Kalte Sonne

Strömung im Ostchinesischen Meer schwappte im solaren Millenniumstakt: Erwärmung des 20. Jahrhunderts noch immer innerhalb der natürlichen Schwankungsbreite

Ist die Erwärmung des 20. Jahrhunderts als ungewöhnlich einzustufen oder bewegt sie sich noch immer innerhalb der natürlichen Schwankungsbereich der letzten 2000 Jahre? Dies ist eine der wichtigsten Fragen auf die die heutigen Klimawissenschaften noch eine Antwort suchen. Die Beantwortung dieser Frage gilt als Voraussetzung für eine realistische Abschätzung des menschengemachten und natürlichen Anteils an der beobachteten Erwärmung der vergangenen 150 Jahre.

Ein chinesisches Team um Weichao Wu von der Universität Peking hat in diesem Zusammenhang kürzlich die Klimageschichte des Ostchinesischen unter die Lupe genommen. Die Studie von Wu et al. 2012 erschien in den Geophysical Research Letters. Das Ostchinesische Meer liegt zwischen China, Südkorea und Süd-Japan (Abbildung 1). Durch den Ostteil des Meeres zwängt sich der große Japanstrom, auch Kuroshio genannt, der warmes Wasser nordwärts transportiert (Abbildung 2).

Abbildung 1: Lage des Ostchinesischen Meeres.  Urheber: Jong-on at de.wikipedia / Lizenz:  GNU-Lizenz für freie Dokumentation, Version 1.2 oder einer späteren Version.

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3SAT am 28.6.2012: Die Rückkehr der Plagen (Feucht- und Trockenphasen in Ägypten)

Ankündigung der Sendung (3SAT, 28.6.2012, 17:00-17:45): Die Biblischen Plagen (2/3): Finsternis über Ägypten Film von Sandra Papadopoulos und Gabriele Wengler Schon lange versuchen Naturwissenschaftler zu beweisen, dass neun der zehn biblischen Plagen, die das Alte Testament schildert, auf eine gigantische Klimakatastrophe verweisen. Die meisten Paläoklimatologen gehen inzwischen davon aus, dass massive Feucht- und Trockenphasen dem Alten Ägypten zu schaffen machten. Im Jahr 2003 brachte ein einzigartiger Fund neue Bewegung in die Ursachenforschung der Plagen: Auf der Kykladeninsel Santorin entdeckten Geologen den verkohlten Ast eines Olivenbaums. Die erste Analyse ergab, dass die Pflanze exakt zum Zeitpunkt eines gewaltigen Vulkanausbruchs abstarb. Paläobotaniker …

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Einseitiges Klima im Umweltbundesamt: Was steckt dahinter?

Das Umweltbundesamt (UBA) wurde 1974 gegründet und übt eine wichtige Funktion aus. „Für Mensch und Umwelt“ lautet der Leitspruch der Institution. Die wichtigsten gesetzlichen Aufgaben des UBA sind die wissenschaftliche Unterstützung der Bundesregierung, der Vollzug von Umweltgesetzen und die Information der Öffentlichkeit zum Umweltschutz. Die Themenpalette ist breit gefächert und reicht vom Trinkwasser über Energiesparen, Ressourcenschutz, Gesundheitsrisiken durch UV-Strahlung bis hin zur Schimmelvermeidung durch Lüften. All dies sind äußerst wichtige Betätigungsfelder, in denen das UBA sehr gute Arbeit leistet. Nun scheint sich das Amt jedoch ganz besonders in ein weiteres Thema verliebt zu haben, nämlich den Klimawandel. Und da Liebe bekanntlich blind macht, scheint das UBA hier nur sehr selektiv die Literatur zu verfolgen. Die Sichtweise der Dessauer Behörde ist entsprechend einseitig. In regelmäßigen Abständen greift die Behörde den Klimawandel auf und erstellt neue Broschüren zur Information der Öffentlichkeit. Tenor der Veröffentlichungen ist die Betonung der Gefahr einer drohenden Klimakatastrophe.

Im Jahr 2010 gab das UBA die Broschüre „Klimaneutral leben: Verbraucher starten durch beim Klimaschutz“ heraus. Hier werden dem Verbraucher jede Menge gute Tipps gegeben, wie man energiesparsamer, ressourcenschonender und umweltgerechter leben kann. So wird etwa Sabine T. eingeführt, die das UBA in die Kategorie „Genießerin“ einstuft. Sie beteiligt sich an folgenden Verbesserungsmaßnahmen:

1. Wohnen in einem gut gedämmten Mehrfamilienhaus
2. Carsharing
3. Rad statt Auto auf Kurzstrecken
4. Bezug von Ökostrom
5. Einkauf von Bioprodukten
6. Kauf von energieeffizienten Haushaltsgeräten („A++ -Geräte“)
7. Unterstützung von Umweltverbänden

Dagegen ist nichts einzuwenden. Im Gegenteil, ausgezeichnet, weiter so. Es gibt viele Gründe Energie zu sparen, Öl- und Gasimporte zu reduzieren und die Umwelt zu schützen. Leider führt das UBA vor allem ominöse Klimaschutzgründe an, die arg konstruiert und zum Teil fragwürdig erscheinen. Warum muss man immer noch mit der überdimensionierten Klimakatastrophenkeule draufhauen? Was will man den Leuten denn eigentlich sagen, wenn die Katastrophe auch in den kommenden 5 bis 10 Jahren entgegen den fragwürdigen Prognosen ausbleibt? Etwa: „Wir haben doch das Richtige aus den falschen Gründen getan?“ Für viele Maßnahmen ist dies richtig. Bei einigen Entscheidungen spielt das Verständnis der Klimaentwicklung jedoch trotzdem eine sehr große Rolle. Ist es wirklich vernünftig, den einzigen heimischen, grundlastfähigen Energieträger Kohle aufgrund der theoretisch herbeimodellierten Klimakatastrophe leichtfertig gegen russisches Gas auszutauschen? Ist uns etwa die Umwelt in der Heimat lieber als diejenige des Gasexporteurs?

Und wie steht es eigentlich mit der Wettbewerbsfähigkeit unseres Landes? Müssen wir uns wirklich keine größeren Sorgen darüber machen? Hier könnte ein schwerwiegender Denkfehler lauern. Viel zu lange haben wir uns darauf verlassen, dass die ganze Welt immer nur das Beste für uns will und ganz automatisch eine globale, freundschaftliche Kooperationsgemeinschaft entstehen würde. Der Niedergang der Solarindustrie in Deutschland zugunsten der chinesischen Fabrikanten hat nun einen ersten Weckruf ausgesandt. Man darf sich zudem fragen, ob es wirklich so schlau ist, sich bei industrienotwendigen Rohstoffen komplett vom Ausland abhängig zu machen. China verhängte neulich einen unerwarteten Lieferstopp für bestimmte seltene Erden, die bei der Produktion von Hitech-Geräten benötigt werden. Urplötzlich schreckte Deutschland aus seinem süßen Schlummerschlaf auf. Vielleicht sollten wir das Thema „Wettbewerbsfähigkeit und bezahlbare Energiekosten“ doch nicht ganz aus den Augen verlieren?

Immer wenn es einem besonders gut geht – und die Wirtschaftslage in Deutschland ist ausgezeichnet – neigt ein Land dazu, die Gefahren der Zukunft auszublenden. „Ist doch alles bestens, was soll uns schon passieren“. Strom kommt aus der Steckdose und Geld aus dem Geldautomaten. Nein, allein mit kühnen Plänen und eisernem Durchhaltewillen ist es nicht getan. Für Naivität darf hier kein Platz sein, dafür sind die geplanten Veränderungen zu weitreichend und riskant.

Ein wichtiger Pfeiler der Energiewende ist die angeblich drohende Klimakatastrophe. Das UBA nimmt diese als gegeben an und ignoriert Kritik hieran weitgehend. Natürliche Klimafaktoren spielen nach UBA-Version nur eine marginale Rolle. Wichtige offene Fragen werden einfach beiseite gewischt. Dabei lohnt es sich in der Tat, die Hintergründe des Klimasystems gründlich zu verstehen und wahre Gefahren von übertriebener Panikmache zu unterscheiden. Eine pauschale „No-Regret-Strategie“ ist ökonomischer Unsinn und gefährdet den mühsam erworbenen Wohlstand. Hier ist zum Wohle des Landes ein sehr viel intelligenteres Vorgehen notwendig. Risiken und Chancen müssen auf wissenschaftlich solider Grundlage abgeschätzt werden, Argumente müssen kritisch hinterfragt werden, gerade auch von Bundesbehörden wie dem Umweltbundesamt. Eine zu enge Kooperation mit den Verkündern der Klimakatastrophe wirkt hierbei kontraproduktiv. Notwendig wäre eine unabhängige und ergebnisoffene Prüfung des Sachverhaltes. Nur auf diese Weise kann das UBA seiner unabhängigen Beratungsfunktion der Regierung nachkommen und die Bevölkerung in ausgewogener Weise informieren und aufklären. 

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Ein neuer Weltrekord, den keiner hören will: Niedrigster Temperaturanstieg einer 17-Jahresreihe seit Beginn der Satelliten-Temperaturdaten

Der normale Zeitungsleser hat sicher einen Mordsschreck bekommen: Zwischen den Klima- und Umweltkonferenzen in Bonn und Rio verkündete die Presse, dass die 400 ppm CO2-Schallmauer durchbrochen wurde (siehe dazu unseren kürzlichen Blogartikel Hans von Storch ist sauer: Was hat sich die Internationale Energieagentur da nur wieder geleistet?). Runde Zahlen sind immer eine Meldung wert. Überraschend kam der Anstieg trotzdem nicht. Die CO2-Konzentration steigt nämlich jedes Jahr an. Da könnte man jeweils am 1. Januar einen neuen Rekord vermelden, wenn man wollte. Das Gleiche gilt übrigens auch für die Staatsverschuldung Deutschlands. Die steigt auch ständig an und hätte dafür eine tägliche Rekordmeldung verdient.

Auf Rekordjagd hat sich nun auch das National Climatic Data Center (NCDC) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) begeben. Und die Behörde wurde fündig. Kürzlich gab das NCDC seine Klimastatistik für Mai 2012 heraus und konnte gleich über zwei neue Bestleistungen und einen Vizerekord berichten. Betrachtet man die globalen Oberflächentemperaturen von Land und Ozean gemeinsam, so hat die Welt soeben den zweitwärmsten März seit Beginn der Aufzeichnungen 1880 erlebt. Im Kampf um die Spitze konnte sich der Mai des Jahres 2010 nur knapp gegen seinen Herausforderer behaupten. Anders sieht es aus, wenn man die Landtemperaturen separat anschaut. In dieser Disziplin wurde der Mai 2012 strahlender Sieger und kann sich nun als wärmster Mai seit Beginn der Aufzeichnungen rühmen. In den Vereinigten Staaten sieht es ähnlich aus. Auch hier wurde der wärmste Mai seit Beginn der Messungen 1895 festgestellt (siehe auch Bericht auf Climate Central und WUWT).

Wenn man sich auf die Satellitendaten konzentriert und die Bodenmessungen ausklammert, relativiert sich der Rekord jedoch wieder ein wenig. In dieser Wertung muss sich der Mai 2012 in den USA mit dem vierten Platz begnügen, sagt Klimawissenschaftler Prof. John Christy von der University of Alabama in Huntsville. Temperaturdaten von Satelliten werden als sehr viel verlässlicher angesehen als Bodenmesswerte, die durch Wärmeinsel-Effekte und andere Störfaktoren beeinflusst werden können. Allerdings gibt es die Satellitenmesswerte erst seit 1979.

Auch die Jahresstatistik für 2011 hat einen viel publizierten Spezialrekord ergeben. 2011 soll das wärmste Jahr mit kühlendem La Nina-Effekt gewesen sein, einem pazifischen Phänomen, das die globale Temperatur leicht nach unten zieht (siehe auch Bericht im Focus). Lässt man den La Nina außen vor, dann sieht es allerdings ziemlich mager aus. In diesem Fall war 2011 leider nur das elftwärmste Jahr seit 1850. Anders ausgedrückt: Offensichtlich war 2011 sogar eines der kältesten Jahre des Temperaturplateaus, auf dem wir uns seit 1998 – also seit nunmehr 14 Jahren – befinden. So könnte man es auch schreiben, wenn man es wollte.

Genug alarmistisch gegruselt und zurück zur Wissenschaft. Höchste Zeit, einmal etwas genauer auf die harten Daten zu schauen. Zu diesem Zweck kommt uns die ausgezeichnete monatliche Faktenzusammenfassung von Climate4you.com wie gerufen. (Falls Sie sich für den kostenlosen Email-Dienst anmelden wollen, finden Sie den Anmelde-Link unterhalb der 2009-2012-Tabelle auf der Climate4you-Startseite). Ein Blick auf die globale Satelliten-Temperaturserie zeigt, dass auch der Mai 2012 keineswegs aus der Reihe tanzt und vielmehr fester Bestandteil des besagten Temperaturplateaus ist (Abbildung 1). Es ist schon erstaunlich, wie hartnäckig sich dieser Erwärmungsstop hält. Keines der vom IPCC verwendeten Klimamodelle hat dieses Plateau vorhergesagt. Auch die vormals hochgepriesenen Temperaturprognosen von Hartmut Graßl und James Hansen schießen turmhoch über die Realität hinaus (siehe unsere Blogartikel Graßl’s Erwärmungsprognose von 1990 droht dramatisch zu scheitern und Was ist eigentlich aus James Hansens Temperaturvorhersage von 1988 geworden? Zeit für eine Überprüfung). Trotz dieser eklatanten Fehlprognosen sind die beiden immer noch gern gesehene Ansprechpartner bei vielen Medien. Verstehe dies wer wolle.

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Mittelalterliche Wärmeperiode und Kleine Eiszeit in Höhlentropfsteinen des Sauerlandes

Tropfsteine stellen ein ausgezeichnetes Klimaarchiv dar. Lage für Lage wird der Kalk übereinander getürmt und speichert dabei wichtige Informationen über das jeweils herrschende Klima. Ein deutsches Forscherteam um Manfred Mudelsee hat nun die methodenbedingte Unschärfe dieser Rekonstruktionstechnik näher unter die Lupe genommen. Die Ergebnisse veröffentlichte die Gruppe Ende Mai 2012 im Fachmagazin Climate of the Past Discussions. Insbesondere ging es dabei um Messungenauigkeiten der Sauerstoff-Isotopen, die Interpretation der isotopen-chemischen Veränderungen als Klimaparameter wie Temperatur und Niederschlag sowie die Altersdatierung über die Uran-Thorium- und Radiokarbon-Methode.

Für ihre Studie analysierten die Forscher Schwankungen der Sauerstoff-Isotopen in drei Tropfsteinen aus zwei Karst-Höhlen im Sauerland, der Bunker Höhle und der Atta Höhle. Die in den Tropfsteinen gespeicherten Informationen decken die vergangenen 9.000 Jahre ab. Zum Vorschein kamen charakteristische Zyklen im Jahrhundert- bis Jahrtausend-Maßstab.

Über die Klimazyklen in der Bunker Höhle berichteten wir bereits in einem separaten Blogartikel (siehe Klimatanz in der Bunkerhöhle während der letzten 10.000 Jahre im Takte der Sonne). Die hier nachgewiesenen klimatischen Schwankungen verliefen interessanterweise parallel zu den Temperaturänderungen im Nordatlantik. Letztere wurden von einem Team um Gerard Bond vor mehr als zehn Jahren dokumentiert, wobei auffiel, dass sich die Klimawechsel synchron zu Änderungen der Sonnenaktivität ereigneten.

Mudelsee und seine Kollegen verglichen die Isotopenkurven der drei Tropfsteine und fanden die wichtigsten klimatischen Schwankungen in allen untersuchten Exemplaren in ähnlicher Weise wieder. Dies belegten sie mit statistischen Methoden. Während es Unterschiede im quantitativen Verlauf der Kurven gab, stimmten die Trends weitgehend überein. Dies weist auf die Beteiligung von lokalen Einflüssen hin, wohingegen das allgemeine Grundsignal durch einen überregionalen Faktor bestimmt wurde. Die Tropfstein-Methode konnte sowohl in der zeitlichen Auflösung als auch in der Reproduktion von Trends positiv punkten.

Im untersuchten Tropfstein-Klimaarchiv fanden die Forscher auch die Mittelalterliche Wärmeperiode sowie die Kleine Eiszeit wieder. Der Zeitpunkt der Mittelalterlichen Wärmeperiode variierte dabei jedoch zwischen den unterschiedlichen Tropfsteinen und Höhlen. Auch in Punkto Höhe des Wärmeplateaus gab es auffällige Unterschiede. In einem Tropfstein war die Mittelalterliche Wärmeperiode wärmer, in einem anderen kälter und in einem dritten auf einem ähnlichen Niveau wie heute. Auch dies weist auf den zusätzlichen Einfluss lokaler Klimafaktoren hin. 

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Zehntausend Jahre Klimaachterbahn im Nordatlantik: Südlich von Island schwankten die Temperaturen stets um ein Grad

Eine der Hauptfragen in den heutigen Klimawissenschaften ist die Unterscheidung von natürlichen und menschengemachten Temperaturschwankungen. Seit dem Höhepunkt der Kleinen Eiszeit vor 300 Jahren ist die globale Durchschnittstemperatur um etwa ein Grad angestiegen. Wieviel geht hiervon auf das Konto des Menschen? Hat es in der vorindustriellen Vergangenheit eigentlich bereits Temperaturschwankungen in vergleichbarer Größenordnung gegeben?

Im Jahr 2009 veröffentlichte eine britische Forschergruppe von der University of Cambridge um David Thornalley in der Zeitschrift Nature eine interessante geologische Studie zur atlantischen Klimaentwicklung aus einem Meeresgebiet südlich von Island. Die Wissenschaftler rekonstruierten dabei die Wassertemperaturen und andere Ozeanparameter für die vergangenen 10.000 Jahre. In diesem Gebiet treffen warme, salzhaltige Strömungen aus dem Süden kommend ein, die sich auf ihrem Weg abkühlen, absinken und dann als kalte Tiefenströmung wieder Richtung Süden zurückfließen. Dieses ozeanische Wasserförderband wird auch als „Atlantic meridional overturning circulation“, kurz AMOC bezeichnet. Die AMOC muss als eine Art Wärmepumpe verstanden werden, die Wärme aus den äquatornahen Gebieten in die polar Region transportiert und dabei einen Austausch zwischen Oberflächen- und Tiefen-Wässern herstellt.

Die Forschergruppe untersuchte in ihrer Studie einen Bohrkern, der aus fast 2 km Wassertiefe aus dem Meeresboden gewonnen wurde und die Klimageschichte der Nacheiszeit für diese Region archiviert. Die geschichtliche Entwicklung von Temperaturen und Salzgehalten rekonstruierten die Forscher anhand von Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung von kalkigen Gehäusen fossiler Einzeller. Zu diesem Zweck bestimmten die Wissenschaftler Magnesium-Kalzium-Verhältnisse und die Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung an den Schalen von zwei planktonischen Foraminiferen-Arten. Dabei wählten die Briten Foraminiferen aus, die in unterschiedlichen Wassertiefen lebten, so dass sie neben Meeresoberflächen-nahen Werte auch die Entwicklung in einer tieferen Wasserschicht bestimmen konnten. Das Alter der geologischen Schichten wurde auf Basis der Radiokarbonmethode ermittelt.

Thornalley und seine Kollegen stellten fest, dass die Temperaturen und Salzgehalte während der vergangenen 10.000 Jahre in charakteristischer Art und Weise im Millenniumstakt schwankten. In ähnlicher Weise variierte die Schichtung der oberen Wassersäule. Offensichtlich unterlag die atlantische Wasserwalze zyklischen Änderungen mit wechselnd starkem Zufluss von warmem Süd-Wasser. Die vor Island rekonstruierten Temperaturen variierten dabei um etwa ein Grad Celsius. Dieser natürliche Änderungsbetrag entspricht größenordnungsmäßig in etwa den Schwankungen die wir seit der Kleinen Eiszeit bis heute erlebt haben. 

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Die kalte Sonne in Oslo, London, Chicago, Frankfurt und Mannheim – Medienecho vom 20.6.2012

In den letzten Wochen konnten die beiden Autoren des Buches „Die kalte Sonne“ ihre Thesen auf einer Reihe von Veranstaltungen im In- und Ausland präsentieren. Sebastian Lüning trug in Chicago und Mannheim vor, während Fritz Vahrenholt u.a. Vorträge in Oslo, Frankfurt (Achema) und London hielt. Eine Videoaufzeichnung des London-Vortrags wird in den kommenden Tagen auf der Webseite der Global Warming Policy Foundation (GWPF) online gestellt. Eine sehenswerte Zusammenfassung des Vortrages in Cartoon-Form von Josh gibt es bereits hier.

Im Zusammenhang mit der Londoner Veranstaltung erschien am 18.6.2012 ein Beitrag von Fritz Vahrenholt in der britischen Tageszeitung „The Telegraph“. Der Artikel ist online frei verfügbar und endet wie folgt:

„The choice is no longer between global warming catastrophe and economic growth but between economic catastrophe and climate sense.“

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Im Spiegel 24/2012 erschien der mehrseitige Artikel „Rätsel der sinkenden Inseln“. Spiegel Redakteur Gerald Traufetter hatte offensichtlich das große Los gezogen und durfte in die Südsee reisen, um dort über eine französische Expedition zur Pazifikinsel Vanikoro zu berichten. Das von ihm begleitete Team der Pariser Geodätin Valérie Ballu hatte in den Vorjahren bereits die 200 km südlich gelegene Vanuatu-Insel Tegua vermessen und festgestellt, dass die Insel von tektonischen Kräften in die Tiefe gezogen wurde. Noch 2005 hatte der damalige Exekutivdirektor des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) Klaus Töpfer das Versinken der Insel 2005 als Folge des Klimawandels fehlinterpretiert. In einer UNEP-Pressemitteilung wurden umgesiedelte Dorfbewohner daraufhin als die ersten Flüchtlinge des Klimawandels beschrieben, die sich vor den Gefahren des Klimawandels in Sicherheit bringen mussten. Töpfer warnte in der Meldung, dass Vanuatu lediglich den Anfang einer verhängnisvollen Entwicklung markiert, bei der steigende Temperaturen, schmelzendes Eis und steigende Meeresspiegel weltweit zu großen Schäden führen werden. So kann man sich irren. Die Studie von Ballu und ihrem Team erschien im August 2011 im Fachmagazin PNAS und ist auch in unserem Buch „Die kalte Sonne“ auf den Seiten 200-201 detailliert beschrieben. 

Es ist nicht auszuschließen, dass Traufetter in der kalten Sonne auf die Geschichte stieß und daraufhin Kontakt mit den französischen Forschern aufnahm. Traufetter hatte im Februar 2012 zusammen mit seinem Kollegen Olaf Stampf anlässlich der Buchpremiere ein ausführliches Interview mit Fritz Vahrenholt geführt und in diesem Zusammenhang wohl ausgiebig im Buch-Manuskript recherchiert.

Traufetter ergänzt in seinem aktuellen Spiegel-Artikel einige interessante Details zur Geschichte: 

„Um fast zwölf Zentimeter war die Insel von 1997 bis 2009 abgesunken, bis jene mittlerweile auf Weltklimakonferenzen berühmt gewordene Kokosplantage unter Wasser stand. ‚Der Meeresspiegel stieg. Doch drei Viertel davon waren durch das Absinken des Landes verursacht‘, sagt [die Forscherin Ballu]. Die Vereinten Nationen waren zu voreilig mit dem Ausrufen der Klimaflüchtlinge – das zeigte sich beim großen Beben von 2009: Plötzlich schoss die Insel wieder aus den Fluten empor. ‚Die Kokosplantage ist seitdem trocken‘, sagt Ballu. Für die Menschen allerdings, meint sie, sei es im Grunde egal, welcher Mechanismus schuld daran ist, dass sie das Dorf aufgeben mussten. Sie ärgert sich nur darüber, dass die mit Geldern aus dem Anpassungsfonds für Klimageschädigte umgesiedelten Menschen in ein neues Dorf zogen, das kaum besser gelegen sei. ‚Es ist auf zu geringer Höhe gebaut‘, berichtet Ballu. ‚Springfluten oder Tsunamis können es immer noch erreichen.‘ „

 

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Wu et al. 2011: Erwärmung im späten 20. Jahrhundert durch Ozeanzyklen verstärkt

Wenn man sich die Temperaturkurve der letzten 150 Jahre etwas genauer anschaut, erkennt man, dass die Temperatur nicht monoton angestiegen ist, sondern der Verlauf vielmehr durch einen etwa 60 Jahre langen Zyklus geprägt ist, welcher einem Langzeittrend überlagert ist (Abbildung 1). Der Temperatur-Zyklus verläuft dabei in beeindruckender Weise parallel zur Pazifisch-Dekadischen Oszillation (PDO), einem bedeutenden Ozeanzyklus.

Abbildung 1: Der Temperaturverlauf der letzten 150 Jahre ist durch einen langfristigen Anstiegstrend geprägt, der durch einen 60-Jahres-Zyklus überlagert wird. Abbildung aus dem Buch „Die kalte Sonne“.

Den Langzeittrend ermittelt man dabei am besten durch eine Linie, die die Nullpunkte des Zyklus verbindet (Abbildung 2). Der Langzeittrend kann dabei mehrere Ursachen haben. Am wahrscheinlichsten ist eine Kombination von Sonnenaktivitätsschwankungen, Kohlendioxid und Ruß. Während sich das Sonnenmagnetfeld im 20. Jahrhundert mehr als verdoppelt hatte, stiegen auch die CO2– und Ruß-Konzentration in der Atmosphäre. Eine realistische quantitative Abschätzung der drei Klimafaktoren stellt eine der wichtigsten Aufgaben für die aktuelle Klimaforschung dar.

Abbildung 2: Temperaturzyklen sind dem Langzeittrend überlagert. Die Temperaturprognose aus dem 2007er IPCC-Bericht folgt offensichtlich der durch die Ozeanzyklen übersteilten Flanke, wäre jedoch besser dem Langzeittrend gefolgt. Der Langzeittrend wird zudem vermutlich in Kürze für eine Weile abknicken, da die Sonnenaktivität als wichtige Einflussgröße in den kommenden Jahrzehnten abnehmen wird. Abbildung aus dem Buch „Die kalte Sonne“.

Die dem Langzeittrend überlagerte 60-Jahres-Zyklik führt dazu, dass zu gewissen Zeiten die Erwärmungsrate stärker als die Rate des Langzeittrends ist. Zu anderen Zeiten hingegen wird die Erwärmung schwächer als der Langzeittrend ausfallen, zum Teil sogar zu Jahrzehnten mit Abkühlung führen, wie z.B. 1940-1950 (bzw. 1940-1970, wenn man ein Fan der 30-Jahres-Klimaregel ist). Dies liegt in der Natur der Sache und ist zu erwarten. 

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Licht lässt Partikel wachsen – Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre

Eines der großen Rätsel in den Klimawissenschaften ist die Klimawirkung der Sonne. In den aktuellen Klimamodellen des IPCC spielen Sonnenaktivitätsschwankungen kaum eine Rolle. Ein Blick auf die geologischen Daten der letzten 10.000 Jahre zeigt jedoch, dass dies nicht stimmen kann, denn Klima und Sonne waren stets eng aneinander gekoppelt und bewegten sich überraschend synchron zueinander. Offensichtlich muss es also „Solarverstärker-Prozesse“ geben, die in den IPCC-Formeln bislang nicht berücksichtigt worden sind.

Derzeit gibt es zwei wichtige Solarverstärker-Kandidaten, die auch parallel zueinander wirken könnten. Zum einen ist hier ein Effekt über die UV-Strahlung in der Stratosphäre (siehe S. 229-231 in „Die kalte Sonne“). Zum anderen wird eine schwankende Wolkenbedeckung diskutiert, die vom Sonnenmagnetfeld über die kosmische Strahlung gesteuert wird. Der zuletzt genannte Prozess wurde vor mehr als einem Jahrzehnt vom dänischen Physiker Prof. Henrik Svensmark vorgeschlagen (siehe Kapitel 6 und Svensmark-Gastbeitrag in „Die kalte Sonne“). Mittlerweile gibt es hierzu eine beeindruckende Indizienkette, wenn auch noch nicht jeder einzelne physikalische Schritt bis ins letzte Detail verstanden ist. Gesichert sind momentan u.a. folgende Teilschritte:

(1) Das Sonnenmagnetfeld schwankt parallel zur Sonnenaktivität.

(2) Das Sonnenmagnetfeld schützt die Erde vor kosmischer Strahlung, einem Teilchenregen aus dem Weltall.

(3) Innerhalb eines 11-Jahres-Sonnenfleckenzyklus schwankt auf diese Weise die kosmische Strahlung um 20%, gegenüber nur 0,1% bei der Gesamtstrahlung der Sonne.

(4) Phase 1 des kürzlichen CERN-Experiments hat gezeigt, dass durch kosmische Strahlung vermehrt kleine Aerosol-Teilchen in der Atmosphäre entstehen.

Nun ist die Wissenschaft an der Stelle angekommen, wo es darum geht, ob diese kleinen Teilchen zu größeren anwachsen können, die dann als Wolkenkondensationskeime dienen würden. Die Teilchen müssen nämlich eine Mindestgröße von 50 Nanometern besitzen, sonst können sich keine Wolkentröpfchen darum bilden. Und ohne Wolken würde der ganze Svensmark-Solarverstärkerprozess nicht funktionieren.

Eines der Probleme ist, dass die mühsam am Tag unter Einwirkung der Sonnen-UV-Strahlung angewachsenen Teilchen gemäß den theoretischen Modellen nachts eigentlich wieder zerfallen müssten. Im März 2012 konnte das Svensmark-Team zeigen, dass dies jedoch in der Realität nicht der Fall ist. Die kosmische Strahlung erzeugt offenbar Elektronen, die die Schwefelsäureproduktion auch nachts zu einem gewissen Maße aufrechterhält (siehe unser Blogartikel „Henrik Svensmark schließt eine weitere Lücke in seinem Solarverstärker“).

Aber die Wissenschaft verfolgt auch eine andere heiße Spur: Gibt es vielleicht zusätzliche chemische Prozesse, die in den bisherigen Modellen bislang unberücksichtigt geblieben sind? Ja, es scheint sie in der Tat zu geben. Im Mai 2012 veröffentlichte eine französisch-deutsch-israelische Forschergruppe um Maria Eugenia Monge von der Universität Lyon im Fachmagazin PNAS eine Studie, in der sie einen ganz neuen Mechanismus zum Partikelwachstum beschreiben. In einer Pressemitteilung des am Projekt beteiligten Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung werden die aufsehenerregenden Ergebnisse wie folgt zusammengefasst (Fettsetzung wurde ergänzt): 

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Abrupter Temperaturanstieg von mehr als einem Grad um 980 n. Chr. in Island: Mittelalterliche Wärmeperiode mit enormer Erwärmungsrate

Die Mittelalterliche Wärmeperiode vor 1000 Jahren hatte ein ähnliches Temperaturniveau wie heute. Die günstigen Temperaturen ließen das arktische Meereis damals kräftig schmelzen, so dass die Wikinger kurz darauf Island und Grönland besiedeln konnten. Bereits 2008 erschien in den Earth and Planetary Science Letters ein leider heute viel zu wenig beachteter Artikel, in dem die Temperaturgeschichte des Meeresgebiets vor Island detailliert für die vergangenen 2000 Jahre rekonstruiert wurde. Durchgeführt wurde die Studie von einem internationalen Forscherteam um Marie-Alexandrine Sicre vom Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement im französischen Gif-sur-Yvette. 

Das Untersuchungsmaterial bestand aus einem Sedimentkern, der aus dem Meeresboden nördlich von Island gewonnen wurde. Anhand der geochemischen „Alkenon-Methode“ konnten die Forscher eine Temperaturkurve für die vergangenen 2 Jahrtausende mit einer bis dahin nicht erreichten zeitlichen Auflösung von zwei bis fünf Jahren erstellen. Die Altersdatierung erfolgte mithilfe von vulkanischen Aschelagen. 

Die Temperaturen schwankten im Untersuchungszeitraum in Island um etwa zwei Grad (Abbildung 1). Die warmen Phasen entsprechen dabei der Römischen Wärmeperiode vor 2000 Jahren sowie der Mittelalterlichen Wärmeperiode vor 1000 Jahren. Kalte Temperaturen wurden in Island während des Völkerwanderungspessimums sowie der Kleinen Eiszeit registriert (Abbildung 1). Dieses Klimamuster ist mittlerweile von allen Erdteilen dokumentiert und muss daher als global angesehen werden. Die charakteristischen Temperaturschwankungen folgen dabei den bekannten Millenniumszyklen der Sonnenaktivität (siehe Kapitel 3 in „Die kalte Sonne“). 

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Mittelalterliche Wärmeperiode und Kleine Eiszeit als lokales nordatlantisches Phänomen: Seit wann liegt Japan am Atlantik?

Viele Jahre lang versuchten führende Vertreter des Weltklimarats den politischen Entscheidungsträgern und der Bevölkerung weiszumachen, dass die vorindustrielle Temperaturgeschichte angeblich ereignislos verlief und einen erstrebenswerten Idealzustand darstellte. Die Erwärmung des 20. Jahrhunderts hingegen wäre etwas ganz Außergewöhnliches, Gefährliches. Wie wir wissen wendete sich vor wenigen Jahren das Blatt und das unrühmliche Hockey Stick Kapitel endete. Die fehlerhafte Kurve wurde wieder einkassiert und die Mittelalterliche Wärmeperiode sowie die Kleine Eiszeit waren rehabilitiert. 

Wie so oft in der Geschichte ist es im Rückblick schwer zu verstehen, wie es zu diesem historischen Irrweg kommen konnte, der in den späten 1990er Jahren mit einer Doktorarbeit von Michael Mann begann und erst knapp zehn Jahre später mit der Aufdeckung des Wissenschaftsskandals durch Steve McIntyre und Ross McKitrick endete (siehe Buch „The Hockey Stick Illusion“ von Andrew Montford). Dabei ist schwer begreiflich, dass die Hauptakteure und Verfechter des Hockey Sticks noch immer als fachlich und medial hochangesehene Meinungsführer agieren können. 

Eine der Hauptausflüchte war damals, dass die in Europa und Nordamerika nachgewiesene Mittelalterliche Wärmeperiode und Kleine Eiszeit ein lokales, nordatlantisches Phänomen sei. Anderswo auf der Erde wären diese Temperatur-Anomalien mehr als ausgeglichen worden (z.B. Stefan Rahmstorf, Gerald Haug). Jahrelang musste man sich diese Geschichtchen anhören. Und man musste den „Spezialisten“ wohl oder übel vetrauen. Denn wir bezahlten sie ja mit unseren Steuergeldern, damit sie sich um nichts anderes als das Klima kümmern würden und uns diese mühsame Arbeit abnehmen. 

Wer sich jedoch ein wenig in der wissenschaftlichen Literatur auskannte, kam ins Grübeln. Die Mittelalterliche Wärmeperiode und die Kleine Eiszeit als lokales nordatlantisches Phänomen? Eine irre Behauptung. Natürlich waren diese charakteristischen Temperaturschwankungen bereits aus anderen Erdteilen beschrieben worden. Wir wollen hier über eine Fallstudie aus Japan berichten, die bereits im Jahr 1995 in den Geophysical Research Letters erschienen ist, also in den Jahren vor der Hockey Stick Episode. 

Die japanischen Wissenschaftler Hiroyuki Kitagawa und Eiji Matsumoto hatten Anfang der 1990er Jahre auf der südjapanischen Insel Yakushima mithilfe eines Baumringbohrers Kerne aus elf Zedern gewonnen. Die Kerne umfassten dabei Baumringe, die 2000 Jahre zurückreichten. Für die Baumringabfolge bestimmten die Forscher dann die Kohlenstoff-13-Isotopenwerte. Es zeigte sich, dass die delta-13-C Werte in charakteristischer Weise schwankten (Abbildung 1). 

Was bedeuteten diese Schwankungen? Der C13-Gehalt wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter auch der Temperatur. Die japanischen Forscher eichten die Isotopenentwicklung an Bäumen verschiedener Höhenstufen (und damit Temperaturniveaus) über dem Meeresspiegel. Auf diese Weise entwickelten sie eine Formel, mit der die Isotopenänderungen in Temperaturwerte umgerechnet werden konnten. Es zeigte sich, dass die Temperaturen während der vergangenen 2000 Jahre in Süd-Japan um 5°C geschwankt haben. Der zeitliche Verlauf der Temperaturschwankungen kommt uns dabei sehr bekannt vor (Abbildung 2). Es ist ein klarer Millenniumszyklus ausgebildet. Die Kälteperiode der Völkerwanderungszeit, die Mittelalterliche Wärmeperiode, die Kleine Eiszeit und die Moderne Wärmeperiode sind deutlich zu erkennen. Diese Entwicklung ist zudem auch in historischen japanischen Berichten gut dokumentiert. 

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Was ist eigentlich aus James Hansens Temperaturvorhersage von 1988 geworden? Zeit für eine Überprüfung

Gastbeitrag von Prof. Jan-Erik Solheim (Oslo)

Eine der wichtigsten Publikationen zum „gefährlichen menschengemachten Klimawandel“ ist jene von James Hansen und Kollegen aus dem Jahr 1988, die im Journal of Geophysical Research erschien. Der Titel der Arbeit lautet (in der deutschen Übersetzung) „Globaler Klimawandel gemäß der Vorhersage des Goddard Institute for Space Studies”.

In dieser Publikation präsentieren Hansen und Kollegen das GISS Modell II, mit dem sie Klimaänderungen als Folge von Konzentrations-Änderungen der atmosphärischen Spurengase und Schwebstoffteilchen (Aerosole) simulieren. Die Wissenschaftler stellen dabei drei Szenarien dar:

–A : Zunahme der CO2-Emissionen um 1.5% pro Jahr
–B: Konstante Zunahme der CO2-Emissionen nach dem Jahr 2000
–C: Keine Zunahme der CO2-Emissions nach dem Jahr 2000

Die CO2-Emissionen sind seit dem Jahr 2000 um jährlich etwa 2,5 Prozent angestiegen, so dass wir gemäß dem Hansen-Paper einen Temperaturanstieg erwarten würden, der stärker als in Modell A ausfallen sollte. In Abbildung 1 sind die drei Hansen-Szenarien sowie die real gemessene globalen Temperaturkurve dargestellt. Der über Szenario A hinausragende Pfeil stellt den Temperaturwert dar, den das Hansen-Team auf Basis einer CO2-Erhöhung um 2,5% vorhergesagt hätte. Laut der Hansen-Prognose müsste die Temperatur gegenüber dem Vergleichsniveau in den 1970er Jahren um 1,5°C angestiegen sein. In Wahrheit hat sich die Temperatur jedoch lediglich um 0,6°C erhöht.

Es ist ersichtlich, dass die von der Hansen-Gruppe 1988 modellierte Temperaturvorhersage um etwa 150% danebenliegt. Es ist überaus bedauerlich, dass genau diese Art von Modellierungen von unseren Politikern noch immer als verlässliche Klimavorhersage angesehen wird.

Abbildung 1: Temperaturprognose der Hansen-Gruppe aus dem Jahr 1988. Die verschiedenen Szenarien gehen von 1,5% CO2-Zunahme (blau), konstanter Zunahme der CO2-Emissionen (grün) und stagnierenden CO2-Emissionen (rot) aus. In der Realität stiegen die CO2-Emissionen um sogar 2,5% an, was einem Szenario oberhalb der blauen Kurve entsprechen würde. Die schwarze Kurve gibt die letztendlich real gemessen Temperatur an (gleitendes 5-Jahresmittel). Die Hansen-Modellierung überschätzt die Temperatur um 0,9°C und liegt damit um satte 150% daneben. Abbildung ergänzt nach Hansen et al. (1988).

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Alle tausend Jahre eine neue Saheldürre – lange vor dem industriellen CO2

Die Sahara ist die größte Trockenwüste der Welt. Im Sommer können die Temperaturen auf bis zu 60 Grad Celsius ansteigen, während in einigen Winternächten das Thermometer auf frostige minus zehn Grad abfällt. Trotz der extremen Bedingungen leben auch in dieser Region Menschen und Tiere. Kalte-Sonne-Coautor Sebastian Lüning ist ein ganzes Jahrzehnt mit zahlreichen wissenschaftlichen Expeditionen durch die Sahara gestreift und kam dabei auch an den berühmten Felsbildern im libyschen Akakusgebirge sowie den Malereien in Höhlen am Jebel Aweinat vorbei. Mancher Leser kennen diese Bilder vielleicht aus dem bekannten Buch und Film „Schwimmer in der Wüste“. Die Zeichnungen stammen aus einer Zeit vor 8000 bis 5500 Jahren als die Sahara noch begrünt war. Damals bevölkerten Giraffen, Nilpferde und Elefanten das Gebiet. Der Sahel-Regen hatte sich von Süden kommend bis in das Saharagebiet verschoben, und auch die Regenfälle aus dem Mittelmeergebiet drangen von Norden tiefer und häufiger in die Sahara ein.

Was könnte die Ursache der „Grünen Sahara“ gewesen sein? Würde man auf der Straße eine Umfrage durchführen, würden die meisten Passanten wohl antworten, dass es damals wohl kälter gewesen sein muss. Umso überraschender ist es dann, wenn man hört, dass genau das Gegenteil der Fall war. Die globale Durchschnittstemperatur zur Zeit der Grünen Sahara lag damals etwa ein Grad über dem heutigen Niveau. Ursache war ein Strahlungsmaximum auf der Nordhalbkugel durch die langen Milankovic-Zyklen (siehe Kapitel 3 in „Die kalte Sonne“).

Ein wärmerer Planet machte die Sahara in der Vergangenheit feuchter. Könnte dies eigentlich auch für die heutige Zeit gelten? Wie haben sich die Sahara und benachbarte Regionen in den letzten Jahren verändert? Glaubt man den Prophezeiungen einiger interessierter Gruppen, so müsste die Sahara durch den menschengemachten Klimawandel immer trockener werden.

Doch die Realität sieht anders aus. Beduinen der Sahara berichten, dass es in den letzten Jahren wieder ungewöhnlich viel geregnet hat. Jonathan Seaquist konnte in einer 2009 im Fachmagazin Biogeosciences veröffentlichten Studie zusammen mit Kollegen anhand von Satellitendaten zeigen, dass die Photosyntheseaktivität in der Sahelzone zwischen 1982 und 2002 signifikant angestiegen ist. Die Lebensbedingungen für Pflanzen haben sich in dieser Zeit spürbar verbessert. In ihrer Studie fanden die Forscher zudem heraus, dass weder die Bevölkerungsentwicklung im Sahel, noch landwirtschaftliche Aktivität einen nennenswerten Einfluss auf die Vegetationsdynamik genommen hat, selbst in den dichter besiedelten Gebieten des Sahel. 

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Mojib Latif am 20.6.2012 in Oldenburg

Veranstaltungsankündigung der Universität Oldenburg: „Vorhersagbarkeit von Wetter und Klima“ – zu diesem Thema hält der international renommierte Klimaforscher Prof. Dr. Mojib Latif am Mittwoch, 20. Juni, 17.15 Uhr, einen öffentlichen Vortrag an der Universität Oldenburg (ICBM-Hörsaal, W15 1-146, Campus Wechloy, Carl-von-Ossietzky-Straße 9). Er spricht auf Einladung von Prof. Dr. Jörg-Olaf Wolff, Leiter der Abteilung Physikalische Ozeanographie, im Rahmen des Kolloquiums des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM). In seinen Schriften und öffentlichen Auftritten setzt sich Latif für eine radikale Reduzierung des Kohlendioxid-Ausstoßes sowie den Ausbau erneuerbarer Energieformen weltweit ein. Der gebürtige Hamburger pakistanischer Herkunft warnt davor, dass der …

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Der Tropengürtel dehnt sich aus: Die Hauptschuldigen sind Ruß und Ozonsmog, nicht das CO2

Im März 2008 veröffentlichte Greg Carmichael von der University of Iowa im Fachmagazin Nature Geoscience eine Studie, in der er zeigen konnte, dass Ruß („black carbon“) ein sehr starkes Treibhausgas ist. Co-Autor der Studie damals war Veerabhadran Ramanathan. Im folgenden Video erläutert Carmichael die Wirkungsweise dieses bis dahin signifikant unterschätzten Treibhaus-Aerosols. Die Autoren konnten zeigen, dass Ruß trotz vergleichsweise niedriger Emissionen von etwa 8 Millionen Tonnen für einen nicht zu unterschätzenden Teil der Erwärmung der letzten 100 Jahre verantwortlich gewesen sein muss.

Ruß kann im Wesentlichen auf zwei Wegen die Temperatur der Atmosphäre beeinflussen. Zum einen absorbieren die Rußpartikel das Sonnenlicht und strahlen die Wärme dann in die Atmosphäre ab. Zum anderen verringern die dunklen Partikel die Rückstrahlfähigkeit für Sonnenlicht auf Eis und Schnee (Verringerung der Albedo). Ruß hat insofern einen fatalen Effekt auf die Schnee- und Eisgebiete. Er absorbiert die Sonnenstrahlen, die sonst reflektiert würden, und erwärmt auf diese Weise die Oberfläche und bewirkt ein erhöhtes Schmelzen.

Ein Forscherteam um Rajan Chakrabarty vom Desert Research Institute in Reno, Nevada veröffentlichte im Mai 2012 in den Geophysical Research Letters eine Studie zum Erwärmungseffekt von Ruß im Brahmaputra Tal. Die Wissenschaftler führten hier im Januar-Februar Messungen der Ruß-Konzentration durch und fanden, dass die festgestellte hohe Ruß-Konzentration hier einen signifikanten Erwärmungsbetrag verursacht haben muss (siehe auch Beitrag von Roger Pielke Sr.).

„Ruß und Ozonsmog entstehen bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle oder Öl, aber auch bei Waldbränden. Seit den 1970er Jahren habe der Ausstoß dieser Luftschadstoffe vor allem über Südostasien stark zugenommen“ (scinexx). Nur über Teilen Europas und Nordamerikas haben die Rußemissionen infolge von Umweltschutzmaßnahmen abgenommen. Da Ruß nur eine Verweildauer in der Atmosphäre von nur einigen Tagen bis Wochen besitzt, ließe sich relativ schnell etwas gegen diesen Wärmetreiber unternehmen – viel leichter als gegen das CO2. Auch der Ozonsmog ließe sich relativ leicht bekämpfen. Dies scheint die internationale Staatengemeinschaft nun realisiert zu haben. Im Mai 2012 bildete die G8-Gruppe der führenden Industrienationen eine Koalition mit dem Ziel, den Ausstoß kurzlebiger Treibhausgase wie etwa Ruß, Methan und teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW’s) zu reduzieren. Zur Gruppe gehören Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Russland, Kanada und die USA (siehe Bericht auf Climate Central).

Das kalifornische Air Resources Board hielt am 24. Mai 2012 eine Sitzung ab, auf der es einen Vortrag zur Klimawirkung von Ruß und anderer kurzlebiger Treibhausgase gab, welcher online als Video verfügbar ist (auf das Video-Symbol bei Agenda Item 12-3-2 klicken).

 

Ruß führte zur Ausdehnung der Tropen

Im Jahr 2008 publizierte eine Gruppe um die NOAA-Forscherin Dian Seidel in Nature Geoscience eine Studie, in der die Ausdehnung des tropischen Klimagürtels während der vergangenen Jahrzehnte festgestellt und analysiert wurde.

„Um durchschnittlich 0,36° Breitengrade pro Jahrzehnt dehnt sich die tropische Klimazone nach Norden aus. Die sich daraus ergebende ‚Verbreiterung‘ der Hadley-Zirkulation verschiebt ihrerseits die trockenen Gebiete des Subtropengürtels in Richtung Nordpol. Und auch die Zugbahnen der dynamischen Tiefdruckwirbel, welche in den mittleren Breiten das Wetter bestimmen, verlagern sich polwärts.“ (Quelle: MeteoKlima)

Die gängigen Klimamodelle konnten das Phänomen überraschenderweise nicht reproduzieren, wie die Wissenschaftler in dem Artikel 2008 darlegten.

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