2015/16 in Deutschland: Die Serie milder Winter hielt an- (k)ein Grund zur Besorgnis? Teil 3: Prognoseprüfung- was taugten die Vorhersagen für den Winter 2015/16?

Bild rechts: Alles rot und braun: Ausnahmsweise waren die Modellprognosen für den Februar 2016 (viel zu mild) größtenteils richtig. Bildquelle: Amerikanischer Wetterdienst (NOAA).

Vor der Prognoseprüfung muss noch ein weit verbreiteter Irrtum geklärt werden. Viele Prognosen scheiterten an der falschen Annahme, massive El- Nino- Ereignisse wie das von 2015/16 hätten überwiegend strenge Winter in Mitteleuropa zur Folge. Die nächste Abbildung zeigt anhand des sogenannten MEI (Multivariate ENSO Index) alle El Nino- (Rot, positive Werte) und alle La- Nina- Ereignisse (blau, negative Werte) von 1871 bis 2005. Diesen wurden alle in Deutschland markant zu kalten Winter (solche ab minus 2°C abwärts im Deutschland- Mittel, hellblau) und die mildesten Winter ab mindestens +3°C (orange) seit 1871 zugeordnet (Quelle: http://www.esrl.noaa.gov/psd/enso/mei.ext/index.html ):

Von den 16 sehr kalten Wintern seit 1870/71 (hellblaue Pfeile) fallen 9 in eine La- Nina- Phase, nur 7 in eine El- Nino- Phase. Der absolut kälteste Winter seit 1870/71 (1962/63) und der bislang letzte sehr kalte Winter 1995/96 fielen in schwächere La- Nina- Phasen. Bei dieser Häufigkeitsverteilung ist keine seriöse Aussage möglich! Den bislang kräftigsten El- Nino- Ereignissen von 1982/83 und 1997/98 folgten sehr milde Winter, der von 1997/98 war mit +3,0°C sogar sehr mild und erscheint deshalb in der Abbildung mit orangem Pfeil. Auch der bislang mildeste Winter, 2006/07, fällt in eine (nur schwache) El- Nino- Phase (die MEI- Werte ab 2006 fehlen in dieser Abbildung, sind aber bekannt). Strengwinter nur wegen starkem El Nino- mitnichten!

Und nun zur Bewertung der Prognosen.

HASLINGER SEPP: (Quelle unter anderem http://www.merkur.de/lokales/bad-toelz/wetter-winter-2015-schnee-sepp-haslinger-liest-koenigskerze-5372618.html Die ursprüngliche Prognose stammte vom August. Sie versprach einen knackig kalten Hochwinter und wurde später anhand der Realität mehrfach „angepasst“. Bewertung: Der vorhergesagte „Strengwinter“ blieb aus. Eine glatte Fehlprognose- Note 6. Dass der Blütenstand der Königskerze Rückschlüsse auf die Winterwitterung zulässt, gehört ins Reich der Phantasie.

UKMO (Großbritannien): Stand 09.11.2015. Winter (D, J, F) mit mehr als 60ig prozentiger Wahrscheinlichkeit zu mild (folgende Karte):

Bewertung: Insgesamt zutreffend, aber sehr allgemein gehalten, Note 4.

METEO SCHWEIZ, Stand Nov. 2015: Leicht erhöhte Wahrscheinlichkeit besonders für einen normalen Winter. Zu milder Winter etwas wahrscheinlicher als der Zufall (33,3%); zu kalter weniger als 20% wahrscheinlich. Die „doppelten T“ sind die Fehlerbalken:

Bewertung: Nur bedingt zutreffend und dazu sehr allgemein gehalten, die am höchsten bewertete Wahrscheinlichkeit für einen normalen Winter traf nicht zu, Note 5.

LARS THIEME (langfristwetter.com), Vorhersage von Anfang November 2015: Dezember zu kalt, Januar zu mild, Februar deutlich zu kalt. Winter insgesamt normal bis etwas zu kalt. Vorhersage vom 01.12.: Dezember normal, Januar zu mild, Februar deutlich zu kalt. Winter insgesamt normal. Bewertung: Nur der insgesamt milde Januar wurde getroffen, alles andere waren krasse Fehlprognosen, Note 5.

Kaltwetter.com, Stand 18. Oktober 2016: Kaltwinter mit Schwerpunkt im Jan./Feb. 2016. Bewertung: Der Name „Kaltwetter“, einer sehr alarmistisch getönte Seite, stand diesmal nicht für Qualität. Glatte Fehlprognose, Note 6.

IRI (folgende Abbildung), Vorhersage vom Nov. 2015: Mit leicht erhöhter Wahrscheinlichkeit zu mild.

Bewertung: Insgesamt grob zutreffend, aber sehr allgemein gehalten, Note 4.

DWD (Offenbach): Mit erhöhter Wahrscheinlichkeit (etwa 55%) zu mild (Stand Nov. 2015):

Bewertung: Insgesamt zutreffend, aber sehr allgemein gehalten, Note 4.

NASA (US- Weltraumbehörde), Karten vom November 2015: Dezember (linke Karte) und Januar etwas zu mild, Feb. (hier nicht gezeigt) etwas zu kalt. Bei diesen Karten liegt Mitteleuropa am jeweils linken Kartenrand, weit oben.

Bewertung: Dezember stark unterschätzt, Januar annähernd getroffen, Februar verfehlt. Note 5.

CFSv2- Modell des NOAA (Wetterdienst der USA, folgende 2 Abbildungen, Eingabezeitraum 12. bis 22.11.2015): Dezember (links) etwas und Januar (rechts) deutlich zu mild; Februar (hier nicht gezeigt) zu mild. Die vorhergesagten Temperaturabweichungen beziehen sich auf die Mittelwerte der Periode 1981 bis 2010. Die fast täglich aktualisierten, aber leider oft falschen Prognosen unter http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/people/wwang/cfsv2fcst/ (Europe T2m, ganz unten in der Menütabelle; E3 ist der aktuellste Eingabezeitraum).

Bewertung: Dezember unter- und Januar überschätzt, aber keine krassen Fehlprognosen. Februar fast zutreffend, Note 4.

STEFAN KÄMPFE (23./24.11.2015): „Ein durchgehend strenger Winter bleibt aus. Es deutet sich ein eher milder, wechselhafter Winter an, dessen Temperaturmittel besonders in Norddeutschland mehr oder weniger deutlich über dem Langjährigen Mittel von 1981 bis 2010 liegt. Längere Phasen mit Frost und Schnee oder gar ein einzelner, sehr kalter Wintermonat sind trotz der milden Grundtendenz nicht völlig ausgeschlossen. Der Dezember verläuft insgesamt etwas zu mild; in den Mittelgebirgen bestehen aber zumindest zeitweise Wintersportmöglichkeiten; auch im Tiefland sind vereinzelte winterliche Episoden (mäßig kalt) möglich; sehr strenge Kälte fehlt wahrscheinlich. Geschätzte Dezember- Monatsmitteltemperatur für Erfurt- Bindersleben (Mittel 1981- 2010 +0,5°C) +0,5 bis +3,0°C (normal bis deutlich zu mild). Für Jan/Feb. 2016 lässt sich noch kein Temperaturbereich schätzen!“ Nachtrag zum Januar (Ende Dezember 2015): „Vermutlich verläuft der Januar in Mitteleuropa insgesamt eher normal bis mild (ohne neue Wärmerekorde).“ Nachtrag zum Februar (Ende Januar 2016): „Insgesamt dürfte sich der Februar 2016 durch eher veränderliches, mitunter windiges Westwetter auszeichnen.“ Bewertung: Winter insgesamt und Januar/Februar grob richtig getroffen, aber Dezember stark unterschätzt und Aussagen sehr allgemein gehalten, Note 4.

Die Bilanz fällt also ernüchternd aus, aber etwas besser als 2015. Von den 10 untersuchten Prognosen waren 2 völlig mangelhaft, 3 ungenügend, und immerhin 5 konnten als befriedigend eingestuft werden. Angesichts dieses bescheidenen Ergebnisses schon für nur wenige Monate im Voraus stellt sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit der langfristigen Klimaprognosen. Abschließend wollen wir anhand des NASA- Modells CFSv2 dessen „Lernprozess“ anhand der Realität verdeutlichen:

Links die ältere Version mit den Eingabebedingungen vom 11. bis zum 20. Dezember 2015; mit Ausnahme von Island wurde ein sehr milder Januar für ganz Europa berechnet. Rechts mit den Eingabebedingungen vom 31.12.2015 bis zum 09. Januar 2016 zeigt sich eine ganz andere, der Realität schon eher entsprechende Temperaturverteilung, doch da war der Januar längst angebrochen… .

Fazit: Prognosen sind schwer- besonders, wenn sie die Zukunft betreffen.

Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher

Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher




2015/16 in Deutschland: Die Serie milder Winter hielt an- (k)ein Grund zur Besorgnis? Teil 2: Der Wärmeinseleffekt- ein Treiber der Wintertemperaturen?

30 Jahre Winter in Deutschland ohne Erwärmung.

Diese drei Bilder (rechts) illustrieren die Urbanisierung selbst kleiner Orte in den vergangenen 50 Jahren. Für die Aufnahme „Bebauung“ mussten wir gute 50 m zurück über das heutige Flussbett, damit der alte Ortskern rechts im Hintergrund noch erkennbar ist. Die Häuser ganz rechts stehen im ehemaligen Flussbett (Fotos: Josef Kowatsch, "Hüttlingen, Rundgang einst und heute").

Die folgende Grafik zeigt den Wärmeinseleffekt durch Verstädterung anhand der monatsweisen Differenzen der Mittelwerte (Lufttemperatur) aus 3 städtischen Stationen (Berlin) und 3 ländlicheren Stationen in deren Nähe (Land Brandenburg). Dieser Wärmeinseleffekt durch Verstädterung, oft auch UHI- Effekt (engl.: Urban Heat Island Effect) genannt, macht nur einen Teil des gesamten WI- Effekts aus, ist aber mit knapp 0,6 K im Jahres- und gar 0,64 K im Wintermittel, sehr beachtlich. Die gefundenen Effekte können in anderen Großstadt- Regionen etwas abweichend sein:

Grafik 1: Seit 1992 gefundene UHI- Differenzen in Kelvin, gebildet aus den Mitteln dreier urbaner Stationen in Berlin und dreier ländlicher Stationen in Brandenburg. Hohen, verstädterungsbedingten Differenzen von über 0,7 K im Januar und fast 0,7 K im April stehen geringere im Spätsommer/Frühherbst gegenüber. Die jahreszeitlich bedingten UHI- Effekte sind für Berlin im Winter höher als im Jahresmittel und auf Abwärme zurückzuführen.

Insgesamt zeigt Grafik 1 deutlich den sich während eines Jahres verändernden UHI-Effekt, der als Differenz zwischen den drei städtischen und drei ländlichen Stationen aufgetragen ist. Über 24 Jahre betrug der UHI im Schnitt 0,58 K, also fast 0,6°C.

Anhand der bis weit ins 19. Jahrhundert reichenden DWD- Messreihe der innerstädtischen Station Jena- Sternwarte zeigt sich außerdem, dass ein wesentlicher Teil der winterlichen Temperaturzunahme auf dem mit steigenden Einwohnerzahlen wachsenden UHI- Effekt beruht:

Grafik 2: Mit steigenden Einwohnerzahlen in Jena setzte dort auch eine winterliche Temperaturzunahme ein, die freilich auch von anderen Faktoren wie NAO, AMO und Wetterlagenhäufigkeit (siehe Teil 1 dieses Winter- Rückblicks) überlagert wurde. Ein nicht unwesentlicher Teil der Erwärmung ist auch der natürlichen Erholungsphase der Lufttemperaturen nach der „Kleinen Eiszeit“ geschuldet.

In Jena und dessen Umland ist die Datenlage zur Ermittlung des UHI- Effekts deutlich schlechter. Hinzu kommen die enormen Höhenunterschiede von teils mehreren hundert Metern, welche Direktvergleiche erschweren. Höhenbereinigung löst das Problem nur bedingt, weil in Thüringen Lee- und Luv- Verhältnisse und starke Inversionen viel größere Temperaturunterschiede auf engstem Raum (siehe Teil 1) erzeugen können, als im nur leicht hügeligen Brandenburg. Mit Dachwig nördlich von Erfurt fanden wir jedoch eine Station mit ähnlicher Höhenlage und konnten die winterlichen Temperaturdifferenzen von Jena und Dachwig seit 1991 ermitteln:

Grafik 3: Zwischen den ähnlich hoch gelegenen Stationen Jena- Sternwarte (Innenstadt) und Dachwig (ländlich) bestand im Wintermittel 1991/92 bis 2014/15 eine UHI- bedingte Differenz von 0,7 K mit leicht abnehmender Tendenz.

Die leicht abnehmende Tendenz des UHI bedarf einer Erklärung: Eine Innenstadt hat ihren städtischen Wärmeinseleffekt schon weitgehend ausgereizt. Weitere bauliche Veränderungen im Zuge einer Innenstadtsanierung ändert am Zustand der Innenwärme meist nichts Entscheidendes („Sättigungseffekt“). Es sind vielmehr die wachsenden Außenbezirke, neue Trabantenvororte, die oftmals in den Frischluftschneisen geplant werden, so dass sich die Innenstadtwärme auch nachts hält und ein Luftaustausch erschwert wird. Der größere Anteil der Urbanisierung findet inzwischen in der Stadtumgebung oder gar auf dem Lande statt. Der gemessene UHI wird kleiner, weil die Geschwindigkeit der Urbanisierung der ländlichen Umgebung größer ist als in der Innenstadt. So erleben wir in Grafik 3, dass das ländliche Dachwig im letzten Vierteljahrhundert gegenüber Jena-Innenstadt aufholt und der UHI (nur relativ) kleiner wird.

Insgesamt bestätigen unsere bisherigen, noch nicht abgeschlossenen Studien winterliche UHI- Differenzen zwischen Großstädten und ländlichen Stationen von etwa 0,6 bis 0,7 K, die bei der Bewertung des winterlichen Temperaturanstiegs seit Beginn der Industrialisierung zu berücksichtigen sind, welche aber nur einen Teil des gesamten, WI- bedingten Temperaturanstieges ausmachen. Wie groß der winterliche Temperaturanstieg durch Verstädterung sogar in einem kürzeren Zeitraum (seit den 1950er Jahren) im Extremfall werden kann, zeigt die folgende Grafik 4 anhand der sehr ländlichen Eifel- Station Schneifelforsthaus im Vergleich mit dem rasant wachsenden Frankfurt/Main, wo der massive Flughafenausbau zusätzlich erwärmend wirkte:

Grafik 4: An beiden Stationen wurde es wärmer. Seit dem Winter 1953/54, dem frühesten Zeitpunkt der Datenverfügbarkeit beider Stationen, hat sich die am Flughafen gelegene Station Frankfurt/M. (blau) um gut 2,4 Kelvin erwärmt; in Schneifelforsthaus (nahezu ohne Siedlungseinfluss, grün) fiel die Erwärmung mit gut 1,2 Kelvin nur halb so hoch aus und dürfte in etwa dem Wirkungseffekt der zunehmend häufigeren Großwetterlagen mit westlichem Strömungsanteil entsprechen.

Überschlagsbetrachtung: Die WI-Spreizung zwischen beiden Stationen beträgt in 62 Jahren 1,2 Kelvin. Die weitere Region, also der größere Umkreis der ländlichen Station Schneifelforsthaus, erfuhr auch eine leichte Erwärmung durch menschliche Eingriffe, welche in der grünen Linie enthalten sind. Wir wollen diese Zusatzwärme in der Überschlagsbetrachtung mit x bezeichnen: Der gesamte flächenhafte WI- Effekt der Klimastation Frankfurt Flughafen in 62 Jahren beträgt somit: WI = 1,2 K + x K

Unterschiede der winterlichen WI- Effekte DWD zu Amtsberg/Erzgebirge

In Grafik 1 zeigten wir den jahreszeitlich schwankenden UHI zwischen einer Stadt und der Umgebung. Mit der Klimastation Amtsberg- Dittersdorf im Erzgebirge fanden wir nun eine Station, deren weitere Umgebung wenigstens in den letzten 30 Jahren etwa gleich geblieben ist. Gleich heißt, es gibt fast keine wachsende menschliche Zusatzwärme in der Region, die ein Thermometer mitmessen könnte. Damit wäre der UHI-Unterschied zu einer WI-behafteten Vergleichsstation auch zugleich der WI-Unterschied für diesen Zeitraum. Die Vergleichsstation sollen in diesem Falle die mehr oder weniger WI- behafteten Stationen des Deutschen Wetterdienstes für unser Land sein, von denen der DWD selbst eingesteht, dass deren Daten nicht WI-bereinigt sind. Als Zeitraum nehmen wir 30 Jahre. Betrachtet werden sollen die Wintertemperaturen, also die Monate Dezember, Januar und Februar.

Grafik 5: Die Deutschlandwerte des DWD sind in braun, die Amtsbergtemperaturwerte in blau aufgetragen. Beide Trendlinien zeigen über 30 Jahre die erwartete WI-Spreizung für die Jahreszeit Winter.

Zunächst mag man erstaunt sein: Selbst die offiziellen (braunen) DWD-Messergebnisse zeigen über die letzten 30 Jahre nur einen minimalen Anstieg der Wintertemperaturen in Deutschland. Die Wärmekatastrophenmeldungen der Medien über viel zu warme Winter können durch die offiziellen, vom DWD ermittelten Werte nicht bestätigt werden.

Nun sind die DWD-Erhebungen aber nicht wärmeinselbereinigt. Das bedeutet: Die Wintertemperaturen der letzten 30 Jahre wären sogar rückläufig, wenn nicht die menschliche Zusatzwärme die erfassten Temperaturen bei den DWD-Stationen angehoben hätte. Der in diesem Zeitraum leicht sinkende Trend von Amtsberg zeigt deshalb den realeren Temperaturverlauf der „Klimaänderung“.

Ergebnis: WI- bereinigt werden die Winter schon seit 30 Jahren etwas kälter in Deutschland. Zu bedenken ist, dass die Station Amtsberg nur fast WI-frei ist. Wir gehen von einem WI- Wert von 0,1 bis 0,2 K aus. Somit wäre die wahre Abkühlungskurve Deutschlands noch ein bisschen fallender als die Amtsberg-Trendlinie.

Betrachten wir längere Zeiträume, dann werden die Trendlinien auch bei Amtsberg steigend, da wir weltweit zwischen 1950 und 1975 ein „Kälteloch“ hatten, die Anzahl der kalten Jahre zu Beginn einer Grafik summiert sich. Aber momentan gilt: Trotz C02-Zunahme in den letzten 30 Jahren sind die Winter fast gleich kalt geblieben. Nächstes Jahr werden es dann 31 Jahre Stillstand der Wintertemperaturen sein.

Fazit: Die heutzutage etwas höheren Wintertemperaturen in Deutschland sind auch eine Folge der nach 1850 einsetzenden Verstädterung (UHI- Effekt). Doch auch weite Teile des Umlandes blieben infolge von Zersiedlung, Verkehr, Entwässerung und Meliorationseffekten sowie der massiven Anlage von Wind- und Solarparks oder Biogas- Anlagen nicht von Erwärmungseffekten verschont. Zwar ist der extrem milde Winter 2015/16 hauptsächlich von der enormen Häufung westlicher Großwetterlagen mit kräftigem Wind verursacht worden, doch haben die verschiedensten WI- Effekte diese Erwärmung noch verstärkt.

Die menschliche Zusatzwärme nimmt einen hohen Anteil bei den vom DWD ermittelten Temperaturen für Deutschland ein. Vor allem bei der Temperaturbetrachtung längerer Zeiträume wird die steigende Trendlinie der DWD- Messungen vom WI nach oben geheizt.

Allgemein gilt: Die angebliche winterliche anthropogene CO2- Erwärmung ist auch eine Wärmeinselerwärmung. Der WI- Effekt ist einer der Haupttreiber des Temperaturanstieges in den letzten 120 Jahren. Natürlich wirken auch noch andere Faktoren mit (CO2 gehört nicht dazu). Und die Wärmeinselerwärmung, die schleichend die gemessenen Temperaturen erhöht, stellt auch keinerlei Gefahr für das Weltklima dar. Natürlich messen auch Satelliten diese Wärmeinselerwärmung, die inzwischen ganze Regionen weltweit erfasst hat, einfach mit, wobei es einen Unterschied gibt: Die irdischen Messstationen befinden sich meist mittendrin, während die Satelliten die gesamte, in weiten Bereichen WI- freie Erdoberfläche erfassen.

Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher

Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher




2015/16 in Deutschland: Die Serie milder Winter hielt an- (k)ein Grund zur Besorgnis?

Bild rechts: Winter 2015/16 bei Weimar- Schöndorf mit etwas Schnee nur für ein paar Tage. Foto: Stefan Kämpfe

Teil 1: Ursachen und Besonderheiten der Winterwitterung 2015/16

Die Wintertemperaturen (Deutschland- Mittel) lassen sich relativ sicher bis 1881/82 und mit leichten Unsicherheiten bis mindestens 1760/61 zurückverfolgen (Quellen: DWD und WIKIPEDIA). Das arithmetische Wintermittel des Zeitraumes 1760/61 bis 2014/15 beträgt minus 0,3°C. Nur bezogen auf dieses „Langzeit- Mittel“, ist der abgelaufene Winter 2015/16 bereits der fünfte zu milde in Folge (der gefühlt kalte Winter 2012/13 war nur einschließlich März zu kalt, wir betrachten aber immer den „meteorologischen“ Winter von Dezember bis Februar). Doch selbst bei dieser überkritischen Betrachtungsweise zeigt sich: Alles schon mal dagewesen! Seit 1760/61 konnten wir insgesamt 18 Perioden mit mindestens drei milden Wintern in Serie ermitteln, davon 14 mit vier in Serie. Wir nennen hier nur die Perioden mit mindestens 5 milden in Folge, das waren acht: 1901/02 bis 1905/06, 1909/10 bis 1915/16, 1934/35 bis 1938/39, 1947/48 bis 1951/52, 1956/57 bis 1961/62, 1970/71 bis 1977/78, 1987/88 bis 1994/95 und 1997/98 bis 2001/02. Die bisher längsten waren mit je acht in Folge die Serien Ende der 1980er/Anfang der 1990er sowie die in den 1970ern, doch die Serie in den 1910ern war mit sieben ebenfalls bemerkenswert, zumal ihr, nur vom etwas zu kalten Winter 1916/17 unterbrochen, sogleich eine neue Serie von vier milden Wintern folgte. Nun ergibt sich die spannende Frage nach den Ursachen, die milde Winter im Einzelnen oder gar in Serie auslösen. CO2 kommt dafür kaum in Betracht, denn die enorme Häufung milder Winter um 1915 fällt in eine Zeit mit noch sehr niedrigen CO2- Konzentrationen, die wegen fehlender, regelmäßiger Messungen nur auf etwa 290 bis 310 ppm geschätzt werden können. Und betrachtet man die Neuzeit, so fehlt schon seit den späten 1980er Jahren jeglicher Zusammenhang zwischen CO2- Konzentration und Wintertemperaturen in Deutschland:

Abbildung 1: Seit 30 Jahren (eine volle Klima- Normalperiode!) stagnieren die Wintertemperaturen in Deutschland (hellblau) bei freilich großer Streuung der Einzelwerte, während die CO2- Konzentration (hellgrün) kräftig anstieg. Die „U-Form“ der quadratischen Regressionskurve verdeutlicht die Häufung milder Winter um 1990 und gegenwärtig; dazwischen lag eine etwas kühlere Phase.

Nun zu den tatsächlichen Einflussfaktoren. Unsere Sonne als Motor des Wettergeschehens strahlt ihre Energie etwas ungleichförmig ab. Die Sonnenaktivität unterliegt kurz-, mittel- und langfristigen Schwankungen. Ein sehr grobes, aber wegen der einfachen Beobachtbarkeit das einzige über langfristige Zeiträume verfügbare Maß der solaren Aktivität ist die Anzahl der Sonnenflecken, dunklere und damit kältere Bereiche auf der Sonnenoberfläche, die auf stärkere Magnetfelder, erhöhte Röntgen- und UV- Strahlung sowie verstärkte Massenauswürfe („Solarwind“), hindeuten. Obwohl hier noch erheblicher Forschungsbedarf besteht, deutet sich ein zumindest grober Zusammenhang zwischen Sonnenaktivität und den Häufigkeitsverhältnissen der Großwetterlagen in Mitteleuropa an. Bei hoher Sonnenaktivität (viele Sonnenflecken) treten etwas häufiger Westwetterlagen (zonale Lagen) auf, während meridionale Lagen, deren extremste Form die Troglagen sind, sich eher in Phasen geringerer Sonnenaktivität häufen. Im Winter sind die Häufigkeitsverhältnisse der drei zyklonalen (tiefdruckbeeinflussten) Großwetterlagen West, Nordwest und Südwest, hier unter dem Begriff „Atlantische Tiefs“ zusammengefasst, für Deutschland besonders wichtig, denn sie transportieren die meist milde Atlantikluft am schnellsten und intensivsten ostwärts. In der folgenden Grafik erkennt man eine verzögerte Häufung dieser atlantischen Tiefdrucklagen nach Phasen erhöhter Sonnenaktivität:

Abbildung 2: Sehr grober Zusammenhang zwischen der Sonnenfleckenhäufigkeit (gelb) und der Häufigkeit zweier wichtiger Großwetterlagen- Cluster in Mitteleuropa im Winter (violett: Atlantische Tiefs, Summe aus den Häufigkeiten von WZ, NWZ und SWZ; blau: Summe der Troglagen Trog Mitteleuropa- TRM und Trog Westeuropa- TRW). Die Häufigkeit der Atlantischen Tiefs folgt verzögert der Sonnenfleckenhäufung, die der Troglagen verhält sich invers. Die dargestellten Ergebnisse sind vorläufig; es besteht weiterer Forschungsbedarf!

Mehr oder weniger intensiv mit der Sonnenaktivität verknüpft sind auch die AMO (Atlantische Mehrzehnjährige Oszillation- eine Wassertemperaturschwankung im zentralen Nordatlantik) und die NAO (Nordatlantische Oszillation, ein Maß für das Luftdruckgefälle zwischen den Azoren und Island). Näheres zu diesen Einflussfaktoren unter anderem in unsrem vorjährigen Beitrag „Winter 2014/15 in Deutschland: Erneut zu mild – warum?“ bei EIKE unter http://www.eike-klima-energie.eu/climategate-anzeige/winter-201415-in-deutschland-erneut-zu-mild-warum/ Die folgenden Grafiken umfassen den Zeitraum bis zum Winter 2014/15 (alle Daten des aktuellen Winters lagen zum Redaktionsschluss nicht vor):

Abbildungen 3 und 4: Um 1915 und kurz vor der Jahrtausendwende wiesen NAO und Westlagenhäufigkeit Maxima auf, was die Serienhäufung milder Winter und die insgesamt etwas höheren Wintertemperaturen in diesen Zeiträumen größtenteils erklärt. Die AMO verhielt sich dazu invers, in ihren Maxima (kurz vor 1900, späte 1930er bis 1960er, 2000er Jahre) waren die Winter tendenziell etwas kälter. Auch diese Zusammenhänge sind grob und können nicht alle winterlichen Witterungsabläufe erklären. Unstrittig und mit einem Bestimmtheitsmaß von 45% erstaunlich eng ist hingegen der in der unteren Grafik gezeigte Zusammenhang zwischen der Häufigkeit aller Großwetterlagen mit Westanteil (rotviolett) und den deutschen Wintertemperaturen.

Der enge Zusammenhang zwischen Westwetterlagenhäufigkeit und Wintertemperaturen erklärt auch den mildesten Dezember 2015 seit Beginn regelmäßiger Messungen, denn er wies mit 25 Tagen Westwetter fast zweieinhalbmal so viele auf, wie im Langjährigen Mittel. Zwar gab es in den Dezembern 1900 (27) und 1965 (28) noch etwas mehr Westlagen- Tage, doch im 2015er Dezember fanden die ostwärts ziehenden Tiefs quasi die Ideallinie für die maximale Erwärmung in Deutschland: Sie zogen weit genug nördlich, um tagsüber oft die Sonne scheinen zu lassen, aber nicht so weit nördlich, dass der erwärmende südwestliche Bodenwind über längere Zeit abflauen konnte, was sofortiges nächtliches Auskühlen bedeutet hätte. Die folgende Wetterkarte illustriert einen solch typischen Tag im „Dezemberfrühling“ 2015 mit Wind und Sonne:

Abbildung 5: Westwetterlage am 26.12.2015 mit einem breiten Warmsektor über Europa, in dem milde Subtropikluft aus Südwesten unter leichtem Hochdruckeinfluss heranwehte. Föhneffekte an den Nordostseiten der Gebirge verstärkten die Erwärmung; vereinzelt wurden Werte deutlich über 15 Grad gemessen! Über Skandinavien deutet sich jedoch schon ein massiver Kälteeinbruch an, der Anfang Januar 2016 Nordostdeutschland mit voller Härte traf.

Mit Beginn des Neuen Jahres fand jedoch die überall extrem milde Witterung in der Nordosthälfte Deutschlands ein jähes Ende (Abbildungen 6 und 7):

Abbildungen 6 und 7: Grenzwetterlage am 4. Januar 2016. Milde Südwestluft trifft auf eisige, kontinentale Subpolarluft (cP) aus dem Osten, mit allem, was dazu gehört: Schneefall, Schneeregen, Eisregen, Gefrierender Regen und nur Regen/Sprühregen im frostfreien Südwesten. Untere Abbildung Vorhersagekarte von wetter3.de, Ausschnitt, nachbearbeitet von Stefan Kämpfe.

Die enormen Temperaturkontraste dieser „Grenzwetterlage“ zeigt die folgende Abbildung 8:

Abbildung 8: Temperaturkontrast in der Nacht zum 05.01.2016 von um die 15 Grad über Deutschland mit 5 bis 6 Plusgraden an der West- und bis zu minus 9 Grad an der Ostgrenze. Solche großen Temperaturgegensätze sind selten; noch wesentlich dramatischer waren sie aber mit um 25 Grad zum „Silvester-Blizzard“ 1978/79. Bildquelle wetteronline.de, ergänzt von Stefan Kämpfe

Einer kurzzeitigen Erwärmung folgte Mitte Januar eine Kältewelle aus Nord, die diesmal ganz Deutschland erfasste. Vereinzelt gab es Minima um minus 20, in Kühnhaide (Erzgebirge) sogar um minus 30 Grad, und das bei einer mittleren CO2- Konzentration von über 400 ppm! Näheres dazu bei freiepresse.de unter http://www.freiepresse.de/LOKALES/ERZGEBIRGE/ZSCHOPAU/Klirrende-Winternacht-kalt-kaelter-Kuehnhaide-artikel9415518.php Dabei ließ sich schön beobachten, was den winterlichen Temperaturgang kurzfristig beeinflusst- ebenfalls nicht die CO2- Konzentration, sondern die örtlichen Gegebenheiten im Zusammenspiel mit Sonnenscheindauer, Nebel, Wolken und aufziehenden Wetterfronten. Die Beobachterin CAROLIN HERRMANN meldete uns aus Erfurt am 19. Januar dichten Nebel bei minus 16°C, der im benachbarten Weimar fehlte. Daraufhin sahen wir uns die Temperaturverteilung dieses Januarmorgens in Deutschland an- mit erstaunlichem Ergebnis: Das nur gut 300 Meter hoch liegende Erfurt- Bindersleben, eigentlich kein vom deutschen Durchschnitt wesentlich abweichender Ort, war kälteste DWD- Hauptstation, viel kälter als das von der Lage ganz ähnliche Gera- Leumnitz und sogar etwas kälter als die Zugspitze:

Abbildung 9: Datenquelle DWD, Abbildung wetterzentrale.de, bearbeitet und ergänzt von Stefan Kämpfe: Mit minus 16,2°C war Erfurt um 8 Uhr kälter als Gera (minus 12,4°C) und die Zugspitze (minus 15,7°C).

Ursache dieser relativ seltenen Temperaturverteilung war eine starke nächtliche Ausstrahlung (die CO2 nicht verhindern konnte!) bei zunächst klarem Himmel, wobei sich die kälteste Luft im Thüringer Becken sammelte. Bei Erreichen des Taupunktes setzte dort Nebelbildung ein. Die kalte Nebelluftschicht wuchs bis zur viel höher gelegenen Flugwetterwarte Erfurt, erreichte aber das nahe Weimar nicht. Am 22. Januar war Ähnliches zu beobachten. Die folgenden Vergleiche der Temperaturverläufe dieser beiden Tage zwischen Erfurt und Gera sprechen für sich. Sie zeigen, welch große Temperaturunterschiede auf engstem Raum entstehen können, aber auch, wie diese bei Wetteränderungen (am Tagesende des 19.01. Wolkenaufzug eines Schneetiefs aus Nord, am 22.01. Warmfront-Okklusion aus Westen) wieder verwischt werden:

Abbildungen 10 und 11: In den beiden Nächten bestanden zunächst keine gravierenden Temperaturdifferenzen zwischen Gera und Erfurt. Diese wurden erst mit Bildung des Kaltluftsees im Thüringer Becken gegen Morgen größer. Nebel, Hochnebel und Dunst dämpften die Tageserwärmung in Erfurt; am 22.01. blieb diese dort aus; erst am Abend dieses Tages überholte Erfurt sogar Gera, weil die Warmluft einer Front zuerst in Erfurt ankam.

Während der Winter in Deutschland nur kurze Gastspiele gab, suchte er diesmal ganz ungewöhnliche Gegenden heim. Neben dem angeblichen „Rekord- Blizzard“ mit meterhohem Schnee in den USA (was dort aber gar nicht so selten ist) und den minus 43 Grad in Nordskandinavien schneite es vom südlichen Japan über das südliche China und Taiwan bis hin nach Saudi- Arabien im letzten Januar- Drittel teilweise kräftig. Dorthin floss kontinentale Kaltluft aus Innerasien und verschonte Mitteleuropa. Die folgenden Bilder sprechen für sich:

Abbildungen 12 bis 14: Winter in Saudi- Arabien und im subtropischen Ostasien. Bildquellen: Beide obere Swanky Riyadians, veröffentlicht bei wetteronline.de, unteres unbekannt. Näheres zu diesen Wintereinbrüchen unter anderem bei http://www.n-tv.de/panorama/Extreme-Kaeltewelle-laesst-Asien-bibbern-article16844886.html

Schaut man sich die geografische Breitenlage an, so liegen die betroffenen Regionen teilweise südlicher als Kairo! Ähnliches war unter anderem in den Wintern 1988/89 und 2013/14 zu beobachten, die in Mitteleuropa sehr mild verliefen. Die kontinentale Kaltluft sucht in solchen Situationen offenbar häufiger andere Gebiete heim und verschont Mitteleuropa weitgehend.

Abschließend werfen wir noch einen Blick auf den 30ig- jährigen Trend der Wintertemperaturen an der privaten Wetterstation Amtsberg. Dieser ist leicht gefallen und verhielt sich damit etwas anders, als die in unserer Abbildung 1 gezeigten Deutschland- Werte. Den Grund dafür werden wir im Teil 2 dieser Winter- Rückschau beleuchten:

Abbildung 15: An der privaten Wetterstation Amtsberg am Nordrand des Erzgebirges kühlten sich die Winter seit 1986/87 leicht ab. Allerdings ist dieser Trend aufgrund der sehr großen Streuung der Einzelwerte nicht signifikant. Dennoch ist das bisherige Ausbleiben der viel prophezeiten „Klima- Erwärmung“ bemerkenswert!

Warum nehmen wir Amtsberg? Aus Grafik 1 ist erkenntlich, dass die Winter seit 30 Jahren in Deutschland eine ebene Trendlinie haben, also insgesamt gleich geblieben sind. Deutschland hat sich aber verändert in den letzten 30 Jahren, täglich kommen 110 ha wärmende Bebauung hinzu, eine schleichende Erwärmung, welche die DWD-Stationen je nach Standort mehr oder weniger mitmessen. Mit Amtsberg haben wir einen kleinen Ort im Erzgebirge gefunden, der selbst im weiteren Umkreis seit gut 40 Jahren fast keine Veränderungen erfahren hat. Bei aller Vorsicht gehen wir davon aus, dass auch Deutschland, hätte es kein Wärmeinselwachstum gegeben, eine fallende Trendline hätte. Wir stellen fest: WI-bereinigt sind die Winter in Deutschland seit 30 Jahren leicht kälter geworden. Das ist das Gegenteil der behaupteten C02-Klimaerwärmung.

Fazit zum Teil 1 unserer Winter- Rückschau: Längere Serien milder Winter und einzelne, extrem milde Winter gab es auch bei wesentlich geringeren CO2- Konzentrationen. Großen Einfluss auf unsere Wintertemperaturen haben die Sonnenaktivität, die AMO, die NAO, die Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen sowie WI- Effekte (Teil 2). Bei vielen Westwetterlagen fallen unsere Winter generell milder aus, weil dann atlantische Luftmassen dominieren. Der Winter 2015/16 wies trotz seines sehr milden Charakters auch zwei Kältewellen im Januar auf, bei denen vereinzelt Tiefstwerte um minus 30 Grad gemessen wurden. Dabei traten bemerkenswerte, kleinräumige Temperaturkontraste auf. Nebel und Wolken, die Sonnenscheindauer und markante Luftmassenwechsel bestimmten das Temperaturniveau und den Temperaturverlauf wesentlich. Dieser Mildwinter ist auch deshalb kein eindeutiger Hinweis auf einen „globalen Klimawandel“, weil ausreichend Kaltluft vorhanden war, die aber zum wiederholten Male Deutschland nur kurzzeitig erfasste und dafür andere Regionen der Nordhalbkugel traf.

Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher

Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher




Extremes Winterwetter in Europa, der Wärmeinseleffekt und das Märchen vom CO2- Treibhauseffekt Teil 2- Die Wärmeinseln breiten sich aus.

Bild rechts: Berlin- Alexanderplatz: Eine Topadresse in Sachen Überwärmung – nicht durch CO2, sondern durch Bebauung und zu wenig Stadtgrün.
Doch seit 1850 wurde es wieder wärmer und die Klimaforscher beschäftigt vor allem das Warum und das Wieviel. Seit 30 Jahren hat sich erneut in den Medien und der Politik, angetrieben durch das IPPC, die vorherrschende Meinung gebildet, diese Erwärmung sei auf die Industrialisierung zurückzuführen, die damals begonnen hatte. Und mit der Industrialisierung verbunden ist die vermehrte Kohlendioxidfreisetzung. Deshalb ist wohl der C02-Gehalt in der Atmosphäre von damals 0,03% auf jetzt 0,04% gestiegen. Die Treibhaustheorie besagt, dass ausschließlich das C02 diese Erwärmung von 1,5 K bis 2 K seit 150 Jahren bewirkt habe.
Inzwischen gesteht man wenigstens schon ein, dass die Städte bei manchen Hochdruckwetterlagen bis zu 10 Grad wärmer werden können als ihr Umland. Dass diese höhere Temperatur grundsätzlich auch Auswirkungen auf die erfassten Deutschlandwerte hat, auf diese Idee kamen die C02-Erwärmungsgläubigen allerdings noch nicht. Und dass sich das Umland in den letzten 150 Jahren auch verstädtert hatte und somit wärmer geworden war, müssen wir hier jedes Mal extra betonen.
Doch wollen wir zunächst einmal mit der Falschbehauptung aufräumen, dass die Temperaturen immer gleich gewesen wären, und dass es erst seit der Industrialisierung wärmer geworden wäre und der Erwärmungstrend besonders nach der Jahrtausendwende angewachsen sei.

Grafik 1 gibt einen Überblick, dass es noch nie konstante Temperaturen auf der Erde gab. Die Vorstellung vieler Politiker und Medienvertreter, dass die Temperaturen der letzten 1000 Jahre konstant gewesen wären, die Gletscher immer gleich groß waren und seit 150 Jahren erst die Temperaturen steigen würden, ist falsch. Falsch sind insbesondere die ständigen Behauptungen, dass nach dem Jahr 2000 die Temperaturen besonders stark gestiegen wären.
Für diesen C02-Erwärmungsglauben gibt es keinen einzigen naturwissenschaftlichen Versuchsbeweis, sondern lediglich einen statistischen Zusammenhang („Nonsens- Korrelation“), nämlich zwischen einem C02 Anstieg und einem Temperaturanstieg während der letzten 150 Jahre. Jeder kritische Wissenschaftler weiß, dass dies als Beweis nicht ausreichend ist, denn zwischen dem Anstieg der Pfarrergehälter und dem Alkoholkonsum haben wir dieselbe statistische Korrelation und doch haben beide Anstiege keine Ursachen-Wirkungs-Beziehungen.
Und doch versucht das IPCC diesen Zusammenhang CO2 – Temperaturen zu konstruieren. Es handelt sich um keinen Weltklimarat, wie das IPCC in Deutschland fälschlicherweise bezeichnet wird, sondern um eine Interessengemeinschaft. Diese Interessengemeinschaft der Reichen sondiert alle Publikationen, die den CO2-Treibhauseffekt bejahen, so dass kritische Stimmen erst gar nicht in die Entscheidungsfindung des IPCC einfließen. Ziel ist also, anhand von Indizien die C02-Erwärmung zu behaupten und Computer-Erwärmungsmodelle für die Zukunft zu erstellen.
Doch befassen wir uns zunächst mit der Erwärmung nach der kleinen Eiszeit in Deutschland. Denn der Deutsche Wetterdienst, bzw. die einzelnen Stationsleiter arbeiten solide. Zumindest trauen wir Ihnen eine solidere Arbeit zu, was für andere Länder der Welt nicht gelten mag. Seit 1881, also im Kaiserreich begann die vergleichende Erfassung der Einzeldaten durch den DWD. Der Temperaturanstieg, beginnend im Kaiserreich zum heutigen Deutschland bis 2015, sieht laut DWD so aus: Siehe: http://www.dwd.de/DE/leistungen/zeitreihenundtrends/zeitreihenundtrends.html?nn=495662

Grafik 2: Die Messstationen des DWD im damaligen Kaiserreich zum heutigen Deutschland zeigen einen deutlichen Temperaturanstieg. Das Jahr 2015 endete mit einem Schnitt von 9,9C
Die Trendlinien steigen, weil die Temperaturen bei den Stationen tatsächlich zugenommen haben. Die Schlussfolgerung, wir haben eine Erwärmung in Deutschland von gut 1,5 Grad ist naturwissenschaftlich aber nicht gerechtfertigt und somit falsch. Das soll im Folgenden erläutert werden:
Jeder Student im Anfangsstudium eines naturwissenschaftlichen Faches lernt, dass er bei Langzeitversuchen seine Versuchsbedingungen nicht ändern darf, sonst sind die Ergebnisse nicht vergleichbar. Und genau das ist bei den Messstationen Deutschlands der Fall. Vor über 100 Jahren standen die an ganz anderen, viel kälteren Orten oder die Orte wurden selbst wärmer durch menschliche Eingriffe um die Station herum. All dies haben wir bereits ausführlich beschrieben. (Siehe Kowatsch/Kämpfe/Leistenschneider unter "Wärmeinseleffekte bei den Messstationen". http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/der-waermeinseleffekt-wi-als-massgeblicher-treiber-der-temperaturen/).
Im Grunde wären die Temperaturwerte nur vergleichbar, wenn Deutschland und die Welt genauso geblieben wären wie sie damals 1881 war, mit dem gleichen Kaiser und den gleichen Menschen und wenn sich nichts, aber auch gar nichts seitdem verändert hätte. Nur dann hätten wir identische Vergleichsbedingungen, und wir könnten das Jahr 1881 direkt mit 2015 vergleichen. Dass dies nicht so ist, dafür kann der DWD nichts. Nur muss man das wissen, und jeder naturwissenschaftliche Student begreift sofort, dass diese steigende Trendlinie eine nichtssagende Linie ist. Richtig wäre lediglich die Aussage: Es wurde bei den Messstationen aufgrund der veränderten Messbedingungen wärmer. Die Trendlinie könnte auch die veränderten Messmethoden widerspiegeln. Die andere Möglichkeit eines Vergleiches wäre, einen Korrekturfaktor einzufügen, der die wärmende Veränderung wieder herausstreicht aus den Grafiken, und damit würde man die Messungen vergleichbarer machen. Kowatsch/Kämpfe/Leistenschneider haben diesen Korrekturfaktor bereits 2010 ermittelt und eine WI-Bereinigung in die DWD-Jahres-Diagramme eingefügt. Die Daten des DWD sind nicht wärmeinselbereinigt.

Grafik 3: WI: Die hier dargestellte WI- Bereinigung (Berechnung: R. LEISTENSCHNEIDER) entspricht sicher nicht völlig der (leider schwer zu fassenden) Realität, weil für große Teile Deutschlands (Wald, größere Gewässer, leider auch weite Teile des Offenlandes fernab der Siedlungen) keine seriösen, langjährigen Messreihen vorliegen. Der DWD unterzieht seine Messungen (rote Linien) keiner WI-Korrektur, was er allerdings auch zugibt.
Anmerkung: WI- Effekte dürfen niemals losgelöst von den anderen Erwärmungsursachen, speziell der Großwetterlagenhäufigkeit, der Sonnenscheindauer, der Luftverschmutzung und der Bewölkung, betrachtet werden! Hier bestehen nämlich zahlreiche, kaum erforschte und teilweise je nach Situation konträre Rückkopplungseffekte. Eine längere und intensivere Besonnung fördert die Überwärmung und wird – wegen der oft nur spärlichen oder fehlenden Begrünung und der damit geringeren Evapotranspiration – in einer dicht bebauten Fläche viel stärker erwärmend wirken als im freien Umland, wo feuchte Böden und die Vegetation (Fotosynthese) bremsend wirken. So kurios es klingen mag – durch die zunehmende CO2- Konzentration könnte dieser kühlende Effekt des Umlandes tatsächlich aber etwas abnehmen, weil die Pflanzen bei der Fotosynthese weniger transpirieren müssen – messbar ist dieser geringe Effekt aber vermutlich nicht. Viel wesentlicher ist die Beeinflussung von Bebauung und geänderter Landnutzung (Trockenlegung, Versiegelung) auf die Nebel- und Hochnebelbildung. Und täglich werden allein in Deutschland 1,1 km² überbaut. Im Sommerhalbjahr nehmen über bebauten oder versiegelten beziehungsweise entwässerten Arealen Nebel- und Hochnebelhäufigkeit ab, was die Besonnung und damit die weitere Erwärmung fördert. Andererseits tritt hier vermehrt Konvektion auf, welche, falls sie zur Quellwolkenbildung, meist ab dem Mittag bis in den späten Nachmittag hinein, führt, etwas Kühlung verschafft. Im Winter sind zwei gegensätzliche Effekte möglich (die Sonnenscheindauer spielt in der strahlungsarmen Jahreszeit nur eine untergeordnete Rolle). Wenn durch mehr Kondensationskeime vermehrt Dunst, Nebel oder Hochnebel über einer Stadt entstehen, so wirkt das erwärmend, weil die winterliche Ausstrahlung behindert wird. Werden hingegen Dunst-, Nebel- und Hochnebelbildung unterdrückt, beispielsweise durch Abwärme (Verdunstung findet im Winter nur eingeschränkt statt), so kann es besonders im Übergangsbereich zwischen Stadt und Umland, wo die schützende Wolken- oder Nebeldecke fehlt, aber der Abwärme- Effekt aus Heizung, Industrie und Verkehr geringer ausfällt, auch zu tieferen Minimumtemperaturen kommen als im freien Umland. Untersuchungen von KÄMPFE zu den Temperaturgradienten zwischen Stadt und Umland in verschiedenen Jahreszeiten deuten auf durchaus sehr unterschiedliche Verhältnisse in Mitteleuropa hin, müssen aber noch weiter fortgeführt werden:

Grafik 4: Aus je 3 städtischen Berliner und 3 relativ ländlichen Brandenburger Stationen wurden die monatsweisen Temperaturmittelwerte (2m Messhöhe, Datenquelle Meteorologischer Dienst der DDR/DWD) für den Zeitraum 1951 bis 1980 gebildet und subtrahiert. In den einzelnen Monaten und Jahreszeiten ergeben sich Unterschiede. Die Frühlingsmonate, besonders der April, zeichnen sich durch die höchsten, die Herbstmonate durch geringste Stadt-Umland-Differenzen aus.

Grafik 5: Selbe Vorgehensweise wie bei Grafik 4, diesmal für 4 Wiener und 4 im Umland gelegene Stationen (Datenquelle Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Österreich). Hier sind die Unterschiede nicht so groß (Wien hat eine geringere Einwohnerzahl als Berlin und liegt weiter südlich – WI-Effekte treten besonders stark in nördlichen Regionen auf) und treten besonders im Winter in Erscheinung.
Wie sich die Nebelhäufigkeit in der aufgrund der Nähe zu den Großstädten Berlin und Potsdam deutlich WI-beeinflussten Station Potsdam-Telegrafenberg seit Ende des 19. Jahrhunderts entwickelt hat, verdeutlicht nachfolgende Abbildung. Man erkennt ein hauptsächlich durch die Luftverschmutzung bedingtes Maximum zwischen den 1950er und den 1980er Jahren. Um die Jahrtausendwende war die Nebelhäufigkeit auf die geringsten Werte seit Beobachtungsbeginn gesunken – eine wesentliche Ursache für die gegenwärtig hohen Lufttemperaturen.

Grafik 6: Die Nebelhäufigkeit (Datenquelle: PIK Potsdam) schwankte in den letzten gut 120 Jahren stark, was vermutlich unter anderem vom Maximum der Luftverschmutzung (1950er bis 1980er Jahre) und der Sonnenaktivität beeinflusst wurde.
Und auch die langfristige Häufung südlicher Wetterlagen beschleunigte die Erwärmung durch städtische WI-Effekte, denn bei diesen Lagen befindet sich Deutschland meist auf der Vorderseite der Tiefdruckgebiete, wo es weniger tiefe Wolken und damit eine die städtische Erwärmung fördernde längere Sonnenscheindauer gibt.
Kürzere Zeiträume: Zwar schreitet der wärmende Eingriff des Menschen in die Landschaft weiter voran, täglich werden in Deutschland 1,1 km² Fläche überbaut und damit weiter erwärmt, und  aus der freien Fläche werden durch Windräder der kühlende Wind und damit die natürliche Abkühlung vermindert und zusätzlich über Strom letztlich erneut Wärme hergestellt, jedoch sind diese durch Menschenhand erzeugten wärmenden Effekte innerhalb der letzten 15 bis 20 Jahre kleiner (siehe Grafik4) im Vergleich mit der gesamten Zeitspanne zurück bis 1881 und bisweilen vernachlässigbar. Doch muss man sich im Klaren sein, direkt vergleichbar sind immer nur die Folgejahre, das Jahr 2014 war um 0,4K wärmer als 2015. In diesen 365 Tagen machen sich die Wärme erzeugenden Zusatzeffekte noch nicht wesentlich bemerkbar. Aber schon die 9,7°C von 1994 sind nicht mehr mit den 9,9°C von 2015 vergleichbar. Die Aussage: 2015 war um 0,2 K wärmer als 1994 ist nicht zulässig und deshalb falsch. Sondern 1994 war wärmer als 2015 wäre die richtige Aussage. Nur um wie viel wärmer, darüber besteht noch keine Einigkeit und war wiederholt in unseren Veröffentlichungen ein wesentlicher Diskussionspunkt.
Die C02-Erwärmungsgläubigen behaupten hingegen, dieser Temperaturanstieg seit 1881 beruhe ausschließlich auf der menschengemachten C02-Erzeugung/Zunahme von knapp 0,03% auf 0,04%. Ein weltweiter Temperaturstillstand seit 19 Jahren wird vor allem in den Medien negiert. Siehe diesen Kommentar zum Jahreswechsel in SWR 2:
http://www.swr.de/swr2/kultur-info/meinung-klimawandel/-/id=9597116/did=16731320/nid=9597116/sdpgid=1190119/f4nsle/index.html
Um diese fehlende Erwärmung seit 18/19 Jahren zu erklären, greifen die C02-Gläubigen zu drei unerlaubten Methoden: 1) Sie negieren diesen Temperaturstillstand und behaupten einfach, dass die Erwärmung seit der Jahrtausendwende ganz besonders zugenommen hätte. Hier überwiegt der Glaube über die Fakten. Zugenommen haben lediglich die C02-Konzentrationen. Sie halten an ihrem sich fortsetzenden C02-Erwärmungs-Glauben fest und negieren die Messungen des Deutschen Wetterdienstes, aber auch die der Satellitenerhebungen. Sie geben keine weiteren Kommentare ab und erzählen beim nächsten Male wieder ihre eigenen Erwärmungsideologie.

Grafik 7: Trotz der beiden warmen Jahre am Schluss haben wir in Deutschland seit 19 Jahren keine Erwärmung.
2) Sie zeigen nachbearbeitete Diagramme, bei welchen diverse Institute eine umgekehrte Wärmeinselbereinigung vorgenommen haben, also die Daten früherer Jahre wurden tiefer gesetzt. Das wollen wir mit dem folgenden Beispiel verdeutlichen.
Die folgende Grafik erhielten wir von unserem Kollegen Klaus-Eckart Puls. Betrachten wir zunächst die obere Hälfte des Diagrammes und suchen wir den roten Balken für das Jahr 1998, das weltweit wärmste Jahr. Die Folgejahre waren alle deutlich kälter, was der grüne Pfeil veranschaulichen soll.

Grafik 8: Bei der Nachbearbeitung von Temperaturdiagrammen nehmen es die C02-Erwärmungsfanatiker oftmals nicht so genau. Da werden nachträglich Temperaturen verändert, so wie das Jahr 1998. In der unteren Hälfte ist die rote Säule für 1998 deutlich nach unten gesetzt, das deutlich wärmste Jahr ist auf den gleichen Stand mit den Folgejahren gebracht worden.
3) Die CO2-Treibhausgläubigen akzeptieren die Angaben des DWD, behaupten aber, über längere Zeiträume sei es wärmer geworden und wir würden „cherry picking“ betreiben. Ein komischer Vorwurf, wo wir doch zeigen wollten, dass in den letzten zwei Jahrzehnten die Temperaturen stagnieren und die Erwärmung eine Pause eingelegt hat.
Messmethodenänderung. Mit diesem Punkt wird die Problematik der Vergleichbarkeit von Messdaten noch unübersichtlicher: Aus der Aalener Oberamtsbeschreibung von 1854 ist überliefert, dass die AA-Messstation am Waldrand bei einem Forsthaus steht, der Wert von 1850 betrug 6,7 R. Umgerechnet in °C sind dies 8,3 Grad Celsius. Heute steht die Station in der Stadtmitte des Vorortes Wasseralfingen und misst Jahrestemperaturen konstant über 9°C. Die Einwohnerzahl hat sich seitdem verzehnfacht. Erst ab 1900 mussten alle Stationen in Deutschland auf Celsius umgestellt sein. Es ist somit nicht sicher, ob die alten Anfangswerte alle umgerechnet und erhöht wurden. Eine weitere und gravierendere Umstellung fand zwischen 1985 und 2000 statt, es wurde die digitale Messung über 24h eingeführt. Auch das war eine naturwissenschaftlich nicht erlaubte Veränderung der Messwerteerfassung während eines laufendes Versuches, denn anschließend waren nahezu alle Temperaturen höher. Zur Ermittlung der Vergleichbarkeit hätte der DWD mindestens über ein Jahrzehnt Parallelmessungen durchführen müssen, um bei jeder seiner 2000 Stationen den Messmethodenkorrekturfaktor zu ermitteln. Das wurde aber nicht getan.
Ein Augsburger Wetterstationsbetreiber hat das für seine Station gemacht, die alte wurde belassen und eine neue danebengestellt. Nun behauptet er nach 30 Jahren, dass die angebliche Erwärmung von 1985 bis 2000 nur bei der digitalen Messstation zu finden wäre. Den angeblichen Temperatursprung von 1985 bis 2000 gäbe es bei der alten Methode und bei seiner Augsburger Station nicht, siehe: http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/hat-die-digitalisierung-der-mess-stationen-die-messmethode-beeinflusst-ist-die-messmethodenaenderungfuer-die-menschengemachte-klimaerwaermung-verantwortlich/
Ob eine Verallgemeinerung der Augsburger Erfahrung möglich ist? Der Stationsleiter betont ausdrücklich, dass seine Feststellungen nur für Augsburg gelten würden.
Nehmen wir nun in Gedanken an, dass Deutschland und die Welt sich seit 130 Jahren überhaupt nicht verändert hätten, dann würde uns der Deutsche Wetterdienst diese Grafik vorlegen:

Grafik 9: Unsere WI-bereinigten Deutschlandtemperaturen gehen von einer Wärmeinselerwärmung von 1,2 K seit 1891 aus, Wir geben ihn mit einer Streubreite von plus/- 0,3K an. Man sieht deutlich, dass der größte Teil der vom DWD gemessenen Erwärmung in Grafik 3 auf den schleichend steigenden Wärmeinseleffekt zurückzuführen ist und nicht auf die behauptete C02-Erwärmung. WI-bereinigt wäre 1934 das wärmste Jahr und nicht 2014.
Josef Kowatsch, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher




Extremes Winterwetter in Europa, der Wärmeinseleffekt und das Märchen vom CO2- Treibhauseffekt Teil 1: Die gegenwärtigen Witterungsextreme und wesentliche Hintergründe der Erwärmung in Deutschland

Bild rechts: Ein extrem milder Dezember 2015 ließ in Weimar erste Schneeglöckchen blühen, doch Eiseskälte setzte der Frühlingsherrlichkeit ein jähes Ende. Foto: Stefan Kämpfe
Selten bescherte uns ein Winter solche Temperaturkontraste, wie der gegenwärtige. Während man sich im November und Dezember über frühlingshafte Temperaturen in ganz Deutschland freuen konnte, vertrieb eisige Winterluft in den ersten Januartagen den „Dezemberfrühling“ aus Skandinavien und erreichte zeitweise auch Nordostdeutschland. Der Südwesten blieb noch vom Wintereinbruch verschont. Die um den 7. Januar gemessenen Temperaturen in Skandinavien waren sibirisch und ließen zeitweise eine markante Luftmassengrenze mit Temperaturgegensätzen von bis zu 15 Grad über Deutschland entstehen:

Über Deutschland stellte sich die Situation am 5. Januar so dar:

Beide Bilder Quelle wetteronline.de, ergänzt von Stefan Kämpfe
Eines wird bei der Betrachtung dieser beiden Abbildungen klar: Die annähernd überall gleiche CO2- Konzentration passt nicht zu den extremen Temperaturkontrasten. Und wie vertragen sich die deutlich gestiegenen CO2- Werte, die doch eigentlich wärmen sollten, mit den sibirischen Temperaturen in Skandinavien und Osteuropa? Gar nicht, wie ein kritischer Blick auf die Entwicklung der Wintertemperaturen an der Station Erfurt- Weimar zeigt:

Bleibt die spannende Frage, was statt CO2 diese Extreme verursacht hat und wie sich die Deutschland- Temperaturen zukünftig entwickeln könnten. Im Rahmen dieses Beitrages können wir die wichtigsten Ursachen nur kurz benennen und anreißen. Eine wesentliche Rolle spielt die Sonnenaktivität. Unser Zentralgestirn strahlt nicht immer gleich viel Energie ab. In aktiven Phasen, wie wir sie am Ende des 20. Jahrhunderts bis kurz nach der Jahrtausendwende erlebten, zeigen sich unter anderem mehr Sonnenflecken, die Sonne ist magnetisch aktiver ;sie sendet dann auch mehr Röntgen-, UV- und Teilchenstrahlung aus, was tendenziell die Luftströmungen beeinflusst und die Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen zugunsten westlicher Luftströmungen über Europa beeinflusst. Diese wirken im Winter tendenziell erwärmend (folgende Abbildung):

Eine wesentliche Voraussetzung für eine intensive Westströmung ist unter anderem ein möglichst ungestörter Polarwirbel (das im Winterhalbjahr vorhandene Kältereservoir über der Arktis, besonders in der mittleren Troposphäre). Ein solch annähernd kreisrunder Polarwirbel wird an seinem Südrand von einer Intensiven Ringströmung begrenzt, die von West nach Ost verläuft und mit der die milde Atlantikluft nach Europa gelangen kann. Ist der Polarwirbel hingen gestört, beispielsweise durch sogenannte „Stratosphärenerwärmungen“, so weicht die glatte Westströmung einer mehr oder weniger stark mäandrierenden Strömung, mit der warme Luft im Extremfall bis zum Nordpol, aber kalte Luft auch bis nach Nordafrika oder in die Türkei und in den Nahen Osten gelangen kann – wie gegenwärtig. Folgend ein nahezu idealer, wenig gestörter Polarwirbel aus dem milden Winter 2014/15:

Man erkennt eine vorwiegend westlich orientierte Strömung am Südrand des Polarwirbels, von der Europa durch besonders milde Luft (Atlantik, Golfstrom- Einfluss) profitiert (Rote Pfeile). Ganz anders zeigt sich die Modellrechnung für den 12. Januar 2016, welche einen stark mäandrierenden Polarwirbel vorhergesagt hat:

Es dominieren meridionale Strömungsmuster, welche Extremwetter fördern. Einem markanten Kaltlufteinbruch über dem Mittleren Westen der USA und über Westeuropa stehen mildere Südströmungen über der US-Westküste, Ostkanada und Osteuropa gegenüber (beide Bildquellen wetterzentrale.de, ergänzt von Stefan Kämpfe).
Mit den Faktoren Sonnenaktivität, Polarwirbel und Eisbedeckung der Arktis ist auch die AMO verknüpft, die sogenannte Atlantische Mehrzehnjährige Oszillation, eine etwa 50- bis 80-jährige Schwankung der Wassertemperaturen im zentralen Nordatlantik. KÄMPFE wies nach, dass die AMO die Großwetterlagenhäufigkeit und die Temperaturverhältnisse in Deutschland wesentlich beeinflusst:

Die Häufigkeitsspitzen der Süd- und Südwestlagen folgen den AMO- Warmphasen mit einer Verzögerung von 5 bis 15 Jahren, was erklärt, dass gegenwärtig, am Ende einer solchen Warmphase, gehäuft diese Lagen auftreten. Da die Wassertemperaturen des Nordatlantiks seit dem späten 19. Jahrhundert insgesamt gestiegen sind (mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Folge der zunehmenden Sonnenaktivität), nahm auch langfristig die Häufigkeit der S- und SW- Lagen sowie die überwiegend erwärmend wirkender Hochdruckwetterlagen zu, was in Deutschland einen erheblichen Temperaturanstieg verursachte:

Und damit ist auch geklärt, warum hierzulande Spätherbst und Frühwinter 2015 so exorbitant warm ausfielen – es gab ungewöhnlich häufig warme südliche bis westliche Luftströmungen. Am Beispiel des Novembers sehen wir, dass dieser Monat auch langfristig wärmer wurde, weil die Häufigkeit der südlichen Luftströmungen zu- und die der (im Spätherbst schon sehr kalten) Ostwetterlagen abgenommen hat:

Abschließend sei noch darauf verwiesen, dass auch eine längere und intensivere Sonnenscheindauer, allerdings nur im Sommerhalbjahr, wesentlich erwärmend wirkte. Diese Entwicklung ist unter anderem auf Luftreinhaltemaßnahmen, die schon beschriebenen Häufigkeitsänderungen bei den Großwetterlagen, aber auch auf die Sonnenaktivität selbst (SVENSMARK- Effekt) zurückzuführen. Doch es gibt noch eine weitere Erwärmungsursache, die nicht unterschätzt werden darf: Wärmeinseleffekte im weitesten Sinne. Misst man an zwei gleich hoch gelegenen, ebenen, nicht allzu weit voneinander entfernten Orten die Lufttemperaturen unter standardisierten Bedingungen, so sollte man nahezu identische Messergebnisse erwarten. Wenn allerdings ein Messort im Zentrum einer Großstadt liegt, etwa in Berlin, und der andere ist eher ländlich, so zeigt sich folgendes Ergebnis:

Im dicht bebauten, versiegelten, nur wenig begrünten Zentrum einer Großstadt kann es also selbst im vieljährigen Mittel um fast 2 Kelvin (2°C) wärmer als in ländlichen Regionen sein! Und die Bebauungs- und Versiegelungstätigkeit nahm gerade nach 1945 massiv zu. Im folgenden zweiten Teil wollen wir daher diesen WI- Effekt genauer beleuchten.
Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher
Josef Kowatsch, Naturbeobachter und unabhängiger Klimaforscher