Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt
Das Zentralgestirn unseres Planetensystems war auch im August unternormal aktiv. Die festgestellte mittlere monatliche Sonnenfleckenzahl (SSN für SunSpotNumber) betrug nur 8,8. Zum Vergleich: das arithmetische Mittel über alle bisher systematisch beobachteten 23 Zyklen für den 117. Monat des 11-jährigen Zyklus beträgt 31,2.
Die Sonne war also im letzten Monat weniger als 1/3 so aktiv wie im Mittel. An 13 Tagen des Monats war überhaupt kein Fleck zu beobachten, an den übrigen Tagen sah man diesmal die Südhemisphäre zu 74% zu den wenigen kleinen Flecken beitragen.
Abb.1: Die Fleckenaktivität des aktuellen SC (für SolarCycle) 24 im Vergleich zu einem mittleren Zyklus (blau) und dem im letzten Zyklusdrittel sehr ähnlichen SC5 ( schwarz).
Vieles spricht dafür, dass der Zyklus seine letzten rechnerischen 14 Monate sehr ruhig beendet. Das ist einigermaßen beruhigend wenn man weiß, dass die Sonne auch anders könnte und wohl auch schon konnte. Super-Explosionen auf der Sonne kamen schon vor: der berühmte „Carrington Event“ am 1.September 1859 ist ein Beispiel. Damals gab es einen Flare (eine Sonneruption), der erdgerichtet war und um ein Vielfaches stärker als alles, was wir in dieser Beziehung im Satellitenzeitalter beobachten konnten. Vor wenigen Wochen erschienen Arbeiten, die Ereignisse im Jahre 774 und 993 ( wir wissen von Ihnen durch globale Nachweise in Proxies) unzweifelhaft der Sonne zuordneten, und die noch etwa 20 mal so stark waren wie der „Carrington Event“.
Auch im Jahre 2012 ereignete sich ein potentiell gefährlicher Flare, der jedoch nicht erdgerichtet war. Für die heutige Infrastruktur mit ihren langen Leitungen für Energieversorgung und Kommunikation wäre ein Treffer schon sehr gefährlich, vermutlich würde auch jede Satellitennavigation ausfallen. Eine Vorhersage ist noch relativ unsicher. Mehr als 1…2 Wochen vor einem möglichen Event hätten wir vielleicht nur die Gelegenheit, uns zu wappnen, wie diese aktuelle Arbeit zeigt. Und wann ein großer energiereicher Sonnenfleck wohin genau explodiert- für solche Vorhersagen gibt es noch keine ausreichenden Modelle. Also ist bei allen Fortschritten im Wissen um die Eigenschaften unserer Sonne immer noch ein wenig Glück dabei, dass wir noch keine fundamentalen Schäden durch Sonnenstürme erleben mussten: Großflächige Blackouts, Netzwerkausfälle auf lange Zeiten, kaum noch funktionierende Navigation.
Zurück zur aktuell sehr ruhigen Sonne. Der Vergleich der Zyklen untereinander bestätigt das:
Abb.2: Die aufsummierten Abweichungen der einzelnen Zyklen vom mittleren Zyklus (blau in Abb.1). Sehr gut sichtbar: die Clusterbildung. Seit dem Zyklus 5 tauchen immer mindestens 3 Zyklen in Reihe auf, die entweder unter- oder übernormal stark waren. Einzelne Ausreißer sind nicht zu verzeichnen.
Die Vorausschau auf den Zyklus 25 wird nun immer verlässlicher: die maximale Stärke der polaren solaren Felder ist mit hoher Sicherheit erreicht. Recht wahrscheinlich ist ein nächster Zyklus, der etwa so stark ist wie der SC14, der zwischen 1902 und 1913 beobachtet wurde. Also weiterhin eine (magnetfeldtechnisch) schwache Sonne bis in die 30er Jahre der 2000er.
Atmosphärische Konflikte
Gemeint ist hier nicht das bekannte und vergnügliche Gedicht von Erich Kästner, mit dem er die interne Variabilität des Überganges Winter/ Frühjahr in Deutschland vor genau 90 Jahren mit Humor und Tiefgang beschrieb, als noch keiner verfrühte/verspätete Wärme dem Klimawandel zuschreiben wollte. Die einzigen, die blass wurden, waren die Oberkellner!
Vielmehr geht es uns um eine aktuelle Arbeit von McKitrick/Christy, in der die Autoren mit den bestmöglichen Beobachtungen seit 1958 aus Ballonaufstiegen die Erwärmung der tropischen oberen Atmosphäre auswerten. Die Temperaturen in einer Höhe von 10-13km ( 300mb-200mb), so sagen es die Modelle, erwärmen sich deutlich schneller bei jedem Temperaturanstieg als die am Boden, also auch den durch die Wirkung von Treibhausgasen. Es ist die Region in unserer Atmosphäre, die am heftigsten auf diesen Antrieb reagiert. Daher nennt man es auch den „tropischen Hotspot“.
Abb.3: Der „tropische Hotspot“ in einem Klimamodell. Über den Tropen (Latitude -25°…25°) in der Höhe von 200-300mb soll sich die Troposphäre mit ca. 0,5°C/ Dekade erwärmt haben zwischen 1958 und 2017. Quelle: Fig.1 aus McKitrick et al. (2018).
Das ist doch super, sollte man meinen. Wir haben damit eine „Vorwarnung“, die Erwärmung ist dort noch heftiger als am Boden und wir können sehr gut ablesen, wie stark es sich aufheizt, noch bevor es am Boden so manifest wird. Ganz so einfach ist es nicht! Die Luft ist recht dünn auf Reiseflughöhe der modernen Jets und daher auch sehr empfindlich auf interne Schwankungen des Klimasystems. So haben da ElNinos viel größere Ausschläge, ebenso wie Vulkanereignisse. Sie erkennen die starken Einflüsse von ENSO in Abb.4: sowohl 1997/98 als auch 2015/16/17 sieht man Ausbrüche nach oben. Bleibt ein solch starker Ausreißer aus, wird der Trend wieder auf das Niveau der letzten 40 Jahre zurückkehren. Diese Empfindlichkeit auf natürliche Schwankungen macht die Trends unsicherer.
Mit Satellitenmessungen ist es auch schwierig: Um nur die fragliche troposphärische Schicht zu treffen ist eine Trennschärfe zu der darüber liegenden Stratosphäre -sie kühlt sich ab, (vgl. Abb. 3 über 100mb) bei Erwärmung der Troposphäre, u.a. weil sie durch ihre Ausdehnung in größere Höhen gerät- zu realisieren, die nicht durchgängig gegeben ist. Ballons steigen nicht überall auf und daher braucht es mit ihnen viel länger, um zu gesicherten Aussagen zu kommen. Nun haben sich also die Autoren von McKitrick et al. (2018) die recht langen Messreihen von verschiedenen Anbietern vorgenommen und die letzten 60 Jahre ausgewertet. Das Ergebnis: Die Erwärmung der oberen tropischen Troposphäre ist nicht im Entferntesten so stark, wie es alle Modelle, die für den 5. Sachstandbericht (AR5) des IPCC in 2013 entwickelt (CMIP5) wurden, antizipierten. Sehr gut erkennt man das in dieser Abbildung der Arbeit:
Abb.4: Die Entwicklung der Temperaturen im Bereich aus Abb.3 über die Zeit. Seit etwa 1995 laufen die Modellwerte den Beobachtungen zunehmend nach oben weg. Quelle: Fig. 3 aus McKitrick et al. (2018)
Die Autoren stellen denn auch mit großer statistischer Sicherheit fest, dass die Modelle inkonsistent zu den Beobachtungen sind. Um die Entwicklung der Diskrepanzen noch etwas genauer zu untersuchen, haben wir die Abb.4 digitalisiert und mit den gewonnen Daten Trendberechnungen angestellt:
Abb.5: Die linearen Trends ( in °C/ Jahr) der Beobachtungen (blau) und des Modellmittels (rot).
Die kürzeste Trendlänge ab 1958 beträgt 30 Jahre, daher beginnt das Diagramm mit dem Jahr 1987. Der längste Trend geht von 1958 bis 2017. Mit jedem neuen Jahr ergibt sich ab Ende der 90er Jahre eine größere Abweichung der Modellberechnungen vom beobachteten realen Klimasystem. Während diese einen recht konstanten Anstieg von ca. 0,15°C/ Dekade seit 1958 aufweisen, erwärmt sich die Modellwelt immer schneller.
Über die Ursachen der Abweichungen lässt sich nur vermuten. Die Autoren der Arbeit jedenfalls spielen den Ball den Schöpfern der Modelle ins Feld. Ein möglicher Grund für die um ca. 100% zu hohe Erwärmung bis 2017, die ab etwa 2000 ihren Lauf nimmt, könnte eine zu hoch gerechnete Abkühlung durch Aerosole sein. Die nämlich flacht global ab Mitte der 90er in der realen Welt ab und geht sogar zurück seit Ende der 90er Jahre bis in die jüngste Vergangenheit. Auch eine fehlerhafte Berücksichtigung von tropischen Wolken in den Modellen ist zu vermuten, wie diese aktuelle Arbeit von Allison Kolly et al. zeigt. Eine Arbeit von John Christy (der Co-Autor der hier ausgewerteten Studie von McKitrick) und Kollegen aus dem Frühjahr nutzte Satelliten-und Ballondaten ab 1979 und kommt zu nahezu identischen Ergebnissen: Modelle zeigen zu viel Erwärmung in der tropischen Troposphäre. Die Autoren vermuten weitere Modellfehler beim modellierten Wasserkreislauf und in der Physik von Niederschlägen.
Wie auch immer: die Empfindlichkeit der Modelle gegenüber der weitgehend CO2-bedingten Erwärmung ist auch beim „Hotspot“, also in der Region mit dem modellierten stärksten Anstieg der Temperaturen weltweit, um bis zum Faktor 2 zu hoch. Und die Diskrepanz wird weiter wachsen, das legt Abb. 5 nahe. Alle Prognosen, die mit viel zu heiß laufenden Klimamodellen begründet werden, müssen immer mehr hinterfragt werden. Die empirische Wissenschaft zeigt die Grenzen der Modell-Apokalyptiker auf. Wir freuen uns auf jeden Fortschritt in der Wetter-u. Klimabeobachtung!
Der Beitrag erschien zuerst bei „Die kalte Sonne“ hier
Insbesondere für Leser, die an Raritäten interessierte sind, folgende Ergänzung:
Die vom Autor zitierte „Arbeit“ befasst sich mit „Extreme Space Weather Events“.(Offenbar reicht der Unsinn eines „globalen Wetters“ nicht aus!) –
Es geht um solare Eruptionen (präzise: aus einem großen Sonnenfleck heraus), die mit dem Magnetfeld der Erde interagieren können. (Das Magnetfeld ist bekanntlich wichtig!! Die Venus hatte als Folge einer Kollision mit ihrer Drehung auch ein solches Magnetfeld verloren, sodass dort grundsätzlich keine Flora entstehen und den CO2 Gehalt von 95% abbauen kann.)
Bekannt ist allerdings, dass nicht nur auf diese Weise schnelle Änderungen der Spannung in Stromnetze induziert werden können, die sog. Transistoren zerstören. Hinreichenden Schutz davor hatte ich bereits Ende der 50 er Jahre des vorigen Jahrhunderts bei eigenen experimentellen Arbeiten zu beachten.
Die Frage: Sollte zu diesem Sachverhalt eine neue Angst durchs Dorf getrieben werden?
Sehr geehrter Herr Frank Bosse,
in der heutigen Zeit ist es problemlos möglich,die aktuelle Strahlleistung(Wärmestrom) von der Sonne, mit Messgeräten zu erfassen.Gibt es eine allgemein zugängliche Quelle,wo diese Werte einsehbar sind?
Zum Thema Wettersonden
Es ist wirklich unglaublich,mit welcher Dreistigkeit diese sogenannten Klimamodelle,für welchen Zweck auch immer missbraucht werden.
Liegt das am mangelnden Wissen, mit physikalischen Phänomenen umzugehen,oder haben diese Leute vielleicht einen anderen Informationsstand wie wir in Europa?
Dieses Observatorium war einige Zeit vom Netz.Jetzt kommen aber wieder verlässliche Daten.
Sehen Sie selbst:Duala in Afrika am Äquator
Mit steigenden Temperaturen an der Erdoberfläche verschieben sich die Luftschichten nach oben.
An den Orten in Nähe des Äquators normalerweise nicht.
Mit herzlichem Glückauf
Lieber Herr Peters, Daten über den solaren Energiestrom gibt es an mehreren Stellen. Ein guter Einstieg wäre diese website: https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/total-solar-irradiance-tsi-datasets-overview . Dort finden Sie auch Datenreihen. Wenn Sie weitere suchen so hilft die Eingabe bei google: „TSI data“. TSI ( total solar irradiance) ist der Gesamtenergiefluss, wenn Sie spektrale Komponenten untersuchen möchten, werden Sie wahrscheinlich hier fündig: http://lasp.colorado.edu/home/sorce/data/ssi-data/ .
Zu den Modellen: wir brauchen welche, ohne wird es nicht gehen. Die vorhandenen bilden Beobachtungen nicht gut genug ab. Je bessere Beobachtungen man bekommt, desto bessere Modelle kann man bauen, die dann hoffentlich diese Widersprüche lösen. Sie werden dann auch in ihren Aussagen zur Empfindlichkeit unseres Klimasystems auf GHG zu deutlich anderen Aussagen kommen.
beste Grüße
Sehr geehrter Herr Frank Bosse,
danke für den guten Tipp.
Ich habe mich für die Daten von der NASA entschieden und bekomme dann zwei verschiedene Werte für die Solarkonstante.
tsi_true_earth R8 f10.4
(Column 10: Total Solar Irradiance at Earth distance, W/m^2)
tsi_1au R8 f10.4
(Column 5: Total Solar Irradiance (TSI) at 1-AU, W/m^2)
Der erste Wert bleibt über die Zeit ziemlich konstant auf 1361 Watt/m2
Der zweite Wert pendelt über einen Jahreszyklus zwischen 1317 Watt/m2 und 1407 Watt/m2
Jetzt sagen Sie mir mal, mit welchen Werten in den Simulationsmodellen gerechnet wird.
Und was noch viel interessanter ist,welcher Wert wird tatsächlich gemessen?
Mit herzlichem Glückauf
Hallo, Herr Peters, die Reihe 10 beinhaltet die gemessenen Werte wie sie sind. Dabei ist zu beachten, dass die Umlaufbahn der Erde eine Ellipse ist und daher sich die Entfernung zur Sonne ändert. Sie müssten einen klaren Jahresgang sehen, im NH-Winter sollten die Werte höher sein als im NH- Sommer. Die Reihe 5 rechnet diese Änderungen heraus und gibt den Wert bei einem als konstant angenommenen Erdabstand von 1 AU ( 1 astronomische Einheit) zurück. Für klimatische Betrachtungen ist die Reihe ohne Jahresgang passender.
Sehr geehrter Herr Frank Bosse,
mit dieser Antwort bekommen Sie einen Ehrenplatz in meinem Thunderbird.
Zu meiner Schande muss ich gestehen,dass mir diese Abweichung der Strahlleistung unserer Sonne innerhalb eines Jahres, nicht bewusst war.
Mich interessiert der physikalische Zusammenhang, wie diese Klimaforscher von der Solarkonstanten auf den Treibhauseffekt kommen.
Das kann man natürlich mit Mittelwerten und x-beliebigen Koeffizienten erreichen.Es zeigt aber auch,das ein Verständnis von Differenzial und Integral über Gebühr fehlt.
Es fehlt einfach der Mut mal Watt durch Kelvin zu teilen.Wenn man aber nicht weiß an welcher Stelle,lassen es die selbsternannten Wissenschaftler einfach weg.
An der Stelle,wo der Wärmestrom wieder zurück ins Weltall geht,bestimmt des Gesetz von Stefan und Boltzmann die Musik.
Für alle die diese Zusammenhänge nicht verstanden haben,oder in ihrer wissenschaftlichen Ausbildung nicht vermittelt bekamen, gibt es einen Trost.Wer suchet,der findet!
Mit herzlichem Glückauf
Sorry, ich bin ein Autor des Artikels.
Ulrich, Sie zeigen mit Ihren Anmerkungen, dass Sie schlecht informiert sind. Ein Flare ist keine Sonnenfleckengruppe ( Sie schreiben „eine lokale Häufung von Sonnenflecken“) sondern eine Eruption wie im Text richtig erwähnt. Dass Schäden an Geräten in 1859 nicht verzeichnet wurden kann auch nicht verwundern, da der pn- Übergang in Halbleitern noch nicht erfunden war. Diese sind auf Überspannungen, induziert von schnellen Magnetfeldänderungen ( d phi/dt) bedeutend empfindlicher als die damals gebräuchlichen elektro-mechanischen Geräte. Und dass ein Event nur alle 5000 Jahre vorkommen könnte sagt nichts darüber, wann es tatsächlich auftritt, wie die Flares in 2003 (X45!) und 2012 zeigten. Und die „Vorhersagen“ bezogen sich auf die Zeit zwischen dem Auftauchen eines sehr großen Flecks am Sonnenrand und dem möglichen Ausbruch mit Erdtreffer. Ihre Bemerkungen am Anfang („Also weniger kalte Stellen an der strahlenden Oberfläche? – Man ist verwirrt!“) können wohl nur Sie verwirren. Jeder in Sonnendingen etwas aufgeklärte Mensch weiß, dass bei weniger Sonnenflecken auch die Gesamtstrahlung TSI zurückgeht: Nicht weil es WENIGER kältere Stellen gibt sondern auch weniger Faculae, die den Abfall im sichtbaren Licht überkompensieren. Mein Hinweis: etwas mehr lesen und weniger schreiben.
Bitte hier nur unter vollem Klarnamen posten, siehe Regeln.
@Frank (??)
Richtig! – Wenn ich einen Luftsprung mache, verschiebt sich der Schwerpunkt der Erde nach unten, oder Materie wird permanent komprimiert, oder aber mein Stoß wird in Schwingungsenergie gewandelt?
Übrigens würden Sie beim Lesen meiner Anmerkung finden, dass ich aus der Literatur 500 Jahre und nicht etwa 5000 Jahre zitiert hatte!
Ulrich: „Übrigens würden Sie beim Lesen meiner Anmerkung finden, dass ich aus der Literatur 500 Jahre und nicht etwa 5000 Jahre zitiert hatte!“ Sie verzeihen sicher die null zuviel! Was bleibt: Leider kennen Sie sich bei solaren Gegebenheiten und den Hintergründe nicht gut aus. Gerne helfe ich Ihnen, wenn Sie relevante Kommentare veröffentlichen wollen. Einfach fragen!
„Leider kennen Sie sich bei solaren Gegebenheiten und den Hintergründe nicht gut aus.“
Lieber Herr Bosse,
warum wäre das nötig? – Die Veränderungen des von der Sonne ausgehenden Energieflusses haben verglichen mit den vielen anderen Variablen einen sehr geringen Einfluss auf das Wetter und seine Statistik Klima in unserem Lebensraum. Darüber hinaus bietet das Magnetfeld der Erde einen soliden Schutz, der z. B. dem als Folge eines Verkehrsunfalles fast nicht rotierenden Schwester Planeten Venus eine Entwicklung von Flora und Flora vorenthalten wird.
Lieber Herr Wolff, wenn Sie etwas kommentieren erkennbar ohne Expertise dann ist es Ihre Sache. Dass ein Volltreffer einer massiven CME (coronal mass ejection) auf unseren Planeten einiges anrichten kann, ist in der Literatur zum Thema unstrittig. Wir hatten im Artikel eine ganz aktuelle Arbeit hierzu verlinkt, in den dort enthaltenen Literaturstellen finden sie weitere. Es gibt also die Möglichkeit der wissenschaftlichen Aufklärung. Sie können freilich auch weiter Ihr Bauchgefühl sprechen lassen, das eignet sich allerdings mehr für eine stille Kommunikation. Über solare Einflüsse auf das Wetter ( Sie schreiben „Die Veränderungen des von der Sonne ausgehenden Energieflusses haben verglichen mit den vielen anderen Variablen einen sehr geringen Einfluss auf das Wetter und seine Statistik Klima in unserem Lebensraum.“) und Klima war im Artikel keine Rede. Insofern kommentieren Sie hier einen Strohmann. Bitte sehen Sie es mir nach, wenn ich den Dialog an dieser Stelle beende.
„Die Temperaturen in einer Höhe von 10-13km ( 300mb-200mb), so sagen es die Modelle, erwärmen sich deutlich schneller bei jedem Temperaturanstieg als die am Boden, also auch den durch die Wirkung von Treibhausgasen.“
Vom Klima war im Artikel keine Rede? – Herr Bosse, lesen Sie nicht einmal das, was Sie selbst schreiben?
Halleluja!!
Lieber Herr Wolff, Ihre Antwort halte ich für bösartig entstellend, denn ich schrieb das, worauf Sie sich bezogen: „Über solare Einflüsse auf das Wetter…war im Artikel keine Rede…“
Es ist mir unbegreiflich, dass Sie diesen Sachverhalt nicht sehen können. Sie haben nicht nur offensichtlich keine Ahnung von dem was Sie da kommentieren, sondern Sie haben auch Schwierigkeiten in elementarer Logik. Oder es ist Ihnen jedes sachliche Argument ausgegangen. Ich hoffe letzteres!
„Das Zentralgestirn unseres Planetensystems war auch im August unternormal aktiv.“
Soll man einen neuen Wintermantel kaufen? – Doch dann folgt:
„Die festgestellte mittlere monatliche Sonnenfleckenzahl (SSN für SunSpotNumber) betrug nur 8,8.“
Also weniger kalte Stellen an der strahlenden Oberfläche? – Man ist verwirrt! – Doch schnell wird alles wieder normal, wenn nämlich die Autoren mit dem „Carrington Event“ eine neue Angst durchs Dorf treiben:
Am 1. September 1859 erfolgte aus einem Flare (einer lokalen Häufung von Sonnenflecken) heraus eine Sonneneruption, ein koronaler Massenauswurf , der nach 17,5 Stunden den zugewandten Teil der Erdoberfläche erreichte. In Rom und Hawai waren herrliche Polarlichter zu sehen! In den USA flossen „Starkströme“ durch die „Telegrafenleitungen„, es gab Funken, die an Telegrafenpapier zündelten, aber man konnte sogar senden, wenn man die Batterie abgeschaltet hatte. (Schäden an den Geräten werden nicht berichtet. – Nach 3 Tagen war alles wieder normal.)
So ein „dramatisches“ Ereignis könnte sich im Mittel alle 500 Jahre wiederholen:
„Für die heutige Infrastruktur mit ihren langen Leitungen für Energieversorgung und Kommunikation wäre ein Treffer schon sehr gefährlich, vermutlich würde auch jede Satellitennavigation ausfallen. Eine Vorhersage ist noch relativ unsicher.“
Fazit: Die Autoren zeigen zwar, dass Modelle nichts taugen, kommen aber trotzdem zu Vorhersagen.