Sind wir Menschen überhaupt schuld am Klimawandel?

Kleber, Arno; Richter-Krautz, Jana

doi:10.1007/978-3-662-64548-2_5

Arno Kleber³ &
Jana Richter-Krautz³

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Zusammenfassung

Änderungen des Klimas, z. T. mit deutlich höheren Temperaturen als heute, durchziehen die gesamte Erdgeschichte. Da fragt man sich, ob nicht auch natürliche anstatt menschlicher Ursachen der Erwärmung in Frage kommen. Wir gehen dieser Frage nach und diskutieren den Zusammenhang zwischen CO₂, Wasserdampf und Klima in der Erdgeschichte und heute, die Rolle der Ozeane und der Sonne, um mit der Klimasensitivität einen zentralen Begriff der Klimadiskussion aufzugreifen.

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Notes

1.
Als Holozän wird die aktuelle Warmzeit (Interglazial) bezeichnet, die seit etwa 12.000 Jahren herrscht und insgesamt relativ mildes Klima beschert.
2.
Eiskeile sind Phänomene im dauerhaft gefrorenen Untergrund („Dauerfrostboden“, „Permafrost“), bei denen es zum Einsickern von sommerlichem Schmelzwasser in Tieffrost-Schrumpfungsrisse des Eises kommt. Das Wasser dehnt sich dann im Winter aus und verdrängt das Umliegende, sodass es im Laufe der Zeit zu einem Keil heranwächst.
3.
Tatsächlich gab es von Anfang an Überlegungen, die erste Messstelle dort einzurichten, mittlerweile gibt es eine solche natürlich.
4.
Ein Extrembeispiel der Folgen eines drastischen, vulkanisch bedingten CO₂-Anstiegs ist das Massenaussterben an der Wende vom Perm zur Trias, das bisher bedeutendste, seit es höheres Leben gibt, bei dem es übrigens auch zu einer drastischen Versauerung der Ozeane kam (vgl. Kleber 2020c).
5.
Erschlossen aus δ¹⁸O, dem Maß für den Anteil der beiden wichtigsten Isotope des Sauerstoffs; dieses ist ein Indikator für die Menge an Eis, die den Ozeanen entzogen war, da ¹⁸O schwerer verdunstet als ¹⁶O und sich damit im Ozean anreichert. Da die globale Eismenge stark mit der globalen Temperatur zusammenhängt, gilt dieses Maß als Indikator für die Temperatur.
6.
Firneis ist noch nicht endgültig zu Gletschereis verfestigter Altschnee.
7.
Kipppunkte im Klimasystem, bei denen bestimmte Schwellenwerte irreversibel überschritten werden, vgl. Kap. 8.
8.
Wobei die zeitliche Auflösung der Rekonstruktion vergangener Klimaänderungen oft nicht ausreicht, um auszuschließen, dass es nicht auch Zeitabschnitte mit ähnlich steil verlaufenden Änderungen gegeben haben kann.
9.
Man liest gelegentlich, dass der Anteil des Wasserdampfs am Treibhauseffekt 98 % betrüge, wobei diese Zahl auf das IPCC zurückgeführt wird. Dieser Wert findet sich jedoch, soweit wir herausfinden konnten, in keinem der Berichte, er scheint frei erfunden. Wenn, dann bezieht er sich möglicherweise auf die erdbodennächste Luft.
10.
Mit der seltenen Ausnahme, dass eines der Atome aus einem schwereren Isotop besteht, z. B. ¹⁸O beim Sauerstoff, wodurch solche Moleküle ebenfalls asymmetrisch sind. Ferner kann es nach Smith & Newnham (1999) im sog. nahen Infrarotbereich, also außerhalb der üblicherweise von der Erdoberfläche ausgehenden Wärmestrahlung, zu schwachen Schwingungen kommen kann, die nach Karman et al. (2018) durch Kollision der Moleküle untereinander ausgelöst werden.
11.
Wohlgemerkt: Die Aufnahme (Absorption) von Wärmestrahlung ist entscheidend, nicht deren Abgabe (Emission), was gelegentlich verwechselt wird (vgl. Kap. 5.4.8).
12.
Auch die Absorption von ultravioletter Strahlung durch Sauerstoffmoleküle ändert im Gegensatz zu Rogelio (2018) daran nichts, da die damit verbundene Erwärmung sich in der Ozonschicht der Stratosphäre abspielt und keinen wesentlichen Einfluss auf die erdoberflächennahen Atmosphärenschichten nimmt. Zudem sinken die Temperaturen in der Stratosphäre.
13.
Die Bereiche des Spektrums der Wärmestrahlung, in denen die Moleküle Strahlung absorbieren.
14.
Tatsächlich konnte dieser Effekt bereits durch Harries et al. (2001) anhand von Satellitendaten auch vom Weltraum aus erfasst werden, was Trenberth et al. (2009) mit einem umfangreicheren Datensatz bestätigen konnten.
15.
Lediglich Ozon, O₃, auf das wir ansonsten nicht weiter eingehen und das in der hohen Atmosphäre, der Stratosphäre, gehäuft auftritt, absorbiert in einem schmalen Band im Bereich des „atmosphärischen Fensters“.
16.
Welcher Effekt sich aber mit der Temperaturabnahme überlagert, die immer noch auf die Schädigung der Ozonschicht durch Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) zurückgeht.
17.
Nach einer wolkenfreien Winternacht bildet sich Nebel, der sich oft den ganzen Vormittag nicht auflöst. Steigt man auf einen Fernsehturm, erlebt man, dass es dort oben wärmer ist als am Boden. Die ganze Nacht über hat die Erdoberfläche durch Ausstrahlung Wärme verloren, und zwar so viel, dass sie irgendwann stärker abgekühlt ist als die darüberliegende Luft – eine Inversion (eine Umkehr der üblichen Temperaturschichtung der Luft) ist entstanden.
18.
Auf Wärmeleitung, also bei direktem Kontakt unterschiedlich warmer Objekte, kann der Hauptsatz tatsächlich in der engen Interpretation angewendet werden. Bei Strahlung müsste aber schließlich jedes strahlende Objekt „wissen“, in welcher Richtung sich wärmere, in welcher sich kühlere Objekte befinden, und gezielt dorthin die Strahlung lenken. Der Treibhauseffekt wurde übrigens auch vielfach experimentell demonstriert, zuletzt von Frey (2020).
19.
Isotopologe sind chemische Verbindungen, deren Moleküle sich lediglich in der Isotopen-Zusammensetzung unterscheiden.
20.
Berichte und Zwischenberichte des IPCC können ohne Ausnahme von www.ipcc.ch abgerufen werden.
21.
Ein natürliches Reservoir, welches Kohlenstoff aufnehmen und zeitweise oder dauerhaft speichern kann.
22.
In Wirklichkeit handelt es sich um ein Fließgleichgewicht, also ein Pendeln um einen relativ konstanten Wert, der einmal über-, ein anderes Mal unterschritten wird.
23.
Früher wegen mangelnder Kenntnis der Größe, nicht aber der Art als „unbekannt“ bezeichnete Senken, wie z. B. von Riebesell & Wolf-Gladrow (1993) beschrieben, können mittlerweile deutlich präziser erfasst werden, wie z. B. Resplandy et al. (2018) zeigen.
24.
Die atmosphärische Zirkulation ist die Summe der großräumigen vertikalen und horizontalen Luftbewegungen. Sie ist eine Folge der räumlichen Unterschiede in der Sonneneinstrahlung, die zu regionalen Luftdruckunterschieden und damit Winden führen. Gegenspieler ist die ablenkende Kraft der Erdrotation (Coriolis-Scheinkraft), die einen Ausgleich von großräumigen Luftdruckunterschieden in der Höhe der Troposphäre verhindert. Diese Kraft wird in Erdnähe wiederum durch Reibung gebremst, sodass dort ein Ausgleich durch Winde erfolgen kann, der aber typischerweise auch nicht auf geradem Weg, sondern auf gekrümmten Pfaden erfolgt.
25.
Aufgrund der mit der Höhe abnehmenden Druck- und Dichtewerte müsste nach Formel (5.1) auch in einer solchen Atmosphäre die mittlere Temperatur mit der Höhe sinken.
26.
Diese Veröffentlichung enthält eine Vielzahl noch weit schwerwiegenderer Fehlschlüsse, auf die Aeschbach-Hertig (2007) ausführlich eingeht. Sie kann ebenfalls als ein Beispiel des Versagens des Begutachtungssystems gelten. Eine seriöse Zeitschrift dürfte eine Arbeit, die derart außerhalb ihrer sonstigen inhaltlichen Ausrichtung und Expertise liegt, eigentlich gar nicht zur Begutachtung annehmen, sondern müsste auf ein anderes Publikationsorgan verweisen, wo eine entsprechende Fachkompetenz vorliegt.
27.
Die Neubildung von Kalkstein entzieht sogar CO₂ aus der Atmosphäre.
28.
Was mittlerweile durch Piao et al. (2020b) auch mit anderen Methoden bestätigt wurde.
29.
Was falsch ist, wie man sich im ersten Sachstandsbericht des IPCC von 1990, bei Shine et al. (1990), ohne Probleme überzeugen kann, da sämtliche Berichte des IPCC unter www.ipcc.ch weiterhin öffentlich verfügbar sind.
30.
Auf die eigentlich relevanten Änderungen, also den längerfristigen Temperaturtrend, gehen die Autoren gar nicht erst ein.
31.
Man nimmt nach Smith et al. (2011) an, dass eine wichtige Ursache des vorübergehenden Temperaturabfalls die starke Luftverschmutzung mit Schwefelverbindungen war, die in dieser Phase extrem anstieg und ab Mitte der 1970er-Jahre durch Rauchgasentschwefelung und ähnliche Maßnahmen wieder reduziert werden konnte.
32.
Weshalb die Sonnenflecken auch genutzt werden, um die TSI von vor den Satellitenmessungen zu rekonstruieren.
33.
Eine auf Trugschlüssen oder logischen Fehlern beruhende Erwartung, sie wird für fehlerhafte Prognosen oder Voraussagen durch falsche Annahmen verwendet.
34.
Ohne Rückkopplungen.
35.
Dies bekräftigen Krivova et al. (2009), die der Arbeitsgruppe um Scafetta vorwerfen, einen ungeeigneten ihrer Datensätze zur Rekonstruktion des TSI für deren Interpolation herangezogen zu haben.
36.
Gemeint sind negative Rückkopplungen, vgl. Kap. 1.3.6.
37.
Die Nachttemperaturen steigen im Mittel etwas stärker als die Tagestemperaturen, die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht nehmen also tendenziell ab, was auf eine Wirkung des Treibhauseffekts, eine positive Rückkopplung durch Wolken, hinweist.
38.
Dies ist einer der Gründe, warum der Flugverkehr mit seinen Kondensstreifen als besonders klimawirksam gilt.
39.
Die Experimente am CERN von Gordon et al. (2017a) konnten den Kellerversuch von Svensmark et al. (2007) nämlich nicht bestätigen.
40.
Interessanter Hintergrund: Michael Mann hat den Begriff AMO geprägt und entscheidende Forschungen dazu geliefert. Wenn gerade er diese Erkenntnisse jetzt revidiert, hat dies u. E. besonderes Gewicht.
41.
Die Annahme ist richtig, dass ausschließlich instrumentell gewonnene Daten verwendet wurden. Allerdings stammen die erwähnten Daten ursprünglich nicht von Scafetta, sondern von Gervais (2016), der wiederum einen Vortrag von Lewis (2015) als Quelle angibt, in dem sich genau diese Abbildung jedoch nicht finden lässt.
42.
Werte der Sensitivität unter 1,5 °C, die als extrem unwahrscheinlich angesehen werden, vgl. Sherwood et al. (2020), zumal der Strahlungsantrieb des verdoppelten CO₂ allein bereits über 1 °C ausmacht.

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Institut für Geographie, Technische Universität Dresden, Dresden, Sachsen, Deutschland
Arno Kleber & Jana Richter-Krautz

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Kleber, A., Richter-Krautz, J. (2022). Sind wir Menschen überhaupt schuld am Klimawandel?. In: Klimawandel FAQs - Fake News erkennen, Argumente verstehen, qualitativ antworten. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-64548-2_5

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Published: 11 June 2022
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