Kalte Sonne

Es hat sich mittlerweile herumgesprochen, dass die Erderwärmung seit 16 Jahren pausiert. Entgegen den IPCC-Prognosen stagnieren die Temperaturen, es wird einfach nicht mehr wärmer. Händeringend wird jetzt im Lager des Weltklimarats nach Ursachen gesucht. Wie konnte dies passieren? Die Forscher ersannen eine Vielzahl von Hypothesen. Das am weitesten verbreitete Modell besagt dabei, dass die Oberflächentemperaturen der Erde zwar stagnieren, sich aber in aller Stille die Wassermassen der Tiefsee kräftig aufheizen würden. Und falls sich diese angestaute Wärme irgendwann an die Erdoberfläche vorkämpfen könnte, dann droht uns die Hitzekatastrophe!

Eine schöne Theorie, aber wieviel Wahrheit steckt dahinter? Gibt es Messdaten, die dieses Modell untermauern? Zuallererst muss man sich die Komplexität der Fragestellung vor Augen führen: Wir möchten herausfinden, ob es in den Weltozeanen Wasserschichten gibt, die sich erwärmt haben. Die Temperatur der Wasseroberfläche lässt sich anhand der modernen Satelliten relativ leicht ermitteln. Bei den bis zu 11 km tiefen Ozeanen wird es allerdings schwieriger. Satelliten helfen hier nicht weiter, denn sie erhalten aus der Tiefe der Ozeane keine Informationen. Die oberen Wasserschichten verdecken die darunterliegenden. Um die Temperaturdaten in allen drei Dimensionen, Fläche und Tiefe sowie die zeitliche Veränderung der Werte zu erfassen, müssen Wiederholungsmessungen in der Wassersäule vor Ort durchgeführt werden, was sich bei 362 Millionen Quadratkilometern Meeresoberfläche als logistisches Problem darstellt.

Aufgrund der enormen Bedeutung solcher Daten hat sich die Wissenschaft in den letzten Jahren jedoch etwas einfallen Lassen. Seit 2007 gibt es zur Bestimmung der Temperatur der Tiefsee das sogenannte Argo-Programm, das aus mehr als 3600 automatischen Tauchbojen besteht, die in den Weltozeanen treiben und regelmäßig die Wassersäule von 2000m Tiefe bis zur Wasseroberfläche durchtauchen und dabei Temperatur und Salzgehalt messen. Wikipedia hat die Einzelheiten:

Diese Messroboter sind relativ klein und wiegen zwischen 20 und 30 kg. Alle profilierenden Treibbojen, die zum Argo-Programm gehören, unterliegen einer gemeinsamen Datenpolitik und die Daten werden in Echtzeit ohne Einschränkung für die Allgemeinheit verfügbar gemacht. In der Mehrzahl der Fälle treiben die Floats in Tiefen von 1000 m (der sogenannten Parktiefe) und tauchen alle zehn Tage dann zunächst auf 2000 m ab, um von dieser Tiefe aus an die Oberfläche aufzusteigen. Während des Aufstiegs zur Meeresoberfläche messen die Floats Temperatur, Leitfähigkeit und Druck in der Wassersäule. Mit der Hilfe der gemessenen Parameter können dann auch noch der Salzgehalt und die Dichte des Meerwassers berechnet werden. Dichte ist eine wichtige Größe in der Ozeanographie, da horizontale Dichteunterschiede die großskaligen Strömungen im Ozean antreiben. Das mittlere Strömungsfeld in der Parktiefe lässt sich aus der zurückgelegten Distanz und der Richtung aufeinanderfolgender Floatpositionen bestimmen. Dabei werden die Positionen aber nicht in der Parktiefe gemessen, sondern erst an der Oberfläche durch die Positionierungssysteme der GPS- oder ARGOS-Satelliten. Die Übertragung der gemessenen Daten erfolgt ebenfalls per Satellit an internationale Datenzentren wo alle Daten gesammelt, in Echtzeit qualitätsgeprüft und dann zur Nutzung bereitgestellt werden.

 

Abbildung 1: Lagekarte der Argo-Bojen am 2. August 2014. Abbildung: Argo-Webseite.

 

Der folgende Cartoon von Malou Zuidema & Esmee van Wijk beschreibt den Argo-Messablauf sehr eindrücklich:

 

Während das Argo-Programm einen Riesenschritt nach vorne bedeutet, fehlen immer noch systematische Messungen aus Wassertiefen unterhalb von 2000 m. Die Datenlücke ist enorm, wenn man bedenkt, dass die durchschnittliche Tiefe der Ozeane bei knapp 3700 m liegt. Auch fehlen natürlich verlässliche, weltumspannende Daten aus der Vor-Argo-Ära, also vor 2007. Der gut abgedeckte Argo-Messzeitraum beträgt lediglich 7 Jahre, was gegenüber dem klimatischen Mindestintervall von 30 Jahren äußerst gering ist.

Bevor wir nun in die vorliegenden Messdaten gehen, müssen wir noch einen Begriff einführen, der bei der Beschreibung und Zusammenfassung der ozeanischen Temperaturverhältnisse und Veränderungen eine wichtige Rolle spielt, der sogenannte „Wärmeinhalt der Ozeane“, auf englisch „Ocean Heat Content“ (OHC). Wikipedia erläutert:

Als Wärmeinhalt der Ozeane […]  wird die im Meer oder auch Teilen desselben (z. B. Ozeanen) gespeicherte thermische Energie (die Wärmemenge) bezeichnet. Wasser hat eine höhere Wärmekapazität als die Luft, daher ist der Wärmeinhalt der Ozeane höher als in der Atmosphäre. Die Atmosphäre enthält nur etwa 2% der gesamten Wärmekapazität der Erde.

Und dies ist einer der Hauptgründe, weshalb wir uns mit allen Wasserschichten der Ozeane beschäftigen sollten und nicht nur mit der Wasseroberfläche: In der Gesamtheit des Ozeanwassers kann tausend Mal mehr Wärme gespeichert werden, als in der Atmosphäre. Selbst kleine Veränderungen in den Ozeanen haben daher eine Bedeutung.

 

Veränderungen des ozeanischen Wärmeinhalts in den letzten 50 Jahren

Die Entwicklung des ozeanischen Wärmeinhalts (OHC) wird üblicherweise für bestimmte Wassertiefenbereiche dargestellt. Die Nordamerikanische Ozeanographische Behörde NOAA zeigt in der folgenden Abbildung die OHC für die letzten 60 Jahre für das Tiefenintervall 0-700m, also einen zusammenfassenden Wert für den globalen Wasserkörper von der Wasseroberfläche bis in eine Tiefe von 700 m:

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Im Zuge der ausbleibenden Erderwärmung wichen IPCC-Anhänger zwischenzeitlich auf einen Ersatz-Alarm aus, die Ozeanversauerung. Schon bald würden sich alle Organismen in der Säure auflösen und zurück bliebe ein totes Wasser, erklärte man. Die Forschungsmaschinerie lief an und zahlreiche Studien wurden gestartet, um das Phänomen zu erforschen. Aber oh Schreck, es kam nicht ganz das heraus, was herauskommen sollte. Ein Beispiel kommt nun aus der FAZ vom 3. Juli 2014:

KORALLENRIFFE IN DER KARIBIK – DAS STERBENDE PARADIES
Die meisten Korallenriffe in der Karibik drohen nach Erkenntnissen von Meeresforschern in den nächsten 20 Jahren abzusterben. Schuld seien jedoch weniger die Folgen des Klimawandels als vielmehr der Rückgang an Papageifischen und Seeigeln, heißt es in einer am Mittwoch veröffentlichten Studie der Internationalen Naturschutzunion (IUCN). Mehr als die Hälfte der Korallenriffe in der Karibik sind der Studie zufolge seit 1970 verschwunden. „Die Geschwindigkeit, mit der die Korallenriffe verschwinden, ist alarmierend“, sagte der IUCN-Direktor für Meeres- und Polarforschung Carl Gustaf Lundin. Bislang sei dafür vor allem der Klimawandel verantwortlich gemacht worden. Langzeituntersuchungen an 90 karibischen Korallenriffen zeigten aber, dass besonders der Verlust an Weidegängern diesen komplexen maritimen Ökosystemen zu schaffen mache. Weidegänger grasen unter Wasser auf großen Flächen Pflanzen ab, vor allem Algen.

Weiterlesen auf FAZ.net.

In der offiziellen IUCN-Pressemitteilung gibt es weitere Einzelheiten zur Rolle des Klimawandels:

Climate change has long been thought to be the main culprit in coral degradation. While it does pose a serious threat by making oceans more acidic and causing coral bleaching, the report shows that the loss of parrotfish and sea urchin – the area’s two main grazers – has, in fact, been the key driver of coral decline in the region. An unidentified disease led to a mass mortality of the sea urchin in 1983 and extreme fishing throughout the 20th century has brought the parrotfish population to the brink of extinction in some regions. The loss of these species breaks the delicate balance of coral ecosystems and allows algae, on which they feed, to smother the reefs. […] “Even if we could somehow make climate change disappear tomorrow, these reefs would continue their decline,“ says Jeremy Jackson, lead author of the report and IUCN’s senior advisor on coral reefs. „We must immediately address the grazing problem for the reefs to stand any chance of surviving future climate shifts.”

 

Siehe auch Artikel "Verschwinden der Weidegänger setzt Korallenriffen mehr zu als Klimawandel"im Standard, englischsprachiger Artikel auf Notrickszone sowie unsere Blogartikel "Welche Rolle spielt die Ozeanversauerung? Eine Wissenschaftssparte mit noch vielen Fragezeichen".

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Nachdem selbst die Internationale Naturschutzorganisation IUCN offenbar den Weg zurück zu den wahren Problemen gefunden hat, ebbt der Enthusiasmus für die Idee eines Massensterbens durch eine „Ozeanversauerung“ allmählich ab. Dazu passt auch eine neue Geomar-Studie von Haynert et al., die im März 2014 im Fachmagazin Biogeosciences erschien. Die Forscher setzten Einzeller (Foraminiferen) in einem Langzeit-Laborexperiment unterschiedlichen CO2-Konzentrationen aus, die bis zum Achtfachen des heutigen Wertes reichten. Die Foraminiferen wurden dabei in einem Substrat gehalten, dass ihrem natürlichen Lebensraum möglichst nahe kam. Das Ergebnis war überraschend: Die Einzeller zeigten sich unbeeindruckt, und der CO2-Gehalt der Laboratmosphäre blieb ohne Effekt auf den Lebenszyklus der untersuchten Foraminiferen. Hier ein Auszug aus der Kurzfassung der Geomar-Studie:

During 6 months of incubation, foraminiferal assemblages were kept and treated in natural sediment with pCO₂-enriched seawater of 430, 907, 1865 and 3247 μatm pCO₂. The fauna was dominated by Ammonia aomoriensis and Elphidium species, whereas agglutinated species were rare. After 6 months of incubation, pore water alkalinity was much higher in comparison to the overlying seawater. Consequently, the saturation state of Ω_calc was much higher in the sediment than in the water column in nearly all pCO₂ treatments and remained close to saturation. As a result, the life cycle (population density, growth and reproduction) of living assemblages varied markedly during the experimental period, but was largely unaffected by the pCO₂ treatments applied. […] Our results emphasize that the sensitivity to ocean acidification of the endobenthic foraminifera Ammonia aomoriensis in their natural sediment habitat is much lower compared to the experimental response of specimens isolated from the sediment.

Man muss dem Geomar dankbar sein, dass es die Studie am 9. April 2014 in einer Pressemitteilung der Öffentlichkeit vorstellte:

Im Schutz des Meeresbodens: Einzeller tolerieren Ozeanversauerung
GEOMAR-Forscher simulieren zukünftige Klimaszenarien

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In der Juli 2014-Ausgabe von top agrar erschien ein Kommentar von Fritz Vahrenholt zum Erneuerbare Energien Gesetz (EEG):

Prof. Vahrenholt: Die EEG-Förderung ist ein Auslaufmodell!

Von Fritz Vahrenholt

Berlin legt bei Biogas eine Vollbremsung hin. Die ist überfällig. Biogas verzerrt die Pachtpreise, führt zu einer ökologischen Verarmung und belastet die privaten Haushalte und das Gewerbe mit hohen Stromkosten. 24 Mrd. € beträgt die EEG Umlage. Das sind 250 € für jeden Haushalt. Deshalb schauen die Bürger inzwischen viel kritischer auf die Grünen Energien.

Die Zustimmung wird abnehmen, wenn die Kosten noch weiter ausufern, wenn Industriebetriebe in stromkostengünstigere Regionen abwandern und wenn die Netzstabilität wegen des schwankenden Sonnen- und Windstroms kaum noch beherrschbar ist.

Kein Wunder, dass Sigmar Gabriel die Energiewende kurz „vor dem Scheitern“ sieht. Warum bauen wir in einem Land mit der Sonneneinstrahlung von Alaska eine Photovoltaik-Kapazität von 52.000 MW auf? Viele Anlagen schaffen gerade mal 800 Volllaststunden. Das Jahr hat aber 8.760 Stunden! Inzwischen produzieren wir so viel Öko-Strom, dass wir Geld drauflegen müssen, um ihn in Österreich, den Niederlanden, Polen oder Tschechien zu entsorgen. Unsere Nachbarn freut das nicht einmal, macht der billige deutsche Öko-Strom doch die eigene Stromproduktion unrentabel.

Weiterlesen auf topagrar.com

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Unbemerkt von der deutschen Öffentlichkeit wurde in der Antarktis Anfang Juli 2014 mit 2.112.000 Quadratkilometern die größte Meereis-Anomalie der gesamten Satellitenmessära verzeichnet. Ein erstaunlicher All-Time-Rekord im Zeitalter der Klimaüberhitzungsangst. Die deutsche Presse verschlief den Rekord.

 

Abbildung 1: Ausdehnung des antarktischen Meereises seit Beginn der Satellitenmessungen 1979.

 

Interessant ist zudem die Arktis-Meereisprognose für September 2014 des Sea Ice Prediction Networks vom 19. Juni 2014. Der September ist wegen des Ende des Nordsommers traditionell der Monat mit dem geringsten arktischen Meereis:

The median Outlook value for September 2014 sea ice extent is 4.7 million square kilometers with quartiles of 4.2 and 5.1 million square kilometers.

Dies ist deutlich mehr als in den Minusrekordjahren 2007 (blau) und 2012 (dunkelgrün gestrichelt) (Abbildung 2).

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Es tut sich etwas in der Klimaberichterstattung. In der Ausgabe 6/2014 von Bild der Wissenschaft erschien ein lesenswerter Artikel von Nils Ehrenberg, der den Klimaalarmismus kritisch unter die Lupe nimmt. Zu Beginn des Textes darf Jochem Marotzke noch behaupten, alles wäre in klimaalarmistischer Ordnung. Im zweiten Teil erläutert jedoch dann Hans von Storch, wie es zum Extremismus in den Klimawissenschaften kommen konnte. Hier einige Auszüge:

ALARMISTEN STEHEN IM REGEN

Die Zeiten der Horrorszenarien sind vorbei. Immer mehr Klimaforscher setzen auf eine nüchterne Betrachtung – und auf Konzepte, wie die Menschheit mit wärmeren Zeiten fertig werden kann.

von Nils Ehrenberg

 […] Nach Ansicht von [Kommunikationswissenschaftler] Mike Schäfer [von der Universität Zürich] hat sich auch die Art der Berichterstattung deutlich verändert. So finden zwar Klimaskeptiker und Klimaleugner in Deutschland nach wie vor kaum ein Forum in der Presse. Deutlich häufiger als noch vor einigen Jahren wählen Journalisten jedoch sogenannte Klimarealisten als Gesprächspartner – also Wissenschaftler, die sich eher zurückhaltend und vorsichtig zum Thema äußern und vor Alarmismus warnen. „Lange wurde das Thema Klimawandel vor allem von Wissenschaftsjournalisten bearbeitet, die oft selbst eine gewisse Forscherkarriere hinter sich haben“, erklärt Mike S. Schäfer. Durch ihre Nähe zum Forschungsbetrieb und seinen Akteuren fühlten sich viele dieser Journalisten eher als Wissensvermittler denn als kritische „Aufpasser“. Doch nun kämen immer stärker Journalisten aus anderen Ressorts hinzu, die sich vor allem mit den gesellschaftlichen Auswirkungen des Klimawandels befassen. „Die Folge ist, dass die Berichterstattung über die Klimawissenschaft deutlich kritischer wird.“ 

Ein kritischer Wissenschaftler ist der Direktor des Instituts für Küstenforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht bei Hamburg, Hans von Storch. Zu einseitig, so sein Vorwurf, hätten einige Forscher die katastrophalen Folgen des Klimawandels in den Vordergrund gerückt, Horrorszenarien gezeichnet und dabei viele wissenschaftlichen Unsicherheiten in Sachen Klimawandel außer Acht gelassen. Der Meteorologe machte sich damit zur Zielscheibe für teils heftige Kritik aus den eigenen Reihen.

Wissenschaftler als Weltenretter

Von Storchs Position zur Rolle der Medien ist klar: „Viele haben in der Vergangenheit eine regelrechte Hofberichterstattung betrieben. Forscher gelten da per se als gut: Sie kämpfen an der Seite der Umweltschutzorganisationen für die Rettung der Welt und dürfen deshalb nicht kritisiert werden.“

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Am 15. Juli 2014 gab das Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) die folgende Presseinformation heraus:

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Gesellschaftlicher Wandel für Nomaden problematischer als Klimawandel
Studie zu den Auswirkungen auf die Viehhaltung in Trockengebieten

Leipzig. Der gesellschaftliche Wandel könnte die Weideflächen in Trockengebieten weltweit stärker beeinflussen als der Klimawandel. Zu diesem Ergebnis kommen Wissenschaftlerinnen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Universität Köln, die dazu ökologische und gesellschaftliche Einflussfaktoren im Computermodell simuliert haben. Bis zu einem gewissen Grad könnten die Auswirkungen des Klimawandels durch eine erhöhte Mobilität der Viehherden ausgeglichen werden, schreiben die Wissenschaftlerinnen im Fachblatt „Global Environmental Change“. Der Bedarf nach höheren Einkommen und weniger verfügbares Weideland machten es jedoch den Nomaden zunehmend schwerer, ihre Herden umzutreiben und damit ihre Existenz zu sichern.

Die Trockengebiete der Erde machen etwa 40 Prozent der Landoberfläche weltweit aus. Viehhaltung ist dort die wichtigste Einnahmequelle, von der über eine Milliarde Menschen leben. Da die Niederschläge in diesen Regionen gering sind und unregelmäßig auftreten, haben viele Nomadenvölker ihre Lebensweise daran angepasst und ziehen mit ihren Herden dorthin, wo die Vegetation gerade die beste Nahrung für das Vieh bietet. Dadurch schonen sie gleichzeitig einen Teil des Weidelandes, das sich so regenerieren kann – eine positive „Nebenwirkung“ der Mobilität. Veränderte Klimabedingungen wie stärkere Schwankungen im Niederschlag könnten dieses empfindliche System stören. So wird beispielsweise für verschiedene Regionen im Nordwesten Afrikas mit einem Rückgang der Niederschläge von 10 bis 20 Prozent gerechnet.

Die Studie hatte deshalb das Ziel, jene Grenzen des Klimawandels aufzuzeigen, bis zu denen die Existenzgrundlagen für Haushalte mit Viehhaltung langfristig erhalten werden können, und hat dabei auch gesellschaftliche Veränderungen mit einbezogen. Dazu kombinierten die Wissenschaftlerinnen eine Risikobewertung mit einem ökologisch-ökonomischen Modell.

Bei der Auswertung zeigte sich, dass stärkere zeitliche Schwankungen bei den Niederschlägen die Viehhaltung weniger beeinträchtigen als ein Rückgang der durchschnittlichen jährlichen Niederschlagsmenge. Sozio-ökonomische Veränderungen wie ein erhöhter Bedarf an Einkommen verschoben die Toleranzgrenzen für Niederschlagsschwankungen nach oben. „Bis zu einem gewissen Grad ermöglicht die Mobilität den Nomaden, ihre Weidewirtschaft auch in weniger produktiven Systemen aufrechtzuerhalten und so negative Effekte des Klimawandels auszugleichen“, berichtet Dr. Romina Martin vom UFZ, die jetzt am Stockholm Resilience Centre forscht. Mit dem gestiegenen Bedarf an Einkommen und dem gesunkenem Zugang zu Weideland wird es jedoch zunehmend schwerer, diese Mobilität aufrechtzuerhalten.

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