![Die vielen [bislang bekannten] Parameter, die das Klima steuern: das „Klima-Metamodell“](https://eike-klima-energie.eu/wp-content/uploads/2021/10/solstice_comparison-horz-notext.png)
Henri Masson
Das Metamodell versucht, die verschiedenen Theorien zu einem zusammenhängenden Ganzen zu verbinden. Das Ergebnis ist ein komplexes Netzwerk, in dem tatsächlich die Verbindungen (Pfeile) zwischen den Konzepten wichtiger sind als die Konzepte selbst.
Vor kurzem, übersetzte Chris Frey für unsere Leser bereits einen Meinungskommentar der Website science, climat et énergie (SCE) zum Grund der Auszeichnung des diesjährigen Nobelpreises.
https://eike-klima-energie.eu/2021/10/14/ein-nobelpreis-fuer-mathematische-modelle/
Verlinkt war die Ausarbeitung von Henri Masson, über sein Klima-Metamodell
Die vielen [bislang bekannten] Parameter, die das Klima steuern: das „Klima-Metamodell“.
Henri Masson
Die grundlegende Energiequelle für das Klimasystem der Erde ist die Sonne. Die Intensität der Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, hängt von mehreren Faktoren ab:
- Schwankungen in der abgestrahlten Sonnenenergie, die offensichtlich von der Position der Sonne im Verhältnis zum Massenschwerpunkt des Sonnensystems abhängen (was zu Torsionsspannungen zwischen den verschiedenen Schichten der Sonne führen würde) und somit vom begleitenden Gravitationskraftfeld (in der Himmelsmechanik wird die Untersuchung dieses Problems als „N-Körper-Problem“ bezeichnet, wobei N die Anzahl der betrachteten Himmelsobjekte ist; für das 3-Körper-Problem ist keine analytische Lösung bekannt, und sein Verhalten weist bereits chaotische Züge auf. Die Situation wird mit zunehmender Anzahl von Objekten immer komplexer. Die Keplerschen Gesetze liefern eine ungefähre Beschreibung des Zweikörperproblems). Der IPCC vernachlässigt diese Schwankungen und ihre charakteristischen (ungefähren) Zyklen (11 Jahre, 60 Jahre usw.).
- Der Neigungswinkel der einfallenden Sonnenstrahlen hängt von der Jahreszeit und vom Breitengrad ab, deren Schwankungen jedoch von den Bahnen und von der stabilisierenden Kreiselwirkung des Mondes auf die Erde (und damit letztendlich vom Gravitationsfeld) abhängen. Dieser Faktor wird vom IPCC als konstant angenommen
- Die Expositionsdauer, verbunden mit der Rotationsgeschwindigkeit der Erde, ist ein weiterer Faktor, dessen Schwankungen von den Gravitationskräften abhängen. Dieser Faktor wird vom IPCC als konstant angenommen
- Die Absorption von Sonnenstrahlung und von der Erde reemittierter IR-Strahlung durch Treibhausgase (die Hauptursache, wenn nicht sogar die einzige Ursache der globalen Erwärmung, wenn wir dem IPCC glauben dürfen)
- Bewölkung, abhängig von lokaler Hygroskopie und Temperatur (Definition des Kondensationspunktes von Wasserdampf). Die Keimbildung der wolkenbildenden Wassertropfen hängt von der Anwesenheit von Aerosolen (Mikrotropfen von Sulfaten und anderen organischen Schwefelverbindungen) und kosmischer Strahlung ab. (Svenmark-Hypothese, validiert durch das CERN CLOUD-Experiment). Kosmische Strahlung wird durch die Explosion entfernter Sterne erzeugt und von den solaren und terrestrischen Magnetfeldern mehr oder weniger abgelenkt. Wolken spielen eine wichtige thermostatische Rolle: Sie fungieren tagsüber als Jalousie, die einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung reflektieren und absorbieren und nachts als Abdeckung, indem sie die von ihnen emittierte Infrarotstrahlung an den Boden zurückgibt. Auf diese Weise begrenzen die Wolken die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht. Die schlechte Beschreibung der Wirkung von Wolken ist eine anerkannte Schwäche der IPCC-Modelle
- Der Einschlag eines sehr großen Meteoriten (glücklicherweise extrem seltenes Ereignis) auf der Erde würde enorme Mengen an Staub und Hitze erzeugen. Einige haben die Hypothese aufgestellt, dass das große Aussterben (von Dinosauriern zum Beispiel) auf den Fall eines Mega-Meteoriten in Yucatan (Mexiko) zurückzuführen ist. Dieser Faktor wird vom IPCC für die Industrieperiode, auf die er seine Arbeit konzentriert, als nicht relevant erachtet.
Außerdem,
- Die Farbe der Erdoberfläche ( seine Albedo ) definiert den Anteil der empfangenen Strahlungswärme, der von der Oberfläche reflektiert oder absorbiert wird. Besonders wichtig sind schneebedeckte oder eisbedeckte Oberflächen (Gletscher, Eiskappen), also weiß, die fast das gesamte empfangene Licht reflektieren. Diese eisige Oberfläche wird mehr oder weniger der Sonnenstrahlung ausgesetzt, die sie mit einer Geschwindigkeit und einer Intensität aufschmilzt, die insbesondere vom Winkel dieser Oberflächen in Bezug auf die Sonnenstrahlung abhängt und je nach Breitengrad und Neigungsänderungen variiert der Rotationswinkel der Erde (resultierend aus dem Gravitationsfeld). Dieser Faktor wird vom IPCC als konstant angenommen.
- Die Ozeane sind ein riesiges Reservoir an Wasser, gelösten Gasen und Wärme. Das Herzstück des Temperaturregulierungsmechanismus (der Klimathermostat) befindet sich an der Schnittstelle Ozean-Atmosphäre; es entsteht durch Wärmeaustausch und die Verdunstung-Kondensation von Wasserdampf, möglicherweise Wolkenbildung. Darüber hinaus werden die Ozeane von starken Strömungen durchzogen, die das warme Oberflächenwasser der intertropischen Zonen in die Tiefe und in kältere Breiten verteilen, wodurch es möglich wird, den von der Erde aufgenommenen Wärmefluss etwas zu homogenisieren.
- Die Biosphäre: Die Ausdehnung bewaldeter oder kultivierter Flächen von Pflanzen, der Tiere durch ihre Nahrungssuche und Wanderungen sowie der Mensch haben Einfluss auf die Landnutzung und damit auf deren Albedo. Pflanzen verändern durch Photosynthese, Tiere und Menschen durch ihre Treibhausgasemissionen (sei es physiologischer oder industrieller Natur) die Zusammensetzung der Atmosphäre, die laut IPCC die Temperatur des Planeten erheblich verändern kann
- Vulkane, deren Eruptionen zu erheblichen Wasserdampf- und Staubemissionen führen, stören die Wolkendecke und die Gesamttransparenz der Atmosphäre (Sandsturmeffekt). Aber auch die Albedo von eisigen Oberflächen, auf denen sich Vulkanstaub absetzen kann, wodurch die von den gefrorenen Oberflächen aufgenommene Wärme erhöht wird, was ihr Schmelzen beschleunigt. Der größte Teil der vulkanischen Aktivität findet entlang der Kreuzungen der tektonischen Platten statt, insbesondere entlang des „Feuerrings“, der den Pazifik umgibt. Man kann sich vorstellen, dass Fluktuationen des auf die Erde einwirkenden Gravitationsfeldes Spannungen an der Grenzfläche dieser tektonischen Platten erzeugen, die bei einer Verwerfung einen Lavastrom auslösen. Außerdem, nicht zu übersehen ist die Existenz einer beträchtlichen (aber kaum bekannten) Zahl von unterseeischen Vulkanen, deren Emanationen die Zusammensetzung der Ozeane lokal verändern und ihre Temperatur erhöhen und letztendlich den Wärmeaustausch lokal beeinflussen. Dieser Faktor wird vom IPCC als konstant und nicht sehr wichtig angenommen
Das Metamodell versucht, die verschiedenen Theorien zu einem zusammenhängenden Ganzen zu verbinden. Das Ergebnis ist ein komplexes Netzwerk, in dem tatsächlich die Verbindungen (Pfeile) zwischen den Konzepten wichtiger sind als die Konzepte selbst. Die Systemtheorie erlaubt auch sehr schnell eine qualitative Analyse von Ursachen und Wirkungen. In der Tat sendet eine Ursache Pfeile aus, empfängt aber keine; Umgekehrt erhält ein Effekt Pfeile, sendet aber keine aus. Die Abbildung zeigt deutlich, dass:
- Die „Ursachen“ stehen ganz oben im Diagramm: kosmische Strahlung, Gravitations- und Magnetfelder (die beiden hängen auf eine Weise zusammen, die die Physik noch nicht überzeugend erklären kann) sowie der gelegentliche Meteoriteneinschlag (einschließlich der Flugbahn) hängt vom Gravitationsfeld ab. All diese Faktoren sind schwer von Regierungen zu besteuern, die den Planeten retten wollen, indem sie eine Energiesteuer einführen, die tugendhaft sein soll.
- Temperatur und CO2-Emissionen liegen inmitten eines Netzes von ein- und ausgehenden Pfeilen. Weder CO2 noch Temperatur wirken gegenseitig als Ursache oder Wirkung; es sind Relaisvariable, die beide von sehr vielen Faktoren direkt und vor allem indirekt über zahlreiche Rückkopplungsschleifen abhängen, deren erschöpfende Bestandsaufnahme noch zu erstellen ist. Es wäre mathematisch riskant zu versuchen, das eine (zB die Temperatur) zu verändern, indem man auf das andere einwirkt (zB das anthropogene CO2 reduziert). Der Effekt ist strukturell nicht vorhersehbar: nicht vorhanden, mehr oder weniger positiv oder mehr oder weniger negativ
- Angesichts der Pfeile, die in diese Konzepte ein- und ausgehen, spielen die Schnittstelle Ozean-Atmosphäre und Wolken eine wichtige Rolle bei der Regulierung und Umverteilung von Energie im System. Ihr Studium sollte von Entscheidungsträgern bei der Vergabe von Forschungsgeldern in der Klimatologie als Priorität angesehen werden.
Angesichts der ausweglosen Situation bei den vom IPCC verwendeten Klimamodellen ist jedoch ein Paradigmenwechsel erforderlich. Ein Ansatz könnte darin bestehen, die mathematischen Modelle von Grund auf neu zu entwickeln. Dies würde bedeuten, nicht von einem lokalen Gleichgewicht in jeder Zelle auszugehen und dabei die Navier Stokes Gleichungen zu verwenden, um die Zellen miteinander zu verbinden. Vielmehr sollte man zuerst versuchen, die Struktur des Klimasystems zu verstehen und im zweiten Schritt seine innewohnende Dynamik zu analysieren. Dabei sollte man die zur Analyse komplexer Netze angebotenen Werkzeuge verwenden und die zugehörigen Übertragungsfunktionen identifizieren. Man verbindet somit ein Konzept mit einem weiteren durch Umkehrung der Faltungsfunktionen der hier maßgebenden Zeitreihen. Unglücklicherweise sind diese physikalisch-mathematischen Disziplinen (noch) nicht Gegenstand der akademischen Ausbildung von Meteorologen.
Geschrieben von Henri Masson, Professor (emeritus) an der Universität Antwerpen
https://www.science-climat-energie.be/un-meta-modele-climatique/
Übersetzt durch Andreas Demmig
Das hier eine Diskussion entsteht, ist beabsichtigt.
Ich möchte aber an den Autor Prof. Henri Masson erinnern: „Das Metamodell versucht, die verschiedenen Theorien zu einem zusammenhängenden Ganzen zu verbinden.“
Hat denn nun jemand auch einen Gedanken zu seiner Theorie, ohne sich in oben nicht angesprochenen Details und Werten zu verlieren?
Es gibt halt Prozesse, die keinen Einfluss auf das Ganze haben, weil sie in einem vom Ganzen abgeschlossenen Raum geschehen. Das Modell gäbe eine quantitative Auskunft, wenn die Pfeile z.b. über deren Strichstärke den Einfluss am Ganzen aufzeigen würden. Ohne diese Auskunft könnte dort auch der Flügelschlag eines Schmetterling dort angegeben sein, den es zu berücksichtigen gäbe.
Das Modell liefert also keine Aussagekraft zu Auswirkungen auf das Ganze, außer, dass es angeführte Ideen zum Ganzen dokumentiert.
. . . find ich sehr interessant, aber schwer zu verstehen:
„. Man verbindet somit ein Konzept mit einem weiteren durch Umkehrung der Faltungsfunktionen der hier maßgebenden Zeitreihen. „
. . . wieder der Faktor Zeit.
Bis das gelöst ist, das dauert Unendlich. Da folgt man schon eher einem Hasselmann und verleiht sich quasi selbst den Nobelpreis: Lieber die Menschheit heute verdummen, anstatt solide Forschung zu betreiben. Die brauchen wir nicht – im Vorreiterland ist Alarm und Panik angesagt, die German Angst will es so. Damit bekommt man Stimmen wie die Grünen! Wo es lang geht, das geben uns Alarm- und Panikforscher sowie Luisa und Greta vor – im Klima-verdummten Vorreiterland.
Schönes Metamodell, so wie man aus einer Mücke einen Elefanten macht. Leider fehlt daraus die Angabe des aus Fehlerrechnung eigentlich bekannt sein müsste größten Einfluss auf das Klima. Also der eigentliche Klimamacher.
Ist es nicht das Wasser mit seinen drei Aggregatzuständen in der Atmosphäre vorkommend, welches vor Zuviel Wärme kühlt und vor Zuviel Kälte schützt? Leicht zu erkennen am „Wetter“ in den Tropenwälder — tagsüber nicht so heiß wie in der Wüste und auch nachts nicht ganz so kalt.
aber alle reden da nur vom CO2, das mit seinem Aggregatzustand — gasförmig — nur wirklich nichteinmal für Wind sorgen kann.
Woher soll das Wetter kommen wenn nicht vom Wasserkreislauf — angetrieben von der Sonne.
„nicht von einem lokalen Gleichgewicht in jeder Zelle auszugehen.“..
Eine Wärmemenge, die in den Tropen bei höherer Temperatur aufgenommen worden ist , in höhere Breiten verbracht (Meeresströmungen, Luft) und dort also in einer anderen Zelle abgegeben wird, wird bei niedrigerer Temperatur gewissermaßen schonender abgestrahlt. Das betrifft auch Tag/Nacht. Wenn über Land nachts eine Wärmemenge auf einem Niveau um 8 Grad weniger abgegeben wird, dann ist das wie eine Einsparung. Kann man auch nicht mitteln, es liegt eine 4. Potenz dazwischen. Über Wasser ist der Unterschied geringer Tag/Nacht aber immerhin. In Summe wird es wärmer als der Einstrahlung entspricht und das solange bis wieder Gleichgewicht herrscht.
Das und die vom Luftdruck abhängige Stabilität der Wärme/Hitze-Blasen über Boden wirken mit, dass dort die Temperatur höher ist, als der Einstrahlung entspricht.
Wie will das je ein Modell berücksichtigen? Die derzeitigen können es nicht, sonst würden sie die Realität besser abbilden. Damit solche Modelle und Bilanzen aufgehen, wird die Differenz dem CO2 angedichtet und das viel zuviel. Die Modelle haben mittlerweile Sakraments-Charakter und die Gläubigen wehren jeden Zweifel ab.
Klimamodelle sind verklausulierte CO2 – Temperatur – Diagramme mit einer beliebig angesetzte Sensitivität ohne jeglichen wissenschaftlichen Wert. Energiebilanzen sind nicht enthalten.
Spielerei das ein guten Einkommen bringt und vor ehrlicher Arbeit schützt.
Es kann auch keine Energiebilanzen geben. Der Anteil eingestrahlten Energie, der vergegenständlicht wird (Wasserkreislauf, Landwirtschaft, …) ist einer Berechnung unzugänglich. D.h. auch das alle Klimamodelle zum Scheitern verurteilt sind.
Es kann auch keine Energiebilanzen geben. Der Anteil eingestrahlten Energie, der vergegenständlicht wird (Wasserkreislauf, Landwirtschaft, …) ist einer Berechnung unzugänglich. D.h. auch das alle Klimamodelle zum Scheitern verurteilt sind.
Hier wird leider alles unnötig kompliziert gemacht. Klimamodelle berechnen nämlich NICHT den vergangenen sowie zukünftigen realen Klimaverlauf. Das können sie garnicht weil die wesentlichen Parameter Sonnenaktivität und Wolkenbedeckung dafür nicht bekannt sind. Die Modellrechnungen sind im Prinzip ozeangekoppelte Wettervorhersagen (!) wobei i.a. lediglich Projektionen der Änderung des „Strahlungsantriebs“ durch Treibhausgase berücksichtigt werden.
Daraus werden statistisch regionale und globale Trends bestimmt. Im Grunde ist das eher eine unnütze Arbeit welche bekanntlich sehr grosse Diskrepanzen der Modellrechnungen untereinander sowie insbesondere auch zum beobachteten Verlauf ergibt. Grund: Der Strahlungsantrieb, der „best guess“ (Fake-Wert mitsamt Feedback von 3±1,5 K für CO2-Verdoppelung des IPCC) ist gegenüber der Realität etwa um den Faktor 5 zu hoch, siehe https://www.fachinfo.eu/dietze2018.pdf.
Die realistische Berechnung ergibt global im Gleichgewicht für einen Anstieg von vorindustriell 280 auf maximal 500 ppm bei konstanter Emission von etwa 42 GtCO2/a (welche dann durch die Senkenflüsse kompensiert wird) mit 0,6 K•ln(500/280)/ln(2) lediglich +0,5 Grad. Damit wird CO2 zu einem SCHEINPROBLEM – und wir brauchen die Emission garnicht zu reduzieren (erst recht nicht auf Null). Davon abgesehen geht die Solaraktivität zurück, Wolkenbedeckung und Albedo steigen (!) und der Effekt des CO2 – welches unter Wolken weitgehend wirkungslos ist – verringert sich.
Kommt ja fast hin, aber halt mit falschen Parametern.
1. Ist nicht die Gegenstrahlung entscheidend, sondern die Emission TOA. Gegenstrahlung macht keinen THE!
2. Die Emission TOA sinkt um ca. 3.7W/m2 bei einer Verdoppelung von CO2, unter Annahme eines Oberflächenemissionsgrades von 0.97 und unter Ausschluß von Überlagerungen.
3. Ist es etwas seltsam mit 0,97 Emissionsgrad zu modellieren, aber gleichzeitig 390W/m2 (oder gar 398) Oberflächenemission anzunehmen. Mit 0,97 gehen sich klarer Weise nur knapp 380W/m2 aus.
4. Beträgt der Emissionsgrad aber tatsächlich nur 0,91 und die Oberflächenemissionen somit nur ca. 355W/m2. Unter dem CO2 Absorptionsbereich liegt der Emissionsgrad mit ca. 0,895 sogar noch niedriger.
5. Überlagerungen sind nicht nur dann relevant wenn zB Wolken die Emissionshöhe über jene eines Treibhausgases anheben. Generell ist immer der Nettostrahlungseffekt eines Treibhausgases entscheidend, und diesen beeinflussen nicht nur Überlagerungen aller Art, sondern auch die tatsächlichen Oberflächenemissionen. Das lässt etwa sehr schön mit modtran zeigen.
6. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren ergibt sich ein Antrieb von lediglich 2W/m2 TOA für eine Verdoppelung von CO2.
7. Dieser Wert ist dann aber bitte auf die tatsächlichen Emissionen bzw. Emissionstemperatur, nicht die vermeintlichen Oberflächenemissionen zu applizieren. Also 255 – 255 x (238 / 240)^0,25 = 0,53K
8. Prinzipiell das gleiche Problem betrifft auch Wasserdampf, der allerdings aufgrund seiner eher geringen Emissionshöhe und breiten Absorptionsspektrums noch viel stärker davon betroffen ist. Somit sinkt das Wasserdampffeedback von 1,8W/m2 auf nur mehr 0,5W/m2.
9. Ist dieser Wert geringer die zweite Komponente des Wasserdampffeedbacks, nämlich dem „lapse rate feedback“, also der Verringerung des atmosphärischen Wärmegradienten. Dieses beträgt irgendwo zwischen -0,9 bis -1,2W/m2, womit Wasserdampf insgesamt zu einem negativen Feedback wird.
10. Abgesehen von spekulativen weiteren feedbacks, kommt das ECS somit sicher unter 0,5K zu liegen.
„Gegenstrahlung macht keinen THE!“
Vor allem gibt es bodennah keine Strahlung aus CO2!
=> Gegenstrahlung macht keinen THE!
Herr Schaffer, da irren Sie gewaltig, behaupten Sie doch: Energiezufuhr am solar beheizten Boden – also im Prinzip auch erhöhte Sonnenstrahlung – wärmt nicht. Und Sie verstossen auch gegen Stefan-Boltzmann:
S+deltaS = Sigma•(T+deltaT)^4 ergibt linearisiert für kleine Änderungen deltaT = deltaS/S/4•T
Mein IQ liegt über 145, ich hab’s nicht so mit irren. Stattdessen aber stechen mir Logikfehler ins Auge, weil für mich halt offensichtlich ist, was für manche unüberwindbare mentale Hürden sind. Viele glauben ja auch ein Pyramidenspiel sei ein Weg Geld zu vermehren. Mit Gegenstrahlung ist es das Gleiche..
Also nochmal, „Gegenstrahlung“ ist keine Energiequelle. Wäre sie es, könnte man jederzeit ein perpetuum mobile bauen. Für die Erdoberfläche als Grenzschicht gilt, was für alle denkbaren Schichten des Planeten gilt. Was darunter ist strahlt nach oben, was darüber ist strahlt nach unten. Stellen Sie sich die Schicht einen Meter unter der Oberfläche vor, sagen wir bei 15°C und einem fiktiven Emissionsgrad von 1. Die Erdmasse darüber strahlt 390W/m2 nach unten, die Erdmasse darunter 390W/m2 nach oben. Netto ergibt das ..nüschtsch.
Die atmosphärische Gegenstrahlung unterscheidet sich hiervon nur dadurch, dass es ein atmosphärisches Fenster gibt, somit also weniger nach unten als nach oben gestrahlt wird. Deshalb wird die Gegenstrahlung auf die Oberfläche aber erst recht nicht zu einer Energiequelle.
Tatsächlich kann der THE auch negativ werden, wenn nämlich die Atmosphäre wärmer als die Oberfläche ist, was etwa bei Inversionslagen in der Antarktis vorkommt (s.u.). Da strahlt dann beispielsweise CO2 intensiver ins All als die Oberfläche. Dann ist aber auch die Gegenstrahlung relativ intensiver, weil eben wärmere Atmosphäre als Oberfläche. Sie sollten sich nach Ihrer „Logik“ mal fragen, wie eine Zunahme der „Gegenstrahlung“ den THE ins Gegenteil verkehrt. Viel Glück beim Grübeln!
https://www.researchgate.net/profile/Paul-Christodoulides/publication/221909392/figure/fig15/AS:394098788847620@1470971881257/Emission-spectra-of-the-Earth-taken-by-the-Nimbus-4-satellite-Spectrum-a-is-measured.png
Das ist eine lustige Vorstellung. Sie gehen also davon aus, dass Klimamodellierer entweder zu blöd sind, auf die Idee zu kommen, mal die Vergangenheit zu testen, oder es ihnen verboten ist, oder dass die Leute selber nicht wissen wolken, ob das Klimamodell plausibel ist, indem man es an der Vergangenheit testet. Alle drei Möglichkeiten werfen ein komisches Licht auf ihr Bild über ihre Mitmenschen (zu denen ja auch Wissenschaftler gehören).