Bild rechts: Endlich Frühling: Der April bringt meist Licht, Wärme und Farben zurück- so wie hier im Erfurter Steigerwald. Foto: Stefan Kämpfe.
Teil 1: Die April- Erwärmung und deren Ursachen
Sowohl seit 1881, dem Beginn verlässlicher Temperaturaufzeichnungen in ganz Deutschland, besonders aber seit Mitte der 1980er Jahre, stiegen die deutschen Apriltemperaturen merklich an. Wir betrachten zunächst den Verlauf seit 1986 und vergleichen ihn mit dem in Zentralengland:
Grafik 1: sowohl in Deutschland, als auch in Zentralengland, erwärmte sich der April im Verlaufe der letzten 30 Jahre merklich.
Der April unterscheidet sich somit von den Wintermonaten Dezember, Januar, Februar und auch von März und Mai. Diese zeigen seit 30 Jahren eine Stagnation oder gar einen Temperaturrückgang. Damit nähert sich der April immer mehr dem Mai. Als eine mögliche Ursache der April- Erwärmung kommen geänderte Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen in Betracht. Erwärmend wirken im April besonders alle Lagen mit südlichem Strömungsanteil sowie die Zentralhochlagen HM und BM, während alle Lagen mit nördlichem Strömungsanteil eher abkühlend wirken. Bei langfristiger Betrachtung erkennt man tatsächlich eine Zunahme der erwärmend wirkenden und eine Abnahme der kühlend wirkenden Großwetterlagen:
Grafik 2: Seit 1881 wurden die erwärmend wirkenden Hochdruckwetterlagen (gelblich) und die mit südlichem Strömungsanteil (rot) tendenziell häufiger in Mitteleuropa; kühlend wirkende Lagen mit nördlichem Strömungsanteil hingegen seltener.
In den vergangenen 30 Jahren zeigt sich jedoch ein ganz anderes Bild- eine leichte Häufigkeitsabnahme der erwärmenden Lagen:
Grafik 3: In den der vergangenen 30 Jahren nahm die Häufigkeit nördlicher Lagen zu, die südlicher ab. Bei der großen Streuung sind die Trends für diesen Zeitraum nicht signifikant.
Untersucht man den Einfluss der Häufigkeiten der beiden erwärmend wirkenden Großwetterlagen- Cluster Großwettertyp HM plus Südanteil auf die April- Mitteltemperaturen in Deutschland, so ergibt sich ein merklicher Zusammenhang:
Grafik 4 (Streudiagramm): Aprilmonate, die viele Tage mit Hochdruckwetter und südlichem Strömungsanteil aufwiesen, waren tendenziell wärmer.
Die Großwetterlagenverhältnisse können also die starke April- Erwärmung langfristig zu mehr als 20%, die der vergangenen 30 Jahre jedoch nicht sicher erklären. Käme als nächste mögliche Ursache die steigende Kohlendioxid- Konzentration (CO2) in Betracht. Zunächst zeigen die Trendlinien der April- Temperaturen und der Verlauf der CO2- Konzentration einen Anstieg:
Grafik 5: Zwar nahmen die CO2- Konzentration und die April- Temperaturen seit 1986 tendenziell zu, doch vermag die nahezu gleichförmige CO2- Zunahme die enormen Schwankungen der April- Temperaturen nicht zu erklären.
Doch ist damit die tatsächliche Erwärmungsursache gefunden? Die enormen Schwankungen der April- Werte von Jahr zu Jahr verlangen nach einer anderen Erklärung. Nach den teilweise recht kalten April- Nächten 2016 mit Werten um die Null Grad wärmte tagsüber die Sonne kräftig- ein erster Hinweis auf die wahre Ursache der Entwicklung der April- Temperaturen, denn der April- Sonnenstand entspricht schon etwa dem zwischen Mitte September und Mitte August. Bei der Sichtung der monatlichen Deutschland- Mittel der Sonnenscheindauer fiel uns ein Monat auf, der als einziger seit 1986 um mehr als 50 Stunden pro Monat sonniger wurde, es ist- der April! Ein deutschlandweites Sonnenscheinmittel liegt leider erst seit 1951 vor. Die folgenden zwei Grafiken zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen steigender Lufttemperatur und steigender Sonnenscheindauer seit 1951, besonders aber seit 1986 (letzte 30 Jahre):
Grafiken 6a (oben) und 6b: Sowohl seit 1951, besonders aber seit 1986, nahm die Sonnenscheindauer im April merklich zu und wirkte erwärmend.
Man erkennt die enge „Verzahnung“ beider Größen- die sonnenscheinreichen April- Monate waren meist auch die wärmsten, besonders nach dem Jahr 2005. In Großbritannien (hier nicht als Grafik gezeigt) nahm die Sonnenscheindauer im April ebenfalls stark zu. Der sonnige April 2015 fiel jedoch in Deutschland ausnahmsweise relativ kühl aus, weil er mit 17 Tagen überdurchschnittlich viele nördliche Großwetterlagen aufwies. Um diesen Zusammenhang noch längerfristig zu verifizieren, haben wird die Temperatur- und Sonnenscheindaten der Station Potsdam ausgewertet; sie reichen bis 1893 zurück:
Grafik 7: Das 11- jährige Gleitmittel der Sonnenscheindauer in Potsdam (dicke, gelbe Linie) ähnelt in seinem Verlauf dem der dortigen April- Temperaturen (grün).
In unseren letzten Artikeln haben wir gezeigt, dass die deutschen Monatstemperaturen um die Jahrhundertmitte des letzten Jahrhunderts eine Kältedelle aufweisen, dann angestiegen sind bis zu einem Wendepunkt vor gut 15 Jahren und seitdem wieder kälter werden. siehe: http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/seit-30-jahren-erfolgt-laut-dwd-daten-die-forsythienbluete-in-hamburg-immer-spaeter/ Der April weist diese Kältedelle erst gute 20 Jahre später auf. Die Frage bleibt, ob der April nun die Erwärmung in den nächsten Jahren fortsetzen wird oder nun seinen Wendepunkt erreicht hat.
Auch langfristig (in Grafik 7 als Trendlinien die 11- jährigen Gleitmittel dargestellt) bleibt es jedoch bei der engen Verzahnung- die Sonnenscheindauer bestimmt die Apriltemperaturen ganz wesentlich. Wie eng der Zusammenhang ist, illustriert das folgende Streudiagramm:
Grafik 8: Die Sonnenscheindauer vermag in Potsdam mehr als ein Drittel der Variabilität der April- Temperaturen zu erklären.
Ergebnis: Bei langfristiger Betrachtungsweise lassen sich schätzungsweise insgesamt mehr als 50% der Variabilität der Apriltemperaturen auf eine zunehmende Sonnenscheindauer sowie auf häufigere südliche und Hochdruckwetterlagen zurückführen. In den vergangenen 30 Jahren wirkte die besonders stark zunehmende Sonnenscheindauer massiv erwärmend, möglicherweise eine Folge der Luftreinhaltemaßnahmen und der hohen Sonnenaktivität.
Weitere Erwärmungsursachen im April
Schon oft haben wir hier bei EIKE über WI- bedingte Erwärmungseffekte im weitesten Sinne berichtet. Unter anderem untersuchten wir den verstädterungsbedingten Erwärmungseffekt anhand von Stationsvergleichen zwischen Berlin und dem Umland monatsweise. Hierbei wies der April den stärksten Temperaturunterschied aller Monate zwischen Stadt und Umland auf. In der Stadt werden kalte Tage durch zusätzliches Heizen erwärmt, und an heiteren Tagen heizt die Sonne die trockene Betonlandschaft verstärkt auf. Die Folgen sieht man im nächsten Diagramm:
Grafik 9: Von 1981 bis 2010 gefundene UHI- Differenzen in Kelvin, gebildet aus den Mitteln dreier urbaner Stationen in Berlin und dreier ländlicher Stationen in Brandenburg. Hohen, verstädterungsbedingten Differenzen von über 0,8 K im April stehen geringere im Spätsommer/Frühherbst gegenüber. Die jahreszeitlich bedingten UHI- Effekte sind in Berlin eng mit geänderten Sonnenscheinverhältnissen- und Großwetterlagenhäufigkeiten verknüpft.
Auch der Vergleich der WI-behafteten Deutschlandtemperaturen mit der fast WI-freien Station Amtsberg-Dittersdorf (Erzgebirge) zeigt den deutlichen WI- Unterschied im April:
Grafik 10: In den 30 Jahren des Betrachtungszeitraumes beträgt die WI-Differenz fast 0,8 Kelvin.
Auch die Entwässerung der Landschaft sowie der massive Ausbau der Wind- und Solarenergie in der früher unberührten Landschaft dürften zur Erwärmung beigetragen haben. Als letzte Erwärmungsursache kommt die sogenannte AMO (Atlantische Mehrzehnjährige Oszillation) in Betracht, eine Schwankung der Wassertemperaturen im zentralen Nordatlantik, welche alle 50 bis 70 Jahre, so auch gegenwärtig, ein Maximum aufweist. Bei AMO- Maxima sind die deutschen Apriltemperaturen tendenziell erhöht. Dieser Zusammenhang zeigt sich sowohl in der besonders anschaulichen, aber oft kritisierten Darstellung mit polynomischen Ausgleichskurven, als auch bei den 11- jährigen Gleitmitteln:
Grafiken 11a und 11b: Auch zwischen der Atlantischen Mehrzehnjährigen Oszillation (AMO, vereinfacht ausgedrückt, eine Wassertemperaturschwankung im zentralen Nordatlantik, jeweils obere, blaugrüne Kurven) und den Apriltemperaturen in Deutschland (untere, dunkelgrüne Kurven) besteht ein merklicher Zusammenhang. In den AMO- Positiv- Phasen (höhere Wassertemperaturen) ist der April in Deutschland tendenziell wärmer. Dies zeigt sich sowohl bei der Darstellung mit den polynomischen Ausgleichskurven 6. Grades (oben) als auch im gleitenden, 11- jährigen Durchschnitt.
Zusammenfassung und Ausblick: Die merkliche Aprilerwärmung in Deutschland ist vor allem eine Folge der zunehmenden Sonnenscheindauer gewesen, doch auch geänderte Großwetterlagenhäufigkeiten, die zunehmende Bebauung, Verstädterung und Landschaftsveränderungen (WI- Effekte im weitesten Sinne) und die gegenwärtig noch hohen Wassertemperaturen in Teilen des Nordatlantiks wirkten erwärmend. Da die solaren Effekte weitgehend ausgereizt sind, die Sonnenaktivität abnimmt und die AMO aufgrund ihrer Rhythmik demnächst in die Negativ- Phase übergehen dürfte, halten wir eine Stagnation oder gar einen Rückgang der deutschen April- Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten für durchaus wahrscheinlich.
Teil 2 dieses Beitrages folgt in der letzten Aprildekade – mit guten Nachrichten für Naturfreunde, Landwirte und Gärtner.
Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
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Das war vielleicht nicht ganz verständlich. Es war wegen der ständigen Katastrophenmeldungen der Klimaexperten nur etwas Humor. Ohne Humor würde die Gesellschaft noch schneller vernichtet.
Die Wärme bezog sich nur auf die Heizungsrohre und unsere Wohnungen. Draußen ist es noch immer kalt. Die Medien und Klimaforscher reden in ein paar Wochen trotzdem noch mehr davon, dass es wieder der wärmste April wäre. Doch draußen ist es kalt, deshalb wird nicht nur hier geheizt.
… und trotzdem die Sonne scheint, fruehlingshaftes Wetter also warm sein tut es nicht, denn der Wind ist auch gar noch eisig kalt!
Lieber Herr Sander:
Sie beschreiben eindrucksvoll einen Faktor des Wärmeinseleffektes: „…Ich erlebe seit einigen Tagen auch den wärmsten April. Die Heizungsrohre hier im Haus sind nicht isoliert….“
Deshalb ist es wichtig, dass man auch fast WI-freie Stationen wie Amtsberg immer im Vergleich zu den wärmeinselbehafteten DWD-Temperaturreihen betrachtet. Auch In Amtsberg-Dittersdorf wird der April seit 30 Jahren wärmer, siehe Grafik 10. Allerdings wird die Amtsbergtrendlinie bald in eine stagnierende Trendlinie übergehen, dieses Jahr kommt ein kälterer 2016er Wert dazu, dafür fällt 1986 weg. Spätestens nächstes Jahr wird die Amtsbergtrendlinie auch für den April stagnierend sein, wenn man davon ausgeht, dass der April seinen Temperaturwendepunkt bereits erreicht hat.
#5 Mein Kommentar
In diesem Kommentar habe ich nachgewiesen, dass tags, bei der bestrahlten Hälfte der Erde, kein
„natürlicher Treibhauseffekt“ vorhanden ist.
NACHTS – wie sieht hier die Bilanz aus?
Annahmen:
Sonneneinstrahlung 0 W/m²
Durchschnittstemperatur 0 Grad
(Erde ohne Atmosphäre ca minus 140 Grad)
Erdrückstrahlung 315 W/m²
Angenommen, es gibt den THE, dann
wäre die atmosphärische Rückstrahlung 50 %,
also 157.5 W/m²
Die Erde ist wärmer, als die Atmosphäre.
Nun betrachten wir den 2. Hauptsatz der Thermodynamik und stellen fest, dass ein kältere Körper niemals einen wärmeren Körper erwärmen kann, nur umgekehrt läuft der Prozeß. (ich weiß, einige „Experten“ behaupten das Gegenteil). Auch strahlentechnisch ist das unmöglich. Die Strahlung des kälteren Körpers verzögert nur die Abkühlung des wärmeren.
Und hier zeigt sich exemplarisch, wie unsinnig es ist, aus diesen beiden Bilanzen, eine Gesamtbilanz zu erstellen und daraus Schlüsse zu ziehen!
Ich erlebe seit einigen Tagen auch den wärmsten April. Die Heizungsrohre hier im Haus sind nicht isoliert. Seit einigen Tagen sind sie ziemlich heiß, weil die Mieter über mir alle heizen. Vergangenes Jahr habe ich auch den wärmsten Mai erlebt. Da wurde auch ziemlich viel geheizt.
Ja Herr Kämpfe in#9, deshalb ist es je so wichtig im Frühjahr, dass es regnet. Womit das CO2 ja wieder in Bodennähe kommt. Jedenfalls kann man ja beobachten, dass also nach einem Regentag – beispielsweise – im Mai, die Pflanzen einen „Schuss“ tun, also das der Regen Wachstum fördernd ist.
Denn auch die Pflanzen wachsen nichtmal gleichmäßig, also proportional jeden Tag nicht den selben Betrag –
wenigstens zu beobachten am Gras.
@#6: Neulen, Holger
Nach meinen Kenntnissen kann die CO2- Konzentration in Bodennähe nahezu auf Null ppm fallen, wenn die Pflanzen stark assimilieren und es windstill ist. Dann können die Pflanzen eine Weile (paar Minuten, im Extremfall ein paar Stunden) nicht weiter wachsen. Jede CO2- Zunahme, ganz gleich durch welche Emissionen, ist daher von Vorteil für das Pflanzenwachstum.
@#4: Horst Lauterbach
Die Vulkan- Aktivität schwankt stark und beeinfluss das Klima massiv (Laki- Spaltenausbruch 1783, Tambora- Ausbruch 1815), es folgten der Strengwinter 1783/84 und das „Jahr ohne Sommer“ 1816). Dabei spielen aber die stark schwankende CO2- Emissionen keine Rolle, sondern die Aerosole wie SO2, Staub, Fluor- und Chlorverbindungen. Damit wird klar, dass Vulkane auch das „Ozonloch“ wesentlich stärker beeinflussen, als der Mensch. Und was das CO2 betrifft- es gibt tausende unbekannter CO2- Emittenten in den mittelozeanischen Rücken; wieviel da emittiert wird, weiß keiner. Ich kann mich aber erinnern, dass so um das Jahr 2000 einige Katastrophisten ernsthaft behaupteten, der „Klimawandel“ würde den Vulkanismus verstärken… . Ei, Ei, wozu so ein „Klimawandel“ doch alles gut ist… .
So viel Wirbel um das CO2 Molekül.
Wir wissen ja, seit Einstein, Planck, usw. dass Atome strahlen können.
Aber in der unseligen CO2 Debatte werden die physikalischen Gesetze einfach ignoriert.
Um ein Atom zum Emitieren eines Photons zu veranlassen, benötigt man ein ganz bestimmten
„Quantum“ Energie. (das man berechnen kann). Esa muß angeregt werden, Strahlung oder Stoß.
Die Erdabstrahlung ist dafür viel zu klein.
In der Erdatmosphäre herrschen die thermodynamischen Gesetze.
Warum benötigt man bei einem CO2 Laser so viel Energie, um nur einen kleinen Laserstrahl zu erzeugen?
„Mit CO2- Messungen in Bodennähe ist das so eine Sache, die schwanken und streuen sehr stark, und Werte sind nur schwer zu bekommen …“
Danke Herr Kämpfe für die Erläuterung in #3.
Dazu wäre ja dann schlimmsten Falls anzunehmen, dass ebengenau die Mauna Loa Messung repräsentativ für jeden Ort auf der Erde angenommen wird.
Dass man also letzlich gar keinen kausalen Zusammenhang zu CO2 Vorkommen und Klima vor Ort schließen darf!
Fatal, denn wissen Sie. Meines Erachtens ist ja dann durch das Schwanken und starke Streuen zum CO2 Gehalt der Luft auch keine Angabe zu dessen Zunhame korrekt, also in zu der Messbarkeit Fehlergrenzen gegeben, das also alle hier auf bedachten Szenarien auf innerhalb der Unsicherheit befindlichen Messdaten beruhen.
Erschreckend, dass dann Menschen darauf auch ncoh wissenschaftlich tun.
Was mich immer wieder erstaunt und verwundert, ist, dass man sich immer wieder auf Detaildiskussionen mit den IPCC Leuten einläßt, obwohl diese sinnlos sind.
Denn, ist die Diagnose falsch, sind es alle Therapien auch.
Und die Diagnose ist definitiv falsch!
1) Schon bei der einfacher Betrachtung der Erde:
a) Erde ohne Atmosphäre
und
b) Erde mit Atmosphäre
Bleibt kein Platz für einen, irgendwie, gearteten „natürlichen Treibhauseffekt“. Hier ist er schon tot.
2) Strahlen- und Wärmebilanz der Erde
Alles beginnt mit der Zahl 341.75 W/m² – durchscnittliche Sonneneinstrahlung.
Wie kommt man zur dieser Zahl?
Nun, man rechnet sehr einfach, die Solarkonstante von 1.367 W/m² wird einfach durch 4 geteilt.
Warum?
Man weiß, dass die Erdoberfläche 4 mal größer ist, als die Erdscheibe, mit der man die gesamte strahlende Sonnenenergie berechnet.
Dies ist ein lächerlicher, aber fataler Fehler.
In jeder Sekunde wird nur die Hälfte der Erdefläche angstrahlt. mit der obigen Berechnungen werden 50% der Sonnenenergie einfach ignoriert.
Hier muß man mit faktor 2 rechnen und erhält somit eine durchschnittliche Sonneneinstrahlung von 683.5 W/m². Rechnet hier einfach prozentual weiter, kommen auf der Erde nicht ca 168 W/m² an, sondern 336 W7m²!!! Damit ist auch hier der „natürliche Treibhauseffekt“ tot.
Ein weiterer grober Schnitzer ist die Berechnung der Erdabstrahlung. Nach Stefan Boltzmann strahlt ein idealer schwarzer Körper mit 15 Grad ca 390 W/m² ab. Die Erde ist aber kein idealer , schwarzer Körper. Setzt man hier den Faktor 0.7 ein, erhält man für die Erdabstrahlung nur noch 273 W/m²
Damit ist die Theorie vom „natürlichen Treibhauseffekt“ vom Tisch. Jede weitere Diskussion erübrigt sich.
Schon eine kleine Bilanz, bezogen auf ein bestimmtes Datum, sagen wir 30.Juni – 12.00Uhr,
zeigt eine relativ gute Übereinstimmung zwischen den, theoretisch ermittelten Daten und den gemessenen.
Der „natürlich Treibhauseffekt“ existiert nicht, somit schon gar nicht der „menschgemachte“!
Wie eichen die Klimakasper eigentlich den CO2 Ausstoß eines Vulkans wie den Mauna Loa? Bestimmt mit Studien und Modellrechnungen. Oder sind vulkanische Aktivitäten Naturkonstante ?
@#1 Neulen, Holger: Sicherlich hat die CO2-Konzentration im Gebiet Mauna Loa wenig bis keinen Einfluss unmittelbat auf die Temperatur hier in Mitteleuropa. Warum ziehen Sie nicht eine Aufzeichung der CO2-konzentration ebengenau an den Stellen der Temperaturmessung heran?
Werden dort die CO2-Konzentrationen nicht gemessen?
Und dieser April ist wie auch der vorige nicht von beosnderer wärme geprägt. …
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Sehr geehrter Herr Neulen,
Mit CO2- Messungen in Bodennähe ist das so eine Sache, die schwanken und streuen sehr stark, und Werte sind nur schwer zu bekommen, während man die vom Mauna Loa beim NOAA leicht bekommt. Wir wollten ja auch mit der Grafik 5 nur zeigen, dass ein statistischer Zusammenhang, der sich anhand einer Korrelation zeigt, noch kein Kausalzusammenhang ist; hierfür braucht man stets eine schlüssige Erklärung, und dem Text können Sie ja auch entnehmen, dass dies mit der Sonnenscheindauer viel besser gelingt, weil sehr warme Aprilmonate meist auch sehr sonnig sind. Und von besonderer Wärme des April 2016 haben wir nirgendwo was geschrieben. Der Deutschland- CLINO- Wert 1981 bis 2010 für den April beträgt 8,3 Grad, die erste Aprilhälfte 2016 brachte etwa 9 Grad, und wenn man davon ausgeht, dass die zweite Hälfte wegen des in dieser Jahreszeit üblichen Temperaturanstieges meist (nicht sicher vorhersagbar!)noch etwas zulegt, dürfte er auch insgesamt mehr oder weniger zu mild ausfallen. Als wärme liebender Zeitgenosse hätte ich aber nichts gegen noch mehr Wärme und Sonne gehabt- trotzdem sollten wir mit diesem April nicht unzufrieden sein. Und die Vegetation? Die ist in etwa im terminlichen Soll, mehr dazu im Teil 2, der ist noch in Arbeit.
Sehr geehrter Herr Kämpfe sehr geehrter Herr Kowatsch,
Danke für gute Darstellung,
Erfreulich finde ich die Gegenüberstellung des Polynoms und des geleitenden Mittels in Abbildung 11. Dies bestätigt meine Kritik an der Polynomdarstellung, die insbesondere im Randbereich der Grafik „Fantasietrends“ liefert.
Sicherlich hat die CO2-Konzentration im Gebiet Mauna Loa wenig bis keinen Einfluss unmittelbat auf die Temperatur hier in Mitteleuropa. Warum ziehen Sie nicht eine Aufzeichung der CO2-konzentration ebengenau an den Stellen der Temperaturmessung heran?
Werden dort die CO2-Konzentrationen nicht gemessen?
Und dieser April ist wie auch der vorige nicht von beosnderer wärme geprägt.
Wenigstens ist die Luft noch sehr kalt, was in den Abendstunden sofort spürbar ist, wie sie ja auch für die Nächte um Null Grad aufgeführt haben, dass man also nicht von einem wärmeren April – bezogen auf Flora sprechen kann.
Auch die Forsythie hat ja nunnmal später erst begonnen zu blühen.