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Globale Dürre-Häufigkeit hat sich in den letzten 100 Jahren nicht verändert

Immer wieder wird vor einer Verschlimmerung der globalen Dürren gewarnt. Gibt es wissenschaftliche Hinweise, die diese Warnungen untermauern? Samuel Shen und Kollegen veröffentlichten 2014 im Journal of the Atmospheric Sciences eine Analyse der globalen Niederschläge während der letzten drei Jahrzehnte. Dabei stießen sie auf einen Trend: Die Niederschläge haben sich mit einer Rate von o,o24 mm pro 100 Jahre erhöht. Das entspricht einer jährlichen Erhöhung von 0,00024 mm. Der Klimawandel schreitet voran, allerdings in wahnwitziger Ultrazeitlupe. Und nasser wird es auch. Rette sich wer kann! Hier der Abstract:

Multivariate Regression Reconstruction and Its Sampling Error for the Quasi-Global Annual Precipitation from 1900 to 2011
This paper provides a multivariate regression method to estimate the sampling errors of the annual quasi-global (75°S–75°N) precipitation reconstructed by an empirical orthogonal function (EOF) expansion. The Global Precipitation Climatology Project (GPCP) precipitation data from 1979 to 2008 are used to calculate the EOFs. The Global Historical Climatology Network (GHCN) gridded data (1900–2011) are used to calculate the regression coefficients for reconstructions. The sampling errors of the reconstruction are analyzed in detail for different EOF modes. The reconstructed time series of the global-average annual precipitation shows a 0.024 mm day−1 (100 yr)−1 trend, which is very close to the trend derived from the mean of 25 models of phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project. Reconstruction examples of 1983 El Niño precipitation and 1917 La Niña precipitation demonstrate that the El Niño and La Niña precipitation patterns are well reflected in the first two EOFs. Although the validation in the GPCP period shows remarkable skill at predicting oceanic precipitation from land stations, the error pattern analysis through comparison between reconstruction and GHCN suggests the critical importance of improving oceanic measurement of precipitation.

Ähnliches fanden Van Wijngaarden und Syed heraus, die ihre Ergebnisse 2015 im Journal of Hydrology publizierten. Die Regenfälle haben sich im globalen Durchschnitt in den letzten 150 Jahren nicht verändert. Abstract:

Changes in annual precipitation over the Earth’s land mass excluding Antarctica from the 18th century to 2013
Precipitation measurements made at nearly 1000 stations located in 114 countries were studied. Each station had at least 100 years of observations resulting in a dataset comprising over 1½ million monthly precipitation amounts. Data for some stations extend back to the 1700s although most of the data exist for the period after 1850. The total annual precipitation was found if all monthly data in a given year were present. The percentage annual precipitation change relative to 1961–90 was plotted for 6 continents; as well as for stations at different latitudes and those experiencing low, moderate and high annual precipitation totals. The trends for precipitation change together with their 95% confidence intervals were found for various periods of time. Most trends exhibited no clear precipitation change. The global changes in precipitation over the Earth’s land mass excluding Antarctica relative to 1961–90 were estimated to be: −1.2 ± 1.7, 2.6 ± 2.5 and −5.4 ± 8.1% per century for the periods 1850–2000, 1900–2000 and 1950–2000, respectively. A change of 1% per century corresponds to a precipitation change of 0.09 mm/year.

In den Highlights schreiben die Autoren:

Over 1½ million monthly precipitation totals observed at 1000 stations in 114 countries analysed.

Data record much longer than 3 recent conflicting studies that analysed a few decades of data.

No substantial difference found for stations located at northern, tropical and southern latitudes.

No substantial difference found for stations experiencing dry, moderate and wet climates.

No significant global precipitation change from 1850 to present.

Mit den Daten des Global Precipitation Climatology Project kann man eine Menge machen. Kailash Rajah und Kollegen nahmen 2014 in den Geophysical Research Letters regionale Unterschiede für die Zeit 1976-2000 unter die Lupe. Einige Kontinente wurden feuchter, andere trockener. Einen einheitlichen globalen Trend fanden die Forscher nicht. Hier der Abstract:

Changes to the temporal distribution of daily precipitation
Changes to the temporal distribution of daily precipitation were investigated using a data set of 12,513 land-based stations from the Global Historical Climatology Network. The distribution of precipitation was measured using the Gini index (which describes how uniformly precipitation is distributed throughout a year) and the annual number of wet days. The Mann-Kendall test and a regression analysis were used to assess the direction and rate of change to both indices. Over the period of 1976–2000, East Asia, Central America, and Brazil exhibited a decrease in the number of both wet and light precipitation days, and eastern Europe exhibited a decrease in the number of both wet and moderate precipitation days. In contrast, the U.S., southern South America, western Europe, and Australia exhibited an increase in the number of both wet and light precipitation days. Trends in both directions were field significant at the global scale.

Wie sieht es mit den Dürren aus. Sind sie häufiger geworden? Gregory McCabe und David Wolock haben es erforscht, im Juni 2015 in Earth and Space Science. Fazit: Die Dürre-Häufigkeit hat sich in den letzten 100 Jahren nicht verändert. Abstract:

Variability and trends in global drought
Monthly precipitation (P) and potential evapotranspiration (PET) from the CRUTS3.1 data set are used to compute monthly P minus PET (PMPE) for the land areas of the globe. The percent of the global land area with annual sums of PMPE less than zero are used as an index of global drought (%drought) for 1901 through 2009. Results indicate that for the past century %drought has not changed, even though global PET and temperature (T) have increased. Although annual global PET and T have increased, annual global P also has increased and has mitigated the effects of increased PET on %drought.

Im Januar 2015 dann eine interessante Arbeit von David Garcia-Garcia and Caroline Ummenhofer, wiederum in den Geophysical Research Letters. Die Wissenschaftler fanden etwas für Kalte-Sonne-Blogleser nicht ganz Unerwartetes heraus: Die Niederschläge der verschiedenen Regionen der variieren im Takt der Ozeanzyklen.Vielleicht wäre es an der Zeit, dies dann auch in die Klimamodelle so einzubauen. Abstract:

Multidecadal variability of the continental precipitation annual amplitude driven by AMO and ENSO
As the water vapor content in the atmosphere scales with temperature, a warmer world is expected to feature an intensification of the hydrological cycle. Work to date has mainly focused on mean precipitation changes, whose connection to climatic modes is elusive at a global scale. Here we show that continental precipitation annual amplitude, which represents the annual range between minimum and maximum (monthly) rainfall, covaries with a linear combination of the Atlantic Multidecadal Oscillation and low-frequency variations in the El Niño–Southern Oscillation on a decadal to multidecadal scale with a correlation coefficient of 0.92 (P < 0.01). The teleconnection is a result of changes in moisture transport in key regions. Reported trends in the annual amplitude of global precipitation in recent decades need to be assessed in light of this substantial low-frequency variability, which could mask or enhance an anthropogenic signal in hydrological cycle changes.

Auch Qiaohong Sun und Kollegen identifizierten die Ozeanzyklen als wichtigen Regentreiber, wie sie im Juni 2016 in den Geophysical Research Letters beschrieben:

Century-scale causal relationships between global dry/wet conditions and the state of the Pacific and Atlantic Oceans
The Granger causality test is used to examine the effects of the El Niño–Southern Oscillation (ENSO), the Pacific Decadal Oscillation (PDO), and the North Atlantic Oscillation (NAO) on global dry/wet conditions. The results show robust relationships between dry/wet conditions and the ocean states, as assessed through a multi-index (standardized precipitation evapotranspiration index and standardized precipitation index) and multiscale (3 months and 12 months) evaluation. The influence of ENSO events is widespread, dominating about 38% of the global land surface (excluding Antarctica). Southern and western North America, northern South America, and eastern Russia are influenced by the PDO. The NAO influences not only dry/wet conditions in Europe but also dry/wet conditions in northern Africa. Similarly, climate variability in southern Europe and northern Africa may be due to the concurrence of the ENSO and the NAO. Knowledge of the spatial influence of ocean states on global dry/wet conditions is valuable for improving drought and flood forecasting.

Nächste Studie. Diesmal von  Jörg Steinkamp und Thomas Hickler, aus dem Jahr 2015 im Journal of Ecology. Ausgangspunkt war die Behauptung einiger Kollegen, dass die dürrebezogene Sterberate der globalen Wälder zugenommen habe. Die Autoren wühlten sich durch die Datenberge und kamen zu dem Schluss, dass man das nicht so pauschal behaupten könne. Zwar gab es in der Tat Dürreschäden bei den Wäldern, allerdings konnte kein global einheitlicher Trend festgestellt werden. Zudem waren Dürren wohl nur in einem Drittel aller Fälle der wahre Auslöser der Waldschäden. Abstract:

Is drought-induced forest dieback globally increasing?
Recently, it has been suggested that forest mortality has been generally increasing because of increasing drought and heat stress. But it is unclear if the observations at the investigated forest sites and regions are representative of forests globally and it has not been tested whether forest models are capable of reproducing these observations. We analysed historical climate data and used a dynamic global vegetation model (LPJ-GUESS) to assess (i) Which forests globally might have been affected by drought, (ii) If the field observations are representative for all forests and (iii) If the model can reproduce the reported mortality events.

Using two climate data sets and three drought indices, we identified no general global drying trend across all forests, but a large spatial variability. We neither detected a general increase in extreme drought events. A weak drying trend and an increase in extreme drought events were only apparent for forests in already dry climates and the locations or regions for which drought-induced mortality trends have been reported are predominantly in these dry climates.

LPJ-GUESS reproduced 66% of the reported mortality events and in 49% of the reported drought-induced mortality events drought was apparent in any of the climatologically derived drought indices. However, only in 30% of the cases simulated increased mortality coincided with drought events.

Synthesis. Our results indeed suggest that dry forests have been experiencing increasing drought-induced mortality. However, this does not apply to forests in general and the spatial variability has been large. The poor correspondence between the simulated and reported mortality events indicates that models like LPJ-GUESS driven by standard climatologies, and soil input data do not represent drought-induced mortality well. But the poor detection of the reported drought events in our climate indices also suggests that drought stress might not be the main driver of all the reported drought-mortality events.

 

 

Treffen KlimaKontroverse in Hannover, 28.9.2017

Nächstes Treffen Do, 28. September 2017, 19:30, Freizeitheim Linden, Hannover. Das Hauptthema des nächsten Treffens:

Red Team / Blue Team – US-Umweltbehörde will öffentliche Klimadiskussion - eine Seite zickt

Der Wissenschaftler Steven Koonin, Professor an der New York Universität, hat kürzlich eine öffentliche Diskussion des Klimawandels vorgeschlagen. Dabei sollen Argumente für oder gegen menschengemachte Erderwärmung in für die Öffentlichkeit verständlicher Weise ausgetauscht werden. Der Vorschlag wurde von Scott Pruit, dem derzeitigen Chef der US-Umweltbehörde, aufgegriffen. Die gegensätzlichen Argumente sollten von zwei Teams vorgebracht werden, die „Red Team“ und „Blue Team“ genannt werden.

Doch die eine Seite – mächtig und reich – zickt. Sie will nicht. Nö. (weiterlesen …)

Temperaturen der letzten 150 Jahre: Wenn harte Messdaten nachträglich verändert werden

Ein Schmuddelthema der Klimadiskussion ist die nachträgliche Veränderung von Messdaten in den offiziellen Temperaturzeitreihen. Während die entsprechenden Forscher ihren regelmäßigen Eingriff in die Datenbanken als “Korrektur” und “notwendige Anpassung” bezeichnen, sehen einige Skeptiker darin plumpe Manipulation. Wie so immer im Leben, findet sich die Wahrheit wohl irgendwo in der Mitte. Wir haben bereits mehrfach über die Problematik hier im Blog berichtet. Im heutigen Beitrag wollen wir neue Analysen und Publikationen aus diesem hochsensiblen Bereich vorstellen.

Im Juni 2017 fasste eine Gruppe um James Wallace III ihre Untersuchungsergebnisse zu Datenveränderungen in den wichtigsten Temperaturdatenbanken zusammen. Dabei erkannten sie, dass im Laufe der Zeit natürliche Zyklen in der Temperaturentwicklung der letzten 150 Jahre systematisch händisch abgemildert wurden, was das Vertrauen in die Daten untergräbt. Das pdf der Studie finden Sie hier. Die Bedenken der Wallace-Gruppe bekräftigen Kritikpunkte, die Ross McKitrick bereits 2010 auf SSRN vorbrachte.

Der HadCRUT-Datensatz wird vom Hadley Centre des UK Met Office sowie der Climatic Research Unit (CRU) of the University of East Anglia und bezieht sich auf die globale Temperaturentwiclung de letzten 150 Jahre. Immer wieder werden neue Versionen erstellt, mittlerweile ist man bei HadCRUT4 angelangt. Die Tendenz der nachträglichen Datenveränderungen wird in einem direkten Vergelich von HadCRUT3 und HadCRUT4 deutlich (via Woodfortrees) (Abb. 1):

Abb. 1: Entwicklung der globalen Temperaturen gemäß früherer Version HadCRUT3 im Vergleich zum aktuellen HadCRUT4-Datensatz. Graphik: Woodfortrees

 

Gut zu sehen: Die nachträglichen Veränderungen der Archivdaten haben den “Hiatus” der letzten 15 Jahre in eine Phase leichter Erwärmung von etwa 0,1°C verwandelt. Nicht gerade die feine englische Art, um die unbequeme Erwärmungspause aus der Welt zu schaffen. Leider enden die HadCRUT-Daten im Jahr 2015, so dass man den Vergleich nicht bis heute (2017) verlängern kann. Im Jahr 2012 brachte die IPCC-nahe Plattform Realclimate einen weiter zurückreichenden Vergleich von HadCRUT3 und HadCRUT4 (Abb. 2):

Abb. 2: Entwicklung der globalen Temperaturen gemäß früherer Version HadCRUT3 im Vergleich zum aktuellen HadCRUT4-Datensatz. Graphik: Realclimate.

 

Zu erkennen: Die modernen Temperaturen wurden um etwa ein Zehntel Grad hochgesetzt, während die Temperaturen um 1900 nahezu unverändert blieben. Unterm Strich führte dies zu einer nachträglich produzierten Versteilung der Erwärmung, sozusagen “anthropogen”, denn von Wissenschaftlern selber am Schreibtisch erzeugt.

 

Die Datenveränderungen gehen unterdessen weiter, auch nach 2015. Im Stil der Salamitaktiv wird die Erwärmung immer weiter künstlich versteilt. Ole Humlum bringt in seinem monatlichen Newsletter Climate4You die jeweils aktuellen Klimadaten. Unter anderem vergleicht er die verschiedenen Versionen der Datensätze miteinander. Hier die kürzlichen Veränderungen des GISS-Datensatzes, der vom bekennenden Klimaaktivisten Gavin Schmidt verantwortet werden. In rot die Vorversion aus dem Mai 2015, in blau die aktuellen Daten (Abb. 3). Ergebnis: Wieder eine Salamischeibe: Erwärmung um ein halbes Zehntelgrad versteilt.

Abb. 3: Entwicklung der globalen Temperaturen gemäß früherer GISS-Version aus dem Mai 2015 (rot) im Vergleich zum aktuellen GISS-Datensatz (blau). Graphik: Climate4You.

 

Nächstes Beispiel: NCDC-Datensatz, wo sich das gleiche Bild bietet (Abb. 4).

Abb. 4: Entwicklung der globalen Temperaturen gemäß früherer NCDC-Version aus dem Mai 2015 (rot) im Vergleich zum aktuellen NCDC-Datensatz (blau). Graphik: Climate4You.

 

Lange galten die Satellitendatensätze UAH und RSS als zuverlässiger als die Bodendatensätze, die ständig nachjustiert werden. Zumindest für die RSS-Daten gilt dies mittlerweile nicht mehr, denn auch hier hat man nun mit dem Verändern der Daten begonnen (Abb. 5). Auch hier beträgt die künstliche Versteilung jetzt 0,1°C. Man wundert sich, dass ähnliche Korrekturen durchgeführt wurden, obwohl die Messverfahren und Begründungen äußerst unterschiedlich sein sollten. Die RSS-Änderungen wurden in einem Paper von Mears & Wentz (2017) u.a. mit dem Absinken der Satellitenbahn begründet.

 

Abb. 5: Entwicklung der globalen Temperaturen gemäß früherer RSS-Version aus dem Mai 2015 (rot) im Vergleich zum aktuellen RSS-Datensatz (blau). Graphik: Climate4You.

 

Die RSS-Datenveränderungen kommen nicht ganz unerwartet. Der UAH-Satellitendatenexperte Roy Spencer hatte bereits zu Jahresbeginn 2017 vermutet, dass RSS auf Druck der anderen Temperaturdatenbanken Änderungen durchführen würde. Um die Unabhängigkeit der verschiedenen Temperaturdatensysteme ist es offenbar nicht gut bestellt. Vielmehr herrscht Gruppendenken vor. In einem unaufgeregten, lesenswerten Blogbeitrag kommentierte Roy Spencer die RSS-Veränderungen und erläuterte, weshalb er ihnen kritisch gegenübersteht.

Die Temperaturdatenverändeurngen der verschiedenen Systeme ist bedenklich. Letztendlich handelt es sich um einen Änderungsbetrag von vielleicht ein oder maximal zwei Zehntelgrad. Irgendwann werden die Justierungen aufhören müssen. Bei einer von den Modellen prognostizierten Erwärmung von zwei Zehntelgrad pro Jahrzehnt wird der Zeitpunkt kommen, wo der Spielraum der Datenmassage voll ausgereizt ist. Bis dahin sollten wir die Vorgänge kritisch begleiten, die in den Medien unbeachtet bleiben.

 

 

Hiatus der globalen Erwärmung: Real, unbeliebt und weiterhin unerklärlich

Ein Dauerthema der Klimadiskussion ist der sogenannte Hiatus. In der Geologie bezeichnet dies eine Lücke in der Schichtenfolge von Sedimenten, sozusagen eine Ablagerungspause. Im Bereich des Klimawandels ist damit die abschnttsweise ausgebliebene Erwärmung der letzten knapp 20 Jahre gemeint, also eine Erwärmungspause. Klimamodelle hatten eine stetige Erwärmung von 0,2°C pro Jahrzehnt prognostiziert. Eingetreten ist aber wohl weniger als die Hälfte.

Verfechter der Klimaalarmlinie bemängelten die Verwendung des Begriffs Hiatus, da die Temperatur doch in der Tat angestiegen sei. Es ist daher wirklich etwas problematisch, über den Gesamtzeitraum der vergangenen knapp 20 Jahre von einer echten Pause zu sprechen, so dass “Hiatus” den Sachverhalt nicht genau trifft. Aber natürlich ist es Fakt, dass die Erwärmung der letzten 20 Jahre sehr viel langsamer ablief als von den Modellen berechnet. Dies ist das Hauptproblem, das es gilt zu verstehen. Es lohnt sich daher nicht, sich in einer wenig fruchtbaren Diskussion über Begrifflichkeiten zu verzetteln. Die Wissenschaft hat das nomenklatorische Problem bereits aufgelöst. Hier wird meist vom “Slowdown”, also der unerwarteten Verlangsamung der Erwärmung gesprochen. Aber auch “Hiatus” wird teilweise benutzt, wobei damit das Erwärmungsdefizit gegenüber den theoretischen Berechnungen gemeint ist.

Jeder kann sich bequem selber die Temperaturentwicklung online plotten. Bei Woodfortrees wählt man den entsprechenden Datensatz aus, z.B. die RSS-Satellitentemperaturen. Dann wählt man einen Betrachtungszeitraum und ergänzt einen Trend. Fertig! Beispiel RSS seit 1998, also von El Nino zu El Nino (Abb. 1):

Abb. 1: Globale Temperaturentwicklung gemäß RSS-Satellitendatensatz.

 

Gut an der Trendlinie zu erkennen: In den letzten knapp 20 Jahren ist es wirklich nur um 0,1°C wärmer geworden, wobei eine Erwärmung von 0,4°C zu erwarten gewesen wäre. Diese Diskrepanz gilt es zu respektieren und zu erklären. Wie können die Modelle verbessert werden, damit sie wieder realistischere Prognosen liefern können? Einige Klimawissenschaftler, auch aus Potsdam, haben sich leider aufs plumpe Leugnen versteift. Sie behaupten irrigerweise, dass es gar keine Diskrepanz gäbe, daher nichts erklärt werden müsse. Journalisten machen leider viel zu oft gemeinsame Sache mit dieser kleinen Minderheit und bieten ihnen ein öffentliches Podium für ihre kruden Ansichten.

Glücklicherweise hat die Mehrheit der Klimawissenschaftler das Problem anerkannt und sucht bereits eifrig nach Lösungen. Es vergeht kaum ein Monat, ohne eine neue Veröffentlichung zum Thema. Im Juni 2017 publizierte eine Gruppe um Benjamin Santer unter Beteiligung von Michael Mann eine wichtige Arbeit in Nature Geoscience. Darin bestätigen sie zunächst den Slowdown, also die Verlangsamung der Erwärmung. Dann machen sie sich Gedanken, was wohl in den Modellen fehlen könnte. Dabei stoßen sie auf die Ozeanzyklen (“internal climate variability”), deren Wirken man in den Modellen wohl in der falschen Phase erwischt habe. Wenn man sie korrekt eingebaut hätte, dann könnte man die Diskrepanzen der 1980er und 90er Jahre erklären. Den offensichtlichen Slowdown im 21. Jahrhundert kann man damit aber nicht erklären, da legen sich Santer und Kollegen fest. Bei Betrachtung der letzten 17 Jahre wird deutlich, dass wohl etwas in den Klimantrieben der Modelle (“external forcings”) nicht stimmt. Die Erkenntnis aus dem Munde dieser berühmten Wissenschaftler ist hochbedeutsam. Die IPCC-Tabelle des Strahlungsantriebs, dem Allerheiligsten der Klimamodelle, steht ab sofort offiziell auf dem Prüfstand. In unserem Buch “Die kalte Sonne” haben wir genau diese Tabelle kritisiert: CO2 zu stark wärmend, Schwefeldioxid zu stark kühlend, Sonne zu schwach wärmend. Hier der Abstract von Santer et al. 2017:

Causes of differences in model and satellite tropospheric warming rates
In the early twenty-first century, satellite-derived tropospheric warming trends were generally smaller than trends estimated from a large multi-model ensemble. Because observations and coupled model simulations do not have the same phasing of natural internal variability, such decadal differences in simulated and observed warming rates invariably occur. Here we analyse global-mean tropospheric temperatures from satellites and climate model simulations to examine whether warming rate differences over the satellite era can be explained by internal climate variability alone. We find that in the last two decades of the twentieth century, differences between modelled and observed tropospheric temperature trends are broadly consistent with internal variability. Over most of the early twenty-first century, however, model tropospheric warming is substantially larger than observed; warming rate differences are generally outside the range of trends arising from internal variability. The probability that multi-decadal internal variability fully explains the asymmetry between the late twentieth and early twenty-first century results is low (between zero and about 9%). It is also unlikely that this asymmetry is due to the combined effects of internal variability and a model error in climate sensitivity. We conclude that model overestimation of tropospheric warming in the early twenty-first century is partly due to systematic deficiencies in some of the post-2000 external forcings used in the model simulations.

In wenigen Wochen werden die Autoren für den neuen IPCC-Bericht nominiert. Ob sich diesmal der Realismus durchsetzt und die Probleme in den Klimamodellen und Prognosen ergebnisoffen und nachhaltig angegangen werden? Oder geht es wieder nur um die Vermeidung eines Gesichtsverlustes? In der letzten Ausgabe des Berichts (AR5) wurde beispielsweise bei der CO2-Klimasensitivität kräftig getrickst, der wichtige Mittelwert einfach nicht angegeben. In jeder anderen Sparte des menschlichen Tuns wäre dies unmöglich, denn der Mittelwert bzw. bester Schätzwert wäre unverzichtbar. Nicht so in den Klimawissenschaften. Dort kann man nach monatelangen Verhandlungen zur Frage nach dem aktuellen Wochentag sagen: “Irgendetwas zwischen Montag und Freitag. Aber auf den Tag heute wollen wir uns nicht exakt festlegen”.

Wie bei den Boxweltverbänden, gibt es auch bei den globalen Temperaturdatensätzen eine ganze Pallette von konkurrierenden Systemen, darunter z.B. RSS, UAH, GISS oder HadCRUT. Bei einigen dieser Datensätze wird in der Datenbank regelmäßig nachjustiert, was zu Stabilitätsproblemen der Daten führt. Das Gros der Datensätze wird in den USA und Großbritannien von einer kleinen Gruppe von Datenbankhütern betreut und verantwortet, was Fragen zur Transparenz aufwirft. Das bevölkerungsreichste Land der Erde, China, hat nun einen neuen globalen Temperaturdatensatz erstellt, der als CMA GLSAT bezeichnet wird. Dies steht für China Meteorological Administration Global annual mean Land-Surface Air Temperature. Der Datensatz wurde im Februar 2017 im Science Bulletin vorgestellt (Sun et al. 2017). Die Autoren weisen auf die starke Verlangsamung der Erwärmung in den letzten knapp zwei Jahrzehnten hin und stellen einen Bezug zum Hiatus her. Hier der Abstract:

Global land-surface air temperature change based on the new CMA GLSAT data set
The China Meteorological Administration (CMA) has recently developed a new global monthly homogenized land-surface air temperature data set. Based on this data set, we reanalyzed the change in global annual mean land-surface air temperature (LSAT) during three time periods (1901–2014, 1979–2014 and 1998–2014). The results show that the linear trends of global annual mean LSAT were 0.104 °C/decade, 0.247 °C/decade and 0.098 °C/decade for the three periods, respectively. The trends were statistically significant except for the period 1998–2014, the period that is also known as the “warming hiatus”. Our analysis generally confirms the spatial differences of global land warming over the two longer periods (since 1901 and 1979), as reported in previous Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) assessment reports, but shows that the recent “warming hiatus” period was characterized by a slower warming or even a cooling trend in the low to mid-latitude zones of the two hemispheres.

Am 12. August 2017 erschien in den Geophysical Research Letters eine Arbeit von Clara Deser und Kollegen, die die Rolle des Pazifik für den globalen Hiatus bzw. Slowdown beleuchtete. Der Begriff “Hiatus” erscheint dabei sogar im Titel der Arbeit. Die Forscher schicken zwei Klimamodelle an den Start, um den Hiatus zu reproduzieren. Die Resultate der Modelle waren jedoch höchst unterschiedlich, was die Modelle wenig vertrauenswürdig erscheinen lässt. Eines der beiden Modelle scheint jedoch auf den ersten Blick ganz gut mit der Realität zusammenzupassen. In diesem Modell dominiert die Abkühlung in Europa und Asien, die die globale Erwärmung bremst. Abstract:

The relative contributions of tropical Pacific sea surface temperatures and atmospheric internal variability to the recent global warming hiatus
The recent slowdown in global mean surface temperature (GMST) warming during boreal winter is examined from a regional perspective using 10-member initial-condition ensembles with two global coupled climate models in which observed tropical Pacific sea surface temperature anomalies (TPAC SSTAs) and radiative forcings are specified. Both models show considerable diversity in their surface air temperature (SAT) trend patterns across the members, attesting to the importance of internal variability beyond the tropical Pacific that is superimposed upon the response to TPAC SSTA and radiative forcing. Only one model shows a close relationship between the realism of its simulated GMST trends and SAT trend patterns. In this model, Eurasian cooling plays a dominant role in determining the GMST trend amplitude, just as in nature. In the most realistic member, intrinsic atmospheric dynamics and teleconnections forced by TPAC SSTA cause cooling over Eurasia (and North America), and contribute equally to its GMST trend.

Ein ähnliches Thema von Lukas von Känel und Kollegen im August 2017 in den Geophysical Research Letters:

Hiatus-like decades in the absence of equatorial Pacific cooling and accelerated global ocean heat uptake
A surface cooling pattern in the equatorial Pacific associated with a negative phase of the Interdecadal Pacific Oscillation is the leading hypothesis to explain the smaller rate of global warming during 1998–2012, with these cooler than normal conditions thought to have accelerated the oceanic heat uptake. Here using a 30-member ensemble simulation of a global Earth system model, we show that in 10% of all simulated decades with a global cooling trend, the eastern equatorial Pacific actually warms. This implies that there is a 1 in 10 chance that decadal hiatus periods may occur without the equatorial Pacific being the dominant pacemaker. In addition, the global ocean heat uptake tends to slow down during hiatus decades implying a fundamentally different global climate feedback factor on decadal time scales than on centennial time scales and calling for caution inferring climate sensitivity from decadal-scale variability.

In einigen Regionen der Welt beobachten die Wissenschaftler nicht nur einen Slowdown, sondern einen echten Hiatus, also eine wirkliche Erwärmungspause. Eine Gruppe um Yonkun Xie beschrieb im März 2017 im International Journal of Climatology den Hiatus aus China. Dabei überprüften sie, wie robust die chinesische Erwärmungspause der letzten beide Jahrzehnte wirklich ist. Die Forscher fanden eine signifikante Abkühlung in dieser Zeit, so dass der Hiatus als äußerst robust eingestuft wird.  Xie und Kollegen machten sich auch Gedanken über den Antrieb der Erwärmung und nachfolgenden Abkühlung. Dabei kommen sie auf die Ozeanzyklen, die im späten 20. Jahrhundert erwärmend und im frühen 21. Jahrhundert kühlend wirkten. Eureka! Genau das stand ja auch schon 2012 in unserem Buch “Die kalte Sonne”, zu dem Jochem Marotzke seinerzeit sagte: “Viel gelesen aber wenig verstanden”. Mittlerweile ist es wohl auch Marotzke klar geworden, dass er damals irrte. Hier der Abstract der wichtigen Arbeit von Xie und Kollegen (2017):

From accelerated warming to warming hiatus in China
As the recent global warming hiatus has attracted worldwide attention, we examined the robustness of the warming hiatus in China and the related dynamical mechanisms in this study. Based on the results confirmed by the multiple data and trend analysis methods, we found that the annual mean temperature in China had a cooling trend during the recent global warming hiatus period, which suggested a robust warming hiatus in China. The warming hiatus in China was dominated by the cooling trend in the cold season, which was mainly induced by the more frequent and enhanced extreme-cold events. By examining the variability of the temperature over different time scales, we found the recent warming hiatus was mainly associated with a downward change of decadal variability, which counteracted the background warming trend. Decadal variability was also much greater in the cold season than in the warm season, and also contributed the most to the previous accelerated warming. We found that the previous accelerated warming and the recent warming hiatus, and the decadal variability of temperature in China were connected to changes in atmospheric circulation. There were opposite circulation changes during these two periods. The westerly winds from the low to the high troposphere over the north of China all enhanced during the previous accelerated warming period, while it weakened during the recent hiatus. The enhanced westerly winds suppressed the invasion of cold air from the Arctic and vice versa. Less frequent atmospheric blocking during the accelerated warming period and more frequent blocking during the recent warming hiatus confirmed this hypothesis. Furthermore, variation in the Siberian High and East Asian winter monsoon season supports the given conclusions.

Dazu passend eine Arbeit von Yang Chen und Panmao Zhai, die am 26. Juli 2017 online in den Environmental Research Letters publiziert wurde:

Persisting and strong warming hiatus over eastern China during the past two decades
During the past two decades since 1997, eastern China has experienced a warming hiatus punctuated by significant cooling in minimum temperature (Tmin), particularly during early-mid winter. By arbitrarily configuring start and end years, a “vantage hiatus period” in eastern China is detected over 1998-2013, during when the domain-averaged Tmin exhibited the strongest cooling trend and the number of significant cooling stations peaked. Regions most susceptible to the warming hiatus are located in North China, the Yangtze-Huai River Valley and South China, where significant cooling in Tmin persisted through 2016. This sustained hiatus gave rise to increasingly frequent and severe cold extremes there. Concerning its prolonged persistency and great cooling rate, the recent warming hiatus over eastern China deviates much from most historical short-term trends during the past five decades, and thus could be viewed as an outlier against the prevalent warming context.

Der globale Hiatus war auch im August 2016 Thema in einer Arbeit von Chunlüe Zhou und Kaicun Wang im Nature-Ableger Scientific Reports.

Spatiotemporal Divergence of the Warming Hiatus over Land Based on Different Definitions of Mean Temperature
Existing studies of the recent warming hiatus over land are primarily based on the average of daily minimum and maximum temperatures (T2). This study compared regional warming rates of mean temperature based on T2 and T24 calculated from hourly observations available from 1998 to 2013. Both T2 and T24 show that the warming hiatus over land is apparent in the mid-latitudes of North America and Eurasia, especially in cold seasons, which is closely associated with the negative North Atlantic Oscillation (NAO) and Arctic Oscillation (AO) and cold air propagation by the Arctic-original northerly wind anomaly into mid-latitudes. However, the warming rates of T2 and T24 are significantly different at regional and seasonal scales because T2 only samples air temperature twice daily and cannot accurately reflect land-atmosphere and incoming radiation variations in the temperature diurnal cycle. The trend has a standard deviation of 0.43 °C/decade for T2 and 0.41 °C/decade for T24, and 0.38 °C/decade for their trend difference in 5° × 5° grids. The use of T2 amplifies the regional contrasts of the warming rate, i.e., the trend underestimation in the US and overestimation at high latitudes by T2.

Cartoon: Josh.

 

 

Arktisches Meereis legt wieder zu: Größere Sommer-Resteisfläche 2017 als in den beiden Vorjahren

SZ-Redakteurin Marlene Weiß erschreckte am 15. September 2017 die Leser der Süddeutschen Zeitung mit einem Klimaschocker:

Klimawandel: Arktisches Eis schmilzt und schmilzt und schmilzt

Ein toller Titel, der auch gut in ein Kinderbuch passen würde. Aber welches Eis meint die Redakteurin mit dem zum Thema passenden Nachnamen? Geht es ums arktische Meereis oder um die Eiskappen? Wir lesen im Artikel:

Das Meereis in der Arktis ist in diesem Sommer auf eine Fläche von etwa 4,7 Millionen Quadratkilometern abgeschmolzen, berichten Forscher des Alfred-Wegener-Instituts (Awi) und der Universitäten Bremen und Hamburg. Das ist mehr als im Jahr 2012, als damals nur noch 3,4 Millionen Quadratkilometer übrig blieben. Die aktuelle Eisfläche liegt jedoch ungefähr im Mittel der vergangenen Jahre und damit deutlich unter den Werten aus der Periode von 1979 bis 2006. Diese lagen bei etwa 5,5 bis 7,5 Millionen Quadratkilometern. Der langjährige Abwärtstrend des Meereises in der Arktis bleibt auch mit der neuen Messung deutlich.

Das National Snow & Ice Data Center (NIDC) der USA hat dazu auf seiner Webseite einen interaktiven Graphen, den es sich lohnt anzuschauen (Abb. 1).

 

 

Abb. 1: Meereisbedeckung in der Arktis, aufgetragen als Eisbedeckung im Jahresverlauf. Farben zeigen verschiedene Jahre an. Hellblau=2017, rot=2016, gestrichelt grün=2012. Quelle: NSIDC.  

 

Gut zu erkennen: Nicht nur im Jahr 2012 gab es weniger Eis als in diesem Jahr (2017), sondern auch in den Vorjahren 2016 und 2015. Die wirkliche Nachricht wäre also gewesen:

Arktisches Meereis legt wieder zu: Größere Sommer-Resteisfläche 2017 als in den beiden Vorjahren

Unklar ist, weshalb Frau Weiß und die Süddeutsche Zeitung ihre Leser derart in die Irre führen. Wie bereits im kürzlichen Fall der fragwürdigen Berichterstattung zur Nordseeerwärmung durch die Tagesschau und dpa, liegt in kürzester Zeit erneut ein eklatanter Fall von Desinformation der Bevölkerung vor. Hier nochmal die Fakten in Zahlen des sommerlichen Meereisminimums in der Arktis:

2012: 3,4 Mio qkm
2013   5,1 Mio qkm
2014   5,8 Mio qkm
2015   4,4 Mio qkm
2016   4,2 Mio qkm
2017   4,7 Mio qkm

Es ist klar zu erkennen, dass im 5. Jahr seit dem Tiefststand von 2012 kein weiterer Rückgang mehr erfolgt ist.

 

Dürrevorhersagen nur robust wenn Ozeanzyklen berücksichtigt werden

Das Extremwetter fasziniert Klimaalarmisten und -realisten gleichermaßen. Reflexhaft wird von Vertretern der Alamlinie jede Dürre dem Klimawandel angelastet. Realisten zeigen mehr Weitblick und ordnen die Geschehnisse zunächst in den klimahistorischen Kontext ein. Wie soll man Menschen bezeichnen, die aus dürreanfälligen Gebieten flüchten? Sind es Klimaflüchtlinge oder Klimawandelflüchtlinge? Wohl eher ersteres, denn man kann sich vorstellen, wie mühsam es ist, in dürreanfälligen Regionen der Erde zu leben. Mit dem Klimawandel hat das erstmal wenig zu tun.

Im heutigen Blogbeitrag wollen wir wichtige Publikationen zur globalen Dürreforschung vorstellen. Im Dezember 2015 räumten Niko Wanders und Yoshihide Wada in den Geophysical Research Letters ein, dass die Vorhersage von Dürren noch immer ziemlich schlecht ist. Die theoretischen Modelle sind einfach noch nicht gut genug, scheinen wichtige Antriebe unberücksichtigt zu lassen. Die Autoren überlegten sich nun, was wohl fehlen könnte. Dabei kamen sie auf einen Klimasteuerungsfaktor, den unsere Buch- und Blogleser bereist bestens kennen: Die Ozeanzyklen. Niko Wanders und Yoshihide Wada zeigen in Ihrem Paper, dass die Vorhersagen deutlich besser werden, wenn man die natürliche Klimavariabilität im Zusammenhang mit den Ozeanzyklen einbezieht. Hier der Abstract:

Decadal predictability of river discharge with climate oscillations over the 20th and early 21st century
Long-term hydrological forecasts are important to increase our resilience and preparedness to extreme hydrological events. The skill in these forecasts is still limited due to large uncertainties inherent in hydrological models and poor predictability of long-term meteorological conditions. Here we show that strong (lagged) correlations exist between four different major climate oscillation modes and modeled and observed discharge anomalies over a 100 year period. The strongest correlations are found between the El Niño–Southern Oscillation signal and river discharge anomalies all year round, while North Atlantic Oscillation and Antarctic Oscillation time series are strongly correlated with winter discharge anomalies. The correlation signal is significant for periods up to 5 years for some regions, indicating a high added value of this information for long-term hydrological forecasting. The results suggest that long-term hydrological forecasting could be significantly improved by including the climate oscillation signals and thus improve our preparedness for hydrological extremes in the near future.

Im September 2014 überraschten Peter Greve und Kollegen in Nature Geoscience mit einem unerwarteten Resultat: Klimawandel-Faustregel entpuppt sich als falsch: Trockene Gebiete werden nicht immer trockener. Man hatte uns lange Quatsch erzählt. Schön, dass nun endlich jemand richtig nachgeschaut hat. Das Paper erschien in Nature Geoscience. Abstract:

Global assessment of trends in wetting and drying over land
Changes in the hydrological conditions of the land surface have substantial impacts on society1, 2. Yet assessments of observed continental dryness trends yield contradicting results3, 4, 5, 6, 7. The concept that dry regions dry out further, whereas wet regions become wetter as the climate warms has been proposed as a simplified summary of expected8, 9, 10 as well as observed10, 11, 12, 13, 14 changes over land, although this concept is mostly based on oceanic data8, 10. Here we present an analysis of more than 300 combinations of various hydrological data sets of historical land dryness changes covering the period from 1948 to 2005. Each combination of data sets is benchmarked against an empirical relationship between evaporation, precipitation and aridity. Those combinations that perform well are used for trend analysis. We find that over about three-quarters of the global land area, robust dryness changes cannot be detected. Only 10.8% of the global land area shows a robust ‘dry gets drier, wet gets wetter’ pattern, compared to 9.5% of global land area with the opposite pattern, that is, dry gets wetter, and wet gets drier. We conclude that aridity changes over land, where the potential for direct socio-economic consequences is highest, have not followed a simple intensification of existing patterns.

Scinexx berichtete seinerzeit über die Studie:

Klimafolgen-Faustregel umgekrempelt

Dass alle trockenen Regionen durch den Klimawandel trockener werden, stimmt so nicht

Komplizierter als gedacht: Bisher ließen sich die Klimawandel-Folgen einfach zusammenfassen: “Trockene Regionen werden trockener, feuchte feuchter”. Das aber stimmt so nicht, wie Schweizer Forscher nun zeigen. Ihre Analyse findet für die Hälfte der Landflächen genau das Umgekehrte. Die Formel sei demnach keineswegs so allgemeingültig wie angenommen, so die Forscher im Fachmagazin “Nature Geoscience”.

Im Jahr 2014 veröffentlichte eine Gruppe um Zengchao Hao im Nature-Ableger Scientific Data eine Arbeit zur Dürrentwicklung der letzten 35 Jahre. Dabei brachten sie auch eine Graphik, die den Anteil der Welt darstellt, der in einem bestimmten Jahr jeweils unter Dürren litt. Erkennen Sie es auch? Es ist keine Langzeitzunahme des Dürreanteils zu erkennen. Besonders trocken scheint die Zeit 1992-1998 gewesen zu sein. Danach hat es sich wieder gebessert. Da ist es schon absurd, wenn in der Presse von einer stetig steigenden Dürregefahr geredet wird, mit dem zunehmende Klimamigrantenströme erklärt werden.

 

Abbildung: Fraction of the global land in D0 (abnormally dry), D1 (moderate), D2 (severe), D3 (extreme), and D4 (exceptional) drought condition (Data: Standardized Precipitation Index data derived from MERRA-Land). Quelle: Hao et al. 2014.

 

Weiter mit einer Arbeit von Diego Miralles und Kollegen aus dem Dezember 2013 in Nature Climate Change. Sie warnen davor, Kurzzeittrends als Folge des “Klimawandels” zu interpretieren. Vielmehr müssen Kurzzeittrends im Zusammenhang mit dem El Nino / La Nina Phänomen in Betracht gezogen werden. Abstract:

El Niño–La Niña cycle and recent trends in continental evaporation
The hydrological cycle is expected to intensify in response to global warming1, 2, 3. Yet, little unequivocal evidence of such an acceleration has been found on a global scale4, 5, 6. This holds in particular for terrestrial evaporation, the crucial return flow of water from land to atmosphere7. Here we use satellite observations to reveal that continental evaporation has increased in northern latitudes, at rates consistent with expectations derived from temperature trends. However, at the global scale, the dynamics of the El Niño/Southern Oscillation (ENSO) have dominated the multi-decadal variability. During El Niño, limitations in terrestrial moisture supply result in vegetation water stress and reduced evaporation in eastern and central Australia, southern Africa and eastern South America. The opposite situation occurs during La Niña. Our results suggest that recent multi-year declines in global average continental evaporation8, 9 reflect transitions to El Niño conditions, and are not the consequence of a persistent reorganization of the terrestrial water cycle. Future changes in continental evaporation will be determined by the response of ENSO to changes in global radiative forcing, which still remains highly uncertain10, 11.

 

US-Seen geht es relativ gut: Zwei Jahrzehnte ohne Verschlechterung

Die University of Wisconsin-Madison hatte am 23. August 2017 gute Nachrichten zu vermelden. In einer Untersuchung der Wasserqualität US-amerikanischer Seen konnten die Wissenschaftler in den letzten Jahren überraschenderweise keine Verschlechterung feststellen. Den Seen geht es gut! Hier die Pressemitteilung:

Amid environmental change, lakes surprisingly static

In recent decades, change has defined our environment in the United States. Agriculture intensified. Urban areas sprawled. The climate warmed. Intense rainstorms became more common. But, says a new University of Wisconsin–Madison study, while those kinds of changes usually result in poor water quality, lakes have surprisingly stayed the same.

The authors of the article, published online Wednesday in the journal Global Change Biology, assessed changes in measures of water quality, including plant nutrients and algal growth, in 2,913 U.S. lakes from 1990 to about 2011. The researchers found that, “despite large environmental change and management efforts over recent decades, water quality of lakes in the Midwest and Northeast U.S. has not overwhelmingly degraded or improved.” That doesn’t mean there were no notable trends. For example, 10 percent of the study lakes were getting “greener,” or seeing more algae blooms and plant growth, while only five percent were experiencing clearer water conditions. Still, the vast majority of lakes were stuck in a sort of water quality status quo.

The meaning of these results depends on your perspective, says Samantha Oliver, lead author of the report and a graduate student at UW–Madison’s Center for Limnology. On the one hand, the U.S. spends $3.5 billion each year on efforts to keep nutrients and the algae they feed out of our waterways. So the fact that there are no large-scale positive trends in water quality is dispiriting. But, considering that intensifying agriculture, warming climate and more intense rain events are known to boost nutrient runoff and algae blooms, the lack of a nationwide negative trend in water quality may be a heartening sign that management practices are at least holding the line.

Scientists’ reaction to these results, says Oliver, is “a glass half full, glass half empty thing. Some people say, ‘Whoa, the management must really be doing something,’ and the other half of them say, ‘That’s really depressing, our management hasn’t done anything. We need to do so much more!’” Her take is that government policies, such as the Clean Water Act’s limits on urban and agricultural runoff or the Clean Air Act’s limits on nitrogen and carbon pollution, do make a difference. “If our water quality improvement efforts hadn’t been in place, conditions could have been a lot worse,” she says. “It’s fair to say that these protections do matter.” But, Oliver says, the study’s bigger take-home message is one of scale.

Management efforts are often focused on improving conditions of a single lake. While those efforts may pay off locally and result in better water quality in that lake, these little victories don’t always add up to a bigger win. For example, one part of a stream may get cleaner when best-management farming practices are used in a nearby field, but those improvements can get washed away by poor management of the next field downstream. You can see this example play out, Oliver says, in the annual “dead zone” that develops in the Gulf of Mexico. As fertilizer used on Midwestern corn and soybeans runs off fields and into nearby streams, it ends up, eventually, in the Mississippi River. The Mississippi releases those nutrients into the gulf, where they feed huge algae blooms that develop, die and decompose — a process that consumes the available oxygen in the water, killing fish and making conditions uninhabitable for other marine life.

Dealing with the “dead zone” or any other large-scale problem won’t be a matter of simply improving conditions at the local level, Oliver says. “The environmental changes that are happening in the world today are happening everywhere, they aren’t happening in a single lake or a single stream,” she says. “While we like to focus on ‘our’ particular lake or stream, each one is different. How the whole population of lakes and streams, and ultimately, the Gulf of Mexico will respond to things like climate change or government policies can only be figured out by looking at the bigger picture of the thousands of lakes and rivers across the U.S.”

 

Italienischer Extremregen und Hochwasser folgt den atlantischen Ozeanzyklen

Früher war das Wetter immer klasse. Dann kam der Klimawandel, und jetzt spielt das Wetter komplett verrückt. In dieser Art argumentieren etliche dem Klimaalarm verfallene mediale Protagonisten. Oft wird dann noch auf theoretische Klimamodellierungen hingewiesen, die eine schwarze Zukunft skizzieren. Der Blick zurück in die Klimageschichte öffnet hier die Augen: Extremwetter hat es auch früher schon gegeben, zum Teil sogar intensiver als heute. Rekonstruktionen des Extremwetters zeigen eine starke natürliche Variabilität auf. Der reflexhafte Aufschrei beim Auftreten eines Sturmes, einer Überschwemmung, einer Dürre etc. mit dem Hinweis auf den Klimawandel ist daher kurzsichtig und irreführend.

Beispiel Überschwemmungen in Italien. Marco Marani und Stefano Zanetti beschrieben im Januar 2015 in Water Resources Research eine Datenreihe zu extremen Niederschlagsereignissen in Padua für die vergangenen 300 Jahre. Die Autoren fanden keinen Langzeittrend, dafür aber typische Zyklen, gemäß denen der Extremregen schwankte. Insbesondere scheint der Ozeanzyklus der NAO (Nordatlantische Oszillation) eine große Rolle zu spielen. Abstract:

Long-term oscillations in rainfall extremes in a 268 year daily time series
We analyze long-term fluctuations of rainfall extremes in 268 years of daily observations (Padova, Italy, 1725–2006), to our knowledge, the longest existing instrumental time series of its kind. We identify multidecadal oscillations in extremes estimated by fitting the GEV distribution, with approximate periodicities of about 17–21, 30–38, 49–68, 85–94, and 145–172 years. The amplitudes of these oscillations exceed the changes associated with the observed trend in intensity. This finding implies that even if climatic trends are absent or negligible, rainfall and its extremes exhibit an apparent nonstationarity if analyzed over time intervals shorter than the longest periodicity in the data (about 170 years for the case analyzed here). These results suggest that because long-term periodicities may likely be present elsewhere, in the absence of observational time series with length comparable to such periodicities (possibly exceeding one century), past observations cannot be considered to be representative of future extremes. We also find that observed fluctuations in extreme events in Padova are linked to the North Atlantic Oscillation: increases in the NAO Index are on average associated with an intensification of daily extreme rainfall events. This link with the NAO global pattern is highly suggestive of implications of general relevance: long-term fluctuations in rainfall extremes connected with large-scale oscillating atmospheric patterns are likely to be widely present and undermine the very basic idea of using a single stationary distribution to infer future extremes from past observations.

Das zweite Beispiel kommt aus den Italienischen Mittelmeeralpen von Wilhelm et al. 2017, das im Fachblatt Natural Hazards and Earth System Sciences erschien. Die Wissenschaftler identifizierten im Valle d’Aosta 76 Hochwasserereignisse in den letzten 270 Jahren, wovon 8 von Erdbeben und 68 von Extremregen ausgelöst wurden. Natürliche Klimavariabilität am Werk. Abstract:

A multi-centennial record of past floods and earthquakes in Valle d’Aosta, Mediterranean Italian Alps
Mediterranean Alpine populations are particularly exposed to natural hazards like floods and earthquakes because of both the close Mediterranean humidity source and the seismically active Alpine region. Knowledge of long-term variability in flood and earthquake occurrences is of high value since it can be useful to improve risk assessment and mitigation. In this context, we explore the potential of a lake-sediment sequence from Lago Inferiore de Laures in Valle d’Aosta (Northern Italy) as a long-term record of past floods and earthquakes. The high-resolution sedimentological study revealed 76 event layers over the last ca. 270 years; 8 are interpreted as most probably induced by earthquakes and 68 by flood events. Comparison to historical seismic data suggests that the recorded earthquakes are strong (epicentral Medvedev–Sponheuer–Kárník (MSK) intensity of VI–IX) and/or close to the lake (distance of 25–120 km). Compared to other lake-sediment sequences, Lago Inferiore de Laures sediments appear to be regionally the most sensitive to earthquake shaking, offering a great potential to reconstruct the past regional seismicity further back in time. Comparison to historical and palaeoflood records suggests that the flood signal reconstructed from Lago Inferiore de Laures sediments represents the regional and (multi-)decadal variability of summer–autumn floods well, in connection to Mediterranean mesoscale precipitation events. Overall, our results reveal the high potential of Lago Inferiore de Laures sediments to extend the regional earthquake and flood catalogues far back in time.

 

 

Spanien: Überschwemmungen im Takte von Sonne und Ozeanzyklen

Auch in Spanien treten die Flüsse ab und an über die Ufer. Neue Studien haben die Hochwasserereignisse feinsäuberlich rekonstruiert. Wer bei der nächsten Überflutung reflexhaft den Klimawandel als Ursache bemüht, sollte sich zunächst mit der Klimageschichte beschäftigen und sich die Frage stellen: Ist dieses aktuelle Hochwasserereignis wirklich so grundlegend verschieden von den früheren?

Beginnen wollen wir im Nordwesten der Iberischen Halbinsel. Dort rekonstruierten Margarita Jambrina-Enríquez und Kollegen anhand von Ablagerungen im Sanabria See die Hochwassergeschichte der letzten 26.000 Jahre. Die Studie erschien im Juni 2014 in den Quaternary Science Reviews. Interessant ist u.a. die Entwicklung der letzten 10.000 Jahre. Besonders starke Hochwässer ereigneten sich im sogenannten Millenniumstakt, parallel zu Kälteereignissen im Nordatlantik, die deren Erstbeschreiber Gerard Bond mit solaren Aktivitätsschwankungen synchronisieren konnte. Letztendlich scheint die Sonne und Veränderungen ihrer Aktivität das Hochwasser in Spanien mitzugestalten. Hier der Abstract:

Timing of deglaciation and postglacial environmental dynamics in NW Iberia: the Sanabria Lake record
The multiproxy study (sedimentology, geochemistry and diatoms) of sediment cores from Sanabria Lake (42°07′30″ N, 06°43′00″ W, 1000 m a.s.l.) together with a robust 14C chronology provides the first high-resolution and continuous sedimentary record in the region, extending back the last 26 ka. The development of a proglacial lake before 26 cal ka BP demonstrates the onset of deglaciation before the global Last Glacial Maximum, similarly to other alpine glaciers in southern European mountains. Rapid deglaciation occurred at the beginning of the Greenland Interstadial GI-1e (Bølling, 14.6 cal ka BP). Following a short-lived episode of glacier re-advance (14.4–14.2 cal ka BP, GI-1d), a climatic improvement at 13.9 cal ka BP suggests the glaciers retreated from the lake basin during the GI-1c. Another glacier reactivation phase occurred between ca 13.0–12.4 ka, starting earlier than the onset of GS-1 (Younger Dryas). Rapid deglaciation during the Early Holocene (11.7–10.1 cal ka BP) was followed by a period of higher river discharge (10.1–8.2 cal ka BP). After 8.2 ka, the Holocene is characterized by a general decreasing trend in humidity, punctuated by the driest phase during the Mid Holocene (ca 6.8–4.8), a wetter interval between 4.8 and 3.3 cal ka BP, and a relatively decline of rainfall since then till present, with a minor increase in humidity during some phases (ca 1670–1760) of the Little Ice Age.

Discrete silt layers intercalated in the organic-rich Holocene deposits reflect large flooding events of the Tera River (ca 10.1, 8.4, 7.5, 6.2, 5.7–5.6, 4.6, 4.2, 3.7, 3.3, 3.1, 2.7, 2.5 and 2.0 cal ka BP). Their synchronicity with a number of cold and humid events described in the Atlantic demonstrates a strong control of NW Iberian climate by North Atlantic dynamics at centennial–millennial scale. Comparison with Western Mediterranean records points to similar regional dynamics during the Holocene, although modulated in the NW Iberian Peninsula by the stronger Atlantic influence.

Die nächste Hochwasserrekonstruktion stammt von Saúl González-Lemos und Kollegen und wurde im November 2015 in den Quaternary Science Reviews publiziert. Studienobjekt war eine Höhle in Nordspanien. Sie dokumentierten einen ständigen Wechsel von hochwasserreichen und -armen Phasen. Die natürliche Klimavariabilität am Werk! Abstract:

Holocene flood frequency reconstruction from speleothems in northern Spain
Extreme precipitation events may cause flooding in the subsurface as well as surficial drainage networks, and these flood events may be preserved in the speleothem archive. We describe here a study of stalagmites from the Cueva Rosa, a system with a perennial cave stream in a lower active level and abundant speleothems in a fossil gallery 6–8 m above the active level. Several constrictions in the lower level act as bottlenecks at discharges of 8–11 m3/s during high discharge events, flooding both lower and upper galleries. Because the cave stream is the only efflux for the small surface watershed (1 km2), it is possible to estimate the critical rainfall intensity rates and runoff required to flood the upper gallery. In the upper gallery, historical flooding is constrained by 14C dates of wood fragments which register both a both post-bomb event and event at 420 yr BP. The latter event appears to coincide with deposition of thick mud deposit postdated by speleothem growth since 324 yr BP. A mid-Holocene (8.1–5.3 ka BP) speleothem from the upper gallery contains 26 detrital layers composed of clays and quartz grains evident in sectioned stalagmites and in Al content in LA-ICPMS analyses. The 9 most pronounced layers reach a thickness of 0.1–0.3 mm in the central growth axis. Petrography confirms that calcite crystal growth is continuous through these detrital layers and that they represent decantation events rather than hiatus in calcite deposition. In the mid-Holocene, large events have average recurrence of around 300 years, although large events are absent from the period from 7.3 to 6.3 ka and more frequent in the older and younger portions of the stalagmite. In the last four centuries, two major events have partially buried an actively growing stalagmite, showing that extreme precipitation events capable of flooding the upper gallery remain a persistent feature of the climate.

Jetzt in den Nordosten der Iberischen Halbinsel, von wo Corella et al. 2014 (Quaternary Science Reviews) eine wechselhafte Geschichte der Extremregenfälle präsentierte. Besonders schlimm waren die Überschwemmungen in der jeweils zweiten Hälfte des 14. und 19. Jahrhunderts. Interessanterweise ereigneten sich die Veränderungen im Takt der Sonnenaktivität. Im 20. Jahrhundert nahm die Häufigkeit der Extremregenfälle dramatisch ab. Während keiner anderen Phase der letzten 650 Jahre gab es weniger Extremregen als heute.

Annually-resolved lake record of extreme hydro-meteorological events since AD 1347 in NE Iberian Peninsula
We present an annual reconstruction of extreme rainfall events interpreted from detrital layers and turbidites interbedded within a varved sediment record since the 14th century in Montcortés Lake (NE Spain, 1027 m a.s.l.). Clastic microfacies intercalated within the biochemical calcite varves were characterized and their depositional dynamics interpreted using high-resolution geochemical and sedimentological analyses. Annual number of detrital layers was compared against instrumental records of extreme daily rainfalls providing minimum rainfall thresholds and return periods associated to the identified types of clastic microfacies. Non-continuous detrital layers were deposited during rainfall events higher than 80 mm (>2-year return period) while graded detrital layers and turbidites were associated with higher magnitude rainfall events (>90 mm and >4-year return period). The frequency distribution of extreme hydro-meteorological events is not stationary and its pattern coincides with historical floods from the nearby Segre River. High frequency of heavy rainfalls occurred during the periods AD 1347–1400 and AD 1844–1894. A lower frequency of heavy rainfall was found during the periods AD 1441–1508, 1547–1592, 1656–1712, 1765–1822 and 1917–2012. The 20th century stands out as the longest interval within the studied period of very low number of extreme rainfall events. Variability in extreme rainfall events prior to the 20th century is in phase with solar activity, suggesting a mechanistic link in mid-latitude atmospheric circulation patterns that ceased during the 20th century.

Abschließend noch eine Studie aus dem Nordosten Spaniens, Barrera-Escoda and Llasat (2015) im Fachblatt Hydrology and Earth System Sciences. Auch sie studierten die letzten 700 Jahre, und auch sie fanden wieder einen solaren Fingerabruck in der historischen Hochwasserentwicklung, u.a. den Gliessbergzyklus. Eine Zunahme der Flutschäden während der letzten 150 Jahre geht laut Autoren auf die stärkere Besiedelung der Flussmündungen zurück. Abstract:

Evolving flood patterns in a Mediterranean region (1301-2012) and climatic factors – the case of Catalonia
Data on flood occurrence and flood impacts for the last seven centuries in the northeastern Iberian Peninsula have been analysed in order to characterise long-term trends, anomalous periods and their relationship with different climatic factors such as precipitation, general circulation and solar activity. Catastrophic floods (those that produce complete or partial destruction of infrastructure close to the river, and major damages in the overflowed area, including some zones away from the channels) do not present a statistically significant trend, whereas extraordinary floods (the channel is overflowed and some punctual severe damages can be produced in the infrastructures placed in the rivercourse or near it, but usually damages are slight) have seen a significant rise, especially from 1850 on, and were responsible for the total increase in flooding in the region. This rise can be mainly attributed to small coastal catchments, which have experienced a marked increase in developed land and population, resulting in changes in land use and greater vulnerability. Changes in precipitation alone cannot explain the variation in flood patterns, although a certain increase was shown in late summer-early autumn, when extraordinary floods are most frequently recorded. The relationship between the North Atlantic circulation and floods is not as strong, due to the important role of mesoscale factors in heavy precipitation in the northwest of the Mediterranean region. However, it can explain the variance to some extent, mainly in relation to the catastrophic floods experienced during the autumn. Solar activity has some impact on changes in catastrophic floods, with cycles related to the quasi-biennial oscillation (QBO) and the Gleissberg solar cycle. In addition, anomalous periods of high flood frequency in autumn generally occurred during periods of increased solar activity. The physical influence of the latter in general circulation patterns, the high troposphere and the stratosphere, has been analysed in order to ascertain its role in causing floods.

 

Europäische Hochwässer der letzten 50 Jahre ohne Trend in ihrer Intensität

Am 11. August 2017 erschien in Science eine Studie zur Hochwasserentwicklung in Europa während der vergangenen 50 Jahre eines Teams von mehreren Dutzend Wissenschaftlern um Günter Blöschl. Gleich in der Einleitung räumen die Forscher ein, dass bisher noch kein Trend in der Stärke der Hochwässer zu verzeichnen ist, trotz Klimaerwärmung. Allerdings haben sie eine jahreszeitliche Verschiebung festgestellt. Abstract:

Changing climate shifts timing of European floods
A warming climate is expected to have an impact on the magnitude and timing of river floods; however, no consistent large-scale climate change signal in observed flood magnitudes has been identified so far. We analyzed the timing of river floods in Europe over the past five decades, using a pan-European database from 4262 observational hydrometric stations, and found clear patterns of change in flood timing. Warmer temperatures have led to earlier spring snowmelt floods throughout northeastern Europe; delayed winter storms associated with polar warming have led to later winter floods around the North Sea and some sectors of the Mediterranean coast; and earlier soil moisture maxima have led to earlier winter floods in western Europe. Our results highlight the existence of a clear climate signal in flood observations at the continental scale.

Nun sind 50 Jahre nicht gerade sehr viel. Wenn man einige Jahrhunderte oder gar Jahrtausende zurückschaut, so kann man vermutlich ähnliche zeitliche Verschiebungen erwarten. Insofern sind die beobachteten Veränderung kein Beweis für eine außergewöhnliche, möglicherweise anthropogene Entwicklung. Hier die dazugehörige Pressemitteilung der Universität Wien vom 11. August 2017 zur Studie:

Der Klimawandel verschiebt Europas Hochwässer

Ein Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und Hochwässern ist nun erstmals klar belegt. Eine von der TU Wien geleitete Studie zeigt: Der Zeitpunkt der Hochwässer verschiebt sich dramatisch.

Wenn ein Fluss mit ungewohnter Heftigkeit über die Ufer tritt, ist es naheliegend, den Klimawandel dafür verantwortlich zu machen. Doch ein Einzelereignis ist kein Beweis – und so war bisher unklar, ob der Klimawandel einen direkten Einfluss auf Fluss-Hochwässer in Europa hat.

In einem internationalen Großprojekt, geleitet vom Hochwasserexperten Prof. Günter Blöschl von der TU Wien, wurden nun Datensätze aus 50 Jahren von über 4000 hydrometrischen Stationen aus 38 europäischen Ländern gesammelt und ausgewertet. Das Ergebnis: Der Klimawandel hat tatsächlich einen deutlichen Einfluss auf Hochwasserereignisse. Erkennen lässt sich das am besten daran, dass sich das Auftreten der Hochwässer über die Jahre zeitlich verschiebt. Je nach Ursache der Hochwasserereignisse treten sie in manchen Regionen immer früher auf, in anderen immer später. Publiziert wurden die Ergebnisse nun im Fachjournal “Science”.

Die Intensität verrät nicht alles
“In der Hochwasserforschung beschäftigen wir uns oft mit der jährlichen Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Hochwässern”, sagt Prof. Günter Blöschl (Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie, TU Wien). “Auch ihre Intensität wird erhoben – und so definiert man etwa ein hundertjähriges Hochwasser als ein Hochwasserereignis einer Stärke, das jedes Jahr nur mit einer Wahrscheinlichkeit von einem Prozent eintritt.”

Doch um den Einfluss des Klimawandels zu untersuchen sind Wahrscheinlichkeiten und absolute Intensitäten nicht die besten Parameter. Sie hängen nämlich nicht nur vom Klima ab: “Wenn man sich nur die Intensität von Hochwasserereignissen ansieht, wird die Rolle des Klimas von anderen Effekten maskiert”, erklärt Günter Blöschl. “Die Landnutzung, etwa Versiegelung von Flächen oder intensive Landwirtschaft, oder auch der Rückgang von wasserspeichernden Auwäldern – all das hat einen sehr starken Einfluss auf Hochwasserereignisse.”

Der Zeitpunkt gibt Auskunft über den Klima-Einfluss
Um dem Zusammenhang zwischen Klima und Hochwasser trotzdem auf die Spur zu kommen, sah sich Blöschl mit seinem Team genau an, zu welcher Jahreszeit die Hochwasserereignisse in unterschiedlichen Regionen Europas auftreten. “Der Zeitpunkt eines Hochwassers gibt nämlich Aufschluss über seine Ursache”, sagt Blöschl.

So treten etwa in England und im Mittelmeerraum Hochwässer eher im Winter auf, weil dann die Verdunstung gering ist und die Niederschläge intensiv sind. In Österreich hingegen sind Hochwässer im Sommer häufig, nach heftigem Starkregen. In Nordosteuropa wiederum ist zur Zeit der Schneeschmelze im Frühling die Hochwassergefahr am höchsten. Der Zeitpunkt, an dem das Hochwasser auftritt, hat also mit dem Klima viel unmittelbarer zu tun als die absolute Höhe des Hochwasserereignisses.

So wurden in jahrelanger, mühevoller Arbeit Hochwasserdaten aus ganz Europa zusammengesammelt, aufbereitet und mit Hilfe von Modellrechnungen analysiert. Dabei zeigte sich tatsächlich, dass sich die Hochwässer in Europa in den letzten 50 Jahren zeitlich ganz deutlich verschoben haben: “Im Nordosten Europas, in Schweden, Finnland und im Baltikum kommen die Hochwässer heute um einen Monat früher als in den 60er und 70er Jahren. Damals traten sie durchschnittlich im April auf, heute im März”, sagt Günter Blöschl. “Das liegt daran, dass der Schnee heute bereits früher schmilzt als damals.” In England und Norddeutschland hingegen kommt das Hochwasser heute um etwa zwei Wochen später als damals. “Der Klimawandel ändert den Luftdruckgradienten, das führt dort zu später auftretenden Winterstürmen”, erklärt Blöschl. An den Atlantikküsten Westeuropas führt der Klimawandel dazu, dass früher im Jahr das Maximum an Bodenfeuchte erreicht ist, und in Teilen der Mittelmeerküste führt die Erwärmung des Mittelmeers dazu, dass die Hochwasserereignisse immer später auftreten.

“Den Zeitpunkt der Hochwässer in ganz Europa über viele Jahre hinweg analysieren zu können, gibt uns ein sehr sensibles Sensorium, um die Ursachen des Hochwassers zu klären”, sagt Günter Blöschl. “So können wir Zusammenhänge nachweisen, über die man bisher nur spekulieren konnte.”

Ein wissenschaftliches Großprojekt wie dieses ist außergewöhnlich arbeitsaufwändig – möglich wurde es durch einen ERC Advanced Grant, mit dem Günter Blöschl im Jahr 2012 ausgezeichnet wurde. Mit dem Fördergeld des ERC Advanced Grants konnte er seine Forschungsgruppe vergrößern, zahlreiche internationale Kooperationen begründen und so den Zusammenhang zwischen Klima und Hochwasser genau unter die Lupe nehmen.

Originalpublikation: Blöschl et al., Changing climate shifts timing of European floods, Science, 2017.

Siehe auch Bericht in der Tageszeitung ‘Die Presse’ berichtete über die Studie.

Im Juli 2016 erschien in Quaternary International eine Studie von Elena Voskresenskaya und Elena Vyshkvarkova zur Niederschlagsentwicklung auf der Krim, ebenfalls für die letzten 50 Jahre. Dabei fanden sie für verschiedene Regionen und Jahreszeiten unterschiedliche Trends. Allerdings scheinen die Ozeanzyklen einen Teil der Variabilität zu erklären:

Extreme precipitation over the Crimean península
Based on daily precipitation data for 1951–2009 from 18 hydrometeorological stations all over the Crimean peninsula, a 58-year data series of extreme precipitation parameters (precipitation concentration, level of extreme precipitation and number of days with extreme precipitation) were calculated. Linear trends of calculated parameters are estimated in this paper. Manifestations of the Pacific decadal oscillation (PDO) of the extreme precipitation changes were analyzed. The precipitation concentration is found to increase in the Crimean Mountains region in the winter season, but in the summer season the precipitation concentration is characterized by uniform distribution. Linear trends of the winter and summer precipitation concentration during the last 58 years are predominantly negative over Crimea. The maximum values of precipitation level in the winter season are typical for the Crimean Mountains region. In the summer season, values of precipitation change insignificantly. The number of days with extreme precipitation exhibits decreasing trends in the winter season over the territory of Crimea. In the summer season, the number of days with extreme precipitation in south-eastern part of Crimea has increasing trends. The negative PDO phase in the winter season was found to accompany increased precipitation concentration (up to 11%) all over Crimea and by decreased concentration (up to 4%) in the summer season in central, southern, and eastern regions of Crimea. The number of extreme precipitation days in the winter season is up to 30% higher in the negative PDO phase over the whole territory of Crimea, while in the summer it is up to 60% lower in the south-eastern part of peninsula.

Andere Studien gehen deutlich weiter zurück in der Zeit. Eine Rekonstruktion der Niederschläge in der Tschechischen Republik während der letzten 1250 Jahre gelang Dobrovolný und Kollegen, die ihre Baumringstudie im Oktober 2015 in Climate of the Past veröffentlichten. Besonders feuchte Sommer ereigneten sich offenbar im 18. und 13. Jahrhundert, während das 19. Jahrhundert wohl eher trocken ausfiel. Hier der Abstract:

A tree-ring perspective on temporal changes in the frequency and intensity of hydroclimatic extremes in the territory of the Czech Republic since 761 AD
It is generally accepted that anthropogenic-induced climate change may affect the frequency and intensity of hydrological extremes, together with a variety of subsequent impacts on ecosystems and human society. Proxy records that are absolutely dated and annually resolved are indispensable to a better understanding of temporal changes in the occurrence of floods and droughts.
This contribution presents a new data set of 3194 oak (Quercus spp.) ring width samples from living trees and historical timbers, collected across the Czech Republic. A composite tree-ring width (TRW) chronology is developed that best captures the high-frequency extremes over the past 1250 years. The temporal distribution of negative and positive extremes is regular with no indication of clustering. The highest number of negative extremes was found in the 19th century, while positive extremes were most frequent in the 12th century. The lowest number of negative and positive extremes occurred in the 18th and 13th centuries respectively.

Negative and positive TRW extremes were compared with the instrumental measurements back to 1805 AD, with documentary-based temperature and precipitation reconstructions from 1804 to 1500, and with documentary evidence before 1500 AD. Negative TRW extremes coincided with above-average March–May and June–August temperature means and below-average precipitation totals. Positive extremes coincided with higher summer precipitation, while temperatures were mostly normal. Mean sea level pressure (SLP) over the European/North Atlantic sector suggested drought for the negative oak TRW extremes, whereas the positive extremes corresponded to wetter conditions overall. More consistent patterns of synoptic SLP were found for negative rather than for positive extremes. Reasons for the possible offset between the oak-based hydroclimatic extremes and their counterparts from meteorological observations and documentary evidence may be manifold and emphasize the need for multi-proxy approaches.

 

Entdeckung der University of Arizona in der Kleinen Eiszeit: Schwache Sonne – weniger Hurrikane

Im März 2016 gab die Unversity of Arizona eine hochinteressante Pressemitteilung heraus, in der eine Forschergruppe um Valerie Trouet eine Hurrikanstatistik der letzten 500 Jahre anhand von Schiffswracks erstellte. Dabei fanden sie eine außerordentlich ruhige Phase zwischen 1645-1715, während der sich kaum Hurrikane ereigneten. Die Flautephase passt genau in die solare Schwächeperiode des sogenannten Maunder Minimums, als die Sonnenaktivität stark erniedrigt war. Die Forscher sehen einen ursächlichen Zusammenhang zwischen den beiden Entwicklungen: Schwache Sonne – weniger Hurikans. Hier die Pressemitteilung:

Shipwrecks, Tree Rings Reveal Caribbean Hurricanes

A UA researcher and her colleagues found a lull in Caribbean hurricanes during the Golden Age of Piracy corresponds to a low in sunspot activity.

Records of Spanish shipwrecks combined with tree-ring records show the period 1645 to 1715 had the fewest Caribbean hurricanes since 1500, according to new University of Arizona-led research. The study is the first to use shipwrecks as a proxy for hurricane activity. The researchers found a 75 percent reduction in the number of Caribbean hurricanes from 1645-1715, a time with little sunspot activity and cool temperatures in the Northern Hemisphere. “We’re the first to use shipwrecks to study hurricanes in the past,” said lead author Valerie Trouet, an associate professor in the UA Laboratory of Tree-Ring Research. “By combining shipwreck data and tree-ring data, we are extending the Caribbean hurricane record back in time and that improves our understanding of hurricane variability.”

Although global climate models indicate hurricanes will be more intense as the climate warms, those models are not yet good at making regional predictions, Trouet said. Learning more about how hurricanes correlated with climate for the past 500 years may lead to better regional predictions of hurricanes. “We’re providing information that can help those models become more precise,” she said. What is now the U.S. National Hurricane Center did not begin keeping records of Caribbean hurricanes until 1850, she said. Researchers have used lake sediments to develop a record of hurricanes over the past centuries, but these data provide only century-level resolution.

The new research provides an annual record of Caribbean hurricanes going back to the year 1500 — shortly after Christopher Columbus first reached the Caribbean. Ship traffic between Spain and the Caribbean became commonplace. Spain kept detailed records of the comings and goings of ships — at the time, ships returning with gold and other goods provided the income for the Spanish kingdom. Storms were the major reason that ships wrecked in the Caribbean. Figuring out how climate change affects hurricane activity is important for emergency management planning. For U.S. hurricanes from 1970 to 2002, other investigators estimated the damages cost $57 billion in 2015 dollars.

The team’s paper, “Shipwreck Rates Reveal Caribbean Tropical Cyclone Response to Past Radiative Forcing,” is scheduled to be published online by the Proceedings of the National Academy of Sciences this week. Trouet’s co-authors are Grant Harley of the University of Southern Mississippi in Hattiesburg and Marta Domínguez-Delmás of the University of Santiago de Compostela in Lugo, Spain. The University of Southern Mississippi, the National Science Foundation, the U.S. Fish and Wildlife Service and an Agnese N. Haury Visiting Scholar Fellowship supported the research.

Trouet and her coauthors hatched the idea for the study while sitting on the patio of Tucson’s Hotel Congress. The three scientists were attending the Second American Dendrochronology Conference, which was held in Tucson in 2013. Harley mentioned he had tree-ring records from the Florida Keys that went back to 1707 — and that the tree rings revealed when hurricanes had occurred. The growth of trees is retarded in years with hurricanes. That reduction in growth is reflected in the tree’s annual rings. Domínguez-Delmás, a dendroarchaelogist, figures out when Spanish ships were built by retrieving wood from shipwrecks and dating the wood. Trouet wondered whether the tree-ring record of Florida hurricanes could be combined with shipwreck data to create a long-term history of Caribbean hurricanes.

The team discovered that a book used by treasure hunters, Robert F. Marx’s book “Shipwrecks in the Americas: A Complete Guide to Every Major Shipwreck in the Western Hemisphere,” had a detailed record of Caribbean shipwrecks. The team also used “Shipwrecks of Florida: A Comprehensive Listing,” by Steven D. Singer. The books, combined with ship logs, allowed the researchers to compile a list of Spanish ships known to have been wrecked by storms during the hurricane seasons of 1495-1825. The team found that the hurricane patterns from the shipwreck database closely matched Florida Keys tree-ring chronology of hurricanes from 1707-1825.

In addition, the team compared the Florida Keys tree-ring records to the systematic recordings of hurricanes from 1850-2009. Again, the patterns matched. When they overlapped the shipwreck data with the tree-ring data, the researchers discovered a 75 percent reduction in hurricane activity from 1645-1715, a time period known as the Maunder Minimum. “We didn’t go looking for the Maunder Minimum,” Trouet said. “It just popped out of the data.” The Maunder Minimum is so named because there was a low in sunspot activity during that time. Because Earth receives less solar radiation during lulls in sunspot activity, the Northern Hemisphere was cooler during the Maunder Minimum than in the time periods before or after.

Learning that a lull in Caribbean hurricanes corresponded to a time when Earth received less solar energy will help researchers better understand the influence of large changes in radiation, including that from greenhouse gas emissions, on hurricane activity. Having better predictions about how anthropogenic climate change affects hurricane activity is important because hurricanes are so destructive and have big societal impacts, Trouet said. She anticipates the new findings will help improve future hurricane predictions under a changing climate. 

 

 

Aus der Hurrikanforschung: Antikorrelation von Häufigkeit und Stärke gefunden

Momentan wüten wieder schwere Hurrikane im Karibikraum und den südlichen USA. Den vielen Opfern und Geschädigten gilt unser Mitgefühl. Umso dreister ist die Instrumentalisierung der Wirbelstürme Harvey und Irma durch klimaalarmistische Aktivisten. Wie Springfeder-Teufel schnellen sie aus ihren Schreibtischstühlen und erklären in jedes offene Mikrofon, dass dies ja wohl Beweis genug für die große Gefahr wäre, die der Klimawandel mit sich bringt.

Ein ernstes betroffenes Gesicht ist aber leider kein Garant dafür, dass die Aussage auch seriös wäre. Wie üblich wird der klimahistorische Kontext ausgeblendet bzw. Betrachtungsintervalle nach Gutdünken so verzerrt, dass der gewünschte Trend herauskommt. Vielfach haben wir an dieser Stelle bereits über Hurrikane und ihre klimatische Bedeutung berichtet (siehe Rubrik ‘Nordamerika’ hier). Beispiele:

 

Heute wollen wir neue Resultate aus dem Bereich der Hurrikanforschung vorstellen. Beginnen wollen wir mit einer Studie einer Gruppe um Berenice Rojo-Garibaldi, die im Oktober 2016 im Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics erschien. Die Wissenschaftler nahmen die Hurrikanhäufigkeit der letzten 250 Jahre unter die Lupe und erkannten einen interessanten Zusammenhang mit der Sonnenaktivität: Je größer die Sonnenaktivität, desto geringer die Hurrikanhäufigkeit. Hier der Abstract:

Hurricanes in the Gulf of Mexico and the Caribbean Sea and their relationship with sunspots
We present the results of a time series analysis of hurricanes and sunspots occurring from 1749 to 2010. Exploratory analysis shows that the total number of hurricanes is declining. This decline is related to an increase in sunspot activity. Spectral analysis shows a relationship between hurricane oscillation periods and sunspot activity. Several sunspot cycles were identified from the time series analysis.

Das größte Versäumnis der alarmistischen Klimakommentatoren ist ihre klimageschichtliche Kurzsicht. Gerne wird auf den “stärksten”, “gefährlichsten”, “feuchtesten” Hurrikan der Messgeschichte hingewiesen. Vergessen wird dabei, dass erst seit wenigen Jahrzehnten Satelliten zur flächendeckenden Sturmüberwachung verwendet werden. Davor war man auf Einzelbeobachtungen und historische Berichte angewiesen, wobei etliche Stürme “durch die Lappen gingen”. Michael Chenoweth hat sich durch eine Vielzahl von historischen Quellen gewühlt und im Journal of Climate im Dezember 2014 eine Rekonstruktion der nordatlantischen Hurrikangeschichte 1851-1898 veröffentlicht. Dabei wies er große Lücken im offiziellen Hurrikankatalog nach. Hier der Abstract:

A New Compilation of North Atlantic Tropical Cyclones, 1851–98
A comprehensive new compilation of North Atlantic tropical cyclone activity for the years 1851–98 is presented and compared with the second-generation North Atlantic hurricane database (HURDAT2) for the same years. This new analysis is based on the retrieval of 9072 newspaper marine shipping news reports, 1260 original logbook records, 271 Maury abstract logs, 147 U.S. marine meteorological journals, and 34 Met Office (UKMO) logbooks. Records from throughout North America and the Caribbean region were used along with other primary and secondary references holding unique land and marine data. For the first time, North Atlantic daily weather maps for 1864/65, 1873, and 1881–98 were used in historical tropical cyclone research. Results for the years 1851–98 include the omission of 62 of the 361 HURDAT2 storms, and the further reduction resulting from the merging of storms to a total of 288 unique HURDAT2 tropical cyclones. The new compilation gave a total of 497 tropical cyclones in the 48-yr record, or an average of 10.4 storms per year compared to 6.0 per year in HURDAT2 less the author’s omissions. Of this total, 209 storms are completely new. A total of 90 hurricanes made landfall in the United States during this time. Seven new U.S. landfalling hurricanes are present in the new dataset but not in HURDAT2. Eight U.S. landfalling hurricanes in HURDAT2 are now considered to have only tropical storm impact or were actually extratropical at landfall. Across the North Atlantic, the number of category-4 hurricanes based on the Saffir–Simpson hurricane wind scale, compared with HURDAT2, increased from 11 to 25, 6 of which made U.S. landfall at category-4 level.

Es ist seit längerem bekannt, dass die Hurrikanhäufigkeit vom AMO-Ozeanzyklus mitgesteuert wird (siehe S. 202 in unserem Buch “Die kalte Sonne“). Aber auch andere Zusammenhänge werden langsam klarer. Offenbar nimmt die Intensität der Hurrikane in hurrikanarmen Zeiten zu. Und wenn es einmal richtig viele Hurrikane gibt, ist ihre Intensität niedriger. Eine solche Hurrikanwippe beschrieb am 4. Januar 2017 die University of Wisconsin-Madison:

More frequent hurricanes not necessarily stronger on Atlantic coast

Active Atlantic hurricane periods, like the one we are in now, are not necessarily a harbinger of more, rapidly intensifying hurricanes along the U.S. coast, according to new research performed at the University of Wisconsin–Madison. In fact, the research — published Wednesday (Jan. 4, 2017) in the journal Nature by James Kossin, a federal atmospheric research scientist based at the UW — indicates that hurricanes approaching the U.S. are more likely to intensify during less active Atlantic periods. During more active periods, they are more likely to weaken. The relationship between the number of hurricanes that develop in the Atlantic basin and the number of major hurricanes that make landfall is a weak one, says Kossin, and one that has not yet been well explained. The new study accounts for at least part of that relationship.

Historically, notes Kossin, researchers (including himself) have focused primarily on the tropical Atlantic — the main hurricane development region —without distinguishing how hurricane-producing conditions may vary outside of it. They knew a combination of warm ocean temperatures in the tropics and low vertical wind shear (changes in wind speed relative to altitude) results in favorable conditions for hurricane formation, while cooler than average sea surface temperatures work in tandem with higher than average wind shears to produce quieter hurricane seasons. Scientists also knew that environmental conditions, primarily ocean temperatures and wind shear, determine whether Atlantic hurricanes intensify or weaken as their natural track pushes them northwesterly toward the U.S. coast. But Kossin, a National Oceanic and Atmospheric Administration National Centers for Environmental Information scientist working out of UW–Madison’s NOAA Cooperative Institute, wondered “what other patterns there might be.” His study took a step back and looked for related patterns over the entire basin.

Kossin analyzed two datasets gathered over three 23-year periods from 1947 to 2015. The first dataset, from the historical record of hurricane observations maintained by the U.S. National Hurricane Center, supplied observations taken every six hours and included information on location, maximum winds and central pressure. The second, an environmental data set from the National Centers for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research, provided a benchmark for sea surface temperatures and wind shear for the period of interest. Overall, when the tropics generate many hurricanes — during periods of low wind shear and high ocean temperatures in the tropical Atlantic — they also create a situation where those hurricanes lose energy if they approach the coast, as they encounter a harsh environment of higher wind shear and cooler ocean temperatures. “They have to track through a gauntlet of high shear to reach the coast and many of them stop intensifying,” Kossin says. “It is a natural mechanism for killing off hurricanes that threaten the U.S. coast.”

What are the implications for U.S. coastal regions? “It is good news,” says Kossin. “Greater activity produces more threats, but at the same time, we increase our protective barrier. It’s pretty amazing that it happens to work that way.” The data suggest we may be moving into another quieter period in the basin, however, where less activity works hand in hand with lower wind shears along the coast, eradicating the protective barrier. As a result, says Kossin, while there may be fewer hurricanes approaching the coast, those that do may be much stronger, in the range of Category 3 to Category 5. The threat of rapid strengthening is highly relevant to society, in particular to those who live along densely populated coastlines where the warning times for evacuation may already be short. “Knowing the relationship between tropical activity and coastal conditions that either protect the coast or make it more vulnerable may help us better prepare for future landfalls,” Kossin says.

Like any research study, the results raise more questions. For instance, how might climate change affect this relationship? Other studies, says Kossin, have documented a rise in sea surface temperatures — a shift attributed to anthropogenic climate change. But the sea surface trend does not seem to be having a large effect on hurricane activity in the coastal region, at least over the past 70 years or so. Kossin says this could fall under the heading of a “climate surprise” if the environmental conditions responsible for the protective barrier during active periods are compromised by climate change. “There is no reason to think that this is a stationary mechanism,” says Kossin. “It’s entirely possible that changes in climate could affect the natural barrier and thus significantly increase coastal hazard and risk.”

 

Die Sonne im August 2017 und Hurricans zwischen Propaganda und Wissenschaft

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Das gigantische „Fusionskraftwerk“ im Massezentrum unseres Planetensystems war auch im August wieder ein „Underperformer“. Die festgestellte Sonnenfleckenzahl  (SSN für SunSpotNumber) betrug 33,1. Im letzten Monat war die Nordhemisphäre deutlich führend mit 4/5 der Gesamtaktivität. Die Fleckenzahl erreichte immerhin rund 73% des Mittelwertes dieses Zyklusmonats über alle systematisch beobachteten 23 vollendeten Zyklen seit 1755.

Abb.1: Die Aktivität des aktuellen Zyklus 24 (rot) im Vergleich zu einem mittleren Zyklus ( blau) und dem im absteigenden Ast der Aktivität recht ähnlichen Zyklus 5 ( schwarz).

 

An keinem Tage des August war die Sonne fleckenfrei, ab Mitte des Monats sahen wir ein deutliches Ansteigen der Aktivität. Der Ausblick auf den September ist damit viel versprechend, wir werden (wahrscheinlich) unseren stereotypen Eingangssatz („Die Sonne war auch Vormonat unterdurchschnittlich aktiv“ o.ä.) aufgeben können und wir hoffen, dass Sie das mit uns gebührend feiern werden.  Es gab nämlich am 6.9. eine größere Explosion auf der Sonne, ein X9.3 –Flare. Im Vorgriff auf unseren September-Bericht hier schon einmal ein Foto dieses Ereignisses:

Abb. 2: Der Flare am 6.9. wie ihn die Sonde SDO aufzeichnete. Quelle: NASA

 

Bleiben Sie also gespannt auf den nächsten Sonnenreport. Bis August 2017 stellte sich der Verglich der Zyklen untereinander so dar:

Abb.3: Die relative Stärke der Zyklen 1…24 bis zum aktuellen Monat 105 des SC24. Die Werte entstehen durch monatliche Aufsummierung der Differenzen zum mittleren Zyklus (blau in Abb.1).

 

Ob wir gegen Ende des Zyklus ( 80% seiner mittleren Lebensdauer von 11 Jahren sind inzwischen verstrichen) eine länger andauernde Aktivitätssteigerung sehen werden? Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels sieht es nicht so aus, die großen Flecken des Monatsbeginnes im September waren wohl eher nur ein Gastspiel. Aber genau wissen kann man es bei der Sonne nie.

 

Hurricans zwischen Propaganda und Wissenschaft

Die aktuellen verheerenden Hurricans  (so bezeichnet man ausschließlich die großen tropischen Wirbelstürme des nördlichen Atlantiks) Harvey und bis jetzt Irma der höchsten Kategorie 5 riefen erwartungsgemäß einige Klima-Aktivisten auf den Plan. Das mediale Interesse ist garantiert, schließlich bringen diese Unwetter Zerstörung und Menschenopfer mit sich. Einige Beispiele hierhier, hier  , hier .  Der Tenor in allen Stellungnahmen: Die Hurricans werden nicht unmittelbar durch den Klimawandel verursacht, ihre Mächtigkeit (und damit ihre Zerstörungskraft) nimmt jedoch zu durch die menschgemachte Erwärmung.  Die These:  Wärmere Ozeane im Entstehungsgebiet der Wirbelstürme lassen mehr Wasserdampf entstehen und der vergrößert die Energiemenge in den Hurricans. Klingt doch plausibel, oder? Ist die Wissenschaft unserer Atmosphäre in Wechselwirkung mit den Ozeanen so einfach wie man es uns glauben machen will? Wir begeben uns auf die Suche. Wir nehmen die stärksten Hurricans der Kategorie 4 und 5 (also die mit der sich „mit dem menschgemachten Klimawandel manifestierenden zunehmenden Zerstörungskraft“) auf:

Abb. 4: Die Anzahl der Hurricans der Kategorie 4 und 5 zwischen 1924 und 2016

 

In den 30er und 50er bis in die frühen 60er Jahre sahen wir ebenfalls recht viele sehr starke Hurricans in den kritischen Monaten des späten Sommers,  nach 2010 gingen sie trotz weiterer  Erwärmung  deutlich zurück. Es entstehen leise Zweifel an der Stichhaltigkeit der Argumentation. Viele neuere Aussagen zum Anwachsen der Mächtigkeit einzelner starker Hurricans  gehen auf diese Arbeit zurück. Darin untersuchen die Autoren den Zusammenhang dadurch, dass sie einen Index („ACCI“) für die anthropogene Erwärmung aus Modellen ermitteln. Sie lassen die Temperaturen einmal mit der Wirkung von Treibhausgasen errechnen und einmal ohne diese. Die Differenz soll  dann anthropogen sein und wird zum ACCI Index der Arbeit. Wie schlecht Modelle die reale Entwicklung räumlich aufgelöst( für die Untersuchung hier besonders wichtig)  abbilden, hatten wir Ihnen ja bereits gezeigt. Die Fragezeichen werden nicht weniger. Für ihre Betrachtung untersuchen die Autoren lediglich den Zeitraum ab 1975. Damit sind die Häufungen an starken Hurricans davor ohne menschliche Ursachen (vgl. Abb. 4) mit einem ACCI Index nahe null schon mal  außen vor. Sie bilden das Verhältnis der Cat 4,5 –Stürme zu der Gesamtanzahl der Hurricans pro Saison. Für die Aussagen zum nördlichen Atlantik kommt es dann allerdings dick:

Abb. 5: Die Abhängigkeit des Anteils an starken(Cat.4-5) Stürme von dem modellierten Temperaturanstieg (ACCI) in verschiedenen Ozeanen, grün ist das Hurrican- Gebiet im Atlantik, rot: Indischer Ozean;  blau: Pazifik. (Quelle: Fig. 5b aus Holland et.al (2014).

 

Selbst für die Daten 1975 bis 2011, die in der Arbeit ausgewertet werden, ergibt sich kein signifikanter Trend und nur 26% der Variation der Anzahl der stärksten Hurricans lässt sich auf die Variation des modellierten Temperaturverlaufs zurückführen. Das ist eigentlich kaum eine Aussage wert, würde man die vorliegenden Daten bis 2016 einbeziehen, wäre das schlechte Ergebnis noch verheerender, vgl. Abb.4. Schon in der Arbeit wird das Ergebnis so kommentiert:

„Das führt zu der verblüffenden Möglichkeit, dass für einzelne Regionen die Festigkeit des Zusammenhanges umgekehrt proportional zur Anzahl der beteiligten Stürme ist.“

Der globale Trend wird fast ausschließlich durch den festen Zusammenhang im Indischen Ozean (rot in Abb.5) mit nur wenigen ausgewerteten Stürmen hergestellt. Der Pazifik mit seinen zahlreichen starken tropischen Stürmen (dort Taifune genannt, blau in Abb.5) weist auch mit den ausgesuchten Daten überhaupt keinen Zusammenhang auf (R² = 0,03). Die Autoren versprachen weitere Untersuchungen dazu. Ein kritischerer Reviewer hätte die Arbeit zunächst zurückgewiesen und auf das Ergebnis dieser Untersuchungen gewartet.

Die Einbeziehung der frühen Daten ließe auch für den Atlantik alles an Korrelation in sich zusammenbrechen, denn die Arbeit sieht einen menschgemachten Anteil an den Temperaturanstiegen erst nach 1960. Hier wurden auch noch die einigermaßen passenden Zeiträume gesucht und gefunden. Dabei ist die dekadische Variabilität der Energie der Hurricans (vgl. Abb. 8 unten) weithin bekannt, in der Literatur wird ein Einfluss der AMO nachgewiesen. Eine Arbeit unter Führung von Kevin J.E. Walsh von der Universität Melbourne zeigt die Schwierigkeiten auf, so etwas in den Griff zu bekommen:

„However, the Atlantic basin is noted for having significant multidecadal variability in TC (Tropic Cyclons, d.A.) activity levels. The basin was characterized by a more active period from the mid-1870s to the late 1890s as well as the mid-1940s to the late 1960s. These periods may have had levels of activity similar to what has been observed since the mid-1990s.”

Aus den Trends 1975…2011 einen starken anthropogenen Einfluss auf die Wucht der aktuellen starken atlantischen Ereignisse hinein zu interpretieren, grenzt im Lichte dieser Erkenntnisse schon an Dreistigkeit. Offensichtlich ist der behauptete evidente Zusammenhang zwischen dem menschgemachten Klimawandel und der sich verstärkenden Hurricans nicht nachgewiesen. Was also beeinflusst die Energie der Hurricans wirklich? Wir werden fündig in einer neuen Arbeit . Die Autoren ( es sind ausgewiesene Sturm-Experten) um Mark A.Saunders aus Großbritannien und den USA untersuchten akribisch die Beobachtungen soweit die Daten zurück reichen bis 1878 und finden besonders eine Größe, die die Energie der Hurricans sehr gut beschreibt: es ist die Stärke des nördlichen Passatwindes.

Abb. 6: Die Korrelation (r, blau)und ihre Signifikanz (p<0,1 ist hoch signifikant, rot ) der Energie der Hurricans (ACE für Accumulated Cyclone Energy), -durchgehend blau- und ihrer Anzahl -gepunktet blau- mit dem Passatwind. Besonders in den frühen Jahren und nach etwa 1950 ist der Zusammenhang außerordentlich robust. Quelle: Fig. 3a aus Saunders et.al (2017).

 

Eine zweite (damit auch zusammenhängende) Größe verbessert die Korrelation noch weiter: die Differenz der Meerestemperaturen  zwischen dem MDR (für Main Developing Region, das Seegebiet 10°N…20°N und 85°W…20°W)  und den globalen tropischen Meerestemperaturen  für  10°S bis 10°N. Es ist schon länger bekannt, dass die Hurrican-Entwicklung in ElNino Phasen gedämpft wird im Gegensatz zu  LaNina –Ereignissen. Diese Erscheinung ist ebenfalls Ausdruck der natürlichen Variabilität. Beeinflusst die vom Menschen getriebene Erwärmung der Ozeane an ihrer Oberfläche eine dieser Größen? Jetzt nehmen auch wir einmal Modelle zu Hilfe und lassen sie berechnen, ob sich die Tropen und der MDR unterschiedlich erwärmen sollen:

Abb. 7: die Erwärmungstrends der Ozeane im Mittel ( also nur der menschgemachte antreibende Anteil) der Modelle CMIP5  von 1861…2100. Das Bild wurde mit dem Climate Explorer generiert.

 

Es gibt da keine stärkere Erwärmung des MDR, alles in den Tropen wird sehr gleichmäßig warm. Aber es gibt eine ausgeprägte dekadische Variabilität wie die Beobachtungen seit 1854 zeigen.

Abb.8: Die Differenz der Meerestemperaturen (SST für Sea Surface Temperatures) von MDR und Tropen nach den Beobachtungen ERSSTv5 mit einer 10-jährigen Glättung. Die schwarze Linie ist nicht die Abszisse sondern der lineare Trend! Man beachte das AMO-ähnliche Muster.

 

Und die Passatwinde? Sollen die zunehmen  mit dem Klimawandel? Eher nicht, es gibt Literatur die eher ihr Abnehmen mit ihm vermutet und damit auch einen Rückgang der Hurricans. Alles an Wissenschaft, was sich ernsthaft mit den Hurricans beschäftigt, weist  keine Verschlimmerung der Hurricans durch den menschgemachten Klimawandel nach. Aber was ist denn nun mit der Thermodynamik: wärmere Ozeane, mehr Verdunstung, mehr  Hurricanenergie, die wir so oft hören? Ein Aufsatz von  Friederike Otto  aus Oxford rückt es gerade: Es gibt sehr viele mögliche Interaktionen bei diesem hoch komplexen Wetterphänomen.

„Dynamical factors and thermodynamic aspects of climate change can interact in complex ways and there are many examples where the circulation is as important as the thermodynamics.”

Und die schönen Modelläufe, die eine nicht vom Klimawandel betroffene Computerwelt mit einer ebenfalls berechneten,  unsere Einflüsse jedoch enthaltenden, gegenüberstellen? Otto sagt:

„But in practice this requires climate models that are able to reliably simulate the weather systems in questions over and over again to assess the likelihood of its occurrence.”

Es gibt die für solche Ereignisse benötigten Modelle schlicht nicht. Ein Artikel der BBC stellt am Ende klar, wo der menschgemachte Anteil an „Harvay“ und anderen Hurricans liegt: Die Leute siedeln immer mehr in den gefährdeten Gebieten. Vielleicht bleibt doch ein anthropogener Part der Auswirkungen (Fluten) von Hurricans übrig: Mit zunehmender Erwärmung der Ozeane wächst der Meerespegel, das ist unbestritten. Er hat seit 1960 um ca. 10 cm zugelegt. Die Wellen, die ein Hurrican erzeugt,  sind bis zu 6 m hoch. Der Ansatz, den Aktivisten medial immer wieder ins Spiel bringen, ist völlig untauglich wie wir sahen. Er beschreibt die Welt schön simpel- zu simpel! Wünschen wir also den betroffenen Menschen in den Hurrican- Gebieten, dass diese Kurve…

Abb. 9: Die aktuelle Differenz der Temperaturen zwischen dem MDR und den globalen tropischen Ozeanen, Quelle: „Tropical Tidbits“

 

…möglichst bald wieder zurück nahe null geht. Sie dokumentiert das Auseinanderdriften der Temperaturen im MDR und den tropischen Ozeanen in den letzten Monaten. Dort und in der Passatwindstärke liegen die wahren Gründe für die schlimmen Hurricans.  Alles andere ist Propaganda im Sinne einer angeblich „guten Sache“.

 

Bundesumweltministerium blamiert sich: Nordsee erwärmt sich NICHT schneller als die Ozeane

Die Tagesschau berichtete am 9. September 2017 über eine vermeintlich bedrohliche und anomale klimatische Entwicklung in der Nordsee:

Umweltministerium: Nordsee erwärmt sich schneller als Ozeane
Die Nordsee hat sich in den vergangenen 45 Jahren doppelt so schnell erwärmt wie die Ozeane. Die Durchschnittstemperatur der deutschen Nordsee stieg um 1,67 Grad, während es bei den Ozeanen 0,74 Grad waren. Das geht aus der Antwort des Bundesumweltministeriums auf eine Kleine Anfrage der Grünen hervor, die der “Neuen Osnabrücker Zeitung” vorliegen. Die Regierung beruft sich auf Zahlen des Weltklimarates IPCC und des Alfred-Wegener-Instituts bis zum Jahr 2010. [...] Die Grünen fordern Gegenmaßnahmen: “Die Klimakatastrophe schreitet voran, auch wenn US-Präsident Donald Trump sie leugnet oder Bundeskanzlerin Angela Merkel und SPD-Spitzenkandidat Martin Schulz sie aussitzen”, sagte die Grünen-Bundestagsabgeordnete Julia Verlinden der “Neuen Osnabrücker Zeitung”. [...]

Ganze Meldung auf Tagesschau.de lesen.

Ein wenig ungewöhnlich erscheint die Berichterstattung in Deutschlands wichtigster Nachrichtensendung über die Kleine Anfrage der Grünen schon. War die Meldung vielleicht als kleine Wahlkampfhilfe für die Grünen gedacht? Die Aussage der Meldung ist interessant. Wir nehmen sie zum Anlass, die Fakten zu überprüfen und Hintergründe zu diskutieren.

1) Erwärmung der Weltozeane während der letzten 45 Jahre

Auf welche Daten bezieht sich diese Aussage? Satellitendaten können es nicht sein, denn die sind nur für die letzten 38 Jahre verfügbar. Der Startpunkt der letzten 45 Jahre liegt im Jahr 1972. Der HadSST3-Datensatz erfasst die Entwicklung der globalen Meeresoberflächentemperaturen. Plotten kann man ihn online auf Woodfortrees (Abb. 1). Die Erwärmungsangabe im Tagesschau-Bericht von 0,74°C scheint in Ordnung zu sein.

Abb. 1: Entwicklung der Oberflächentemperatur der Ozeane in den letzten 45 Jahren.

 

2) Erwärmung der Nordsee während der letzten 45 Jahre

Im nächsten Schritt prüfen wir die Erwärmung der Nordsee im selben Zeitraum. Im letzten Jahr (2016) erschien ein von Markus Quante und Franciscus Colijn herausgegebener Klimareport zur Nordsee. Das pdf können Sie kostenfrei beim Springerverlag herunterladen. Auf Seite 88 finden wir in Fig. 3.3 den Meeresoberflächen-Temperaturverlauf der Nordsee für die vergangenen 140 Jahre:

Abb. 2: Temperaturverlauf der Meeresoberflächen in der Nordsee für die vergangenen 140 Jahre. Quelle: Huthnance et al. 2016 in Quante & Colijn 2016.

 

Gut zu erkennen: Zu Beginn der 1970er Jahre herrschte ein Temperaturplateau bei ca. 0,3°C in der Abbildung vor. Anfang der 1980er Jahre sackten die Temperaturen dann kräftig ab. Danach ein steiler Wiederanstieg, der um 2010 kulminierte. Im Anschluss sackten die Temperaturen wieder ab und liegen heute bei 0,4°C in der Abbildung. Wenn man die Punkt-zu-Punkt-Entwicklung von 1972 bis heute anschaut, so ergibt sich lediglich eine Erwärmung von 0,1°C, und nicht die von der Tagesschau behaupteten 1,67°C. Wie kommt die Tagesschau auf diesen hohen Wert? Zunächst einmal endet die Betrachtung im Jahr 2010, auf dem Höhepunkt der Entwicklung. Offenbar hat man ganz bewusst die Abkühlung in den Folgejahren ausgeklammert, lässt die Bürger über diesen Teil der Entwicklung im Dunklen. Das grenzt schon fast an Betrug. Desweiteren begann man die Betrachtung offenbar Anfang der 1980er Jahre – auf dem absoluten Tiefpunkt der letzten Jahre – was schlecht zum 45-Jahresintervall passt. Nur wenn man die in der Nordsee außerordentlich kalten 1980er Jahre einbezieht, kann man auf mehr als anderthalb Grad Erwärmung kommen.

Hätte man die warmen Jahre 1930-1980 berücksichtigt, so würde die Gesamterwärmung bis heute ebenfalls geringer ausfallen als angegeben. Sie können es aus Abbildung 2 selber grob abschätzen: Beginn der Zeitreihe um 1870 auf dem Niveau von ca. -0,1°C (rote Linie). Ende der Zeitreihe heute bei gemittelten 0,7°C. Das macht eine Gesamterwärmung in den letzten knapp 150 Jahren in der Nordsee von 0,8°C, was ironischerweise etwa der Erwärmung der globalen Ozeane in den letzten 45 Jahren entspricht. Die Nordsee erwärmt sich NICHT schneller als der Rest der globalen Ozeane. Hier werden die Ozeanzyklen und ihr modulierendes Wirken verschwiegen. Das wiegt umso schwerer, da der zitierte Nordseereport die Nordatlantische Oszillation und andere Ozeanzyklen als wichtigen Steuerungsfaktor herausarbeiten. Fazit: Das Bundesumweltministerium und die darüber berichtende Tagesschau tricksen hier, dass sich die Balken biegen. Zeitintervalle werden in fragwürdiger Weise gewählt, um die Erwärmung bewusst zu dramatisieren.

 

3) Wie ordnet sich die Erwärmung der Nordsee in den langfristigen Klimakontext ein?

Die Erwärmung der Nordsee in den letzten 150 Jahren verwundert nicht, denn es stellt den Übergang der Kleinen Eiszeit zur Modernen Wärmeperiode dar. Um Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen, hätte eine Betrachtung der Mittelalterlichen Wärmeperiode (MWP) stattfinden müssen, die im nordatlantischen Raum gut beschrieben ist und ein ähnlich hohes Temperaturniveau zeigte wie das heutige Klima in der Region. Unser MWP-Kartierprojekt hat die entsprechenden Studien aufgearbeitet. Im Rahmen der Diskussion zum Tagesschau-Beitrag hat ein der Redaktion nahestehender Leser einen wichtigen Hinweis auf die MWP anbringen wollen. Die Aussparung dieses “Elefanten im Raum” wäre ein wichtiger Gedankenanstoß zur Debatte zum Beitrag gewesen. Sie werden es nicht glauben, der Kommentar wurde von der Tagesschau-Moderation nicht freigegeben:

Abb. 3: Screenshot des Kommentars zum Tagesschau-Beitrag, der von der Moderation aus unerfindlichen Gründen nicht freigegeben wurde.

 

Befindet sich etwas Anstößiges im Kommentar? Der Link kann es nicht sein, der führt nämlich zu einer angesehenen Fachzeitschrift. Laut Tagesschau-Kommentarregeln sind Links nicht von vorneherein verboten. Daher scheint es andere Gründe zu geben, weshalb die Moderation diesen Punkt nicht auf der Tagesschauseite sehen wollte. Vermutlich ging es einfach darum, den klimaalarmistischen Schwung der Meldung nicht durch unbequeme Fakten zu gefährden. Das läuft landläufig unter Zensur, die es in diesem Fall wert wäre, näher untersucht zu werden. Wer blockiert hier genau und aus welchen Gründen?

 

Ein unerwartetes Ergebnis: Sonnenaktivität steuert Überflutungen in den Alpen

Klimaextreme können nur in ihrem langfristigen Kontext korrekt bewertet werden. Heute stellen wir Ihnen Arbeiten aus den Alpen zur Überschwemmungsgeschichte vor.  Wir beginnen mit einer Studie von Wilhelm et al. 2016 in Climate of the Past aus den französischen Alpen. Die Forscher untersuchten die Flutgeschichte der letzten 1000 Jahre und fanden eine Häufung der Flutereignisse während der kalten Kleinen Eiszeit. Flutereignisse von hoher Intensität wurden sowohl in der Kleinen Eiszeit als auch in der Mittelalterlichen Wärmeperiode gefunden. Interessanterweise konnte für das 20. Jahrhundert trotz Erwärmung kein Trend in Häufigkeit und Intensität der Fluten ausgemacht werden. Hier der Abstract:

Frequency and intensity of palaeofloods at the interface of Atlantic and Mediterranean climate domains
Mediterranean climatic influences was explored by studying a lake sequence (Lake Foréant) of the Western European Alps. High-resolution sedimentological and geochemical analysis revealed 171 event layers, 168 of which result from past flood events over the last millennium. The layer thickness was used as a proxy of intensity of past floods. Because the Foréant palaeoflood record is in agreement with the documented variability of historical floods resulting from local and mesoscale, summer-to-autumn convective events, it is assumed to highlight changes in flood frequency and intensity related to such events typical of both Atlantic (local events) and Mediterranean (mesoscale events) climatic influences. Comparing the Foréant record with other Atlantic-influenced and Mediterranean-influenced regional flood records highlights a common feature in all flood patterns that is a higher flood frequency during the cold period of the Little Ice Age (LIA, AD 1300–1900). In contrast, high-intensity flood events are apparent during both the cold LIA and the warm Medieval Climate Anomaly (MCA, AD 950–1250). However, there is a tendency towards higher frequencies of high-intensity flood events during the warm MCA. The MCA extremes could mean that under the global warming scenario, we might see an increase in intensity (not in frequency). However, the flood frequency and intensity in the course of the 20th century warming trend did not change significantly. Uncertainties in future evolution of flood intensity lie in the interpretation of the lack of 20th century extremes (transition or stable?) and the different climate forcing factors between the two periods (greenhouse gases vs. solar and/or volcanic eruptions).

Weiter mit dem Mondsee in Österreich. Tina Swierczynski und Kollegen berichteten 2013 in Climate of the Past über eine Untersuchung der Flutfrequenz in der Jungsteinzeit. Sie fanden dabei starke Schwankungen. Besonder häufig waren die Überschwemmungen in einer Phase die vor knapp 6000 Jahren begann und um 4500 Jahren endete. Hier der Abstract:

Late Neolithic Mondsee Culture in Austria: living on lakes and living with flood risk?
Neolithic and Bronze Age lake dwellings in the European Alps became recently protected under the UNESCO World Heritage. However, only little is known about the cultural history of the related pre-historic communities, their adaptation strategies to environmental changes and particularly about the almost synchronous decline of many of these settlements around the transition from the Late Neolithic to the Early Bronze Age. For example, there is an ongoing debate whether the abandonment of Late Neolithic lake dwellings at Lake Mondsee (Upper Austria) was caused by unfavourable climate conditions or a single catastrophic event. Within the varved sediments of Lake Mondsee, we investigated the occurrence of intercalated detrital layers from major floods and debris flows to unravel extreme surface runoff recurrence during the Neolithic settlement period. A combination of detailed sediment microfacies analysis and μXRF element scanning allows distinguishing debris flow and flood deposits. A total of 60 flood and 12 debris flow event layers was detected between 7000 and 4000 varve years (vyr) BP. Compared to the centennial- to millennial-scale average, a period of increased runoff event frequency can be identified between 5900 and 4450 vyr BP. Enhanced flood frequency is accompanied by predominantly siliciclastic sediment supply between ca. 5500 and 5000 vyr BP and enhanced dolomitic sediment supply between 4900 and 4500 vyr BP. A change in the location and the construction technique of the Neolithic lake dwellings at Lake Mondsee can be observed during the period of higher flood frequency. While lake dwellings of the first settlement period (ca. 5800–5250 cal. yr BP) were constructed directly on the wetlands, later constructions (ca. 5400–4700 cal. yr BP) were built on piles upon the water, possibly indicating an adaptation to either increased flood risk or a general increase of the lake level. However, our results also indicate that other than climatic factors (e.g. socio-economic changes) must have influenced the decline of the Mondsee Culture because flood activity generally decreased since 4450 vyr BP, but no new lake dwellings have been established thereafter.

Die nächste Studie wurde am schweizerischen Oeschinensee von Benjamin Amann und Kollegen durchgeführt und reicht 1200 Jahre zurück. Erschienen ist die Arbeit im Mai 2015 in den Quaternary Science Reviews. Die Autoren fanden starek natürliche Schwankungen im Hochwasser. Einen stabilen Zusammenhang zwischen Temperatur und Niederschlägen konnten sie nicht finden. Das hat auch damit zu tun, weil sich die Zusammenhänge im Verlauf eines 60-jährigen Ozeanzyklus umkehrten. Allgemein ereigneten sich die stärksten Flutereignisse während Kältephasen. Aussagen über die zukünftige Überflutungsentwicklung lassen sich angesichts der Komplexität der Zusammenhänge nicht machen, erklären die Autoren. Hier die Kurzfassung:

A millennial-long record of warm season precipitation and flood frequency for the North-western Alps inferred from varved lake sediments: implications for the future
The recent warming of the global climate is well recognized. However, does a warmer climate also mean a moister climate? Does dry get drier and wet get wetter? There are important questions as they relate to changes in the water cycle and impacts the water resources as well as the frequency and intensity of storms and floods in the near future. In Europe, regional climate models do not show consistent and robust results for future hydroclimatic changes and how extreme events will evolve in response to future climate change.

Paleo-hydroclimatic data from natural archives are one of the few means to assess such changes in the longer context. Here, we present an annually-resolved record of warm season (MJJA) precipitation and summer flood frequency from the varved (annually laminated) sediments of proglacial Lake Oeschinen (46°30′N–7°44′E, 1580 m, NW Swiss Alps) back to AD 884. These data sets are inferred from the thickness of annual sediment deposits and the occurrence of flood event layers in the sediments. The chronology of the sediment record is based on multiple varve counts and validated with historical floods chronicled in written documents (back to the 14th century) and 14C AMS dates.

The precipitation record shows pronounced interannual to centennial variability with humid warm season phases between AD 920–950, AD 1100–1180, AD 1300–1400, AD 1590–1650, AD 1700–1790, AD 1820–1880, and AD 1960–2008. Driest conditions are reconstructed for AD 960–1080, AD 1250–1300 and for AD 1880–1900. Our precipitation record is consistent with the few multi-centennial warm-season precipitation records available for Europe.

We did not find a persistent relationship between warm-season precipitation and temperature. In contrast, results show that the relation between precipitation and temperature has oscillated between positive correlations (warmer gets wetter, cooler gets drier) and negative correlations (warmer gets drier, cooler gets wetter) with a highly significant (χ2 = 99%) multidecadal (60–70 yrs) periodicity over the last millennium. Possible explanations for this phenomenon are changes in the weather type statistics or the within-weather-type variability, which influence the combinations between precipitation and temperature over continental central Europe and operate at multidecadal scales. Such multidecadal effects might also be important for precipitation scenarios in the Alpine area under future warming.

Our record of flood frequency suggests more frequent floods under cool and humid climate during the warm seasons. This picture is consistent with other studies from small and medium size catchments at mid- and high elevations in the Alpine area. However, the 13th century reveals a period with high flood frequency during warm and moderately dry (average precipitation) conditions. This anomalous situation is currently not understood; nonetheless, this is also one out of several possible scenarios for the future. From the different combinations found in our record, we conclude that the relation between floods, precipitation and temperature and, in consequence, future projections remain poorly constrained.

Highlights:

–The precipitation reconstruction is representative for most of Western Europe.
–The relation PP–TT follows a multidecadal periodicity over the last millennium.
–Intense rainfall events were generally more frequent during wet and cool summers.

Eine ganze Reihe von Seen in den Zentralalpen haben Anselmetti et al. 2014 untersucht und dabei die Flutgeschichte der letzten 10.000 Jahre rekonstruiert. Die Studie erschien im Fachblatt Georeview. Dabei fanden die Autoren auch einen Zusammenhang mit den Aktivitätsschwankungen der Sonne, was sie dankenswerterweise gleich in den Totel schrieben:

Holocene flood frequency as reconstructed by lake sediments from multiple archives: A record influenced by solar forcing and atmospheric circulation patterns
The frequency of large-scale heavy precipitation events in mountain ranges is expected to undergo substantial changes with current climate change. Hence, knowledge about the past natural variability of floods caused by heavy precipitation constitutes important input for climate projections and natural hazard analyses. We present a comprehensive Holocene (10,000 years) reconstruction of the flood frequency in the Central European Alps combining 15 lacustrine sediment records. These records provide an extensive catalog of flood deposits, which were generated by flood-induced underflows delivering terrestrial material to the lake floors. The multi-archive approach allows suppressing local weather patterns, such as thunderstorms, from the obtained climate signal.

Auch Pena et al. 2015 fanden eine starke Sonnensignatur in der schweizerischen Flutgeschichte, die sie Hydrology and Earth System Sciences dokumentierten:

Influence of solar forcing, climate variability and modes of low-frequency atmospheric variability on summer floods in Switzerland
The higher frequency of severe flood events in Switzerland in recent decades has given fresh impetus to the study of flood patterns and their possible forcing mechanisms, particularly in mountain environments. This paper presents a new index of summer flood damage that considers severe and catastrophic summer floods in Switzerland between 1800 and 2009, and explores the influence of external forcings on flood frequencies. In addition, links between floods and low-frequency atmospheric variability patterns are examined. The flood damage index provides evidence that the 1817-1851, 1881-1927, 1977-1990 and 2005-present flood clusters occur mostly in phase with palaeoclimate proxies. The cross-spectral analysis documents that the periodicities detected in the coherency and phase spectra of 11 (Schwabe cycle) and 104 years (Gleissberg cycle) are related to a high frequency of flooding and solar activity minima, whereas the 22-year cyclicity detected (Hale cycle) is associated with solar activity maxima and a decrease in flood frequency. The analysis of low-frequency atmospheric variability modes shows that Switzerland lies close to the border of the principal summer mode. The Swiss river catchments situated on the centre and southern flank of the Alps are affected by atmospherically unstable areas defined by the positive phase of the pattern, while those basins located in the northern slope of the Alps are predominantly associated with the negative phase of the pattern. Furthermore, a change in the low-frequency atmospheric variability pattern related to the major floods occurred over the period from 1800 to 2009; the summer principal mode persists in the negative phase during the last cool pulses of the Little Ice Age (1817-1851 and 1881-927 flood clusters), whereas the positive phases of the mode prevail during the warmer climate of the last 4 decades (flood clusters from 1977 to present).

 

Überschwemmungen im bayerischen Alpenvorland häuften sich während solarer Schwächephasen

Immer wieder treten die Flüsse über die Ufer und das Land wird überschwemmt. Die Natur kann manchmal richtig grausam sein. Das menschliche Gedächtnis ist bekanntlich löcherig. Schlimme Ereignisse aus der Vergangenheit werden getilgt, während Aktuelles übergroß erscheint. So ist es auch bei den Überschwemmungen. Die jüngsten erscheinen immer die schlimmsten zu sein. Zu gerne würde man in einer ganz besonderen Zeit der Superlative leben. Das ist verständlich, denn man hat ja nur ein Leben, und das soll möglichst spektakulär sein.

Zum Glück gibt es abseits des medialen Alarmismus auch noch seriöse und faktenbasierte Studien, die eine guten klimahistorische Grundlage für die Diskussion schaffen. Im Aptil 2016 veröffentlichte eine Forschergruppe um Markus Czymzik im Fachblatt Climate of the Past eine Rekonstruktion der Überflutungsgeschichte des Flusses Ammer im bayerischen Alpenvorland für die vergangenen fünfeinhalbtausend Jahre. Das Ergebnis lässt aufhorchen: Immer wenn die Sonne in ihrer Strahlung nachließ, nahmen die Überschwemmungen zu. Dabei beobachteten die Wissenschaftler einen zeitlichen Verzug von zwei bis drei Jahren. Czymzik und Kollegen sehen die Ursache in der Zunahme blockierter Wetterlagen. Hier die Kurzfassung der Arbeit:

Solar modulation of flood frequency in central Europe during spring and summer on interannual to multi-centennial timescales
Solar influences on climate variability are one of the most controversially discussed topics in climate research. We analyze solar forcing of flood frequency in central Europe during spring and summer on interannual to multi-centennial timescales, integrating daily discharge data of the River Ammer (southern Germany) back to AD 1926 (∼  solar cycles 16–23) and the 5500-year flood layer record from varved sediments of the downstream Ammersee. Flood frequency in the River Ammer discharge record is significantly correlated to changes in solar activity when the flood record lags the solar signal by 2–3 years (2-year lag: r = −0.375, p = 0.01; 3-year lag: r = −0.371, p = 0.03). Flood layer frequency in the Ammersee sediment record depicts distinct multi-decadal variations and significant correlations to a total solar irradiance reconstruction (r = −0.4, p <  0.0001) and 14C production rates (r = 0.37, p <  0.0001), reflecting changes in solar activity. On all timescales, flood frequency is higher when solar activity is reduced. In addition, the configuration of atmospheric circulation associated with periods of increased River Ammer flood frequency broadly resembles that during intervals of reduced solar activity, as expected to be induced by the so-called solar top-down mechanism by model studies. Both atmospheric patterns are characterized by an increase in meridional airflow associated with enhanced atmospheric blocking over central Europe. Therefore, the significant correlations as well as similar atmospheric circulation patterns might provide empirical support for a solar influence on hydroclimate extremes in central Europe during spring and summer by the so-called solar top-down mechanism.

Spannende Ergebnisse, und hochrelevant hinsichtlich der aktuellen Klimadiskussion und den wiederkehrenden Fluten obendrein. Aber Sie ahnen es schon: Keine einzige Zeitung, kein Sender berichtete über die Studie. Können Sie es sich erklären?

Historische Hochwasserforschung betrieben bereits Rüdiger Glaser und Kollegen. Im auf der Webseite des Deutschen Wetterdienstes verfügbaren Klimastatusbericht von 2003 (pdf) stellen die Autoren die Temperatur- und Hochwasserentwicklung der letzten 1000 Jahre in Deutschland dar. Damit waren sie ihrer Zeit voraus, denn später erkannte man, dass es politisch geeigneter ist, mit der Analyse der Trends erst in der Kleinen Eiszeit um 1800 zu beginnen. Denn dann muss man sich nicht mit der unbequemen Mittelalterlichen Wärmeperiode herumschlagen. Glaser und Kollegen kommen zu einem nüchternen Schluss: Extremwetter hat es stets in Deutschland gegeben, wobei es in der Vergangenheit bereits Phasen gab, in denen das Extremwetter intensiver war als heute. Ähnliches gilt für die Temperaturentwicklung. Hierein Auszug aus der lesenswerten und methodisch immer noch hochaktuellen Studie:

Schlussfolgerungen und Perspektiven:

Das Klima, sein Wandel und insbesondere klimabedingte Katastrophen zogen zu allen Zeiten ein großes öffentliches Interesse auf sich – wenn auch die Wahrnehmungs- und Interpretationsmuster im Laufe der Zeit einem beträchtlichen Wandel unterzogen waren. Die Analyse historischer Aufzeichnungen ermöglicht Rekonstruktionen von Hochwasserereignissen und klimatischen Parametern ab etwa dem Jahr 1000 n.Chr. Betrachtet man die Ergebnisse, so wird zunächst offensichtlich, dass es zu allen Zeiten klimatische Extremereignisse gab. Immer wieder wurde die Bevölkerung von Hitzewellen und Dürren, Frostperioden und Starkniederschlägen überrascht. In manchen Regionen übertrafen einzelne Hochwasserereignisse die „Jahrhunderthochwässer“ des vergangenen Jahrzehnts deutlich.

Ein Blick auf die langen Reihen offenbart die hohe Variabilität des mitteleuropäischen Klima- und Hochwassergeschehens. Während einzelne Temperatur- und Niederschlagstrends des vergangenen Jahrhunderts auch im historischen Vergleich bemerkenswert erscheinen, waren andererseits unsere Vorfahren in den in dieser Studie diskutierten Flußgebieten offenbar zeitweise einem höheren Hochwasserrisiko ausgesetzt.

Unter diesem Eindruck erscheint so manches Bild von „niedagewesenen Klimakapriolen“ oder den „hausgemachten Hochwässern“ in einem anderen Licht. Weitergehende Untersuchungen sollen die Bedeutung der verschiedenen Einflußfaktoren erhellen und so eine wichtige Grundlage für gesellschaftliche Bewertungen und die Ableitung möglicher Handlungsszenarien liefern.

Ganze DWD-Studie hier lesen.

 

Kann der Ozean aufatmen?

Pressemitteilung des Geomar vom 4. September 2017:

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Kann der Ozean aufatmen?

Forscherteam misst ungewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See

Stürmisch, rau und sehr kalt: Diese Eigenschaften der Labrador-See mögen zunächst ungemütlich wirken, sind für die Sauerstoffverteilung im Ozean aber von besonderer Bedeutung. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel hat dort an einer Langzeitmessstation kürzlich eine außergewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme bis in Wassertiefen von mehr als 1700 Metern gemessen. Das Ereignis kann auf den besonders kalten Winter 2014/2015 zurückgeführt werden. Trotz der starken Aufnahme kann das Ereignis den Sauerstoffverlust der Weltmeere nicht kompensieren. Die Ergebnisse der Studie sind jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht worden.

Die Labrador-See im nördlichen Atlantik ist eines der wenigen Meeresgebiete weltweit, in dem kaltes, salzhaltiges Meerwasser in große Tiefen absinkt und so Tiefenwasser bildet. Beim Absinken des Wassers wird auch Sauerstoff in die Tiefsee transportiert. Ein Forscherteam der Scripps Institution of Oceanography (La Jolla, Kalifornien, USA), der Dalhousie Universität (Halifax, Kanada) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel veröffentlichen jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Geophysical Research Letters die Analyse von Daten der Messstation K1, die zeigen, dass im Winter 2014/2015 ungewöhnlich viel Sauerstoff in dem Gebiet aufgenommen wurde. Die eigentliche Sauerstoffaufnahme an der Meeresoberfläche lässt sich nur sehr schwer direkt ermitteln, aber aus dem im Wasser gemessenen Sauerstoffgehalt konnte das Forscherteam die Sauerstoffaufnahme ableiten. Eine Frage, die die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen dabei beschäftigte: Kann die starke Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See den globalen Sauerstoffverlust des Ozeans aufhalten?

Das Oberflächenwasser der Meere befindet sich in ständigem Gasaustausch mit der Atmosphäre. Dabei reichert sich das Wasser auch mit Sauerstoff an. „Im Ozean sind es insbesondere die Temperatur und der Blaseneintrag durch den Wind, die die Sauerstoffaufnahme beeinflussen“, sagt Dr. Johannes Karstensen, Ozeanograph am GEOMAR und Koautor der Studie. Kühlt das Oberflächenwasser ab, verändert es seine Dichte und wird schwerer. Es sinkt in die Tiefe und nimmt den dabei gelösten Sauerstoff mit. Gleichzeitig steigt Wasser aus tieferen Schichten auf und wird wiederum mit Sauerstoff angereichert. „Auch wenn es manchmal so veranschaulicht wird, man kann sich den Absinkprozess nicht wie einen Wasserfall vorstellen “ sagt Dr. Johannes Karstensen (GEOMAR) „es ist eher ein Umschichten, also Wasser sinkt ab und das darunterliegende leichtere Wasser steigt auf, wird abgekühlt, sinkt wieder ab und so weiter“.

Wie die Daten der Langzeitmessstation K1 zeigen, wurde im besonders kalten und stürmischen Winter 2014/2015 in der Labrador-See ungewöhnlich viel Sauerstoff aufgenommen. Zum einen lag das daran, dass der Umwälzprozess bis in Tiefen von über 1700 Metern reichte. Zum anderen konnten die Wissenschaftler anhand der Messdaten zeigen, dass der beobachtete Sauerstoffanstieg nur unter Berücksichtigung des Blaseneintrags an der Oberfläche erklärbar ist. Dieses Ergebnis ist für die richtige Modellierung der Sauerstoffaufnahme in Tiefenkonvektionsgebieten besonders wichtig und dient auch der Verbesserung von Klimavorhersagen.

Erst kürzlich haben Forschende des GEOMAR eine Studie zur zeitlichen Entwicklung der Sauerstoffkonzentration im Weltozean veröffentlicht. Sie zeigt, dass der Sauerstoffgehalt der Weltmeere in den vergangenen 50 Jahren um mehr als zwei Prozent abgenommen hat. Eine naheliegende Frage ist: Kann die erhöhte Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See den beobachteten Sauerstoffverlust der Weltmeere ausgleichen? „Selbst wenn wir annehmen, dass das in 2014/2015 neu gebildete Wasser ohne Verluste aus der Region abtransportiert wird, kann damit nur etwa ein Hundertstel des bisherigen weltweiten Sauerstoffverlustes ausgeglichen werden“, sagt Dr. Johannes Karstensen. „Insbesondere die durch die globale Erwärmung bedingte Abnahme des Sauerstoffgehalts im Oberflächenwasser lässt sich so nicht ausgleichen.“ Die Daten aus der Labrador-See tragen zudem zu einem besseren Verständnis der Umwälzprozesse bei. „Damit lässt sich die zukünftige Entwicklung des Sauerstoffs in den Meeren besser vorhersagen“, betont der Kieler Ozeanograph.

Originalarbeit: Koelling, J., D.W.R Wallace, U. Send, and J. Karstensen, 2017: Intense oceanic uptake of oxygen during 2014-15 winter convection in the Labrador Sea. Geophys. Res. Lett.

http://dx.doi.org/10.1002/2017GL073933

Hinweis: Die Studie wurde auf kanadischer Seite vom Canada Excellence Research Chair in Ocean Science and Technology sowie vom NSERC-geförderten Projekt  VITALS unterstützt. Die Verankerung K1 ist Teil des  OceanSITES-Netzwerkes. Die  Analyse wurde gefördert vom BMBF-Projekt RACE II, vom Projekt AtlantOS im Rahmen des EU-Horizon-2020-Programms und vom Projekt NACLIM im Rahmen des 7. Rahmenprogramms der EU

 

In Zukunft wohl weniger Überschwemmungen in Skandinavien

Die Klimadiskussion dreht sich im Kreise, ja beginnt in einigen Themenfelder bereits sogar zu langweilen. Die Abläufe scheinen sich entlang einem schlechten Filmskript entlangzuhangeln: Pünktlich nach Eintreten eines Extremwetterereignisses ruft der zuständige Redakteur den Aktivisten L oder R an. Jener verkündet dann mit tränenerstickter Stimme, dass der Klimawandel vermutlich schon seine Finger mit im Spiel hatte, es fällt der Begriff “gezinkter Würfel”. Eines stehe fest: In Zukunft wird alles noch viel schlimmer. Dazu noch das Bild eines vom Hurrikan verwüsteten Hauses, eines auf einer Eisscholle sitzenden traurigen Eisbären – fertig ist der neue warnende Artikel zum Klimawandel. Der Leser zeigt sich angesichts der vermeintlich drückenden Faktenlage überzeugt.

Dabei liegen zwei gewaltige Auslassungen vor: Extremwetter hat es in der Vergangenheit stets gegeben. Erstens: Weshalb werden uns keine konkreten Informationen über Häufigkeitstrends gegeben? Wie hat sich die Häufigkeit von Stürmen, Überschwemmungen in den letzten 150, 1000 oder 10.000 Jahren verändert? Ohne diese Information kann man das jeweilige Extremwetterereinis doch gar nicht in den Klimawandel einordnen. Zweitens: Für die gruseligen Zukunftsprognosen werden Klimamodelle herangezogen. Diese sind jedoch nur glaubwürdig, wenn sie auch die Klimageschichte, also die Extremwetterentwicklung der letzten 150, 1000 und 10.000 Jahre sauber reproduzieren können. Weshalb erwähnen die Journalisten nicht, dass die historische Klimakalibrierung in den allermeisten Fällen fehlt bzw. sogar fehlgegangen ist?

Das konsequente Verschweigen dieser wichtigen Kontextinformationen wirft kein gutes Licht auf Redakteure und Klimaaktivisten. Gebraucht wird eine Art “Klimaführerschein” für Journalisten, ein Mindeststandard, der bei der Berichterstattung in diesem politisch sensiblen Feld erfüllt sein muss, bevor ein Zeitungsartikel oder Fernsehbeitrag freigegeben werden kann. Das momentan grassierende Verfahren der spontanen Verquickung jeglichen Extremwetters mit dem anthropogenen Klimawandel ist naiv, ja sogar gefährlich. Wie kann man Redakteuren und Aktivisten L oder R in Zukunft überhaupt noch trauen, wenn sie historische Trends und Modellleistungsfähigkeit mutwillig verschweigen, vielleicht weil sie von der Bevölkerung “falsch aufgenommen” werden könnten?

Hier ein Beispiel für Überflutungen in Skandinavien. Eivind Støren und ØyvindPaasche berichteten im Februar 2014 in Global and Planetary Change, dass in 50-100 Jahren dort mit einer Abnahme der Überschwemmungen zu rechnen sei:

Scandinavian floods: From past observations to future trends
Although most climate models agree on a general increase in future precipitation in the Northern Hemisphere due to higher temperatures, no consensus has yet been reached on how this warming will perturb flooding rates. Here we examine the potential co-variability between winter precipitation (Pw) and floods on millennial time scales. This is accomplished by analyzing reconstructed Pw from five records in Scandinavia, which is, compared to data from two high-resolution flood records from southern Norway. These Holocene records reveal a positive correlation (R2 = 0.41, p > 0.01) between the number of floods and Pw on centennial time scales over the last 6000 years. Future projections for Pw over central Scandinavia for the next 100 years suggest a continued increase in Pw that approximates maximum Holocene precipitation values. Despite an anticipated increase in Pw, the paleodata, nevertheless, suggest that we are likely to witness a decrease in future floods 50–100 years from now because the accompanying warming will cancel that net effect of a wetter regime.

In einer anderen Studie untersuchten Kristina Seftigen und Kollegen Baumringe in Skandinavien und Finnland für die vergangenen 1000 Jahre. Sie fanden eine Phase mit starken Überschwemmungen im 17. Jahrhundert. Dabei konnten sie auch zeigen, dass sich das 20. Jahrhundert in keiner Weise vom Überflutungsgeschehen des letzten Millenniums unterscheidet. Die Arbeit erschien im Juni 2015 in Climate Dynamics. Vielmehr spielte der NAO-Ozeanzyklus eine wichtige Rolle:

A tree-ring field reconstruction of Fennoscandian summer hydroclimate variability for the last millennium
Hydroclimatological extremes, such as droughts and floods, are expected to increase in frequency and intensity with global climate change. An improved knowledge of its natural variability and the underlying physical mechanisms for changes in the hydrological cycle will help understand the response of extreme hydroclimatic events to climate warming. This study presents the first gridded hydroclimatic reconstruction (0.5° × 0.5° grid resolution), as expressed by the warm season Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI), for most of Fennoscandia. A point-by-point regression approach is used to develop the reconstruction from a network of moisture sensitive tree-ring chronologies spanning over the past millennium. The reconstruction gives a unique opportunity to examine the frequency, severity, persistence, and spatial characteristics of Fennoscandian hydroclimatic variability in the context of the last 1,000 years. The full SPEI reconstruction highlights the seventeenth century as a period of frequent severe and widespread hydroclimatic anomalies. Although some severe extremes have occurred locally throughout the domain over the fifteenth and sixteenth centuries, the period is surprisingly free from any spatially extensive anomalies. The twentieth century is not anomalous in terms of the number of severe and spatially extensive hydro climatic extremes in the context of the last millennium. Principle component analysis reveals that there are two dominant modes of spatial moisture variability across Fennoscandia. The same patterns are evident in the observational record and in the reconstructed dataset over the instrumental era and two paleoperiods. The 500 mb pressure patterns associated with the two modes suggests the importance of the summer North Atlantic Oscillation.

 

 

Der Hochsommermonat August wird in Deutschland nicht mehr wärmer

Von Josef Kowatsch

Der Monat August 2017 hatte laut Deutschem Wetterdienst einen Schnitt von 17,9 C. Im Norden war er eher kühl und regnerisch, genauso wie die Nord- und Ostsee. Nur im Süden erfüllte er weitgehend die Sommererwartungen. In der Nähe der Alpen zeigte sich an einigen Tagen sogar mediterranes Klima.

Lange Zeiträume:

Im weiteren Verlauf betrachten wir nur die Temperaturentwicklung dieses Sommermonates über diverse Zeiträume und beginnen mit der Station Berlin-Tempelhof, die seit 1756 zuverlässige Werte liefert. Die 50 Jahre Messungen davor waren noch sehr unregelmäßig und fragwürdig. Die Trendlinie ist zugleich die Durchschnittslinie.

 

Abbildung 1: Augustverlauf seit über 250 Jahren. Der wärmste August in Berlin und wohl überall in Deutschland war der August 1807. Man beachte den letzten Wert 2017 von Tempelhof im Vergleich zu 1807. Weiter sind noch die Augustwerte von 1881 und 1931 eingetragen.

 

Man beachte: Die Werte sind nicht wärmeinselbereinigt, sonst lägen die letzten 130 Jahre tiefer. Tempelhof war 1756 im Geburtsjahr Mozarts noch ein kleiner ländlicher Vorort von Berlin, heute ist Tempelhof ein Stadtteil mit über 60 000 Einwohnern.

Für kürzere Zeiträume kann man auf die Messstationen des Reichswetterdienstes, bzw. Deutschen Wetterdienstes (DWD) zurückgreifen. Wir betrachten im Folgenden den Monat August ab 1942 bis heute:

 

Abbildung 2: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1942, gezeichnet nach den Daten des Deutschen Wetterdienstes.

 

Man kann den Temperaturgang der deutschen Durschnittstemperaturen seit 1942 in vier Abschnitte einteilen:

1) Während der Nazizeit warm.

2) Ab 1942 sanken die Durchschnittstemperaturen und die kühlen Augustmonate hielten an bis 1975.

3) Ab 1975 erfolgte ein Anstieg auf ein neues Temperaturhoch.

4) Seit der Jahrtausendwende haben wir dieses Temperaturhoch überschritten, die Temperaturen des Monates August sinken wieder. Insgesamt liegt das Temperaturniveau aber jetzt höher als zu Beginn der Betrachtung, zumindest zeigt das der Schnitt der  jetzigen DWD-Messstationen, die natürlich nicht dieselben sein können wie 1942.

Um die Entwicklung dramatischer aussehen zu lassen als sie ist, greifen einige Berichterstatter zu einem Trick: Sie lassen die Temperaturbetrachtung inmitten des Kältetales beginnen. Meist beginnt ihre Betrachtungskurve 1961 und im Wellental gestartet kann tatsächlich eine Erwärmung gezeigt werden. Tatsächlich sind aus dem Kältetal der 60er Jahre heraus bis heute die Augusttemperaturen deutlich angestiegen. Der Hochsommermonat August wurde in den letzten 57 Jahren deutlich wärmer. Die Durchschnittstemperaturen lagen damals laut Trendlinie bei 16 Grad, während wir in der Gegenwart laut Trendlinie um 2 Grad höher liegen.

 

Abbildung 3: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1961, gezeichnet nach den Daten des DWD.

 

Kürzere Zeiträume:

Die Trendlinie seit 1961 zeigt keinesfalls den Zukunftstrend, sondern nur den Wärmeverlauf bis 2017. Alle Trendlinien zeigen die Vergangenheit bis heute und nicht die Zukunft. Schon aus Grafik 2 ist erkennbar, dass der Anstieg in den letzten Jahrzehnten nicht mehr weiterging.

Betrachten wir nun die letzten 30 Augustmonate, also 1988 bis 2017, dieser Zeitraum ist die kleinste Klimaeinheit. Die Trendlinie hat nun ein gänzlich anderes Aussehen: Seit 30 Jahren stagnieren die deutschen Augusttemperaturen auf dem Niveau von 1988. Ein Temperaturplateau auf hohem Niveau hat sich herausgebildet

 


Abbildung 4: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1988, gezeichnet nach den Daten des Deutschen Wetterdienstes.

 

Interessant ist jedoch die Betrachtung der letzten 20 Jahre, also die Gegenwart. Der Hochsommermonat August hat seit zwei Jahrzehnten in Deutschland eine leichte Abkühlungstendenz. Der Trend ist nicht signifikant.

 

Abbildung 5: Temperaturentwicklung in Deutschland für den Monat August seit 1997.

 

Es lohnt sich, diese Fakten im Hinterkopf zu behalten, wenn in der Presse wieder einmal die sommerliche „Hitzesau“ durchs Dorf getrieben wird. Hier gilt es, einen kühlen Kopf zu behalten. Einige ländliche Stationen, in deren Umgebung sich weniger baulich verändert hat als in unseren Städten oder an den Flughäfen, zeigen bereits seit 30 Jahren eine leichte Abkühlung. Als Beispiel wählen wir Amtsberg-Dittersdorf im Erzgebirge:

Abbildung 6: Ländliche Stationen mit geringen Wärmeinselwirkungen zeigen bereits seit 30 Jahren eine leichte Augustabkühlung.

 

Fazit: Die Augusttemperaturen verlaufen in Mitteleuropa über mehrere Jahrzehnte betrachtet in Wellen. Momentan befinden wir uns auf einem hohen Niveau. Besonders die wärmeinselarmen Stationen auf dem Lande zeigen jedoch schon wieder eine leichte Abwärtsbewegung an.

 

Forschern dämmert: Atlantische Ozeanzyklen machen Klima

Die Ozeane stellen ein großes Wärmereservoir dar. Im Takte von 60 jährigen Zyklen verschlucken sie drei Jahrzehnte lang Wärme, die sie dann in den folgenden 30 Jahren wieder ausspucken. Im Atlantik läuft dieses Phänomen unter dem Begriff Atlantische Multidekadenoszillation (AMO). Klimamodelle können die Zyklik nicht richtig nachvollziehen, was die daraus abgeleiteten Klimaprognosen zweifelhaft erscheinen lässt. In den letzten Jahren hat sich auf dem Gebiet der Ozeanzyklik kräftig etwas getan. Die systematische Klimabeeinflussung ist jetzt von der Fachwelt endlich akzeptiert. Ein gutes Beispiel ist ein Paper von Dan Seidov und Kollegen im Mai 2017 in den Geophysical Research Letters:

Multidecadal variability and climate shift in the North Atlantic Ocean
Decadal variability of ocean heat content (OHC) and temperature trends over ~60 years in the North Atlantic Ocean were analyzed using a new high-resolution ocean climatology based on quality-controlled historic in situ observations. Тwo ~30 year ocean climates of 1955–1984 and 1985–2012 were compared to evaluate the climate shift in this region. The spatial distribution of the OHC climate shift is highly inhomogeneous, with the climate shift being the strongest southeast of the Gulf Stream Extension. This may be caused by the Atlantic Meridional Overturning Circulation slowdown in conjunction with heaving of warm subtropical water. The 30 year climate shift shows higher OHC gain in the Gulf Stream region than reported in shorter timescale estimates. The OHC change is generally coherent with the Atlantic Multidecadal Oscillation index. This coherence suggests that quasi-cyclicity of the OHC may exist, with a period of 60 to 80 years, superimposed on the slow basin-wide warming trend.

Endlich können auch klimatische Mittelfristprognosen von der Ozeanzyklik profitieren, die vor 5 Jahren – als unser Buch Die kalte Sonne erschien – noch heftig vom peinlich berührten Klimaestablishment abgestritten wurden. Heute ist man klüger. In Irland hängen Temperaturen und Niederschläge zu über 90% an der AMO, wie McCarthy et al. 2015 im Juli 2015 im Fachblatt ‚Weather‘ dokumentierten:

The influence of ocean variations on the climate of Ireland
The influence of the ocean circulation on the climate of Ireland is more subtle than it first appears. Temperatures in Ireland are warmer than similar Pacific maritime climates. It is heat – carried primarily in the Atlantic overturning circulation – released over the Atlantic that provides this additional warmth. We investigate variations in Irish climate using long-term station-based time series. The Atlantic multidecadal oscillation (AMO) explains over 90% of the pronounced decadal temperature and summer precipitation variation. Understanding the impact of these ocean variations when interpreting long climate records, particularly in the context of a changing climate, is crucial.

Die natürliche dekadische Variablität des irischen Klimas ist zwei mal so stark wie der Erwärmungstrend sagt die Arbeit. In den Jahren 1990-2002 trug also die Variabilität zum Anstieg bei. Das wird so nicht gesagt, jedoch vor der anderen “Flanke” des Signals gewarnt:

“Otherwise, decades of cooling can be seen as a contradiction to increased surface temperature trends (in response to continually increasing greenhouse gas emission) when natural ocean variability may be the cause.”

Modelle die die ansteigende Flanke der AMO gut replizieren und allein auf CO2 zurückführen, überschätzen es demnach. Auch wenn die volle Erkenntnis aus verschiedenen Gründen nicht immer vollständig genannt werden kann, setzt sich die überragende Bedeutung der Ozeanzyklen und ihr Beitrag zu den Erwärmungsphasen immer mehr durch. So erschien im Mai 2017 in PNAS eine Arbeit von Bowene und Kollegen. Dort traute man sich nicht ganz an die Heutezeit heran und beschäftigte sich lieber mit einem Zyklus früher. Ihre Botschaft: Die Erwärmung des frühen 20. Jahrhunderts in der Arktis wurde durch die Ozeanzyklen verstärkt. Hier die Pressemiteilung der Kyoto University (via Science Daily):

Scientists uncover a cause for early 20th century Arctic warming

Is a warmer Arctic a canary of global warming?

Since the 1970s the northern polar region has warmed faster than global averages by a factor or two or more, in a process of ‘Arctic amplification’ which is linked to a drastic reduction in sea ice. But then how to explain a similar rapid warming that occurred during the early 20th century, when the effects of greenhouse gases were considerably weaker than today? And what can we prove about the period, given the scarcity of usable data and observations prior to the 1950s? Now scientists from Kyoto University and UC San Diego have discovered that this phenomenon occurred when the warming phase — ‘interdecadal variability mode’ — of both the Pacific and Atlantic Oceans coincided. The team’s findings appeared recently in the journal PNAS.

“We found that early 20th century sea surface temperatures in the tropical Pacific and North Atlantic had warmed much more than previously thought,” explains lead author Hiroki Tokinaga of Kyoto. “Using observations and model simulations, we’ve demonstrated that rising Pacific-Atlantic temperatures were the major driver of rapid Arctic warming in the early 20th century.” Previous explanations for early Arctic warming have including decreased volcanic aerosols and increased solar radiation, but none of these have been able to simulate observed conditions from the period.

Tokinaga’s team found that when the interdecadal rise in sea surface temperatures was included in simulation calculations, the results properly reflected early Arctic conditions. “Coupled ocean-atmosphere simulations also support the intensification of Arctic warming,” continues Shang-Ping Xie of UCSD, “which was caused by a concurrent, cold-to-warm phase shift of Pacific and Atlantic interdecadal modes.” The researchers explain that these new findings can help constrain model climate projections over the Arctic region.

“It is likely that temperatures in the Arctic will continue to rise due to anthropogenic global warming,” concludes Tokinaga. “Our study does not deny this. We are rather suggesting that Arctic warming could accelerate or decelerate due to internal variability of the Pacific and the Atlantic.” “It is a challenge to accurately predict when the next big swing of multidecadal variability will occur. Careful monitoring is essential, given the enormous impact on the Arctic climate.”

Gabriel J. Bowene et al. Early 20th-century Arctic warming intensified by Pacific and Atlantic multidecadal variability. PNAS, May 2017 DOI: 10.1073/pnas.1615880114

Im September 2015 diskutierte Judith Curry eine Nature-Arbeit von McCarthy et al., in der der bevorstehende Umschwung der AMO in die negative, kühlende Phase prognostizert wird:

Ocean impact on decadal Atlantic climate variability revealed by sea-level observations
Decadal variability is a notable feature of the Atlantic Ocean and the climate of the regions it influences. Prominently, this is manifested in the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) in sea surface temperatures. Positive (negative) phases of the AMO coincide with warmer (colder) North Atlantic sea surface temperatures. The AMO is linked with decadal climate fluctuations, such as Indian and Sahel rainfall1, European summer precipitation2, Atlantic hurricanes3 and variations in global temperatures4. It is widely believed that ocean circulation drives the phase changes of the AMO by controlling ocean heat content5. However, there are no direct observations of ocean circulation of sufficient length to support this, leading to questions about whether the AMO is controlled from another source6. Here we provide observational evidence of the widely hypothesized link between ocean circulation and the AMO. We take a new approach, using sea level along the east coast of the United States to estimate ocean circulation on decadal timescales. We show that ocean circulation responds to the first mode of Atlantic atmospheric forcing, the North Atlantic Oscillation, through circulation changes between the subtropical and subpolar gyres—the intergyre region7. These circulation changes affect the decadal evolution of North Atlantic heat content and, consequently, the phases of the AMO. The Atlantic overturning circulation is declining8 and the AMO is moving to a negative phase. This may offer a brief respite from the persistent rise of global temperatures4, but in the coupled system we describe, there are compensating effects. In this case, the negative AMO is associated with a continued acceleration of sea-level rise along the northeast coast of the United States9, 10.

Schauen wir auf die aktuelle AMO-Kurve der NOAA:

Abb. 1: Verlauf des AMO-Ozeanzyklus. Stand: 1. September 2017. Quelle: NOAA.

 

Naja, wenn man sich die bisherige AMO-Zyklik anschaut, könnte das AMO-Hoch noch mehr als ein Jahrzehnt andauern, so wie wir es auch in unserem Buch ‘Die kalte Sonne’ prognostizert haben. Allerdings befindet sich die PDO (Pazifische Dekadenoszillation) bereits im Sinkflug, was auf globale Sicht in den kommenden Jahren bereits wohl zur Abkühlung führen wird.

Der klimatisch umtriebige Mojib Latif ist übrigens auch Co-Autor einer Studie von Klöwer et al. aus dem Jahr 2014. Dort prognostizieren die Autoren doch in der Tat Ähnliches wie wir in unserem Buch ‘Die kalte Sonne’, nämlich die vorübergehende Fortsetzung des AMO-Plateaus, leicht abknicked, also leicht kühlend.

Abb. 2: AMO-Prognose der Latif-Gruppe (aus: Klöwer et al. 2014)

 

Abb. 3: AMO-Prognose aus unserem Buch “Die kalte Sonne” (2012).

 

Weshalb thematisiert Latif dies nicht einmal bei einem seiner nächsten Sparkassenauftritte? Hier der Abstract:

Atlantic meridional overturning circulation and the prediction of NorthAtlantic sea surface temperature
The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), a major current system in the Atlantic Ocean, is thought to be an important driver of climate variability, both regionally and globally and on a large range of time scales from decadal to centennial and even longer. Measurements to monitor the AMOC strength have only started in 2004, which is too short to investigate its link to long-term climate variability. Here the surface heat flux-driven part of the AMOC during 1900–2010 is reconstructed from the history of the North Atlantic Oscillation, the most energetic mode of internal atmospheric variability in the Atlantic sector. The decadal variations of the AMOC obtained in that way are shown to precede the observed decadal variations in basin-wide North Atlantic sea surface temperature (SST), known as the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) which strongly impacts societally important quantities such as Atlantic hurricane activity and Sahel rainfall. The future evolution of the AMO is forecast using the AMOC reconstructed up to 2010. The present warm phase of the AMO is predicted to continue until the end of the next decade, but with a negative tendency.

In den Highlights der Studie schreiben die Autoren:

North Atlantic sea surface temperature will stay anomalously warm until about 2030.

Sie hätten aber auch schreiben können:

Ab etwa 2030 wird sich der Nordatlantik spürbar abkühlen

Wie die AMO genau funktioniert inklusive grundsätzlicher Fragen wie Henne oder Ei, ist noch immer ungeklärt. Die Modellierer stehen im Regen, können die Zyklik nicht robust nachbilden. Peinlich. In der Fachwelt ist eine kontroverse Diskussion entbrannt. Beispiel Amy Clement und Kollegen im Oktober 2015 in Science:

The Atlantic Multidecadal Oscillation without a role for ocean circulation
The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) is a major mode of climate variability with important societal impacts. Most previous explanations identify the driver of the AMO as the ocean circulation, specifically the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Here we show that the main features of the observed AMO are reproduced in models where the ocean heat transport is prescribed and thus cannot be the driver. Allowing the ocean circulation to interact with the atmosphere does not significantly alter the characteristics of the AMO in the current generation of climate models. These results suggest that the AMO is the response to stochastic forcing from the mid-latitude atmospheric circulation, with thermal coupling playing a role in the tropics. In this view, the AMOC and other ocean circulation changes would be largely a response to, not a cause of, the AMO.

Significance:

Ocean circulation changes not needed
What causes the pattern of sea surface temperature change that is seen in the North Atlantic Ocean? This naturally occurring quasi-cyclical variation, known as the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), affects weather and climate. Some have suggested that the AMO is a consequence of variable large-scale ocean circulation. Clement et al. suggest otherwise. They find that the pattern of AMO variability can be produced in a model that does not include ocean circulation changes, but only the effects of changes in air temperatures and winds.

Hier die dazugehörige Pressemitteilung der University of Miami Rosenstiel School of Marine & Atmospheric Science vom 15. Oktober 2015:

New Study Questions Long-Held Theories of Climate Variability in the North Atlantic

UM Rosenstiel School researchers suggest atmosphere drives decades-long climate variations.

A University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric-led study challenges the prevailing wisdom by identifying the atmosphere as the driver of a decades-long climate variation known as the Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO). The findings offer new insight on the causes and predictability of natural climate variations, which are known to cause wide-ranging global weather impacts, including increased rainfall, drought, and greater hurricane frequency in many parts of the Atlantic basin. (weiterlesen …)