Vom Winde verweht

Ein neues Paper in Nature Climate Change zum aktuellen globalen Temperaturverlauf fügt eine Reihe der hier schon mehrfach diskutierten Puzzleteile zusammen – inzwischen ergibt sich ein weitgehend konsistentes Bild, wonach der mit verstärkten Passatwinden einhergehende La-Niña-Zustand im tropischen Pazifik zu einer größeren Wärmespeicherung im Ozean und vorübergehend geringeren Erwärmung an der Oberfläche geführt hat. Damit bestätigt sich durch weitere Messbefunde und Modellrechnungen immer mehr, was wir in Foster & Rahmstorf 2011 (1) noch aus einer reinen Korrelationsanalyse gefunden hatten. Heute dazu ein Gastkommentar von Matthew England (University of New South Wales, Sydney), dem Hauptautor der neuen Studie:

matthew-webpicSeit langem verfolgen Klimatologen die globale Durchschnittstemperatur als Maß für die Klimavariabilität und –trends unseres Planeten, auch wenn dieses Maß nur einen winzigen Bruchteil der Netto-Energie oder des Wärmeinhalts der Erde spiegelt. Aber dieses Maß wird weithin verwendet, weil es dafür das dichteste Netz von in-situ-Beobachtungen gibt. Das Problem ist natürlich, dass dieses Maß so viele Beulen und Zacken, Pausen und Beschleunigungen aufweist, dass die Vorhersage seiner Entwicklung von Jahr zu Jahr eine große Herausforderung ist. Im Laufe des letzten Jahrhunderts ist kein Antrieb klarer als der durch die anthropogenen Treibhausgase, aber wenn man in Jahre oder Jahrzehnte hineinzoomt, werden Muster der Variabilität zum Signal, nicht mehr nur Rauschen. Doch trotz dieser Grundfakten der Klimaphysik wird jede Verlangsamung im globalen Temperatur-Trend von Lobbygruppen genutzt um fälschlicherweise behaupten, dass die globale Erwärmung vorbei sei. Sie vergessen, dass unser Planet die Ozeane, die  Atmosphäre, das Land und die Eismassen in ihrer Gesamtheit umfasst.

Dies war einer der Beweggründe für unsere kürzlich in Nature Climate Change erschienene Studie (England et al. 2014, (2)). Angesichts der seit 2001 mehr oder weniger unveränderten globalen Durchschnittstemperatur haben Wissenschaftler versucht, die klimatischen Mechanismen der Verlangsamung der Erwärmung während 2001-2013 zu verstehen. Eine einfache Möglichkeit, um diese Fragestellung anzugehen, ist zu prüfen, was an den letzten zehn Jahren anders war im Vergleich zu den vorhergehenden zehn Jahren, als die globale Temperatur beschleunigt anstieg. Dies kann man quantifizieren durch die Differenz zwischen den Mittelwerten verschiedener Jahrzehnte oder durch Trends über mehrere Jahrzehnte.

Ein erster Blick auf multi-dekadische Trends der letzten zwei Jahrzehnte (siehe unten) zeigt ein dramatisches Signal im Pazifischen Ozean, mit einer Abkühlung der Meeresoberfläche über dem Ost-und Zentralpazifik und einer Erwärmung im Westen, bis in die Subtropen (c). Auch Meeresspiegel-Messungen zeigen einen massiven Trend über den Pazifik: während er im Osten sinkt, steigt er im Westen weit überdurchschnittlich an (b). Grundlegende physikalische Ozeanographie legt sofort eine Verstärkung der Passatwinde als Ursache nahe: denn diese helfen, im Westen warmes Wasser anzuhäufen auf Kosten des Ostens. Und richtig, genau das ist mit dem Windfeld im Pazifik passiert (a).

england2england3

Damit ergibt sich ein konsistentes Bild, dass die Verlangsamung im Anstieg der globalen Mitteltemperatur seit 2001 erklärt, verglichen mit der raschen Erwärmung der 1980er und 1990er Jahre: Dazu gehört die Verbindung zwischen Jahrzehnten der Pause mit der interdekadischen Pazifischen Oszillation (IPO), die erhöhte Wärmeaufnahme des Ozeans im Pazifik (siehe frühere Beiträge) und die Rolle der Abkühlung im Ost-Pazifik. Alle diese Faktoren sind im Einklang mit einem Bild von gestärkten Passatwinden, erhöhter Wärmeaufnahme in der Thermokline (der Wasserschicht unterhalb der vom Wind durchmischten Oberflächenschicht) im westlichen Pazifik, und der Abkühlung im Osten – wie das folgende Schema zeigt:

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Weil unsere Studie die Differenz zwischen den Beobachtungen und den Klimamodellen verstehen wollte (Dokumentiert in den mittleren Ergebnissen der CMIP3 und CMIP5 Modellensembles), wählten wir einen etwas anderen Ansatz, obwohl es offensichtliche Parallelen gibt zur Studie von Kosaka und Xie 2013 (3) über die Auswirkungen der Abkühlung im Ostpazifik. Insbesondere haben wir die beobachteten Trends in den Passatwinden über die letzten 20 Jahre sowohl in ein Ozeanmodell als auch ein Klimamodell eingespeist, um die Wirkung zu quantifizieren. Es stellt sich heraus, dass mit diesem einzigen Eingriff viel von der ‚Pause‘ richtig simuliert wird. Die Verlangsamung der Erwärmung ergibt sich als Ergebnis einer Kombination aus erhöhter Wärmeaufnahme im  westlichen Pazifik und Kühlung im Ost-und Zentralpazifik (letztere führt über atmosphärische Fernverbindungen auch zu reduzierter Erwärmung an anderen Orten). Wir finden, dass die direkt durch die tropischen Winde getriebene Wärmespeicherung im Ozean etwa die Hälfte der Verlangsamung erklärt, der Rest kommt von den atmosphärischen Fernwirkungen in andere Regionen.

Doch leider wird diese Pause wahrscheinlich nur vorübergehend sein. Unsere Modellprojektionen deuten darauf hin, dass eine rasche globale Erwärmung erfolgen wird, sobald die Passatwinde sich wieder normalisieren (siehe unten). Das liegt daran, dass die zuletzt beschleunigte Wärmeaufnahme in den Pazifischen Ozean nicht von Dauer sein wird; das passt zu den geringen Tiefen, in denen die überschüssige Wärme nun gefunden wird, in etwa 100-300m direkt unterhalb der durchmischten Oberflächenschicht, die in Kontakt mit der Atmosphäre ist.

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Selbst wenn längerfristig so große Wärmemengen in den Ozean eingespeichert würden, bliebe das nicht ohne Folgen: diese Meereserwärmung führt direkt zur Ausdehnung des Wassers und damit zum Anstieg des Meeresspiegels, wovon die Inselnationen im Westpazifik bereits akut betroffen sind.

Unsere Studie behandelt einige wichtige Themen, wirft aber auch einige neue Fragen auf. Zum Beispiel finden wir, dass Klimamodelle nicht die beobachtete Bandbreite der multidekadischen Variabilität im Pazifik zu erfassen – zum Beispiel nehmen in keinem Modell die Passatwinde im Westpazifik so stark zu wie beobachtet – bestenfalls halb so viel. Dies wirft die Frage auf, woher diese starke Zunahme kommt: Angesichts der positiven Rückkopplungen von Ozean und Atmosphäre beim Antrieb der Passatwinde könnte die Antwort im Ozean, in der Atmosphäre oder in beiden liegen.

Unsere Studie diskutiert auch die Tatsache,  dass diese rezente Zunahme der Passatwinde beispiellos seit Beginn der Aufzeichnungen ist. Die bekannte inderdekadische Pazifische Oszillation (IPO) kann nur rund die Hälfte dieses Trends erklären. Was also verursacht die andere Hälfte? Der Indische Ozean ist eine Möglichkeit, angesichts seiner jüngsten raschen Erwärmung, aber dieser Aspekt wird von Klimamodellen bereits erfasst, wenn man sie mit wachsenden Treibhausgasmengen antreibt. Was sonst könnte die Winde im Pazifik beschleunigen über das hinaus, was man mit den Meerestemperaturen erklären kann?

Die Studie weist auch auf die entscheidende Bedeutung der Dauer der Windveränderung hin. Eine kurzfristigere Veränderung der Passatwinde hätte nicht annähernd so viel Wärme in den Ozean pumpen können. Das liegt an der Zeitskala, auf der der Ozean in den Subtropen auf den Wind reagiert.  Es braucht einfach Zeit, um die Ozeanzirkulation anzuschieben, und dann weitere Zeit, bis die Strömungen eine erhebliche Menge an Wärme im Ozean versenkt haben.

Angesichts dieser Trägheit  in der Reaktion des Ozeans: was wird passieren, wenn die Passatwinde sich demnächst wieder auf normale Stärke abschwächen? Hat sich die „versenkte“ Wärme schon breit verteilt, bevor sie wieder auftauchen kann, oder kommt sie gleich wieder an die Oberfläche, wenn die Winde sich drehen? Unsere Arbeit legt letzteres nahe: wenn wir im Modell die Windanomalien wieder zurückfahren erfolgt eine rasche Erwärmung, die die zunächst ausgebliebene Erwärmung wieder aufholt. Das deutet darauf hin, dass die aktuelle „Pause“ vom Klimasystem rasch vergessen wird, sobald sich die aktuellen Trends der Winde umkehren; die Erwärmung wird dann wieder auf den vorhergesagten Pfad einschwenken.

Natürlich könnten auch andere Faktoren einen Teil zur jüngsten Verlangsamung im Anstieg der globalen Lufttemperatur beigetragen haben: erhöhte Aerosolverschmutzung der Luft, das letzte Sonnenminimum und Probleme mit fehlenden Daten in der Arktis. All die dokumentierten Beiträge zur Pause, von der ozeanischen Wärmeaufnahme über reduzierte Einstrahlung bis zu den Datenlücken, könnten die „Pause“ gleich zweimal erklären. Natürlich kann man diese Faktoren nicht einfach linear zusammenaddieren. Aber dennoch fragen sich viele Experten jetzt, warum in den letzten zehn Jahren nicht sogar eine erhebliche Abkühlung der globalen Durchschnittstemperaturen beobachtet wurde? Oder anders gesagt, warum ist die Differenz zwischen Modellprognosen und Beobachtung nicht noch größer? Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die aktuelle Generation von Klimamodellen möglicherweise eine zu geringe Klimasensitivität aufweist – wie es vor kurzem Sherwood et al im Blick auf die Wolkenphysik argumentierten. Ein Schluss den wohl niemand erwartet hätte, als in den Analysen zuerst die Divergenz von Modell und Beobachtungsdaten in der letzten Dekade auftauchte.

Weblinks

Nature Climate Change hat im aktuellen Heft (März 2014) einen Fokus auf das Thema verlangsamte Erwärmung, mit u.a. einem Feature von Olive Heffernan und zwei Artikeln über die Medienberichterstattung. (Teilweise leider hinter Paywall.)

Interview mit mir zum Thema beim ORF.

Literatur

  1. G. Foster, and S. Rahmstorf, „Global temperature evolution 1979–2010“, Environmental Research Letters, vol. 6, pp. 044022, 2011. http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/6/4/044022
  2. M.H. England, S. McGregor, P. Spence, G.A. Meehl, A. Timmermann, W. Cai, A.S. Gupta, M.J. McPhaden, A. Purich, and A. Santoso, „Recent intensification of wind-driven circulation in the Pacific and the ongoing warming hiatus“, Nature Climate Change, 2014. http://dx.doi.org/10.1038/nclimate2106
  3.  Y. Kosaka, and S. Xie, „Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling“, Nature, vol. 501, pp. 403-407, 2013. http://dx.doi.org/10.1038/nature12534

Stefan Rahmstorf ist Klimatologe und Abteilungsleiter am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und Professor für Physik der Ozeane an der Universität Potsdam. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf Klimaänderungen in der Erdgeschichte und der Rolle der Ozeane im Klimageschehen.

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  1. Mir ist nach diesem Artikel nicht klar, ob die verstärkten Passatwinde und die in den letzten Jahrzehnten gehäuft auftretenden La Ninas
    a) das gleiche
    b) etwas ähnliches
    c) was ganz anderes
    sind.

    Werden die verstärkten Passatwinde denn auch die nächsten Jahre so weiter wehen und Wärme in die Tiefen des Pazifiks schaufeln?
    Falls ja, was bedeutet das für die globale Erwärmung der Luft an der Oberflächeder Erde (also nicht der Meerestiefen).

  2. dann könnten aber auch schwache Pastwinde bzw. weniger La Nina Situationen und die hohe Sonnenaktivität die starke Erwärmung von 1975 bis 2000 verursacht haben, bzw. einen Großteil davon.

    Oder gilt die Wärmespeicherung im Ozean nur in eine Richtung?

    • Hauptursache (beste Schätzung des IPCC liegt übrigens bei ~ 100%) der Erwärmung seit 1975 ist anthropogen, das zeigt einfach die Energiebilanz des Planeten. Die Sonnenaktivität ist z.B. seit den 1970ern nicht gestiegen sondern leicht gesunken. Der Zeitraum 1975-2000 umfasst 25 Jahre, da spielen Schwankungen wie der Wechsel von El Niño zu La Niña nur eine untergeordnete Rolle; über kurze Zeiträume von 10-15 Jahren können sie dagegen der größte Faktor sein. Das sieht man z.B. an unserem oben zitierten Paper (Foster&Rahmstorf), in dem wir mittels Korrelationsanalyse den Effekt von La Niña und El Niño sowie Sonnenzyklen aus der globalen Temperatur herauskorrigiert haben. Am Langzeittrend ab 1979 (Beginn der Satellitenmessungen) ändert das überhaupt nichts; die Verlangsamung in den letzten 10-15 Jahren verschwindet aber komplett.

      • Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf,
        verstehe ich Sie richtig, dass Sie den derzeitigen Erwärmungs-Stillstand auf ENSO – genauer: La Niña – zurückführen, der Erwärmung Ende des 20. Jahrhunderts aber ausschließlich anthropogenen Effekten?

        Ist es nicht vielmehr so, dass multidekadische Oszillationen (z.B. PDO mit einer Periode von 50-70 Jahren) sowohl in ihrer negativen (derzeitige Situation), als auch in ihrer positiven Phase einen signifikanten Einfluss auf die „globale“ Temperatur ausüben?

        Auch Kevin Trenberth schließt sich dieser Sichtweise an:
        http://www.reportingclimatescience.com/news-stories/article/global-warming-pause-due-to-pacific-says-trenberth.html

        „The picture emerging is one where the positive phase of the PDO from 1976 to 1998 enhanced the surface warming somewhat by reducing the amount of heat sequestered by the deep ocean, while the negative phase of the PDO is one where more heat gets deposited at greater depths, contributing to the overall warming of the oceans but cooling the surface somewhat. The Pacific Ocean appears to account for the majority of the decadal variability.“

        Und ist es nicht so, dass man aus dem derzeitigen Stillstand schließen kann, dass natürliche Phänomene einen ebenso großen Einfluss ausüben wie anthropogen eingebrachte Treibhausgase? Andernfalls müsste trotz der derzeitigen negativen Phase die gemessene Temperatur weiterhin ansteigen.

        Für mich ist die direkte Schlussfolgerung, dass höchstens die Hälfte des Temperaturanstiegs Ende letzten Jahrhunderts anthropogenen Ursprungs ist.
        Daraus folgt, dass die Sensitivität der Klimamodelle systematisch zu hoch angesetzt ist und dass die daraus berechneten Effekte (z.B. Stärke des Meeresspiegel-Anstiegs) unrealistisch sind.

        Für eine Stellungnahme wäre ich dankbar.

        MfG
        Werner Kohl

        • Wie schon in früheren Beiträgen hier gesagt: Kevin Trenberth und ich stimmen hier völlig überein. Seine Formulierung „somewhat enhanced“ bedeutet einfach, dass die natürlichen Schwankungen sich dem anthropogenen Erwärmungstrend überlagern, und ihn in manchen Phasen etwas verstärken, in anderen abschwächen. Das ist eigentlich selbstverständlich. Genau dies haben wir übrigens auch in unserem Science-Paper von 2007 auch gesagt, als wir den damals (bis 2006) überdurchnittlich steilen Erwärmungstrend auf natürliche Schwankungen zurückgeführt haben. Das ändert nichts daran, dass der langfristige globale Erwärmungstrend praktisch komplett vom Menschen verursacht wurde. Nur über kurze Zeiträume (wie die Zeit ab 2001) sind die natürlichen Schwankungen so stark, dass sie den anthropogenen Trend komplett ausgleichen können – einfach weil die anthropogene Erwärmung über eine solch kurze Zeit auch nur klein ist, ca. 0,2 °C, und damit im Bereich der natürlichen Schwankungsbreite. Langfristig stimmen die Berechnungen mit den Klimamodellen auch bestens mit den Beobachtungsdaten überein, sodass es keinen Grund gibt, die Sensitivität der Klimamodelle für zu hoch zu halten. (Und sie wird übrigens nicht „angesetzt“ sondern ist ein Resultat dieser Modelle, das sich aufgrund der Modellphysik ergibt.)

          • Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf,
            meines Wissens nach wurde die Sensitivität (incl. Feedback) nie mit hinreichender Genauigkeit bestimmt, weswegen auch die diversen Klimamodelle Variationen der Sensitivität verwenden.

            Für Bedingungen der Erdatmosphäre wird zur Berechnung der Temperaturänderung in Abhängigkeit von der CO2-Konzentrationsänderung oft folgender Näherungs-Ansatz verwendet:
            dT = Lambda * dF
            mit
            dF: radiative Forcing
            Lambda: Sensitivität

            dF = const * ln(C1/C0)
            mit
            C0: Anfangskonzentration
            C1: Endkonzentration

            Mit den oft verwendeten Werten von Lambda = 0.8 K/(W/m2) und const = 5.35 gilt dann:

            dT = 0.8 * 5.35 * ln(C1/C0)

            Beide Konstanten wurden meines Wissens nach unter der Annahme festgelegt, dass eine Verdopplung der CO2-Konzentration zur einer Temperaturerhöhung (incl. Feedback) von 3°C führt, was man anhand obiger Formel leicht verifizieren kann.

            Betrachten wir den Zeitraum 1997 bis 1999 (CO2-Konzentration mit Faktor 0.001 skaliert):
            http://woodfortrees.org/plot/hadcrut4gl/from:1977/to:1999/plot/hadcrut4gl/from:1977/to:1999/trend/plot/esrl-co2/from:1977/to:1999/trend/scale:0.001

            C0 = 333.4 ppm
            C1 = 366.4 ppm
            –> dT = 0.404 °C

            HadCRUT4 global:
            T1 = -0.0253285 °C
            T2 = 0.337529 °C
            –> dT = 0.363 °C

            Wie man sieht,
            – stimmen beide Werte recht gut überein
            – wird die gesamte Erwärmung Ende des 20. Jahrhunderts dem CO2-Anstieg zugeschrieben.

            Wenn aber ein Teil der damaligen Erwärmung auf natürliche Prozesse zurückzuführen ist, ist die Annahme Lambda = 0.8 zu hoch angesetzt.

            MfG
            Werner Kohl

          • Ich fürchte Sie haben (trotz der Ornamentierung mit Formeln) eine völlig falsche Vorstellung davon, wie die Klimasensitivität in der Forschung bestimmt wird. Eine kurze Einführung finden Sie z.B. in unserem Büchlein Der Klimawandel. Oder schauen Sie mal in das oben von Matthew England erwähnte Paper hinein. Und in diesem Video erklärt mein Kollege Andrey Ganopolski den neuesten Stand der Bestimmung der Klimasensitivität aus paläoklimatischen Daten (er war Koautor eines aktuellen Nature Review-Artikels dazu).

          • Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf,
            selbstverständlich war meine mathematische Spielerei nicht so zu verstehen, dass die Sensitivität so „kalibriert“ wurde.

            Wenn ich es recht verstanden habe, wurde die Sensitivität von CO2 allein (z.B. mit MODTRAN) auf gut 1°C pro CO2-Verdopplung bestimmt. Dies ist auch der Wert, von dem der IPCC ausgeht.

            Für die Klimadiskussion ist aber interessant, wie sich die diversen Rückkopplungen – positiv oder negativ – auswirken. Diese sind bisher nicht wirklich verstanden (z.B. Einfluss der Wolken). Versuche der letzten Jahre, die Gesamt-ECS empirisch zu bestimmen, deuten möglicherweise auf einen Wert unter 2°C hin (z.B. Ring et al. 2012, Aldrin et al. 2012, Lewis 2013, Otto et al. 2013). Dieser Wert liegt am unteren Ende der AR5-Abschätzung – oder sogar etwas niedriger.

            Meine Beispielrechnung fußt auf der Annahme, dass eine angenommene Klimasensitivität (z.B. 3°C pro CO2-Verdopplung) sich auch irgendwie in den Temperaturmessreihen widerspiegelt. Wenn Sie diese als Unsinn ansehen, dann bitte ich um Ihre Einschätzung, wieviel Prozent des Temperaturanstiegs Ende des letzten Jahrhunderts anthropogenen Ursprungs sind. 100% passt der „Formel-Ornamentierung“ zufolge zu einer Sensitivität von 3.

            Ihr Büchlein würde ich mir gerne zulegen, falls dort dieses Thema hinreichend tief behandelt wird. In der Kapitelübersicht finde ich dieses Thema jedoch nicht.

    • „Global Warming Pause Due To Pacific Says Trenberth“:
      http://www.reportingclimatescience.com/news-stories/article/global-warming-pause-due-to-pacific-says-trenberth.html

      „The picture emerging is one where the positive phase of the PDO from 1976 to 1998 enhanced the surface warming somewhat by reducing the amount of heat sequestered by the deep ocean, while the negative phase of the PDO is one where more heat gets deposited at greater depths, contributing to the overall warming of the oceans but cooling the surface somewhat. The Pacific Ocean appears to account for the majority of the decadal variability.“

    • danke für die Antwort.
      Ich kenne die IPCC Reporte und die sg. best estimates recht gut, denke aber nicht, dass man alles
      zu 100% als Fakten sehen muss.
      So bezweilfle ich, dass die Erwärmung (wir können sie gerne auf 20a begrenzen) von 1980 bis 2000 zu fast 100% anthropogen sein soll. Die Insolation muss man zeitlich ähnlich betrachten, wie das forcing über Treibhausgase und erstere war nun mal über die erste Hälfte des 20. Jhdt´s wesentlich geringer, als über die letzten Dekaden, auch wenn diese minimal abnahm bzw. ebenfalls auf hohem Niveau (immer im Vergleich!) stagnierte. In Kombination mit der Serie an teils kräftigen El Nino Ereignissen und einem positiven Schnee/Eis Albedo Feedback usw. ist es also durchaus vorstellbar, dass ein Teil dieses bisweilen letzten rasanten Erwärmungsschubes eben auf interne Variabilität zu führen ist, vielleicht soagr der wesentliche Teil. So lässt sich auch die gegenwärtige Stagnation der Temperaturen besser erklären.

      MfG

      Jochen

    • Jochen B.
      Das ist nur scheinbar der Fall, La Nina/El Nino verteilen nur die Wärme unterschiedlich. Bedenken Sie, dass die einzige nennenswerte Energiequelle die Sonne ist, und die Erde ihre Energie nur über Wärmestrahlung ab einer Gewissen Höhe der Atmosphäre verlieren kann. Ist die Summe zwischen eingehender und herausgehender Strahlung null, dann ist das Klima konstant (was es eigentlich nie ist). Im Falle von La Nina Dominanz wird schlicht die Wärme in tiefere Schichjten abgeführt, und da wir nur an der Oberfläche messen, führt das zu einer scheinbaren Stagnation oder sogar abkühlung. Die wärme ist aber nicht weg, sondern nur für späteren Gebrauch gespeichert.
      Im Falle von El Nino Dominanz wird die Oberfläche der Ozeane mehr erwärmt, was zu einer Zunahme der gemessenen Temperaturen führt.
      Es bleibt aber dabei, dass Ozeanische Zyklen, niemals zu einer Erwärmung des Gesamtsystems führen, sondern dass hier ausschliesslich die Strahlungsbilanz des Planeten massgeblich ist.

      • wenn nur alles so einfach wäre…

        siehe ua hier, besonders Teile 1-7 und weitere. Sehr interessant und wissenswert.:
        http://scienceofdoom.com/2013/10/17/ghosts-of-climates-past-part-five-obliquity-precession-changes/

        Es ist schon richtig, dass die sg. Strahlungsbilanz die bodennahen Mitteltemperaturen determiniert, allerdings können auch die genannten Phasen der Ozeane ihrerseits die Strahlungsbilanz beeinflussen und diese wiederum die Zustände der Ozeane und der Atmosphäre selbstredend.

        Übrigens ist es doch sehr interessant, wenn man heute annimmt, große Energiemengen werden in hunderten und tausenden m Tiefe der Weltmeere „abgelagert“ bzw. gespeichert. Nicht dass ich diesen Prozess für sehr unwahrscheinlich halte, nur wäre er gleichzeitig ein enormer Klimastabilisator, denn sagen wir mal mehere K Erwärmung der Oberfläche bzw. der Troposphäre würden über hunderte m dicke Wasserschichten verteilt gerade mal wenige hundertstel K ergeben und wenn diese nur langsam wieder ins System Oberfläche Atmosphäre zurückfließen, was sehr wahrscheinlich ist, dann handelt es sich um einen gewaltigen Puffer, der die paar W/m² an THG forcing wörtlich verpuffen lassen könnte…

        Viele Theorien klingen logisch und man glaubt, man hätte das Klima annähernd verstanden. Nicht mal das Kommen und Gehen der großen Eiszeiten ist ausreichend verstanden und entsprechend unsicher ist alles, was in die Zukunft projeziert wird.

        • Wie groß schätzen Sie denn den Effekt der Ozeane ein? Wir sprechen hier doch nur von einem „Hinterherhinken“ der globalen Temperatur hinter dem Strahlungsantrieb um einige Zehntel Grad aufgrund der thermischen Trägheit der Ozeane. Die lässt die Wirkung der Treibhausgase keineswegs verpuffen, sondern nur mit einer gewissen Verzögerung eintreten – genau wie ihr Wasserkessel auf dem Herd nicht sofort heiß wird, wenn Sie das Gas einschalten.

          Eiszeiten werden seit den 90er Jahren erfolgreich in Klimamodellen simuliert – siehe z.B. unseren Spektrum-Artikel Eiszeitsimulation im Computer von 1998.

          Natürlich ist nicht jeder Aspekt schon verstanden – trotzdem ist sicher, dass mehr CO2 in der Luft zu Erwärmung des Klimas führt und umgekehrt. Ohne diesen Faktor könnte man übrigens die Eiszeiten überhaupt nicht verstehen. Der Temperaturanstieg durch unsere CO2-Emissionen läuft seit 35 Jahren wie vorhergesagt ab.

          • das „Hinterherhinken“ in Folge der enormen Wärmekapazität der Ozeane hat wohl kaum etwas mit dem hier genannten „Phänomen“ der Passatwinde bzw. dem „Zwischenlagern“ von Energie in den tieferen Schichten der Ozeane zu tun.

            „all climate models are wrong, but some are usefull“
            Sie meinen also, man könne seit den 90er Jahren die Eiszeiten erfolgreich simulieren. Ok, auf wie viele verschiedene Arten? 20, 30 mehr? Wie werden die wesentlichen Paramater jeweils „getuned“? Was treibt den relativ raschen Temp. Anstieg nach den glazialen Maxima an? Die Insolation ändert sich über Jahrhunderte ja nur minimal, global mit einigen mW/Jahrhundert, regional etwas mehr, aber vergleiche: das heutige CO2 forcing beträgt ca. 1,3W/Jahrhundert, was selbst die Insolationsänderungsraten um 60°N zu den gefragten Zeiten um etwa das 40 fache übertrifft usw…

            Ein höchst komplexes Thema, was hier im Moment nicht wirklich on topic ist und den Rahmen für Blogs im allg. sprengt.
            Sollten sie es aber tatsächlich geschafft haben, die Eiszeitzyklen der letzten 0,5Mio. Jahre zu simulieren, wären wir alle an den vorgenommenen Parametriesierungen, dem Programm Code und allen gröberen und feineren tunings höchst interessiert. Wenn irgendwann und -wo dafür Platz bleibt. Und, dass man unbedingt die „nachhinkenden“ Treibhausgase für diese Erklärungen benötigt, ist definitiv nicht korrekt! Sie helfen, die Amplitude zu erklären, sind aber bei den relativ rasanten Umstellungen sozusagen wertlos.

          • Gibt es Modellvorstellungen, daß der verstärkte Wärmetransport in den Ozean eine direkte Folge der schnellen Aufheizung der Atmosphäre
            während der 80-er und 90-er Jahren ist? Möglicherweise führte diese zu einer grösseren Temperaturdifferenz zwischen Atmosphäre und Ozean
            als in den Zeiten davor (stimmt das?) Ist also das System bestrebt,
            (nach Erreichen eines gewissen Schwellwerts des Temperaturunterschieds) diese mittels verstärkter Passatwinde auszugleichen?
            Legen die Modelle die Existenz solch eines Schwellwerts nahe? Wenn ja, kehren sich die Verhältnisse sofort um, wenn der Schwellwert nach erfolgter Erwärmung der oberen Ozeanschicht wieder unterschritten wird
            oder verzögert sich die Wiederaufnahme des atmosphärischen Erwärmungstrends aufgrund eines Hystereseeffekts?

  3. „möglicherweise eine zu geringe Klimasensitivität aufweist “

    Wenn ich das richtig verstehe, wäre das alles in allem also ein Indiz dafür, das die Klimamodelle zu konservativ sind und die zu erwartende Erwärmung stärker ausfällen würde, als bisher angenommen. Korrekt?

    Wenn das stimmt, gibt es dazu eine vorsichtige Schätzung, was genau das in Zahlen bedeuten würde und betrifft das alle bisherigen Modelle?

    MfG

  4. Mich würde jetzt nur interessieren, wie die Klimaskeptiker diese aktuellen Diskussionen um die Relativierung der Oberflächentemperatur auffassen und was die zu den neuen Hinweisen aus der Klimaforschung sagen. Denn das Kartenhaus der Klimawandelleugner fällt doch mehr und mehr in sich zusammen.
    Welches ist die im deutschsprachigen Raum repräsentativste Seite der Klimaskeptiker?
    Mfg
    LH

  5. „rezente Zunahme der Passatwinde beispiellos seit Beginn der Aufzeichnungen“

    Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf,
    es wäre gut gewesen, wenn Sie die Randbedingungen näher spezifiziert hätten.

    Laut Bob Tisdale
    http://bobtisdale.wordpress.com/2014/02/10/quick-comments-on-england-et-al-2014/
    gab es vor Beginn der Satellitenaufzeichnungen Ende der 70er Jahre nur sehr lückenhafte Aufzeichnungen der Windstärke, wodurch die Analyse früherer Werte stark fehlerbehaftet ist.

    Angesichts multidekadischer Oszillationen der Perioden 50-70 Jahre erscheint mir das Wort „beispiellos“ etwas gewagt. Wir wissen doch gar nichts genaues über die historische Entwicklung pazifischer Windstärken.

    MfG
    Werner Kohl

    • England et al. zeigen verschiedene Datensätze der Passatwinde ab 1910. Die letzten zehn Jahre liegen so weit außerhalb aller früheren Werte, dass ich es trotz Unsicherheiten völlig gerechtfertigt finde, dass er diese Entwicklung in seinem Beitrag „beispiellos seit Beginn der Aufzeichnungen“ nennt.

      Ich empfehle generell, sich an seriöse wissenschaftliche Quellen zu halten und seine Zeit nicht mit den reflexhaften Gegenreaktionen der „Klimaskeptiker“-Websites a la Tisdale gegen alle unbequemen Ergebnisse der Klimaforschung zu verschwenden…

  6. Hallo Herr Rahmsdorf,

    Ich würde gerne meine Frage @1 wiederholen. Mit etwas Glück finden Sie die Zeit darauf einzugehen:

    Steht zu erwarten, dass der Transport von Wärme aus der Atmosphäre in den Pazifik durch die verstärkten Passatwinde der letzten Jahre in diesem Maße weitergeht?
    Oder ist eine solche Prognose zur Zeit einfach nicht möglich?

    • England et al. untersuchen diese Frage, siehe letzte Abbildung oben. Die drei gestrichelten Szenarien (hellgrün, dunkelgrün, schwarz) nehmen an, dass die Passatwinde ab jetzt wieder abnehmen, konstant bleiben bzw. weiter zunehmen. In allen drei Fällen steigt die globale Temperatur weiter, nur eben unterschiedlich schnell.

  7. Wenn (Zitat) „die globale Durchschnittstemperatur als Maß für die Klimavariabilität und –trends unseres Planeten „ gelten kann und (Zitat)„dieses Maß so viele Beulen und Zacken, Pausen und Beschleunigungen aufweist“, dass es über kürzere Zeiträume kein Mass für den langfristigen Erwärmungstrend ist, dann müsste man vermehrt auf andere Grössen setzen um den Langzeittrend zu eruieren. Der Wärmeinhalt der Ozeane ist eine solch andere Grösse,ist aber schwierig in der nötigen Genauigkeit von Hundertselgraden im ganzen Ozean zu bestimmen. Immerhin scheinen hier die Argo-Treibbojen die Datenlage verbessert zu haben. So weit verbessert, dass man darüber nachdenken müsste dieses Messnetz noch deutlich auszubauen. In der Öffentlichkeit sollte man vielleicht vermehrt darauf hinweisen, dass Klimatrends anhand der Oberflächentemperatur nur über Zeiträume von deutlich mehr als 30 Jahren klar zutage treten. Kürzlich hat die Royal Society ein für die Öffentlichkeit bestimmtes Booklet mit dem Titel Climate Change Evidence & Causes herausgegeben, in dem auch Temperaturkurven mit jährlicher, 10-jähriger, 30-jähriger und 60-jähriger Mittelung gezeigt werden. Erstaunlich daran finde ich die Kurve für die 60-jährige Mittelung. Sie ist absolut glatt und leicht konvex, was die beschleunigte Erwärmung anzeigt.

  8. Bleibt aber eine Frage offen: Weshalb sind die Passatwinde (derart viel) stärker? Ganz normaler Vorhang innerhalb IPO, ENSO etc. oder eine Folge des sich ändernden Klimas (sprich, vielleicht sind so starke Passatwinde eine Auswirkung eines neuen, wärmeren Gleichgewichtsklima)? Gibt es da Abschätzungen, Ideen oder Vermutungen?

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