Welche ist die beste menschliche Faktoren berücksichtigende Klima-Referenz?

Andy May

Der IPCC bezieht sich beim globalen mittleren Temperaturanstieg auf den Mittelwert der Jahre 1850–1900 (IPCC, 2021, Kap. 2 und 4) und beim Anstieg des Strahlungsantriebs auf das Jahr 1750 (IPCC, 2021, Kap. 7) und nutzt diese beiden Werte dann als Grundlage für die Modellierung der Erwärmung seit der vorindustriellen Zeit. Laut Pages 2K erwärmte sich die Erde zwischen 1750 und 1850–1990 um 0,1 bis 0,2 °C (siehe Abbildung 1) (Pages2K, 2019). Der AR6 (S. 150) schätzt eine Veränderung von 0,1 °C (-0,1 bis 0,3 °C):

„Diese geschätzte Temperaturänderung vor 1850–1900 ist in der AR6-Bewertung der bisherigen globalen Erwärmung nicht berücksichtigt, um die Übereinstimmung mit früheren IPCC-Bewertungsberichten zu gewährleisten und aufgrund des geringeren Konfidenzniveaus der Schätzung. Im Zeitraum 1850–1900 gab es im Vergleich zu 1750 wahrscheinlich einen anthropogenen Netto-Strahlungsantrieb von 0,0–0,3 W/m² (mittleres Konfidenzniveau), wobei der Strahlungsantrieb durch den Anstieg der Treibhausgas-Konzentrationen in der Atmosphäre teilweise durch anthropogene Aerosolemissionen und Landnutzungsänderungen ausgeglichen wurde. Der Netto-Strahlungsantrieb durch Sonnen- und Vulkanaktivität wird auf weniger als ±0,1 W/m² geschätzt.“ (IPCC, 2021, S. 150)

Die zentrale Annahme in diesem Zitat aus dem AR6, die meiner Ansicht nach nicht belegt ist lautet, dass der natürliche Klimaantrieb vernachlässigbar ist oder über kürzere Zeiträume als 100 Jahre zufällig variiert.

Belege für den solaren Antrieb

Es gibt zahlreiche Belege für natürliche, sonnenbedingte Klimaschwankungen mit einer Dauer von mehr als 100 Jahren (Stefani et al., 2024) und (Scafetta & Bianchini, 2022). Abbildung 1 zeigt die Temperaturrekonstruktion „Pages 2K“ (Pages2K, 2019) seit 1600 n. Chr.; dies ist eine der Temperaturrekonstruktionen, die im AR6 (IPCC, 2021, S. 61) zitiert und verwendet werden.

Der AR6-„Temperatur-Nullpunkt“ und der „Strahlungsantriebs-Nullpunkt“ beziehen sich nicht auf den gleichen Zeitpunkt und liegen beide innerhalb oder kurz nach der Kleinen Eiszeit, einer Periode rascher natürlicher Klimaveränderungen. In diesem Abschnitt werde ich die Behauptung des AR6 erörtern, dass der natürliche solare Strahlungsantrieb vernachlässigbar sei.

Probleme mit Baumring-Daten

Die von Pages 2K geschätzte globale Erwärmung zwischen 1750 und 1850–1900 ist angesichts der verfügbaren Daten zwar möglich, doch wie im AR6 angemerkt wird, sind die Daten vor 1850 spärlich und von schlechter Qualität. Bei den Daten handelt es sich größtenteils um Baumringdaten (siehe Abbildung 4 hier), doch ihre Genauigkeit ist zumindest seit etwa 1950 – und wahrscheinlich schon früher – durch steigende CO₂-Konzentrationen und möglicherweise andere anthropogene Faktoren beeinträchtigt (Briffa et al., 1998b). Da Baumringaufzeichnungen in der Neuzeit kalibriert werden, führt ein steigender CO₂-Gehalt zu Kalibrierungsschwierigkeiten. Zusätzliches CO₂ beschleunigt das Baumwachstum unabhängig von Temperatur und Niederschlag; dies gilt insbesondere für die kälteren, trockeneren Regionen, die für die Baumringanalyse bevorzugt werden (Briffa et al., 1998b).

Briffa et al. betonen, dass steigende CO₂-Konzentrationen – unabhängig davon, ob sie aus anthropogenen oder natürlichen Quellen stammen – bei der Anwendung standardmäßiger Paläotemperatur-Methoden auf der Grundlage von Baumringen folgende Auswirkungen haben können:

„Sie können zu einer systematischen Überschätzung der Temperaturen in der Vergangenheit führen, insbesondere in Regionen, in denen der Verlust der Temperaturempfindlichkeit bei niedrigfrequenten Schwankungen im Baumwachstum am größten ist (Ostsibirien und Ost-Nordamerika).“ (Briffa et al., 1998b).

Ist die TSI eine angemessene Maßzahl für den Klima-Erffekt der Sonne?

Ein weiteres Problem besteht darin, dass der AR6 bei der Bewertung des solaren Antriebs ausschließlich die TSI (Gesamtstrahlung der Sonne) berücksichtigt, obwohl nachgewiesen wurde, dass auch andere Veränderungen der Sonnenaktivität unser Klima beeinflussen (Lean J., 2017), (Lean & Rind, 1998), (Haigh J., 2011), (Hoyt & Schatten, 1997). Laut Judith Lean verstärkt das Klimasystem der Erde Veränderungen der Sonneneinstrahlung in gewisser Weise, weil die Auswirkungen (Veränderungen der Temperatur) größer sind als sich allein aus den Veränderungen des TSI-Antriebs erklären lassen. Wie genau dies funktioniert, ist aufgrund „mehrdeutiger Beobachtungen, zweifelhafter Korrelationen und fehlender plausibler Prozesse“ nicht vollständig geklärt (Lean J., 2017).

Eine langfristige TSI-Rekonstruktion stammt von Steinhilber et al. Die für Abbildung 2 verwendeten Daten stammen aus Steinhilber et al. 2012, siehe aber auch Steinhilber et al. 2009. Der AR6 greift nicht direkt auf Steinhilbers Rekonstruktionen zurück, sondern verwendet SATIRE-T und NRLTSI2; Steinhilbers Rekonstruktion ist jedoch ähnlich. Ich bevorzuge Steinhilbers Rekonstruktion auf Basis kosmogener Isotope, weil sie in Phasen geringer Sonnenaktivität detailliertere Informationen liefert. Das Problem bei SATIRE-T und NRLTSI2 besteht darin, dass sie sich zu stark auf Sonnenflecken stützen, und das Fehlen von Sonnenflecken ist nicht gleichbedeutend mit null Sonnenaktivität.

Der AR6 verwendet die Rekonstruktion von Steinhilber nicht, weil er eine jährliche Auflösung erfordert, während die Rekonstruktion von Steinhilber nur 22-Jahres-Mittelwerte liefert. Die im AR6 verwendeten, auf Sonnenflecken basierenden Magnetflussmodelle korrelieren besser mit modernen TSI-Satellitenmessungen, doch leider sind die Korrelationen aufgrund von Problemen mit den Satellitendatensätzen mehrdeutig und interpretationsfähig, wie hier ausführlicher erörtert wird (siehe insbesondere Abbildung 5 im verlinkten Beitrag). Einige auf Sonnenflecken basierende Rekonstruktionen zeigen einen Unterschied bis 5 W/m² zwischen 1700 und der Gegenwart. Die Satellitenaufzeichnungen der gesamten Sonneneinstrahlung sind kurz und mit Problemen behaftet (siehe insbesondere Abbildung 7 im verlinkten Beitrag).

Der AR6 ignoriert explizit:

• Die Stärke des Sonnenmagnetfelds verdoppelte sich vom Beginn des modernen Sonnenmaximums um 1930 bis zum Höhepunkt des Sonnenzyklus 19 (~1958), dem stärksten Sonnenzyklus seit Beginn der Aufzeichnungen. Das Sonnenmagnetfeld stabilisierte sich dann bis etwa 1990, worauf ein langsamer, allmählicher Rückgang folgte (Lockwood, 2003).

• Der Sonnenwind wurde während des modernen Sonnenmaximums geoeffektiver (Effizienz der Energieübertragung in das Erdmagnetfeld). Dies führte zu einer verstärkten Kopplung mit der Magnetosphäre der Erde.

• Die Heliosphäre ist mittlerweile besser darin, den Fluss kosmischer Strahlung zu reduzieren.

• Die Variabilität der solaren UV-Strahlung ist wesentlich stärker als die der gesamten solaren Strahlung (TSI).

• Das stratosphärische Ozon weist beim Sonnenmaximum einen Anstieg von 1–3 % auf.

• Das moderne Sonnenmaximum (~1930–2000) ist das längste seit über 600 Jahren.

Joanna Haigh schreibt:

„Das Verständnis der Rolle der Schwankungen in der Sonnenaktivität ist für die Interpretation des Klimas der Vergangenheit und die Vorhersage der Zukunft von entscheidender Bedeutung. In der Vergangenheit wurde zwar viel über die Zusammenhänge zwischen der Sonnenfleckenzahl und dem Wetter geschrieben, doch das Thema der solaren Einflüsse auf das Klima wurde von Meteorologen oft außer Acht gelassen.“ (Haigh J., 2011).

So sind beispielsweise die Temperaturschwankungen in der oberen Troposphäre und der unteren Stratosphäre (~20 km) dreimal so hoch wie an der Erdoberfläche. Der Kernpunkt, den Joanna Haigh und Judith Lean hervorheben ist, dass der IPCC die Auswirkungen der Sonnenvariabilität auf das Klima zu stark vereinfacht, indem er ausschließlich die TSI berücksichtigt. Die im AR6 enthaltene Schätzung des solaren Antriebs ist kein Maß für den gesamten Einfluss der Sonne auf das Klima, wie Judith Lean schreibt:

„Da die Sonnenstrahlung vor allem in den niedrigen Breitengraden eintrifft, verändert die erhöhte Strahlungsenergie die Temperaturgradienten zwischen Äquator und Polen und löst dynamische Reaktionen aus, die in den mittleren bis hohen Breitengraden sowohl Erwärmungs- als auch Abkühlungsgebiete hervorrufen. Da die Aufnahme von Sonnenenergie aufgrund der höhenabhängigen Absorption in der Atmosphäre von der Höhe abhängt, entstehen durch die sich ändernde Sonnenstrahlung vertikale Temperaturgradienten, welche die dynamischen Bewegungen innerhalb des Erdsystems weiter verändern.“ (Lean J. , 2017).

Wie Christopher Scotese gezeigt hat, ist der Temperaturgradient vom Äquator zu den Polen von grundlegender Bedeutung für die globale durchschnittliche Temperatur im geologischen Zeitmaßstab (Scotese et al., 2021). Ein steiler Gradient bedeutet einen kälteren Planeten, ein flacher Gradient hingegen einen wärmeren (weitere Einzelheiten finden sich in Abbildung 7 von Scotese).

Die Kleine Eiszeit LIA

Die stärkste und am weitesten verbreitete Kälteperiode des Holozäns erstreckte sich ungefähr von 1645 bis 1715 n. Chr. Nach dieser Kälteperiode erreichten die Gletscher in Europa, Island, Alaska und Neuseeland ihre größte Ausdehnung im Holozän. Diese Periode umfasst die historisch kältesten Winter in Europa und Nordamerika und folgt auf fünf aufeinanderfolgende große Sonnenminima, darunter das längste große Sonnenminimum der letzten 6.000 Jahre.

Zudem kam es in diesem Zeitraum zu zahlreichen großen Vulkanausbrüchen, darunter Parker (Philippinen, 1641), Serua (Indonesien, 1693), Fuji (Japan, 1707) sowie drei weitere, deren Standorte zwar in Sedimenten und Eis nachgewiesen wurden, die jedoch unbekannt sind. Darüber hinaus gab es wahrscheinlich drei weitere Eruptionen im westlichen Pazifik in den Jahren 1654 (Japan), 1673 (Indonesien) und 1674 (Indonesien). Die Kleine Eiszeit ist in Abbildung 3 dargestellt und wird mit hochwertigen Temperaturproxies aus Indonesien, Grönland und der Antarktis sowie dem Logarithmus des CO₂-Gehalts aus den Eisaufzeichnungen von Dome C verglichen:

Der entscheidende Punkt in Abbildung 3 ist, dass die Kleine Eiszeit die kälteste Periode im gesamten 12.000 Jahre umfassenden Holozän darstellt, zumindest in Grönland, Indonesien, im Nordpazifik und im Raum Neuseeland. Auch in der Antarktis ist es kälter, wenn auch nicht in gleichem Maße. Weitere Einzelheiten zu den Proxies finden Sie hier und hier. Daher ist die im AR6 enthaltene Schlussfolgerung unaufrichtig, wonach diese Periode (die „vorindustrielle Zeit“) den heutigen Temperaturen in gewisser Weise vorzuziehen sei oder eine Art klimatische Basislinie darstelle. Wie kann eine vorindustrielle klimatische Basislinie zudem aus einer Basistemperatur und einem Strahlungsantrieb bestehen, die mehr als 100 Jahre auseinanderliegen und in die klimatisch instabile Kleine Eiszeit fallen? (Parker G. , 2012)?

Antarktisches CO₂

Abbildung 3 zeigt zudem, dass der Logarithmus der atmosphärischen CO₂-Konzentration in der Antarktis nicht gut mit der Temperatur in Grönland oder Indonesien korreliert, obwohl er visuell recht gut mit dem Temperaturproxy des Eiskerns von Dome C in der Antarktis korreliert. Regionale Temperaturen erfassen natürlich regionale Verstärkungseffekte, doch da CO₂ ein gut durchmischtes Gas ist, wird angenommen, dass es eine globale Wirkung hat. Die Trends in Abbildung 3 lassen erhebliche Zweifel an dieser Vorstellung aufkommen. Der AR6 stützt sich in seinen Untersuchungen sehr stark auf die CO₂-Daten aus Dome C (Jouzel et al., 2007) und (Lüthi et al., 2008), doch diese scheinen lediglich eine CO₂-Temperatur-Korrelation für die Antarktis zu stützen, nicht jedoch eine globale Korrelation.

Das glaziale Maximum der Kleinen Eiszeit

Zwischen 1809 und 1820 war es recht kalt, was zumindest teilweise auf den berühmten Ausbruch des Tambora im Jahr 1815 zurückzuführen war. Doch bis 1850 war die größte Kälte vorbei, und die Welt begann sich zu erwärmen. Daher ist es schwierig, die Erwärmung von 1850 bis 1900 mit dem Strahlungsantrieb seit 1750 zu vergleichen, da das Klima (oder genauer gesagt die globale mittlere Temperatur) zwischen 1750 und 1900 recht variabel war, wie in Abbildung 1 dargestellt. Tabelle 1 zeigt den Gletscherschwund seit dem Gletschermaximum der Kleinen Eiszeit (~1750) in den Jahren 1900 und 2020.

Ich habe Microsoft Copilot beauftragt, eine Darstellung der Gletscherpositionen in Neuseeland, Alaska und den europäischen Alpen zu wichtigen Zeitpunkten zu erstellen. Diese zeigt in Abbildung 4:

Die Gletscherausdehnung ist ein sehr sensibler Indikator für den Klimawandel, d. h. für die Veränderung der durchschnittlichen Temperatur in der Region des Gletschers (Bray, 1968) & (Zumbühl & Nussbaumer, 2018). Aus historischen Aufzeichnungen und paläoglazialen Moränen-Daten geht eindeutig hervor, dass die maximale Gletscherausdehnung in den drei in Abbildung 1 dargestellten Regionen zwischen 1700 und 1800 stattfand, wobei das Maximum um 1750 erreicht wurde. Dies war unmittelbar nach der historisch kältesten Phase der Kleinen Eiszeit (~1640–~1715), in der ein Drittel der Weltbevölkerung ums Leben kam (Parker, 2008) & (Parker G., 2012). Zwischen dem Gletschermaximum und der Kälte, die es verursacht hat, besteht eine zeitliche Verzögerung, da es eine gewisse Zeit dauert, bis sich der Schnee verdichtet, Gletschereis bildet und sich bis zu seinem endgültigen Höchststand ausdehnt.

Die Datenquellen für die Darstellungen zu Neuseeland in Abbildung 4 sind die Klima-, Schnee- und Eisaufzeichnungen der NIWA-Klimadatenbank (CliFlo), die Gruppe zur Überwachung von Gletschern und Schnee in hohen Lagen des NIWA-Schnee- und Eisnetzwerks (SIN) sowie die Gruppe zur Gletscherinventarisierung und Aktualisierung der Gletscherendpositionen der NIWA (Teil der neuen Gruppe „Climate Present and Past“).

Die Daten für Alaska stammen vom USGS (hier und hier). Weitere Einzelheiten finden sich bei Connor et al. (Connor et al., 2009), die schreiben:

„Das neoglaziale Klima und die Dynamik der Landschaft schufen schwierige, aber erträgliche Umweltbedingungen für das dort lebende Volk der Huna Tlingit. Die Entscheidung, mit den ökologischen Widrigkeiten zurechtzukommen, war vielleicht der sich außerhalb der Bucht noch stärker verschlechternden Lage sowie Konflikten mit rivalisierenden Gruppen vorzuziehen. Der zentrale Teil der Schwemmebene blieb bestehen, bis er zwischen 1724 und 1794 n. Chr. von Eis überrollt wurde, das in die Icy Strait vordrang. Dieser letzte Eisvorstoß erfolgte nach einer langen Phase des Stillstands sehr abrupt und vertrieb die Huna Tlingit aus ihrer Heimat in der Glacier Bay.“ (Connor et al., 2009)

Demnach wurde der maximale Eisvorstoß in Südalaska um das Jahr 1750 erreicht. Weitere Quellen waren das NOAA NSIDC-Datenportal und das NCEI.

Für die europäischen Alpen stammen die Daten von der WGMS (link, link und link) sowie von swisstopo (link, link und link). Im Jahr 1644 erreichte der Mer de Glace seine maximale Ausdehnung, nachdem er drei Dörfer im Bergtal verschlungen hatte. Die verängstigten und obdachlos gewordenen Dorfbewohner baten Bischof Jean-Amédée de Milliet 1645 in Chamonix in Frankreich ein Exorzismusritual durchzuführen, um das vorrückende Eis aufzuhalten. Die Wirkung des Exorzismus war jedoch nur vorübergehend: 1821 erreichte der Gletscher ein zweites Maximum, das fast so weit den Berg hinunterreichte wie das erste im Jahr 1644. Der endgültige Rückzug des Gletschers setzte schließlich Mitte der 1850er Jahre ein (Zumbühl & Nussbaumer, 2018).

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, waren 20–40 % des Rückgangs gegenüber diesem Maximum bis zum Jahr 1900 bereits eingetreten, dem Ende des Temperatur-Referenzzeitraums. Daher ist es schwierig, die in den Gletscheraufzeichnungen seit 1750 beobachteten Veränderungen der Strahlungsantriebe mit den Temperaturänderungen im Zeitraum 1850–1900 in Verbindung zu bringen. Eine weitere Komplikation besteht darin, dass das letzte von fünf aufeinanderfolgenden großen Sonnenminima im Jahr 1680 stattfand und der Beginn des längsten großen Sonnenmaximums seit 600 Jahren etwa im Jahr 1930 lag (Usoskin, 2017).

Zusammenfassung

Aus dieser Diskussion sollte klar hervorgehen, dass die Kleine Eiszeit aus Sicht der Menschen oder der menschlichen Zivilisation keine gute klimatische Bezugsgröße darstellt. Es war eine Zeit voller Kriege, Hungersnöte, Dürren, Seuchen und Elend in Europa, Nordamerika, dem Nahen Osten, Japan, China und wahrscheinlich auch anderswo (Parker G., 2012). Das Klima der Kleinen Eiszeit ist kein Klima, zu dem ein vernünftiger Mensch zurückkehren möchte. Diese Referenz wurde vom IPCC aus wissenschaftlicher Bequemlichkeit gewählt, weil hierfür die besten verfügbaren Daten vorlagen, und nicht aus irgendeinem sinnvollen Grund. Es ist Wahnsinn zu unterstellen, dass das „vorindustrielle“ Klima oder die Kleine Eiszeit ein ideales Klima sei.

[Hervorhebungen vom Übersetzer]

Welche Temperatur ist also die optimal für die Menschheit? Es muss sich um eine Zeit handeln, in der die Landwirtschaft produktiv war, Zivilisationen sich ausbreiteten, Ökosysteme stabil waren, extreme Kälte selten war und Gletscher nicht in Ackerland und Dörfer vordrangen. Wann lagen diese Zeiten historisch gesehen? Ein Blick auf Abbildung 3 und dieser Beitrag zeigen, dass die besten Zeiten für den Menschen das Holozän-Klimamaximum (~8000 v. Chr. bis 4200 v. Chr.), die mittelalterliche Warmzeit (~800 n. Chr. bis 1250 n. Chr.) und die moderne Warmzeit (~1905 bis heute) waren. Dies waren die Zeiten, in denen Zivilisationen wuchsen und florierten. Tabelle 2 listet die Durchschnittstemperaturen in diesen Zeiträumen anhand aller drei Kurven aus Abbildung 3 auf. Der für die moderne Warmzeit angegebene Durchschnittswert stammt größtenteils aus den Pages2K-Instrumentaldaten, nachdem diese auf den gleichen Referenzzeitraum umgestellt wurden, der auch für die Proxydaten verwendet wurde.

Die Werte in Tabelle 2 zeigen die Temperaturänderungen während des Holozän-Klimamaximums (HCO), der mittelalterlichen Warmzeit (MWP) und der modernen Warmzeit im Vergleich zum Mittelwert von 1961–1990 (obere Tabelle) und zum „vorindustriellen“ Zeitraum (1850–1900). In beiden Tabellen liegt die moderne Warmzeit zwischen der MWP und dem HCO.

Die Werte in Tabelle 2 sind sehr grob (vielleicht ± 0,2° bis 0,3°C oder so), aber in der richtigen Richtung. Die MWP wies wahrscheinlich in etwa die gleichen Temperaturen auf wie das späte 20. Jahrhundert, und während des HCO war es wahrscheinlich wärmer als heute. Dies ist wichtig, da Menschen und die menschliche Zivilisation während dieser Warmzeiten florierten und während der Kleinen Eiszeit bzw. der vorindustriellen Zeit litten; siehe hier und hier für eine Erörterung und einen Vergleich. Die beste Klimareferenz ist nicht die Kleine Eiszeit, sondern das Klima, wie es in der HCO, der MWP und heute zu beobachten ist.

[Hervorhebung vom Übersetzer]

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Link: https://andymaypetrophysicist.com/2026/09/18/what-is-the-best-human-centric-climatic-baseline/

Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE