In vielen Klimamodellen können Details in der Darstellung von Wolken die Modellschätzungen der Wolkenrückkopplung und der Klimasensitivität erheblich beeinflussen. Darüber hinaus ergibt sich die Streuung der Klimasensitivitäts-Schätzungen zwischen den aktuellen Modellen hauptsächlich aus den Unterschieden zwischen den Modellen bei den Wolkenrückkopplungen. Daher sind die Wolkenrückkopplungen nach wie vor die größte Quelle der Unsicherheit bei den Schätzungen der Klimasensitivität.
Die wichtige Frage ist folgende: Wenn sich die Erde erwärmt, werden die Wolken die Erwärmung verstärken oder werden sie die Erwärmung reduzieren? Die allgemeine Behauptung der Mainstream-Klimawissenschaftler und des IPCC ist, dass die Wolken die Erwärmung verstärken werden, d. h:
Alle globalen Modelle erzeugen weiterhin eine nahezu null bis mäßig starke positive Netto-Wolkenrückkopplung.
Nach meiner eigenen Theorie wirken Wolken und andere auftretende Klimaphänomene im Allgemeinen einem Anstieg der Oberflächentemperatur entgegen. Ich würde also das Gegenteil von dem erwarten, was die Modelle zeigen. Ich dachte mir, dass es eine negative Wolkenrückkopplung geben sollte, die der Erwärmung entgegenwirkt.
Also warf ich einen Blick auf die Beantwortung der Frage mit Hilfe des CERES-Satelliten-Datensatzes. Als Prolog hier eine kurze Erklärung zur Messung der Wirkung von Wolken.
Wolken haben zwei Auswirkungen auf die Strahlungsbilanz der Oberfläche und damit auf die Oberflächentemperatur. Einerseits reflektieren sie Sonnenlicht (kurzwellige Strahlung, „SW“) zurück in den Weltraum und kühlen so die Oberfläche ab. Andererseits blockieren und absorbieren Wolken die aufsteigende Wärmestrahlung (Langwelle, „LW“) von der Oberfläche und strahlen etwa die Hälfte der absorbierten Strahlung wieder in Richtung Oberfläche ab. Diese zusätzliche abwärts gerichtete Strahlung lässt die Oberfläche wärmer werden, als sie es ohne die Wolken wäre.
Beide Effekte können wir tatsächlich physisch wahrnehmen. An einem klaren Sommertag zieht eine Wolke vorbei und kühlt uns sofort ab. Und während einer klaren Winternacht kommt eine Wolke vorbei und wir fühlen uns sofort wärmer.
Diese beiden Veränderungen, Abkühlung und Erwärmung durch unterschiedliche Phänomene, werden unter dem Begriff „CRE“ zusammengefasst, der für den Cloud Radiative Effect steht. Wie bereits erwähnt, gibt es eine kurzwellige (SW) und eine langwellige (LW) Komponente, und wenn man diese addiert, erhält man den „Gesamt-CRE“. Wie allgemein bekannt führt der Netto-CRE im Durchschnitt zu einer Oberflächenkühlung von etwa 20 Watt pro Quadratmeter (W/m²). Das heißt, die Wolken kühlen die Oberfläche mehr ab, als sie sie erwärmen. Hier sieht man die Auswirkung rund um den Planeten:
Abbildung 1. Netto-Wolkenstrahlungseffekt (LW-Erwärmung minus SW-Abkühlung)
Man beachte die starke Abkühlung entlang der innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) über dem Äquator und im pazifischen Warmpool nördlich von Australien. Dort sorgen die Wolken für eine Abkühlung von bis zu sechzig Watt pro Quadratmeter (W/m²). Zum Vergleich: Eine Verdoppelung des CO2 soll die Erwärmung um 3,5 W/m² erhöhen, eine Größenordnung weniger …
Und hier ist das gleiche Bild, aber von der Atlantikseite:
Abbildung 2. Wie in Abbildung 1, atlantische Seite. Netto-Strahlungseffekt der Wolken (LW-Erwärmung minus SW-Kühlung)
Wie man sieht haben Wolken überall einen kühlenden Nettoeffekt, außer über einigen Wüsten und an den Polen. An den Polen erwärmen die Wolken sogar die Oberfläche. Und im Durchschnitt ist die Abkühlung über den Ozeanen viel größer (25 W/m²) als über dem Land (8 W/m²).
Kurz gesagt, die Wolken kühlen die heißen Tropen und erwärmen die kalten Pole, genau wie meine Theorie es vorhersagt.
Die eigentliche Frage ist jedoch nicht der statische Zustand. Es geht darum, was passiert, wenn sich der Planet erwärmt. Zu diesem Zweck habe ich die Änderungen der Gesamt-CRE in Bezug auf die Oberflächentemperatur für jede 1°C x 1°C-Gitterzelle berechnet. Hier sind die Ergebnisse, wieder von der pazifischen und der atlantischen Seite aus gesehen:
Abbildung 3. Änderung des Netto-Wolkenstrahlungseffekts (LW-Erwärmung minus SW-Abkühlung) pro ein Grad C Oberflächenerwärmung. Negative Werte zeigen an, dass es eine größere Wolkenabkühlung mit steigender Oberflächentemperatur gibt.
Und hier ist der Blick auf den Atlantik:
Abbildung 4. Wie in Abbildung 3, aber eine atlantische Ansicht. Änderung des Netto-Wolkenstrahlungseffekts (LW-Erwärmung minus SW-Abkühlung) pro ein Grad C der Oberflächenerwärmung. Negative Werte zeigen an, dass mit steigender Oberflächentemperatur eine stärkere Wolkenabkühlung stattfindet.
Dies ist ein sehr interessantes Ergebnis. Wie von meiner Theorie vorhergesagt, dass Wolken ein wichtiger Teil des den Planeten vor thermischer Überhitzung schützenden thermo-regulatorischen Systems sind, stellen wir fest, dass fast überall auf der Erde mit steigender Oberflächentemperatur auch die Wolkenabkühlung zunimmt (negative Werte). Dies gilt für beide Hemisphären, die Tropen, das Land, den Ozean und sowohl für die Arktis als auch die Antarktis. Nur in wenigen isolierten Bereichen des Ozeans nimmt die Wolkenabkühlung mit zunehmender Oberflächentemperatur ab.
Ich bin gerade dabei, meine Theorie aufzuschreiben, dass emergente Phänomene die Oberflächentemperatur in engen Grenzen halten, um sie bei einer noch nicht entschiedenen wissenschaftlichen Zeitschrift einzureichen. Diese Analyse ist definitiv ein Beweis für diese Theorie, also bin ich froh, dass ich diese spezielle Arbeit gemacht habe. Aber Mann, ich hasse es, für Journale zu schreiben. Ich habe immer das Gefühl, dass ich mir selbst eine Gehirnwäsche verpassen muss, um in dem dicken, schwülstigen, langatmigen Stil zu schreiben, den sie mögen. Und mit dem kleinen Wortlimit und der begrenzten Anzahl von Grafiken habe ich das Gefühl, mit gebundenen Händen zu kämpfen.
Nun ja, das ist nur ein weiterer Teil des reichhaltigen Spektakels des Lebens, und ich habe in den 17 Jahren, in denen ich auf kleinen Inseln im Südpazifik gelebt habe, eine wichtige Lektion gelernt – das Universum gibt wirklich keinen Pfifferling darauf, was ich als nächstes möchte.
Also muss ich einfach weitermachen …
Link: https://wattsupwiththat.com/2021/03/15/clouds-from-both-sides-now/
Übersetzt von Chris Frey EIKE
Nach meiner Kenntnis weis das IPCC und die Klimamodellierer, daß CO2 das Klima nur 1,2-1,5 Grad C erhöhen kann. Um ihre Fantasie-Erwärmungen zu erreichen, konstruieren sie in ihren Modellen eine positive Rückkopplung mit Wasserdampf (das Gas). Da das in der Realität nicht zu finden ist, verlegt man sich auf die berüchtigten „Kippunkte“. Die scheinen am Äquator (> 2Grad wärmer als hier) aber noch nicht aufgetreten zu sein. Wenn die Theorie funktionieren würde, müßte in Afrika von der Sahara bis zur Namib eine Wüste sein. Das einzige Klimamodell, das ungefähr im Bereich gemessener Temperaturen bleibt, ist das russische und benutzt eine negative Rückkopplung durch Wasserdampf.
„Diese beiden Veränderungen, Abkühlung und Erwärmung durch unterschiedliche Phänomene, werden unter dem Begriff „CRE“ zusammengefasst, der für den Cloud Radiative Effect steht. Wie bereits erwähnt, gibt es eine kurzwellige (SW) und eine langwellige (LW) Komponente, und wenn man diese addiert, erhält man den „Gesamt-CRE““. Dies verstehe ich nicht ganz. Die absorbierte solare Einstrahlung TOA „All sky“ beträgt nach CERES im Jahres-Mittel 241 W/m² und die für „TOA Clear sky for total region“ 287 W/m². Es werden TOA also im wolkenlosen Fall 46 W/m² mehr absorbiert. Die langwellige Abstrahlung TOA beträgt für „All sky“ 240 W/m² und 266 W/m² für „CST“. Im wolkenlosen Fall werden 26 W/m² mehr abgestrahlt. Die Differenz beträgt 20 W/m² in Übereinstimmung mit Herrn Eschenbach. Er folgert daraus: „Das heißt, die Wolken kühlen die Oberfläche mehr ab, als sie sie erwärmen.“ Die Rechnung sagt aber gar nichts über die Oberflächen-Temperaturen aus.
+ + + „mein“ EIS-Pulver der FLIEGEREI in 10 KM Höhe (mind. 300 Mio.To./p.a.), also im JET-Stream (earth.nullschool.net/250 hPa), hat zu „99,7“ Prozent mit der ER-Wärmung der TROPO und der gleichlaufenden AB-Kühlung der STRATO seit 1980 zu tun (remss.com gucken) – 3-4 Tage 9/11-FlugVerbote (USA, 2001) hatten ein TEMP.-DELTA von EINEM bis 1,8 Grad Kelvin ergeben – an über 4.000 US-Stationen damals von TRAVIS et al. in NATURE 08/2001 ausgewertet – weiss mein „spezieller“ Freund „40/100-Rahmstorf“ von MIR seit Jan. ´20 (SPON-Forum) – z. Z. fehlen über 80% der o.g. H2O-EIS-Aerosole !!! – und, merkt man schon etwas ?!? 😉 😉 😉
– muss natürlich „2002“ in NATURE heissen – @ Admin: Das letztere, neuere KommentarFeld fand Ich aber „angnehmer“ !!! 😉
Ich auch. Bald ist hoffentlich die neue Website fertig. Dann wird´s (hoffentlich) besser.
Da herrscht Eis-kalter Winter und plötzlich tauchen Wolken auf, und es wird wärmer. Ergo, die Wolken wärmen? Natürlich nicht, sondern die Luft, die die Wolken heran gebracht hat, war wärmer! Ursache und Wirkung – manchmal eine heikle Geschichte!
@ Werner Furrer
„Da herrscht Eis-kalter Winter und plötzlich tauchen Wolken auf, und es wird wärmer. Ergo, die Wolken wärmen? Natürlich nicht, sondern die Luft, die die Wolken heran gebracht hat, war wärmer! Ursache und Wirkung – manchmal eine heikle Geschichte!“
Wieder so eine Halbwahrheit, die nicht erklärt, warum beispielsweise im Winter manchmal nachts in einer einheitlichen Luftmasse ohne anstehenden Luftmassenwechsel enorme räumliche Temperaturkontraste entstehen können, nämlich dann, wenn nur stellenweise Nebel und Hochnebel entstehen (Nebel wirkt wie eine tiefe Wolke, und überall, wo Nebel oder Hochnebel entsteht, bleibt die Nacht milder). Im Sommer dann das umgekehrte Bild – starke Kühlung durch Wolken in einer einheitlichen Luftmasse tagsüber! Bliebe noch anzumerken, dass auch die Wolkenart eine entscheidende Rolle spielt – mit ansteigender Höhe über Grund nehmen Erwärmungs- und Abkühlungswirkung ab. Es reicht daher bei weitem nicht, nur die Gesamtbedeckung mit Wolken zu betrachten; man muss wissen, ob und in welcher Menge tiefe, mittelhohe und hohe Wolken vorhanden sind.
Ein Erlebnis nach einem Sonnentag bei tiefblauem Himmel Anfang August in Südfrankreich.
Wir sassen beim Dunkelwerden zum Essen im Freien. Plötzlich war Pulloverholen angesagt.
Ich habe dann mit dem Infrarotthermometer die Temperatur der Wachstuchtischdecke gemessen, 4 Grad Celsius! Anfang August!
Aber es gab keinen Tau, dazu war wohl die Luft zu trocken.
Ein interessanter Beitrag zu dem wichtigen Wolkenthema!
„Zu diesem Zweck habe ich die Änderungen der Gesamt-CRE in Bezug auf die Oberflächentemperatur für jede 1°C x 1°C-Gitterzelle berechnet.“ hier verbirgt sich allerdings der Knackpunkt: Nimmt sie zu oder ab, die Bewölkung mit höheren Temperaturen? Beißen sich daran nicht die Klimamodellierer die Zähne aus? Für eine Zunahme spricht auch die Zunahme der Niederschläge (und der Verdunstungskühlung).
Und Dank an G. Wedekind für den wichtigen Fundstellenhinweis – am verlässlichsten sind hier offensichtlich Messwerte!
Da die IPCC Aktivisten selbst in einer Wolke leben, nehmen sie die Wolken am Himmel nur als lästige Konkurrenz wahr, die ignoriert werden muß.
Daß Wolken in ihrer Gesamtheit kühlend wirken, zeigt sich ganz eindeutig in Satellitenmessungen: In dieser „Satellitenzeit“ hat die globale Gesamtwolkenbedeckung immerhin von etwa 64% bis 70% geschwankt. Trägt man die Globaltemperatur über dieser Wolkenbedeckung auf, dann ergibt sich ganz eindeutig eine globale Abkühlung von 15.4 Grad auf 15.0 Grad bei vermehrter Wolkenbedeckung. Die entsprechenden Daten können unter „climate4you“ eingesehen werden.
MfG
G.Wedekind
Die Strahlungsmessungen (ob per Satellit oder Pyrgeometer) sind mit einem schweren Mangel behaftet. Sie liefern hinsichtlich der Bestimmung des LWCF nur zwei Paramter, nämlich die Emission (bzw. Gegenstrahlung bei Pyrgeometern) bei klaren und bei durchschnittlich bewölktem Himmel. Aufgrund der Überlagerung von THGen und Wolken ist das ungenügend um das LWCF überhaupt bestimmen zu können.
Nehmen wir ein Beispiel aus der Mengenlehre. Sagen wir in Deutschland gäbe es 40 Mio weibliche Einwohner, das Kriterium „weiblich oder Katzenbesitzer“ erfüllen sogar 45 Mio Einwohner. Wenn wir daraus nun schließen es gäbe 5 Mio Katzenbesitzer, dann wäre das falsch. Wie würden nämlich die Möglichkeit ausklammern, dass auch Frauen Katzen besitzen. Um die Frage korrekt zu beantworten, müssten wir entweder zusätzlich wissen wie viele Frauen Katzen haben, oder ganz trivial wie viele Katzenbesitzer is gibt (ohne das Geschlecht zum Kriterium zu machen).
Diese letzten beiden Möglichkeiten liefern uns Strahlungsmessungen nicht. Der Effekt von THGen ist immer gegeben, wir können daher nicht die Strahlungswirkung von Wolken exklusive THGe messen. Auch die Größe der Überlagerung von Wolken mit THGen wird nicht gemessen (könnte aber eventuell mit entsprechender Analyse bestimmt werden!). So wie das jetzt gemacht wird, ist es jedenfalls falsch.
Ich würde Wolken so betrachten, dass sie von außen kommende Wärme oder Kälte zurückhalten. Also für ein Kühlen bzw. Dämmen gegen Kälte aus dem Weltraum sorgen.
stefan strasser schrieb am 17. März 2021 um 10:25
Haben sie mal google zu der Frage bemüht? Auf der ersten Seite von Treffern zu „open source climate model“ wird mir der Artikel Q&A: How do climate models work? in dem unter anderem folgendes steht:
Es gibt also open source climate models und das CESM ist auch Teil der vom IPCC referenzierten Modelle.
Vielen Dank für den Hinweis!
Die meisten Programme, die man frei herunterladen kann, kann man verwenden. Aber nicht im Sinn, im Source Code herumzuändern. Um das zu tun, muß ein zentrales „Strukturmanagement“ existieren, welches die Hohheit über alle zu implementierenden Teile haben muß, usw.
Ich meinte mit open source aber weniger die Möglichkeit, mitzutun, sondern eher die Möglichkeit, aufgrund einer umfassenden Programmdokumentation nachzuvollziehen, wie das Modell im Detail arbeitet, auf welche Eingangsgrößen wie reagiert wird, was also die treibenden Algorithmen sind. Auch die Frage, wie CO2 im Detail bewertet wird und die Ergebnisse beeinflußt, wäre interessant.
Im angegebenen Link kann man auch lesen, daß Modelle auf Navier-Stokes aufsetzen. Gleich im nächsten Satz wird relativiert, daß nicht bekannt ist, ob eine Lösung überhaupt möglich ist. Außerdem führt iterative Anwendung von Navier-Stokes schnell in den reinen Zufall.
Auch die Angabe, Klimaprogramme wären in Fortran geschrieben, erscheint mir zweifelhaft. Ich bin zwar kein tiefer Insider, aber heute wird doch für fast alles C++ und Derivate davon verwendet.
Sollten Sie Insider sein, könnten Sie doch einmal einen diesbezüglichen Beitrag verfassen oder einen Link nennen, wo Klimamodelle untersucht und analysiert werden.
stefan strasser schrieb am 18. März 2021 um 9:32
Es gibt Regeln, wie Änderungen in das Modell integriert werden – eigentlich genau wie in jedem anderen Open Source Projekt – man macht eine Änderung lokal, beschreibt das Problem, und reicht die Änderung zur Integration ein. Integriert wird dann von dafür verantwortlichen, siehe z.B How to submit code changes to be included in ESCOMP/CAM
Dokumentation ist bei den Teilprojekten verlinkt, z.B. beim
Atmosphäremodell
Vielen Dank für die „Beratung“!
Ich hab aber eigentlich nicht vor, mich selbst im Detail in Modelle einzuarbeiten ;-))
Meine geäußerten Ansichten basieren einerseits auf Informationen wie z. B. jener von „Dr David Evans on CSIRO’s climate models“
https://www.youtube.com/watch?v=O5Rt_qOQ1AY
Andererseits auf der Tatsache, daß ich mich nicht erinnern kann, z. B. hier auf EIKE je eine Analyse oder Diskussion zu den Details eines konkreten Modells z. B. CMIP6 erblickt zu haben. Möglicherweise hab ich es aber nur übersehen.
Ich bin überzeugt, daß es unter den Modell-Skeptikern genügend Leute gibt, die Beurteilungen bzw. Kritiken (nicht negativ gemeint) abgeben können. Wo sind die? Außer den allgemein gehaltenen Aussagen, daß Modelle „zu heiß laufen“ oder Wolken noch nicht richtig beurteilen können, kenne
ich eigentlich nichts.
tefan strasser schrieb am 19. März 2021 um 12:54
David Evans wird im Video als einer der führenden „climate modeler“ vorgestellt, sagt aber von sich selbst: „By the way, I know a heck of a lot about modelling and computers but I am not a climate modeller.“
Wenn man Artikel lesen will, die sich eher mit der Wissenschaft befassen, dann muss man andere Platformen als Eike kosultieren, Judith Currys climate etc z.B.
Gute Frage 🙂
Wenn das Verhalten von Wolken in Klimamodellen ein Parameter ist, belegt das augenscheinlich und unmittelbar, daß die Modellierer vom eigentlichen Verhalten des Systems, welches sie modellieren wollen, keine Ahnung haben!
Wolken und ihre dynamische Wirkung sind wesentliche Elemente der Wetterentwicklung und Klima basiert nun mal auf Wetter, worauf denn sonst.
Man kann technische Prozesse und deren Interaktion mit der Außenwelt in Blockschaltbildern darstellen. Solche Blockdarstellungen helfen in der Designphase einerseits bei der Analyse der einzelnen Funktionen des Prozesses und dienen andererseits auch seiner funktionellen Dokumentation.
Wieso werden solche Blockschaltbilder von Klimamodellen nie gezeigt bzw. diskutiert? Wieso verlangt niemand solche Dokumentationen? Wieso wird Klimamodellierung wie eine elitäre Geheimwissenschaft betrieben? Aktivitäten das Klima zu modellieren schreien doch geradezu danach, als open source Projekte aufgesetzt zu werden.