Der Wechsel von Tag und Nacht erklärt das Fehlen eines äquatorialen Hotspots in der Atmosphäre

geschrieben von Chris Frey | 22. Januar 2021

Ich bedanke mich bei der EIKE-Redaktion dafür, dass sie einem breiten Spektrum von konträren wissenschaftlichen Positionen jenseits des wissenschaftlichen „97%“-Mainstreams ein öffentliches Forum bietet. Sehr eigenartig finde ich dagegen die wiederkehrende Kritik einzelner Leser, EIKE würde keine einheitliche Realisten-Position abbilden. Denn eine solche einheitliche Realisten-Position gibt es gar nicht; aber alle diese Positionen konvergieren auf einer Meta-Ebene mit einem „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“ als einem „NON-PROBLEM“ und gar keinem oder einem sehr geringem Einfluss des Menschen auf das globale Klimageschehen.

Die wesentlichen Thesen zum sogenannten „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt hatte ich bereits ausführlich diskutiert (Darstellung, Diskussion, Ergebnis). Allein mein hemisphärischer S-B-Ansatz kann die Widersprüche des konventionellen 24h-Tag=Nacht-THE-Ansatzes auflösen. Das THE-Paradigma behandelt Tag und Nacht völlig gleich und tut so, als würde überall auf der Welt zu jeder Zeit eine halbe Sonne mit einer temperaturwirksamen spezifischen Strahlungsleistung von 235W/m² senkrecht einstrahlen. Nun hat aber noch kein THE-Anhänger erklären können, wie aus einer planaren solaren Einstrahlung eine terrestrische radiale Abstrahlung entsteht. Und, was noch viel offensichtlicher ist, eine atmosphärische „Gegenstrahlung“ von ca. 300 W/m²würde verhindern, dass es irgendwo auf unserer Erde jemals kälter als 270K (-3°C) wird. Das konventionelle THE-Modell für unsere Erde mit den globalen Eckwerten von (33°C und 155W/m²) ist also streng eindimensional und beinhaltet keinerlei Abhängigkeit von der Tages- oder Jahreszeit und von der geographischen Breite. Mein hemisphärisches S-B-Modell kann dagegen die „gemessene“ Realität von etwa 15°C widerspruchsfrei abbilden und stimmt mit den tatsächlichen Beobachtungen überein (hier Tabelle 1).

Abbildung 1: Das hemisphärische S-B-Modell für die Temperaturgenese auf unserer Erde

Das 24h=Faktor4-THE-Paradigma benötigt dagegen eine zweite Sonne für die 235W/m² der Nachtseite

Das hemisphärische S-B-Modell kann als vieljährige Durchschnittsbetrachtung unserer realen Erde die oben genannten räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten der solaren Einstrahlung sehr wohl abbilden und erfasst damit alle drei räumlichen Dimensionen und die Tages-/Jahreszeit bei der Beschreibung der Temperaturgenese auf unserer Erde. Nehmen wir mal ein ganz einfaches Beispiel, die Erzeugung von Solarstrom in Deutschland:

Abbildung 2: Realisierte Erzeugungsleistung und tatsächlicher Stromverbrauch im Zeitraum 14.-25. September 2020 (Quelle: SMARD)

Aus dieser Abbildung wird unmittelbar der natürliche Tag&Nacht-Rhythmus bei der Erzeugung von Solarstrom deutlich. Im Umkehrschluss liefert also der Verlauf der Solarstromerzeugung den Beweis, dass der Wechsel von Tag und Nacht wesentliche physikalische Unterschied beinhaltet, ganz wie es mein hemisphärisches S-B-Modell beschreibt. Und dieser Tag&Nacht-Wechsel sollte sich eigentlich auch korrekt in den Klimamodellen abbilden, die sich aber lediglich auf einen 24h-Tag&Nacht-Durchschnitt stützen. Weiterhin wird die hemisphärische Tag&Nacht-Ungleichheit auf der realen Erde durch das Land-Seewind-System und dessen gegenläufigen Tag#Nacht-Verlauf nachgewiesen. Und auch die sogenannte oberflächennahe „Skin“-Schicht der Ozeane schwankt zwischen bis zu 10 Metern am Tage und weniger als einem Millimeter in der Nacht (hier, erster Absatz).

Kann ein globaler 24h-Durchschnitt solche Tag&Nacht-Unterschiede abbilden? – Nein, das kann er natürlich nicht: Es fängt schon damit an, dass die 24h-Tag&Nacht-Gleichheit des THE-Paradoxons im natürlichen Ablauf von Tag und Nacht gar nicht beobachtet werden kann. Und auch die besten mathematischen Ableitungen verlieren ihre physikalische Aussagekraft, wenn vorher die planare solare Einstrahlung auf der Tageshemisphäre der Erde in einen skalaren globalen Durchschnitt umgewandelt wird. Die Strahlungstransferberechnung leitet also aus der Differenz einer physikalisch fehlerhaften globalen 24h-S-B-Inversion als „Gleichgewichtstemperatur“ für die solare Einstrahlungsleistung (-18°C) und der sogenannten „gemessenen“ globalen Durchschnittstemperatur (NST=14,8°C) den ominösen THE (33°) her. Und auch das immer wieder vorgebrachte Argument, die ominöse „atmosphärische Gegenstrahlung“ würde den 2.HS der Thermodynamik erfüllen, entbehrt jeder physikalischen Beweiskraft.

So stellen Ozawa et al. (2003) in einer Veröffentlichung über das Prinzip der maximalen Entropie im globalen Klimasystem ein Berechnungsschema für die Entropie vor und wenden es auf die Erde an:

Abbildung 3: Fig.3 und 5a aus Ozawa et al. (2003) zur Entropie. Links Fig. 3: “A schematic of heat transport through a small system (C) between two thermal reservoirs with different temperatures (A, cold and B, hot). By the heat transport from hot to cold, entropy of the whole system increases…” Übersetzung: Ein Schema des Wärmetransports durch ein kleines System (C) zwischen zwei Wärmespeichern mit unterschiedlichen Temperaturen (A, kalt und B, heiß). Durch den Wärmetransport von heiß zu kalt nimmt die Entropie des gesamten Systems zu… Rechts Fig. 5a: “Energy and entropy budgets for the Earth. (a) Global-mean (surface-area mean) energy flux components (i.e., shortwave radiation, longwave radiation, vertical turbulent heat transport), in W/m². Übersetzung: Energie- und Entropiebudgets für die Erde. (a) Global-mittlere (Oberflächenmittelwert) Energieflusskomponenten (d. h. kurzwellige Strahlung, langwellige Strahlung, vertikaler turbulenter Wärmetransport) in W/m²

Einmal vorausgesetzt, das Schema von Ozawa et al. (2003) zur Ermittlung der Entropie in deren Fig.3 sei korrekt, dann ist es insofern auf die reale Erde adaptiert worden, als dass in deren Fig.5a die allgemein bekannten Durchschnittstemperaturen korrekt aufgeführt worden sind. Allerdings ist deren jeweilige Entsprechung als spezifisches S-B-Strahlungsäquivalent quantitativ nicht nachzuvollziehen. Zunächst fehlt in Fig.5a schon einmal die Solarkonstante von 1.367W/m², die schließlich das maximal mögliche S-B-Temperaturäquivalent von ca. 120°C auf unserer Erde bestimmt. Vielmehr wird dort der temperaturwirksame Anteil der solaren Einstrahlung nach dem Faktor4-Tag=Nacht-THE-Flacherdeansatz mit 240W/m² entsprechend einem S-B-Temperaturäquivalent von (-18°C=255K) beziffert. Und erstaunlicherweise taucht die ominöse „atmosphärische Gegenstrahlung“ im Betrag von 300-333W/m² ebenfalls nicht auf, sodass diese Abbildung aus sich heraus gar nicht erklären kann, wie sich aus einer Einstrahlung von 142W/m² an der Erdoberfläche die angegebenen 288K herleiten sollen; denn die (vernachlässigbare) natürliche mittlere Wärmestromdichte aus dem Erdinneren beträgt an der Erdoberfläche lediglich 0,065W/m².

Anmerkungen: Eine wissenschaftliche Abbildung sollte insoweit vollständig sein, als dass sie alle wesentlichen Komponenten zum Verständnis des beschriebenen Vorgangs enthält. Die näheren Erläuterungen können dann im Fließtext erfolgen. Eine unvollständige Abbildung, die ausgerechnet strittige Komponenten wie die ominöse „atmosphärische Gegenstrahlung“ ausschließt, ist völlig inakzeptabel und wahrscheinlich nicht einmal für THE-Gläubige verständlich.

Erklärung für den Begriff „Entropie“, Zitat Wikipedia: „In einem sich selbst überlassenen System in einem beliebigen Anfangszustand bewirken dann die spontan ablaufenden inneren Vorgänge, dass der Zustand des Systems sich mit größter Wahrscheinlichkeit demjenigen Makrozustand annähert, der bei gleicher Energie durch die größte Anzahl verschiedener Mikrozustände realisiert sein kann, also die höchstmögliche Entropie hat.“ Das ist schwerer Tobak, eine recht gute Ableitung findet man hier auf EIKE.

Und hier noch ein ganz einfaches Beispiel aus dem vollen Leben: Das Kinderzimmer war eben noch aufgeräumt, dann haben die lieben Kleinen den ganzen Nachmittag gespielt und am Ende herrscht dort Chaos. Im Kinderzimmer hat sich damit die Entropie als Maß für dessen Unordnungszustand erhöht. Und um diese Unordnung dann wieder zu beseitigen, müssen Sie Arbeit (=Leistung*Zeit) verrichten. Denn jedes System, auch das Kinderzimmer, kann seine Entropie nicht ohne zusätzlich eingebrachte Arbeit wieder verringern.

Ergebnis: Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik macht auch vor dem Kinderzimmer nicht halt, denn die Aufräumungsarbeiten im Kinderzimmer machen sich nun mal nicht von alleine…

Fassen wir zusammen: Die von Ozawa et al. (2003) in Fig. 5a angegebenen Werte für die spezifische Strahlungsleistung entstammen einem unvollständigen Faktor4-Tag=Nacht-THE Flacherdeansatz und treffen daher nicht auf die reale Erde mit Tag und Nacht zu. Aber die dort angegebenen Temperaturen stimmen dann erstaunlicherweise trotzdem mit den realen Werten überein, Oberflächentemperatur gleich 288K (~+15°C) und Temperatur auf der „Abstrahlungshöhe“ von ca. 5.000 Metern gleich 255K (~-18°C). Ozawa et al. (2003) sagen nun, die theoretischen Abschätzungen von Paltridge (1978) würden in annehmbarer Übereinstimmung mit den tatsächlichen Beobachtungen stehen:

Abbildung 4: “Global distribution[s] of (a) mean air temperature, …, predicted with the constraint of maximum entropy production (equation (9)). Reprinted from Paltridge [1978]” aus Ozawa et al. (2003, Figure 4) Übersetzung: Globale Verteilung(en) von (a) mittlerer Lufttemperatur,…, vorhergesagt unter der Bedingung der maximalen Entropieproduktion (Gleichung (9)). Nachdruck aus Paltridge [1978]

Deutlich wird hier allerdings, dass die 273K (~0°C) Isotherme bei Paltridge (1978) deutlich polferner (um 50° N und S) verläuft, als die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Ozeane in der NASA-Abbildung (um 70° N und S):

Abbildung 5: Globale Durchschnittstemperaturen (Abbildungen in E-W-Richtung gestaucht) Links: Paltridge [1978] aus Ozawa et al. (2003, Figure 4) “Global distribution[s] of (a) mean air temperature, …, predicted with the constraint of maximum entropy production (equation (9)).” Rechts: NASA “Annual Mean Ocean Surface Temperature” based on observed data up until 1994

Wir können also feststellen, dass der Faktor4-Tag=Nacht-THE-Flacherdeansatz trotz unklarer/fehlender Zwischenschritte von einer fehlerhaften „Gleichgewichtstemperatur“ (-18°C) zu einem vergleichbaren Ergebnis wie die tatsächlich gemessenen Daten (+15°C) kommt, sich also in der Zielsetzung streng an der gemessenen Realität orientiert. Ergebnis ist eine MATHEMATISCHE Strahlungstransfer-Berechnung zwischen einer PHYSIKALISCH fehlerhaften „Gleichgewichtstemperatur“ und der sogenannten „gemessenen globalen Durchschnittstemperatur“. Diese Lücke zwischen fehlerhafter Theorie und gemessener Realität wird dann mathematisch durch eine willkürliche „atmosphärische Gegenstrahlung“ als imaginärer Antrieb eines „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffektes“ von 33° geschlossen, die dem 2.HS der Thermodynamik widerspricht. Denn ein Übergang von Wärme von einem kalten zu einem wärmeren Körper ist PHYSIKALISCH nach dem 2.HS der Thermodynamik ohne zusätzlich aufgebrachte Arbeit völlig unmöglich, wie eben auch das Aufräumen eines Kinderzimmers.

In der nachfolgenden Abbildung wird ein älteres Beispiel aus meinem hemisphärischen Modell, das die Entropie der solaren Strahlungsleistung beschreibt (A), durch eine aktuelle Abbildung von Joe Postma (B) nochmals bestätigt:

Abbildungen 6 A&B zum Wärmetransport nach dem 2.HS der Thermodynamik

A – Abbildung Weber: Der Strahlungsdurchschnitt von 470 W/m² (korrekt: 940W/m²*cosPHIi) umfasst einen Strahlungsbereich von 0-940W/m² für die tagseitige Hemisphäre mit einem maximalen S-B-Temperaturäquivalent von 85,7°C @ 940W/m². Bei der globalen Mittelung der tagseitigen solaren Einstrahlung (235W/m²) fällt also genau derjenige Teil der spezifischen solaren Strahlungsleistung (größer 235W/m²) weg, der Temperaturen oberhalb von (-18°C) erzeugen kann.

B – Abbildung Postma: Die schwarze Kurve zeigt die Differenz der IR-Spektren von (22°C=rot) und (-18°C=blau). Es wird deutlich, dass das (-18°C)-Spektrum diese Differenz, insbesondere zu den hohen IR-Frequenzen hin, gar nicht im erforderlichen Umfang enthält.

ERGO: Beide Abbildungen 6 A und B beweisen, dass ein kalter Körper (=hohe Entropie) gar nicht die notwendige physikalische Ordnung besitzt, um einen wärmeren Körper (=geringe Entropie) noch weiter zu erwärmen. Die Entropie erklärt übrigens auch die allgemein bekannten Vorgänge in der unbelebten Natur, beispielsweise die geologische Erosion. Denn während die inneren Kräfte der Erde gerade neue Gebirge auftürmen, beginnt an der Oberfläche bereits deren Erosion. Und das Ergebnis dieser Erosion landet zunächst als Erosionsschutt an der tiefsten topographischen Stelle mit der geringsten potentiellen Energie, also in irgendeinem Tal. Um diesen Schutt dann weiter zu bewegen, sind erneut Kräfte erforderlich, diesmal die Kräfte des gravitativ abfließenden Wassers.
Und die Entropie würde selbstverständlich auch „zerstreuend“ auf einen äquatorialen Hotspot wirken. Und deshalb kann sich ein solcher Hotspot nur in einem Computerprogramm entwickeln, das nach dem 24hTag=Nacht-THE-Ansatz entwickelt worden ist. Nach 10, 100, 1000 oder noch mehr 24h-Tag=Nacht-Zyklen entsteht dann eine solche digitale Wissenschaftsschimäre aus einem physikalischen Ansatz, der nicht mit der alltäglichen Tag#Nacht-Beobachtung in der realen Welt übereinstimmt. Und deshalb konnte dieser theoretische Hotspot bisher auch noch nirgendwo nachgewiesen werden, wie die nachstehende Abbildung aus Henney & Monckton zeigt:

Abbildung 7: (a) prophezeites und (b) gemessenes vertikales Temperaturprofil der Atmosphäre – links: IPCC (2007, Abb. 9.1c), rechts: Lanzante et al. (2006) (Abbildung 15 aus Henney & Monckton)

Denn ein solcher äquatorialer Hotspot würde eine ständige solare Energiezufuhr erfordern, wie sie nur rein rechnerisch in einem 24h-Tag=Nacht-Modell vorhanden ist. Die Realität des täglichen 24h-Zykus wird dagegen regelmäßig durch die hemisphärische Nacht unterbrochen. Und in dieser hemisphärischen Nacht wirkt die Entropie zerstreuend auf die geringste herausgehobene Energiekonzentration, sodass sich ein solcher vorhergesagter Hotspot aus 24h-durchschnittlichen Computerberechnungen in der Realität niemals aufbauen kann. Joe Postma fasst eine solche Situation mit den Worten zusammen, „Kann man Laufen speichern, um schneller zu laufen?“.

Die menschengemachte Klimakatastrophe ist auf eine Physik-Wende zurückzuführen

Highspeed-Computerspekulationen sind die Astrologie unserer Tage. Aufgebaut auf undurchsichtigen und/oder unzureichenden Algorithmen verbreiten sie Zukunftsvisionen, ohne je den Beweis für die physikalische Richtigkeit ihrer Algorithmen an historischen Daten nachgewiesen haben zu müssen. Und solange die Freiheit der Wissenschaft darin besteht, voll alimentiert gesellschaftspolitisch erwünschte Ergebnisse liefern zu dürfen, wird sich daran auch nichts ändern; den Plot dazu finden Sie hier. Das politisch und medial allgegenwärtige „Hört auf DIE Wissenschaft!“ müsste nämlich eigentlich heißen, „Hört auf UNSERE Wissenschaft!“.

Das hemisphärische S-B-Modell definiert den THEORETISCHEN GRENZWERT der terrestrischen Temperaturgenese aus sich selbst heraus zu (+15°C) und stimmt ohne einen sogenannten THE mit der „gemessenen globalen Durchschnittstemperatur“ von (+15°C) überein. Diese (+15°C) sind übrigens nur abhängig von der Solarkonstanten und der terrestrischen Albedo. Das THE-Paradigma definiert dagegen den fehlerhaften ANFANGSWERT („Gleichgewichtstemperatur“ von -18°C) seiner atmosphärischen Resonanzfunktion (-18°C=>Gegenstrahlung=>THE=>+15°C), kann aber einen konkreten Endpunkt dieser Resonanz aus sich selbst heraus gar nicht bestimmen. Es rekurriert mit seiner „Gegenstrahlung“ vielmehr direkt auf die „gemessene globale Durchschnittstemperatur“, und das könnten dann auch (-5°C), (+20°C) oder (+45°C) sein. So würden beispielsweise die Schwankungen des Paläoklimas allein durch eine veränderte „Gegenstrahlung“ erklärt werden können, man muss dort einfach nur die erforderlichen Zahlenwerte einsetzen.

Also noch einmal in aller Kürze: Es gibt keinen „natürlichen atmosphärischen Treibhauseffekt“, weil die Sonne nur am Tage scheint. Denn Photonen wandeln sich nun mal nicht freiwillig von kurzwellig (solar=niedrige Entropie) zu langwellig (terrestrisch=hohe Entropie) um; dazu bedarf es vielmehr in einem Zwischenschritt der Erwärmung von Materie, und das ist nur auf der Tagseite der Erde möglich:

(Solare HF-Einstrahlung) => (Erwärmung von Materie @2PIR²) => (IR-Abstrahlung @4PIR²)

Solange aber der Klimamainstream den längst widerlegten Hockeystick, der ein konstantes Paläoklima in den IPCC-Bericht AR3 hinein gezaubert hatte, weiterhin als Vorhersagekrücke benutzt, liefert eine Physik-Wende die für einen anthropogenen Klimawandel zwingend erforderliche sogenannte „Klimasensitivität“ des CO2-Moleküls. Und schon hat man sich durch eine solche Physik-Wende in den Klimawissenschaften einen schönen neuen CO2-Motor für das Paläoklima gebastelt, der dann eine Energie-Wende erfordert – und eine Agrar-Wende – und eine Verkehrs-Wende – und eine Industrie-Wende – und schließlich auch noch den Großen Reset mit einer anthropogenen Existenz-Wende zurück in ein ökologisches, ökonomisches und intellektuelles Mittelalter. Diesem Wahnsinn steht nicht nur mein hemisphärisches S-B-Modell entgegen, sondern auch das Aktualitätsprinzip der Geologie – aber wer kennt das nach der Bildungs-Wende überhaupt noch…

Es folgen drei Beispiele für den Fußabdruck meines hemisphärischen S-B-Modells in den real existierenden Klimawissenschaften: Das hemisphärische S-B-Modell ermöglicht in Form von einfachsten Plausibilitäten einen qualitativen Blick auf die räumlichen und zeitlichen Abhängigkeiten des Klimageschehens auf unserer realen Erde und entzaubert damit die supercomputer-gestützten Weissagungen der modernen Klimaforschung.

1. Beispiel: Die Sommerpole unserer Erde sind gar keine Temperatur-Hotspots.
Klimamodelle sind nicht in der Lage, die von jedermann zu beobachtende Realität in Form des natürlichen Wechsels von Tag und Nacht abzubilden. Und wenn dort auch noch auf die Polarzonen fokussiert wird, dann kommt es zu ganz eigenartigen klimawissenschaftlichen Stilblüten, die sich wiederum jeder realen Beobachtung entziehen. Eine der Kernerzählungen der Klimareligion ist das Abschmelzen der Polkappen durch den „menschengemachten Klimawandel“, wodurch weite Teile der heute besiedelten Tiefländer der Welt unbewohnbar werden sollen. Manche Klimarealisten sehen in dem Spiegel-Titel „Die Klima-Katastrophe“ Nr. 33/1986 mit dem versinkenden Kölner Dom den Beginn der medialen Klimahysterie.

In der Mainstream-Klimawissenschaft ist es üblich, die physikalischen Einheiten „Leistung (WATT)“ und „Arbeit (JOULE = WATT x ZEIT)“ über die ZEIT, meist den 24h-Tag, nach Belieben aus der jeweils anderen Größe abzuleiten. Der sogenannte „natürliche atmosphärische Treibhauseffekt“ leitet sich nun wiederum aus einer globalen 24-Stunden Mittelung der solaren Einstrahlung her, bei der ein gemeinsamer Mittelwert der Sonneneinstrahlung für Tag und Nacht für die Weiterverwendung in Klimamodellen berechnet wird. Das bedeutet, die tagseitige Sonneneinstrahlung (Solarkonstante S0=1.367W/m²) wird rechnerisch so verteilt, als würde überall auf der Welt zu jeder Zeit eine halbe Sonne mit einer temperaturwirksamen spezifischen Strahlungsleistung von lediglich 235W/m² (=S0*(1-Albedo)/4) senkrecht einstrahlen. Und um diesen physikalisch fehlerhaften Ansatz etwas zu verbessern, führen manche Wissenschaftler nun eine breitenabhängige (zonale) Mittelung der globalen Sonneneinstrahlung ein. So wird, wie bereits gezeigt wurde, aus 24h-Zeitintegralen der solaren Strahlungsleistung ein physikalisch sinnfreier breitenabhängiger spezifischer Leistungsdurchschnitt abgeleitet, der am Ende zu rein rechnerischen Temperaturen jenseits jeglicher realer Beobachtungen führt, wie die nachstehende linke Abbildung mit dem jeweiligen Sommerpol als globaler Temperatur-Hotspot beweist:

Abbildung 8: Vergleich der „Daily mean values of (a) slab temperature” von Kramm et al. (2017) – Creative Commons License CC BY 4.0 (links) mit dem Jahresverlauf des örtlichen Maximums der breitenabhängigen temperaturwirksamen spezifischen Strahlungsleistung der Sonne (rechts)

Die tatsächliche Maximaltemperatur auf unserer Erde wird zwischen den Wendekreisen und bis in mittlere Breiten der Sommerhemisphäre erreicht. Die Sommerpole unserer Erde sind nämlich gar keine Temperatur-Hotspots, sondern dort ist lediglich die aus einer 24h-durchschnittlichen ARBEIT in JOULE abgeleitete 24h-Durchschnittsleistung ((Leistung @ 24h)/24h) aufgrund der polaren Tageslängen um die jeweilige Sommersonnenwende global gesehen am größten („Max. Arbeit“ in der nachfolgenden Abbildung 9 rechts). Und aus solchen 24h-Durchschnittswerten sollte man tunlichst keine Ortstemperaturen ableiten, sonst kommt es halt zu wissenschaftlichen Verwerfungen…

2. Beispiel: Die „menschengemachten“ IPCC-Temperaturdifferenzen bilden lediglich das chaotische globale Wettergeschehen ab.

Der sogenannte „natürliche atmosphärische Treibhauseffekt“ soll durch eine „atmosphärische Gegenstrahlung“ verursacht werden, die wiederum aus der IR-Abstrahlung unserer Erde gespeist wird. Die beiden ursächlichen Steuergrößen für eine solche „atmosphärische Gegenstrahlung“, nämlich die aus den solaren Primärantrieben „tägliches solares Strahlungsmaximum“ und „örtliche Tageslängen“ induzierte Gesamtwärmemenge, lassen sich sekundär unter „jahreszeitlich maximale örtliche IR-Abstrahlung der Erde“ subsummieren. Der nachfolgende graphische Vergleich zeigt, dass die erforderliche Übereinstimmung zwischen den „menschengemachten“ IPCC-Temperaturdifferenzen und der maximalen örtlichen IR-Abstrahlung unserer Erde in der Farbgebung der IPCC-„Figure 1.SM.1“ jahreszeitlich nicht prägnant hervortritt:

Abbildung 9: Vergleich der IPCC-„Figure 1.SM.1“ (links) mit den tentativen jahreszeitlichen Auswirkungen von maximaler spezifischer solarer Strahlungsleistung und/oder maximaler örtlicher Tageslänge auf den sogenannten THE (rechts)

Anmerkung: Die jeweils zweistufige Farbskala für die Sommerhemisphäre in der Abb. links (Beispiel MAM und JJA für den Nordsommer) wurde im rechten Bild willkürlich in zwei einstufige Skalen für LEISTUNG (~JJA) und ARBEIT (~MAM) auf der jeweiligen Sommerhemisphäre aufgespalten und (nicht flächentreu) der tatsächlichen geographischen Lage zugeordnet. Deshalb können Farbsignaturen für Leistung/Arbeit (~JJA/MAM) in der jeweiligen geographischen Lage auch in umgekehrter Signatur (~MAM/JJA) auftreten; beispielsweise blau für LEISTUNG zwischen Äquator und mittleren Breiten.

Eigentlich müsste sich in der IPCC-Abbildung „Jahreszeit der größten menschen-induzierten Erwärmung für den Zeitraum 2006-2015“ der zusätzliche THE-Anteil aus dem „menschengemachten“ CO2 aufgrund seiner vorgeblichen IR-Abhängigkeit als Temperaturanomalie proportional zur jahreszeitlich maximalen örtlichen IR-Abstrahlung unserer Erde abbilden. Das ist aber ganz offensichtlich nicht der Fall, denn insgesamt finden wir in „Figure 1.SM.1“ lediglich eine globale und unspezifische jahreszeitliche Durchmischung und sogar jahreszeitlich stark gegenläufige Anomalien. Der vorstehende Vergleich von „Figure 1.SM.1“ (links) mit den tentativen Auswirkungen der jahreszeitlich maximalen örtlichen IR-Abstrahlung aus meinem hemisphärischen S-B-Modell (rechts) verdeutlicht vielmehr, dass sich die erratisch verteilten Temperaturanomalien nicht mit den jahreszeitlichen Schwankungen erklären lassen, sondern viel eher mit deren zeitlicher Veränderung (also der 1. Ableitung), wobei das Maximum dieser Veränderung um die Äquinoktien liegt und jeweils beide jahreszeitlichen Hemisphären betrifft. Die „menschengemachten“ IPCC-Temperaturdifferenzen bilden also lediglich das chaotische globale Wettergeschehen ab.

3. Beispiel: Der experimentelle Nachweis für den hemisphärischen S-B-Ansatz ist anhand von Satellitenmessungen gelungen.

Das IPCC-Modell KT97 gilt als Grundlage für alle computergestützten Klimamodelle. Herr Albert (Aulus) Agerius hatte auf Grundlage meines hemisphärischen Strahlungsmodells ein alternatives Klimamodell erstellt. In seinem Buch „Kritische Analyse zur globalen Klimatheorie: Widerlegung der Basisstudie KT97 des IPCC mit den Messwerten des ERBS Satelliten an einem neuen Modell“ deckt er erhebliche Widersprüche in der IPCC-Basisstudie KT97 auf:

Tabelle 1: Satellitenmesswerte des ERBS Satelliten in einem Modellvergleich (Quelle: A. Agerius)

Dem IPCC-Modell KT97 gelingt es also lediglich, 5 von 11 Messreihen abzubilden. Diesem IPCC-Modell KT97 stellt Agerius nun sein „Modell 5“ entgegen, das alle 11 Messreihen ohne einen atmosphärischen Treibhauseffekt abbildet und damit meinen hemisphärischen S-B-Ansatz voll betätigt.

Zum besseren Verständnis können Sie einmal die Perspektive eines Satelliten einnehmen: Die planare solare Einstrahlung erfolgt auf einer Kreisfläche (PIR²) und die jeweiligen Messwerte beziehen sich auf Schnittpunkte solcher Einstrahlungsflächen mit der entsprechenden Satellitenbahn (@4PIR²). Die Satellitenmesswerte für die Solarkonstante können die Erdkrümmung also gar nicht abbilden.

Nachtrag: Ich bitte höflich darum, im Interesse der objektiv interessierten Leser auf kreative Designerzitate und daraus abgeleitete sophistische Skandalisierungen zu verzichten. Das Stilmittel der sophistischen Skandalisierung einer ausschließenden gegenteiligen Eigenschaft (Disjunktion) fällt sofort auf, wenn es sich um Alltagswissen handelt. Ein Beispiel für den offensichtlichen Widersinn eines solchen skandalisierenden Sophismus‘ wäre die Aussage: „Der Dieselmotor widerspricht dem Prinzip der Elektromobilität“. Bei wissenschaftlichen Zusammenhängen, die zur Beurteilung einer Aussage zumindest die inhaltliche Abgrenzung zwischen Fachbegriffen erfordern, ist eine solche sophistische Skandalisierung für den interessierten Leser dagegen sehr viel schwerer zu erkennen, wie die nachfolgende Aussage beweist: „Ausgehend von dem Begriff des ‚solaren Klimas‘ wird nachgewiesen, dass die von Herrn WEBER (2019) in seinem Beitrag aufgestellten Behauptungen zur Ermittlung der global gemittelten Oberflächentemperatur einer Erde ohne Atmosphäre mit den theoretischen Grundlagen unvereinbar sind.“ Solche sophistischen Gegenargumente lassen sich nämlich für mein hemisphärisches S-B-Modell mittels einer oder mehrerer ausschließender gegenteiliger Eigenschaften jederzeit zurechtbiegen:

Sie können jetzt also sehr einfach mein hemisphärisches S-B-Modell skandalisieren, indem Sie ihm die Nichterfüllung seiner rechts aufgeführten ausschließenden Gegensätze vorhalten, also: Das hemisphärische S-B-Modell von Weber ist Mist, weil es

  • dem Prinzip der globalen Mittelung widerspricht,
  • dem Prinzip einer „Erde ohne Atmosphäre“ widerspricht,
  • dem anerkannten Lehrbuchwissen nach (Professor Dr. Beliebig) widerspricht.

Vielleicht erkennen Sie in diesen Aussagen ja den einen oder anderen Kommentar zu meinem hemisphärischen S-B-Modell wieder; sachlich korrekt oder gar verständnisfördernd sind solche Sophismen jedenfalls nicht. Für seriöse Verständnisfragen verweise ich gerne nochmals auf den Vergleich meines hemisphärischen Modells mit den wesentlichen Thesen zum sogenannten „natürlichen“ atmosphärischen Treibhauseffekt (Darstellung, Diskussion, Ergebnis) oder dessen direkten Abgleich mit dem sogenannten THE (hier Tabelle 1).

Einer physikalischen (nicht mathematischen) Beweisführung über eine Übereinstimmung der ominösen Faktor4-Tag=Nacht-Flacherde mit der tatsächlich beobachteten Tag#Nacht-Realität sehe ich mit Interesse entgegen.

 



Gab es wirklich eine Rekord-Saison bzgl. atlantischer Hurrikane?

geschrieben von Chris Frey | 22. Januar 2021

Aufgrund der Tendenz, heutzutage auch kleinen Stürmen einen Namen zu verpassen, ganz zu schweigen von der Fähigkeit der Satelliten, sie zu erkennen, war die Behauptung schon immer eine fadenscheinige.

Jetzt, wo wir glücklicherweise die Accumulated Cyclone Energy (ACE) Daten für das Jahr zur Verfügung haben, ist die Behauptung erwiesenermaßen unsinnig und trügerisch.

Kurz gesagt, ACE ist ein Maß für die Intensität und Dauer von tropischen Stürmen und Zyklonen. (Tropischer Zyklon ist ein Oberbegriff für Stürme, die im Atlantik als Hurrikane und im W-Pazifik als Taifune bezeichnet werden).

Zuverlässige Daten für den Atlantik, sowohl Anzahl der Stürme als auch ACE, sind erst seit der Ära der Satelliten im Jahr 1966 verfügbar, wie die NOAA hier erklärt:

Die Datenbank der atlantischen Hurrikane (oder HURDAT) reicht bis ins Jahr 1851 zurück. Da Tropenstürme und Hurrikane jedoch einen Großteil ihrer Lebenszeit über dem offenen Ozean verbringen – einige treffen nie auf Land – wurden viele Systeme im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert „übersehen“ (Vecchi und Knutson 2008). Ab 1944 wurde mit der systematischen Flugzeugaufklärung zur Überwachung von bothtropischen Wirbelstürmen und Störungen, die das Potenzial hatten, sich zu Tropenstürmen und Hurrikanen zu entwickeln, begonnen. Dies führte zwar zu einer deutlich verbesserten Überwachung, aber immer noch wurde etwa die Hälfte des atlantischen Beckens nicht erfasst (Sheets 1990). Ab 1966 standen dem National Hurricane Center tägliche Satellitenbilder zur Verfügung, so dass die Statistiken ab diesem Zeitpunkt am vollständigsten sind (McAdie et al. 2009). Für Hurrikane, die die Atlantik- und Golfküste der USA treffen, kann man mit relativ zuverlässigen Zählungen der Systeme weiter in die Vergangenheit zurückgehen, da seit 1900 genügend Menschen an den Küsten gelebt haben. Daher gelten die folgenden Aufzeichnungen für den Zeitraum zuverlässiger Daten für das gesamte Atlantikbecken (von 1968-2018) und für die Küstenlinie der USA (1900-2018).

Wissenschaftler der Hurricane Research Division der NOAA haben jedoch fleißig ältere meteorologische Aufzeichnungen untersucht, um Hurrikane vor 1966 neu zu analysieren – Details hier.

Dies erlaubt uns, viel aussagekräftigere Langzeitvergleiche anzustellen. Ihre Daten zeigen, dass das vergangene Jahr weit davon entfernt war, eine Rekord-Hurrikansaison oder gar hinsichtlich tropischer Stürme zu sein.

In Bezug auf ACE war es nur die zehntstärkste Saison, das Rekordjahr war 1933:

Quellen: hier und hier

Es gibt ein klares zyklisches Muster, mit intensiverer Aktivität in der Zeit von 1930 bis 1970, weniger zwischen 1970 und den späten 1990er Jahren und einer Zunahme seither. Dies steht in direktem Zusammenhang mit der Atlantischen Multidekadischen Oszillation (AMO), einem natürlichen Zyklus, der in einem 50- bis 60-jährigen Zyklus von warm zu kühl wechselt. In den 1930er bis 60er Jahren befand sie sich in der warmen Phase, und seit Mitte der 1990er Jahre ist sie ebenfalls im warmen Modus.

Die NOAA erklärt den Zusammenhang zwischen AMO und der Hurrikan-Aktivität im Atlantik so:

Wie wichtig ist die AMO, wenn es um Hurrikane geht – mit anderen Worten – ist sie einer der größten Treiber? Oder nur ein Nebenakteur?

Während warmer Phasen der AMO ist die Zahl der Tropenstürme, die zu schweren Hurrikanen heranreifen, viel größer als während kühler Phasen, mindestens doppelt so groß. Seit die AMO um 1995 in ihre warme Phase wechselte, sind schwere Hurrikane viel häufiger geworden, was zu einer Krise in der Versicherungswirtschaft geführt hat.

Beeinflusst die AMO die Intensität oder die Häufigkeit von Hurrikanen (welche)?

Die Häufigkeit von Stürmen der schwachen Kategorie – tropische Stürme und schwache Hurrikane – wird von der AMO nicht wesentlich beeinflusst. Die Anzahl der schwachen Stürme, die zu größeren Hurrikanen heranreifen, ist jedoch deutlich erhöht. Die Intensität wird also beeinflusst, aber natürlich auch die Häufigkeit der großen Hurrikane. In diesem Sinne ist es schwierig, zwischen Häufigkeit und Intensität zu unterscheiden, und die Unterscheidung wird etwas bedeutungslos.

Es ist auch erwähnenswert, dass die Hurrikanaktivität auch nach der Reanalyse wahrscheinlich immer noch unter den Aufzeichnungen der Hurrikanaktivität vor der Satellitenära liegt. Chris Landsea vom National Hurricane Centre, der einen Großteil der Re-Analyse-Arbeiten durchgeführt hat, erklärte hier in seiner Studie Reanalysis of the 1921-30 Atlantic Hurricane Database:

7) Trotz der Reanalyse-Änderungen gibt es erhebliche Unsicherheit in den TC-Spuren, signifikante Unterschätzungen in der TC Häufigkeit und eine signifikante Unterschätzung der TC-Intensität
und Dauer, insbesondere für die Systeme über dem offenen Ozean.

Dieser letzte Punkt bedarf einer näheren Erläuterung. In der jüngsten Vergangenheit gab es einige Studien zum Klimawandel, die HURDAT, die im Wesentlichen gekennzeichnet war von fehlenden TCs, fehlenden Teile der TC-Lebenszyklen oder einer Unterschätzung der Intensität bestehender TCs ab Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts oder sogar bis zum Beginn der Datenbank im Jahr 1851 (z.B. Emanuel 2005; Mann und Emanuel 2006; Holland und Webster 2007). Neuere Arbeiten (Vecchi und Knutson 2008, 2011; Landsea et al. 2010) kommen zu glaubwürdigen, quantitativen Schätzungen darüber, wie viele TCs und Hurrikane auch in der reanalysierten historischen Datenbank „übersehen“ worden waren. Solche Arbeit muss …

Man beachte, dass die Namen von Emmanuel und Mann auftauchten!

In Wirklichkeit werden wir nie in der Lage sein, die gesamte Hurrikanaktivität der Vergangenheit aufzuzeichnen, so wie wir es jetzt können. Nichtsdestotrotz ist es offensichtlich, dass weder die Hurrikanaktivität des letzten Jahres noch die der vorangegangenen Jahre beispiellos ist.

Link: https://wattsupwiththat.com/2021/01/15/record-atlantic-hurricane-season/

Übersetzt von Chris Frey EIKE

 



Neu-Präsident Biden hat es eilig

geschrieben von Chris Frey | 22. Januar 2021

USA treten dem Paris-Abkommen wieder bei

Charles Rotter

Diese E-Mail verbreitete das Pressebüro des Weißen Hauses gestern Abend:

EILMELDUNG vom 20. Januar 2020:

Bzgl. der USA wird alles akzeptiert

Ich, Joseph R. Biden Jr., Präsident der Vereinigten Staaten von Amerika, habe das Pariser Abkommen, das am 12. Dezember 2015 in Paris geschlossen wurde, gesehen und geprüft und akzeptiere hiermit das besagte Abkommen und jeden Artikel und jede Klausel darin im Namen der Vereinigten Staaten von Amerika.

Geschehen zu Washington am 20. Januar 2021.

JOSEPH R. BIDEN JR

Link: https://wattsupwiththat.com/2021/01/20/us-rejoins-paris-agreement/

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EILIMELDUNG: Bidens Maßnahmen-Agenda ist durchgesickert

Anthony Watts

Viele versorgen mich mit Stoff. Heute flatterte mir ein PDF auf den Tisch (angeblich von Bidens Team im Weißen Haus) mit dem Titel [übersetzt] „Bidens Agenda erster Maßnahmen“ [ Biden early calendar of themed-days]

Ich habe eine Kopie davon gesichert, die man von hier herunter laden kann.

Zu beachten sind diese Punkte:

4. Climate Rollback EO (einschließlich Keystone XL Pipeline): Widerruft oder leitet die Überprüfung einer Reihe von Trump-Umweltmaßnahmen ein; widerruft die Keystone XL Genehmigung

5. Unterzeichnung des Instruments zum Wiedereintritt in das Pariser Abkommen; tritt 30 Tage später in Kraft

27. Januar: Klima:

1.Omnibus Domestic and International Climate EO*: initiiert eine Reihe von regulatorischen Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels im Inland und erhebt den Klimawandel zur nationalen Sicherheitspriorität

[*EO = Executive Order – Dekret, das nicht dem Senat vorgelegt werden muss. Anm. d. Übers.]

2. Wissenschaftliche Integrität PM : Leitet Wissenschaft und evidenzbasierte Entscheidungsfindung in Bundesbehörden

3. PCAST Executive Order: setzt den Presidential Council of Advisors on Science and Technology wieder ein

4. Verkündet die Daten für den von den USA veranstalteten Climate Leaders‘ Summit (22. April)
Dieses Dokument wurde nicht einmal auf Tippfehler geprüft, da es einen großen Fauxpas enthält:

Februar: Restoring America’s Please in the World

„Bitte, Sir, kann ich Amerika wieder haben?“

Aber sehen Sie sich all die anderen Punkte an, einschließlich eines obligatorischen COVID-Tests für Reisen.

Gott stehe uns allen bei!

Link: https://wattsupwiththat.com/2021/01/20/breaking-bidens-calendar-of-actions-leaked/

Übersetzt von Chris Frey EIKE



Der CO2-Sprung: aus Firn wird Eis

geschrieben von Chris Frey | 22. Januar 2021

Eigenschaften von sich verdichtendem Firn und Übergang zu Eis

Firn ist das Zwischenstadium der Umwandlung von Schnee in Eis und reicht in der Antarktis von 50 bis über 100 Meter Dicke. Die Verdichtung des Schnees führt zu einem systematischen Trend von zunehmender Dichte und abnehmendem Porenraum mit der Tiefe aufgrund des Gewichts der darüber liegenden Schichten. Die Dichte steigt mit der Tiefe von einem Oberflächenwert von 340 kg/m³ auf die Dichte von Eis, die 918 kg/m³ beträgt. Die Geschwindigkeit der Firnverdichtung wird durch Schneeakkumulation und Temperatur gesteuert. Eiskern-Bohrstellen mit hoher Akkumulation und höheren Temperaturen wie Law Dome verdichten sich schneller als Stellen mit geringer Schneeakkumulation und kälteren Stellen wie Wostok. Die Firn-zu-Eis-Prozesse sind unten zusammengefasst, und Bender (1997) liefert eine detaillierte Beschreibung der Prozesse.

Abbildung 1 ist eine Illustration des Übergangs von Law Dome Firn zu Eis und der Dichte- und Porositätseigenschaften. Die Diffusionszone DZ, in welcher die Sinterung (Verdichtung zu einem Feststoff ohne Schmelzen) stattfindet, dauert an, bis die Dichte etwa 0,8 g/cm³ und die offene Porosität etwa 10 % beträgt. Offene Poren dienen vor allem als Kanäle, durch die Gasdiffusion und vertikale Vermischung mit atmosphärischen Gasen stattfinden kann.

Abbildung 1: Antarktischer Law Dome Firn und Eiseigenschaften mit der Tiefe. CO2 Messungen in Firn und Eis auf der linken Seite (Rubino, 2019). Dichte, offene Poren und geschlossene Poren auf der rechten Seite (Fourteau, 2020). Karikatur nach Raynaud, 1993.

Bei einer Dichte von etwa 0,8 g/cm³ beginnen sich die offenen Poren zu schließen und bilden Blasen, in denen atmosphärische Gase eingeschlossen werden. Gase können nicht mehr leicht diffundieren und sich mit der Atmosphäre vermischen. Diese Zone wird als Lock-in-Zone oder LIZ bezeichnet. Die Blasen-LIZ wird durch eine Lock-in-Tiefe LID an der Oberseite und durch eine Close-off-Tiefe COD an der Unterseite definiert. Die LID zeigt einen schnellen Anstieg der geschlossenen Poren in einer ausgeprägten stufenförmigen Weise. Die COD an der LIZ-Basis wird durch die letzte im Firn entnommene Probe definiert; das geschlossene Porösitätsprofil zeigt jedoch eine stufenförmige Basis aufgrund von Porenkompression.

Tabelle 1 fasst die Eigenschaften der Firndiffusions- und Lock-in-Zone zusammen. Die Dicke der Diffusionszone variiert in der Antarktis und hängt mit den Temperaturen und Akkumulationsraten zusammen, wie in Abbildung 2 dargestellt. Westantarktische und periphere ostantarktische Standorte haben dünnere Gasdiffusionszonen als Standorte mit geringer Akkumulation wie Südpol, Dome C und Wostok. Im Gegensatz dazu ist die Blasen-LIZ an allen Standorten eine dünne Zone, die etwa 10 Meter dick ist. Diese signifikante Zone stellt eine Barriere im Firn dar, in der die vertikale Diffusion von Gasen gehemmt wird und Gaseinschlüsse auftreten. Geschlossene Poren an Standorten mit höherer Temperatur und Akkumulation zeigen mehr Streuung in den Daten aufgrund der Erhaltung der Eigenschaften der Sommer- und Winterschicht.

Tabelle 1: Zusammengefasste Eigenschaften des antarktischen Firns für die Diffusionszone und das Blasen-LIZ:

Abbildung 2: Dicke der Firn-Diffusions- (DZ) und Blaseneinschlusszonen (LIZ) an verschiedenen antarktischen Standorten.

Die Gasmischung in der Diffusionszone ist bekannt und modelliert. Die Gasbewegungsprozesse innerhalb der LIZ sind jedoch umstritten und nicht gut quantifiziert (Fourteau, 2019). Die vertikale Gasdiffusion hat aufgrund der Dominanz geschlossener Poren im Wesentlichen aufgehört. Die langsamere Gasbewegung setzt sich jedoch durch Dispersion und laterale Vermischung fort (Bruiner, 2018). Mitchell (2015) schlägt vor, dass das Darcy’sche Gesetz der Flüssigkeitsströmung gelten könnte, und andere haben eine Perkolationstheorie oder Wirbeldiffusion vorgeschlagen (Buizert (2012)).

Ein CO2-Sprung mit der Tiefe ist präsent

Ein Sprung in den CO2-Konzentrationen mit der Tiefe ist in den in Abbildung 3 dargestellten Firngasprofilen bemerkenswert. Bei der Lock-in-Tiefe beginnen die CO2-Messungen ab etwa 10 Metern eine schnellere Abnahme mit der Tiefe zu zeigen. Die LID wird häufig durch eine Änderung der CO2-Steigung bestimmt, die auch als „Sprung“ bezeichnet wird. Er ist das Ergebnis von Gas, das sich aus der Gasdiffusionszone bewegt und in Blasen gefangen wird. In der diffusiven Zone nimmt die CO2-Konzentration mit der Tiefe langsam ab und das Gas altert aufgrund der diffusiven Vermischung mit flacher liegenden Gasen. Daher ist das Gas jünger als die Eiszeit. In der LIZ reduziert der Blaseneinschluss die vertikale Durchmischung der Gase. Die CO2-Werte fallen schnell, weil das Gas in den wenigen offenen Poren nicht mehr mit der darüber liegenden Atmosphäre kommuniziert. Dieses jüngere eingeschlossene Gas altert nun mit dem Eis (Battle, 2011; Trudinger, 2002).

Abbildung 3: CO2-Konzentrationen mit der Tiefe im Firn, dargestellt in der linken Grafik. Die Daten der Proben sind oben in Jahren angegeben. Das rechte Diagramm zeigt die CO2-Daten normalisiert auf die atmosphärischen Konzentrationen von 1996. LID ist dort vermerkt, wo die CO2-Konzentrationen eine Änderung der Steigung aufweisen. Daten aus Battle, 2011 und Rubino, 2019.

Die Dicke der Diffusionszone und das Einsetzen des LID ist in der Antarktis unterschiedlich, wie in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt. Eiskernstandorte mit hoher Akkumulation haben im Allgemeinen ein flacheres LID als Standorte mit geringer Akkumulation. Das LID am Law Dome DSS Standort ist nur 40 Meter tief mit einer Eisakkumulationsrate von 16 cm pro Jahr. Das LID am Südpol ist 115 Meter tief, wo die Akkumulationsrate nur 8 cm Eis pro Jahr beträgt. Eine Ausnahme ist der Standort DE08-02, der die höchsten Eisakkumulationsraten von 120 cm pro Jahr aufweist, jedoch ist das LID tiefer als sowohl DSS als auch WAIS.

CO2 nimmt in der in Abbildung 4 dargestellten Diffusionszone linear um durchschnittlich 2,3 ppm pro 10 Meter ab. Die ähnlichen Steigungen der CO2-Abnahme mit der Tiefe sind nicht überraschend, wenn man bedenkt, dass in dieser Zone vertikale Gasdiffusion stattfindet.

Abbildung 4: Lineare Trends von CO2 mit der Tiefe in der Diffusionszone, dargestellt in der linken Grafik. Lineare Trends von CO2 mit der Tiefe in der LIZ, dargestellt in der rechten Grafik. Die Tabelle zeigt die CO2-ppm-Abnahmen pro Meter für die DZ und LIZ. Daten aus Battle, 2011 und Rubino, 2019.

Es ist jedoch überraschend, dass die Neigung des abnehmenden CO2 innerhalb der Blaseneinschlusszone zwischen den verschiedenen Standorten ähnlich ist, unabhängig von Temperatur und Akkumulation. Die durchschnittliche Abnahme des CO2 beträgt 36 ppm über die 10 Meter dicke Blasen-LIZ, wie in Abbildung 4 dargestellt. Theoretisch wird nun modelliert, dass die Gase mit dem Eis innerhalb der LIZ altern. Das bedeutet, dass das CO2 am Südpol viel langsamer altert als die CO2-Abnahme bei DSSW20K und WAIS, obwohl die CO2-Änderungen in der Blase LIZ praktisch identisch sind. Die Durchmischung des Gases in der Blase LIZ ist nach Fourteau, 2019, nicht gut quantifiziert. Er gibt an, dass das Gas innerhalb der LIZ aufgrund des Ausstoßes von Luft/Gas, der durch die Verdichtung des Firns angetrieben wird, möglicherweise etwas weniger schnell altert als das umgebende Eis.

Der CO2-Sprung ist auch mit der Zeit präsent

Abbildung 5 zeigt die CO2-Daten des antarktischen Firns sowohl in der Tiefe als auch im Gas-Zeitalter. In der Grafik zum Gas-Zeitalter ist auch vermerkt, ob die CO2-Daten aus der Atmosphäre, der Firn-DZ oder der Blasen-LIZ gemessen wurden. Es gibt Überschneidungen, wenn verschiedene Standorte kombiniert werden. Beachten Sie, dass um 1960 immer noch ein Sprung vorhanden ist.

Der CO2-Sprung im Gas-Zeitalter tritt auf, wenn man von überwiegend atmosphärischen und Diffusionszonen-CO2-Messungen zu überwiegend Blasen-LIZ-CO2-Messungen übergeht. Die Blasen-LIZ, die nur 10 Meter dick ist, macht einen signifikanten Anteil von über 80 Jahren in der Kurve des Gas-Zeitalters aus. Die zugrundeliegenden Trends zeigen, dass CO2 von 2000 bis etwa 1960 um 13 ppm pro Jahrzehnt abnimmt und sich dann auf 3 ppm pro Jahrzehnt von 1960 bis 1900 verlangsamt. Man beachte außerdem, wo CO2 von 1940 bis etwa 1960 flach ist. Mehrere Autoren wie Trudinger, 2002, und MacFarling, 2006, diskutieren, dass die Spitze von 1940 aufgrund der Glättung der Gase durch Firn reduziert wird und die wahre atmosphärische Variation größer ist.

Abbildung 5: Firn-Diffusionszone und LIZ-CO2-Messungen in der Tiefe in der linken Grafik. Die Firnstandorte sind zum direkten Vergleich am CO2-Sprung angeheftet. Die x-y-Achse stellt die Daten des Südpols dar. Die rechte Grafik zeigt CO2 aufgetragen als Gasalter nach Rubino, 2019 und Battle, 2011.

Es ist unwahrscheinlich, dass der CO2-Sprung ein echtes atmosphärisches Signal ist. Der CO2-Sprung in der Tiefe ist ein Ergebnis der diffusen Vermischung von Gasen im Firn gegenüber eingeschlossenem Gas in Blasen, die nun mit Eis im LIZ altern. Dieser CO2-Sprung ist auch 1960 noch sichtbar.

Atmosphärisches CO2 wird innerhalb des Firns geglättet

Viele Autoren haben eine Gasglättung in der Firnschicht aufgrund von vertikaler Gasdiffusion und allmählicher Blasenschließung während des Übergangs von Firn zu Eis dokumentiert (Trudinger, 2002; Spahni, 2003; MacFarling, 2006; Joos und Spahni, 2008; Ahn, 2012; Fourteau, 2019; Rubino, 2019). Die während der Firnverdichtung gemessenen Gaskonzentrationen sind ein Durchschnitt der atmosphärischen Konzentrationen, die von 10 Jahren an Orten mit hoher Akkumulation wie DE08-2 bis zu Hunderten von Jahren an Orten mit niedriger Akkumulation wie Dome C und Vostok reichen. Fourteau zeigt, dass die gemessene Änderungsrate von CO2 in Eisblasen dreimal niedriger sein kann als die tatsächliche atmosphärische Änderungsrate. Auch wenn Firnmodelle die gemessenen Gasprofile reproduzieren können, können sich die Gasaltersverteilungen laut Buizert 2012 erheblich unterscheiden. Er stellt fest, dass sich das mittlere Alter und die Verteilungsbreite der Gase im Firn zwischen den Modellen um bis zu 25 % an Orten mit geringer Akkumulation unterscheiden.

Beim Übergang von Firn zu Eis wird das atmosphärische CO2 aufgrund von Gasmischungsprozessen und Verdichtung, wie oben beschrieben, verändert. Die meisten CO2-Diagramme werden durch einfaches Aufspleißen von modernen atmosphärischen CO2-Messungen auf die CO2-Daten des antarktischen Eises dargestellt. Die notwendigen Korrekturen für die Abschwächung des CO2 im Eis aufgrund von Gasmischung und Vergrabungstiefe werden nicht angewandt oder sogar nicht einmal vermerkt. Durch die Vernachlässigung dieser Korrekturen sind die resultierenden Diagramme irreführend und verstärken den Unterschied zwischen modernen und älteren Eisbohrkern-CO2-Messungen, wie zum Beispiel dieses auf der Scripps-Website. Man messe dem CO2-Sprung keine Bedeutung bei, die er nicht hat! Er ist kein echtes atmosphärisches Signal, sondern ein Artefakt.

Acknowledgements: Special thanks to Donald Ince and Andy May for reviewing and editing this article.

References Cited

Ahn, J., E. J. Brook, L. Mitchell, J. Rosen, J. R. McConnell, K. Taylor, D. Etheridge, and M. Rubino (2012), Atmospheric CO2 over the last 1000 years: A high-resolution record from the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) Divide ice core, Global Biogeochem. Cycles, 26, GB2027, doi:10.1029/2011GB004247.

Battle, M. O., Severinghaus, J. P., Sofen, E. D., Plotkin, D., Orsi, A. J., Aydin, M., Montzka, S. A., Sowers, T., and Tans, P. P.: Controls on the movement and composition of firn air at the West Antarctic Ice Sheet Divide, Atmos. Chem. Phys., 11, 11007– 11021, https://doi.org/10.5194/acp-11-11007-2011, 2011.

Bender, M., T. Sowers, and E. Brook. Gases in ice cores. PNAS 94 (16) 8343-834, 1997.

Birner, B., C. Buizert, T. Wagner and J. Severinghaus: The influence of layering and barometric pumping on firn air transport in a 2-D model, The Cryosphere, 12, 2021–2037, 2018 https://doi.org/10.5194/tc-12-2021-2018.

Buizert, C., Martinerie, P., Petrenko, V. V., Severinghaus, J. P., Trudinger, C. M., Witrant, E., Rosen, J. L., Orsi, A. J., Rubino, M., Etheridge, D. M., Steele, L. P., Hogan, C., Laube, J. C., Sturges, W. T., Levchenko, V. A., Smith, A. M., Levin, I., Conway, T. J., Dlugokencky, E. J., Lang, P. M., Kawamura, K., Jenk, T. M., White, J. W. C., Sowers, T., Schwander, J., and Blunier, T.: Erratum: Gas transport in firn: Multiple-tracer characterisation and model intercomparison for NEEM, Northern Greenland (Atmospheric Chemistry and Physics (2012) 12 (4259–4277)), Atmos. Chem. Phys., 14, 3571–3572, https://doi.org/10.5194/acp-14-3571-2014, 2014.

Fourteau, K., Arnaud, L., Faïn, X., Martinerie, P., Etheridge, D. M., Lipenkov, V., and Barnola, J.-M.: Historical porosity data in polar firn, Earth Syst. Sci. Data, 12, 1171–1177, https://doi.org/10.5194/essd-12-1171-2020, 2020.

Fourteau, K., Martinerie, P., Faïn, X., Ekaykin, A. A., Chappellaz, J., and Lipenkov, V.: Estimation of gas record alteration in very low-accumulation ice cores, Clim. Past, 16, 503–522, https://doi.org/10.5194/cp-16-503-2020, 2020.

Joos, F. and Spahni, R.: Rates of change in natural and anthropogenic radiative forcing over the past 20,000 years, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 1425–1430, https://doi.org/10.1073/pnas.0707386105, 2008.

Macfarling Meure, C. et al., 2006: Law Dome CO2, CH4 and N2O ice core records extended to 2000 years BP. Geophysical Research Letters, 33. 2006.

Mitchell, L. E., Buizert, C., Brook, E. J., Breton, D. J., Fegyveresi, J., Baggenstos, D., Orsi, A., Severinghaus, J., Alley, R. B., Albert, M., Rhodes, R. H., McConnell, J. R., Sigl, M., Maselli, O., Gregory, S., and Ahn, J.: Observing and modeling the influence of layering on bubble trapping in polar firn, J. Geophys. Res., 120, 2558–2574, https://doi.org/10.1002/2014JD022766, 2015.

Rubino, M., Etheridge, D. M., Thornton, D. P., Howden, R., Allison, C. E., Francey, R. J., Langenfelds, R. L., Steele, L. P., Trudinger, C. M., Spencer, D. A., Curran, M. A. J., van Ommen, T. D., and Smith, A. M.: Revised records of atmospheric trace gases CO2, CH4, N2O, and 13C-CO2 over the last 2000 years from Law Dome, Antarctica, Earth Syst. Sci. Data, 11, 473–492, https://doi.org/10.5194/essd-11-473-2019, 2019.

Scripps CO2 Program.

Spahni, R., J. Schwander, J. Fluckiger, B. Stauffer, J. Chappellaz and D. Raynaud. 2003. The attenuation of fast atmospheric CH4 variations recorded in polar ice cores. J. Geophys. Res., 30(11), 1571. (10.1029/2003GL017093).

Trudinger, C. M., Etheridge, D. M., Rayner, P. J., Enting, I. G., Sturrock, G. A., and Langenfelds, R. L.: Reconstructing atmospheric histories from measurements of air composition in firn, J. Geophys. Res.-Atmos., 107, 4780, https://doi.org/10.1029/2002JD002545, 2002b.

Link: https://wattsupwiththat.com/2021/01/15/the-co2-kink-firn-to-ice-transition/

Übersetzt von Chris Frey EIKE

 



Die letzten Amtshand­lungen von Präsident Trump komplizieren Bidens Klimaziele

geschrieben von Chris Frey | 22. Januar 2021

Die Trump-Regierung bot Öl- und Gaspacht-Verträge auf öffentlichem Land in Alaska (Januar) und Kalifornien (Dezember) an, und trotz der heute relativ niedrigen Öl- und Gaspreise boten Unternehmen auf die Pachtverträge und erhielten den Zuschlag. Im Fall von Alaska weigerte sich ein Bundesgericht, die Pachtverträge zu stoppen, mit der Begründung, dass die Bohrungen im Arctic National Wildlife Refugee (ANWR) nach fast vier Jahrzehnten des Ringens durch ein Bundesgesetz genehmigt wurden. Diese Aktionen werden Biden Steine in den Weg legen, sein Versprechen zu halten, neue Öl- und Gaspachtverträge auf Bundesland zu beenden.

Obwohl eine Biden-Regierung sich weigern kann, weitere Pachtverträge anzubieten (zum fiskalischen Nachteil der Regierung und der Steuerzahler), wird es schwieriger sein, die zukünftige Produktion aus Pachtverträgen zu verhindern, die die Trump-Regierung kürzlich genehmigt hat. Die Biden-Regierung wird es schwierig, falls nicht sogar unmöglich finden, die Entwicklung bereits angebotener Pachtverträge direkt zu blockieren, es sei denn, sie kann das Geld aufbringen, um die Pächter aus den Verträgen herauszukaufen oder die Unternehmen dafür zu entschädigen, dass die Regierung eine Übernahme der Pachtverträge eingeleitet hat.

Unter Bidens Kontrolle können die Bundesbehörden kraft ihres Amtes über US-Bundesstaaten mit Pachtverträgen strenge Auflagen für die Entwicklung dieser Pachtverträge machen und/oder die Umweltprüfung und den Genehmigungsprozess in die Länge ziehen, aber solange die Unternehmen die relevanten Gesetze und Richtlinien einhalten, sollten sie schließlich in der Lage sein, auf diesen Ländern aktiv zu werden. Diese Unternehmen haben im Laufe der Jahrzehnte unter zahlreichen Regierungen tausende Male diese bundesstaatlichen Hürden durchlaufen und wissen, wie sie durch den Regulierungsprozess kommen. Sofern die Unternehmen mit den Pachtverträgen nicht aufgekauft werden oder ihre Pachtverträge abtreten, sollte irgendwann neues Öl und/oder Gas aus Bundesstaaten fließen, trotz Bidens bester Bemühungen, dies zu verhindern.

Trump hat auch die Vereinigten Staaten aus dem Pariser Klimaabkommen zurückgezogen. Biden hat geschworen, uns wieder hineinzubringen, und das kann er auch, es sei denn, Trump legt es dem Lame-Duck-Senat* als Vertrag vor und der Senat ratifiziert es nicht. Selbst falls Biden die USA erfolgreich zurück in den Pariser Schoß bringt, werden die Maßnahmen der Trump-Administration es schwieriger machen, Paris-konforme Regelungen allein durch exekutive Maßnahmen umzusetzen.

[*Zwischen der Wahl eines neuen Präsidenten und dessen Amtseinführung werden alle Regierungs-Institutionen als lame duck bezeichnet, weil sie keine echte Regierungsarbeit leisten können. Anm. d. Übers.]

Um die Treibhausgasemissionen um die im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Menge zu reduzieren, haben die Exekutivbehörden unter der Regierung von Präsident Barack Obama eine Reihe von Vorschriften erlassen, wie z. B. die Begrenzung der Kohlendioxidemissionen von Kraftwerken (der sogenannte „Clean Power Plan“) und der Methanemissionen aus der Öl- und Gasproduktion sowie den Förderaktivitäten auf Bundesland. Diese und andere Regeln blieben in gerichtlichen Auseinandersetzungen stecken, bis sie unter Präsident Trump aufgehoben und durch neue Regeln ersetzt oder von Bundesgerichten als rechtswidrig verworfen wurden.

Zu den jüngsten Maßnahmen der Trump-Regierung, die es in Zukunft schwieriger machen werden, Energie-beschränkende Klimaregelungen zu rechtfertigen und umzusetzen, gehörte die Entscheidung der US-Umweltschutzbehörde (EPA) im Dezember, die aktuellen nationalen Luftqualitätsstandards für Ozon und Feinstaub (PM) beizubehalten und eine Vorschrift zu verabschieden, die die Durchführung umfassender Nutzen-Kosten-Analysen (BCA) für alle zukünftigen Regelungen vorschreibt, die unter dem Clean Air Act (CAA) von 1970 umgesetzt werden, einschließlich einer detaillierten Festlegung, wie solche Analysen durchgeführt werden müssen. Anfang Januar hat Trumps EPA eine Regelung zur Verbesserung der Transparenz und der öffentlichen Kontrolle der Wissenschaft in Kraft gesetzt, die zur Rechtfertigung von Vorschriften verwendet wird.

Die Obama-Regierung rechtfertigte die meisten ihrer klimapolitischen Maßnahmen mit der Behauptung, sie würden Tausende von Leben und Milliarden von Dollar retten. Fast alle vermeintlichen Vorteile der Regelungen resultierten aus einer Doppelzählung: Die Vorteile von Beschränkungen für Schadstoffe wie Feinstaub und Ozon wurden so gezählt, als ob sie neue Vorteile aus der Begrenzung der Emissionen von ungiftigem Kohlendioxid wären. Andere angebliche Vorteile der Kohlendioxid-Beschränkungen resultierten aus der Einbeziehung von Vorteilen für Menschen im Ausland, während die Kostenberechnungen auf diejenigen beschränkt wurden, die innerhalb der Grenzen der Vereinigten Staaten anfallen. Gemäß der kürzlich verabschiedeten BCA-Regel der EPA müssen alle neuen CAA-Regeln von einem BCA begleitet werden, das eine Erklärung über die größten jährlichen Auswirkungen auf die allgemeine Wirtschaft oder eine unverhältnismäßig betroffene Industrie, Gruppe oder geografische Region enthalten muss.

Darüber hinaus muss jede neue CAA-bezogene Vorschrift eine Präambel enthalten, in der erklärt wird, welches Problem die vorgeschlagene Vorschrift angehen soll und welche Überlegungen und Forschungen in die Entscheidung eingeflossen sind, sowie einen separaten Bericht mit einer leicht verständlichen Präambel, in der erklärt wird, welche Vorteile für das Wohlergehen und die öffentliche Gesundheit die EPA von der Vorschrift erwartet und welche Kosten sie verursachen wird. BCAs werden nach den neuen Verfahren zwischen Vorteilen, die sich direkt aus der Vorschrift ergeben, und „Co-Benefits“ (zusätzliche, indirekte Vorteile, die sich aus anderen CAA-Anforderungen ergeben) unterscheiden, und sie werden inländische Vorteile von allen Vorteilen trennen, die die Vorschrift für Menschen in anderen Ländern bringt, und über beides berichten.

Da Trumps EPA die aktuellen Ozon- und PM-Standards für die nächsten fünf Jahre bestätigt und festgeschrieben hat und die betroffenen Gemeinden und Industrien bereits unter ihnen zurecht kommen müssen, dürfte es für die Biden-Regierung äußerst schwierig sein, „neuen“ Zusatznutzen von noch strengeren Beschränkungen für diese beiden regulierten Schadstoffe geltend zu machen, die sie vorschlägt.

Unter der endgültigen Transparenzregel, die die EPA am 5. Januar erlassen hat, muss die Biden-Regierung transparenter sein als jede andere Regierung in der Geschichte, was die Wissenschaft angeht, die zur Rechtfertigung neuer Klimaregelungen verwendet wird. Die Regel legt Anforderungen für die unabhängige Begutachtung der entscheidenden Wissenschaft fest. Darüber hinaus muss die Behörde nun bei Vorschlägen für bedeutende Regulierungsmaßnahmen die Forschung, auf die sich die Regel stützt, klar identifizieren und angeben, auf welche Studien sie sich bei der Erstellung der Regel stützt.

Die Vorschrift verpflichtet die EPA außerdem, Studien stärker zu berücksichtigen, für die die zugrundeliegenden Dosis-Wirkungs-Daten für eine unabhängige Validierung und öffentliche Prüfung verfügbar sind. Studien können auch in Betracht gezogen werden, falls die Daten nur eingeschränkt zur Überprüfung und erneuten Prüfung zur Verfügung stehen. In Fällen, in denen der EPA-Administrator feststellt, dass eine bestimmte Studie oder eine Reihe von Studien für das richtige Verständnis des Dosis-Wirkungs-Mechanismus von entscheidender Bedeutung ist, selbst wenn die Daten aus der Studie oder den Studien nicht für eine öffentliche oder auch nur eingeschränkte Überprüfung und erneute Prüfung zur Verfügung stehen, liegt es in seinem Ermessen, der EPA zu gestatten, die Forschung zur Gestaltung und Rechtfertigung einer Verordnung zu verwenden, aber der Administrator muss klar angeben, warum die Forschungsergerbnisse trotz der fehlenden Transparenz verwendet wurden.

An jeder der hier beschriebenen politischen Maßnahmen wurde schon lange gearbeitet, lange bevor irgendwelche Stimmen in der 2020 Präsidentschaftswahl abgegeben wurden. Als solche und angesichts der Tatsache, dass Trump dachte, er würde die Wiederwahl gewinnen – und allem Anschein nach immer noch glaubt, dass er das tat – waren die Regeln dazu gedacht, Trumps Bemühungen um amerikanische Größe und Unabhängigkeit zu fördern, nicht um Joe Biden von der Umsetzung seiner Klima-Agenda zu vereiteln. Tatsächlich können diese Regeln allein Biden nicht davon abhalten, zu versuchen, jede Klimapolitik durchzusetzen, von der er glaubt, dass er sie durchsetzen kann. Was diese Regeln jedoch tun, ist, Bidens Bemühungen transparenter zu machen und Grenzen zu setzen, die auf dem Gesetz und der öffentlichen Kontrolle basieren.

Die Biden-Regierung wird diese Richtlinien aufheben oder anderweitig überwinden müssen, bevor sie die Arten von Energierationierung und Einschränkungen der persönlichen Freiheit durchsetzt, die seine Energie- und Klimavorschläge als notwendig und gerechtfertigt zur Bekämpfung des Klimawandels proklamieren. Ich wünsche ihm bad luck bei diesen Bemühungen.

Quellen: USA Today; Reuters; U.S. Environmental Protection Agency; Washington Examiner; Heartland Daily News; U.S. Environmental Protection Agency

Link: https://www.heartland.org/news-opinion/news/trumps-final-moves-complicate-bidens-climate-goals

Übersetzt von Chris Frey EIKE