3 Millionen Jahre Klimawandel in der Computersimulation

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Während immer noch manche Menschen meinen, die natürlichen Klimaveränderungen der Erdgeschichte sprächen irgendwie gegen die von uns verursachte Erderhitzung, sind Paläoklimatologen vom Gegenteil überzeugt  – und nutzen die Daten aus der Vergangenheit, um Klimamodelle zu testen. Am Potsdam-Institut ist es gelungen, die natürlichen Klimaschwankungen der letzten 3 Millionen Jahre im Klimamodell zu reproduzieren.

Gastbeitrag von Matteo Willeit, Paläoklimatologe am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

 

Das Quartär ist die jüngste geologische Periode; sie umfasst die letzten 2,6 Millionen Jahre. Sie ist durch massive Klimaschwankungen gekennzeichnet, die Eiszeitzyklen: den dramatischen Wechsel von Wachstum und Zerfall riesiger kontinentaler Eisschilde auf der Nordhalbkugel. Klimaschwankungen im Quartär lassen sich am besten an den Sauerstoffisotopen erkennen, die in Tiefseesedimentkernen gemessen werden und die Schwankungen der globalen Eismenge und der Meerestemperatur wiederspiegeln. Diese Daten zeigen deutlich, dass es in den letzten 3 Millionen Jahren einen allgemeinen Trend zu größeren Eisschilden und kühleren Temperaturen gegeben hat, begleitet von einer Zunahme der Amplitude der Schwankungen zwischen Eiszeiten (Glazialen) und Zwischeneiszeiten (Interglazialen), sowie einem Übergang vor rund einer Million Jahren von meist symmetrischen Zyklen mit einer Periodizität von 40.000 Jahren zu stark asymmetrischen 100.000-Jahres-Zyklen.  Die Ursachen dieser Übergänge in der Dynamik der Eiszeitzyklen bleiben jedoch in der Fachwelt umstritten.

Unter anderem ist die Rolle der CO2-Änderungen bei der Klimadynamik im Quartär noch nicht vollständig verstanden, vor allem wegen der ungenauen Daten der atmosphärischen CO2-Konzentrationen für die Zeit bevor 800.000 Jahren vor heute, also vor der Zeitspanne, für die wir über hochwertige Eiskerndaten verfügen.

Video: Die Eisschilde der Nordhalbkugel über die letzten 195.000 Jahre, in einer früheren Version des diskutierten Erdsystemmodells des PIK

In einer aktuellen Studie (Willeit et al. 2019) konnten wir die natürliche Klimavariabilität des gesamten Quartärs mit einem Erdsystemmodell mittlerer Komplexität reproduzieren. Neben Ozean und Atmosphäre beinhaltet das Modell interaktive Eisschilde für die nördliche Hemisphäre und einen vollständig gekoppelten globalen Kohlenstoffkreislauf. Das Modell wurde nur durch Änderungen der Erdbahnkonfiguration (also durch die bekannten Milanković-Zyklen) angetrieben, sowie durch verschiedene Szenarien für langsam veränderliche Randbedingungen, nämlich die CO2-Ausgasung aus Vulkanen als geologische CO2-Quelle und Änderungen der Sedimentverteilung auf den Kontinenten.

Grafik: Oben die globale Eismasse, blau im Klimamodell, schwarz aus Sedimentdaten. In der Mitte die atmosphärische CO2-Konzentration, rot im Modell, schwarz in Daten. Unten die globale Mitteltemperatur, grün im Modell, schwarz in Daten. Das Modell reproduziert – angetrieben hauptsächlich durch die Erdbahnparameter – die Vereisungszyklen und ihren Übergang von Zyklen der Länge 40.000 auf 100.000 Jahre, die Veränderungen der CO2-Konzentration soweit sie bekannt ist, sowie die globale Mitteltemperatur.

Diese Modellsimulationen liefern eine konsistente Rekonstruktion von CO2, Klima und Eisschilden, die mit den verfügbaren Beobachtungsdaten abgeglichen ist. Die Tatsache, dass das Modell die Hauptmerkmale der Klimageschichte reproduzieren kann, einschließlich der Daten über die Eismasse auf der Erde und die Oberflächentemperaturen, gibt uns Vertrauen in unser allgemeines Verständnis der Funktionsweise des Klimasystems und liefert Abschätzungen für den Beitrag äußerer Antriebskräfte und interner Rückkopplungen zur Klimavariabilität.

Unsere Ergebnisse zeigen eine starke Empfindlichkeit des Erdsystems gegenüber relativ geringen Schwankungen des atmosphärischen CO2. Ein allmählicher Rückgang des CO2 auf Werte unter ~350 ppm führte zum Beginn der Vereisung von Grönland und, allgemeiner, der Nordhalbkugel zu Beginn des Quartärs. Das Wachsen und Abschmelzen der Eisschilde führte in der Folge dazu, dass die dicke Schicht der losen Sedimente, die sich zuvor durch die ungestörte Wirkung der Verwitterung über Millionen von Jahren auf den Kontinenten gebildet hatte, allmählich abgetragen wurde. Die Erosion dieser Sedimentschicht – sie wurde im Wesentlichen von den fließenden Gletschern fortgeschoben – beeinflusste die Entwicklung der Eiszeitzyklen auf verschiedene Weise. Zum einen sind Eisschilde, die auf weichen Sedimenten liegen, im Allgemeinen beweglicher als Eisschilde auf hartem Untergrund, weil das Eis leichter über die Sedimente rutscht als über den Fels. Zusätzlich erzeugt der Transport von Sedimenten zu den Rändern des Eisschildes erhebliche Mengen an Staub, der, einmal auf der Oberfläche des Eisschildes abgelagert, das Abschmelzen der Eisschilde verstärkt, weil das Eis „schmutziger“ und damit dunkler wird. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die allmähliche Zunahme der Fläche von freiliegendem Felsuntergrund im Laufe der Zeit zu stabileren Eisschilden führte, die weniger auf die Erdbahnzyklen reagierten und schließlich den Weg für den Übergang zu 100.000 Jahre langen Zyklen vor rund einer Million Jahren ebneten.

Die Entwicklung der Eisschilde ist sehr temperaturempfindlich, und der Beginn der Vereisung der Nordhalbkugel vor rund 3 Millionen Jahren wäre im Modell nicht möglich gewesen, wenn die globale Temperatur im frühen Quartär höher als 2°C gegenüber der vorindustriellen Zeit gewesen wäre. Da das Modell nachweislich die Meeresspiegelschwankungen der letzten 400.000 Jahre und auch die räumliche Verteilung der Eisschilde auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit korrekt vorhersagt (Ganopolski & Brovkin 2017), sind wir zuversichtlich, dass die Empfindlichkeit der Eisschilde gegenüber dem Klima im Modell realistisch ist.

Die Simulationen deuten ferner darauf hin, dass die derzeitige CO2-Konzentration von 410 ppm in den letzten 3 Millionen Jahren beispiellos ist und dass die globale Temperatur während des Quartärs den vorindustriellen Wert nie um mehr als 2°C überschritten hat. Die Klimasensitivität des Modells liegt bei etwa 3°C globaler Erwärmung für eine Verdoppelung der CO2-Konzentration, was im Zentrum der Spanne (1,5 bis 4,5°C ) der derzeit besten Abschätzung der Klimasensitivität liegt.

Für den zukünftigen Klimawandel bedeutet dies, dass ein Scheitern beim Ziel des Pariser Abkommens, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2°C zu begrenzen, das Erdklima nicht nur aus dem Holozän hinauskatapultieren würde. Die Erde würde sogar die klimatischen Bedingungen des gesamten jüngsten Erdzeitalters, des Quartärs, hinter sich lassen.

Die englische Originalfassung dieses Beitrags erschien bei realclimate.org.

p.s. (19.1.) Auf Leserwunsch hin hier noch eine Nahaufnahme nur von den letzten vier Eiszeitzyklen, aus der früheren Studie von Ganopolski et al. 2017. Da kann man detaillierter Modell (farbig, zwei Versionen) und Daten (schwarz) vergleichen. Die oberste Grafik zeigt die zyklischen Einstrahlungsveränderungen aufgrund der Erdbahnzyklen.

Weblinks:

Mein Spiegel-Kommentar zum von Exxon 1977 vorhergesagten “Super-Interglazial”.

Das Klima hat sich schon immer geändert. Was folgern Sie?

Literatur:

M. Willeit, A. Ganopolski, R. Calov, and V. Brovkin, “Mid-Pleistocene transition in glacial cycles explained by declining CO2and regolith removal”, Science Advances, vol. 5, pp. eaav7337, 2019. http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aav7337

A. Ganopolski, and V. Brovkin, “Simulation of climate, ice sheets and CO2 evolution during the last four glacial cycles with an Earth system model of intermediate complexity”, Climate of the Past, vol. 13, pp. 1695-1716, 2017. http://dx.doi.org/10.5194/cp-13-1695-2017

Stefan Rahmstorf

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.

110 Kommentare

  1. Erstaunlich, was die Klimawissenschaft, die es vor 100 Jahren – abgesehen von Einzelfiguren, – noch gar nicht gab, heute modellieren und erklären kann. Erstaunlich vor allem angesichts der Komplexität und Vielfalt des Erdsystems, wo in Atmosphäre, Lithosphäre und Hydrosphäre jeweils ganz andere Gesetze herrschen. Doch das dazu nötige Wissen (die Physik), die Daten und Modellierungswerkzeuge sind heute vorhanden und scheinen mindestens Temperaturverläufe richtig wiederzugeben.

    Kompliziert wird die Klimamodellierung wohl vor allem durch Nichtlinearitäten und Rückkoppelungen. Einige CMIP6 Modelle sagen beispielsweise für eine künftig wärmere Welt eine Abnahme der Bewölkung voraus, so dass die Klimasensitivität zunimmt und die Welt noch wärmer wird als aufgrund der CMIP5 Modelle erwartet. Allerdings sollte die Menschheit gar nie in dieses Klima-Territorium, das sich oberhalb von 2 Celsius Temperaturanstieg relativ zu präindustriell befindet, vorstossen, denn selbst ohne zusätzliche Erwärmung wäre dann bereits mit Klimaänderungen in sehr vielen Regionen zu rechnen, wie wir sie in der zu erwartenden Stärke in den letzten 10‘000 Jahren nie hatten – weder im warmen Mittelalter, noch der kleinen Eiszeit noch in der Warmzeit zu Beginn des Holozäns.

    Doch alles deutet darauf hin, dass wir das 2 Grad Ziel weit verfehlen werden. Erstens, weil die Nationen unzureichende Treibhausreduktionsmassnahmen versprochen haben und Zweitens, weil ein Weltwirtschaftswachstum von deutlich mehr als 2 Prozent pro Jahr auch mit einem entsprechend grossen Energieverbrauchswachstum einhergeht.

    Dass der atmosphärische CO2-Level ein zentraler Klimafaktor ist, daran kann man heute wohl gar nicht mehr zweifeln. Schon bei den heutigen CO2-Konzentrationen werden sich die Klimata vieler Regionen deutlich ändern und das arktische Klima hat das bereits getan und befindet sich mitten in einer noch stärkeren Änderung.
    Langfristig gefährdet die Erdsystemerwärmung auch Millionen von Menschen in Küstenregionen, denn nur schon eine Erwärmung um 1 Grad erhöht den Meeresspiegel langfristig um 2 Meter. Ich zweifle deshalb nicht daran, dass die Menschheit früher oder später vieles dafür tun wird, dass die atmosphärischen CO2-Konzentrationen wieder sinken. Allerdings erwarte ich eher, dass das später als schon bald erfolgt, denn ein Umschwenken in nur wenigen Jahrzehnten ist angesichts der Trägheit des Energiesektors und der Wichtigkeit des Wirtschaftswachstum für viele Länder, äusserst schwierig und nicht ohne weiteres zu erwarten.

    • @Holzherr: Müssen diese “Rückkoppelungen” nichtlinear sein? Vielleicht ist ganz einfach die Bewölkungsforschung mit ihren Abschätzungen noch nicht ganz so weit und die Rückkopplungen sind relativ linear!?

      Komme von einem anderen komplexen Fachgebiet her und möchte manche Zusammenhänge grundsätzlich verstehen.

  2. Super, jetzt wird endlich das Argument der Klimaleugner widerlegt, Klimamodelle könnten die Klimageschichte nicht reproduzieren. Endlich ist nun auch die Aussage widerlegt, dass Klima ein chaotisches System sei, das keinem Algorithmus folgt. Und es muss doch jetzt jedem klar werden, dass wenn wir nicht handeln, das Erdklima aus dem Holozän hinauskatapultiert wird. Und wenn die Erde dann noch das Quartär hinter sich lässt – eine Katastrophe!

    • Das ist natürlich nicht neu – es gibt zahlreiche Simulationen verschiedener Klimaepochen der Erdgeschichte, durch verschiedene Forschergruppen weltweit. Dies ist nur ein weiterer Schritt auf diesem Weg. Wir haben schon 1998 erstmals das Klima auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit simuliert, siehe Artikel in Spektrum von damals. Insofern stimmen die Argumente der “Klimaskeptiker” hier schon seit Jahrzehnten nicht.

  3. Beeindruckend, was Sie Paläoklimatologen heute alles über die Temperaturen, CO2 und andere Klimaparameter in früheren Jahrhunderttausenden erforschen können!

    Raimund Kamm

    • Leider sind das nur Simulationen und wer sich mit Simulationen auskennt, der weiß, dass man die auch manipulieren kann. Wenn ich das jetzt falsch sehe, dann war mein Geographie- und Informatikstudium wohl um sonst?

      • Wollen Sie den Wissenschaftlern etwa Manipulation unterstellen? Irgendwelche Gründe oder Belege für diesen krassen Vorwurf? Wegen soetwas würde ein Forscher seine Karriere und Arbeitsstelle aufs Spiel setzen.

      • Bestimmt kann man Simulationen manipulieren.

        https://scilogs.spektrum.de/wblogs/gallery/16/world_climate_widget.png

        Aber die Unterstellung, die Klimawissenschaft wäre manipulativ, schwingt in die Leere der Scheinfakten und wird seit Jahrzehnten von klimas(k)eptischen Internetportalen fern aller Evidenz verbreitet, im Sein selbst aber sowas von manipulativ. Manipulation zum Thema Paläoklima: Die Lüge von der Hockeysticklüge. Es ist Manipulation, die Lüge zu verbreiten, Klimaforscher würden Simulationen manipulieren.

        • Der abrupte Wechsel der Periode von 40 000 auf 100 000 Jahre wird in Ihrem Modell durch die zunehmende Glätte und damit Klebrigkeit des Bodens erklärt. Ich hätte eher eine allmähliche Periodenverlängerung erwartet. Zumal die Schwankung der Sonneneinstrahlung beim100k Milankovic Zyklus sehr viel schwächer als der 40k Zyklus ausgeprägt ist.
          Könnten Sie näher erläutern, wie die enorme Verstärkung des 100 000 Jahre Signals zustande kommt?

      • Umsonst waren Ihre (@T. Lettau) Studien – sofern jene in D absolviert wurden – für den deutschen Steuerzahler eher weniger. Ob jene vergebens waren, will ich hier nicht zu beurteilen versuchen.

        Warum Sie allerdings trotz Ihres Hintergrundes offensichtlich meinen, dass da in den 2010ern ein Dr. Seltsam in seinem Geheimlabor unbemerkt an Parametersätzen von Systemen von gekoppelten PDGl herumschrauben könnte, bleibt unklar.

        Ferner könnten Sie sich die Plots der Modellierung auch einfach wegdenken und blieben immer noch auf dem gegenwärtigen anthropogenen azyklischen Peak von CO2 und T, samt Ihrem diesbezüglichen Erklärungsnotstand sitzen.

        Frohes Fitten und VTen @”T. Lettau” @”EIKE” et al. …!

      • oh, gerade gesehen: der antwort button ist an einer etwas dämlichen position. also: der kommentar zuvor galt Ihnen.

        also, außer dass Sie VT frönen: Sie würden ja noch nicht einmal eine simulation des ziegenproblems akzeptieren, geschweige denn verstehen. sage ich als programmierer…

    • ja, war umonst. also nicht im sinne von kostenlos. aber offensichtlich für nix und wieder nix.

      also, wo sind denn nun die wissenschaftlich wichtigen argumente? nirgends. also: außer VT geraune nichts…

  4. Mal ne Frage zur Grafik: wenn ich das richtig erkenne, dann war die globale Mitteltemperatur im letzten 100.000a-Interglazial bereits fast 2 Grad C über vorindustriellem Niveau, die CO2-Konzentration hatte aber bei weitem nicht den Wert von heute, wohingegen wir jetzt erst ca. 1 Grad C mehr haben. Das mag an der Verzögerung liegen mit der das Klima reagiert. Aber in wie fern ist angesichts dieser Diskrepanz dann eine globale Klimaerwärmung von mehr als 2 Grad C überhaupt noch theoretisch vermeidbar? oder liegt das noch alles innerhalb der Irrtumswahrscheinlichkeit?

    BTW es bräuchte auch mal eine Politikklimatologie mit entsprechenden Rückblicken und Vorausschauen. Wenn ich mir die letzten 30 Jahre da anschaue, dann wird es die nächsten 30 Jahre nicht signifikant besser 🙁
    Gerade hat die Bundesregierung mit vier Landesregierungen (drei davon mit Grünenbeteiligung) den “Ausstieg” aus der Braunkohle beschlossen wie ein stadtbekannter Säufer, der seinen Abschied vom Alkohol mit einer Champagnerparty feiert. Allen Klimaprotesten zum Trotz.

  5. @Natürliche Variabilität

    In den Temperaturkurven der letzten 150 Jahre lässt sich eine Variation von +- 0,2° für die weltweite Mitteltemperatur ausmachen. Dies überlagert den Erwärmungstrend in diesem Zeitraum, und wird dies wohl auch in Zukunft tun. Ich gehe jetzt davon aus, dass sich diese Variabilität überhaupt nicht genau nachvollziehen und schon gar nicht prognostizieren lässt, weil sie sich direkt aus dem chaotischem Verhalten des Weltwettersystems ergibt.

    Die Menschen hierzulande reagieren doch recht deutlich auf die sehr trockenen Sommer 2018 und 2019 in Mitteleuropa, weil der sonst eher abstrakte Klimawandel hier konkret spürbar wird. Obwohl hier eine regionale Zufälligkeit wohl eher mehr als die Hälfte ausmacht. Auch ist zu hoffen, dass die Australier angesichts der aktuellen Waldbrandkatastrophe umdenken und doch noch ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten.

    Das konkrete Wetter bzw. Klima wird auch die nächsten 20 Jahre einerseits von dem allgemeinen Erwärmungstrend bestimmt sein, andererseits aber auch weiterhin von den regionalen und globalen Zufälligkeiten der Wetterküche bestimmt sein.

    Meine Frage zu der hier besprochenen Rekonstruktion der Klimageschichte des Quartärs: sind die Wechsel von einer Kalt- zur Warmphase und umgekehrt auch im wesentlichen von der Dynamik der chaotischen Wetterküche ausgelöst worden, oder eher durch langfristige identifizierbare Effekte? Z.B. durch die regelmäßigen Änderungen der Erdumlaufbahn, oder durch sich akkumulierende Effekte in dem natürlichem Kohlenstoffkreislauf, der die CO2-Konzentration langsam über Jahrtausende nach oben oder unten entscheidend verändert hat?

    Welche Rolle spielen hier große Vulkanausbrüche, haben die auch Kaltzeiten ausgelöst?

    Wenn man sich die Kurven der letzten 3 Mio Jahre anguckt, so scheinen die Temperaturschwankungen innerhalb des Quartärs immer heftiger zu werden, bei einer gleichzeitigen ganz allmählichen immer weiteren Abkühlung. Sollten wir durch unsere Emissionen langfristig auf über 10.000 Jahre gesehen über 350 ppm CO2 in der Atmosphäre bleiben, würde wohl das Eiszeitalter komplett überwunden sein. Wir würden dann womöglich ein langfristig sehr stabiles Klima haben, wie es soweit ich weiß im Tertiär die meiste Zeit gewesen ist. Das könnte ja auch ein Pluspunkt sein. Neben den dicken Minuspunkten wie die Verschiebung von Klimazonen, die zunehmende Wettervariabilität und der Anstieg des Meeresspiegels.

  6. Ein grandioser Beitrag, der uns für eine lange Wartezeit entlohnt! Der enge Zusammenhang zwischen CO2-Konzentration und globaler Temperatur wird durch die Grafik in dem Beitrag eindrucksvoll untermauert. Dazu habe ich noch eine Frage. Von Gegnern der etablierten Klimawissenschaft hört man oft, dass der CO2-Anstieg eine Folge des Temperaturanstiegs sei. Es ist offensichtlich, dass beide sich wechselseitig verstärken, aber was gibt den Anstoß. Die Auflösung der Grafiken ist zu grob, als dass sie eine Antwort geben könnte. Nun meine Frage. Gibt es gute Daten, die auf diese Henne und Ei-Frage eine Antwort geben?

    • Bei den Eiszeitzyklen sind die Erdbahnveränderungen der Anstoß, CO2 wirkt als Verstärker und macht die Klimaveränderungen global synchron. Ist in unserem Büchlein Der Klimawandel erklärt!

      • Oder auch in diesem Video https://www.youtube.com/watch?v=zQ3PzYU1N7A der im englischen Sprachraum gefeierten Klima- und Wissenschaftsserie des Kanals von Peter Hadfield aka Potholer54, einem Geologen und seit Jahrzehnten Wissenschaftsjournalisten (BBC u.a.).

        Er ist natürlich kein Experte wie Herr Rahmstorf (übrigens ist das paperback Buch hiermit empfohlen), zeigt aber sehr gut transparent ein hervorragendes journalistisch-wissenschaftliches Vorgehen v.a. zur Entlarvung vieler Medien-Mythen.

        Zudem ein schöner britischer Humor, s. seine Videos zu Kreationismus.

  7. Endlich wieder ein Artikel auf Klimalounge. War ein Bisschen lange die Pause. Über vier Monate. Das ist die Crux, EIKE haut eine Desinformation nach der anderen raus und Stefan Rahmstorf ist ein vielbeschäftigter Klimaforscher. Lieber Herr Rahmstorf, dank Ihnen kann ich in den *sozialen* Medien als Laie fern aller akademischen und intellegtuellen Reputation der Kakofonie von Klimabeschwichtigern und Abstreitern, dass der Mensch besser aufhört zu kokeln, entgegnen mit der Hoffnung, dass es keine CO2-Verschwendung ist.

    Mein Englisch reicht bei Weitem nicht. Sehr interessant, zu wissen dank der Deutschübersetzung von Matteo Willeit: Der Mensch sollte sich besser nicht in einem klimageschichtlichen Wimpernschlag aus 2,6 Mio. Jahren Erdgeschichte verabschieden. Bitte mehr davon. Zu der Abbildung der globalen Durchschnittstemperatur der letzten drei Millionen Jahre: Als Laie könnte man schon auf die Idee kommen, dass die jetzige Erderwärmung sich gut einfügt im zunehmenden Auf un Ab der Temperaturentwicklung, wenn man die menschengemachte Erwärmung nicht wahr haben will. Mal sehen, ob sie heraus geschnipselt wird, um die Lüge von der Klimalüge zu verbreiten von wegen die Klimaschwankungen gab es schon immer. Von wegen sie sind bis heute zunehmend und vor pi mal Daumen 100 000 Jahren war es wärmer als heute, also soll der Mensch die Ursache nicht sein. Dem würde ich, weil ich es nicht besser weiß entgegnen, dass die Abbildung nur die Nordhalbkugel betrifft. Dass die größten Schwankungen sich nur aus Sedimentdaten herleiten. Dass es ein Irrschluss ist, deswegen abzustreiten, dass der Mensch komplett für den Klimawandel verantwortlich ist. Dass es bis zum Ende des Jahrhunderts vier bis sechs Grad werden, wenn die Treibhausgasemissionen weiter steigen.

    Mein Jahr 2020 ist gerettet, wenn auch weiterhin auf Klimalounge Laien aufgeklärt sind.

    Auf ein gutes Neues auf Klimalounge.

  8. schade, dass das Bild nicht in besserer Auflösung zur Verfügung steht, dann würden nämlich alle die eklatanten Unterschiede zwischen Modell und Realität besser erkennen. Einen langfristig passablen Trend zu modellieren ist trivial, die kurzen Schwankungen und Amplituden schon weniger und da sieht man, was Modelle können, sie versagen bei der natürlichen stochastischen Variabilität über Dekaden und Jahrhunderte. Klimaänderungen primär auf CO2 zu tunen ist vielleicht Klima politisch korrekt, aber nicht klimatologisch.

    • Ich habe noch ein Zoom auf die letzten vier Zyklen hinzugefügt. Die Schwankungen sind keineswegs stochastisch sondern folgen den Milankovic-Zyklen der Erdbahn.

      • Gibt es auch irgendwo einen Zoom der letzten 200 000 bis 500 000 Jahre, der den CO2-Gehalt und die globale Durchschnittstemperatur abbildet?

      • ja, danke, nur wie im Beitrag selbst ja steht, sind die glazialen Übergänge alles andere als klar und das die orbitalen Parameter dominant mitspielen ist ja kein Thema. Auch hier spielt offensichtlich der Zufall die letztendlich entscheidende Rolle, mit der Ignoranz rein stochastischer Klimaänderungen wird man die Klimaschwankungen auf Dekaden bis Jahrtausende niemals vollständig verstehen.
        Danke für die höhere Auflösung, sie bestätigt mein erstes Kommentar, wenngleich ausgerechnet hier die T Vergleiche fehlen. Man sieht in Abb1. immer noch die eklatanten Unstimmigkeiten beim T Verlauf, oft sogar gegensätzlich über viele Jahrhunderte bis Millenia, was freilich die modellierten CO2 Werte beeinflusst, oder stark beeinflussen sollte. Abgesehen von dem tollen Modell bleibt es ja dabei, dass jede CO2 Verdopplung rund +1°C im globalen Mittel ergibt und die neueren ECS Studien tendieren inkl. aller Feedbacks nach etlichen Jahrzehnten “Trägheit” eher +2K als die gut 3K lt. AR5. Klimatologie ist halt doch mehr, als CO2. Das fehlt hier völlig, seit Gründung des PIK.
        MfG

        • Was fehlt Ihnen denn konkret? Hier geht es ja um Orbitalzyklen, diverse Studien zur Sonnenaktivität und Rolle von Vulkanen machen wir, zu El Niño haben wir einiges publiziert (das ist übrigens wirklich stochastisch). Evidenz für stochastische Entwicklungen auf Zeitskalen von Jahrhunderten oder länger gibt es m.E. nicht.

          • ein allgemein doch sehr bekanntes, wenn oft gerne vergessenes Problem aller Klimamodelle ist, dass diese keine natürlichen Klimaschwankungen reproduzieren. Über Jahre, als “interne Variabilität” aber eben nicht über Dekaden und Jahrhunderte. So zeigen diese ohne bekannte Antriebe ein extrem konstantes Klima, ein Klima, das es nie gab und geben wird. Auch ein Herr Hasselmann hat sich unter vielen anderen ausgiebig mit dem problem der stochastischen Klimaänderungen beschäftigt. Klar sollte in der Klimatologie sein, dass sich das Klima auch völlig ohne externe Einflüsse ändern kann, es braucht weder Vulkane noch Aerosole oder CO2, auch keine solaren Änderungen, abgesehen von den orbitalen Änderungen. Klimamodelle zeigen also ohne diese “tunings” aber auch mit, ein extrem konstantes Klima auf beiden Hemisphären über mind. 1000-2000 Jahre zurück. Wobei am Ende so oder so nur die regionalen und saisonalen Änderungen entscheidend sind. Ein globales Mittel ist bestenfalls zur Abschätzung divererser Antriebe geeignet bzw. sinnvoll. Modell und Realität passen übrigens auch in der Graphik teilweise überhaupt nicht zusammen, gegensätzliche Trends sollte man erklären versuchen.

          • @ Gerd G

            In der Gesamtbetrachtung erscheint die Korrelation der Modelle mit den Sedimentdaten doch überwiegend ziemlich übereinstimmend in den letzten 400000 Jahren. Die Ausreißer zwischen Daten und Modell liegen bei der Abbildung der letzten drei Millionen Jahre viel weiter zurück. Deshalb die Frage: Welche Messgenauigkeit haben die Sedementdaten im Kontext des Alters der Daten?

            Egal, unbestritten gibt es in der Grafik der letzten drei Millionen Jahre selektiert auf die Temperaturdaten deutliche Abweichungen. CO2-Gehalt und Meeresspiegel stimmen besser überein. Welchen Schluss ziehen Sie aus den Abweichungen der globalen Durchschnittstemperatur auf der Nordhalbkugel?

            In der Gesamtbetrachtung als Laie gehe ich davon aus, dass wir trotz der Abweichungen auf die Klimawissenschaft vertrauen können, der Mensch sollte besser aufhören zu kokeln mit Erdöl und Kohle relativ hurtig. Korrekt?

        • @Gert G.: Mich würde ganz grundsätzlich interessieren, wie Sie “Zufall” definieren. Ist das Kausalprinzip dabei aufgehoben?

          • Herr Bucher, Zufall ist, wie der Name schon sagt, zufällig. Wenn wir über das Klima reden, dann sind zufällige Schwankungen rein durch das hochgradig DYNAMISCHE System bedingt, also auch völlig ohne externe Einflüsse, wie Aerosole, CO2 usw. stochastische Klimaänderungen genannt. Diese existieren, auch wenn nicht modellierbar, neben den bekannten Forcings auf allen Zeitskalen, zumindest über Dekaden und Jahrhunderte…

          • hier z.B:
            https://arxiv.org/pdf/1612.07474.pdf

            es sollte in der Klimatologie eigentlich trivial sein, dass man viele Klimaänderungen schlicht nicht erklären kann und schon gar nicht modellieren. In GCM´s sehen wir nur dann Temperaturänderungen, wenn ein Antrieb wirkt. Fügt man keine Antriebe hinzu, bleibt das Klima auf globaler wie hemisphärischer Skala konstant, bis auf jährliches Gezapple. Genestete Modelle können dann freilich nichts anderes zeigen, außer man füttert sie mit regionalen Statistiken. So ein Klima gab es allerdings niemals und wird es nie geben.

            Wenn man behauptet, die “interne Variabilität” wäre auf Jahre bis wenige Dekaden beschränkt, widerspricht man jeder klimatologischen Logik. Warum soll eine natürliche, stochastische Dynamik ausgerechnet nach solchen Zeiträumen eine Ende finden? Dieses Wunschkonzert existiert nur in primitiven Modellen, jedenfalls viel primitiver als das Klimasystem.

          • Die Zeitskalen der internen Variabilität hängen ja direkt mit den Zeitskalen der Mechanismen zusammen, die diese verursachen. Vereinfacht gesagt, das System braucht ein Gedächtnis auf der relevanten Zeitskala. Die Atmosphäre kann alleine zB keine nennenswerte dekadische Variabilität, dazu braucht sie den Ozean, der auf dekadischer Zeitskala reagiert.

          • oh ja, da gibt es viele Zeitskalen, bei Ozeanen geht es da sogar Richtung Jahrtausende, was man ihnen ja sicher nicht erklären muss. Klar, die atmosphärischen Prozesse laufen schnell ab, aber genau diese Dynamik kann eben anderen einleiten, die dann schon viel länger dauern und EBEN wiederum die atmosphärischen Zustände beeinflussen. Nur so werden viele Klimavariationen der letzten Jahrtausende verständlich, wenn auch auf globaler Skala wenig sichtbar. Man kann sich freilich auch sehr bemühen, alle Klimavariationen bestmöglich raus zu mitteln, am besten geht das ja mit der Verwendung vieler Baumring Proxies (wie wir wissen :-)) und statistischen Methoden, welche, naja…das Klimasystem ändert sich eben auch völlig ohne externe Einflüsse, was anderes wäre eine Sensation bzw. klimatologischer Vollholler.

          • Due Klimamodelle enthalten ebenfalls interne Variabilität , El Niño, Nordatlantische Oszillation etc. Die moderne globale Erwärmung wird durch die Treibhausgase verursacht, das ist wissenschaftlich geklärt. Jede interne Variabilität käme zusätzlich, wäre ebenso wahrscheinlich kühlend wie wärmend, und ist reine Spekulation.

      • So etwas suche ich. Denn an diesem Zoom können Laien erkennen, dass in den letzten 400 000 Jahren sich die Veränderungen ein paar tausend Jahre Zeit gelassen haben, während der Mensch die Parameter in Jahrzehnten verändert.

          • Eigentlich noch nicht einmal dort. Bin mit der Bitte um Entschuldigung auf dem Holzweg. Man erkennt auf der Grafik nicht, dass wir die Parameter in Jahrzehnten verändern, wie es sonst in den letzten 400000 Jahren Jahrtausende gebraucht hat. Laie halt. Halten wir fest: Die Grafik von Stefan Rahmstorf der letzten 20000 Jahre ist viel besser, um dies deutlich zu machen.

            Mir geht halt nicht so ganz aus dem Kopf, dass die Abbildung der letzten drei Millionen Jahre als Argument herhalten könnte, dass die derzeitigen Veränderungen der Parameter sich nahtlos in die zunehmenden Schwankungen einfügen von abrupten Klimawechseln der letzten drei Millionen Jahre, sodass selbst die Grafik von Rahmstorf nicht das Gegenteil beweisen soll.

            Frage: Kann man überhaupt eine Grafik erstellen der letzten 200000 statt 20000 Jahre mit der globalen Durchschnittstemperatur und dem CO2-Gehalt, aus der für Laien klar ersichtlich ist, dass in diesen Zeitraum der menschengemachte Klimawandel viel abrupter ist.

  9. @Natürliche Variabilität II

    Ich bin eine Freund von Klimaschutz, und habe inzwischen dank LEDs meinen Beitrag auf 4 To CO2 im Jahr reduziert. Aber wenn ich mir die neue Grafik der letzten 400.000 Jahre ansehe, so sieht das tatsächlich so aus, als wäre hier zur Hälfte je die Erdbahneffekte plus allmähliche Änderungen im CO2-Haushalt am Arbeiten, und die andere Hälfte aber tatsächlich unberechenbare Effekte aus der chaotischen Wetterküche heraus plus unvorhersehbare Vulkanausbrüche mit am Werk zu sein.

    Hier ist ganz klar ziemlich unbekannt, wie das konkrete Weltwetter in den nächsten 20 Jahren wird. Wir können im weltweiten Jahresmittel bei 1,1° gegenüber dem vorindustriellen Niveau bleiben, oder schon bei 2,0° landen. Auch das wird unvermeidlich entscheidend dafür sein, wie weit die Reduktion der Treibhausgase vorankommt. Ist mir schleierhaft, wieso das nicht klarer gesagt wird. Chaotisches Verhalten und Erwärmungstrend zusammen machen das Weltwetter, die langfristige Summe davon das Weltklima. Über einige Jahrzehnte mitteln sich die chaotischen Effekte immer mehr raus, aber nicht schneller schätze ich mal.

    Und selbst in der Grafik über die 400.000 Jahre bleibt das Teil-Chaos offenbar sichtbar. Sieht mir jedenfalls so aus.

    • Aus so einem Kurvenverlauf kann man überhaupt nicht erkennen, ob das verhalten chaotisch ist (also sensitiv von Anfangsbedingungen abhängig). Das kann man durch systematische Versuche mit dem Modell untersuchen – also durch Variation der Anfangsbedingungen. Ergebnis: im Modell ist es jedenfalls nicht chaotisch. Es gibt auch keine konkrete Evidenz für chaotisches Verhalten im echten Klimaystem, über das klassische Beispiel Wetter (also synoptische Variabilität) hinaus. Die Reaktion des Klimasystems auf die Antriebe ist klar nicht-linear, aber das heißt noch lange nicht chaotisch.

  10. @T.Lettau
    Nicht nur Simulationen kann man manipulieren. Mit Computer kann man alles manipulieren, man denke an “fake news”, manipulierte Fotos, Dokumente und vieles mehr. In Ihrem Studium muss einiges schiefgelaufen sein, wenn Sie ohne jedes Indiz und ohne Begründung Manipulationen unterstellen. Aus Ihrem Beitrag lässt sich nur eine einzige Schlussfolgerung ziehen: Sie selber würden manipulieren um Ihres Vorteils willen.

  11. was ich nie verstehen werde ist ua. die rasche Abkühlung über das Eem Interglazial. Da steigen die Temp. sehr schnell an und so auch der Meeresspiegel, da ja große Teile vom Grönland Eis verflüssigt wurden. Zudem stieg der CO2 Gehalt an und “nur wegen” nachlassender NHK Sommer Insolation und meridionalen Wärmetransporten kühlt es dennoch recht kontinuierlich wieder ab, bis der Absturz in das letzte Glazial erfolgte. Das passt alles mit den Kipp-Punkt Theorien (Modellen) so gar nicht zusammen, oder doch?

  12. Ich bitte um nährere Erläuterung was hier modelliert und simuliert wurde, denn aufgrund der Wortwahl im Blog ist mir nicht klar:

    Wurde hier mit einem Klimamodell, mit dem auch die bisherigen Berechnungen für die Klimazukunft bis zum Jahr 2100 (Limit im IPCC-report AR5) berechnet wurden und werden, das historische Klima der letzten 3 Millionen Jahre nachberechnet oder war dies ein spezielles Modell?

    Meine Frage stelle ich deshalb, weil es „Erdsystemmodell mittlerer Komplexität“ heißt und Sie im Kommentar (19.01.2020, 15:12 Uhr) auch schreiben: „Dieses Modell simuliert nur die mittleren Klimabedingungen und enthält keine stochastischen Wetterschwankungen.“

    • Mit demselben Modell berechnen wir auch die Klimazukunft und diese Rechnungen sind auch in IPCC-Berichte eingeflossen. Das Modell ist vereinfacht (“mittlere Komplexität”) und daher weit weniger detailliert als die meisten Klimamodelle, mit denen eine Rechnung über 3 Millionen Jahre selbst auf den weltbesten Supercomputern nicht möglich wäre. Das bedeutet, dass man mit diesem Modell sehr viel weniger regionale Details auflösen kann und zum Beispiel nichts über Extremwetter aussagen kann. Wenn es aber um die künftige globale Mitteltemperatur geht, macht ein Klimamodell mit 3°C Klimasensitivität die gleiche Zukunftsprognose, egal ob es ein extrem hoch aufgelöstes Modell oder ein Modell mittlerer Komplexität ist.

  13. @Tobias Jeckenburger
    Ein periodischer Prozess wie das Klima mit täglichen, jahreszeitlichen und längeren Rhythmen (Sonnenflecken, Milankovic) kann per se nicht chaotisch sein. Behauptungen von Zweiflern des Klimawandels, das Klima sei chaotisch, sind völlig unbegründet. Das schließt natürlich nicht aus, dass es schwerwiegende Störungen der Periodizität durch vulkanische, geologische oder extraterrestrische Ereignisse geben kann. Das sind dann zufällige oder stochastische Ereignisse und dann allerdings macht es keinen Sinn, noch von Klima zu reden, solange wie diese Wirkungen anhalten oder unberechenbar bleiben. Ebenso kann das Klima chaotisch werden wenn der Anteil von Treibhausgasen unbegrenzt ansteigt!

    Nebenbei: auch Chaos kann berechenbar sein, als deterministisches Chaos. Dafür gibt es die Komplexitäts- oder Chaostheorie.

    • Richtig. Wetter ist chaotisch, Klima nicht. Soweit wir wissen. Bei Wetterphänomenen gibt es noch Debatten, ob sie chaotisch oder nur stochastisch sind.

      • Dann ist die Aussage des IPCC also falsch?
        “In climate research and modelling we should recognize, that we are dealing with a coupled non-linear chaotic system, and therefore that the long-term prediction of future climate states is not possible.”
        Quelle: IPCC, Third Assessment Report, 2001, Section 14.2.2.2, S.774

        • Nein, sie ist völlig richtig, aber Sie sollten den Kontext beachten, um zu verstehen worum es geht. Dort wird die Notwendigkeit von Ensemble-Simulationen diskutiert, weil der exakte Zustand des Systems wegen der chaotischen Natur des Wetters nicht vorhersagbar ist; es gibt immer einen Rest an Zufallsschwankungen um den klimatalogischen Mittelwert herum, und diese Schwankungen können durch Ensemblesimulationen characterisiert werden. Solche Ensembles von Modellläufen sind inzwischen längst Standard in den späteren IPCC-Berichten.
          Hier das IPCC-Zitat von 2001 mit mehr Kontext:

          Fortunately, many groups have performed ensemble integrations,
          that is, multiple integrations with a single model using
          identical radiative forcing scenarios but different initial
          conditions. Ensemble integrations yield estimates of the
          variability of the response for a given model. They are also
          useful in determining to what extent the initial conditions affect
          the magnitude and pattern of the response. Furthermore, many
          groups have now performed model integrations using similar
          radiative forcings. This allows ensembles of model results to be
          constructed (see Chapter 9, Section 9.3; see also the end of
          Chapter 7, Section 7.1.3 for an interesting question about
          ensemble formation).
          In sum, a strategy must recognise what is possible. In climate
          research and modelling, we should recognise that we are dealing
          with a coupled non-linear chaotic system, and therefore that the
          long-term prediction of future climate states is not possible. The
          most we can expect to achieve is the prediction of the probability
          distribution of the system’s future possible states by the generation
          of ensembles of model solutions. This reduces climate
          change to the discernment of significant differences in the statistics
          of such ensembles. The generation of such model ensembles
          will require the dedication of greatly increased computer
          resources and the application of new methods of model
          diagnosis. Addressing adequately the statistical nature of climate
          is computationally intensive, but such statistical information is
          essential.

          • Sehr geehrter Herr Prof. Rahmstorf, herzlichen Dank für Ihre Antwort. Richtig ist, dass mein Zitat im Kontext der Ensemble-Simulationen zu sehen ist. Allerdings erwähnt das IPCC im Zusammenhang mit “non-linear chaotic system” nur “climate research and modelling” und “future climate states”. Von weather konnte ich in diesem Kontext nichts finden. Trotz Ensemble-Simulationen bestehen Unsicherheiten bei den Modellierungsmethoden, die zwar prinzipiell durch Verbesserung der Methoden verringert werden können, aber es bestehen weiterhin systemimmanente Unsicherheiten durch die natürliche Variabilität des Klimas. Die natürliche Klimavariabilität entsteht zum einen durch externe Einflüsse wie Schwankungen der Solarstrahlung und zum anderen durch interne Wechselwirkungen zwischen den Komponenten des Klimasystems Atmosphäre, Ozean und Landoberfläche. Kurzfristigere Schwankungen, wie von Monat zu Monat oder von Jahr zu Jahr, werden in den Klimasimulationen des letzten und dieses Jahrhunderts berücksichtigt und können für den Zeitraum, für den Beobachtungsdaten vorliegen, evaluiert werden. Langfristigere Klimaschwankungen wie von Jahrzehnt zu Jahrzehnt versucht man in der Klimamodellierung durch mehrere Realisierungen der Klimasimulationen zu erfassen, die sich jeweils nur in den Anfangsbedingungen unterscheiden, denen aber identische Treibhausgaskonzentrationen vorgeschrieben werden. Im Idealfall stimmt die simulierte Klimavariabilität mit der beobachteten Variabilität des Klimas überein. Dies ist jedoch schwierig zu belegen, da die verfügbaren Beobachtungsreihen meist zu kurz sind. Die simulierten Schwankungen geben zumindest einen Hinweis auf die Bandbreite natürlicher Klimaschwankungen, die auch in der Klimafolgenforschung berücksichtigt werden müssen. Die Bandbreite der anthropogenen Klimaänderungen schließlich entsteht durch die Annahme verschiedener Emissionsszenarien, mit denen mögliche Klimaentwicklungen projiziert werden.

          • Als Laie fragt man sich auch, warum der Forist ein Textschnipsel aus dem Jahr 2001 zitiert und nicht etwa aus dem Jahr 2018, um auf den neuesten Stand zu sein, welche Erkenntnisse der IPCC zusammen getragen hat. Oder man fragt sich nicht in den Jahren, denn der Brachialselektivismus, um die Pseudoskepsis aufrecht zu erhalten, scheint zu offenkundig.

  14. @Natürliche Variabilität III

    OK, wenn das Wetterchaos nur kurzfristige Effekte über höchstens einige Jahrzehnte produziert, und keine langfristigen Auswirkungen hat, dann ist das wohl so. Ich hätte gedacht, dass sich die chaotischen Wetterfluktuationen auch weiter fortsetzen. Ich verstehe, dass das am besten mit den Modellen nachprüfbar ist, was man offenbar auch getan hat.

    Bleibt dann aber, dass das konkrete Wetter der nächsten Jahre neben dem langfristigen Erwärmungstrend auch von dem chaotische Verhalten des Weltwettersystems überlagert wird. Insbesondere sind so trockene Sommer in Mitteleuropa 2018 und 2019 noch nicht als die Regel zu betrachten, sondern sind nur wahrscheinlicher als früher zu erwarten.

    • Richtig, auch ich gehe davon aus, dass wir auch wieder feuchte und kühlere Sommer erleben werden. Solche Extreme wie in den vergangenen beiden Jahren entstehen dann, wenn die Klimaveränderung und die Zufallsschwankungen des Wetters in dieselbe Richtung gehen und sich gegenseitig verstärken.
      In der globalen Mitteltemperatur sind die Zufallsschwankungen gering, vor Ort wie in ihrem Beispiel Mitteleuropa aber erheblich.

  15. Das kann uns aber wohl nicht helfen, da der aktuelle Baumbestand schon auf diese 2 Jahre (ein drittes mit der gleichen Tendenz kündigt sich wohl an) mit massivem Sterben reagiert hat. Tot ist tot. Zur Zeit kommt noch hinzu, dass bis jetzt der Winter in Ostdeutschland nicht genügend Niederschlag gebracht hat, um das Bodenwasserdefizit auch nur annähernd aufzufüllen. Wir stehen vor der Situation, dass z. B. die Wasserkraft in Ostdeutschland aktuell nur zu 20-30% läuft, und das im Winter. Das ist schon singulaer. Für Westpolen wird auch von einer extremen Duerre berichtet. Der Spreewald scheint sich nur mehr mit aus dem Untergrund gepumptem Wasser erhalten zu lassen. Im August war der Anteil dieser Waesser am gerade so gehaltenem Mindestabfluss 70-80% (Aussage LEAG)! Sehr geehrter Herr Ramstorf, kann da für unser ostdeutsches Wetterregime schon ein Kippelement umgeschaltet haben?

  16. Ist auch ein weiter Rückkopplung untersucht worden?
    Frage: Was ist der Antrieb für das Ende der Eiszeit?

    In ihrem 2ten Diagramm ist ersichtlich, daß am Ende der Eiszeit immer der Meeresspiegel bei ca. -100m liegt und der CO2 Anstieg sehr heftig verläuft.
    Meiner Meinung nach ist es der Hinweis auf das Ausgasen der Methanhydrate an den Kontinentalrändern im Ozean.
    Sinkt der Meeresspiegel um 100 m so verringert sich der Druck auf das Methanhydrat um 10 bar. Die oberen Bereiche des Methanhydrates beginnen auszugasen. Die dann existierende Wassermasse über dem Methanhydrat ist von Methanblasen durchsetzt. Damit sinkt die gemittelte Dichte des Wassers über dem Methanhydrat und damit auch der Druck auf das Methanhydrat.
    Somit kann auch das tiefere Methanhydrat ausgasen, da durch die Gassäule der Druck um mehr als 10 bar abgenommen hat.
    Dieser Ausgasungsprozeß würde solange stabil bleiben bis alles Methanhydrat alle ist, da die überlagerten Wasserschichten durch die immer nachfolgenden Gasblasen eine geringer Dichte aufweisen.
    Dies würde den drastischen CO2 Anstieg erklären.
    Eine Verschmutzung des Eisschildes und damit die Veränderung des Albedo erklärt nicht den drastischen CO2 Anstieg.

  17. Hallo Herr Rahmstorf. Der youtuber Gunnar Kaiser – ein Sprachrohr der Neu-Rechten – hat gestern ein Video mit dem Namen “12 Fragen an Harald Lesch” gepostet und dort seine Zweifel am (menschengemachten) Klimawandel geäußert. Abgesehen von den rechtsverschwurbelten Ideologien und Spitzen sind dort dennoch einige interessante Aspekte dabei, die ich als Laie nicht direkt beantworten könnte. Vielleicht haben sie ja die Zeit und Muße, sich der Beantwortung einiger Fragen anzunehmen. Ich kann es aber auch sehr gut verstehen, wenn Sie solchen Menschen kein Gehör geben.

    MfG
    Steffen

    • Ich halte solche Forderungen nach “Beantwortung von Laienfragen auf Youtube” von Wissenschaftlern für nicht zielführend. Ja, es gibt immer Zweifler und Besserwisser, oftmals Leute ohne notwendige fachliche Qualifikation, welche gerne einfach aus Prinzip anderer Meinung sind. Egal wie die Evidenzlage aussieht.

      Sollte man etwa einem Astronomieprofessor sich mit den “12 kritischen Fragen der Flat Earth Society” auseinanderzusetzen? Oder vielleicht mit den Papieren einer Handvoll von Astronomen, welche immer noch behaupten, dass schwarze Löcher nicht existieren können und reine Einbildung der Radioastronomie sind. Es gab auch bis in die 80 Jahre noch “Wissenschaftler”, die propagierten, dass Zigarettenrauch nicht schädlich für die Lunge sein kann. Das hat irgendwann auch keiner mehr “beantwortet” weil es einfach nichts bringt.

      Es ist meiner Meinung nach nicht Aufgabe eines renommierten Wissenschaftlers, jeder abstruse Kritik in populären Medien zu beantworten. Wenn dann bitte mittels Publikationen in Fachjournalen, dort kann sie auch beantwortet werden. Zum physikalischen Ablauf des Klimawandels bzgl. Ursache- und Wirkungsprinzip ist da seit den 90er Jahren eigentlich alles gesagt und es gibt da unter Fachleuten keinerlei Dissens.

  18. @Summe der Unsicherheiten

    Was die Prognose des Wetters und des zukünftigen Klimas angeht, so summieren sich eine eine ganze Reihe von Unsicherheiten:

    Chaotische Wetterschwankungen, wo das Weltwettersystem schon auf kleinste Variationen hin mit völlig verschiedenen Wetterlagen ein paar Wochen später reagiert.

    Stochastische Wetterschwankungen, die auf externe Zufälle wie etwa Vulkanausbrüche zurückzuführen sind.

    Änderungen von Meeresströmungen, der Eisbedeckung oder der Vegetation, die hier auch immer wieder mitspielen, auch bei der natürlichen Verarbeitung der Treibhausgase. Da wird z.B. CO2 von Bäumen und vom Meer wieder absorbiert, und im Gegenzug wird Methan aus den auftauenden Dauerfrostböden freigesetzt.

    Hier sorgt die Natur selbst für einiges an Unsicherheit. Bei der Erstellung von Modellen kommen nochmal eigene Unsicherheiten dazu:

    In den Modellen kennt man z.B. die Details bei der Wolkenbildung nicht so gut.

    Die Rasterweite der Modelle wird von der Rechenkapazität der Supercomputer begrenzt. Je länger die Zeit ist, die die Modelle beschreiben sollen, desto maßgeblicher wird das.

    Für die Modellläufe sind die Messwerte für die Anfangsbedingungen nur in begrenzter Auflösung bekannt, was sich vor allem auf die Genauigkeit von Wettervorhersagen auswirkt.

    Dann muss man wohl auch noch mit Unsicherheiten rechnen, von denen noch gar nichts bekannt sind.

    In der Folge ist nicht nur das konkrete Weltwetter der nächsten Jahre ungewiss, auch die Klimasensitivität von CO2 und anderen Treibhausgasen ist nur ungenau bekannt. Insgesamt wissen nur recht schlecht, wie viel wärmer das in den nächsten Jahrzehnten wirklich wird.

    Bei Spektrum.de steht gerade ein Beitrag, der besagt, dass die Treibhauswirkung von FCKW ein Drittel der bisherigen Erwärmung verursacht hat. Das würde wohl bedeuten, dass man die Klimawirksamkeit von CO2 etwas überschätzt hat, wenn auch immer noch innerhalb von dem derzeit gehandelten Bereich von 1,5° und 4,5° bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts, alles bezogen auf vorindustrielles Niveau.

    Die Datenlage sagt aber ganz klar, dass wir weiter nach Möglichkeit in Klimaschutz investieren müssen. Aber auch, dass wir die Entwicklung des Weltklimas und auch von zukünftigen besseren Prognosen im Auge behalten müssen. Falls es sich ungünstig weiterentwickelt, müssen wir wohl in den nächsten Jahrzehnten das Tempo des Umbaus noch mal entschieden verschärfen.

  19. Die Abbildung der letzten 400000 Jahre ist schon gut. Möchte ich aber die Gelegenheit nutzen, um vorzuschlagen, eine Grafik zu erstellen der letzten 200000 Jahre mit einer genaueren Zeitskalierung. Und zwar von der globalen Durchschnittstemperatur, der CO2-Konzentration, des Meeresspiegelverlaufes und vielleicht noch der Eisbildung in der Hoffnung eines Laiens, dass für Laien erkenntlich wird, dass die menschenverursachten Veränderungen seit der Industrialisierung abrupter sind im Vergleich mit den letzten 200000 Jahren. Dass Frau, Mann, Jugendlicher und Kind erkennen kann, dass die Veränderungen seit der Industrialisierung viel schneller geschehen auf der Erde und dass die Abbildung der letzten drei Millionen Jahre dies nicht erkennen lassen kann. Dass der menschenverursachte Klimawandel eben nicht eine gewöhnlich zunehmende Schwankung ist im Verlauf der klimageschichtlichen Entwicklung.
    Danke, Herr Rahmstorf, dass Sie sich Zeit nehmen und bei allem Respekt, wenn Sie keine haben. Danke, dass es Klimalounge gibt. Der SPIEGEL hat mehr Reichweite und ist nun durch Sie verlässlicher geworden, aber hier ist ein sicherer Hafen in der antifaktischen Kakofonie der Medien, wenn man sich ein Bisschen mehr für Klimawissenschaft interessiert.

  20. @Stefan Rahmstorf
    Ich bewundere Ihre Ruhe, mit der Sie bei diesem und auch abei anderen Beiträgen auf ignorante Beiträge antworten.

    Sie haben am 28.03.2019 in Ihrem Beitrag “Wie viel CO2 kann Deutschland noch ausstoßen ?” leicht verständlich das weltweite und auch das deutsche CO2-Rest-Budget dargelegt.

    Wie schaffen Sie es, an dem mangelnden Handlungswillen der verantwortlichen Politiker nicht zu verzweifeln ?

    Alle betonen, die Pariser Klimaschutzziele einhalten zu wollen und verabschieden gleichzeitig ein “Klimapäckchen”, das wissenschaftlich bestätigt mit höchster Wahrscheinlichkeit dazu führt, dass das Pariser Klimaschutzziel verfehlt wird.

    Unsere Politiker tun das gleiche wie Trump – sie missachten Paris !
    Aber offensichtlich ist Trump ehrlicher, als unsere Politiker. (unfassbar, dass ich so etwas schreiben muss)

    Haben Sie noch Hoffnung, dass wir die Kurve noch bekommen ?

    • Wenn ich mich mal als Politklimatologe betätigen darf: die realpolitische Untätigkeit und die reale Entwicklung der THG-Emissionen der vergangenen 30 Jahre, sowohl national als auch global, stimmen mich für die nächsten 30 Jahre extrem pessimistisch, dass wir irgendwie noch die Kurve kriegen. Das bestehende, verlogene und korrupte System des absolutistischen Parlamentarismus hat sich nachweislich als unfähig und unwillig erwiesen, und tut es weiterhin, signifikante Schritte für einen effektiven Klimaschutz zu unternehmen. Damit wird Klimaschutz als Politikum zur Farce. Und persönlicher Klimaschutz ist gleichfalls eine Farce, wenn mein Nachbar ungehemmt weiter mit dem neuen Verbrenner-SUV mit 200km/h über die Autobahn rast und drei mal im Jahr in den Urlaub fliegt.(stellvertretend für alle die weiter für Konsum und Profit hemmungslos THG in die Luft pusten dürfen, ohne dafür zur Rechenschaft gezogen zu werden). Jeder Systemwechsel z.B. echte (direkte) Demokratie wurde von den institutionellen Machthabern in den letzten 30 Jahren verunmöglicht und das wird ebenfalls auch weiter so sein. Und selbst wenn wird eine Systemwechsel, wie jede technologische Wunderwaffe gegen den Klimawandel, zu spät kommen, wenn überhaupt.
      Realistisch betrachtet kann man nur zu dem Schluß kommen: wir sind am Arsch! Es geht nur noch um die Frage, wenn es zuerst und wen es zuletzt trifft.

      • @orinoco

        Ich bin da anderer Meinung. Speziell halte ich bei uns nicht “die Machthaber” für hauptsächlich verantwortlich – die setzen nämlich meines Erachtens oft sehr wohl den Wählerwillen um bzw. versuchen zumindest den zuweilen unbewussten Wählerwillen zu erraten um heimliche Sympathien und damit Stimmen zu gewinnen, die wichtigste Währung in unserer Politik. Nein, ich halte die Wähler – also fast alle von uns – für verantwortlich.

        Wenn die Wähler den Klimaschutz für sehr wichtig halten würden, hätten bei der letzten Bundestagswahl mehr als 8,9%(ja, das war so!) für die Grünen gestimmt und weniger als 12,6% für die AfD, die Klimaschutz streng opponiert. Ich denke, wenn sich die derzeitigen Umfragen bewahrheiten und bei der nächsten Wahl 20% für die Grünen stimmen werden, dann wird sich auch die Politik zu mehr Klimaschutz bewegen – und das obwohl selbst dann immer noch nur gerade jeder fünfte Wähler (das ist fern jeder Mehrheit) das Klimaproblem für so dringlich hält, die Partei zu wählen die den schärfsten Klimaschutz plant.

        Man kann daher aus meiner Sicht die Verantwortung hier nicht plausibel fern der Bevölkerung bzw. fern des Wählers wähnen.

        Und ich denke zweitens, das auch später Klimaschutz (erst Jahrzehnte in der Zukunft) für die Welt immer noch besser ist als gar keiner. Nur würde sofortiger scharfer Klimaschutz sehr viel zusätzliches Leid und Tod ersparen. Laut WHO-Schätzung sterben derzeit bereits 150 000 Menschen pro Jahr durch den anthropogenen Klimawandel, wobei dies explizit als konservative (also eher zu niedrige) Schätzung angelegt ist. Es werden mit dieser konservativen Methodik “250 000 additional deaths per year between 2030 and 2050” erwartet.

  21. @Götzinger: Wir sind, vor allem in Europa bzw. Deutschland, klimapolitisch mittlerweile erheblich weiter, als ich mir noch vor zwei Jahren realistisch pessimistisch erhofft hatte. Viel mehr geht derzeit vermutlich nicht! Es ist eine grundsätzliche Annahme der Neuen Politischen Ökonomie (NPÖ), dass Politiker nicht Gemeinwohloptimierung (was immer das sein mag), sondern ganz eigennützig Stimmenmaximierung betreiben.

    Und schon sieht in Zeiten des Populismus realistische Machbarkeit ganz anders aus. Altmaier hat ja völlig zu Recht mehrfach das Risiko einer Gelbwestenbewegung in Deutschland beschworen. Was aus diesen „Fridays for Hubraum“ geworden ist, weiß ich nicht, man kann aber diese Form von Dummheit als Warnschuss auffassen. Wenn ich Süchtigen zu schnell den Suchtstoff wegnehme, dann drehen die durch!

    https://de.wikipedia.org/wiki/Inkrementalismus

    Mehrfach ist weiter oben das Thema Zufall, Stochastik, etc. angesprochen worden. Ob das alles wirklich so einfach ist? Die Kommentare befriedigen mich alle nicht! Nur mal ein Beispiel: Manfred Eigen hat einmal ein Modell des „kanalisierten Zufalls“ entwickelt. Könnten solche Ideen nicht auch für andere Zweige der Naturwissenschaften relevant sein?

    http://www2.hu-berlin.de/sachbuchforschung/CONTENT/SBDB/pix/PDF/Eigen-Spiel-Inhalt.pdf

  22. Im Zusammenhang mit dem ECS-Wert, der hier bei dieser Modellrechnung über 3 Mio Jahren offensichtlich mit 3 °C ganz passend erschien, habe ich neue Studien gefunden, die nach meiner Einschätzung eine genauere Ermittlung dieses Wertes ermöglichen müssten.

    Die erste Studie von Dewitte et al hat auf Basis der Messungen der CERES-Satellitenmission erstmals für die Jahre 2000 bis 2018 die Earth Energy Imbalance (EEI) ermittelt:
    https://www.mdpi.com/2072-4292/11/6/663/htm
    Das Ergebnis: der Wert der EEI ist positiv, was eine Bestätigung für eine weiter zunehmende Erderwärmung ist und außerdem ist dieser Wert abnehmend, was bedeutet, dass die Wärmeenergie von Jahr zu Jahr weniger wird, die Erderwärmung sich also statt wie bisher angenommen nicht beschleunigt sondern im Gegenteil, dass sie nachlässt: Figure 14 der Studie.
    Die Autoren der Studie haben diese Widerspruch selbst festgestellt und deshalb zur Validierung mit den Werten des Ocean Heat Content (OHC) im zeitlichen Verlauf (OHCTD) verglichen und stellen fest, dass dieser Wert ebenfalls rückläufig ist (Figure 15). Damit ist bestätigt, dass tatsächlich die Erderwärmung nicht beschleunigt ansteigt, sondern zumindest seit dem Jahr 2000 nachlässt.
    Wenn man die Kurve des OHCTD, die bis zum Jahr 1967 zurückreicht anschaut, sieht man, dass die Erderwärmung zuletzt von etwa 1980 bis 2001 stattfand und seitdem rückläufig ist. Ob sie in Kürze oder später wieder zunehmen wird, das kann man wohl kaum vorhersagen.

    Die Klimaforscherin Judith Curry hat in ihrem Blog mithilfe dieser Studie die Klimasensivität des CO2 für den Zeitraum 2000 bis 2018 zu ECS = 1,72 °C errechnet: https://t1p.de/64ab
    und stellt fest, dass auch eine andere neue Studie zum gleichen Ergebnis für den EEI-Wert kam.

    Dieser ECS-Wert passt sehr gut zu dem ebenfalls auf Daten aus der aktuellen Klimaentwicklung beruhenden ECS-Wert von 1,74 °C, der 2017 in der Studie von Lewis / Curry veröffentlicht wurde.

    Eine andere Studie erschien gerade und hat die Rolle der FCKW-Gase als „Treibhausgase“ über den Polgebieten zum Thema: DOI: 10.1038/s41558-019-0677-4
    Sie kommt zu dem Ergebnis, dass ein Drittel der Erderwärmung von 1955 bis 2005 durch die Fluor-Kohlenwasserstoffe (FCKW u.a.) verursacht wurde, bei den Polargebieten sogar 50% der dortigen Erwärmung. Woran das liegt, dass trotz globalen Verbots im Jahr 1989 diese Gase noch immer bis zum Ende der von der Studie untersuchten Periode so stark in der Atmosphäre wirkten, ist ungeklärt.
    Zwar steht in dieser Studie nichts zum ECS-Wert, doch ergibt sich logischerweise die Frage: wenn 1/3 der Erwärmung seit 1955 von den FCKW verursacht wurde und der IPCC bisher vermutete oder annahm, dass mindestens die Hälfte, wenn nicht die gesamte Erwärmung seit Anfang der 1950er-Jahre durch CO2 verursacht wurde, wie sind dann die Aussagen und Annahmen zur Bestimmung des ECS- (und natürlich des TCS-) –Werts des CO2 neu zu gewichten?
    Als Laie würde ich annehmen, dass sich der ECS-Wert, wo immer er auch liegen mag, wegen der bisher nicht oder kaum berücksichtigten FCKW-Gaste um ca. 1/3 reduzieren müsste. Die als wahrscheinlich vom IPCC angegebene Spanne von 1,5 bis 4,5 °C würde sich damit dann auf 1 bis 3 °C reduzieren – „Pi mal Daumen“ gerechnet. Ist es nun Zufall oder sind es „Treffer“, dass die oben genannten ECS-Werte ziemlich genau in der Mitte, also knapp unter 2 °C liegen?

    Zur im Blog beschriebenen Studie ging mir noch folgende Frage durch den Kopf: laut Ergebnissen der Messungen mit den Eisbohrkernen ging in der Vergangenheit die Erwärmung dem Anstieg des CO2 um einige hundert (800 ?) Jahre voraus. Dann kann doch das CO2 gar nicht als „Versursacher“ der Erwärmungsphasen angesehen werden. Wieso kann dann überhaupt ein ECS-Wert eine Rolle spielen?

  23. DONNERWETTER!
    Das ist ein Stück Physik, Mathe und Informatik aus dem obersten Regal!
    Die Fouriers und Wavelet-Konturplots sind ja zum Einrahmen¹ fit!
    Glückwunsch @M.Willeit, S.Rahmstorf et al!

    Für mein Verständnis:

    – Betreffen die orbitalen Schwankungen nur den Laplace-Runge-Lenz-Vektor oder fallen zyklische dE/dt resp dL/dt an?

    Das frage ich deshalb, weil ich gerne einmal selbst ΔP(Bahnstörung) nummerisch abintegrieren und mit ΔP(Sonnenzyklus) korrelieren würde.

    – Damit zusammenhängend: Welches sind seitens der Klimaforschung akzeptierte Werte der Schwankungsbreite von T_eff (oder P) der Sonne und der Schwankung der Exzentrität der Erdbahn?

    – Wie werden CLIMBER-2 und POTSDAM-2 auf Software und Compute-Nodes abgebildet? Kommt FEM zum Einsatz²? MPI? GPU-Cluster oder massiv-parallele(r) Vektorrechner?

    – Damit zusammenhängend: Produkt aus FLOPS und Zeit bis zur Konvergenz?

    Mit besten Grüßen
    und nochmal Dank und Anerkennung für Eure/Ihre tolle Arbeit!

    ¹ oder ‘was für T-Shirts?!? 😉
    ² “2.5”-Dimensionalität erschließt sich mir da noch nicht ganz.

  24. Nur nicht zu bescheiden bitte – denial would be futile! 🙂

    Mit CLIMBER-2 haben Sie (@S. Rahmstorf) nun nachweislich wirklich jede Menge zu tun:

    Petoukhov, V.; Ganopolski, A.; Brovkin, V.; Claussen, M.; Eliseev, A.; Kubatzki, C. & Rahmstorf, S.
    CLIMBER-2: A climate system model of intermediate complexity. Part I: Model description and performance for present climate
    Climate Dynamics, 2000, 16, 1-17

    Grüße nach Potsdam!

  25. Die vorliegende Computersimulation zeigt nichts anderes als dass das Klima fragil auf Änderungen reagiert. Waren in den letzten 2 Millionen Jahren die Änderungen orbitaler Parameter dominat, so ist jetzt der Mensch für die Änderung des Strahlungsantriebes der Atmosphäre verantwortlich. Die Tatsache dass historisch natürliche Ursachen verantwortlich waren schliesst doch nicht aus, dass es keine künstlichen (menschlichen) Ursachen geben kann. In dem Zusammenhang möchte ich auf die Größenordnung der menschlichen Aktivitäten hinweisen. Angefangen von Veränderung der Biosphäre bis zu kontinuirlich steigenden Emissionen, die zusammen deutlich die Robustheit des Erdsystems übersteigen. In Anbetracht der wahrscheinlichen Folgen verstehe ich nicht, Klimaschutz in Frage zu stellen.

  26. @Wolfgang Richter
    Das CO2 ist nur eines von vielen Treibhausgasen. Es ist jedoch dasjenige, dessen Anteil in der Atmosphäre am stärksten angestiegen ist (seit ca. 1850 über 40%). Es ist allgemein bekannt, dass Methan das weitaus stärkere Treibhausgas ist, allerdings weniger lang in der Atmosphäre verbleibt (ca. 25 Jahre), weil es schneller wieder abgebaut wird. Das CO2 dagegen verbleibt etwa 100 bis 200 Jahre in der Atmosphäre! Da die Ozeane jetzt schon übersäuert sind, werden sie künftig weniger CO2 absorbieren, das dann zusätzlich in der Atmosphäre verbleibt!

    Ihre letzte Behauptung, dass die Temperatur dem Anteil des CO2 voraus eilt, ist blanker Unsinn, der schon vor Jahren richtig gestellt wurde. Aber die Klimazweifler bleiben gerne bei den Falschbehauptungen, die einmal in der Welt sind. Korrekturen der Wissenschaft bekommen sie nicht mit, weil sie immer nur voneinander abschreiben.

    • Methan wird mit einer Halbwertszeit von 8 Jahren zu CO2 oxidiert. Ein erheblicher Anteil des erhöhten CO2 verbleibt sogar über Zehntausende von Jahren in der Atmosphäre.

      • Entschuldigung weil ich mich hier an einem Detail festhänge zu Methan, aber es interessiert mich sehr: Vielleicht können Sie etwas sagen zu
        https://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Atmospheric_methane: Diskussionsseite Abschnitt “Methane as a greenhouse gas section: It doesn’t add up”

        “If methane has a half-life of 7 years and it’s 20-year greenhouse warming potential is 86, [with an exponential decay curve] it’s “at a given time”-potential can’t be anywhere close to 100. It must be about 300 or so.” Das ändert sich auch nur marginal, wenn man 8 Jahre nimmt und zudem in der Rechnung berücksichtigt, dass CO2 rauskommt.

        Stimmt es, was dort steht, dass “Methane doesn’t decay exponentially, so definitions for exponential decay of both half-life and lifetime do not apply. The IPCC uses a definition of lifetime of “Total concentration in the atmosphere / Current rate of removal”.

        Ich verstehe den Effekt von Methan über die Zeit überhaupt nicht bzw. passt da Einiges für mich (noch) nicht zusammen.

    • @anton reutlinger
      Sie haben Recht, dass der CO2 – Anstieg dem Temperaturanstieg laut Eisbohrkernen vorauseilt, finde ich nach Recherchen im Internet nicht bestätigt. Es wurde aber meiner Erinnerung nach auch hier in der Klimalounge und anderswo in den Medien vor einiger Zeit noch unwidersprochen behauptet.
      In dieser Zusammenfassung der Ergebnisse findet man keine Aussage zu Zeitverzögerungen zwischen beiden Ereignissen in der Vergangenheit:
      https://www.clim-past.net/9/2525/2013/

      Es gibt dafür offensichtlich auch eine Begründung:
      Dass sich eine zeitliche Korrelation zwischen beiden Ereignissen praktisch nicht herstellen lässt, wird nach dem Lesen dieser Information https://t1p.de/njgc klar. Danach sind die „Gasalter“ und die „Eisalter“ um hunderte von Jahren gegeneinander verschoben und das „Gasalter“ bleibt unklar oder „verschwommen“, wie es hier heißt.
      Logischerweise lassen sich dann die DO-Ereignisse damit bzgl. des CO2 und aller anderen eingeschlossenen Gase (CH4 ist dabei besonders wichtig als „Treibhausgas) nicht abbilden, die verliefen viel zu schnell. Ob das hier im Blog beschriebene Klimamodell die DO-Ereignisse mit ihren rapiden Temperaturschwankungen nachvollziehen konnte geht aus dem Text leider nicht hervor.

  27. @Jürgen Bucher, Sie schreiben am 24.01.2020, 21:36 Uhr: Wir sind, vor allem in Europa bzw. Deutschland, klimapolitisch mittlerweile erheblich weiter, als ich mir noch vor zwei Jahren realistisch pessimistisch erhofft hatte. Viel mehr geht derzeit vermutlich nicht!

    Ich finde diese Schönrederei fürchterlich. Nichts anderes hören wir seit Rio von unseren Politikern.

    Die wissenschaftlich begründete Wahrheit ist, dass wir unser Klimaschutzanstregungen ca. um den Faktor 4 erhöhen müssen, wenn wir unsere Verpflichtungen aus Paris einhalten möchten.

    Das ist mit dem Klimaschutzpäckchen der Bundesregierung definitiv nicht machbar.

    Die Welt steht in Flammen und die Uhr läuft für sinnvolle Maßnahmen ab. Die Macht des Integrals wird uns in wenigen Jahren zu einer desaströsen Vollbremsung oder zum Klimaschutz-Offenbarungseid gegenüber unseren Kindern zwingen.

    Ich kann angesichts dieser beiden Optionen nicht nachvollziehen, wie man sich angesichts der lächerlichen und vollkommen unzureichenden Maßnahmen zufrieden zurücklehnen kann und sagen kann: “Mehr geht halt nicht !”

    • @Götzinger: Die Dringlichkeit von mehr Klimaschutz bestreite ich doch gar nicht. Aber mehr geht nun einmal derzeit unter den aktuellen Rahmenbedingungen ganz offensichtlich nicht. Das ist die Realität, wenn das nicht so wäre, dann bräuchten Sie doch keine Kommentare abzugeben.

      Was ich Ihnen anzubieten habe, das sind wissenschaftliche Ansätze (wie die NPÖ), die Ihnen auf der Basis eines realistischen Menschenbilds versuchen zu erklären:
      a.) warum ein gesellschaftlicher Zustand, eine Entwicklung so ist, wie sie empirisch zu beobachten ist,
      b.) dass aus vielen kleinen Schritten letztlich doch ein großer Fortschritt, eine Problemlösung resultieren kann (dieser Ansatz ist v.a. von Karl Popper entwickelt worden).

      Möglich, dass wir ewig hinter den klimatischen Notwendigkeiten herhinken werden und es zu schweren klimatisch-sozialen Verwerfungen kommen wird. Gut möglich auch, dass uns die Evolution mit genau solchen Verhaltensgrundlagen ausgestattet hat. Dazu hier noch einmal je ein Link auf die beiden großen SPIEGEL-Interviews mit Edward O. Wilson:

      https://www.spiegel.de/spiegel/print/d-91056794.html

      http://magazin.spiegel.de/EpubDelivery/spiegel/pdf/9236855

      Nicht nur die Klimatologen betreiben Wissenschaft!

    • Ich kriege auch jedes mal die Krätze wenn ich jemanden sagen höre “Ich bin noch nicht so weit auf Urlaubsflüge zu verzichten”. Da hat man es mit echten Hardcore-Betonköpfen zu tun. Es geht viel mehr als die Menschen zugeben wollen. Künftige Generationen werden eine hohe Meinung von uns haben, dass wir die Erde für sie ruiniert haben, obwohl wir es hätten verhindern können und es aus purer Luxus- und Konsumbesoffenheit und Profisucht nicht getan haben.

  28. Stefan Rahmstorf schreibt/glaubt/behauptet:

    Hier eine Grafik über die letzten 20.000 Jahre, die klar erkennen lässt, wie schnell die moderne Erwärmung im Vergleich ist: https://twitter.com/rahmstorf/status/1220699044181368838?s=20

    Viele andere schreiben/glauben/behaupten in Klimastudien, in denen es nicht um den “menschengemachten Klimawandel geht:

    “Erst aus diesen Kurven wurde bekannt, welche dramatischen Sprünge das Klima der letzten Eiszeit tatsächlich vollführte: Abrupte Temperatursprünge um bis zu 10°C in teilweise weniger als zehn Jahren punktuierten das eiszeitliche Klima demnach…”

  29. Hier beschreibe ich ein Puzzle, bei dem alles zu passen scheint und das doch eigentlich fehlerhaft sein müsste. Im parallelen Blog habe ich gerade auf interessante „Fundstücke“ bzw. neue Studien hingewiesen, die, wenn sie auch nur „halbwegs“ korrekte Ergebnisse hätten, die CO2-Hypothese zum Klimawandel stark erschüttern könnten und wozu ich mit meinem Latein am Ende bin: https://t1p.de/wlud

    Das inzwischen aus 3 Teilen bestehende anscheinend vollständige Puzzle:

    A) Laut der Sonnenforscherin Valentina Zharkova (Northumbria University) und ihrer neuen Studie (mit 2 weiteren Forschern) https://t1p.de/77dn beträgt die natürliche Erwärmung der Erde seit dem Ende der „kleinen Eiszeit“ 0,5 °C pro hundert Jahre, bis heute also rund 0,8 °C.
    Außerdem sagt sie, dass bereits eine neue „kleine Eiszeit“ begonnen hat, deren Anzeichen erkennbar seien.

    B) Die neue Studie zur Rolle der FCKW-Gase als „Treibhausgase“ über den Polgebieten zum Thema: DOI: 10.1038/s41558-019-0677-4 kommt zu dem Ergebnis, dass ein Drittel der Erderwärmung von 1955 bis 2005 durch die Fluor-Kohlenwasserstoffe verursacht wurde, bei den Polargebieten 50% der dortigen Erwärmung.

    C) Dann fand ich heute noch ein weiteres passendes Puzzlestück:
    http://www.journalpsij.com/index.php/PSIJ/article/view/30127/56520
    Laut dieser neuen Studie zur Klimasensivität basierend auf Messungen und Berechnungen zur EEB (Earth Energy Balance) und zu den unterschiedlichen Energieflüssen bei klarem Himmel und bei Wolkenbedeckung bei Tag und bei Nacht ergibt sich, dass CO2 nur zu 7,3% zum “Treibhauseffekt” beiträgt und der ECS-Wert (fälschlicherweise in der Studie als TCS bezeichnet) deshalb nur 0,6 °C beträgt.

    Meine (korrigierte) laienhafte Berechnung ergibt:
    1,3 °C (Anstieg seit kleiner Eiszeit) – 0,27 °C (1/3 der Erhöhung seit 1955: lt. HADCRUT4, GISTEMP ca. 0,8°C) – 0,8 °C (lt. Studie Einfluss der Sonne seit Ende kl. Eiszeit) = 0,23 °C.
    Nehme ich nun (weiterhin laienhaft) den ECS-Wert fürs CO2 nach der neuen Studie zu 0,6 °C an und den Anstieg des CO2 von 280 auf 410 ppm (ungeschickt ausgedrückt) zu 50% verdoppelt, ergäbe das einen Temperaturanstieg von 0,3 °C durchs CO2 – also nahe an den oben ausgerechneten 0,23 °C.
    Da überall die Fehlerbereiche nicht berücksichtigt sind, sind dies sehr grob berechnete „mean“-Werte.

    Jede wissenschaftliche Hypothese, Theorie oder Berechnung gilt erstmal als „brauchbar“ solange sie nicht widerlegt ist. Dies gilt natürlich auch für die 3 hier genannten Studien. Alle sind von mehreren Wissenschaftlern verfasst und sind peer-reviewt. Doch ist das alles „haltbar“?
    Nachdenklich macht, dass es zu „solar forcing“ inzwischen sehr viele (neue) Studien gibt, dass das FCKW-Thema bisher für unwesentlich gehalten und dass die Wirkung der Wolken bisher nicht berechenbar war – was sich jetzt zumindest scheinbar im Rahmen des Fortschritts der Wissenschaft geändert hat. Und kommt tatsächlich schon eine neue kleine Eiszeit? Der aktuelle (!) EEI-Wert lässt es zumindest nicht als abwegig erscheinen.
    Wer hat nun Recht? Die große Menge der Klimawissenschaftler oder diese paar wenigen Wissenschaftler mit ihren neuen Ergebnissen?

    • Hallo Herr Richter,

      es lohnt sich immer einen Blick auf den Impact Factor des jeweiligen Journals zu werfen. Das Journal Ihrer dritten Quelle hat laut researchgate einen sehr niedrigen Impact Factor von 0.26. Weiterhin ist zu diesem Artikel ein Blick in den peer-review möglich. Die dort zu lesenden Kommentare lassen nicht gerade auf einen ausführlichen und kritischen Begutachtungsprozess schließen. Wenn dann auch noch Sie selbst bemerken dass der Author TCS und ECS vertauscht hat spricht das nicht für die Qualität der Arbeit (oder dafür dass Sie etwas falsch verstanden haben…).

      • Hallo Herr Mendel,

        der Impact Factor eines Journals ist absolut kein Mass für die Richtigkeit eines wissenschaftlichen Artikels. Der in dem dritten Artikel berechnete Wert zum Anteil des anthropogenen CO2 wird durch folgende Publikation bestätigt:
        http://www.esjournal.org/article/161/10.11648.j.earth.20190803.13

        Übrigens hat das Journal Earth Sciences, das im Springer Verlag erscheint, einen Impact Factor von 1,784; nur damit Sie nicht lange suchen müssen.

  30. @Wolfgang Richter
    Wer hat nun Recht?

    Diese Frage könnten Sie sich selber beantworten, wenn Sie sich die Mühe dazu machen würden. Ein einziger Satze aus der Studie unter C) lautet:

    As shown by the spectral analysis, the atmosphere with the present temperature profile without any GH gases would emit the same LW
    [Long Wave] radiation downward.

    Der Satz erscheint zunächst richtig, aber hätte die Atmosphäre dasselbe Temperaturprofil ohne Greenhouse (GH) gases? In dieser Studie eines einzelnen “Wissenschaftlers” steht so mancher Unfug.

    Zu der Studie unter A) ist generell zu sagen, dass die Schwankungen der solar irradiance umso weniger effektiv sind, je mehr CO2 in der Atmosphäre ist. Wenn man einen Wintermantel trägt, dann sind leichte Schwankungen der Sonnenstrahlung weniger zu spüren.

  31. Wer hat nun Recht? Die große Menge der Klimawissenschaftler oder diese paar wenigen Wissenschaftler mit ihren neuen Ergebnissen?

    1. Natürlich die große Menge an Wissenschaftern.
    2. Bitte beanspruchen sie nicht die Wissenschafter der 3 genannten Studie die sie für ihre Milchmädchenrechnung missbraucht haben.

  32. Stefan Rahmstorf schrieb am 5. Jun 2005 in einer Mail an internationale Kollegen:

    „More than 20 times during the past 100.000 years, large and abrupt climate shifts have occurred known as Dansgaard-Oeschger events and Heinrich events. Temperatures changed by up to 12 ºC within a decade around the northern Atlantic (e.g., in Greenland).“

    Nun ja 12 ºC in einem Jahrzehnt in einer Region „around the nothern Atlantic“ (und garantiert ohne anthropogene Trigger) sind eine ganz schön große Hausnummer!

    Diese abrupten eiszeitlichen Temperaturschwankungen (aktuell schätzt man 10 bis 15 ºC in einer Decade) waren sicherlich auch mit vielen Extremwetterereignissen verbunden, was die aktuelle Diskussion um beispiellose Klimaveränderungen doch etwas relativiert.

    • Extremwetter ist für uns Menschen durch die konkreten Auswirkungen relevant – ich vermute mal, wenn Ihr Haus unter Wasser steht, ist es Ihnen relativ egal ob vor 50.000 Jahren, als es noch gar keine Häuser gab, noch extremere Dinge passiert sind. Relevant für heute ist die Erkenntnis über die Instabilität der Atlantikströmungen vor allem als Warnung, dass wir ein “Umkippen” der Strömung tunlichst vermeiden sollten.

  33. Auf alle Fälle auch Danke für den Zoom auf die letzten 4 00 000 Jahre. Da sieht man klar, dass die Modelle dicht an den Sedimentmessungen sind. Werde ich in die Klimadebatten mit einbringen. Nur kann man nicht erkennen, dass die menschengemachte Erderwärmung drüber liegt. Hört ja auch bei den Modellen beispielsweise beim CO2-Gehalt bei schlappen 260 ppm auf. Wir haben jetzt ca. 412 ppm. Wäre als abgebildet deutlichst drüber. Aber mit der Abbildung der letzten 20000 Jahre der globalen Durchschnittstemperatur wird es klarer.

  34. @ anton reutlinger
    Wieso ist es Unfug was in der Studie zur langwelligen Strahlung steht? Zeigen Sie mir bitte mit einem Link eine Studie oder eine andere Dokumentation, dass dies falsch ist.
    Die gleiche Bitte dann auch zur Studie (A) und Ihrer Aussage, dass die solar irradiance –Schwankungen mit zunehmendem CO2-Gehalt an Wirkung verlieren: bitte einen Link.

    @cliff
    Wieso „natürlich die große Menge an Wissenschaftlern“? In der Wissenschaft zählt nicht „Masse“ sondern „Klasse“.
    Der schon so oft in diesem Zusammenhang erwähnte Ausspruch von Einstein als Reaktion auf das Buch “Hundert Autoren gegen Einstein” lautet: “Warum einhundert? Wenn sie Recht hätten, würde ein Einziger genügen!”.
    Was ich gerechnet habe ist doch keine Milchmädchenrechnung, das ist eine zwar grobe aber fürs Erste doch hinreichende Addition der 3 Studienergebnisse zu einem Wert, der verblüffend der globalen Temperaturerhöhung seit dem Ende der „kleinen Eiszeit“ entspricht.

    Mich interessiert nur ob es weitere Studien gibt, die mit den gleichen Grundannahmen zu vergleichbaren oder zu andern Ergebnissen kommen.
    Personliche Bewertungen mittels der Bekanntheit der Wissenschaftler oder der Art der Veröffentlichung sagen nichts zur Haltbarkeit oder Widerlegbarkeit der Aussagen der Studien aus.

    • @Richter: Poppers Falsifikationsschema – Vorhersagen aufgrund von Naturgesetzen und überprüfende Experimente – geht bei komplexen Systemen wie dem Klima nicht, weil es sich um multikausale Phänomene handelt und die klassische Experimentalmethode dazu nicht funktioniert.

      Klima-Simulationen, die anhand von Daten der Vergangenheit validiert werden, sind eine adäquate wissenschaftliche Methodik. Und genau darum geht es ja in obigem Forumsbeitrag!

      Eine moderne und konsistente Wissenschaftstheorie komplexer Systeme wäre längst überfällig, ich fürchte jedoch, dass die reinen Philosophen sowas nicht hinkriegen.

      Ein kleiner Lichtblick: Sibylle Anderls Buch „Das Universum und ich“. Die hat, auf populärer Ebene und zum Thema Astrophysik, tatsächlich einiges über Zufall, Komplexität, Experimente, Modellierung usw. verständlich und gut geschrieben beizutragen: Astrophysikalische Modelle, so Anderl, “können schlecht anhand von parallelen Experimenten zwischen Modell und realem System geprüft werden. Dieses Problem hat die Astrophysik allerdings nicht alleine, es betrifft beispielsweise auch die Klimaforschung.“

      Wirklich gut gemacht, Frau Anderl: https://www.youtube.com/watch?v=qVT6XJuv-GU

      Den Namen werde ich mir merken müssen!

      • Poppers Falsifikationismus kann und wird selbstverständlich auch bei der Klimaforschung angewendet. Indem zahlreiche Aussagen und Vorhersagen, sowohl rückblickend, gleichzeitig als auch antizipativ gemacht – und dann überprüft werden.

        Das ist bspw bei der Astronomie nicht anders – der Großteil jener Wissenschaft kann auch nicht experimentell im Labor nachgestellt werden.

        Laborexperimente sind nur ein Werkzeug unter vielen, die im Rahmen der modernen Forschungsmethoden, ganz im Einklang mit Popper, verwendet werden können.

        Gavin Schmidt hat erst kürzlich eine ganze Kaskade von falsifizierbaren Aussagen der Klimaforschung demonstriert: https://twitter.com/ClimateOfGavin/status/1217885474502729728

  35. @Geoman
    Stellen Sie sich vor, Sie müssten im Sommer per Gesetz einen luftdichten Overall tragen, um Virusinfektionen zu verhindern, egal bei welcher Temperatur und bei welcher Tätigkeit, so wie z.Z. vielfach im Fernsehen zu sehen ist. Genauso ist der Treibhauseffekt ein physikalisches Naturgesetz, das unabhängig von natürlichen Klimaschwankungen und Wetterereignissen wirksam ist. Der Treibhauseffekt infolge der deutlich erhöhten Anteile von Treibhausgasen überlagert alle natürlichen Klimaschwankungen, seien es die Eiszeit- oder die Sonnenfleckenzyklen.

    Die Argumentationsstrategie, die derzeitige Erwärmungsperiode hätte natürliche Ursachen, ist daher naiv und völlig irrelevant. Die Wirkung der Treibhausgase führt in jedem Fall zu einer raschen und lange andauernden Erwärmung, mit absehbaren Folgen für die Biosphäre. Dass die Erwärmung nicht gleichmäßig und stetig (smooth), sondern lokal turbulent ist, ändert nichts an den katastrophalen Folgen und erhöht zudem die Schäden und Kosten.

  36. @Wolfgang Richter
    Man braucht keine wissenschaftlichen Studien, um ein Grundverständnis für den Treibhauseffekt und die globale Erwärmung zu bekommen. In einem gut gedämmten Haus wird die Innentemperatur weniger von Schwankungen der Sonnenstrahlung beeinflusst als in einem nicht gedämmten Haus. Das ist Alltagserfahrung. Die Treibhausgase der Atmosphäre haben genau dieselbe physikalische Wirkung wie Wärmedämmung. Der Vergleich mit dem Treibhaus statt mit Wärmedämmung ist wohl unglücklich gewählt und wirkt in der Öffentlichkeit anscheinend eher kontraproduktiv!

    Dass für quantitative Aussagen zur globalen Erwärmung und für Prognosen zum Klima umfangreiche wissenschaftliche Studien notwendig sind, das ist trivial. Bei der Auswahl von Studien zur eigenen Meinungsbildung sollte man sehr sorgfältig vorgehen, besonders bei Einzelautoren oder fachfremden Autoren. Von amerikanischen Ölfirmen und Kohlebaronen ist bekannt, dass sie seit Jahrzehnten wider besseres Wissen “Studien” zur Leugnung des Klimawandels finanzieren!

  37. “Das Modell wurde nur durch Änderungen der Erdbahnkonfiguration (also durch die bekannten Milanković-Zyklen) angetrieben, sowie durch verschiedene Szenarien für langsam veränderliche Randbedingungen, nämlich die CO2-Ausgasung aus Vulkanen als geologische CO2-Quelle und Änderungen der Sedimentverteilung auf den Kontinenten.”
    Um die Einflüsse von Erdbahn und von atmosphärischer CO2-Konzentration zu trennen könnte man die Zeitreihe der Anomalie der Temperatur am Äquator heranziehen. Vermutlich ist diese aber ziemlich ähnlich der globalen Temperatur-Anomalie, da ja die atmosphärische CO2-Konzentration sich über lange Zeiträume an die globale Temperatur anpasst.

  38. Ergänzung zu meinem Kommentar vom 27.01.2020:
    Die unter Punkt B in meinem Kommentar beschriebene ganz neue Studie zur Wirkung der nach wie vor in großen Mengen vorhandenen FCKW-Gase bzw. ozon-depleting-substances (ODS), die ganz erheblich zur globalen Erwärmung beitragen, hat bereits Eingang in den direkt betroffenen Wissenschaftbereich gefunden, die Erfoschung der Cryosphäre.

    Das NSIDC beschreibt dies hier im Internet: http://nsidc.org/arcticseaicenews/
    unter der Überschrift „New study implicates ozone-destroying substances in Arctic warming“.

    Nun muss die Klimawissenschaft wohl an vielen Stellen ihre Aussagen und Berechnungen überarbeiten und die Wirkung der ODS miteinbeziehen, was lt. der Studie bisher nicht der Fall war. Man hatte die ODS anscheinend „vergessen“ und auf die Wirkung des Montrealer Abkommens gesetzt – das aber offensichtlich nicht weltweit eingehalten wird, die ODS kommen nach wie vor unvermindert in großen Mengen in die Atmosphäre.

    Die Aussage, dass sich die Arktis aufgrund des zunehmenden CO2-Gehalts der Atmosphäre doppelt so schnell aufheizt wie der „Rest“ der Erde kippt wohl als Erstes. Die Hälfte der Wirkung geht nun an die ODS.

    • @Wolfgang Richter: Sie machen regelmäßig stets den selben Fehler, nämlich sich eine einzelne Studie herauszupicken und als Nonplusultra zu betrachten, ohne sie im Kontext mit anderen Arbeiten abzugleichen und einzuordnen.

      Die Annahme einer polaren Verstärkung im Hinblick auf eine überdurchschnittliche Temperaturzunahme ist mitnichten ein theoretisches Konstrukt, sondern beruht zu großen Teilen auf direkten Beobachtungen beziehungsweise paläoklimatologischen Erkenntnissen und wurde zum Beispiel auch für die Eem-Warmzeit vor mehr als 100.000 Jahren nachgewiesen, als definitiv noch keine FCKWs existierten.

      https://de.wikipedia.org/wiki/Eem-Warmzeit

      Die Aussage, dass sich die Arktis aufgrund des zunehmenden CO2-Gehalts der Atmosphäre doppelt so schnell erwärmt wie die übrigen Landflächen, wird so schnell wohl nicht kippen.

  39. Hab den Zoom auf die letzten vier Eiszeitzyklen ausgedruckt, mit Linial gemessen und so ungefähr rausgekriegt, dass der CO-Anstieg beim letzten Übergang von Kalt- zu Warmzeit um ca 100 ppm ca. 13800 Jahre gedauert hat. Wir Menschen haben das in ein paar Jahrzehnten geschafft. Korrekt?

  40. Ich verstehe einen Satz nicht: “Ein allmählicher Rückgang des CO2 auf Werte unter ~350 ppm führte zum Beginn der Vereisung von Grönland und, allgemeiner, der Nordhalbkugel zu Beginn des Quartärs.”
    Ist damit gemeint, dass die gesamte Nordhalbkugel vereiste?
    Wieviel vereiste, in einer Eiszeit, in einer Warmzeit?