Autor: Willis Eschenbach - EIKE - Europäisches Institut für Klima & Energie

Warum ist der Temperaturanstieg so gering? Hier ist eine Grafik, die zeigt, was passiert.

Abb. 1. Globale Energiebilanz, von Kiehl/Trenberth angepasst und erweitert. Die Werte sind Watt pro qm (W/m2). Beachte die Emission von 147 W/m2 am oberen Atmosphärenrand (emitted by Atmosphere). Die Tropopause ist die Höhe, wo die Temperaturabnahme mit der Höhe aufhört.

Wie man sieht, steigt die Temperatur nicht viel an, weil es verschiedene Verluste im Gesamtsystem gibt. Ein Teil der einfallenden Sonneneinstrahlung wird von der Atmosphäre absorbiert. Ein Teil wird in den Weltraum abgestrahlt durch das „Atmosphärische Fenster“. Ein Teil wird in latente Wärme umgesetzt (Verdampfung/Verdunstung), und ein Teil wird in fühlbare Hitze umgesetzt (Konduktion/Konvektion). Schließlich wird ein Teil über die Oberflächen-Albedo abgegeben.

Die Erdoberfläche reflektiert etwa 29 W/m2 in den Weltraum zurück. Das heißt, dass die Oberflächen-Albedo etwa 0,15 beträgt – (15% der Sonneneinstrahlung, die am Erdboden ankommt, wird in den Weltraum zurückgestrahlt). Das berücksichtigen wir nun. Falls die Erde keine Atmosphäre hätte und dazu eine durchschnittliche Albedo von 0,15 wie unsere Erde, wäre es etwa 20°C kälter als es ist.

Das bedeutet, dass die durch das komplette Atmosphärensystem (Treibhausgase, Wolken, Aerosole, latente und fühlbare Wärmeverluste und übriger Rest) verursachte Erwärmung etwa 20°C über dem liegt, was wäre, wenn es die Bedingungen unserer Atmosphäre und der Erd-Albedo nicht gäbe.

Warum ist das wichtig? Weil es uns erlaubt, die Klimasensitivität des Gesamtsystems zu bestimmen. „Klimasensitivität“ wird vom UNIPCC definiert als „Reaktion des Klimasystems auf ständigen Strahlungsantrieb“. Die Klimasensitivität wird als Veränderung der Temperatur von einer vorgegebenen Veränderung des Antriebs am oberen Atmosphärenrand gemessen.
[It is measured as the change in temperature from a given change in TOA atmospheric forcing. TOA = Top Of Atmosphere].

Wie in der obigen Grafik gezeigt, beträgt die Atmosphärenrand-Abstrahlung ungefähr 150 W/m2. Diese 150 W/m2 Abstrahlung verursacht die 20°C-Erwärmung. Also beträgt die Netto-Klima-Sensitivität 20°C/150W-m2, oder einen Temperaturanstieg von 0,13°C pro W/m2. Wenn wir den kanonischen UN IPCC-Wert von 3.7 W/m2 bei einer Verdoppelung des CO2 annehmen, bedeutet das, dass die Verdoppelung des CO2 zu einem Temperatur-Anstieg von ungefähr einem halben Grad führen würde.

Der 4. Assessment Report des UN IPCC nennt einen viel höheren Wert für die Klima-Sensitivität. Man sagt, er betrüge zwischen 2°C bis 4.5°C bei einer Verdoppelung des CO2, anders gesagt: vier bis 9 Mal höher als das, was wir im realen Klimasystem sehen. Warum ist die IPCC-Zahl so viel höher? Gründe sind unter anderem:

1. Die Klimamodelle unterstellen eine große positive Rückkoppelung, wenn sich die Erde erwärmt. Diese Rückkoppelung ist noch nie nachgewiesen worden, sie wird nur angenommen.

2. Die Klimamodelle unterschätzen den Anstieg der Verdampfung mit steigender Temperatur.

3. Die Klimamodelle beziehen die Wirkung von Gewittern nicht ein, welche die Erde auf mannigfache Weise abkühlen.

4. Die Klimamodelle überschätzen die Wirkung des CO2. Dies ist so, weil sie auf eine historische Temperaturaufzeichnung eingeschwungen wurden, die eine große Wärmeinsel-Komponente enthält. Weil der historische Temperaturanstieg überschätzt wird, wird auch der CO2-Effekt überschätzt.

5. Die Sensitivität der Klimamodelle hängt vom angenommenen Wert des Aerosol-Antriebs ab. Der ist nicht gemessen, sondern angenommen. Wie in Punkt 4. gesagt, hängt die angenommene Größe von historischen Aufzeichnungen ab, die Wärmeinsel-verseucht sind. Ausführliche Diskussion hierzu in: Kiehl .

6. Der Wind nimmt mit den Temperaturunterschieden zu. Zunehmender Wind vergrößert die Verdampfung, die Meeres-Albedo, konduktive/konvektive Verluste, die Meeresoberfläche, die Gesamt-Verdampfungsfläche, Schwebestaub und Aerosole. Das alles kühlt das System. Doch Gewitterstürme gehören zu keinem der Modelle und viele Modelle ignorieren eine oder mehrere Wirkungen des Windes.

Anzumerken ist, dass die Größe von einem halben Grad Klimasensitivität pro W/m2 ein Durchschnittswert ist. Das ist nicht die Gleichgewichts-Klimasensitivität. Die Gleichgewichts-Sensitivität muss niedriger sein, weil die Verluste stärker zunehmen als die Atmosphärenrand-Abstrahlung. Das ist so, weil Huckepack-Verluste und die Albedo von der Temperatur abhängen und stärker ansteigen als der Temperaturanstieg:

a) Die Verdampfung nimmt grob exponential mit der Temperatur zu, linear mit der Windgeschwindigkeit.

b) Tropische Kumuluswolken nehmen rasch mit steigenden Temperaturen zu und schirmen die einfallende Strahlung ab.

c) Auch Tropengewitter nehmen rasch mit steigenden Temperaturen zu und kühlen die Erde ab.

d) Fühlbare Wärmeverluste nehmen mit zunehmender Oberflächenerwärmung zu.

e) Abstrahlungsverluste nehmen proportional mit der 4. Potenz der Temperatur zu. Das bedeutet, dass für jedes Grad zusätzlicher Erwärmung immer mehr Energie notwendig ist. Um die Erde von 13°C auf 14°C zu erwärmen, braucht es 20% mehr Energie als für eine Erwärmung von minus 6°C (gegenwärtige Temperatur minus 20°C) auf minus 5°C.

Das bedeutet, dass mit dem Temperaturanstieg jedes dem System zugeführte zusätzliche W/m2 zu einem immer schwächeren Temperaturanstieg führt. Im Ergebnis ist der Gleichgewichtswert der Klimasensitivität (wie vom IPCC definiert) mit Sicherheit kleiner, wahrscheinlich viel kleiner als das halbe Grad pro CO2-Verdoppelung, wie oben errechnet wurde.

Willi Eschenbach erschienen bei Watts Up with this

Die Übersetzung besorgte dankenswerterweise Helmut Jäger für EIKE

Das Wesen des Vorsorge-Prinzips wird weitgehend missverstanden. Fangen wir mit der Entstehung des Vorsorge-Prinzips an (es wird in der Folge mit VP abgekürzt), wie es von der Umwelterklärung der UN (1992) stammt. Hier die Originalversion:

Zum Schutz der Umwelt soll weitgehend ein Vorsorgeansatz gewählt werden, so wie es im Vermögen der Staaten steht. Bei drohender Gefahr ernsthaften oder irreversiblen Schadens soll der Mangel voller wissenschaftlicher Gewissheit nicht als Ausrede dienen, kosteneffiziente Maßnahmen zur Verhinderung der Umweltzerstörung zu verschieben.

Das ist eine ausgezeichnete Formulierung des VP, da es von solchen Angelegenheiten abgrenzt, wie dem Mitführen von Regenschirmen, der Verweigerung von Bankkrediten, der Zustimmung zum Kyoto-Protokoll, der Invasion Afghanistans oder dem Gebrauch von Sitzgurten.

Die drei Schlüsselkriterien des VP (Hervorhebung durch den Verfasser) sind:

1) Schwerer oder irreversibler Schaden droht.

2) Keine wissenschaftliche Gewissheit (in anderen Worten, es existieren teilweise wissenschaftlichen Beweise aber keine sicheren).

3) Die Verfügbarkeit kosteneffizienter Maßnahmen, von denen wir wissen, dass sie das Problem beheben werden.

Hier sind ein paar Beispiele, was aus diesen Schlüsselkriterien des VP in der Praxis gemacht wird.

Wir haben die gesicherte wissenschaftliche Gewißheit, dass Sitzgurte Leben retten und dass die Benutzung von Regenschirmen uns trocken hält. Sie zu benutzen ist daher kein Beispiel für das VP, es ist einfach vernünftiges Handeln auf der Basis von Grundsätzen die wir für wissenschaftlich gesichert halten.

Für die Frage der Invasion von Afghanistan gibt es keine Grundsätze oder Beweise, also können wir das VP hier nicht anwenden.

Bankkredite sind weder ernsthafte Gefahren noch irreversibel noch werden sie teilweise wissenschaftlich verstanden, also eignen sie sich nicht für das VP.

Das Kyoto-Protokoll ist lächerlich weit von einer Kosteneffizienz entfernt. Das VP kann als eine Art von Versicherungspolice verstanden werden. Niemand würde $200.000 für eine Versicherungspolice zahlen, wenn die Leistung im Schadensfalle nur $20 betragen würde. Aber derart ist das Kosten/Leistungs-Verhältnis, das sich aus dem Kyoto-Protokoll ergibt. Sogar seine Befürworter sagen, dass es die Temperatur nur um ein Zehntel Grad in 50 Jahren vermindern würde, falls die beteiligten Staaten ihre Ziele erfüllen würden … kein gutes Risiko/Schadensersatzhältnis.

Schließlich betrachte man CO2. Man behauptet, dass wir es in 50 Jahren bedauern würden, wenn wir nicht jetzt den CO2-Ausstoß stoppen würden. Wir wissen aber nicht, ob CO2 überhaupt einen Schaden in fünfzig Jahren anrichten wird, und noch weniger, ob es ernsthaften oder irreversiblen Schaden stiftet. Wir haben nur wenig Belege, dass CO2 „gefährliche“ Erwärmung verursacht, anders als die phantasiereichen Prognosen aus ungetesteten, nicht verifizierten, unvalidierten Klima-Modellen lauten, die überhaupt keiner Software-Qualitätssicherung unterworfen wurden. Wir haben keine Beweise, ob eine wärmere Welt eine schlechtere Welt wäre, es könnte ja auch eine bessere Welt sein. Die Kosten der vorgeschlagenen Abhilfen werden in der Größenordnung von einer Trillion Dollar pro Jahr geschätzt … kaum kosteneffizient nach keiner Analyse. Auch haben wir gar keine Gewissheit, ob die vorgeschlagenen Abhilfen das vorhergesehene Problem verhindern könnten. Also erfüllt die CO2-Verminderung keines der drei Kriterien des VP.

Auf der anderen Seite der Gleichung ist ein gutes Beispiel für die Anwendung des VP das regionale Artensterben. Unser wissenschaftliches Verständnis ist ziemlich gut, dass wir die Dinge schlimm durcheinander bringen, wenn wir ein an der Spitze der Nahrungskette stehendes Raubtier aus einem Ökosystem entfernen. Wenn die Berglöwen getötet werden, gerät das Rotwild außer Kontrolle, die Grünflächen werden abgegrast, der Boden erodiert, Insektenpopulationen kommen aus dem Gleichgewicht, und so geht immer weiter nach unten in der Kette.

Wenn wir aber ein neues Ökosystem betrachten, das noch nicht wissenschaftlich erforscht worden ist, haben wir keine wissenschaftliche Gewissheit, dass die Entfernung des Raubtiers von der Spitze tatsächlich das Ökosystem ernsthaft oder irreversibel schädigen würde. Wenn es aber eine kosteneffiziente Methode gibt, mit der die Entfernung des Spitzenraubtiers vermieden wird, fordert das VP, dass wir diese Methode anwenden sollten. Das erfüllt die drei Forderungen des VP – die Gefahr ernsthafter oder irreversibler Schäden besteht, wir haben teilweise wissenschaftliche Gewissheit und eine kostenwirksame Lösung existiert. Also sollten wir handeln.

Weil ich diese Ansicht über die Nicht-Anwendbarkeit des VP auf das CO2 habe, werde ich oft beschuldigt, dass ich gar nichts gegen eine möglichen Gefahr tun möchte. Man sagt, ich würde etwas ignorieren, was in der Zukunft Probleme machen könnte. Das ist nicht der Fall. Ich spreche nicht für das Nicht-Handeln. Ich spreche für das Vorgehen zur Abwehr einer möglichen Gefahr, das wir später vielleicht nicht bedauern müssen.

Die Regel für die Anwendung des „nicht-bedauerlichen“ Vorgehens ist sehr einfach – tue Dinge, die echte, sofortige, kostengünstige, greifbare Vorteile bringen, gleichgültig ob die Gefahr tatsächlich existiert. Auf diese Art wird man sein Vorgehen später nicht bedauern müssen.

Hier sind einige Beispiele von „nicht-bedauerlichen“ Antworten auf die vorhergesagten CO2-Gefahren. In Peru sind die Elendsquartiere an den Hängen oberhalb Lima sehr trocken. Dieses Problem wird vermutlich schlimmer werden, wenn die Welt wärmer wird. Als Antwort auf das Problem installieren die Leute „Nebelnetze“ (http://www.alimon.org/5.htm). Diese Netze fangen das Wasser aus dem Nebel auf und versorgen so die Bewohner mit Frischwasser. In der indischen Region Ladakh gibt es das gleiche Problem, Wassermangel. Dort hat man begonnen, „künstliche Gletscher“ anzulegen. Das sind flache, billige Teiche, wo hinein man das Wasser zur Winterzeit leitet. Das Wasser gefriert und wird dann langsam wieder frei gegeben, wenn der „Gletscher“ im Laufe der nachfolgenden Wachstumsperiode schmilzt.

Dies sind beste Antworten auf eine mögliche Gefahr durch CO2. Sie sind nicht teuer, sie lösen ein echtes Problem heute und nicht erst in einem halben Jahrhundert. Und sie helfen den Armen der Welt.

Die Antworten enthüllen auch, was ich das “schmutzige Geheimnis” der „In-fünfzig Jahren-werden-wir-alle-an-CO2-sterben“ – Meute nenne. Das schmutzige Geheimnis ihrer Prognosen schweren drohenden Unheils ist, dass alle ihre prognostizierten Katastrophen schon heute geschehen.

Alle die unterschiedlichen Arten von klimabezogener Zerstörung in fünfzig Jahren, vor denen die Leute sich sorgen, sind ja schon heute da. Dürren? Haben wir. Überschwemmungen? Gibt es genug. Steigender Meeresspiegel? Prüfen Sie das mal. Insektenübertragene Krankheiten? Welche möchten Sie? Tornados und extreme Stürme? Haben wir immer. Menschen, die verhungern? Wie viele sollen’s denn sein? Alle biblischen Plagen Ägyptens? Möchten Sie das Ungeziefer an den Hals haben?

Denkt nicht an das, was in fünfzig Jahren geschehen wird. Jede nur mögliche Klimakatastrophe ereignet sich auch heute, und das ist schon seit Jahrhunderten so.

Wer sich also wirklich um diese Probleme kümmern will, soll es heute tun. Spenden Sie für Organisationen, die salz-resistente Ernten entwickeln, stecken Sie Geld in die Ausbildung zur Dürre-Vermeidung in Afrika. Unterstützen Sie den Einsatz von mikro-hydroelektrischen Pflanzen zur dörflichen Energieversorgung. Es gibt endlos viele Möglichkeiten.

Auf diese Weise werden die Menschen besser darauf vorbereitet und kenntnisreicher mit den Problemen umgehen, die von den unangenehmen Klimalaunen herrühren, gleichgültig, ob nun die Weltuntergangspropheten Recht oder Unrecht haben mit dem was in fünfzig Jahren passieren wird. CO2 zu bekämpfen ist gigantisch teuer, ist bislang unwirksam gewesen, wird zerstörerisch auf das Leben der Ärmsten wirken und erzeugt keine Sicherheit auf die versprochenen Ergebnisse. Das ist eine sehr schlechte Kombination.

Ich persönlich glaube nicht, dass CO2 die Weltuntergangsszenarien verursacht. Das aber gilt nur für mich. Ich habe mich früher auch schon mal geirrt. Falls Sie sich Sorgen über CO2 machen und es für das Übel halten, sollten Sie sich als Befürworter Ihrer „nicht-bedauernswerten“ Option zeigen. Wenn Sie das tun, können Sie sicher sein, nicht einfach nur Geld mit geringer Erfolgsaussicht in ein bodenloses Loch zu schütten, ganz gleich ob CO2 eine Gefahr darstellt, wie die Leute behaupten, oder nicht. Das ist das richtige Vorsorge-Prinzip.

Gastbeitrag von Willis Eschenbach erschienen am 31.12.09 bei Whatts up with this

Die Übersetzung besorgte dankenswerterweise Helmut Jäger für EIKE

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