Krebstiere wie Krill sind, könnte eine Änderung zum Beispiel ihres Wachstums weitreichende Folgen für das arktische Nahrungsnetz haben.

[...]

„Ich habe jahrelang am Mikroskop gesessen und kaum Unterschiede beobachtet“, stellt Clara Hoppe fest. Was an sich eine gute Tatsache ist, war für die Biologin zunächst gewöhnungsbedürftig. „Ich bin als Forscherin ja quasi darauf gepolt, Veränderungen und Effekte erkennen zu wollen. Aber letztlich habe ich gemerkt, dass es unglaublich spannend ist, dass diese Organismen eben nicht so stark reagieren wie wir es von anderen Arten und Regionen kennen. Ich will herausfinden, warum nicht. Warum sind die Arktischen Mikroalgen so widerstandsfähig? Welche Mechanismen stecken dahinter?“

Eine Theorie hat sie bereits: Die Mikroalgen reagieren unterschiedlich auf Umweltveränderungen wie Temperaturanstiege. Selbst innerhalb einer Art geht nicht jede Mikroalge damit gleich um. Durch diese Flexibilität scheint die Artengemeinschaft insgesamt robuster zu sein. Je höher also die Vielfalt innerhalb einer Art ist, umso besser können die Mikroalgen Veränderungen in ihrer Umwelt abfedern. [...] 

Ganzen Artikel beim AWI lesen.

Bereits ein Jahr (29.11.2015) zuvor hatte Die Welt den Klimaalarm bei den Coccolithen abgeblasen:

Kalkalgen Dieser Meeresbewohner trotzt dem Klimawandel
Ein Szenario des Klimawandels scheint sich nicht zu bestätigen: Die Kalkalgen in den Ozeanen überstehen die Veränderungen überraschend gut. Das Meeresplankton verändert sich – aber anders als gedacht. [...] Bisher fürchtete man, dass die Kalkalgen zu den Organismen gehören, denen der Klimawandel gefährlich zusetzt. Das ist aber bisher nicht eingetreten – im Gegenteil. Die Algen scheinen den Klimawandel gut zu bewältigen. Die Forscher, die das festgestellt haben, sind selbst positiv überrascht. Ein Teil des weltweit ausgestoßenen Kohlendioxids wird von Meeren aufgenommen, die dadurch saurer werden. Die Säure greift die kalkhaltigen Schalen vieler Meeresbewohner an. Das war zumindest die Vermutung. Die Kalkalgen leiden aber nicht. Überraschenderweise seien die Bestände in den vergangenen 50 Jahren global nicht überall rückläufig, berichten US-Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science“. Im Nordatlantik nimmt die Zahl der Algen sogar zu. [...] 

Ganzen Artikel auf welt.de lesen.

Im Prinzip hält sich die Überraschung in Grenzen. Algen sind Pflanzen. Und Pflanzen brauchen CO2. Da nun mehr CO2 zur Verfügung steht als vorher, wachsen die Mikroalgen besser. So einfach ist das. Sinngemäß berichtete dies auch das Bigelow Laboratory for Ocean Sciences am 16. Januar 2016:

Increased carbon dioxide enhances plankton growth (weiterlesen …)

Konfliktforschung 1400-1900: Je kälter das Klima, umso häufiger rasselten die Völker aneinander

Im Januar 2017 erschien das NBER Working Paper einer Forschergruppe um Murat Iyigun, in dem die Geschichte militärischer Konflikte zwischen 1400 und 1900 ausgewertet wird. Das unerwartete Resultat: Je kälter das Klima, umso häufiger rasselten die Völker aneinander. Hier der Abstract:

Winter is Coming: The Long-Run Effects of Climate Change on Conflict, 1400-1900
We investigate the long-run effects of cooling on conflict. We construct a geo-referenced and digitized database of conflicts in Europe, North Africa, and the Near East from 1400-1900, which we merge with historical temperature data. We show that cooling is associated with increased conflict. When we allow the effects of cooling over a fifty-year period to depend on the extent of cooling during the preceding period, the effect of cooling on conflict is larger in locations that experienced earlier cooling. We interpret this as evidence that the adverse effects of climate change intensify with its duration.

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Spiegel Online wagte es am 20. Januar 2017 gegen den politischen Mainstream zu schwimmen und brachte eine Öko-Story, bei der der Klimawandel doch tatsächlich einmal unbeteiligt ist und freigesprochen wird:

Steinzeitliches Massensterben Mensch, du warst der Killer!
Weltweit starben die Riesen unter den Tieren vor Zehntausenden Jahren aus. War es ein Klimawandel oder war es der Mensch? Forscher glauben nun, das klar beantworten zu können – und fällen einen Schuldspruch.

Ein australisch-amerikanisch-deutsches Forscherteam um den Paläontologen Sander van der Kaars glaubt, stichhaltige Indizien gefunden zu haben, die eine uralte Streitfrage beantworten sollen: Was war schuld am zu unseren Tagen letzten Massensterben der Megafauna – Mensch oder Klimawandel? Kaars und Kollegen zeigen mit einer in den “Nature Communications” veröffentlichten Studie über das Verschwinden der australischen Megafauna, dass ein Klimawandel nichts mit diesem Massensterben zu tun hatte – der Mensch verursachte das offenbar aus eigener Kraft.

Weiterlesen auf Spiegel Online

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Schon gewusst? Während des letzten Interglazials – also der Warmzeit zwischen den letzten beiden Eiszeiten – war es ähnlich warm wie heute. Dies rief die American Association for the Advancement of Science am 19. Januar 2017 per Pressemitteilung in Erinnerung:

Sea-surface temps during last interglacial period like modern temps

Sea-surface temperatures during the last interglaciation period were like those of today, a new study reports. The trend is worrisome, as sea levels during the last interglacial period were between six and nine meters above their present height. The last interglaciation (LIG), which occurred 129,000 to 116,000 years ago, is thought to have been about as warm or a bit warmer than today, making it a useful reference to validate global climate models and understand sea-level response to a warming climate.

Here, Jeremy S. Hoffman and colleagues compiled 104 published LIG sea surface temperature (SST) records from 83 marine sediment core sites. They compared each core site to data sets from 1870-1889 and 1995-2014, respectively. Their analysis reveals that, at the onset of the LIG 129,000 years ago, the global ocean SST was already similar to the 1870-1889 average.

However, by 125,000 years ago, the global SST increased by 0.5° ± 0.3°Celcius, reaching a temperature indistinguishable from the 1995-2014 average. These results suggest that LIG global mean annual SSTs simulated with most global climate models are too low. As well, the data show that the Atlantic Ocean in the Northern Hemisphere was cooler at the beginning of the LIG, compared to temperatures in the Southern Hemisphere. Collectively, these results may help scientists better understand how oceans will respond to modern warming.

Journal Reference: Jeremy S. Hoffman, Peter U. Clark, Andrew C. Parnell, Feng He. Regional and global sea-surface temperatures during the last interglaciation. Science, 2017; 355 (6322): 276 DOI: 10.1126/science.aai8464

 

Vulkane, die schwarzen Schwäne der Evolution?

Im November 2016 hielt Sebastian Lüning im Rahmen der Berliner EIKE-Klimatagung einen Vortrag zur Klimawirkung von Vulkanen. Eine Kurzbeschreibung erschien hierzu auf der EIKE-Webseite:

Dr. habil. Sebastian Lüning, Co Autor des Klimabestsellers „Die kalte Sonne“ berichtet über Vulkane, und ob deren zu unvorhersehbaren Zeiten erfolgenden Ausbrüche als „schwarze Schwäne des Klimageschehens gedeutet werden können. Der Ko-Autor des Klimabestsellers „Die kalte Sonne“ fängt damit an, dass er nun schon zum dritten Mal in Berlin zum Klimathema vorträgt. Das erste Mal, bei der Vorstellung des Buches „Die kalte Sonne“, dessen Thesen vom überaus starken Einfluss der Sonne über die verschiedensten Prozesse – insbesondere denen der atlantischen wie pazifischen Strömungen- sich seit dieser Zeit immer stärker bestätigt, über die Verabschiedung eines verdienten Geologie-Professors an der TU in den Ruhestand, bei dem Lüning zusammen mit den damaligen Vizechef des PIK F.W. Gerstengarbe, ein Streitgespräch führen durfte bis zum heutigen Tage.

Zur Einstimmung in das Thema zitiert er aus Nicolas Talebs berühmten Buch „Der schwarze Schwan“, um zu erläutern, dass damit unvorhergesehene, aber nicht ganz unwahrscheinliche, jedoch sehr wirkmächtige Ereignisse gemeint sind, die sämtliche Wahrscheinlichkeitsberechnungen, die fast alle auf irgendeine Weise mittels Gleichverteilungen und/oder Trendfortschreibungen bestimmt werden, über den Haufen werfen. Vulkane bzw. deren Ausbrüche gehören zweifelsfrei zu solchen Ereignissen. Z.B. in dem sie dank ihres Ascheauswurfes evtl. eine neuen kleine Eiszeit auslösen können.

Diese Hypothese verfolgten einige Autoren, die auch in „Nature “ veröffentlichen durften. Ziel war die ganze kleine Eiszeit als nicht sonnenabhängig zu erklären. Sie mussten aber später einräumen, dass sie sich schlicht im Zeitmaßstab vermessen hatten. Über dieses Eingeständnis, eines durchaus normalen Fehlers, wurde jedoch später von den Medien nicht mehr berichtet. Null. Spätere papers zeigten hingegen das ganze Gegenteil. Die klimatischen Einflüsse der Vulkane sind vorhanden (Sigi et. al 2015) aber nur sehr kurzfristig -in Klima relevanten Zeitmaßstäben- abkühlend wirksam. Später im Vortrag zeigt Lüning auf, dass auch Alfred Wegener einen solchen schwarzen Schwan – nämlich die Kontinentalverschiebung – entdeckt hatte. Die Sonnenaktivität hat, wie Lüning zeigt, einen ganz wesentlichen Anteil an der Erwärmung, weil bei jeder dieser massiven Erwärmungen, diese einen Höchststand hatte. Jedoch spielen sie im IPCC Bericht keinerlei Rolle.

Im Folgenden der Vortrag auf Youtube in voller Länge:

 

Dr. habil Sebastian Lüning, Bild EIKE

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Bleiben wir beim Thema Vulkane. Im Dezember 2016 erschien in Geology eine Arbeit von Kees Nooren und Kollegen, in der die Autoren einer Klima-Abkühlung um 540 n.Chr. nachgingen, zu der bisher der schuldige Vulkan fehlte. Nun ist der Ausbruch wohl lokalisiert. Es soll sich um den El Chichon in Mexiko handeln, wie Alterdatierungen an dessen Ablagerungen nun anzeigen. Abstract:

Explosive eruption of El Chichón volcano (Mexico) disrupted 6th century Maya civilization and contributed to global cooling
A remarkably long period of Northern Hemispheric cooling in the 6th century CE, which disrupted human societies across large parts of the globe, has been attributed to volcanic forcing of climate. A major tropical eruption in 540 CE is thought to have played a key role, but there is no consensus about the source volcano to date. Here, we present evidence for El Chichón in southern Mexico as the most likely candidate, based on a refined reconstruction of the volcano’s eruption history. A new chronological framework, derived from distal tephra deposits and the world’s largest Holocene beach ridge plain along the Gulf of Mexico, enabled us to positively link a major explosive event to a prominent volcanic sulfur spike in bipolar ice core records, dated at 540 CE. We speculate that voluminous tephra fall from the eruption had a severe environmental impact on Maya societies, leading to temporary cultural decline, site abandonment, and migration within the core area of Maya civilization.

Eine andere Forscherguppe hat sich mit den klimatischen Auswirkungen des Tambora-Ausbruchs 1815 und seine Auswirkungen auf Neuengland beschäftigt. Die University of Massachusetts at Amherst gab am 19. Januar 2017 die folgende Pressemitteilung hierzu heraus:

New England’s 1816 ‘Mackerel Year’ and Climate Change Today

UMass Amherst, New England researchers explore past global climate catastrophe

Hundreds of articles have been written about the largest volcanic eruption in recorded history, at Indonesia’s Mount Tambora just over 200 years ago. But for a small group of New England-based researchers, one more Tambora story needed to be told, one related to its catastrophic effects in the Gulf of Maine that may carry lessons for intertwined human-natural systems facing climate change around the world today.In the latest issue of Science Advances, first author and research fellow Karen Alexander at the University of Massachusetts Amherst and 11 others including aquatic ecologists, climate scientists and environmental historians recount their many-layered, multidisciplinary investigation into the effects of Tambora on coastal fish and commercial fisheries.

Alexander says, “We approached our study as a forensic examination. We knew that Tambora’s extreme cold had afflicted New England, Europe, China and other places for as long as 17 months. But no one we knew of had investigated coastal ecosystems and fisheries. So, we looked for evidence close to home.” In work that integrates the social and natural sciences, they used historical fish export data, weather readings, dam construction and town growth chronologies and other sources to discover Tambora’s effects on the Gulf of Maine’s complex human and natural system.

The 1815 eruption caused a long-lasting, extreme climate event in 1816 known as the “year without a summer.” As volcanic winter settled on much of the Northern Hemisphere, crops failed, livestock died and famine swept over many lands. In New England, crop yields may have fallen by 90 percent. The researchers found that 1816 was also called “the mackerel year,” a clue to what they would find regarding fisheries.

Besides Tambora’s climate effects, the authors examined other system-wide influences to explain observed trends. These included historical events such as the War of 1812, human population growth, fish habitat obstruction due to dam building and changes in fishing gear that might have affected fisheries at the time. Employing historical methods in a Complex Adaptive Systems approach allowed them to group and order data at different scales of organization and to identify statistically significant processes that corresponded to known outcomes, Alexander says.

For instance, temperature fluctuations influenced the entire Gulf of Maine for short periods of time, while dam construction affected individual watersheds through the life of the dams. Space and time scales differ in each case, but both temperature fluctuations and habitat obstructions affect fish, and thus fisheries, at the same time. Such interactions are characteristic of complex systems, she notes.

Establishing timing was key to solving the mystery, Alexander adds. Major export species including freshwater-spawning alewives and shad and marine-spawning mackerel and herring, have different temperature tolerances and seasonal migration patterns and timing, or phenology. Alewives and mackerel arrived earlier when water was colder, shad and herring arrive later after water had warmed up. Because of their phenology and vulnerability in rivers and streams during spawning, alewives suffered the most from the extreme climate event. In Massachusetts where streams had been dammed for a long time, its effects were compounded, the researchers found.

In the early 1800s alewives were a “utility fish,” an important commercial export but also used as chicken feed, garden fertilizer and human food in winter. The winter of 1816 was so cold, Alexander says, that “Penobscot Bay froze solid from Belfast to Castine.” When alewives arrived at their seasonal spawning time, adverse conditions likely disrupted spawning runs, increased natural mortality and, critically for the people depending on them, decreased catch.

She adds, “During this climate crisis, people couldn’t catch enough alewives to meet their needs, so they quickly turned to mackerel, the next abundant species to arrive along the coast. Pursuing mackerel and rapidly distributing it to communities with no other sources of food fundamentally altered the infrastructure of coastal fisheries.” Although records suggest that alewife populations apparently recovered within 25 years, “people responded rapidly and effectively to Tambora in only five years and never looked back when the crisis passed.”

Rates of human and alewife response became uncoupled and the quick fixes, become permanent, later achieved an air of inevitability, the authors suggest.

They add that “complex solutions elude simple explanations.” They point out the “many and obvious,” parallels between that sudden extreme event and current occurrences of drought, flood, storm devastation, food disruption and famine attributed to climate change.

“The past can be a laboratory,” Alexander and colleagues write. Employing historical methods within a Complex Adaptive Systems approach may offer a simple way to examine complex systems where scale, rate and phenology interconnect human and natural processes, andhelp to“advance human resilience by strengthening resilience in the natural world.”

UMass Amherst fisheries ecologist Adrian Jordaan adds, “When the resources are available locally, they can help societies cope with change. Also, during extreme climate events, unthinkable changes including large societal shifts can occur. These are things that we must be prepared for in the world of today, where extreme climatic events are becoming more frequent and severe.”

Michelle Staudinger, an ecologist with the Northeast Climate Science Center at UMass Amherst, says, “Alewives and other fishes that inhabit both rivers and oceans are highly vulnerable to climate change. The lessons learned from this study will help us better anticipate, prepare and cope for additional future impacts on their populations as well as the human communities that depend on them.”

Alex Bryan, a U.S. Geological Survey climate scientist and co-author, says studying a 200-year-old event was a challenge. “Long-term temperature records don’t begin until the turn of the 20th century. Fortunately, we found the weather journal of a physician residing in Salem, Mass., who recorded the air temperature four times a day from the 1780s to the 1820s. Without his devotion to monitoring the weather, this study would not have been possible.”

No-News: Kein Klimawandel auf der britischen Halley-Station in der Antarktis

Am 20. Januar 2017 ging es in der  BBC-Sendung “Science in Action” um den Zwangsumzug der Britischen Antarktis Station Halley VI. Kurios: Während in der Anmoderation noch wie üblich davon geredet wurde, dass man besonders in der Antarktis den “long term effect of Global Warming” fürchten müsse, widersprach der verantwortliche Chefwissenschaftler des British Antarctic Survey BAS (ab 6:30 Laufzeit) ganz entschieden der Behauptung, dass der Riss im Eisschelf etwas mit Klimaerwärmung zu tun habe. Prof. David Vaughan meinte dazu unter anderem:

“…it would be a mistake to connect this immediately with some kind of global warming. At Halley, where we have measured the temperature routinely on a daily basis for almost 50 years, we haven’t seen any evidence for climate change in that area…”

Diese glasklare Aussage von Seiten des führenden britischen Antarktis Forschers ist freilich eine köstliche Ohrfeige für all die zahllosen Medien, welche den nötigen Umzug der Station, sofort und reflexhaft, dem anthropogenen Klimawandel anlasteten. Negativbeispiele z.B. beim ORF, NZZ, Krone. Aber auch der stets klima-besorgten BBC war das Zitat von Prof. Vaughan offenbar zu ehrlich und klimarealistisch und deswegen wurde es in der sonst eigentlich ausführlicheren Schwester-Sendung “The Science Hour” herausgeschnitten und durch eine deutlich abgeschwächte Formulierung eines Moderators ersetzt (zu hören hier ab 5:50 Laufzeit):

“… Global Warming ? … probably not, there (at Halley) they haven’t seen an awful lot of global warming…”.

Nachdem also die zwanghaft klimaalarmistischen BBC Reporter beim Thema Antarktis mehr Klimarealismus zulassen mussten, als ihnen offenbar lieb war, wurde noch in der gleichen Sendung versucht, dies beim Thema “Grüne Sahara” wieder auszubügeln (siehe hier ab Laufzeit 20:20). So wurde bei der Besprechung der interessanten Arbeit von Tierney et al. 2017 mit keinem einzigen Pieps erwähnt, dass der stärkere Afrikanische Monsun in der Sahara während des Holozän-Klima-Optimums mit einer rund 2°C wärmeren globalen Temperatur als heute verknüpft war, obwohl der kausale Zusammenhang aus der Publikation eindeutig hervorgeht, nach der nämlich kältere Phasen stets eine wieder zunehmende Dürre verursachten (z.B. während des 8,2 ka Event).

Man wollte wohl mit dem Verschweigen von diesem wichtigen Zusammenhang unbedingt vermeiden, dass das BBC-Publikum auf die ketzerische Idee kommen könnte, dass höhere Temperaturen als heute möglicherweise gar nicht so schlecht wären; jedenfalls nicht für die Sahara. Solch manipulative Halbwahrheiten nennen die Angelsachsen übrigens sehr treffend “Lies of omission”. Und obwohl die “Grüne Sahara Phase”, bei einer vollständigen Kausal-Analyse, nur Argumente gegen übertriebenen “Global-Warming-Ängste” liefert, entblödete sich der Moderator Roland Pease nicht, das Thema mit einem komplett widersinnigen und alarmistischen Fazit zu beenden:

“… and given the news of the record global temperatures of 2016, you can only wonder about the lessons from those drastic past changes in the Sahara…”

 

 

Philipp Lengsfeld (MdB, CDU) fordert mehr Offenheit in der Klimadebatte

Im Januar 2017 hielt Fritz Vahrenhilt im Londoner House of Commons einen vielbeachteten Vortrag zur deutschen Energiewende. Eine deutsche Text-Version des Vortrags kann jetzt hier als pdf heruntergeladen werden. Die englischen Vortragsfolien gibt es hier. Benny Peiser von der ausrichtenden GWPF führte zudem das folgende Interview mit Vahrenholt:

 

Eine Besprechung des Vortrags gibt es von Konstantin Kirsch.

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Ebensfalls höchst sehenswert ist ein Vortrag von Philipp Lengsfeld (MdB, CDU), den er anlässlich der EIKE-Klimatagung im November 2016 in Berlin hielt:

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Neues gibt es auch vom Institut für Hydrographie, Geoökologie und Klimawissenschaften (IFHGK). Band 5 der Schriftenreihe ist nun fertiggestellt und ist unter www.ifhgk.org bzw. http://www.ifhgk.org/schriftenreihe/ abrufbar. In den nächsten 10 Tagen wird er dann auch wieder im Buchhandel erhältlich sein.

 

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Judith Curry erläuterte kürzlich im britischen Radio, weshalb sie bei den Klimawissenschaften erheblichen Nachbesserungsbedarf sieht. Siehe auch Bericht hierzu auf WUWT.

Die Sonne im Januar 2017 und „Pause“ oder nicht?

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Unsere Sonne war im vorigen Monat ein weiteres Mal recht unterdurchschnittlich aktiv. Zu Beginn des Monats sah es nach völligem Einschlafen aus, um den 20. herum gab es jedoch ein leichtes Aufflackern, das sich zum Ende hin wieder legte. Im Mittel wurde eine SSN (SunSpotNumber) von 25,8 festgestellt, etwa 47% dessen, was im 98. Zyklusmonat im Mittel aller beobachteten Zyklen gezählt wurde.

Abb.1: Die monatliche Aktivität seit Beginn des 24. Solaren Zyklus im Dezember 2008 (rot) im Vergleich zu einem mittleren Zyklus der Zyklen 1…23 (blau) und dem seit vielen Monaten recht ähnlichen Zyklus 5 (schwarz).

 

Beim Vergleich mit dem SC5 (der insgesamt bisher zweitschwächste beobachtete Zyklus) fällt auf, dass seit nunmehr 23 Monaten unser aktueller Zyklus zum Teil deutlich noch schwächer war. Tatsächlich war bisher noch nie ein Zyklus in diesem Zeitraum so schwach wie der mit der Nummer 24. Über die gesamte Länge der Zyklen sieht der Vergleich so aus:

Abb.2: Die solaren Zyklen im Vergleich untereinander. SC24 auf einem ungefährdeten 3. Platz von hinten. Der Zyklus 19 (1954…1964) hatte 2,5 mal mehr Fleckenaktivität über die bisherige Dauer.

 

Im letzten Solar-Bericht hatten wir einen Blick in die Zukunft gewagt mit der Beobachtung der sich langsam aufbauenden polaren Felder der Sonne. Die zugrundeliegenden Daten wurden leicht nach unten korrigiert (ein normaler Vorgang des Qualitätsmanagements) und wir wollen Ihnen nochmals einen aktualisierten Vergleich aller bisher für diese Größe detailliert beobachten Zyklen nachreichen:

Abb.3: Die polaren Felder der Zyklen 21…24 (im Uhrzeigersinn) jeweils bis 1400 Tage nach dem Nulldurchgang der Mittelwerte ( schwarz) für den Südpol der Sonne ( rot) und den Nordpol ( blau).

Wir werden das Maximum im Mittel wohl schon gesehen haben, hier stimmt auch die wohl beste Website wenn es um Sonnendaten geht zu. Das Verhalten von SC24 ist schon sehr bemerkenswert!

 

Pause oder keine Pause?

Eine Affäre nahm zu Beginn des Monats Februar Fahrt auf: Ein pensionierter Ex- Mitarbeiter der NOAA – John Bates – schrieb einen langen Beitrag auf dem Blog von Judith Curry, in dem er vor allen Dingen den Chef der NOAA Tom Karl bezichtigte, in der inzwischen in die Geschichte eingegangenen Arbeit aus dem Jahre 2015 unsaubere Daten verwendet zu haben. Diese Studie begründete die Position, dass eine  „Pause“, nämlich der deutlich verlangsamte Anstieg der globalen Temperaturen nach 1997 infolge eines Stillstandes der Meeresoberflächentemperaturen, nicht stattgefunden haben soll. Wir hatten darüber berichtet. Es folgte eine ziemlich ruppige Auseinandersetzung, den Vorhaltungen von John Bates wurde z.T. vehement widersprochen. Futter bekam die ganze Sache noch durch einen Artikel in der „Mail on Sunday“, der auch einige grobe Unsauberkeiten enthielt.

Was bleibt? Offensichtlich hatte der „Whistlebower“ John Bates Mängel im Qualitätsmanagement der Daten bei der NOAA festgestellt. Zudem stellte sich heraus, dass wohl ein Computerprogramm, das die Daten des Temperaturanstieges nach 1997 berechnete, verloren gegangen war, die Kalkulationen damit also nicht reproduzierbar waren. Sie hatten großen Einfluss auf die politische Diskussion vor dem Pariser Klimaabkommen. Bates stellte später jedoch explizit klar, dass eine gezielte Datenmanipulation nicht zu verzeichnen war.

Im Laufe  der ganzen z.T. recht heftig geführten Diskussion wurde bekannt, dass es wohl bald eine neue, dann wieder  „offizielle“ SST (Sea Surface Temperature:  Oberflächentemperaturen der Meere) – Reihe der NOAA geben wird, sie trägt den Namen ERSSTv5. Hier wird ein kleiner Teil der Erwärmung der Vorgängerreihe ab  2000 wohl wieder zurückgerechnet werden, vertraut man den vorläufigen Verlautbarungen. Bei allem Engagement: der Beobachter reibt sich mitunter die Augen! Da geht es einige hundertstel Grad Celsius hinauf und hinunter je nach aktueller Version der Auswertung, darüber werden ganze Arbeiten und zum Teil sehr heftige Diskussionen geführt,  die Für und Wider sind kaum noch nachvollziehbar für den geneigten Beobachter der Szene. Wir möchten Sie eher auf einen Blick „von oben“ einladen.

Alle Entscheidungen die heute getroffen werden sollen, erfolgen auf Grundlage von Modellen, bisher sind die für den AR5 des IPCC (CMIP5-Modelle) das Maß der Dinge. Vergleichen wir also das, was diese Modelle projizieren mit dem, was die bewusste Reihe ERSSTv4, die im Verdacht steht, die aktuelle Erwärmung der Weltmeere etwas zu hoch angesetzt zu haben, ermittelt:

Abb.4: Der Vergleich der ERSSTv4-Messreihe (blau) mit dem Modellmittel 1979…2016 (rot).

 

Der Trend des Modellmittels für die Größe „tos“ (temperatures of ocean surface,  so werden in der Modellwelt die SST bezeichnet) ist über 70% zu hoch! Zeigt ERSSTv4 0,109 °C pro Dekade Erwärmung, so ist das Modellmittel großzügiger, es weist auf 0,154 K/ Dekade, beide für den Zeitraum 1979…2016. Dabei muss man noch berücksichtigen, dass in der realen Welt ganz am Ende der Messreihe ein El-Nino stattfand, der den Trend über Gebühr nach oben verschiebt. Warten Sie zwei, drei Jahre, dann werden die Abweichungen zwischen der realen Welt und den Modellen weiter zunehmen. Die Modelle rechnen zu viel Erwärmung, sie überschätzen die Wirkung von CO2. Das ist der Kern Wahrheit, den Sie mitnehmen sollten.

 

Klimaapokalyptiker Lesch: Wie ernst kann man ihn noch nehmen?

Eigentlich haben wir uns an dieser Stelle schon genug mit Harald Lesch beschäftigt. Wie ein Duracell-Männchen produziert der Fernsehprofessor und Aktivist jedoch neuen Klimaalarm. Die Süddeutsche Zeitung liebt Lesch und bot ihm am 24. November 2016 kostenlose Werbefläche in Form eines Artikels für sein neues Klimalarmbuch:

Der zornige Wissenschaftler
Seit Wochen ist die Lesung ausverkauft. 250 Leute wollen Professor Harald Lesch hören, den Physiker, der so anschaulich wie lebendig auch schwierige Zusammenhänge zu erklären vermag. Am Mittwochabend geht es um den Zustand der Erde, den Lesch zusammen mit Klaus Kamphausen in dem Buch “Die Menschheit schafft sich ab” beschrieben hat. Es ist am 6. September erschienen und steht aktuell auf Platz 10 der Bestseller-Liste des Spiegel. [...] Vor allem geht es um den Klimawandel, dessen Auswirkungen schon jetzt spürbar seien: Zum Beispiel in den vielen Stürmen und Hochwasser-Katastrophen wie dieses Jahr in Niederbayern, aber auch im Auftauen der Permafrost-Böden.

Ein schönes Beispiel wie Lesch die Wissenschaft instrumentalisiert und fehldeutet. Fakt ist: Es gibt in Deutschland keinen Trend zu heftigeren Regenfällen. Und Fakt ist auch: Sturmaktivität der nördlichen mittleren Breiten hat signifikant abgenommen. Lesch erzählt seinen Zuhörern unglaublichen Schmarrn. Das schert die jedoch nicht, denn sie lieben ihren Klimapropheten, der so schön zornig sein kann – auch wenn er sich die Argumente so biegt wie er sie gerade braucht.

Unser aller TV-Erklärer hat sich auch in der Lanz-Talkshow vom 29. September 2016 wortreich zum Thema Klimawandel geäußert. Hier redet er endlich einmal “Klartext”, wie uns der Titel des Mitschnitts suggeriert, und äußert sich darüber hinaus zur Begrifflichkeit des “Anthropozäns” (bitte auf Youtube direkt anschauen):

 

Ein paar Zitate, die uns besondere Freude gemacht haben.

“Wir leben momentan in der Zeit, wo wir zum ersten Mal feststellen: Wir haben die Erde massiv verändert und wundern uns jetzt darüber, dass diese Natur, die wir eigentlich noch gerne so natürlich gerne hätten, dass die nicht so geblieben ist, wie sie mal war [...] Und das führt halt dazu, dass wir zum Beispiel einen Klimawandel haben, der schlicht und einfach [!!] dadurch ausgelöst wird, dass wir systematisch die Atmosphäre aufladen mit Atomen bzw. Molekülen, die die Wärmestrahlung der Erde absorbieren und dann wieder zurückgeben; nur teils ans Universum, der Rest bleibt hier …”

Oder:

“In den Alpen liegen wir deutlich über der 2-Grad-Grenze, von der ja immer die Rede ist. Am Nordpol liegen wir momentan – am NORDPOL, also oben – 5 Grad über dem langjährigen Mittel. SO warrrm war es in der Arrrrktis noch nie!!  [Anm.: Lesch neigt ja dazu, immer dann das "r" zu rollen, wenn er seinen Aussagen besonderes Gewicht verleihen will, seien sie auch noch so unerheblich] Wenn man momentan zum Nordpol wollte, müsste man hinschwimmen, weil es nämlich jede Menge Eis dort oben nicht mehr gibt.”

Und noch mal so richtig bescheuert:

“Und deswegen mein Vorschlag; gerade für Deutschland: Was wir brauchen, sind Klima-Feiertage. Wenn nämlich Deutschland Urlaub macht, und zwar wirklich zu Hause bleibt, dann emittieren wir alle wesentlich weniger CO2. Wir bräuchten fünf bis sechs Klimafeiertage im Jahr: einen für die Atmosphäre, einen für die Flüsse, einen für die Meere, einen für’n Wald, einen für die anderen und einen für mich oder sowas, ja?”

Lesch ist unheimlich produktiv. Schon wieder hat er einen neuen Klimaclip gemacht, der seit 7. Dezember 2016 in der ZDF-Mediathek zu bestaunen ist. Klicken Sie auf den Link, denn die Leschtruppe hat das Kalte-Sonne-Blog auf die Schwarze Liste gesetzt, zumindest bei den offiziellen Lesch-Youtube-Videos, die wir jetzt nicht mehr in unsere Besprechungen einbinden können. Offenbar ist den TV-Leschologen die inhaltliche Auseinandersetzung mit unserer Kritik unangenehm. Kommentare unter den Leschvideos werden sowieso umgehend gelöscht. Zensur auf hohem Niveau.

Wenn sie sich doch einige Minuten des Terra X-Clips antun wollen, bitte schön. Die Art von Lesch ist unerträglich, unsachlich, kurz vor dem Abdrehen. Er regt sich prächtig über das Erreichen der 400 ppm-CO2-Grenze auf. Kein Wort zur wichtigen Diskussion der CO2-Klimasensitivität. Danach geht er zum Rosinenpicken über. Irgendein Modell prognostiziert mehr Hochwasser in Mitteleuropa, wenn sich das Mittelmeer erwärmt. Dieses Paper schafft es in die Sendung. Andere, positivere Papers bleiben wie gewohnt unerwähnt:

Lesch koppelt die Extremregenfälle allein an die Temperatur des Mittelmeers. Dabei hatten vorindustrielle Langzeitrekonstruktionen doch einen ganz anderen Antrieb identifiziert, der von Lesch mit keiner Silbe erwähnt wird, nämlich Sonnenaktivitätsschwankungen:

Lesch führt seine Zuschauer in die Irre. Er ist gefangen im Drang, seine klimaalarmistische Ideologie unter das Volk zu mischen und hat jedes wissenschaftliche Augenmaß verloren. Eigentlich müssten die Verantwortlichen ihn sofort aus dem Programm nehmen. Kann sich das ZDF nicht einen seriöseren Klimamann suchen? Wie wäre es mit Hans von Storch zum Beispiel? Der ist nicht so aufgeregt, kann auch gut erzählen und bleibt nah an den Fakten.

Dann kommt Lesch zu den Super-Taifunen, die im Nordwest-Pazifik seit den späten 1970er Jahren zugenommen haben sollen. Aber warum beschränkt sich Lesch auf die letzten paar Jahrzehnte? Des Rätsels Lösung: Wenn man noch weiter zurückschaut, wird schnell klar, dass hier die natürliche Variabilität am Werke ist. Die von Lesch verwendeten Trends liegen im Lichte des Langzeitgeschehens voll und ganz im Bereich der natürlichen Schwankungsbreite

Nächster Lesch-Punkt: Das “ewige” Grönlandeis, das der Mensch jetzt zum Tauen bringt. Ist natürlich noch niemals zuvor passiert, dieses Schmelzen, oder?

Weiter mit der Lesch Videoclipographie. Am 9. Dezember 2016 war Lesch in der WDR-Talkshow “Kölner Treff” zu Gast und hat auch dort wieder seine klimaalarmistischen Sprüche abgelassen (mittlerweile kann man sie beinahe auswendig mitsprechen).

Eine Kommentierung des Videos gibt es auf FMDsTVChannel.

 

Nächster Clip. Billigste Buchpromotion zur Adventszeit:

 

Hier bei der Kalten Sonne hat es sich jetzt erstmal ausgelescht. Alles schon gehabt, der beratungsresistente Astro-Professor macht einfach sein Ding weiter, mit freundlicher Unterstützung des ZDF und den ungefragten Gebührenzahlern. Wer immer noch nicht genug hat, dem seien die beiden folgenden Beiträge von Helmut Kuntz auf EIKE zu Lesch empfohlen:

Harald Lesch, die Claudia Roth des Klima­wandels: Glaubt einfach, was ich erzähle – Nach­prüfen schadet nur!

Harald Lesch trägt vor den GRÜNEN zum Klima­wandel vor: Der Klima­wandel ist kein Thema, das man ernsthaft bezweifeln kann

Unkommentiert lassen wir auch dieses bizarre Lesch-Latif-Interview, ein absolutes Traumpaar:

 

Im Januar 2017 waren dann die Lesch-Sintflut-Tage im TV:

  • ZDF, Leschs Kosmos; Wettlauf gegen die Flut; Di, 17.01.2017; 23:00 Uhr
  • Phoenix, Rückkehr der Sintflut (1/2); Wenn das Ewige Eis schmilzt; Mi, 18.01.2017; 20:15 Uhr
    Wdh. heute, Do, 19.01.2017; 18:30 Uhr
  • Phoenix, Rückkehr der Sintflut (2/2); Wie unsere Kinder leben werden; Mi, 18.01.2017; 21:00 Uhr
    Wdh. Do, 19.01.2017; 19:15 Uhr

Für heute haben wir fertig.

Planet Schule patzt beim Klimawandel

Die Mitteldeutsche Zeitung (MZ) meldete am 17. Januar 2017:

Klimawandel: Eismassen schwinden in der Antarktis
Die argentinische Carlini-Forschungsstation auf den südlichen Shetlandinseln meldet einen Temperaturanstieg von 2,5 Grad Celsius. Deswegen kommt es in der Antarktis auch vermehrt zu Regen statt Schneefall, wie der Antarktis-Forscher Rudolfo Sanchez berichtete. „Damals habe es hier nie geregnet“, so der Forscher weiter.

Der Titel verwundert, denn neuere Forschungsergebnisse hatten in Wirklichkeit das glatte Gegenteil gezeigt:

Der Blick in den Artikel zeigt dann aber, dass nur ein sehr kleiner Bereich auf der Antarktischen Halbinsel gemeint war. Aber auch hier liegt die MZ klimatisch voll daneben. Die wahren Fakten:

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Planet Schule hat wieder neue Klimaalarm-Filme im Programm (“Wo das Klima auf der Kippe steht”), so dass auch die Kleinsten in den Klimaalarm eingeweiht werden können. Die Filme laufen in verschiedenen Dritten Programmen, sind aber auch online hier verfügbar. Den Schülern wird darin vorgegaukelt, dass das Klima früher durchgehend konstant und angenehm gewesen wäre. Erst als der Mensch die Bühne betrat, habe sich das Klima dann extremisiert. Eine romantische Vorstellung, die jedoch komplett an der Realität vorbei geht. Fake News. In Wahrheit unterlag das Klima der vergangenen 10.000 Jahren enormen natürlichen Schwankungen. Die will man den Schülern natürlich nicht zumuten, “vereinfachen” heißt das wohl. Ansonsten könnten Justin und Julia auf die Idee kommen, dass die heutigen Schwankungen wohl Teil dieser Langfristentwicklung wären… Original-Aussage aus dem Film (Südafrika):

“Laut Nasa-Wissenschaftlern ändert sich das Klima heute hundertmal so schnell, wie in der Vergangenheit”.

Diese Aussage ist falsch. Eigentlich müsste der entsprechende Film sofort aus dem Verkehr gezogen werden. Auszug aus Lüning & Vahrenholt 2016 (dort auch die Literaturliste):

North Africa.  Jiménez-Espejo et al. (2014) reconstructed the Saharan aeolian input and effective humidity variations during the Holocene based on a southern Iberia alpine lacustrine record. Cyclostratigraphic analyses and transport mechanisms both point to solar irradiance and aridity as major triggering factors for dust supply over Western Europe during the Holocene. The observed 1.5–2.0 ky cycles show similarities with the North Atlantic periodicity reported by Bond et al. (2001).

Egypt.  Hennekam et al. (2014) presented high-resolution records for oxygen isotopes of the planktic foraminifer Globigerinoides ruber (δ18Oruber) and bulk sediment inorganic geochemistry for Holocene-age sediments from the Nile Delta. The authors found that Nile discharge was highly variable on multicentennial time scale during the early to middle Holocene, being strongly influenced by variable solar activity.

Ethiopia.  Ghinassi et al. (2012) reconstructed lake-level fluctuations of the past 3500 years for a lake in northern Ethiopia. The authors found three main highstand phases, which occurred at about 3250–3000, 2600–950 and 650–160 cal yrs BP, respectively. These wet phases may correspond to the North Atlantic Bond cold events 2, 1 and 0, respectively (Bond et al., 2001). The studied lake record shows a good correlation with several other East Africa lakes and therefore can be considered representative for the late Holocene climate development of the region.

Mauritania.  deMenocal et al. (2000) studied a sediment core extracted off Cap Blanc in Mauritania on which they reconstructed the Holocene climate development based on alkenon-derived sea surface temperatures and foraminiferal faunal changes The authors found a series of abrupt, millennial-scale cooling events, which punctuated the Holocene warm period and correlate well with the cold events described by Bond et al. (2001) from the North Atlantic.

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Stell Dir vor, Al Gore dreht einen Nachfolgestreifen zu “Eine unbequeme Wahrheit” – und keiner geht hin. Moviepilot.de kündigte Mitte Dezember 2016 den neuen Klima-Streifen von Gore an, allerdings scheint er bisher keine großen Wellen geschlagen zu haben. Die Leute sind satt, wollen keinen Klimaalarm mehr. Sparen wir uns den Streifen also lieber.

 

University of Cambridge: Extremwetter in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts häufiger als in der zweiten Hälfte

Ein kurzes Update zum Kartierprojekt zur Mittelalterlichen Wärmeperiode (MWP). Ein ganz herzliches Dankeschön an die Spender C.U. und W.S, die uns wieder näher an das Spendenziel gebracht haben. Insbesondere die Großspende von C.U. zeigt, dass die Ergebnisse mit Spannung erwartet werden und wissenschaftliche Klarheit gewünscht wird.

Auf der Projektseite auf Researchgate werden regemäßige Updates veröffentlicht. Derzeit ist die Afrika-Synthese in Vorbereitung. Mehrere Dutzend Klimakurven haben mittlerweile ihren Weg in die Korrelationssoftware gefunden. Präzision ist hier von größter Wichtigkeit. Viele Wissenschaftler haben ihre Daten freundlicherweise in digitaler Form zur Verfügung gestellt, entweder persönlich per Email zugeschickt oder aus öffentlichen Datenbanken heruntergeladen. Einige Wissenschaftler zeigen zudem Interesse an einer gemeinschaftlichen Abfassung des Fachartikels. Mehr dazu demnächst.

Im Anschluss daran soll die Datenerfassung weitergehen. Südamerika und Asien bieten sich hier besonders an, da es offenbar immer noch Teilnehmer der Klimadiskussion gibt, die die MWP als lokales nordatlantisches Phänomen fehldeuten. Hier werden die regionalen MWP-Papers dringend benötigt.

Die MWP-Karte auf Google Maps wird immer beliebter. Der Zugriffs-Zähler steht jetzt auf über 34.500. Das ist auch Ihr Verdienst, dass wir diesen Service aufbauen konnten. Allen Förderern ein herzliches Dankeschön!

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Apropos Mittelalter, Wikingerzeit. Kennen Sie schon diesen neuen Roman? Geschrieben von einem der Redaktion bekannten Autor: Leif: ein Wikingerabenteuer

Aus der Handlung:

Eine vernichtende Nordseeflut zerstört die Heimat von Erk, Gyde und Folkbert. Als Waisen flüchten sie nach Haithabu, wo sie auf Leif aus Südschweden treffen. Hier nimmt das gemeinsame Leben voller Abenteuer seinen Lauf. Liebe und Freundschaft werden auf die Probe gestellt. Folkbert sucht seinen Weg zwischen heidnischem Glauben und der neuen Lehre der Christen. Erk und Leif müssen ihren Mut und ihre Stärke auf Beutezügen beweisen. Die Naturgewalten des Nordens, das Treiben der Götter und Trolle, die Abenteuerlust der Nordmänner bestimmen den Weg der jungen Leute. Der erfolgreiche Überfall auf die gräfliche Burg der Udonen füllt die Bäuche der Schiffe mit Silber. Der dreiste Kampf mit dem Herzog von Essex und ein geschickter Vertrag mit König Ethelred am Londoner Hof legen den Grundstein für künftige erfolgreiche Handelsbeziehungen.

Merke: Unter den Nordseefluten litten auch schon die Wikinger!

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Stichwort Extremwetter. Im Februar 2016 erschien im Journal of Geography & Natural Disasters eine Arbeit von M. J. Kelly von der University of Cambridge. Der Autor untersuchte Trends in der Extremwetterhäufigkeit und fand überraschenderweise, dass das Extremwetter in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts häufiger war als in der zweiten Hälfte:

Trends in Extreme Weather Events since 1900 An Enduring Conundrum for Wise Policy Advice
It is widely promulgated and believed that human-caused global warming comes with increases in both the intensity and frequency of extreme weather events. A survey of official weather sites and the scientific literature provides strong evidence that the first half of the 20th century had more extreme weather than the second half, when anthropogenic global warming is claimed to have been mainly responsible for observed climate change. The disconnect between real-world historical data on the 100 years’ time scale and the current predictions provides a real conundrum when any engineer tries to make a professional assessment of the real future value of any infrastructure project which aims to mitigate or adapt to climate change. What is the appropriate basis on which to make judgements when theory and data are in such disagreement?

Die finanziellen Extremwetterschäden sind unterdessen in den letzten zweieinhalb Jahrzehnten im Durchschnitt gesunken, unter Berücksichtigung einer Normierung über das Bruttosozialprodukt.

Abbildung: Entwicklung der Schadenssummen für Extremwetter, normiert über Bruttoszialprodukt. Quelle: Pielke.

 

Die Daten der obigen Graphik kommen unter anderem von der Munich Re. Die hat übrigens auch eine eigene Stiftung. Und im Stiftungsrat sitzt neben dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung auch die Süddeutsche Zeitung (siehe Seite 64 hier). Sehr praktisch, eine fruchtbare Verbandelung der Versicherungsindustrie, extremer Forschungsinstitute und der offenbar nicht ganz so unabhängigen Presse. Sozusagen eine Große Extremklimakoalition.

 

Hypothese: Über welchen Mechanismus hängen Sonne und Klima zusammen?

Von Uli Weber

In den letzten Jahren mehren sich die wissenschaftlichen Arbeiten mit zustimmenden Ergebnissen zum direkten Klimaeinfluss der Sonne, wie er in dem Buch „Die kalte Sonne“ (2012) von Vahrenholt und Lüning erstmals zusammenfassend dargestellt worden war. Damals allerdings hagelte es medialen Kritik bis hin zu einer öffentlichen Stigmatisierung der Autoren als „Klimawandelskeptiker“ durch eine Bundesbehörde.

Aber neben der Sonne als primäre Energiequelle für unser Klima gibt es tatsächlich keine Kraft auf der Erde, die dem Betrag nach überhaupt für Klimaschwankungen aufkommen kann:

  • Die primäre Energie, die unsere Erde zur Klimagenese beisteuern kann, ist vernachlässigbar und besteht aus Erdwärme, Gezeitenreibung  und sekundären Auswirkungen der Plattentektonik.
  • Lediglich Vulkanausbrüche sind in der Lage, das Wettergeschehen auf unserer Erde kurzfristig (deutlich kürzer als 30 Jahre) zu beeinflussen, und zwar nicht etwa über ihren Energieeintrag, sondern – man höre und staune – über eine Beeinflussung der Sonneneinstrahlung in der höheren Atmosphäre durch Aerosole und Aschepartikel.
  • Und den sogenannten „klimaaktiven“ Gasen wird zwar vom IPCC eine „Klimawirksamkeit“ in [W/m²] zugeschrieben, diese „Klimawirksamkeit“ besteht aber lediglich in der passiven Aufnahme von IR-Strahlung und stellt damit keinerlei zusätzlich verfügbare aktive Energiequelle dar.

Der erforderliche Umfang an Leistungsveränderungen für merkliche Temperatureinflüsse kann also in Ermangelung von Alternativen nur aus der Primärquelle Sonne selbst abgeleitet werden. Aber die absoluten Schwankungen dieser Primärquelle, gleichgültig, ob über die orbitalen Zyklen (Milanković-Zyklen) oder über die solaren Zyklen selbst, sind mit durchschnittlich etwa 1 W/m² viel zu gering, um dem Betrag nach für die nachgewiesenen Klimaschwankungen aufkommen zu können.

Die Klimasensitivität der Sonnenstrahlung k geben Douglas und Clader [1] aus eigenen Versuchen mit

Ganz grob gerechnet werden also etwa zusätzliche 10 [W/m²] Sonneneinstrahlung benötigt, um die Durchschnittstemperatur auf der Erde auch nur um ein Grad Celsius zu erhöhen, also in etwa das Zehnfache der tatsächlichen Schwankung der Solarkonstanten über solare oder orbitale Zyklen.

Hier müsste man jetzt zum ersten Mal abbrechen – wenn es die Eiszeiten nicht gegeben hätte.

Diese nachgewiesenen paläoklimatischen Schwankungen werden seit Köppen und Wegener [2] den orbitalen Milanković-Zyklen zugeschrieben. Aber auch diese orbitalen Zyklen resultieren lediglich in Schwankungen der durchschnittlichen solaren Einstrahlung von etwa 1 [W/m²] (Schwarz [3]), was die Gesamtproblematik nicht wirklich auflöst, denn die eiszeitlichen Temperaturschwankungen betragen etwa +3 Grad und -9 Grad gegenüber der gegenwärtigen Durchschnittstemperatur. Für eine solche nachgewiesene Temperaturvarianz wären folglich Veränderungen der Strahlungsleistung zwischen etwa +30 [W/m²] und -85 [W/m²] gegenüber der aktuellen Solarstrahlung erforderlich.

Widerspruch: Wir haben an dieser Stelle also den Widerspruch, dass keine primäre klimawirksame Kraft existiert, die direkt mit etwa +30/-85 [W/m²] auf die Temperaturgenesse unserer Erde einwirken kann, Temperaturschwankungen zwischen etwa +3 Grad und -9 Grad gegenüber der gegenwärtigen globalen Durchschnittstemperatur aber sehr wohl paläoklimatisch nachgewiesen worden sind.

Der eigentliche Wirkmechanismus zwischen den solaren Schwankungen und den Schwankungen der globalen Durchschnittstemperatur ist also noch immer nicht direkt nachgewiesen worden. Es gibt aber eigentlich nur noch eine einzige Lösung für dieses Problem, nämlich eine sekundäre Steuerung der solaren Einstrahlung durch das sogenannte Albedo-Forcing der Erde mittels Reflexion von Teilen der primären solaren Einstrahlung. Der Autor hatte bereits rein rechnerisch gezeigt, dass über eine Modulation des temperaturwirksamen Anteils der Sonneneinstrahlung ein direkter Einfluss auf die Temperaturgenese der Erde möglich wäre, nachzulesen beispielsweise hier auf KalteSonne oder im Original bei der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft (ab Seite 9). In der originären Veröffentlichung wurde auch das Beispiel eines elektronischen Verstärkers als erklärende Beschreibung für das Albedo-Forcing genannt, und ein solcher Wirkmechanismus würde natürlich nicht nur für große Eiszeiten gelten, sondern auch für kleine.

Die kurzwellige Sonneneinstrahlung kann auf unserer Erde nämlich nur über eine Umwandlung in infrarote Strahlung temperaturwirksam werden. Wenn nun eine geringe Abschwächung der solaren Einstrahlung zu einer Ausdehnung von Schnee- und Eisfeldern führt, dann reflektieren diese Schnee- und Eisfelder wiederum die kurzwellige Sonneneinstrahlung. Im Ergebnis wird durch diese Rückkopplung die Temperaturwirksamkeit der Sonneneinstrahlung noch weiter eingeschränkt. Das Wirkprinzip eines solchen Albedo-Forcings (Abbildung 1) kann man sich wie eine Elektronenröhre vorstellen:

Abbildung 1: Erklärung für die Wirkungsweise des Albedo-Forcings am Analogon einer Verstärkerröhre

 

Wenn man bedenkt, dass im Mittel (die Breitenabhängigkeit der Sonneneinstrahlung mit dem Cosinus einmal außer Acht lassend) auf den Schnee- und Eisflächen der Tagseite unserer Erde ein Großteil der dort auftreffenden solaren Einstrahlung klimaunwirksam reflektiert wird, dann stellen solche differentiell zunehmenden oder abnehmenden Schnee- und Eisflächen einen ganz erheblichen Eingriff in den Klimamotor unserer Erde dar. Wenn die reflektierte Strahlungsleistung dann nämlich in der Strahlungsbilanz fehlt, wird es noch kälter und die Flächen wiederum größer und so weiter  – oder umgekehrt, wenn diese Flächen schmelzen…

Und das ist vordergründig schon wieder einmal eine Sackgasse. Denn wir haben hier einen ganz neuen klimatischen Kipp-Punkt entdeckt, den es in der geschichtlich und paläoklimatisch niedergelegten Klimahistorie unserer Erde niemals gegeben hat – von der immer noch diskutierten „Snowball Earth“-Hypothese einmal abgesehen. Denn die durch Klima-Proxies belegten eiszeitlichen Temperaturschwankungen haben niemals zu einer klimatischen „Resonanzkatastrophe“ geführt.

Und hier müsste man zum zweiten Mal abbrechen – wenn es die Eiszeiten nicht gegeben hätte.

Die paläoklimatischen Eiszeitalter sind nämlich wissenschaftlich nachgewiesen und erfordern einen klimawirksamen Mechanismus, der sowohl einen erheblichen Verlust/Anstieg an klimawirksamer Solarenergie als auch ein „Selbstverlöschen“ nach dem jeweiligen Abklingen der zugrunde liegenden Ursache zu erklären vermag.

Halten wir bis hierhin also noch einmal fest:

  • Es hat nachweislich paläoklimatische Schwankungen von etwa +3° und -9° gegenüber der gegenwärtigen globalen Durchschnittstemperatur gegeben.
  • Die absoluten Schwankungen der Sonneneinstrahlung als unserer Primärquelle sind viel zu gering, um dem Betrag nach für diese nachgewiesenen Klimaschwankungen aufkommen zu können, und zwar gleichgültig, ob nun über die orbitalen (Milanković-) Zyklen oder über die solaren Zyklen selbst.
    • Es gibt also keinen primär wirksamen Klimamechanismus, der die für solche eiszeitlichen Klimaschwankungen notwendigen Veränderungen in der Größenordnung von etwa +30 [W/m²] bis -85 [W/m²] gegenüber der aktuellen Solarstrahlung erzeugen könnte.
    • Der erforderliche Umfang an Leistungsveränderungen für merkliche Temperatureinflüsse kann in Ermangelung von primär wirksamen Alternativen nur als Sekundäreffekt aus der Primärquelle Sonne selbst abgeleitet werden, wobei sich das Albedo-Forcing als ein solcher Mechanismus anbieten würde.
    • Und schließlich: Der betreffende Klimamechanismus endet paläoklimatisch niemals in einer „Resonanzkatastrophe“ und muss daher zwingend in einem neuen Gleichgewichtszustand zum Erliegen kommen.

Ergo: Für die erforderliche Veränderung der temperaturwirksamen Solarstrahlung zur Erklärung der eiszeitlichen Temperaturschwankungen kommt dem Betrag nach nur die Albedo der Erde als sekundäre Steuergröße in Frage. Die Albedo der Erde beträgt aktuell etwa 0,3, das heißt 30 Prozent der Sonneneinstrahlung werden temperaturunwirksam reflektiert. Die MiniMax-Eckwerte für den Wirkmechanismus eines Albedo-Forcings unserer Erde wären also:

Albedo=0=Schwarzer Körper entsprechend 1.367 [W/m²] temperaturwirksamer Einstrahlung und

Albedo=1=Diskokugel entsprechend 0 [W/m²] temperaturwirksamer Einstrahlung.

In Summe ließen sich also theoretisch die kompletten 1.367 [W/m²] Sonneneinstrahlung über die Albedo der Erde temperaturwirksam steuern.

 

Abschließende Frage: Wie könnte dann ein begrenzt klimawirksamer Mechanismus zwischen Albedo-Forcing und der globalen Durchschnitttemperatur aussehen?

Abbildung 2: Mögliche Wirkweise des Albedo-Forcings

 

 

Arbeitshypothese: Was wäre denn, wenn das sekundäre Albedo-Forcing (Abbildung 2) als Wirkmechanismus nach Abklingen des primär ursächlichen Eingangssignals lediglich 10 Jahre Zeit hätte, bis durch eine Anpassung der globalen Wolkenbedeckung ein neuer klimatischer Gleichgewichtszustand erzwungen werden würde?

Argument: Die globale Wolkenbedeckung kann weitaus flexibler auf eine Strahlungsveränderung der Sonneneinstrahlung reagieren als die Schnee- und Eisbedeckung.

Aber: Vielleicht ist der Wirkmechanismus ja auch genau umgekehrt, die globale Wolkenbedeckung reagiert sofort auf eine Veränderung und das globale Klima wird 10 Jahre nach Abklingen dieser ursächlichen Veränderung durch eine sukzessive Anpassung der Schnee- und Eisfelder stabilisiert…

Danach müsste man in Abbildung 2 einfach nur DA und DW austauschen (Abbildiug 3):

 

Abbildung 3: Hypothese für ein globales Klima-Forcing

 

Damit hätten wir das langsam wirkende Albedo-Forcing und die schnelle Reaktion über die globale Wolkenbedeckung zu einem sinnfälligen Wirkmechanismus für klimatische Veränderungen analog zur Notch-Delay Theorie zusammengeführt.

 

 

Die abschließende Hypothese lautet also: 

Klimaimpulse durch eine geringfügige Veränderung der solaren Einstrahlung werden von der globalen Wolkenbedeckung unmittelbar in eine Temperaturveränderung umgesetzt. Dieser Prozess endet 10 Jahre nach Abklingen des Impulses durch eine entsprechende Anpassung der Erdalbedo mittels einer Veränderung der globalen Schnee- und Eisbedeckung.

So, das war’s jetzt erstmal, vielleicht hat ja irgendjemand eine Idee, wie es weitergehen könnte…

 

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Der „Werkzeugkasten“ für einen Albedo-Forcing Mechanismus, der zwingend in einem neuen klimatischen Gleichgewichtszustand konvergieren muss, enthält bisher:

Svensmark-Effekt und Wolkenbildung: Eine Abschwächung des solaren Magnetfeldes bei einer schwachen Sonne soll mit einer verstärkten Wolkenbildung in der Erdatmosphäre durch kosmische Strahlung einhergehen und zu einer Verminderung der globalen Durchschnitttemperatur führen:

http://www.kaltesonne.de/neues-vom-svensmark-wolken-solarverstarker/

Der Svensmark-Effekt wurde vom CERN mit dem CLOUD-Experiment nachgewiesen:

https://press.cern/sites/press.web.cern.ch/files/file/old/CLOUD%20press%20briefing.pdf

Höhere Temperaturen erzeugen weniger Wolken, weniger Wolken vermindern die Albedo und mehr Sonnenstrahlung wird temperaturwirksam – und umgekehrt führen niedrige Temperaturen zu einer erhöhten Wolkenbedeckung mit dem gegenteiligen Ergebnis.

http://www.kaltesonne.de/erwarmung-durch-weniger-wolken-oder-weniger-wolken-durch-erwarmung/

http://www.kaltesonne.de/wichtiger-etappenerfolg-wolken-als-klimaverstarker-der-atlantischen-ozeanzyklen-bestatigt/

Dabei verlaufen die Klimaeinflüsse von hohen und niedrigen Wolken offenbar diametral:

http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/index.php/Wolken

Die Notch-Delay Theorie: Die Notch-Delay Theorie von Evans baut auf einer Transfer-Funktion auf und erklärt sich über eine verzögerte Temperaturwirkung solarer Strahlungsschwankungen.

http://www.kaltesonne.de/keine-gemeinsamen-schwingungen-dr-david-evans-notch-delay-theorie-erster-teil/

http://www.kaltesonne.de/eine-botschaft-fur-die-zukunft-dr-david-evans-notch-delay-theorie-zweiter-teil/

Zeitliche Verzögerung bei der Einstellung eines Temperaturgleichgewichtes: Usoskin et al. beschreiben eine Zeitverzögerung von 10 Jahren zwischen solaren Strahlungsveränderungen und der Durchschnittstemperatur auf der Nordhalbkugel.

http://www2.mps.mpg.de/dokumente/publikationen/solanki/c153.pdf

http://cc.oulu.fi/~usoskin/personal/2004ja010964.pdf

 

Literaturnachweis:

[1] 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

[2] Köppen und Wegener “Die Klimate der geologischen Vorzeit” (Bornträger 1924). Ein Nachdruck mit englischer Übersetzung ist bei Schweizerbart erschienen: https://www.schweizerbart.de/publications/detail/isbn/9783443010881/Koppen_Wegener_Die_Klimate_der_geologis

[3] Die Milankowitsch-Zyklen von Oliver Schwarz. http://www.physik.uni-siegen.de/didaktik/materialien_offen/milankowitsch.pdf
Letzter Zugriff am 7. August 2013

 

Sahelregen durch Ozeanzyklen gesteuert

Tolle Nachrichten aus Südtunesien: Die bewässerte Oasenfläche hat sich in den letzten Jahrzehnten stark ausgedehnt. In der Mai-Ausgabe 2017 des Journal of African Earth Sciences erscheint hierzu der folgende Artikel eines Teams um Emilio Rodríguez-Caballero:

Irrigated land expansion since 1985 in Southern Tunisia
The causes of agricultural land expansion and its impacts on dryland ecosystems such as the oasis regions of Southern Tunisia, are fundamental problems challenging the sustainability of irrigated agriculture on water limited ecosystems. Consequently, a thorough understanding of this phenomenon is necessary to avoid future problems. With the objective of identifying irrigated land expansion dynamics and the primary drivers, two representative oasis regions in Southern Tunisia, Mareth and Fatnassa, were selected. Changes in irrigated lands in both regions between 1985 and 2011 were analyzed, and the land uses from which expansion occurred were identified using Landsat images from different years (1985, 1996 and 2011). The results indicate that the surface occupied by irrigation agriculture has doubled in Mareth, while in Fatnassa, it has increased fourfold. During that period, there was a simultaneous increase in total population, as consequence of human migration that came along with an increase in income. Thus, we could identify human migration and economic development as potential drivers of irrigated agriculture expansion, though further research is warranted to ascertain a quantification that would assist in obtaining the sustainability of these regions.

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Im Juni 2016 erschien im IPCC-nahen Fachblatt Nature Climate Change ein kurioser Artikel von Jong-yeon Park, Jürgen Bader und Daniela Matei vom Hamburger Max Planck Institute für Meteorologie zur Niederschlagsentwicklung in der Sahelzone. Zunächst wird behauptet, die Sahel-Dürren der 1960er und 70er Jahre wären eine Folge der Klimaerwärmung, dann wird eingeräumt, dass es in den letzten Jahrzehnten dort wieder mehr geregnet hat – und das obwohl die Klimaerwärmung doch weiter fortschritt. Die Hamburger zeigen sich kreativ und zaubern einen weiteren Hasen aus dem Zylinder: “Schuld” an dem vermehrten Sahel-Regen hat wiederum der Mensch, nämlich durch die anthropogene Erwärmung des Mittelmeeres. Anstatt die natürliche Variabilität und Ozeanzyklik als wichtigen Steuerungsfaktor anzuerkennen, begeben sich die alarmhungrigen Forscher auf seltsame Interpretationswege. Abschließend wagen Park und Kollegen sogar eine Prognose: Es könnte in Zukunft sogar noch mehr im Sahel regnen, verursacht durch den ungezügelten Treibhausgas-Ausstoß der Menschen. Schmunzeln erlaubt. Hier der Abstract:

Anthropogenic Mediterranean warming essential driver for present and future Sahel rainfall
The long-lasting Sahel drought in the 1970s and 1980s caused enormous human and socio-economic losses1, driving extensive research on its causes2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Although changes in global and regional sea surface temperatures (SSTs) are thought to be dominant drivers of the severe Sahel drying trend9, 10, 11, 12, the mechanisms for the recent recovery trend are not fully clear yet, but are often assumed to be akin to the previous SST–Sahel drought linkage13, 14, 15. Here we show, by analysing observational and multi-model data and conducting SST-sensitivity experiments with two state-of-the-art atmospheric models, that the SST key area causing the recent Sahel rainfall recovery is the Mediterranean Sea. Anthropogenic warming of this region has driven the shift from the tropical Atlantic and Indo-Pacific oceans, which historically were the main driver of Sahel drought. The wetting impact of Mediterranean Sea warming can become more dominant in a future warming climate and is key to understanding the uncertainty in future Sahel rainfall projections.

Drei Monate später zeigten Catherine Pomposi und drei weitere New Yorker Kollegen in den Geophysical Research Letters die wahren Zusammenhänge auf. Sie machten pazifische Ozeanyzklen als wichtigen Steuerungsfaktor des Sahelregens aus:

Understanding Pacific Ocean influence on interannual precipitation variability in the Sahel
Moisture budget decomposition is performed for the Sahel (10°–20°N and 20°W–40°E) in order to understand the processes that govern regional hydroclimate variability on interannual time scales and frame them in the context of their primary ocean driver. Results show that warm conditions in the Eastern Tropical Pacific remotely force anomalously dry conditions primarily through affecting the low-troposphere mass divergence field. This behavior is related to increased subsidence over the tropical Atlantic and into the Sahel and an anomalous westward flow of moisture from the continent, both resulting in a coherent drying pattern. Understanding the physical processes relating remote sea surface temperature anomalies to atmospheric circulation changes and the resulting complex local convergence patterns is important for advancing seasonal prediction of precipitation over West Africa.

Das Hamburger Max-Planck-Institut hat in den vergangenen Jahren wichtige neue Erkenntnisse zu Aerosolen und anderen Themen beigesteuert. Die Sahel-Arbeit gehört leider nicht zu den besten Arbeiten, genausowenig wie die MPI-Studien zum arktische Meereis.

 

Schwankungen der Sonnenaktivität steuern das Klima: Meeresspiegel in Venedig, Wirbelstürme in Australien, Abflussraten des Amazonas

Immer wieder heißt es, dass Sonnenaktivitätsschwankungen klimatisch im Prinzip vernachlässigbar wären. Sie würden kaum etwas bewirken. Umso erstaunter ist man dann, wenn allmonatlich ein weiterer Fachartikel erscheint, der das glatte Gegenteil dokumentiert. Ein Beispiel aus dem November 2016, als die Geophysical Research Letters eine Arbeit von Adrián Martínez-Asensio und Kollegen zur Beeinflussung des Meeresspiegels durch solare Schwankungen brachten. Die Forscher dokumentierten, dass die herbstlichen Meeresspiegelextreme in Venedig und Triest durch den 11-jährigen Sonnenfleckzyklus gesteuert werden. Im Winter macht sich die Sonne dann sogar in weiteren Küstenorten bemerkbar, nämlich Marseille, Ceuta, Brest und Newlyn. Hier der Abstract des spannenden Papers:

Decadal variability of European sea level extremes in relation to the solar activity
This study investigates the relationship between decadal changes in solar activity and sea level extremes along the European coasts and derived from tide gauge data. Autumn sea level extremes vary with the 11 year solar cycle at Venice as suggested by previous studies, but a similar link is also found at Trieste. In addition, a solar signal in winter sea level extremes is also found at Venice, Trieste, Marseille, Ceuta, Brest, and Newlyn. The influence of the solar cycle is also evident in the sea level extremes derived from a barotropic model with spatial patterns that are consistent with the correlations obtained at the tide gauges. This agreement indicates that the link to the solar cycle is through modulation of the atmospheric forcing. The only atmospheric regional pattern that showed variability at the 11 year period was the East Atlantic pattern.

Ein weiteres Beispiel aus dem März 2016. Jordahna Ellan-Ann Haig und Jonathan Nott rekonstruierten die tropische Wirbelsturmgeschichte Australiens für die vergangenen 1500 Jahre. Dabei entdeckten sie, dass die beobachtete Variabilität im Bereich von Jahrzehnten und Jahrhunderten maßgeblich durch die Sonnenaktivität mitbestimmt wird. Haig und Nott hoffen, dass zukünftige Wirbelsturmprognosen durch die Einbeziehung des wichtigen solaren Klimafaktors profitieren werden. Anbei die Kurzfassung der Arbeit:

Solar forcing over the last 1500 years and Australian tropical cyclone activity
Accurate seasonal and decadal predictions of tropical cyclone activity are essential for the development of mitigation strategies for the 2.7 billion residents living within cyclone prone regions. The traditional indices (Southern Oscillation Index and various sea surface temperature indices) have fallen short in recent years as seasonal predictors within the Australian region. The short length of these records (i.e., <50 years) has meant that our current knowledge of larger-scale drivers at interdecadal, centennial, and millennial scales is limited. The development of a new tropical cyclone activity index spanning the last 1500 years has enabled the examination of tropical cyclone climatology at higher temporal resolution than was previously possible. Here we show that in addition to other well-known climate indices, solar forcing largely drives decadal, interdecadal, and centennial cycles within the tropical cyclone record.

Schließlich noch ein Beispiel aus Südamerika. Andrés Antico und Maria Tores haben in einem Artikel von 2015 die Abflussrate des Amazonas für die letzten 100 Jahre ausgewertet und dabei entdeckt, dass die Entwicklung eng an solare Schwankungen gekoppelt war. Hier der Abstract:

Evidence of a decadal solar signal in the Amazon River: 1903 to 2013
It has been shown that tropical climates can be notably influenced by the decadal solar cycle; however, the relationship between this solar forcing and the tropical Amazon River has been overlooked in previous research. In this study, we reveal evidence of such a link by analyzing a 1903–2013 record of Amazon discharge. We identify a decadal flow cycle that is anticorrelated with the solar activity measured by the decadal sunspot cycle. This relationship persists through time and appears to result from a solar influence on the tropical Atlantic Ocean. The amplitude of the decadal solar signal in flow is apparently modulated by the interdecadal North Atlantic variability. Because Amazonia is an important element of the planetary water cycle, our findings have implications for studies on global change.

 

Zentrum des grönländisches Inlandeises gewinnt an Masse und bewegt sich langsamer als im Durchschnitt der letzten 9000 Jahre

Forscher der University of Texas at Austin hatten im Februar 2016 Erstaunliches zu berichten: Das grönländische Inlandeis bewegt sich heute deutlich langsamer als im Durchschnitt der letzten 9000 Jahre. Hierdurch verdickt sich derzeit der Zentralbereich des grönländischen Eisschildes, während die Ränder schmelzen. Hier die entsprechende Pressemitteilung:

Scientists Map Movement of Greenland Ice During Past 9,000 Years

Scientists have created the first map that shows how the Greenland Ice Sheet has moved over time, revealing that ice in the interior is moving more slowly toward the edges than it has, on average, during the past 9,000 years. The findings, which researchers said don’t change the fact that the ice sheet is losing mass overall and contributing to sea level rise, are published in the Feb. 5 issue of Science. Along Greenland’s periphery, many glaciers are rapidly thinning. However, the vast interior of Greenland is slowly thickening, a process the new study clarifies.

“Scientists are very interested in understanding how ice sheets flow and how that flow may have been different in the past. Our paleo-velocity map for Greenland allows us to assess the flow of the ice sheet right now in the context of the last several thousand years,” said lead author Joe MacGregor of The University of Texas at Austin’s Institute for Geophysics (UTIG), a research unit of the Jackson School of Geosciences. The study builds on earlier UTIG-led research that developed a database of the many layers within Greenland’s ice sheet. Using this database, the scientists determined the flow pattern for the past 9,000 years — in effect creating a “paleo-velocity” map.

The authors identified three causes for this deceleration. First is that snowfall rates were generally higher during the past 9,000 years, second is the slow stiffening of the ice sheet over time, and third is the collapse of an “ice bridge” that used to connect Greenland’s ice to that on nearby Ellesmere Island. Of most interest were the last two. “Like many others, I had in mind the ongoing dramatic retreat and speedup along the edges of the ice sheet, so I’d assumed that the interior was faster now too. But it wasn’t,” said MacGregor.In comparing the paleo-velocity map with modern flow rates, researchers found that the ice sheet’s interior is moving more slowly now than during most of the Holocene, a geological period that began about 11,700 years ago and runs to the present.

“The ice that formed from snow that fell in Greenland during the last ice age is about three times softer than the ice being formed today,” according to William Colgan of York University’s Lassonde School of Engineering, a co-author of the study. Because of this difference, the ice sheet is slowly becoming stiffer. As a consequence, the ice sheet is flowing more slowly and getting thicker over time. This effect is most important in southern Greenland, where higher snowfall rates have led to rapid replacement of ice from the last glacial period with more modern Holocene ice. “But that didn’t explain what was happening elsewhere in Greenland, particularly the northwest, where there isn’t as much snowfall, so the stiffening effect isn’t as important,” said MacGregor.

The explanation of deceleration in the northwest lies in the collapse 10,000 years ago of an “ice bridge” across Nares Strait, which used to connect Greenland’s ice to that on Ellesmere Island. The collapse of the ice bridge at the end of the last ice age led to acceleration in the northwest, but the ice sheet has since returned to a slower pace.

These changes, which started thousands of years ago, affect our understanding of the changing Greenland Ice Sheet even today. Scientists often use GPS and altimeters aboard satellites to measure the elevation of the ice surface and study how much mass is being lost or gained across the ice sheet. When correcting for other known effects on the surface elevation, any leftover thickening is assumed to be due to increasing snowfall, but this study shows that may not be the case. “We’re saying that recent increases in snowfall do not necessarily explain present-day interior thickening,” said Colgan. “If you’re using a satellite altimeter to figure out how much mass Greenland is losing, you’re going to get the answer slightly wrong unless you account for these very long-term signals that are evident in its interior.”

In die gleiche Richtung geht eine Pressemitteilung der University of Illinois vom 4. Mai 2016, die das fehlende Schmelzen im Zentrum des grönländischen Eisschildes diskutiert:

Study finds ice isn’t being lost from Greenland’s interior

Scientists studying data from the top of the Greenland ice sheet have discovered that during winter in the center of the world’s largest island, temperature inversions and other low-level atmospheric phenomena effectively isolate the ice surface from the atmosphere — recycling water vapor and halting the loss or gain of ice. A team of climate scientists made the surprising discovery from three years of data collected at Summit Camp, an arid, glaciated landscape 10,500 feet above sea level in the middle of the Greenland ice sheet. “This is a place, unlike the rest of the ice sheet, where ice is accumulating,” says Max Berkelhammer, assistant professor of earth and environmental sciences at the University of Illinois at Chicago. Berkelhammer is first author on the study, reported in Science Advances, an open-access online publication of the journal Science. Near Greenland’s coasts, Berkelhammer said, “it’s relatively warm, and the ice melts faster and faster.”

“But in the center of the ice sheet, it’s 25 below zero Celsius (-13 F), so it’s always freezing, even if it warms. It’s a very rare occurrence to go above freezing,” he said. The authors note that “despite rapid melting in the coastal regions of the ice sheet, a significant area — approximately 40 percent — rarely experiences surface melting.” Solid ice can be lost not only by melting into liquid water. Under certain conditions, it can vaporize by sublimation, a one-step transition from solid to gas. Such conditions exist at the high-altitude, dry, frigid surface of Greenland’s interior. “Sublimation is common there, unlike other places,” Berkelhammer said. “We looked at the exchange of water between the ice sheet and the air above it through condensation, evaporation, and sublimation.”

At Summit Camp, a 150-foot tower was used to draw air samples at various heights above the surface and pipe the air into a laboratory buried a few feet below the ice. Lasers analyzed the air for two different isotopes of oxygen in H2O, whose ratio indicates the temperature at which the water molecules became airborne. “We noticed a specific process that was occurring, where low-level fog would form right above the surface of the ice sheet,” Berkelhammer said. A fogbow – a rainbow caused by fog – often appeared. “As ice sublimates from the surface, it forms a fog,” he said. “As the particles get heavier and settle back to the surface, you get recycling, rather than dissipation that would remove ice.” In winter, 80 percent of the ice that would otherwise be lost is recycled, Berkelhammer said. “So it’s an incredibly efficient process.”

But many questions remain as to how this boundary-layer recycling contributes to models of climate change. We expected sublimation to increase with temperature, but we find no net loss” of ice over time, Berkelhammer said, again referring just to the interior of the ice mass. “You could say, if this process changes, you’d lose ice significantly faster. Or, if (recycling) becomes even more efficient, you would conserve even more ice mass. “We can’t predict,” he said. “And we don’t know from the ice-core records what the history is.” The next step, he said, is to run experiments to see how sublimation changes with temperature associated with past and future changes in atmospheric carbon dioxide levels, to see how recycling fits into climate models.

“If we want to model how the ice sheet is warming, we need to include everything we know,” he said. “This is a new process to incorporate in models.” But Berkelhammer cautions against over-interpreting the recycling as good news for the ice sheet or the planet, as its overall effect is likely to be relatively minor. “This is small potatoes compared to the calving that’s going on along the coasts,” he said. “Every time we go back to Greenland, the edge of the ice is farther away from the coast.”

An einigen Stellen Grönlands fließt das Eis dann aber doch erstaunlich schnell, wie Wissenschaftler des Geoforschungszentrums (GFZ) Potsdam herausfanden. Grund sind außergewöhnlich heiße Zonen im vulkanisch geprägten Untergrund. Meldung des GFZ vom 4. April 2016:

Erdwärme verursacht schnellen Eisfluss und Gletscherschmelze in Grönland

Die erdgeschichtliche Vergangenheit des Nordatlantik steuert heutigen Eismassenverlust

Wer Grönlands Eismassen von heute untersucht, muss weit in die Erdgeschichte zurück. Unter der Insel finden sich in der Lithosphäre heiße Stellen aus der geologischen Vergangenheit, welche zu einer Schmelze von unterhalb der Eismassen Grönlands führen und das Eis deshalb schnell fließen lassen. In einem breiten Streifen von West nach Ost zieht sich eine Wärmeanomalie mit erhöhtem Wärmefluss aus dem Erdinnern unter Grönland durch. Mit dieser Anomalie erklärt jetzt ein internationales Team von Geowissenschaftlern unter Leitung von Irina Rogozhina und Alexey Petrunin vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ Beobachtungsdaten aus Radar- und Eisbohrmessungen, die eine weitgefächerte Schmelze unter dem Eisschild und erhöhte Gleitgeschwindigkeiten an der Basis des Eiskörpers zeigen. Diese Schmelze führt zu einem schnellen Eisfluss von Grönlands Gletscher-Gipfelregion über 750 Kilometer bis hin zum Nordatlantik.

Der Nordatlantik ist tektonisch aktiv. Vor 80 bis 35 Millionen Jahren vor heute bewegten die Prozesse der Plattentektonik Grönland über einen Bereich außergewöhnlich heißen Materials im Erdmantel, der heute noch für den Vulkanismus Islands verantwortlich ist. Dieses heiße Gesteinsmaterial dünnte dabei die Lithosphäre unter Grönland aus und heizte sie auf. So entstand eine große geothermische Anomalie unter einem Viertel der Landmasse Grönlands. Diese alte und langlebige Wärmequelle schuf eine Region mit viel Schmelzwasser unterhalb des Gletschers, auf der das Eis bis heute rutschen und sich schnell bewegen kann. Ungefähr die Hälfte der Eiskappe im nördlichen Zentral-Grönland liegt auf aufgetautem Gesteinsbett und leitet sein Schmelzwasser über ein dichtes hydrologisches Netz unter dem Eis in den Ozean.

Das Geoforschungsteam hat hier zum ersten Mal die enge Kopplung von weit in die Erdgeschichte zurückreichenden Prozessen tief im Erdinnern mit eisdynamischen Vorgängen und dem thermo-hydrologischen Verhalten großer Eisdecken nachgewiesen: „Die geothermische Anomalie, die durch den isländischen Mantel-Plume vor über zehn Millionen Jahren entstand, ist ein wichtiger Motor für die heutige Hydrologie unter dem Eisschild und für die Flussgeschwindigkeit des Eises“, erklärt Irina Rogozhina. „Dieses wiederum beeinflusst allgemein das dynamische Verhalten der großen Eisschilde und möglicherweise auch die zukünftige Reaktion auf Klimaänderungen.”

Bisher war die erdgeschichtliche Vergangenheit des Plumes unter Grönland unter der drei Kilometer dicken Eisdecke verborgen. Ihr Geheimnis konnten die Geoforscher konnten nun mit einer innovativen Kombination von Computermodellen und Datensätzen aus Seismologie, Schweremessungen, Bohrungen, Radarmessungen, Eisdickenmessungen am Boden, vom Flugzeug und von Satelliten aus, entschlüsseln. Die Lage und Ausrichtung des Gebiets erhöhten geothermischen Wärmeflusses zeigt, wo Grönland über den heißen Island-Mantelplume wanderte.

Der unerwartete Zusammenhang von Mantelplumes und Eisdecken zeigt, dass die Einwirkungen auf die Eiskappen auf höchst unterschiedlichen Zeitskalen ablaufen, von Langzeitprozessen der Tektonik vor über zehn Millionen Jahren bis hin zu aktuellen Änderungen über die letzten Monate heutiger Klimaentwicklung. Zugleich ergeben die Ergebnisse der Studie nun auch einen unabhängigen Test für die verschiedenen Modellvorstellungen, wie sich der Nordatlantik öffnete, denn dieser tektonische Vorgang wird seit dreißig Jahren diskutiert und ist bis heute noch nicht vollständig geklärt.

Rogozhina, I., Petrunin, A., G. , Vaughan, A., P., M., Steinberger, B., Johnson, J., V., Kaban, M., K., Calov, R., Rickers, F., Thomas, M., Koulakov, I., 2016. Melting at the base of the Greenland ice sheet explained by Iceland hotspot history. Nature Geoscience, Advance Online Publication, 04 April 2016, DOI: 10.1038/NGEO2689

Das Dänische Meteorologische Institut veröffentlicht eine fortwährende Datenreihe zur Eismassenbilanz an der Oberfläche des grönländischen Eisschildes (Surface Mass Balance, SMB). Hier gehen Eiszugänge durch Schneefall und Eisabgänge durch Schmelzen und Sublimation in die Bilanz mit ein, nicht jedoch der Abbruch von Eisbergen an den Küsten. Wenn sich SMB und Eisabbruch die Waage halten, bliebe die Gesamt-Eisbilanz Grönlands stabil. Allerdings überwog in den letzten Jahren der Eisabbruch, so dass das Grönlandeis insgesamt schrumpfte.

Derzeit (Februar 2017) ist ein interessantes Phänomen zu erkennen. Die Oberflächen-Eisbilanz SMB schlägt 2016/17 alle Rekord (blaue Kurve unten) und übertrifft das langjährige Mittel sowie die Werte der Vorjahre bei weitem. Es schneit offenbar wie verrückt. Schafft das Grönlandeis dieses Jar vielleicht die schwarze Null?

Top: The total daily contribution to the surface mass balance from the entire ice sheet (blue line, Gt/day). Bottom: The accumulated surface mass balance from September 1st to now (blue line, Gt) and the season 2011-12 (red) which had very high summer melt in Greenland. For comparison, the mean curve from the period 1990-2013 is shown (dark grey). The same calendar day in each of the 24 years (in the period 1990-2013) will have its own value. These differences from year to year are illustrated by the light grey band. For each calendar day, however, the lowest and highest values of the 24 years have been left out.

 

Das Grönlandeis unterlag schon immer Schwankungen und reagierte auf klimatische Veränderungen. Meredith Kelly und Thomas Lowell haben 2009 in einem Artikel die Geschichte des Grönlandeises für die letzten 12.000 Jahre skizziert. Darin dokumentieren sie, dass die meisten lokalen grönländischen Gletscher während des sogenannten holozänen thermischen Maximums vor 8000 bis 5000 Jahren viel kürzer als heute oder sogar ganz verschwunden waren. Im Text heißt es dazu im Original:

Subsequent to late-glacial or early Holocene time, most local glaciers were smaller than at present or may have disappeared completely during the Holocene Thermal Maximum

Abschließend die Aufklärung eines Mißverständnisses. Der Potsdamer Klimaforscher Stefan Rahmstorf wärmt in großer Regelmäßigkeit einen alten Versprecher von Fritz Vahrenholt auf, wobei das Grönlandeis während der Mittelalterlichen Wärmeperiode (MWP) angeblich komplett abgeschmolzen gewesen sein soll. Dabei handelt es sich wirklich um einen Versprecher, der in der Hektik eines Interviews schon einmal passieren kann – nobody ist perfekt. Gemeint waren natürlich geschrumpfte Gletscher, eine Folge der hohen Temperaturen vor 1000 Jahren. Die entsprechenden Studien haben wir feinsäuberlich in unserem Kartierprojekt zur MWP aufgeführt (Online-Karte hier). Auch in unserem Buch ist nichts von einem Komplettschmelzen zur MWP-Zeit oder selbst während des letzten Interglazials vor 115.000 Jahren zu lesen. Im Buch heißt es wörtlich auf Seite 186:

Es wird daher angenommen, dass das ostantarktische Eis wohl auch die aktuelle Klimaerwärmung weitgehend unbeschadet überleben wird. Ähnliches gilt für den grönländischen Eispanzer, der während der letzten Zwischeneiszeit vor 120.000 Jahren ebenfalls nicht verschwunden ist, wobei es bis zu 5 °C wärmer war als heute.

Vielleicht wird es Herrn Rahmstorf irgendwann ja von selbst langweilig. Jedenfalls können Sie ihn in der Kommentarspalte dann das nächste mal auf diesem Blogartikel verweisen, der für alle Klarheit bringen sollte.

 

Neues vom städtischen Wärmeinseleffekt aus den USA

Der städtische Wärmeinseleffekt (Urban Heat Island Effect, UHI Effect) ist ein anerkanntes Phänomen, wobei sich städtische Gebiete durch ihre umfangreiche Bebauung stärker aufheizen als das ländliche Umland. Vor zwei Jahren hatten wir an dieser Stelle bereits ausführlich über den Effekt berichtet. Im Folgenden werfen wir einen Blick auf neue Forschungsergebnisse aus den Vereinigten Staaten zum Thema.

Die University of Minnesota gab am 18. November 2015 per Pressemitteilung neue Messergebnisse bekannt, dass der UHI-Effekt in den Zwillingsstädten Minneapolis und St. Paul etwa 1°C ausmacht. Im Rahmen einer Hitzewelle wurden sogar Unterschiede von bis zu 5°C zwischen Stadt und Umland gemessen:

New urban heat island study shows surprising variation in air temperatures across Twin Cities

Some parts of the Twin Cities can spike temperatures up to 9°F higher than surrounding communities thanks to the “urban heat island” effect, according to a new study from the University of Minnesota.

The study, which was funded by the Institute on the Environment and published in the Journal of Applied Meteorology and Climatology, used a network of 180 sensors deployed throughout the Twin Cities metropolitan area in residential backyards and city parks to paint the most detailed picture anywhere in the world of how temperature varies with time and place across pavement-filled metropolitan areas and surrounding communities.

Recording surface air temperatures every 15 minutes from August 2011 through August 2014 across nearly 2,000 square miles and using U.S. Geological Survey data to fine-tune differences at the neighborhood level, the study uncovered several surprises. Among them:

  • Temperatures in the urban core of Minneapolis, St. Paul and Bloomington average 2 °F higher in summer than in surrounding areas
  • The differential spiked as much as 9 °F higher during a heat wave in July 2012
  • Urban heat island effect is stronger at night in summer and during the day in winter
  • In urban areas during the winter when snow cover is less pervasive, temperatures are higher than rural areas in the daytime by an average of 2 °F.

“We’ve long known that heat radiated by buildings, roads, bridges and other structures keeps surface air temperature higher in cities than in surrounding areas. However, temperature is officially measured at just a few locations in most cities, so awareness of the extent and variability of urban heat island effects was limited,” said lead author Brian Smoliak. “Our study highlights the usefulness of dense sensor networks for urban weather and climate research with practical implications for human health, energy consumption, and environmental quality.” Smoliak began the project as a postdoctoral researcher in CFANS and is now an atmospheric scientist at the Climate Corporation in Seattle, Washington.

The more detailed understanding of urban heat islands provided by the study can help health professionals and others target efforts to protect people and infrastructure from heat-related problems, according to project co-leads Tracy Twine and Peter Snyder, associate professors in the College of Food, Agricultural and Natural Resource Sciences.  

“This level of detail in real time can provide specific information to agencies tasked with protecting our citizenry during extreme heat events,” Snyder said. “It can also be used to identify persistently warm areas of the metro where green infrastructure projects could be implemented to offset some of the warming.”

Eine Meldung aus Arizona auf tucson.com vom 13. Oktober 2016 gibt Gelegenheit zum Schmunzeln. Forscher haben den UHI-Effekt in einer großen Photovoltaik-Test-Anlage in Tucson bestimmt und fanden, dass im Bereich der Solaranlage spürbar höhere Temperaturen herrschten als im Umland. Nicht ganz im Sinne des Erfinders, denn die erneuerbare Energieerzeugung sollte doch eigentlich die Erwärmung bremsen, führt jedoch in Wahrheit zu einer bedeutenden lokalen UHI-Erwärmung.

Temps higher near photovoltaic array: Solar panels heat up Tucson test site

By Tom Beal Arizona Daily Star

Solar panels, while they mitigate the effects of global warming by replacing fossil fuels, can add heat in the locations where they are installed, reports a team of University of Arizona researchers. At first blush, the experimental results, published Thursday in Nature Science Reports, seem to contradict computer simulations that said solar photovoltaic arrays, by intercepting some of the sun’s warming rays and converting them into electricity, would have a cooling effect.The UA researchers measured the heat-island effect of a solar array at the UA Tech Park at Rita Road and Interstate 10. They found that its overnight temperatures were about five to seven degrees (Fahrenheit) warmer than a nearby plot of undisturbed desert.

Weiterlesen auf tucson.com

Auch die Vegetation reagiert auf die städtischen Wärmeinseln, wie eine Meldung der University of Wisconsin-Madison vom 25. Mai 2016 zeigt. In den Städten brechen die Knospen im Frühling früher auf als im Umland, fanden jetzt Forscher der Universität.

Spring comes sooner to urban heat islands, with potential consequences for wildlife

With spring now fully sprung, a new study by University of Wisconsin–Madison researchers shows that buds burst earlier in dense urban areas than in their suburban and rural surroundings. This may be music to urban gardeners’ ears, but that tune could be alarming to some native and migratory birds and bugs.

Urban-dwelling plants around the globe typically get a head start on the growing season compared to their rural counterparts because of the urban heat island effect, the phenomenon in which cities tend to be warmer than nonurban areas due to their plethora of built surfaces — made of concrete, asphalt and more — and scarcity of vegetation. But according to the study, published this week in Environmental Research Letters, the urban heat island doesn’t lengthen the growing season uniformly across a city. Within the study site (Madison, Wisconsin) the researchers found that while the growing season lasted up to a week longer in the city’s densest areas, its parks subdued the warming effect and thus helped to normalize the growing season length.“With a better understanding of the impacts of urbanization on vegetation, we can create more sustainable cities that behave more similarly to the natural areas they have replaced,” says lead author Samuel Zipper, who recently completed his Ph.D. in freshwater and marine sciences and is part of the UW–Madison Water Sustainability and Climate Project, a program funded by the National Science Foundation. “Every little bit of greenness counts within a city.”

The spring green-up underpins many important natural processes, like the budding of flowers and release of pollen. Throwing off the timing of this cycle can have cascading effects on urban ecosystems that may be harmful to birds, butterflies and other wildlife in search of food and habitat. The study shows that urban parks can provide them “cool island” refuges, with natural conditions to which they are better accustomed. The study is the first of its kind to examine how variations in urban development impact the length of plant growing seasons at fine scales within a city. The research team relied on a uniquely dense network of temperature sensors scattered in and around Madison to get such a detailed look.

The sensors measured on-the-ground temperatures, which indicated when the potential growing season started and ended, and the team compared these measurements with satellite imagery that showed when vegetation actually turned green and brown. The sensor data revealed that unless researchers are accounting for the types of plants they are observing, satellite data may not be the best way to tease out the temperature-based effects of urbanization on plants. The satellite-based method is commonly used to assess the start and end of growing seasons, but it may be sensing changes unrelated to the urban heat island, the team’s methods suggest.

For instance, grassy lawns in the suburbs greened up more quickly than urban trees despite higher air temperatures in the city. This is because once the snow melts, grass typically greens up sooner than trees, Zipper says. “The degree to which the potential growing season gets longer is related to urban density, but the actual growing season depends on what is growing on the ground,” he explains. The study is a step toward better understanding how urban development can impact not just growing seasons but also other natural cycles, like those of water and carbon. It could also help make cities more resilient to climate change. The urban heat island effect is expected to increase as the climate warms, Zipper says, adding, “The fine-scale decisions we make in cities will be important.”

Offenbar verschärft sich der UHI-Effekt in den USA sogar noch weiter. Eine Untersuchung durch Kevin Gallo und George Xian aus dem Oktober 2016 im ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing zeigte nun, dass sich der Anteil von versiegelten wärmefördernden Flächen im Umkreis um US-Wetterstationen in den letzten 10 Jahren deutlich erhöht hat. Hier der Abstract der Studie:

Changes in satellite-derived impervious surface area at US historical climatology network stations
The difference between 30 m gridded impervious surface area (ISA) between 2001 and 2011 was evaluated within 100 and 1000 m radii of the locations of climate stations that comprise the US Historical Climatology Network. The amount of area associated with observed increases in ISA above specific thresholds was documented for the climate stations. Over 32% of the USHCN stations exhibited an increase in ISA of ⩾20% between 2001 and 2011 for at least 1% of the grid cells within a 100 m radius of the station. However, as the required area associated with ISA change was increased from ⩾1% to ⩾10%, the number of stations that were observed with a ⩾20% increase in ISA between 2001 and 2011 decreased to 113 (9% of stations). When the 1000 m radius associated with each station was examined, over 52% (over 600) of the stations exhibited an increase in ISA of ⩾20% within at least 1% of the grid cells within that radius. However, as the required area associated with ISA change was increased to ⩾10% the number of stations that were observed with a ⩾20% increase in ISA between 2001 and 2011 decreased to 35 (less than 3% of the stations). The gridded ISA data provides an opportunity to characterize the environment around climate stations with a consistently measured indicator of a surface feature. Periodic evaluations of changes in the ISA near the USHCN and other networks of stations are recommended to assure the local environment around the stations has not significantly changed such that observations at the stations may be impacted.

Die systematische Klassifizierung von Wetterstationen hinsichtlicher ihrer UHI-Beinflussung und -Entwicklung sollte schleunigst in Angriff genommen werden, auch in Deutschland. Entsprechende Parameter wie Flächenversiegelung, Zentrumsnähe etc. lassen sich mit Google Maps und anderen Satellitenbild-Katalogen gut dokumentieren. Die Kalte-Sonne-Redaktion fragte diesbezüglich Anfang des Jahres (2017) beim Deutschen Wetterdienst (DWD) an: Liegen diese UHI-Kennwerte für das WD-Wetterstationsnetz vor? Eine Antwort gab es leider nicht. Aus dem beredten Schweigen muss geschlossen werden, dass diese Informationen nicht vorliegen. Warum hier geschlampt wird und die systematische flächendeckende UHI-Betrachtung ausleibt, kann man nur raten. Wurde ein Teil der dem Klimawandel zugerechneten Erwärmung vielleicht vielmehr durch UHI verursacht? Hier herrscht reichlich Forschungsbedarf, an den sich aber aus Angst vor politisch “falschen” Ergebnissen vermutlich niemand heranwagt.

In den USA ist man hier zum Glück schon ein kleines Stückchen weiter. Eine Studie der University of Georgia verglich den Grad der UHI-Beinflussung verschiedener US-Städte. Pressemitteilung vom 16. September 2015:

UGA study ranks U.S. cities based on the urban heat island effect on temperatures (weiterlesen …)