TV-Doku: Prüfstand Klimamodell

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Prüfstand Klima – Die Validierung von Klimamodellen mit historischen Daten und internationaler Analyse

In den Naturwissenschaften gehört die experimentelle Überprüfung von Modellen zum Tagesgeschäft. Für Klimamodelle ist dies jedoch schwierig, da sie im Labor nicht machbar ist und Daten aus großen Zeiträumen erfordert. In meiner TV-Doku Prüfstand Klima  für HYPERRAUM.TV blicke ich also etwas  hinter die Kulissen dieser komplexen Aufgaben – und das mit zwei Experten, die am Hamburger Klima-Exzellenzcluster forschen – eine der wichtigen Schmieden deutscher Klimawissenschaft. Detlef Stammer ist als Direktor des Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit gleichzeitig Sprecher des Hamburger Exzellenzclusters. Jörn Behrens, an der Uni Hamburg Professor für numerische Methoden in den Geowissenschaften, befasst sich als Mathematiker mit der Entwicklung neuer Verfahren für die verbesserte Klimamodellierung, auch und gerade im Bereich der kleinskaligen Phänomene, der nach Meinung der Experten heute noch die größten Defizite bei den Klimamodellierung aufweist.

Die internationale Forschungs-Gemeinschaft der Klimamodellierer validiert die Modelle heute mit zwei Methoden: zum einen über Messungen und Aufzeichnungen historischer Klimadaten, zum anderen aber auch durch den Vergleich unterschiedlicher Methoden und Berechnungsverfahren des Erdsystems, die sich seit den neunziger Jahren zu immer umfangreicheren Programmen entwickelt haben. So werden die Algorithmen zwar im wissenschaftlichen Wettbewerb entwickelt, aber auch durch einen weltweit standardisierten Prozess der Programme gegenseitig analysiert und so laufend verbessert. Denn die Gemeinschaft der Klimaforscher  steht aufgrund der gesellschaftlichen Diskussion um den Klimawandel viel stärker in der Öffentlichkeit als Vertreter anderer Forschungsbereiche. Vielleicht auch deshalb versucht gerade diese Science Community mit solch erheblichem internationalen Aufwand, die von unterschiedlichen Forschergruppen entwickelten Modelle und numerischen Berechnungsverfahren nicht nur an historischen Daten  zu validieren, sondern auch untereinander in einem weltweit standardisierten Analyseprozess der dafür eingesetzten Software laufend zu verbessern. Dabei werden vorgegebene Randbedingungen und standardisierte Szenarien in die unterschiedlichen Klimamodelle eingespeist und die Ergebnisse von zahlreichen Forschungsgruppen verglichen. Die neuesten Erkenntnisse werden der Weltöffentlichkeit übrigens vom Weltklimarat der Vereinten Nationen – dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) – regelmäßig vorgestellt.

Das Klimasystem ist kein Monolith, sondern besteht aus  etlichen Einzelkomponenten, jedes dieser Teilsysteme erfordert unterschiedliche Daten und Validierungsansätze. Auch der Unsicherheitsfaktor, der durch die mathematische Vereinfachung der Modelle entsteht, variiert für die einzelnen Module. Die wesentlichen Bausteine des  irdischen Klimasystems: Atmosphäre – Hydrosphäre (Ozeane, Flüsse, Seen) – Biosphäre (Fauna, Flora) – Lithosphäre (feste, unbelebte Erde) und Kryosphäre (Eis, Gletscher, Permafrost) sowie Modelle für die Atmosphärenchemie, und das mit wachsender Bedeutung im Kontext der zunehmenden Integration kleinskaliger Prozesse.

Das Klima ist ein offenes System, das bedeutet: Es wird nicht nur durch die Wechselwirkung der inneren Prozesse gesteuert, sondern auch durch Veränderungen von außen angetrieben – beispielsweise von der Sonneneinstrahlung. Der Fachmann spricht von der Strahlungsbilanz – der im Tages- und Jahreszyklus schwankende Energie-Haushalt des Planeten. Er beschreibt die  Differenz zwischen der auf die Erde treffenden Sonneneinstrahlung und der Abstrahlung von Wärme zurück in den Weltraum. Diese Kraft der Sonne bildet einen laufenden Antrieb des Klimasystems von außen. Doch auch Erdbeben und Vulkanismus sind solche äußeren Störfaktoren, die das Gleichgewicht im Klimasystem aus dem Inneren der Erde unregelmäßig beeinflussen. Bis heute ist der irdische Vulkanismus für das Klima von großer Bedeutung. Zuletzt gibt es einen, wenn auch nur extrem seltenen Vorgang von außen, der in das Klima des blauen Planeten jedoch massiv eingreifen kann: der Einschlag eines großen Asteroiden – oder auch der Mensch mit seinem CO2-Ausstoß!

Um diese zahlreichen Faktoren und ihre Bedeutung für das Klima zu verifizieren, sind historische Daten die Grundlage. Heute werden sie von zahlreichen Erdbeobachtungs-Satelliten erfasst, doch je weiter zurück in die geogeschichtliche Vergangenheit man blicken will, um Daten für langfristige Temperaturveränderungen zu erfassen, desto schwieriger wird das. So nehmen Klimaforscher für die Validierung alles an klimarelevanten Datenquellen, was sie kriegen können – kreative Ansätze mit  eingeschlossen! Sogar Aufzeichnungen in Kirchenbüchern oder Wetterinformationen aus Gemälden werden zur Bestimmung der irdischen Klimavergangenheit herangezogen! Noch weiter zurück kann der validierende Paläo-Klimaforscher die Temperatur zumindest durch indirekte Messungen erfassen, sogar das Eis tief unter der Oberfläche oder Tropfsteine tief in Höhlen geben dank chemischer Analysen Aufschluss darüber, wie das Klima in früheren Epochen auch weit vor dem Auftreten des Menschen auf dem blauen Planeten war.

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Ich habe viele Jahre journalistisch im Bereich Wissenschaft und Technologie gearbeitet, später dann mit meiner kleinen Beratungsfirma als Medienexpertin. 2010 erfüllte ich mir meinen großen Traum und gründete den Spartensender HYPERRAUM.TV, für den ich eine medienrechtliche Rundfunklizenz erteilt bekam. Seither mache ich als One-Woman-Show mit meinem „alternativen TV-Sender“ gewollt nicht massentaugliches Fernseh-Programm. Als gelernte Wissenschaftshistorikern habe ich mich gänzlich der Zukunft verschrieben: Denn die Vergangenheit können wir nur erkennen, die Zukunft aber ist für uns gestaltbar. Wir sollten versuchen, nicht blind in sie hinein zu stolpern!

25 Kommentare

  1. Ein Vulkanausbruch ist ein einfaches Beispiel einer möglichen kurz- bis mittelfristigen Störung des regionalen bis globalen Klimasystems. Nach ein paar Jahren schwindet der Einfluss eines auch grösseren Vulkanausbruchs aber meist.

    Ganz anders verhält es sich etwa bei der Gletscherschmelze in einem stetig wärmer werdenden Klima. Die hält sehr lange an – so lange eben bis der Gletscher eventuell vollkommen abgeschmolzen ist. Was sehr lange dauern kann. Im Fall des grönländischen Eisschildes viele hundert Jahre. Und beim antarktischen Eisschild mit Auswirkungen auf das globale Klima und teils irreversiblen Auswirkungen: Ist der Westantarktische Eisschildes beispielsweise einmal abgeschmolzen bleibt er auch bei Rückgang der Temperaturen abgeschmolzen.

    Gemäss The hysteresis of the Antarctic Ice Sheet müssten die Temperaturen 1 Grad unter den Temperaturen der vorindustriellen Zeit liegen, damit der einmal abgeschmolzene westantarktische Eisschild wieder an Masse zulegte.
    Dazu kommt noch, dass die gewaltigen Schmelzwasserflüsse, die beim Abschmelzen von Teilen der Antarktis entstehen globale Auswirkungen haben. Die heutigen Standardklimamodelle scheinen das noch zu wenig zu berücksichtigen.

    Gemäss Future climate response to Antarctic Ice Sheet melt caused by anthropogenic warming würde bei einem Abschmelzszenario die Ozeanoberfläche um die Antarktis stark abkühlen und von einer dicken Eisschicht bedeckt werden. Bis zum Jahr 2250 würde die globale Erwärmung durch den antarktischen Abschmelzprozess zudem deutlich gebremst, der Nordpol würde weniger schnell im Sommer eisfrei werden und der Golfstrom würde sich weniger stark abschwächen als ohne Antarktisschmelze. Hier ein Auszug aus der Zusammenfassung:

    Hier berichten wir über Klimasimulationen über mehrere Jahrhunderte (Gegenwart-2250), die mit einem gekoppelten numerischen Modell unter den zukünftigen Treibhausgas-Emissionsszenarien IPCC RCP4.5 und RCP8.5 durchgeführt wurden, wobei Schmelzwasser und Eisabfluss durch ein dynamisch-thermodynamisches Eisschildmodell bereitgestellt wurden. Die Berücksichtigung des antarktischen Abflusses erhöht die Temperatur des Ozeans am Eisrand um >1°C im Vergleich zu Simulationen, die den Abfluss ignorieren. Im Gegensatz dazu verzögern die Ausdehnung des Meereises und die um 2° bis 10°C kühleren Oberflächenluft- und Oberflächenozeantemperaturen im Südlichen Ozean den Anstieg der projizierten globalen mittleren anthropogenen Erwärmung bis 2250. Zusätzlich werden der projizierte Verlust des arktischen Winter-Meereises und die Abschwächung der atlantischen meridionalen Umwälzzirkulation um mehrere Jahrzehnte verzögert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Schmelzwassereintrag von Eisschilden genau berücksichtigt werden muss, um zuverlässige Klimavorhersagen machen zu können.

    Eines lässt dich jedenfalls mit ziemlicher Sicherheit sagen:
    Der Klimawandel wird die Menschheit noch einige Jahrhunderte beschäftigen.

    Die Industrialisierung begann vor 200 Jahren. Der dadurch ausgelöste Klimawandel aber wird in 200 Jahren noch nicht abgeschlossen sein.

    • Der Klimawandel hat bereits kaum noch umkehrbare Prozesse angestossen wie etwa die Gletscherschmelze inklusive dem Abschmelzen der grossen Eisschilde in der Arktis und Antarktis.
      Doch ein Emissionsstopp im Jahre 2050 oder 2080 würde dennoch einen grossen Unterschied ausmachen. Neuere Studien zeigen nämlich, dass 10 Jahre nach Emissionsende die Temperaturen und die atmosphärischen CO2-Konzentrationen bereits wieder zu sinken begännen.
      Für die Politik und das Publikum wäre es interessant in Erfahrung zu bringen wie das Klima im Jahre 2200 mit und ohne Emissionsstopp aussehen würde. Heutige Klimamodelle sollten da eigentlich Auskunft geben können.

      • Ergänzung: Es gibt bis jetzt keine offiziellen, keine IPCC-Klimaszenarien, welche explizit von einem Emissionsstopp ausgehen. In meine Augen ist das ein grosses Versäumnis, denn viele Länder haben ja bereits einen Emissionsstopp im Jahr 2050 angekündigt und selbst China will bis 2060 klimaneutral werden. In meinen Augen bräuchte es deshalb Klimaszenarien, die bis ins Jahr 2200 reichen und die von einem globalen Emissionsstopp im Jahr 2060 (wohl der frühest mögliche Zeitpunkt) oder alternativ im Jahr 2080 ausgehen.
        Die jetzt aktuellen Klimaszenarien heissen:

        – SSP1: Der nachhaltige und grüne Weg. – Die Welt beschreitet allmählich einen nachhaltigen Pfad.
        – SSP2: Der mittlere Weg. – Die bisherige Entwicklung setzt sich in die Zukunft fort. Die Entwicklungen beim Einkommen in den einzelnen Ländern gehen weit auseinander.
        – SSP3: Regionale Rivalitäten. – Eine Wiederbelebung des Nationalismus und regionale Konflikte rücken globale Themen in den Hintergrund.
        – SSP4: Ungleichheit. – Die Kluft zwischen entwickelten Gesellschaften, die auch global kooperieren, und solchen, die auf einer niedrigen Stufe der Entwicklung mit niedrigem Einkommen und geringem Bildungsstand verharren, nimmt weiter zu.
        – SSP5: Die fossile Entwicklung. – Die globalen Märkte sind zunehmend integriert, mit der Folge von Innovationen und technologischem Fortschritt. Die soziale und ökonomische Entwicklung basiert jedoch auf der verstärkten Ausbeutung der fossilen Brennstoffressourcen mit einem hohen Kohleanteil und einem energieintensiven Lebensstil weltweit.

        Diese Szenarien gehen in meinen Augen von einer falschen Prämisse aus: von der Prämisse, dass politische und soziale Faktoren die weiteren Emissionen bestimmen. Es ist so ähnlich wie wenn man sagen würde, wenn China und andere jetzt autokratisch geführte Länder demokratischer werden, dann sinken in der Folge die Emissionen. Das ist in meinen Augen eine völlig falsche Annahme. Denn auch ein autokratisch regiertes China oder ein unter Narendra Modi nationalistisch/hindu-ethnisch geführtes Indien kann sich zum Emissionsstopp entschliessen – und sie tun es ja bereits, mindestens China.

        Meine Sicht ist folgende: Ein Emissionsstopp noch in diesem Jahrhundert ist fast unabhängig von der politisch/sozialen Entwicklung in der Welt zu erwarten, selbst wenn nur ein paar grosse Länder wie China und die USA sich zu einem Emissionsstopp entschliessen. Denn die übrigen Länder, die die keine Absichten haben, kommen dann unter Druck und müssen früher oder später nachziehen.

        Fazit: Die Aussichten sind gut, dass wir noch in diesem Jahrhundert zu einem Emissionsstopp, mindestens aber zu CO2-Emissionen pro Person von weniger als 1.5 Tonnen pro Jahr kommen. Solch ein Szenario sollte zu einem offiziellen IPCC.Emissionsszenario werden.

      • Der IPCC sieht das aber nicht so, wie Sie, Martin Holzherr.

        Zum Abschmelzen der Eisschilde schreibt er im SR15 von 2018, wobei sich die Aussagen auf den dadurch verursachten Anstieg des Meeresspiegels beziehen:

        „The timescale for eventual loss of the ice sheets varies between millennia and tens of millennia and assumes constant surface temperature forcing during this period. Were temperature to cool subsequently, the ice sheets might regrow although the amount of cooling required is likely to be highly dependent on the duration and rate of the previous retreat.”
        “The Antarctic ice sheet can contribute both positively and negatively to future GMSL rise by, respectively, increases in outflow (solid ice lost directly to the ocean) and increases in snowfall (due to the increased moisture-bearing capacity of a warmer atmosphere).”
        Bitte beim Lesen dieser Aussagen beachten: die Klimamodelle und die daraus resultierenden Szenarien reichen nur bis ins Jahr 2100. Deshalb ist die Prognose für den grönländischen Eisschild mit tausenden bis zehntausenden Jahren weit entfernt von berechneten oder berechenbaren “Zukünften”. Ich gehe davon aus, dass Frau Päch diese “Reichweite” der Modellberechnungen hier bestätigen kann.
        Außerdem, Herr Holzherr, sollten Sie mal ab und zu beim Polarportal des DMI und bei “Greenland today” des NSIDC reinschauen und neben der aktuellen Entwicklung des Eisschilds auch die letzten Jahre seit Beginn der Messungen und Berechnungen verfolgen. Wenn Sie dies täten wüssten Sie, dass das Abschmelzen Grönlands seit 2012 stark zurückgeganngen ist, auch wenn es 2019 nochmal einen starken Masseverlust gab. In den Jahren 2017, 2018 und 2020 dagegen war der Masseverlust laut beider Organisationen minimal bis Null, laut DMI könnte es 2017 und 2018 sogar ein Summe ein leichter Massgewinn gewesen sein.

        • @Wolfgang Richter: Ein totales Abschmelzen der polaren Eisschilde dauert tatsächlich tausende von Jahren. In den beiden von mir verlinkten Studien geht es aber „nur“ gerade um das westantarktische Eisschild von dem die meisten Antarktisforscher annehmen, dass es bereits dem Untergang geweiht ist – also auch bei wieder sinkenden Temperaturen abschmelzen wird.

          Gut, dass sie die IPCC-Berichte zitieren, denn in diesen kommen die grossen Unsicherheiten in Bezug auf das Verhalten der Eisschilde zum Ausbruch. Diese Unsicherheit gibt es auch heute noch. Der von mir zitierte Forschungsartikel Future climate response to Antarctic Ice Sheet melt caused by anthropogenic warming kommt beispielsweise zum Schluss, dass die grisse Menge des zu erwartenden Antarktis-Schmelzwassers zu einer Eisschicht im circum-antarktischen Ozean führen wird und dass es vorübergehend zu einer Verlangsamung der globalen Erwärmung beitrage. Andere Berichte sehen diesen globalen Einfluss nicht.

          Was die geringeren Schmelzraten des grönländischen Eisschildes seit 2012 betrifft, lässt sich daraus für die weitere Zukunft wenig voraussagen. Tatsächlich spielt das Wetter und das Ausmass der Bewölkung eine Rolle, aber auch warme Strömungen in Richtung Grönland müssen berücksichtigt werden.

          In letzter Zeit gab es aber mehrere Forschungsberichte, die bei einer globalen Erwärmung von 2 Grad Celsius bereits ein langfristiges Abschmelzen des grönländischen Eisschildes voraussagen.

          Für mich ergibt sich folgendes Gesamtbild: Nicht nur die Gletscher in den mittleren Breiten schmelzen ab, sondern auch die polaren Eisschilde schrumpfen und werden das mehrere hundert Jahre lang tun wenn nicht die Temperaturen sogar unter die vorindustriellen fallen.

          Ganz ausschließen kann man aber auch verstärkten Schneefall in der Antarktis nicht.

          Fazit: Die Zukunft der polaren Eisschilde ist ungewiss. Es sind jedenfalls grosse Veränderungen in den nächsten Jahrhunderten zu erwarten.

          • Erlauben Sie mir die etwas “forsche” Zusammenfassung des erwarteten zukünftigen Verhaltens der beiden Eisschilde aufgrund der von mir und von Ihnen genannten Quellen:
            Etwas Gewisses weiß man nicht – alles nur Vermutungen, die wieder auf andern Vermutungen und Annahmen aufsetzen.

          • Man weiss gemäss einer ESA-Website aus 2012 folgendes: Das Abschmelzen des antarktischen und grönländischen Eisschildes hat zwischen 1992 und 2012 den Meeresspiegel um 11.1 mm erhöht, was etwa 20% des Meeresspiegelanstiegs ausmachte.
            GRACE und die Folgesatelliten messen seit 2002 den Massenverlust des antarktischen und grönländischen Eisschildes. Gemäss GRACE verliert die Antarktis jährlich 149 Gigatonnen an Eis (3 Mal die Nasse des Bodensees) und Grönland verliert 279 Gigatonnen an Eis pro Jahr ( 5 bis 6 Mal die Masse des Bodensees).

            Neuere Studien schätzen, dass jetzt pro Jahr 6 Mal soviel Eis verloren geht wie in den 1990er Jahren.

            Fazit: Das Abschmelzen der polaren Eisschilde trägt zunehmend zum Meeresspiegelanstieg bei.

      • Daten, Daten sind sozusagen cool, Herr Holzherr, vgl. bspw.mit den GISS-Daten :

        -> https://data.giss.nasa.gov/gistemp/tabledata_v4/GLB.Ts+dSST.txt

        Ansonsten sind Klimamodelle stochastischer Art, die sog. Ratelehre meinend, Sie dürfen da, Herr Holzherr, keine fixen Prognosen erwarten.
        Zynisch, ursisch formuliert wird es auch terrestrisch wärmer, wenn es nicht wärmer wird. [1]

        Insgesamt hofft Ihr Langzeit-Kommentatorenfreund darauf, dass die sog, Klimasensitivität, vgl. hiermit :

        -> https://de.wikipedia.org/wiki/Klimasensitivität (K-Probe : ‘Bei ausschließlicher Betrachtung der im Labor messbaren Strahlungswirkung von CO2 ergibt sich bei einer Verdoppelung der Konzentration eine Klimasensitivität von 1,2 °C.’)

        …nicht so-o ausfallen wird, dass der hier gemeinte Primat, der Mensch nicht beizeiten uni- oder multilateral dieses Problem angemessen bearbeiten (“lösen”) wird, was sofort klar werden könnte, wenn in Betracht gezogen bleibt, dass die sich anbahnende terrestrische Erwärmung von vielleicht 5 K erst bis ca. 2500 eintreten wird oder könnte.

        Dr. Webbaer mag die werte hiesige Inhaltegeberin wegen ihrer Verständigkeit und, ganz nebensächlich womöglich, auch wegen Herbert W. Franke.

        MFG
        Dr. Webbaer

        [1]
        Ganz ernst gemeint und als “klimatreu” den aktuellen klimatologischen Modellen folgend, ich bin wissenschaftlich orientiert, nicht irgendwie esoterisch grundiert,

    • @Herr Holzherr:

      Eines lässt dich jedenfalls mit ziemlicher Sicherheit sagen:Der Klimawandel wird die Menschheit noch einige Jahrhunderte beschäftigen.

      Das finde ich ein sehr interessante Feststellung. Sie zeigt, wie stark wir mit unserem exponentiellen Wachstum auch die Veränderungen exponentiell ansteigen lassen. Das Thema, was exponentiell faktisch bedeutet, haben viele wahrscheinlich nicht verstanden. Und auch ich ertappe mich dabei, obwohl ich theoretisch weiß was exponentielles Wachstum bedeutet, dass ich manches in der praktischen Anwendung intuitiv falsch schätze.

      • @SusannePäch (Zitat):

        „ Sie zeigt, wie stark wir mit unserem exponentiellen Wachstum auch die Veränderungen exponentiell ansteigen lassen.“

        Ja, wobei das Wachstum meist S-förmig ist und von einem sehr tiefen Niveau auf ein sehr hohes Niveau geht. In Bezug auf den Wohlstand haben wir dieses S-förmige Wachstum: Zwischen 1800 und 1850 lag das jährliche Wirtschaftswachstum in den sich industrialisierenden Ländern in Europa zwischen 2 und 2.5 Prozent um sich dann in der Phase der Hochindustrialisierung zwischen 1850 und 1914 zu beschleunigen. Jährliche Wachstumsraten über 5% gab es in der Nachkriegszeit zwischen 1950 und 1980, seither ist das Wachstum in Europa moderat.
        China hat die Industrialisierung in 40 Jahren nachvollzogen mit jährlichen Wachstumsraten von etwa 10% zwischen 1970 und 2010, auf der Warteliste stehen Indien und ganz Afrika.

        Die Welt war vor 300 Jahren noch ein Armenhaus und erst ab 1800 stieg das Pro-Kopf Bruttoinlandprodukt in Europa und den USA auf Werte über 5000 Dollar pro Jahr, denn zu Beginn der Industrialisierung (ab 1750) wurde das Wirtschaftswachstum noch vom Bevölkerungswachstum übertroffen. Im Jahr 2020 liegt das Pro-Kopf BIP in Europa und den USA über 30‘000 Dollar pro Kopf, im weltweiten Durchschnitt aber erst bei 10‘000 Dollar pro Kopf. Weltweit steht uns also noch ein Gesamt- Güterwachstum um mindestens den Faktor 4 bevor, denn weltweit steigt neben dem BIP auch noch die Bevölkerung.

        Der Grund, dass uns die Erdsystemerwärmung auch in 200 oder 500 Jahren noch begleiten wird und das selbst wenn ab dem Jahr 2080 die Emissionen von Treibhausgasen auf 0 sinken liegt aber an der Trägheit des Systems. Bis die atmosphärischen CO2-Werte wieder auf Werte um 300 bis 350 ppm fallen dauert es auch nach Emissionsstopp noch mehrere hundert Jahre und bis die weltweite Gletscherschmelze und die Schmelze der polaren Eisschilde aufhört dauert es ebenfalls so lang. Selbst bei weltweiten Nullemissionen ab dem Jahr 2080 wird etwa der Meeresspiegel in den 100 Jahren zwischen 2100 und 2200 noch um mindestens 50 cm, wahrscheinlich aber mehr steigen. Das ist viel, denn zwischen 1900 und 2000 stieg der Meeresspiegel im globalen Durchschnitt nur um 15 cm.

        • @Martin Holzherr: Die Tatsache der Trägheit ist mir durchaus bekannt. Das unterscheidet CO2 auch von anderen Treibhausgasen, worauf ich in meiner nächsten – und dann vorläufig letzten – Sendung kurz eingehe. Aber das mit der S-Kurve hatte ich noch nicht ganz im Blick.

          Weltweit steht uns also noch ein Gesamt- Güterwachstum um mindestens den Faktor 4 bevor, denn weltweit steigt neben dem BIP auch noch die Bevölkerung.

          Bleibt allerdings zu betonen: bezogen auf den Planeten sind wir dann eben doch noch ziemlich exponentiell unterwegs …

          • “exponentiell unterwegs“ bleiben wir, wenn wir nie ein Plateau erreichen, sondern eventuell direkt in der Katastrophe enden.

  2. Sie schreiben “Das Klima ist ein offenes System, das bedeutet: Es wird nicht nur durch die Wechselwirkung der inneren Prozesse gesteuert, sondern auch durch Veränderungen von außen angetrieben – beispielsweise von der Sonneneinstrahlung.”
    oh – die Sonneeinstrahlung ist nur ein Beispiel? Was ist, wenn man zum Beispiel in den Klimamodellen einfach mal die Sonne weglässt und ohne sie die Berechnungen durchführt?
    Die Sonne ist doch wohl der wichtigste und größte “Klimatreiber”. Schauen Sie mal bei Hn. Rahmstorf in den Scilogs die im Blog “Das Klimamanifest 2020 der Werte-Union” gezeigten Korrelationskurven aus der Studie von Stauning 2011: die Sonnenaktivität korreliert sehr gut von 1850 bis 1985 mit der NH-Globaltemperatur um dann ohne sich abzeichnende “Vorwarnung” in fast exakte Anti-Korrelation zu wechseln.
    Mit Vorwarnung meine ich folgendes: laut IPCC-Bericht AR5 beruht seit Anfang der 1950er-Jahre mindestens die Hälfte der globalen Erwärmung auf den CO2-Emissionen. Also müssten sich doch da schon, also 30 Jahre früher, Sonnenaktivität und Globaltemperatur deutlich aus der Korrelation entfernt haben und dies bis “heute” immer stärker, mit zunehmendem CO2-Gehalt der Erdatmosphäre, geworden sein, dieses Auseinanderlaufen der beiden Datenreihen aus der zuvor gegebenen Korrelation.
    Herr Rahmstorf meint, diese Korrelation bis 1985 könnte auf einer Anpassung von Parametern entstanden sein könnte.

    • Eine Ergänzung zu meinem Kommentar zur Wirkung der Sonne aufs Erdklima:

      In den “alten” (aber wohl zum Teil heute noch benutzten) Klimamodellen wie denen im CMIP5 wurde und wird die Sonne als rein statisch angenommen.
      In den neuen Klimamodellen von CMIP6 wird oder wurde nun erstmals die Sonne als “Variable” aufgenommen, wie z.B. hier berichtet:
      http://eprints.whiterose.ac.uk/118549/

      Diese Studie stellt fest (stark vereinfacht ausgedrückt), dass das Feedback der Stratosphäre auf die Solarstrahlung bisher nicht richtig in den Modellen berücksichtigt wurde und dadurch sich die Klimasensivität des CO2 reduziert:
      https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/29/12/jcli-d-15-0721.1.xml

      • @Wolfgang Richter bezüglich reduzierte Klimasensitivität durch chemische Vorgänge in der Stratosphäre .
        Sie, Wolfgang Richter schreiben:

        Diese Studie stellt fest (stark vereinfacht ausgedrückt), dass das Feedback der Stratosphäre auf die Solarstrahlung bisher nicht richtig in den Modellen berücksichtigt wurde und dadurch sich die Klimasensivität des CO2 reduziert

        Das aber sagt die Studie nicht aus.
        In der Studie geht es um die variable Sonneneinstrahlung (Solarzyklus) und wie sie von der Ozonschicht beeinflusst wird und nicht um die CO2-Klimasensitivität. Wenn die Sonneneinstrahlung zunimmt, bewirken Prozesse in der Stratosphäre, dass der Temperaturanstieg an der Erdoberfläche kleiner ist als eigentlich zu erwarten. Oder wie die Forscher schreiben (übersetzt von DeepL):

        Dann wird gezeigt, dass die Einbeziehung der interaktiven Stratosphärenchemie die Oberflächenerwärmung (um etwa ein Drittel) und die begleitende Niederschlagsreaktion deutlich reduziert. Dieses Verhalten ist mit photochemisch induzierten stratosphärischen Ozonänderungen und deren Modulation der Oberflächen-Sonnenstrahlung verbunden. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Vernachlässigung der stratosphärischen Photochemie zu einer beträchtlichen Überschätzung der Reaktion der Oberfläche auf Änderungen der solaren Bestrahlungsstärke führt. Dies hat Auswirkungen auf Simulationen des Klimas im letzten Jahrtausend und auf Geo-Engineering-Anwendungen, die Strahlungsänderungen verwenden, die größer sind als die, die über den 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus beobachtet werden.

        Diese Studie hat also nichts mit der CO2-Klimasensitivität zu tun.

        Die CO2-Klimasensitivitöt kommt zwar in der Studie auch vor, aber nur indirekt über ein Zitat einer anderen Studie. Die entsprechende Stelle lautet:

        Um unsere Ergebnisse in einen breiteren Kontext zu stellen, stellen wir fest, dass der Mechanismus, durch den die interaktive Ozonchemie die Klimasensitivität gegenüber dem solaren Antrieb reduziert, sich grundlegend von dem unterscheidet, den Nowack et al. (2014) kürzlich für den Fall einer CO2-Erhöhung dokumentiert haben. In Modellexperimenten, die mit einer Vervierfachung von CO2 forciert wurden, fanden sie einen Anstieg der globalen mittleren Oberflächentemperatur, der bei Vorhandensein der gekoppelten Chemie um 20% geringer ausfiel (siehe ihre Abb. 1). In ihrer Studie wurde die verringerte Klimasensitivität in erster Linie auf einen LW-Effekt zurückgeführt, der auf Ozon- und Wasserdampfänderungen in der tropischen unteren Stratosphäre zurückzuführen ist, die durch eine Verstärkung der Brewer-Dobson-Zirkulation (BDC) induziert werden

        Fazit: Die von ihnen, Wolfgang Richter, verlinkte Studie untersucht den Einfluss der Ozonschicht auf Sonneneinstrahlungsschwankungen wie sie im 11-jöhrigen Sonnenzyklus vorkommen. Das hat nichts mit der CO2-Klimasensitivitöt zu tun. Allerdings gibt es eine andere Studie, die auch eine um 20% verminderte Erwärmung bei einer Vervierfachung der CO2-Konzentrationen sehen.

        Hoffen wir nur, dass es nicht eine Vervierfachung der atmosphärischen CO2-Konzentrationen relativ zu präindustriell gibt. Das wären nämlich mehr als 1000 ppm CO2. Heute liegen wir bei etwa 410 ppm.

    • Dies hier – ‘Sie schreiben “Das Klima ist ein offenes System, das bedeutet: Es wird nicht nur durch die Wechselwirkung der inneren Prozesse gesteuert, sondern auch durch Veränderungen von außen angetrieben – beispielsweise von der Sonneneinstrahlung.” ‘ – ist mir im Text ebenfalls aufgefallen und deutet aus meiner Sicht auf angemessene Bearbeitung durch den hiesigen Inhaltegeber hin..
      Durch die Inhaltegeberin Frau Susanne Päch.

  3. Sehr gutes, sachnahes audiovisuelles Material, wie ich finde, angemerkt werden soll, ergänzend :
    1.) die sog. Forcings für die Klimaentwicklung der Erde sind nicht umfassend bekannt
    2.) es gibt eine soz. natürliche Variabilität im Chaos (das an dieser Stelle nur eine Metapher ist, es liegt keine “wirkliche Indeterminiertheit” vor, es soll aber so gedacht werden, Näherungen meinend von “Forcings”), die klimatologischen Modelle stellen insofern Konfidenzintervalle bereit, stochastischer Art, die u.a. auch bei einer Konfidenz von 95 % (die gerne gewählt wird) eine Nicht-Erwärmung bis 2100 möglich werden lässt – ohne dass die zugrunde liegenden Klimamodell so direkt falsch werden!
    3.) Hierzu – ‘In den Naturwissenschaften gehört die experimentelle Überprüfung von Modellen zum Tagesgeschäft. Für Klimamodelle ist dies jedoch schwierig, da sie im Labor nicht machbar ist und Daten aus großen Zeiträumen erfordert.’ – möchte ich gerne darauf hinweisen, dass die Naturlehre, auch Physik(lehre) genannt, am besten funktioniert, wenn “Trial & Error” systematisiert werden können, viele Versuche meinend, bei der Erde ist dies unmöglich.
    Das ist ein wichtiges skepti(zisti)sches Argument gegen derartige Klimamodellierung, zwar eher philosophischer Art, aber nicht falsch
    Sog. “Läufe” sind hier nicht möglich.
    4.) Es liegt nahe, das humane Aktivität auf diesem Planeten zu besonderer Ausgasung führt, die klimarelevant, im gemeinten Fall : erwärmend ist.

    MFG
    Dr. Webbaer

    • @Dr. Webbaer (Zitat):

      Hierzu – ‘In den Naturwissenschaften gehört die experimentelle Überprüfung von Modellen zum Tagesgeschäft. Für Klimamodelle ist dies jedoch schwierig, da sie im Labor nicht machbar ist und Daten aus großen Zeiträumen erfordert.’

      Antwort: Die meteorologischen Messungen seit 1850 dienen – unter anderem – der Überprüfung der Klimamodelle. Es zeigt sich in der Tat eine sehr gute Übereinstimmung von Klimaentwicklung mit den Klimaszenarien, welche den beobachteten CO2-Anstieg verwenden.

      • Wichtich (mittelniederdeutsch), Herr Holzherr, ist zwischen explizit für Versuche erhobenen Daten und historischen Datenlagen zu unterscheiden.
        Verfügen Sie über eine Hypothesen-Vermutung, legen Sie diese Vermutung an noch zu erhebende Datenlagen an, versuchen hier eine möglichst hohe Rate an Wahrscheinlichkeit zu erreichen, sog. Hypothesen-Tests sind gemeint, dies ist Statistik (!) – dass es auch per (ungesteuerten) Zufall so sein könnte, und insofern ablativ zu handeln wäre, vgl. :

        -> https://en.wikipedia.org/wiki/Six_Sigma

        Was halt nicht geht, ist aus bereits vorliegenden Daten Theorie zu belegen, empirisch, denn die Welt liegt ja noch vor, die hypothetisierte.

        Was Sie meinen, ist Archäologie (oder Statistik).
        Welt in Vergangenheit zu beurteilen => Statistik, in Zukunft => Stochastik.

        Soweit ich der hiesigen werten Inhaltegeberin folgen konnte, hat die (vs. Sie) das Wesen der Stochastik und derart unterwegs seienden Ratelehre i.p. terrestrisches Klima genau verstanden.

        MFG
        Dr. Webbaer

        • @Dr.Webbaer: Experimente sind auch in der Astronomie nicht möglich. Dennoch werden die astronomischen Modelle immer besser. Es sind allein astronomische Beobachtungen, die zur Kontrolle der astronomischen Modelle dienen.

          Bei Klimamodellen dient die Erdvergangenheit und die instrumentelle Messperiode der Kontrolle. Die Klimamodellierer sind beispielsweise stolz darauf, dass sie die vergangenen Kaltphasen unserer Eiszeit korrekt mit ihren Modellen wiedergeben können.

          Die Aussagen/Voraussagen der Klimamodellierer trafen bis jetzt immer zu. Sie haben sich gegen all die behaupteten Klimapausen, behaupteten solar bedingten Abkühlungen etc. durchgesetzt, beziehungsweise sie lagen immer richtig.

          • Astronomische Hypothesen oder Theorien werden (auch heute noch) durch Erhebung von Daten, die sog. Evidenz ergänzen oder erst(malig) bereit stellen sollen, bearbeitet.

            Sicherlich darf zwischen astronomischer Beobachtung, die die direkte Datenerhebung meint und terrestrischer Beobachtung, die nur einmal und zwar am Ort “Erde” unterschieden werden.
            Himmelsobjekte gibt es sozusagen wie Sand am Meer.

            Ihnen, Herr Holzherr, ist die Idee der Einmal-Beobachtung mit sich anschließender Theoretisierung ganz entgangen, gell.
            Sie verstehen nicht, warum es bspw. auch für Unternehmen der Wirtschaft keine kohärente und allgemein zusammenführende wissenschaftliche Theorie gibt, gell?

            MFG
            Opi Webbaer (der nun weg muss, am Nachmittag dieses Tages noch einmal drüber schauen wird)

  4. Im verlinkten Video „Prüfstand Klima“ sagt Professor Dr. Detlef Stammer gleich zu Beginn (Zitat):

    “Das Einzigartige an diesem Exzellenzcluster [CLICCS Hamburg] ist das Zusammenführen verschiedener Disziplinen. Wir haben Naturwissenschaften und insbesondere Sozialwissenschaften hier sehr eng zusammengekoppelt über die letzten 10 Jahre, die sich eben die Klimadynamiken ansehen im naturwissenschaftlichen Sinne, aber auch die Klima erzeugte Dynamik in der Gesellschaft, weil letztlich dadurch die Emissionen gesteuert werden. Wir müssen beides betrachten, wir müssen es auch wieder zusammenführen.“

    Im weiteren Video wird aber nicht mehr auf die Wechselwirkungen Klima, Gesellschaft, Klimahandeln eingegangen. Tatsächlich wäre das wohl ein eigenes Video wert.

    Hier meine eigene Meinung dazu: Das Bewusstsein, dass der Mensch das Klima ändert ist inzwischen in der Bevölkerung angekommen und hat auch eine gewisse politische Dynamik entfaltet. Aktuell etwa durch das Aufkommen einer Klimabewegung ausgehehend von der Jugend mit Figuren wie Greta Thunberg. Aber auch die Politik hat reagiert was sich in Versprechen zu Emissionsstopps mehrer Länder äussert. Auch die Industrie/Wirtschaft hat reagiert. Die „alten“ Industrien, die eng mit Kohle, Öl und Erdgas verbunden sind haben ähnliche Verleugnungsstrategien neu aufgelegt wie es früher die Tabakindustrie tat. Aber es gibt nun auch Firmen wie Tesla, die mit dem batteriebetriebenen Auto Alternativen zu Erdöl und anderen fossilen Treibstoffen aufzeigen.

    Fazit: Das Abrücken von Kohle, Öl und Erdgas entfaltet tatsächlich eine grosse Dynamik – auch wirtschaftlich und gesellschaftlich. Der notwendige Wandel bedeutet auch eine Chance für neue Technologien und eine Gefahr für Wirtschaftsbereiche, die sich als wenig anpassungsfähig zeigen. Deutschlands Autoindustrie befindet sich da irgendwo in der Mitte zwischen Anpassungsbereitschaft/Erneuerungswillen und „Business as Usual“.

    • @ Martin Holzherr: Auch Ihnen Dank für die sehr informativen und detaillierten Zusatzinformationen zu den letzten Klima-Geschichten. Und schön, dass es offenbar auch Menschen gibt, die nicht nur die Texte lesen, sondern auch die Sendungen anschauen.

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