1

Der größte aller Klima-Mythen – Teil 3: Die Chimäre der globalen Mitteltemperatur

Sie stellen fälschlich die Kausalkette auf, dass graphische Darstellungen Beweise dafür sind, dass CO2 Wärme einfängt. In Wahrheit ist das globale Mittel eine Chimäre vieler Dynamiken – Dynamiken, die die Temperaturen steigen lassen können, ohne jemals dem Planeten irgendwelche zusätzliche Wärme zuzuführen. Wenn diese Dynamiken nicht sorgfältig ausgeklammert werden, sagt uns das globale Mittel herzlich wenig über die gegenwärtige Sensitivität der Erde bzgl. des steigenden CO2-Gehaltes und umnebelt unser Verständnis der komplexen Vorgänge um die Klimaänderung.
Die düstere Konsequenz einer vereinfachenden, auf einem „chimärischen Mittel“ beruhenden Schlussfolgerung wird durch ein gar nicht so altes Gleichnis illustriert über einen älteren Mann mit Arthritis, der unerträglich leidet unter sowohl kalten Füßen als auch Hitzewallungen im Gesicht. In einem Versuch, sich zu heilen, humpelte er in die Küche und packte seinen Kopf in den Gefrierschrank und seine Füße in den Backofen. Seine Erleichterung war vorübergehend, und sein Unwohlsein nahm zu, nachdem er in dieser Lage stecken geblieben war. Schreiend vor Schmerz bemühte er seine bettlägerige Ehefrau, die seine Notlage nicht bemerkt hatte, um Hilfe zu rufen. Ängstlich rief die Frau bei 3 Ärzten an. Nach Messung der Temperatur von des Mannes Füßen berichtete der erste Arzt, dass die Überhitzung durch den Ofen Ursache seiner Schmerzen war. Genauso sagte der zweite Arzt nach der Messung der Temperatur des Kopfes des Mannes, dass die Ursache seines Unwohlseins vom Gefrierschrank stammte. Der dritte Arzt (ein ehemaliger Klimawissenschaftler) machte keine Hausbesuche, sondern verglich einfach die Temperaturmessungen der anderen beiden Ärzte. Nach der Mittelbildung zeigte sich die Körpertemperatur des Mannes im Normalbereich. Auf der Grundlage dieses Mittelwertes diagnostizierte er die Schmerzen des Mannes als psychologisch bedingt und überwies ihn an Dr. Lewandowsky.
Genau wie in diesem Gleichnis verschleiert eine „globale mittlere“ Temperatur kritische Vorgänge, die man am besten versteht durch die Untersuchung lokaler Ursachen einer „regionalen Klimaänderung“. Hier folgen sechs Faktoren, die unbedingt aus der Chimäre des globalen Mittels entfernt werden müssen, bevor wir evaluieren können, wie viel Wärme sich angesammelt hat und wie viel dieser angesammelten Wärme dem steigenden CO2-Gehalt zugeordnet werden kann.

1. Höhere Temperaturen der Arktis hauptsächlich durch entweichende Wärme!

Die Karte der NASA unten illustriert, wie sich verschiedene Gebiete von 2000 bis 2009 erwärmt und abgekühlt haben im Vergleich zur Periode 1951 bis 1980. Im Mittel war die jüngste Dekade um 0,6°C wärmer ausgefallen, aber dieser Unterschied ist im Verhältnis verzerrt, weil es in der Arktis etwa 2°C wärmer war. Diese ungewöhnliche extreme Erwärmung nennt man die Arktische Verstärkung [Arctic Amplification]. Auf CO2 basierende Modelle zeigen, dass dies die Folge verstärkter Wärmeabsorption ist, weil das verschwundene Meereis den dunkleren Ozean freigibt, der mehr Wärme absorbieren kann. Aber dieser Erklärung widerspricht eine jüngere Evaluierung des Wärmegehaltes des Arktischen Ozeans (Wunsch und Heimbach 2014, siehe hier). Dabei zeigte sich, dass sich die oberen 700 Meter des Arktischen Ozeans abgekühlt haben. Diese Abkühlung zeigt auf, dass die ungewöhnlich warmen Lufttemperaturen in der Arktis vielmehr durch verstärkte Ventilation von Wärme zustande gekommen sind – Wärme, die vor Jahrzehnten gespeichert worden ist.

Eine sich verschiebende Arktische Oszillation veränderte die Richtung eisiger Winde im Winter aus Sibirien. Dabei wurde ungewöhnlich viel Meereis von der Küste weggetrieben, so dass viel offenes Wasser zurückblieb. Die gleichen Winde haben zuvor feststeckendes vieljähriges Eis in den wärmeren Atlantik getrieben (1). Vor der Änderung dieser Winde zeigten Messungen der Lufttemperatur in den achtziger und neunziger Jahren einen leichten Abkühlungstrend, der im Widerspruch stand zur Theorie von der globalen Erwärmung (2).
Verglichen mit altem Meereis, das bis zu 3 Meter dick ist, ventiliert offenes Wasser bis zu 70 mal mehr Wärme. Im Winter gefriert dieses offene Wasser wieder und setzt zusätzliche latente Wärme frei. Nach einer Woche ist das neue Eis 40 cm dick, ventiliert aber immer noch 8 mal mehr Wärme. Neues Eis wird sich innerhalb eines Monats auf eine Dicke von 1 Meter verstärken, aber selbst dann wird noch 3 mal mehr Wärme ventiliert als bei dickem vieljährigen Eis. Die Forscher schlossen daraus: „Man kann davon ausgehen, dass die beobachtete Erwärmung zumindest teilweise auf die freigesetzte Wärme während der verstärkten Neubildung von Eis zurückzuführen ist sowie auf den verstärkten Wärmefluss in die Atmosphäre durch das größere Gebiet mit dünnem Eis“ (1)

2. Ozeanische Oszillationen setzen alte Wärme um

Um zu verdeutlichen, wie ozeanische Oszillationen das globale Mittel steigen lassen, indem wärmeres Wasser umgewälzt wird, kann man folgendes Experiment zu Hause mit einem Infrarot-Sensor machen. Man erhitze einen großen Topf mit Wasser auf dem Herd. Der Topf steht analog für die ozeanischen Wärmereservoire. Als Randwert messe man die Temperatur an zehn Stellen auf dem Küchenfußboden plus die Oberflächentemperatur des Wassertopfes. Dann stelle man die Wärmezufuhr ab, so dass sich der Topf nicht weiter erwärmt und berechne die mittlere Oberflächentemperatur in der Küche. Analog zu einem El Nino-Ereignis gieße man die Hälfte des Wassers auf dem Fußboden aus und berechne erneut das Mittel. Die Wassertemperatur in dem Topf wird sich nicht wesentlich abgekühlt haben, aber die Temperatur des Küchenfußbodens wird stark gestiegen sein. Ohne jede Wärmezufuhr ist die mittlere Temperatur gestiegen, einfach durch die Verbreitung vorhandener Wärme.
Anders als bei unserem Küchenexperiment werden sich die Ozeane viel langsamer abkühlen als der nassgemachte Boden. Wenn die Sonne unsere tropischen Ozeane erwärmt, verursacht die Verdunstung, dass erwärmtes Wasser salzhaltiger und dichter wird. Dieses dichtere, erwärmte Wasser sinkt unter weniger salzhaltiges Wasser an der Oberfläche, dass Jahrzehnte lang als Isolator wirken kann. Zum Beispiel braucht warmes Atlantikwasser 15 Jahre, um durch die Tiefen der Arktis zu zirkulieren. Das Eindringen wärmeren Wassers erhält eine dicke Schicht wärmeren Wassers unterhalb der Oberfläche mit einer Dicke von vielen hundert Metern.
Die oberen 3 Meter der Ozeane der Welt enthalten mehr Wärme als die gesamte Atmosphäre. Darum wird eine anhaltende Umwälzung von nur 10 Metern wärmeren Wassers unter der Oberfläche das globale Mittel Jahrzehnte lang beeinflussen. Wärmeres Wasser wird allmählich während des Winters umgewälzt und riesige Mengen gespeicherter Wärme in einer Tiefe von 100 m während eines El Nino. Während der Warmphase der Pazifischen Dekadischen Oszillation (PDO) von 1976 bis 1999 hat die Häufigkeit von Wasser umwälzenden El Ninos zugenommen, genauso wie das globale Mittel. Es liegt nahe anzunehmen, dass ein Teil dieser Wärme ursprünglich während der Wärme absorbierenden Phase der PDO gespeichert worden ist, die in den vierziger Jahren begonnen hatte und während der die Sonneneinstrahlung größer war als zu irgendeiner Zeit während der letzten paar hundert Jahre. Weil die Sonneneinstrahlung abgenommen hat und (dem IPCC zufolge) das zusätzliche CO2 wenig Einfluss auf die Erwärmung tropischer Gewässer hat, sollte die Wärme unter der Oberfläche abnehmen, und künftige Umwälzungen werden nicht zu einem Wiedereinsetzen des Erwärmungstrends führen.

3. Sich ändernde Winde verursachen adiabatische Temperaturanstiege (ohne zusätzliche Wärme)

Wie man der NASA-Karte regionaler Erwärmung entnehmen kann, ist die Antarktische Halbinsel ein weiterer ungewöhnlicher „Hot Spot“, aber relativ zu anderen Klimadynamiken ist der Beitrag durch CO2 erneut nicht wirklich offensichtlich. Stärkere Winde, geschuldet der positiven Phase der Antarktischen Oszillation (AAO) haben die regionale Temperatur auf zwei Wegen steigen lassen ohne zusätzlich zugeführte Wärme.
Erstens, stärkere Nordwinde haben die Meereis-Ausdehnung reduziert, indem sie die Ausdehnung von Meereis entlang der westlichen Antarktischen Halbinsel und der Amundsen-See behindert haben (3, 4). Wie in der Arktis lässt mehr offenes Wasser größere Mengen gespeicherter Wärme entweichen, was die Temperaturen im Winter dramatisch steigen lässt. Im Sommer, wenn Meereis normalerweise fehlt, gibt es keinen korrespondierenden starken Erwärmungstrend.
Auf der östlichen Seite der Antarktischen Halbinsel sind die Verhältnisse entgegengesetzt. Dort war das Meereis nicht vermindert und die Oberflächentemperaturen um 5 bis 10 Grad kälter, und der steile Winter-Erwärmungstrend trat nicht auf. Allerdings gab es dort im Sommer einen signifikanten Erwärmungstrend. Zuvor, während der negativen Phase der AAO werden schwächere Winde normalerweise abgelenkt und um die bergige Halbinsel herumgeführt. Allerdings erzeugte die positive AAO ein Windregime, dass sich über die Berge hinweg bewegte, was zu ungewöhnlichen Föhnstürmen auf der Ostseite der Halbinsel führte (5). Wenn die Winde absinken, steigen die Temperaturen adiabatisch um 10 bis 20 Grad infolge Änderungen des Luftdrucks und ohne jede Zufuhr von Wärme, wie Abbildung 2 verdeutlicht. Anderswo hat die Nordatlantische Oszillation die Temperatur adiabatisch in den europäischen Alpen zunehmen lassen (6).

4. Verschwundene Vegetation und verlorene Wärmekapazität lassen die Temperatur zunehmen

Klimawissenschaftler haben eingeräumt, dass „Einflüsse auf das Klima der Emission von Treibhausgasen und Veränderungen des Landverbrauchs geschuldet sind, wie etwa Verstädterung und Landwirtschaft. Aber es war schwierig, diese beiden Einflüsse zu separieren, weil beide dazu tendieren, die tägliche Mitteltemperatur steigen zu lassen“. Sie fanden heraus, dass etwa ein Drittel der Erwärmung des 20. Jahrhunderts (0,27°C) Verstädterung und anderen Änderungen des Landverbrauchs zugeordnet werden kann (7).
Ohne jede zusätzliche Wärmezufuhr steigen die Temperaturen, wenn Vegetation verloren geht und/oder der Boden stärker austrocknet. Wo immer ein Wald in Grasland verwandelt wird oder Grasland in Wüste, steigt die Temperatur unmittelbar am Erdboden um 5 bis 20°C (8). Auch um den Durst wachsender Bevölkerung zu stillen hat die Entnahme von Grundwasser den Grundwasserspiegel sinken lassen (9). Sinkt der Grundwasserspiegel unter das Niveau der Wurzelspitzen, sterben die Pflanzen. Reduzierte Vegetation eliminiert den kühlenden Transpirationseffekt und verhindert den Kreislauf von Regenwasser, das nun tiefer in den Erdboden versickert.
Fehlende Vegetation erzeugt wärmere Oberflächen, die nicht nur die Luft tagsüber viel stärker erwärmen, sondern auch viel mehr Infrarotstrahlung in der Nacht emittieren. Selbst wenn die Konzentrationen von CO2 oder Wasserdampf unverändert bleiben, würde die Infrarotstrahlung von wärmeren Oberflächen zum Treibhauseffekt beitragen.
Folglich ist ein regionaler Temperaturanstieg viel eher ein starkes Anzeichen, dass wir die lokale Umgebung verändert haben und kein Anzeichen unseres Kohlenstoff-Fußabdrucks. Zum Beispiel haben Temperaturstudien in Arizona und Mexiko gezeigt, dass verschwundene Vegetation durch Überweidung und andere sorglose Praktiken dazu geführt haben, dass der Boden austrocknet. Dieser Austrocknungsprozess lässt die Temperatur um bis zu 3 oder 4°C zunehmen im Vergleich zu Landschaften, die nicht so misshandelt worden sind (10). Anderswo dokumentierten Forscher, dass Landschaftsveränderungen Extremwetterereignisse zunehmen lassen können. Die exzessive Entfernung von Büffelgras ist das klassische Beispiel für die American Dust Bowl [die amerikanische Staubschüssel], und in Australien konnte gezeigt werden, dass Entwaldung Dürren verlängern und intensivieren kann (11).

5. Steigende Minimum-Temperaturen sind hoch sensitiv gegenüber Landschaftsveränderungen.

Weil die Höchsttemperatur um die Mittagszeit gemessen wird, wenn starke Konvektion die Luftsäule durchmischt, sind [tägliche] Höchstwerte der Temperatur ein besseres Maß auf irgendwelche Wärmeansammlungen in der Atmosphäre. Allerdings ist das globale Mittel unverhältnismäßig verzerrt worden durch Tiefsttemperaturen, die sich ganz anders verhalten. Während der achtziger und neunziger Jahre sind die Tiefsttemperaturen zwei bis drei mal schneller gestiegen als die mittleren Maximum-Temperaturen (12). Wissenschaftler berichteten von einer einzigen Ursache. Wetterstationen in der Nähe von Städten und Flughäfen, wo die Asphaltierung die Wärme über Nacht festhält und überschüssige Wärme reichlich vorhanden ist, registrieren konstant höhere Minimum-Temperaturen als in ländlichen Gegenden in der Nachbarschaft (13).
[Mein Freund Hans-Dieter Schmidt weist darauf hin, dass es in den achtziger Jahren entsprechende Messkampagnen in Berlin gegeben hat. Die größte gleichzeitige Temperaturdifferenz zwischen Innenstadt und Stadtrand war am Abend eines windstillen heißen Sommertages aufgetreten mit einer Differenz von 12 K! {22-Uhr-Temperatur am Breitscheidtplatz 27°C, am Tegeler Fließ 15°C}. Aber auch die Tiefstwerte in windstillen klaren Nächten differierten mitunter um 5 bis 8 K {Quelle: Berliner Wetterkarte}. Anm. d. Übers.]
Dr. Thomas Karl, jetzt Direktor des National Climatic Data Center der NASA, verglich Temperaturen in ländlichen Orten mit weniger als 2000 Einwohnern mit dichter bevölkerten Städten. Seinen Angaben zufolge lag die Temperatur bei einer Bevölkerung ab 50.000 um 0,43°F höher. Obwohl die Änderung der Höchsttemperatur trivial war, lag die Minimum-Temperatur um 0,86°F höher – der einzige Grund für die steigenden Mittelwerte. Da die Bevölkerung allgemein zunahm, galt das auch für die nächtlichen Minima. Eine Großstadt mit 2 Millionen Einwohnern sorgte für eine Erwärmung der nächtlichen Minima um 4,5°F, was die Mittelwerte um 2,25°F steigen ließ (14)*.
[*Die Differenzbeträge aus Grad Fahrenheit in Celsius umzurechnen, gelang mir nicht. Vielleicht hilft es dem Leser, wenn man weiß, dass 1°C etwa 1,8°F ist. Anm. d. Übers.]
Inversionsschichten halten die menschliche Abfall-Wärme fest. Warme Luft steigt nur nach oben, wenn sie wärmer ist als die Umgebungsluft. Normalerweise bilden sich in jeder Nacht und häufig im Winter dünne Inversionsschichten, da sich Luft in Erdbodennähe schneller abkühlt als Luft in den darüber liegenden Luftschichten. Man erkennt die Höhe der Schicht, oberhalb der wärmere Luft über der dünnen kühleren Luftschicht liegt, im Bild oben rechts daran, dass sich der Rauch an dieser Schicht horizontal ausbreitet. Gefangen in dieser dünnen Luftschicht lässt die menschliche Abfall-Wärme die Tiefsttemperatur leichter höher ausfallen. Außerdem kann die Ansammlung von Abfall-Wärme und die Effekte Wärme haltender Oberflächen die Inversionsschicht durchbrechen, was wärmere Luft von Oben in die untere Luftschicht gelangen lässt. Wenn Landwirte Frostschäden befürchten, setzen sie gewaltige Ventilatoren ein, die die Inversionsschicht stören und die Oberfläche erwärmen.
Abseits von Gebieten mit wachsender Bevölkerungsdichte werden Temperaturen mittels Baumringen gemessen. Seit den fünfziger Jahren sind die Baumring-Temperaturen immer stärker von den instrumentellen Werten abgewichen, verdorben durch diese Effekte der Bevölkerung oder des geänderten Landverbrauchs. Obwohl Websites wie SkepticalScience behaupten, dass „natürliche Temperaturmessungen auch die generelle Genauigkeit instrumenteller Thermometer-Aufzeichnungen bestätigen“, widersprechen die Baumringe unbestreitbar deren Behauptungen. Ein internationales Team von Baumring-Experten stellte fest: „keine gegenwärtige, auf Baumringdaten basierende Rekonstruktion der Temperaturen auf der Nordhemisphäre, die sich bis in die neunziger Jahre erstreckt, kann die volle Breite der in den Instrumenten-Aufzeichnungen beobachteten Erwärmung zum Ende des 20. Jahrhunderts abbilden“ (15). Mittels eines Infrarot-Thermometers habe ich festgestellt, dass die Temperaturen in der Morgendämmerung in bewachsenen Gebieten um 10 bis 20°F niedriger liegen als über Oberflächen lediglich 20 Fuß [ca. 6 Meter] entfernt, die gekennzeichnet sind durch befestigte Landstraßen. So bestätigen die Instrumente, dass die kühleren Baumring-Temperaturen viel genauer sind bei der genauen Messung einer natürlichen Klimaänderung.

6. Modelle lassen das beobachtete globale Mittel willkürlich steigen

In einem Prozess mit der Bezeichnung Homogenisierung von Daten adjustieren Klimawissenschaftler die gemessenen Rohdaten der Temperatur, um eine steiler ansteigende Mitteltemperatur zu erzeugen, und zwar überall dort, wo ihr Modell zeigt, dass sich das Wetter „außerhalb statistischer Erwartungen“ bewegt. In gewisser Weise leugnen die Klimawissenschaftler reale Messungen. Wie hier und hier diskutiert, konvertieren Homogenisierungs-Modelle fälschlich natürliche Änderungen in steile Erwärmungstrends. Viele Klimawissenschaftler, die den Adjustierungsprozess analysiert haben, warnten, dass „die Ergebnisse einige Zweifel aufkommen lassen hinsichtlich der Anwendung von Homogenisierungs-Verfahren“. Als Beispiel nennen sie den Umstand, dass der beobachtete Trend des 20. Jahrhunderts von 0,4°C auf 0,7°C angehoben wurde.
Wie man unten erkennt, wenn man qualitätskontrollierte Daten aus den USA verwendet, die nicht homogenisiert worden sind, zeigt sich in der Tat ab dem Jahr 1900 eine Erwärmung. Allerdings korreliert der Temperaturtrend viel besser mit den Wärme umwälzenden Zyklen der PDO und der AMO. Aber durch diese Zyklen induzierte natürliche Klimaänderungen wurden als Fehler aussortiert. Eine Analyse weltweiter Daten-Homogenisierung musste einräumen, dass man ein Verfahren brauchte, um wirkliche Fehler zu korrigieren. Aber man kam zu dem Ergebnis, dass „Homogenisierungs-Praktiken, die bis heute Verwendung finden, hauptsächlich statistischer Natur sind. Sie sind nicht gut gerechtfertigt durch Experimente und werden kaum durch Metadaten gestützt. Man kann sagen, dass sie oftmals zu falschen Ergebnissen führen: Natürliche Ereignisse in hydroklimatischen Zeitreihen werden als Fehler betrachtet und adjustiert“ (16).

Homogenisierungs-Modelle scheinen dem gleichen systematischen Bias zu unterliegen, der zu dem grandiosen Scheitern der globalen Klimamodelle führte, die gut belegte Erwärmung der Arktis in den dreißiger und vierziger Jahren zu reproduzieren. Das war bereits hier und hier ein Thema. In ähnlicher Weise haben die Modelle die Erwärmung auf dem Festland der USA in den dreißiger und vierziger Jahren hinweg homogenisiert und künstlich kühle Perioden während dieser Zeit fabriziert wie hier diskutiert und unten illustriert:



Solange die Chimäre Globales Mittel akkurat für Auswirkungen von Änderungen der Landschaft, natürlichen Zyklen und statistischen Homogenisierungs-Verfahren herhalten muss, wird die globale mittlere Temperatur niemals ein zuverlässiger Indikator der irdischen Sensitivität bzgl. CO2 sein. Wie es aussieht, ist die einzige Aussage, die diese globale Mittel-Chimäre stützen kann, Folgende: „Falls man die Daten lange genug bearbeitet, werden sie alles bestätigen, was man will“.

Literature Cited

1.Rigor, I.G., J.M. Wallace, and R.L. Colony (2002), Response of Sea Ice to the Arctic Oscillation, J. Climate, v. 15, no. 18, pp. 2648 – 2668.
2.Kahl, J., et al., (1993) Absence of evidence for greenhouse warming over the Arctic Ocean in the past 40 years. Nature, vol. 361, p. 335 337, doi:10.1038/361335a0
3. Stammerjohn, S., et a., (2008) Trends in Antarctic annual sea ice retreat and advance and their relation to El Niño southern oscillation and southern annular mode variability. Journal of Geophysical Research. Vol. 113, C03S90.doi:10.1029/2007JC004269.
4.Stammerjohn, S., et a., (2008) Sea ice in the western Antarctic Peninsula region: spatiotemporal variability from ecological and climate change perspectives. Deep Sea Research II 55. doi:10.1016/j.dsr2.2008.04.026.
5.Orr, A., et al., (2008), Characteristics of summer airflow over the Antarctic Peninsula in response to recent strengthening of westerly circumpolar winds, J. Atmos. Sci., 65, 1396–1413.
6. Prommel, K., et al (2007)Analysis of the (N)AO influence on alpine temperatures using a dense station dataset and a high-resolution simuluation Geophysical Research Abstracts, Vol. 9
7. Kalnay,E. and Cai M., (2003) Impact of urbanization and land-use change on climate. Nature, Vol 423
8.Mildrexler,D.J. et al., (2011) Satellite Finds Highest Land Skin Temperatures on Earth. Bulletin of the American Meteorological Society.
9. Foster. S. and Chilton, P. (2003) Groundwater: the processes and global significance of aquifer degradation. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, vol. 358, 1957-1972.
10. Balling, R. C., Jr (1998) Impacts of land degradation on historical temperature records from the Sonoran Desert. Climatic Change, 40, 669–681.
11. Deo, R. (2012) A review and modeling results of the simulated response of deforestation on climate extremes in eastern Australia. Atmospheric Research, vol. 108, p. 19–38.
12. Karl, T.R. et al., (1993) Asymmetric Trends of Daily Maximum and Minimum Temperature. Bulletin of the American Meteorological Society, vol. 74
13. Gallo, K., et al. (1996) The Influence of Land Use/Land Cover on Climatological Values of the Diurnal Temperature Range. Journal of Climate, vol. 9, p. 2941-2944.
14. Karl, T., et al., (1988), Urbanization: Its Detection and Effect in the United States Climate Record. Journal of Climate, vol. 1, 1099-1123.
15. Wilson R., et al., (2007) Matter of divergence: tracking recent warming at hemispheric scales using tree-ring data. Journal of Geophysical Research–A, 112, D17103, doi: 10.1029/2006JD008318.
16.Steirou, E., and Koutsoyiannis, D. (2012) Investigation of methods for hydroclimatic data homogenization. Geophysical Research Abstracts, vol. 14, EGU2012-956-1. And presentation https://www.itia.ntua.gr/getfile/1212/1/documents/2012EGU_homogenization_1.pdf
Author Jim Steele is Director emeritus Sierra Nevada Field Campus, San Francisco State University and author of Landscapes & Cycles: An Environmentalist’s Journey to Climate Skepticism
Link: http://wattsupwiththat.com/2014/08/04/the-greatest-climate-myths-of-all-part-3-the-global-average-chimera/
Übersetzt von Chris Frey EIKE




Die Tiefsee kühlt sich ab inmitten eines Meeres von Modell-Unsicherheit: Neue Forschungen zum ozeanischen Wärmegehalt

Als Nebenergebnis ihrer Analyse haben sie 1) festgestellt, dass sich die Tiefsee abkühlt, 2) eine viel geringere Rate der Erwärmung der Ozeane geschätzt, 3) aufgezeigt, wo die größten Unsicherheiten bestanden infolge der sich stets ändernden Örtlichkeiten von Erwärmung und Abkühlung und 4) Bedenken hinsichtlich früherer Verfahren spezifiziert, die zur Konstruktion von Änderungen des ozeanischen Wärmegehaltes angewendet worden waren, wie die Re-Analyse von Balmasede und Trenberth (siehe unten) (13). Sie kamen zu dem Ergebnis: „Die direkte Bestimmung der Änderungen des ozeanischen Wärmegehaltes während der letzten 20 Jahre stehen nicht im Widerspruch zu Schätzungen des Strahlungsantriebs, aber die Unsicherheiten bleiben zu groß, um z. B. den offensichtlichen „Stillstand“ der globalen Erwärmung vernünftig zu erklären“.

Wunsch und Heimbach (2014) räumen bescheiden ein, dass ihre „Ergebnisse im Detail und in numerischen Werten von anderen Schätzungen abweichen, aber die Bestimmung, ob irgendeine dieser Schätzungen korrekt ist, ist wahrscheinlich mit den existierenden Datensätzen nicht möglich“.
Sie schätzen die Änderungen des Ozeans mittels Synthetisierung diverser Datensätze mit Hilfe von Modellen, entwickelt vom Konsortium zur Abschätzung der Zirkulation und des Klimas der Ozeane [Consortium for Estimating the Circulation and Climate of the Ocean, ECCO]. Die ECCO-„Zustandsschätzungen“ haben die Schwächen früherer Modelle eliminiert, und sie behaupten: anders als die meisten Produkte zur „Daten-Assimilation“ genügt ECCO den Modellgleichungen ohne irgendwelche künstlichen Quellen oder Senken oder Kräften. Die Zustands-Abschätzung stammt von dem freilaufenden, aber adjustierten Modell und genügt infolgedessen allen bestimmenden Modellgleichungen, einschließlich derjenigen für die grundlegende Konservierung von Masse, Wärme, Moment, Vorticity usw. bis hin zu numerischer Genauigkeit“.
Ihre Ergebnisse (Abbildung 18 unten) zeigen eine Abflachung oder leichte Abkühlung der oberen 100 m seit dem Jahr 2004. Dies stimmt überein mit der Abkühlung von -0,04 W/m² von Lyman (2014) (6). Der Konsens früherer Forscher war, dass sich die Temperaturen der oberen 300 m seit 2003 (4) abgeflacht oder abgekühlt haben, während Wunsch und Heimbach (2014) fanden, dass sich die oberen 700 m noch bis zum Jahr 2009 erwärmten.
Die tieferen Schichten enthalten doppelt so viel Wärme wie die oberen 100 Meter und zeigen einen eindeutigen Abkühlungstrend seit 2 Jahrzehnten. Anders als die oberen Schichten, die von dem jährlichen Zyklus von Erwärmung und Abkühlung dominiert werden, muss die Tiefsee als Teil des langzeitlichen ozeanischen Gedächtnisses gesehen werden, das immer noch auf „meteorologische Antriebe von vor Jahrzehnten bis Jahrtausenden reagiert“. Falls das Modell der Tiefsee-Erwärmung von Balmaseda und Trenberth korrekt wäre, muss jedwede Zunahme des ozeanischen Wärmegehaltes zwischen 700 und 2000 Metern erfolgt sein, aber die Mechanismen, die jene „mittlere Schicht“ erwärmen würden, bleiben schwer fassbar.

Die entdeckte Abkühlung der Tiefsee ist angesichts der geothermischen Erwärmung aus dem Ozeanboden ziemlich bemerkenswert. Wunsch und Heimbach (2014) schreiben: „Wie bei anderen noch bestehenden Schätzungen gilt für die jetzige Zustands-Abschätzung, dass sie noch nicht den geothermischen Fluss  am Meeresboden ausweisen, dessen mittlere Werte (Pollacvk et al. 1993) in der Größenordnung 0,1 W/m² liegen. Das ist wenig, aber „nicht vernachlässigbar im Vergleich zu irgendeinem vertikalen Wärmetransport in die Tiefe“ (3). (Interessant als Nebenergebnis ist eine Zunahme der Wärme am Meeresboden, die kürzlich in Verbindung gebracht worden ist mit der verstärkten Basaltschmelze des Thwaite-Gletschers in der Antarktis (hier)). Da erwärmtes Wasser aufsteigt, stammt jede Erwärmung der „mittleren Schichten“ vermutlich von Wärme, die in der Tiefsee vor Jahrzehnten bis Jahrtausenden gespeichert worden ist.
Wunsch und Heimbach (2014) betonen die vielen Unsicherheiten bei der Zuordnung des Grundes der Änderung zum Gesamt-Wärmegehalt und kommen zu dem Ergebnis: Wie bei vielen Klimaaufzeichnungen lautet die unbeantwortbare Frage hier, ob diese Änderungen wirklich separat [secular] auftreten und/oder eine Reaktion auf den anthropogenen Antrieb sind, oder ob sie stattdessen Fragmente eines allgemeinen Rauschens sind während Zeitperioden, die viel zu kurz sind, um die langzeitlichen Maßstäbe der Abbildungen 6 und 7 darzustellen, oder Folge von Verzerrungen bei Datensammlung und –messung sind oder Änderungen der temporären Datendichte.
Angesichts dieser Unsicherheiten kommen sie zu dem Ergebnis, dass den Ozeanen viel weniger Wärme zugeführt wird als in früheren Studien behauptet (siehe Tabelle unten). Es ist interessant, dass im Vergleich zu Hansens Studie, die im Jahre 2003 endete vor der beobachteten Erwärmungspause, nachfolgende Studien ebenfalls zeigen, dass weniger Wärme in die Ozeane eingeht. Ob diese abnehmenden Trends ein Ergebnis verbesserter Methoden oder einer kühleren Sonne sind oder beides, muss mit noch mehr Beobachtungen geklärt werden.

Kein Klimamodell hat die dramatisch steigenden Temperaturen in der Tiefsee vorhergesagt, die sich nach der Re-Analyse (13) von Balmaseda/Trenberth zeigen, und Ozeanographen glauben, dass ein so scharfer Anstieg wahrscheinlicher ein Artefakt anderer Meßsysteme ist. Tatsächlich korreliert die ungewöhnliche Erwärmung mit der Einführung des ARGO-Beobachtungssystems. Wunsch und Heimbach (2013) (2) schrieben: „In der Literatur sind klare Warnungen aufgetaucht, dass unechte Trends und Werte Artefakte sind einer Änderung der Beobachtungssysteme (siehe Elliott and Gaffen, 1991; Marshall et al., 2002; Thompson et al., 2008). Die Re-Analysen werden selten angemessen verwendet, was bedeutet, dass sie große Fehler enthalten können“ (3).
Noch spezifischer warnten Wunsch und Heimbach (2014): „Daten-Assimilations-Verfahren, die Jahrzehnte lang dauern, werden normalerweise als „Re-Analysen“ bezeichnet. Unglücklicherweise können diese nicht verwendet werden zu Zwecken der Wärme- und andere Budgetierungen, weil sie fundamentale Erhaltungsgesetze verletzen; siehe Wunsch und Heimbach (2013) mit weiteren Ausführungen zu diesem wichtigen Punkt. Das Problem erfordert eine genaue Untersuchung der behaupteten Erwärmung in der Tiefe mit einer Genauigkeit von 0,01 W/m² mit derartigen Methoden als Grundlage (Balmaseda et al. 2013) (3).
Wem also soll man glauben?
Weil sich die Ozeanwärme asymmetrisch ansammelt und sich diese Wärme 24/7 verschiebt, wird jedes Datensammel-Schema von großen Verzerrungen und Unsicherheiten durchlöchert. In Abbildung 12 unten zeigen Wunsch und Heimbach (2014) die ungleichen Dichten der regional gespeicherten Wärme. Offensichtlich in Zusammenhang mit dem größeren Salzgehalt speichert der zentrale Nordatlantik zweimal so viel Wärme als irgendein Gebiet im Pazifischen und Indischen Ozean. Regionen mit starken Wärmegradienten erfordern größere Bemühungen bei der Datensammlung, um irreführende Ergebnisse zu vermeiden. Sie warnten: „Der relativ große Wärmegehalt des Atlantischen Ozeans könnte, falls sie sich umverteilt, große Änderungen anderswo in dem System hervorrufen welche, falls diese nicht gleichmäßig beobachtet werden, künstliche Änderungen des globalen Mittels zeigen“ (3).

Des Weiteren, infolge des konstanten, mit der Zeit variierenden Wärmetransportes werden Regionen mit Erwärmung normalerweise kompensiert durch Regionen mit Abkühlung, wie es aus ihrer Abbildung 15 hervorgeht. Sie bietet eine wunderbare Visualisierung des gegenwärtigen Status‘ jener natürlichen Ozean-Oszillationen durch Vergleiche der Änderungen des Wärmegehaltes zwischen 1992 und 2011. Diese Anordnung von Wärme-Umverteilungen lassen enorme Wärmemengen entstehen und machen das Auffinden von Änderungen des Wärmegehaltes, die um viele Größenordnungen kleiner sind, extrem schwierig. Auch hier würde eine ungeeignete Datensammlung räumlich und zeitlich zu „künstlichen Änderungen des globalen Mittels“ führen.
Abbildung 15 zeigt die jüngsten Auswirkungen von La Nina und der negative Pazifischen Dekadischen Oszillation. Der Ostpazifik hat sich abgekühlt, während simultan die sich intensivierenden Passatwinde mehr warmes Wasser in den Westpazifik haben strömen lassen, wodurch es sich dort erwärmt hat. Genauso hat sich im mittleren Atlantik gespeicherte Wärme wahrscheinlich nordwärts bewegt, so dass sich jene Region abgekühlt und die subpolaren Meeresgebiete erwärmt haben. Diese nordwärts gerichtete Änderung des Wärmegehaltes stimmt überein mit früheren Diskussionen über Zyklen von Intrusionen warmen Wassers, die das Arktische Meereis beeinflusst haben, die Klimamodelle der Arktis durcheinandergebracht (hier) und die Verteilung der maritimen Organismen kontrolliert haben.
Am Interessantesten ist die Abkühlung in den oberen 700 Metern der Arktis. Es gab 2 unterschiedliche Erklärungen für die ungewöhnlich warme Lufttemperatur in der Arktis, die das globale Mittel stark beeinflusst. Auf CO2 basierende Hypothesen argumentieren, dass die globale Erwärmung das polare Meereis reduziert hat, das zuvor das Sonnenlicht reflektiert hatte, und dass das jetzt offene, dunkle Wasser mehr Wärme absorbiert, was zum Anstieg der Wasser- und Lufttemperatur führt. Aber eine eindeutige Abkühlung der oberen Schichten des Arktischen Ozeans zeigt, dass jedwede absorbierte Wärme nicht signifikant ist. Trotz stärkeren Zuflusses warmen atlantischen Wassers stützt der abnehmende Wärmegehalt der oberen 700 m die konkurrierende Hypothese, dass wärmere Arktistemperaturen zumindest teilweise das Ergebnis verstärkter Zirkulation der Wärme sind, die zuvor unter einer dicken isolierten Eisschicht lag (7). Diese zweite Hypothese stimmt auch überein mit ausgiebigen Beobachtungen, dass sich die Arktis in den achtziger und neunziger Jahren abgekühlt hat. Die Erwärmung erfolge, nachdem milde Winde, umgelenkt durch die Arktische Oszillation, dickes vieljähriges Eis von der Arktis weggetrieben haben (11).
Regionale Abkühlung findet man auch entlang der Zugbahnen von Stürmen in der Karibik und vor der Ostküste der USA. Diese Tatsache widerspricht Spekulationen, wonach Hurrikane im Atlantik infolge steigender Wassertemperatur stärker werden oder geworden sind. Dies bestätigt auch frühere Analysen von Bob Tisdale und anderen, dass Superstorm Sandy keine Folge wärmerer Ozeane war.

Um ihre Behauptung zu stützen, dass die Tiefsee dramatisch Wärme absorbiert, müssen Balmaseda/Trenberth einen Mechanismus und regionale Beobachtungen präsentieren, bei denen Wärme von der Oberfläche in diese Tiefen transportiert worden ist. Aber da findet man kaum etwas. Erwärmung in großen Tiefen und gleichzeitige Abkühlung der Oberfläche ist eine Antithese zu den Vorhersagen der Klimamodelle. Die Modelle hatten vorhergesagt, dass die globale Erwärmung zuerst in der oberen Schicht ablagern würde, und ebnen diese Schicht. Die Diffusion würde hunderttausende Jahre dauern, kann also nicht der Mechanismus sein. Trenberth, Rahmstorf und andere haben argumentiert, dass Winde die Wärme unter die Oberfläche treiben könnten. Tatsächlich können Winde Wärme nach unten treiben in einer Schicht, die die Ozeanographen Misch-Schicht [mixed layer] nennen. Aber die Tiefe, bis zu der die Durchmischung durch Wind stattfindet, liegt grob bei 10 bis 200 Metern in den meisten Gebieten der Tropen und der Mittleren Breiten (hier). Und diese Tiefen haben sich leicht abgekühlt.
Der einzige andere mögliche Mechanismus, der Wärmetransporte in die Tiefsee vernünftig erklären könnte wäre, dass die Winde die Thermokline [?] kippen könnten (hier). Die Thermokline beschreibt eine rapide Transition zwischen der warmen oberen Schicht und der kalten unteren Schicht in den Ozeanen. Wie in Abbildung 15 gezeigt, sammelt sich während eines La Nina warmes Wasser im Westpazifik und vertieft die Thermokline. Aber die kippende pazifische Thermokline reicht normalerweise nicht tiefer als 700 m, wenn überhaupt (8).
Unglücklicherweise sagt die Analyse von Wunsch und Heimbach (2014) nichts über Änderungen der Schicht zwischen 700 m und 2000 m. Basierend auf Änderungen des Wärmegehaltes unter 2000 m (ihre Abbildung 16 unten) sind tiefere Schichten des Pazifik praktisch frei von irgendeiner Erwärmung in der Tiefe.

Die einzige Region, in der die größte Menge Wärme in die Tiefsee transportiert wird, sind die Regionen mit Eisbildung rings um die Antarktis, vor allem in der östlichen Weddell-See, wo sich das jährliche Meereis ausdehnt (12). Anders als die Arktis ist die Antarktis relativ isoliert von eindringendem subtropischen Wasser (wie hier diskutiert), so dass jede Erwärmung der Tiefsee zumeist von oben kommt mit einem kleinen Beitrag durch Geothermie.
Eine dagegen haltende stärkere Meereisbildung kann relativ warmes Wasser unter der Oberfläche in die Tiefe bringen. Wenn der Ozean gefriert, wird das Salz ausgeschieden und bildet eine dichte Lake mit einer Temperatur, die immer um den Gefrierpunkt schwankt. Typischerweise nennt man dieses unmodifizierte Wasser Schelf-Wasser [Brackwasser?]. Dichtes Schelf-Wasser sinkt auf den Grund der polaren Meere. Auf dem Weg in die Tiefe muss dieses Schelf-Wasser durch Schichten unterschiedlich modifizierten warmen Tiefenwassers oder des antarktischen zirkumpolaren Wassers sinken. Turbulente Durchmischung bringt ebenfalls einen kleinen Teil des warmen Wassers in die Tiefe. Warmes Tiefenwasser komprimiert typischerweise 62% des durchmischten Wassers, das schließlich den Grund erreicht. Jedwede Änderung dieser Dynamik (wie zunehmende Meereisbildung oder Zirkulationseffekte, die einen größeren Teil warmen Tiefenwassers durchdringen) können mehr Wärme in die Tiefe umverteilen (14). Infolge der antarktischen Oszillation wurde beobachtet, dass das von der antarktischen zirkumpolaren Strömung transportierte Wasser in Wellen südwärts vordringt, was dieses Wasser näher an Regionen mit Eisbildung bringt. Schelf-Wasser  hat sich allgemein abgekühlt, und es gab keine erkennbare Erwärmung des warmen Tiefenwassers. Daher ist die Tiefsee-Erwärmung in diesem Gebiet wahrscheinlich lediglich eine Umverteilung von Wärme und kein Zusatz zum ozeanischen Wärmegehalt.
Also bleibt unklar, falls und wie Trenberths „fehlende Wärme“ in die Tiefsee hätte absinken können. Die Darstellung eines dramatischen Anstiegs der Wärme des Tiefenwassers ist hoch fragwürdig, obwohl hartgesottene Alarmisten es als Beweis der Kraft von CO2 zur Schau gestellt haben. Wie Dr. Wunsch schon zuvor gewarnt hat: „Bequeme Hypothesen sollten nicht vorschnell in ‚Tatsachen‘ verwandelt werden, und Ungewissheiten und Mehrdeutigkeit nicht unterdrückt werden“. … „Ein Modell kann jeder schreiben: die Herausforderung besteht darin, dessen Genauigkeit und Präzision zu zeigen… Anderenfalls wird die wissenschaftliche Debatte kontrolliert durch die schillerndsten oder hartleibigsten Mitspieler“ (1).
Zur Wiederholung: Die Unsicherheiten bleiben zu groß, um z. B. den offensichtlichen „Stillstand“ der Erwärmung vernünftig zu erklären.
Jim Steele is Director emeritus Sierra Nevada Field Campus, San Francisco State University and author of Landscapes & Cycles: An Environmentalist’s Journey to Climate Skepticism
—————————————————————————–
Literature Cited
1. C. Wunsch, 2007. The Past and Future Ocean Circulation from a Contemporary Perspective, in AGU Monograph, 173, A. Schmittner, J. Chiang and S. Hemming, Eds., 53-74
2. Wunsch, C. and P. Heimbach (2013) Dynamically and Kinematically Consistent Global Ocean Circulation and Ice State Estimates. In Ocean Circulation and Climate, Vol. 103. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-391851-2.00021-0
3. Wunsch, C., and P. Heimbach, (2014) Bidecadal Thermal Changes in the Abyssal Ocean, J. Phys. Oceanogr., http://dx.doi.org/10.1175/JPO-D-13-096.1
4. Xue,Y., et al., (2012) A Comparative Analysis of Upper-Ocean Heat Content Variability from an Ensemble of Operational Ocean Reanalyses. Journal of Climate, vol 25, 6905-6929.
5. Lyman, J. et al, (2010) Robust warming of the global upper ocean. Nature, vol. 465,334-337.
6. Lyman, J. and G. Johnson (2014) Estimating Global Ocean Heat Content Changes in the Upper 1800m since 1950 and the Influence of Climatology Choice*. Journal of Climate, vol 27.
7. Rigor, I.G., J.M. Wallace, and R.L. Colony (2002), Response of Sea Ice to the Arctic Oscillation, J. Climate, v. 15, no. 18, pp. 2648 – 2668.
8. Zhang, R. et al. (2007) Decadal change in the relationship between the oceanic entrainment temperature and thermocline depth in the far western tropical Pacific. Geophysical Research Letters, Vol. 34.
9. Hansen, J., and others, 2005: Earth’s energy imbalance: confirrmation and implications. Science, vol. 308, 1431-1435.
10. von Schuckmann, K., and P.-Y. Le Traon, 2011: How well can we derive Global Ocean Indicators
from Argo data?, Ocean Sci., 7, 783-791, doi:10.5194/os-7-783-2011.
11. Kahl, J., et al., (1993) Absence of evidence for greenhouse warming over the Arctic Ocean in the past 40 years. Nature, vol. 361, p. 335‑337, doi:10.1038/361335a0
12. Parkinson, C. and D. Cavalieri (2012) Antarctic sea ice variability and trends, 1979–2010. The Cryosphere, vol. 6, 871–880.
13. Balmaseda, M. A., K. E. Trenberth, and E. Kallen, 2013: Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content. Geophysical Research Letters, 40, 1754-1759.
14. Azaneau, M. et al. (2013) Trends in the deep Southern Ocean (1958–2010): Implications for Antarctic Bottom Water properties and volume export. Journal Of Geophysical Research: Oceans, Vol. 118
Link: http://wattsupwiththat.com/2014/07/21/deep-oceans-are-cooling-amidst-a-sea-of-modeling-uncertainty-new-research-on-ocean-heat-content/
Übersetzt von Chris Frey EIKE




Künstliche Klimadämmerung: Der Schmetterlings-Effekt von Parmesan

Bild rechts: Euphydryas Editha in Olympic National Park Image: Wikipedia
„Meine Hoffnung ist, dass wir die Emissionen ausreichend reduzieren, so dass unterstützende Bemühungen zur Kolonisierung erfolgreich verlaufen, weil wir, direkt gesprochen, bei Eintreten der größeren, von den Wissenschaftlern vorhergesagten Erwärmungstrends, untergehen würden“. Um die Theorie der globalen Erwärmung weiter zu verbreiten, wurde sie eingeladen, vor dem Weißen Haus zu sprechen. Damit wurde sie zu einer von lediglich vier Biologen, die im dritten Zustandsbericht des IPCC Erwähnung fanden. Bis zum Jahr 2009 war Parmesan zur am zweithäufigsten zitierten Autorin von Studien geworden, die sich ausdrücklich der globalen Erwärmung und der Klimaänderung hingegeben hatten (2).
Einstein hat einmal gesagt: „Manchmal bringt mich eine Frage zum Grübeln: Bin ich dumm, oder sind die anderen dumm?” Nun, die Fanfare, die man für Parmesan geblasen hatte, bringt mich zum Grübeln. Detaillierte Studien von Schmetterlings-Experten und Naturschützern, die sich verschrieben haben, den Schmetterling vor dem Aussterben zu bewahren, haben allesamt die Zerstörung der Habitate verantwortlich gemacht und gefordert, diese Habitate wieder herzustellen. Im Gegensatz dazu macht Parmesan die globale Erwärmung verantwortlich und ruft nach reduzierten Kohlenstoff-Emissionen. Sie hat die „globale“ Erwärmung dafür verantwortlich gemacht, obwohl die meisten Maximum-Temperaturen in Kalifornien nicht signifikant gestiegen waren (3). Noch verstörender war, dass sich die Schmetterlinge niemals nordwärts oder in größere Höhen ausgebreitet haben, wie sie behauptet hatte. Und doch trachtet sie jetzt danach, den schlimmsten Alptraum der Ökologen zu fördern und ihre Ansiedlung zu unterstützen. Parmesan möchte ihre eigene Arche Noah kreieren, die Tiere nordwärts und in größere Höhen sich ausbreiten lässt, so dass sie der vermeintlichen Wärmewelle entkommen können. Dies will sie trotz der Tatsache, dass die Einführung von Spezies in neue Habitate Krankheiten mit sich bringt und das etablierte ökologische Gleichgewicht vor Ort aus dem Tritt bringt.
 
Zu ihrer Ehrenrettung sei gesagt, dass Parmesan freiwillig vier Jahre extensiver Feldarbeit geleistet hat, und zwar durch immer wiederkehrende Besuche in Gegenden, in denen früher im Jahrhundert Schmetterlinge beobachtet worden waren. Nachdem sie jedoch verifiziert hatte, dass die Schmetterlinge aus ihren südlichsten und am tiefsten liegenden Gebieten verschwunden waren, behauptet Parmesan enthusiastisch, dass ihre Ergebnisse mit der Theorie der globalen Erwärmung konsistent seien. Im Jahr 2010 hat sie ihre Arbeit zusammengefasst: „Es war eine klar zutage getretene Änderung. Diese Schmetterlinge haben sich während des vergangenen Jahrhunderts in ihrer gesamten Bandbreite nordwärts und in größere Höhen ausgebreitet. Das ist die einfachste Verbindung, die man mit der Erwärmung haben kann. Ich habe eine unglaublich subtile, komplizierte Antwort auf die Erwärmung erwartet, falls überhaupt. Was ich gefunden habe war, dass 80% der Vorkommen in Mexiko und Südkalifornien ausgestorben waren, obwohl ihre Habitate immer noch sehr gut geeignet aussahen“ (2). Wie ich aber später entdeckte, hat Parmesan immer gewusst, dass sich die Schmetterlinge niemals weiter nordwärts und in größere Höhen ausgebreitet haben.
Hansens Theorie der globalen Erwärmung hatte vorhergesagt, dass die steigenden Maximum-Temperaturen Tiere nordwärts und in größere Höhen treiben würden. Allerdings hat Parmesan es versäumt zu erwähnen, dass die Maximum-Temperaturen in Kalifornien niemals höher gestiegen waren als in den vierziger Jahren des vorigen Jahrhunderts im Yosemite-Nationalpark. Tatsächlich hat sie in ihrer Studie überhaupt niemals lokale Temperaturen analysiert.

Parmesan hat sich auf den politischen Bias der globalen Erwärmung verlassen. Parmesan hat global gesprochen, aber Schmetterlinge agieren immer nur lokal. Man frage irgendeinen Professor der Ökologie an irgendeiner Universität. Sie würden nicht zögern, eine unausgegorene Studie harsch zu kritisieren, die mit einem „globalen Mittel“ ein lokales Ereignis erklären möchte. Und doch war das ihr einziger Klima-„Beweis“.
Außerdem hat Parmesan es versäumt, die Tatsache anzusprechen, dass höhere Temperaturen das Überleben der Schmetterlinge einfacher machen. Warme Mikroklimate sind für ihr Überleben entscheidend. In kühleren Mikroklimaten lebende Raupen entwickeln sich langsamer, während sich andere im direkten Sonnenlicht ihre Nahrung schneller verdauen und robuster wachsen. Kühle Jahre mit viel Regen haben lokale Populationen oftmals ausgerottet.
Seit den fünfziger Jahren haben Paul Ehrlich und seine Kollegen von der Stanford University detaillierte Beobachtungen in einem Habitat im Naturschutzgebiet Jasper Ridge durchgeführt. Sie berechneten, dass die Raupen ihre Körpertemperatur um rund 10°C über die Temperatur der Umgebung erhöhen müssen. Um dies zu erreichen, krochen die Raupen über Hanglagen, um lebensspendende Hot Spots zu erreichen (4, 5, 6). Jedwede globale Erwärmung, natürlich oder anthropogen, wäre ein Vorteil und kein Vollstrecker gewesen.
Parmesans Beobachtungen hinsichtlich ausgerotteter Populationen waren nichts Neues. Umweltschützer haben schon Jahre vor Parmesans „Studie zur globalen Erwärmung“ die Aussterbe-Alarmglocke geschwungen. Schmetterlings-Populationen sind so schnell verschwunden, dass deren Schicksal mit dem rapiden Verschwinden der Wandertaube verglichen worden ist. Wissenschaftler, die an der Verhinderung von Aussterben arbeiten, haben immer gewarnt, dass die städtische Ausbreitung von Los Angeles bis San Diego das kritische Habitat verschlungen hat, so dass die meisten Populationen ausstarben (7,8). Als das Untersuchungsgebiet Quino in Südkalifornien schließlich als gefährdet eingestuft worden war, haben Umweltwissenschaftler geschrieben: „Grundlage der Einstufung waren der Verlust des Habitats, Degeneration und Zersplitterung sowie zusätzliche negative Auswirkungen durch die Praxis des Feuermanagements. Alle Faktoren sind das Ergebnis intensiver menschlicher Entwicklung immer weiter schwindender Ressourcen“ (6).
Aus den detaillierten Studien der Umweltschützer geht auch hervor, dass die meisten Aussterbe-Ereignisse in Südkalifornien bereits in den siebziger Jahren stattgefunden hatten, also bevor sich die behauptete CO2-Erwärmung signifikant entwickelt hatte, und außerdem erholen sich einige Populationen jetzt wieder. Im Jahr 2003 schrieben Forscher: „Obwohl wir jetzt wissen, dass der Schmetterling aus Orange County schon vor dreißig Jahren verschwunden war, wurde er Anfang der neunziger Jahre in Riverside County wieder entdeckt und bald danach auch an vielen früher bewohnten Stellen in San Diego County“ (8).
Aussterbe-Ereignisse waren auch nicht auf die südliche Begrenzung der Schmetterlings-Ausbreitung beschränkt. Die rapide städtische Entwicklung hat die kanadische Unterart vollständig ausgerottet (am Taylor-Beobachtungspunkt), und zwar am kältesten Nordrand der Schmetterlings-Ausbreitung. Aber weil es ein Übergewicht von Aussterbe-Ereignissen in Südkalifornien  gab, hat sich das „mittlere statistische Zentrum“ der Spezies nordwärts verlagert. Es gab niemals irgendeinen Beweis für irgendeine reale Migration wegen der Erwärmung. Es gab niemals einen apokalyptischen Flug in kühlere Gefilde. Parmesans Klima-Behauptung war nichts weiter als ein statistisches Märchen. Und doch war Parmesans unwissenschaftliche Klima-Behauptung in einem der angesehensten wissenschaftlichen Journale mit der höchsten Rate an Zurückweisungen veröffentlicht worden, nämlich in Nature.
Wie ist Parmesan mit der Masse der ihr widersprechenden Faktoren umgegangen? Anstatt eine detailliertere Studie durchzuführen, hat sie einfach gesagt: „Die vorhergesagten Auswirkungen der Klimaänderung werden eintreten, und zwar nicht durch Versuche, alle möglichen beitragenden Variablen in Einzelstudien wie dieser zu analysieren, sondern von der Replikation dieser Art Studie“ (1). Wenn sie argumentiert, dass beitragende Faktoren nicht mehr von Bedeutung sind, hat sie im Wesentlichen gefordert, die Basis guter wissenschaftlicher Analysen zu verwerfen. Um die negativen Auswirkungen der Klimaänderung zu zeigen, war es lediglich nötig zu demonstrieren, dass Populationen im Süden eher aussterben als weiter nördlich oder in tieferen Regionen eher als in höher gelegenen. Unverständlicherweise hat das angesehene Journal Nature diese „neue Klimawissenschaft“ unterstützt.
Den Experten trotzen
Die Beweise gegen eine Verbindung mit CO2 waren überwältigend, aber ich war kein Schmetterlings-Experte. Um mein Wissen zu erweitern habe ich mit meinem Freund Dr. Paul Opler gesprochen, einen der führenden Schmetterlings-Experten in Nordamerika. Wenn man jemals Gelegenheit hat, mit Paul zu reden, wird man schnell merken, dass niemand Schmetterlinge mehr liebt als er. Gäbe es auch nur die kleinste Bedrohung, wäre er der erste, der laut darauf hinweisen würde. Im Jahre 1974 wurde er als der Speziallist für Wirbellose in das United States Federal Endangered Species Program berufen. Nahezu jede als gefährdet eingestufte Schmetterlingsart wurde unter seiner Aufsicht bestimmt. Zu meinem großen Glück hat er zugestimmt, jedes Jahr in meinem Umwelt-Bildungsprogramm einen Vortrag mit dem Thema „Schmetterlinge in der Sierra Nevada“ zu halten. Bei seinem Besuch habe ich meinen Zweifel an der Legitimität der Parmesan’schen Behauptungen zur Sprache gebracht und meine Fassungslosigkeit über den ganzen Hype in den Medien, und habe ihn gefragt, ob er irgendwelche diese Behauptungen stützende Beweise hätte.
Er stellte sorgfältig fest, dass allen Daten zufolge, die er gesichtet hatte, es absolute keinen Beweis gibt, dass irgendwelche Schmetterlinge jemals nordwärts gewandert sind oder sich in höher gelegene Gebiete ausgebreitet haben. Er fügte hinzu, dass man jetzt noch weiter im Süden ein anderes Vorkommen entdeckt habe, nämlich am Südende der Baja-Halbinsel in Mexiko. Er konnte ebenfalls die öffentlichen Lobhudeleien nicht verstehen und teilte meine Gedanken, dass „sich nur ihre statistischen Methoden bewegt haben, nicht aber die Schmetterlinge“. Aufgrund seines Erfahrungsschatzes war Opler vom Fish and Wildlife Service eingeladen worden, die vorgeschlagen Pläne hinsichtlich der Unterarten in Südkalifornien zu kommentieren. Dazu schrieb er:
Der weite Raum, der der Studie von Camille Parmesan eingeräumt worden war, und der Gedanke, dass neu aufgefundene Kolonien die Folge globaler Erwärmung sind, ist hoch spekulativ. In ihrer Studie hat sie keine Populationen weiter nördlich oder in höher gelegenem Gebiet gefunden. Ihre Ergebnisse waren ein statistisches Artefakt des verlangten Verlustes von Populationen in tief liegenden Gebieten im Süden (Hervorhebung hinzugefügt [im Original!]). Ihre Übersichtskarten, die die Abwesenheit von Schmetterlingen in einigen Bereichen zeigen, könnten in relativ schlechten Jahren angefertigt worden sein, als die Spezies lediglich im Ruhezustand verharrten.
Opler war nicht der einzige Experte mit einer abweichenden Meinung. Andere Wissenschaftler mit detaillierten Studien zur Erholung und zum Überleben von Schmetterlingen waren ebenfalls anderer Ansicht. „Unsere Beobachtung war, dass menschliche Einflüsse fast immer bei lokalem Aussterben in Südkalifornien eine Rolle gespielt haben (selbst in den Gebieten, die vielleicht immer noch wie ein „geeignetes Habitat“ aussehen). Aber die Rolle der globalen Erwärmung als Hauptgrund für das Verschwinden muss sorgfältig evaluiert werden. Wir denken, dass die Erwärmung vielleicht ein verschärfender Faktor ist, aber die zunehmenden Aussterberaten in Südkalifornien sind vor allem ein Folge direkterer anthropogener Kräfte“ (7).
Also habe ich mir gedacht, dass Parmesans grundlegende Studie reproduziert werden muss, wobei man einen kritischeren Blick auf die beitragenden Faktoren des Landverbrauchs werfen sollte. Als ich allerdings im Abschnitt der Methoden suchte, fand ich nichts. Ihre Studie ist als Korrespondenz veröffentlicht worden, und in Nature erfordert eine Korrespondenz keinen Abschnitt, in dem die Methodik beschrieben wird, die eine unabhängige Verifikation zulassen würde. Auch das erklärt, wie ihre Studie den Spießrutenlauf der Ablehnung durch führende Experten überstanden hat. Eine Korrespondenz wird typischerweise nicht begutachtet. Sie wird einfach nach Gusto der Herausgeber von Nature veröffentlicht.
Die Beweise zurückhalten
„Wir versuchen selbst, unsere Ergebnisse so schnell wie möglich als falsch nachzuweisen, weil wir nur auf diese Weise Fortschritte machen können“. – Dr. Richard Feynman, Physik-Nobelpreisträger.
Ich habe Dr. Parmesan eine E-Mail gesandt und nach den Stellen der ausgestorbenen Populationen gefragt. Nachdem ich viele Monate keine Antwort erhalten hatte, rief ich sie an. Auf dem linken Fuß erwischt lehnte sie es ursprünglich ab, mit irgendwelchen Daten herauszurücken, aber nach einer Diskussion bot sie Zusammenarbeit an. Sie sagte, dass sie auflegen müsse, versprach aber, mir einige Daten zu senden. Mehr als drei Jahre später warte ich immer noch. So viel zu Feynmans Definition eines guten Wissenschaftlers, der „selbst versucht, sich so schnell wie möglich als falsch nachzuweisen“.
Ihr Ehemann beantwortete schließlich eine Folge-E-Mail, die ich ihr ein Jahr später sandte. Darin hatte ich meiner Frustration Ausdruck verliehen, dass sie keine unabhängige Verifikation zulassen wolle. Ihr Ehemann, Dr. Michael Singer, ist ein Experte im Auffinden von Habitaten und hat bei ihren Forschungen geholfen. Singer hat unabsichtlich Oplers Kritikpunkte bestätigt: „In ihrer Studie hat sie keine neuen Populationen von Spezies weiter nördlich oder weiter oben gefunden … Es gibt keine ‚neuen’ nördlichen Populationen in Parmesans Studie. Die Studie bestand vollständig darin, aus der Vergangenheit bekannte Populationen erneut zu untersuchen und festzustellen, welche davon noch vorhanden oder ausgestorben sind. Es wurden keine ‚neuen’ Populationen gesucht und gefunden“ (Hervorhebung hinzugefügt). In einem Versuch, mich von der Reproduktion abzuhalten, schrieb Dr. Singer: „Aber ich erinnere mich, Ihnen geschrieben zu haben, dass E. Editha während des ersten Jahrzehnts dieses Jahrhunderts zugenommen haben, und dass viele der Populationen, die Camille und ich als in den neunziger Jahren ausgestorben betrachteten, rekolonisiert wurden … Also würde jede neue Zählung der Populationen in der Sierra Nevada eine reduzierte Korrelation zwischen Seehöhe und Status der Population zeigen, vielleicht keine signifikante Korrelation mehr“. Singer und Parmesan illustrieren hier ein eklatantes Problem, wenn man die Debatten auf begutachtete Journale beschränkt. Widersprechende Beweise werden einfach nie veröffentlicht.
Warum also haben sie diese guten Nachrichten der Erholung der Schmetterlinge nie veröffentlicht? Warum hat nur ihr irriger Weg zur Klimadämmerung weltweit Beifall gefunden? Unabhängig von der Masse der Beweise, die den Vorhersagen der globalen Erwärmung widersprechen, wurde ihre fehlerhafte Studie „Climate and Species Range“ ansteckend und wird jetzt in über 580 Artikeln zitiert. Im Gegensatz dazu gibt es gerade mal 17 Artikel, die die detaillierten Bemühungen von Naturschützern in ihrer Studie „The Endangered Quino Checkerspot Butterfly“ erwähnten, die den Schmetterling gerettet haben. Parmesan schrieb Folgestudien, in denen sie extremes Wetter und die Klimaänderung für das Aussterben von Populationen verantwortlich machte, jedoch erneut unter Zurückhaltung der Beweise, die den Erfolg der Spezies’ belegen. Wie zuvor wurden ihre Halbwahrheiten sofort begrüßt und von unseren führenden Klimawissenschaftlern veröffentlicht. Danach wurden sie in über eintausend Artikeln angesprochen. Diese Irreführung muss jedoch Gegen­stand eines weiteren Essays sein.
Literature Cited

  1. Parmesan, C., (1996) Climate and Species Range. Nature, vol. 382, 765-766.
  2. Science Watch Newsletter Interview of Camille Parmesan. (2010) http://archive.sciencewatch.com/inter/aut/2010/10-mar/10marParm/
  3. Cordero, E., et al., (2011) The identification of distinct patterns in California temperature trends. Climate Change, DOI 10.1007/s10584-011-0023-y.

4. Weiss, S., et al., (1988) Sun, Slope, and Butterflies: Topographic Determinants of Habitat Quality for Euphydryas Editha. Ecology, Vol. 69, pp. 1486-1496
5. Weiss, S., et al., (1987) Growth and dispersal of larvae of the checkerspot, Euphydryas editha. Oikos 50: 161-166

  1. Ehrlich, P., and Murphy, D. (1987) Conservation Lessons from Long-Term Studies of Checkerspot Butterflies. Conservation Biology, vol. 1, pp. 122-131
  2. Mattoni, R., et al., (1997) The endangered quino checkerspot butterfly, Euphydryas editha quino (Lepidoptera: Nymphalidae). Journal of Research Lepidoptera 34:99–118.
  3. Longcore,T., et al., (2003) A Management and Monitoring Plan for Quino Checkerspot Butterfly (Euphydryas editha quino) and its Habitats in San Diego County. A Management and Monitoring Plan for Quino Checkerspot Butterfly

Übernommen aus dem Kapitel Landscape Change not Climate Change in Landscapes & Cycles: An Environmentalist’s Journey to Climate Skepticism
Jim Steele, Director emeritus Sierra Nevada Field Campus, San Francisco State University
=============================================================
Ergänzung von Anthony Watts:
Diese Graphik ist ein Augenöffner:

Die Infrastruktur in Yosemite hat zugenommen, um dem zunehmenden Tourismus Herr zu werden, und die Wetterstation zeichnet das auf al seine Umkehrung der Relation Minimum- zu Maximum-Temperatur.
In diesem Fall sind die Wärmesenken eine Straße, ein Gebäude, gestapelte Metallrohre und Strahlen, die die Station umgeben. Am Tag gespeicherte Wärme wird nachts abgegeben, wie dieses Photo der Yosemite NP USHCN-Wetterstation aus dem Jahr 2003 zeigt, ehrenamtlich fotografiert von Dave Hart:

Selbst scheinbar „unberührte” Gebiete werden durch Wärmesenken beeinträchtigt.
Link: http://wattsupwiththat.com/2013/07/14/fabricating-climate-doom-part-1-parmesans-butterfly-effect/#more-89774
Übersetzt von Chris Frey EIKE