von Dr. Hans-Rolf Dübal
Dem Leserkreis der „Kalten Sonne“ ist der Unterschied zwischen Korrelation und Kausalität wohlbekannt. Eine Korrelation bedeutet nicht unbedingt einen Kausalzusammenhang. Das Internet ist voll von lustigen Beispielen, z.B. ist die globale Erwärmung invers mit der Anzahl der Piraten korreliert, der Import mexikanischer Zitrusfrüchte bedingt weniger Unfalltote in den USA und ganz sicher korreliert der Umsatz mit Speiseeis mit der Anzahl der Morde in den Sommermonaten und das mit einem Korrelationskoeffizienten R² = 0.97! (Quelle: buzzfeednews). Basketballer, die viele Fouls auf sich laden, erzielen auch viele Punkte. Man muss also nur viel foul spielen und wird dann zum nächsten Dirk Nowitzki. Der deutsche Pillenknick 1964 korrelierte mit dem Schwund an Klapperstorchen, leicht zu verstehen.
Das höchste deutsche Gericht hat nun ein spektakuläres Urteil gefällt, bei dem es u.a. einer Korrelation gefolgt ist, nämlich dem -in der gegenwärtigen Warmperiode- in etwa linearen Zusammenhang zwischen der CO2 – Konzentration und der globalen Lufttemperatur. Diese Korrelation gibt es natürlich und anders als in den obigen Beispielen sind aus diesem Anfangsverdacht Modellvorstellungen hervorgegangen, die heute populär sind: Treibhausgase sollen quasi im Alleingang die globale Erwärmung verursachen. Gegen diesen Anfangsverdacht ist nichts einzuwenden, auch nicht gegen die Modelle. Aber die Tatsache zu ignorieren, dass diese Modelle systematisch um einen Faktor 2 oder mehr zu heiß laufen ist schon eine gravierende Nachlässigkeit. Diese Modelle haben sich als nicht valide erwiesen und sind daher zur Ableitung von Rechtsnormen ungeeignet. Eine – zumindest in dieser extremen Form – praktisch falsifizierte Hypothese (siehe z.B. bei Roy Spencer) wird damit höchstrichterlich zur Wahrheit erhoben.
Es wird zudem -selbst von prominenten Wissenschaftlern- gelegentlich das Argument vorgebracht, dass die Sonne nicht die Ursache (oder eine wesentliche Teilursache) für die Erwärmung sein könne, da ja bekanntlich die Solaraktivität, ausgedrückt durch die Sonnenfleckenzahl oder die solare Gesamtstrahlung TSI gegenwärtig sinke, die Temperatur jedoch steige. Dies geht scheinbar klar aus Abb. 1 hervor und zwar so deutlich, dass es keiner weiteren Beschreibung bedarf. Dennoch ist dieses Argument falsch und soll hier widerlegt werden.
Abb. 1: Visualisierung eines Scheinargumentes. Die Solarleistung geht zurück, aber die Temperatur steigt dennoch an. Heizwirkend ist jedoch nicht die Leistungsgröße TSI sondern die Fläche unter der TSI-Kurve abzüglich eines dissipativen Wertes.
Die Temperatur steht in linearer Beziehung zu einer Wärmemenge (oder freien Enthalpie), also einer Energiegröße, gemessen in der Einheit Joule (1 J = 1Ws). Die Temperatur kann dagegen nicht in linearer Beziehung zu einer Leistung, gemessen in der Einheit W oder -wie bei der TSI üblich- in W/m², stehen. Die Heiz- oder Kühlleistung bestimmt lediglich die Geschwindigkeit der Temperaturänderung, also den Differentialkoeffizienten dT/dt. Aus diesem Grund ist es physikalisch falsch, eine Temperatur mit der Strahlungsleistung TSI in Korrelation bringen zu wollen. Es ist wie bei der Herdplatte. Man kann die Leistung herunterregeln, aber das Wasser erwärmt sich weiter, nur nicht mehr ganz so schnell.
Aber wie lässt sich die Temperatur dann doch mit einer solaren Größe sinnvoll korrelieren? Eine relevante Energiegröße erhält man, wenn man die Einstrahlungsleistung der Sonne (TSI) über die Zeit integriert.
Abb. 2: Links die Korrelation der Erdtemperatur mit der CO2-Konzentration, rechts die mit der integrierten Solareinstrahlung (Punkte = Temperaturmessreihen, Linien = CO2 in ppm bzw. Solarintegral in Wa/m²). Vermutlich tragen beide Effekte (und weitere!) zur Erwärmung bei.
Abb. 3: Definition des Solarintegrals = Sonnenenergie in Wa/m². Es handelt sich um die Fläche unter der TSI-Kurve aus Abb. 2 minus einer Konstanten.
Abb. 2 (links) zeigt die sehr gute Korrelation der globalen Lufttemperatur mit dem CO2-Gehalt seit 1960. Die rechte Seite in Abb. 2 zeigt die Korrelation der Temperatur mit der „Sonnenenergie“, berechnet nach Abb. 3. Die hier dargestellte Sonnenenergie (das Integral wurde als Jahressumme angenähert) ist die aufsummierte Differenz der TSI des Kalenderjahres t und der TSI eines Referenzjahres (hier 1850). Sie entspricht dem Integral einer Leistung (pro m²) über die Zeit und hat die Einheit Wa/m² (Wattjahre pro m²), also eine Energiegröße pro m² Erdoberfläche. Jahre, in denen die Solareinstrahlung geringer war als im Referenzjahr verringern das Solarintegral, die anderen Jahre erhöhen es.
Und so kommt eine kumulierte solare Einstrahlung gegen ein Referenzniveau zustande, die zur Erwärmung der Erde beigetragen hat und die von 1960-2020 ebenfalls sehr gut mit der globalen Temperatur korreliert. Die Korrelationen von CO2 und dieser kumulierten Sonneneinstrahlung sind in diesem Zeitraum von gleich guter Qualität. Man kann eben doch einen großen Teil der globalen Erwärmung mit der Wirkung der ungewöhnlich hohen Sonneneinstrahlung der letzten Jahrzehnte erklären (siehe kaltesonne.de), wohl wissend, dass auch diese extreme Hypothese nicht die ganze Wahrheit ist, sondern die Realität vielmehr eine Kombination aus mehreren Einflussfaktoren sein dürfte. Hinzu tritt natürlich -wie beim CO2- auch hier die begrenzte Aussagekraft von Korrelationen.
Die beharrliche Ignoranz in Bezug auf die natürlichen Klimafaktoren, insbesondere die Sonne, aber auch die Wolken, Meeresoszillationen usw. führt die im Grundsatz oder zumindest in Teilen durchaus sinnvolle „Klimaschutzpolitik“ in eine Sackgasse. Ein erheblicher Teil der Erwärmung wird fälschlich der Wirkung der Treibhausgase zugerechnet und diese deshalb mindestens zweifach überzeichnet. Der menschliche Einfluss auf das globale Klima wird somit überschätzt. Die sehr kostspieligen Gegenmaßnahmen werden weitgehend ins Leere laufen und möglicherweise große wirtschaftliche und soziale Schäden hinterlassen.
Es ist fair, an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass die Treibhausgase und Aerosole die einzigen vom Menschen beeinflussbaren Klimafaktoren zu sein scheinen. Wenn man irgendwo angreifen will, dann an diesem Punkt. Aber es gilt, Augenmaß zu bewahren und nicht zu übersteuern. Die Sache ist zudem nicht akut, sondern viel langfristiger zu sehen, als heute diskutiert wird.
Etwas Humor in ernster Sache: in jedem Fall sollte die Bundesregierung in das Klimaschutzgesetz die Förderung der Piraterie aufnehmen, denn viele Piraten kühlen die Erde bekanntlich ab. Das ist per Korrelation erwiesen und nur Klimaleugner werden das abstreiten.