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Landwirtschaft: Spielraum verteidigen*

Die Landwirtschaft wird in der Klimadebatte in eine neue Rolle gedrängt, die sie in ihren Möglichkeiten einengen wird. In Debatten über Erderwärmung, CO2-Ausstoss und umweltpolitische oder umweltpolizeiliche Massnahmen kommt früher oder später das Thema Fleisch zur Sprache. Fleisch braucht zur Herstellung eines Kilos weitaus mehr Energie und Wasser als die Produktion von einem Kilo pflanzlicher Nahrung. Energieverbrauch heisst meistens auch CO2-Ausstoss. So ist Fleisch aus der Sicht von Klimaaktivisten mindestens eine doppelte Sünde, nämlich Energieverschwendung und Umweltverschmutzung. Und dahinter stehen die Bauern, die Kälber, Kühe, Schweine, Schafe und andere Tiere halten.

Vor allem Leute, die grüne Argumente im weiteren Sinn öffentlich vertreten, aber doch mobil sein und fliegen wollen, beteuern jetzt gerne, sie würden kein Fleisch essen – und das mache von den CO2-Emissionen her so viel aus, dass sie dafür etliche Male das Flugzeug benutzen könnten. In den Köpfen hat sich eine Art Umrechnungswährung eingenistet, nach dem Muster: Pro Kilo Fleisch, das ich nicht esse, darf ich so und so viel fliegen, und wenn ich vegan bin, noch etwas mehr. Rasch kommt in Gesprächsrunden dann auch die Forderung, Fleischproduktion und Fleischkonsum sollten radikal eingeschränkt oder verboten werden. Besonders abschätzig blickt man in diesem Spiel auf die Typen, die das unsägliche Gut produzieren und womöglich die Konsumenten verführen, die Bauern.

Das ist nicht die einzige Situation, in der die Landwirtschaft einer argwöhnischen bis anschuldigenden Beobachtung ausgesetzt ist. Nächstens kommen mehrere politische Initiativen aufs Tapet, die den Spielraum der Bauern in der Schweiz einengen sollen. Die Trinkwasserinitiative verlangt, dass ein Betrieb die Subventionen verliert, wenn er Pestizide und bestimmte Antibiotika anwendet. Die Initiative gegen synthetische Pestizide zielt auf eine weitere Einschränkung von Pflanzenschutzmassnahmen ab. Die Volksinitiative zur Abschaffung der Massentierhaltung fordert Obergrenzen für Tiere in Ställen. In der Pipeline sind des Weiteren eine Biodiversitäts-Initiative und eine Landschaftsinitiative, die das Bauen im Landwirtschaftsgebiet strenger regeln soll. Zur Debatte stehen schliesslich Verbote für bestimmte Beizmittel für Saatgut oder für die Anwendung von Glyphosat.

Etwas anders machen

Was hat denn eigentlich die Schweizer Landwirtschaft für ein Geschäftsmodell? Seit den neunziger Jahren läuft es darauf hinaus, dass die Bauern einen beträchtlichen Teil ihrer Anstrengungen darauf verwenden, die Natur und das Landschaftsbild zu pflegen, und dass sie dafür Direktzahlungen erhalten. Daneben produzieren sie Nahrungsmittel. So wie es heute läuft, sieht es aber anders aus. Man könnte fast meinen, die Bauern erhielten ihre Direktzahlungen dafür, dass sie sich vom Publikum dreinreden lassen und dass man ihnen vorschreiben kann, was sie anders machen sollen. Die Belehrungen kommen von Politik, NGOs wie WWF oder Detailshändlern wie Migros. Es stimmt, die Bauern müssen tatsächlich etwas anders machen. Sie müssen ihren Spielraum verteidigen, klarmachen, dass sie insgesamt gut einen Drittel der Fläche der Schweiz im Eigentum haben, das Landschaftsbild prägen und mit ihrem eigenen Grund und Boden seit Jahrhunderten so verantwortungsvoll als möglich umgehen. Sie haben als eine der ersten Branchen technischen Fortschritt und Innovationen entfesselt und derart energisch vorangetrieben, dass andere Berufe entstehen und sich ausbreiten konnten und die Leute trotzdem genug zu essen hatten – auch die Experten, die an Vorschriften gegen Nahrungsmittelproduzenten herumstudieren.

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)*  Anmerkung der EIKE-Redaktion  :

Dieser Artikel ist zuerst erschienen in der WELTWOCHE Zürich :  Spielraum verteidigen. | Die Weltwoche, Nr. 31 (2019)| 15. August 2019 ; http://www.weltwoche.ch/

EIKE dankt der Redaktion der WELTWOCHE und dem Autor Beat Gygi für die Gestattung der ungekürzten Übernahme des Beitrages.

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„Klimaschädlicher Klimaschutz“: Greta Thunbergs Seereise pumpt mehr CO2 in die Atmosphäre als ein Langstreckenflug

Die Berliner Tageszeitung/ taz ist von Anfang an das Hausblatt der Grünen. Umso erstaunlicher ist, daß das Organ Gretas Törn aufs heftigste kritisiert. So soll die Seereise so viel Emissionen verursachen wie sechs Transatlantikflüge. Hätte das Mädchen sich gleich selber in den Airbus gesetzt, wärs weniger gewesen.

Der Grund für den hohen Ausstoß ist die Infrastruktur einer modernen Reise, egal ob mit Strahlturbine oder Segel. Auf den Fotos sind zwar Greta, ihr Vater und ihre Skipper zu sehen, die Yacht aber wird von fünf Kollegen ohne die Aktivistin zurückgefahren werden. Hinzu fliegen die fünf natürlich. (Hätten die nicht auf einem Frachter eine Mitfahrgelegenheit buchen können? Hätte ich schon aus PR-Gründen gemacht.) Mit Rückflug des einen Skippers fallen also sechs Flüge an, wenn man Gretas Entourage und den Medientroß außer acht läßt, die wohl auch den Flieger nehmen.

Hinzu kommt eine Reihe von unappetitlichen Begleiterscheinungen, die von der alternativen Medienszene rund um Weltwoche und Youtube (Charles Krüger, Miro Wolsfeld etc…) kommuniziert wurden. Die Yacht Malizia II gehört dem Jetset-Mitglied Pierre Casiraghi aus dem Hause Grimaldi, den Herrschern von Monaco. Dem Vernehmen nach gehört dem Adelsgeschlecht eine Hubschrauber-Taxi-Fluglinie, die Superreiche vom Flieger zu ihren Edeldestinationen bringt. Boris Herrmann, der eine von Gretas Skippern, soll dort in leitender Funktion arbeiten.

Unsere Leser wiesen im Kommentarbereich darauf hin, daß die unglaublich teuren Regatta-Yachten ihre Polymer-Segel je nach Einsatz häufig wechseln müssen; Lebensdauer meist unter einem Jahr. Das Boot selbst existiert auch nur zehn Jahre und ist dann verschlissen. Segel und Schiffsrumpf bestehen überwiegend aus sehr leichtem Kunststoff oder Kompositmaterial, das kaum rezyklisiert werden kann; ähnlich den Windradflügeln. Heißt: verbrennen.

Meine Recherche zum Schiffstyp hat noch mehr Verblüffendes zu Tage gefördert: Regattayachten sind nicht die Schiffe mit den Champagner-schlürfenden Millionären und ihren Badenixen drauf, die sich auf dem Bugdeck sonnen. Nein, es sind Renn-Yachten, sozusagen Formel1-Schiffe mit Segel statt Wärmekraftmaschine. Extrem leicht und schnell, für lange Strecken auf hoher See konstruiert, wie ein Leser uns schrieb. Deswegen ist Greta auch nach nur zwei Wochen schon in New York. Das Personal an Bord besteht daher wie in der Formel 1 üblicherweise aus hartgesottenen bestens trainierten Männern. Frauen oder gar Mädchen findet man auf den Yachten während der Fahrt kaum, was neben der erforderlichen Kraft und Ausdauer der Skipper auch dem Umstand geschuldet ist, daß es zur Gewichtsverringerung weder richtige Schlafkojen noch eine Toilette an Bord gibt (ähnlich die Tour de France – da fahren nur Männer, weil es keine Austrittspausen gibt; es wird auf dem Rad erledigt).

Die Eltern von Greta mußten dem Regatta-Törn mit Sicherheit juristisch zustimmen, da das Mädchen erst 16 ist. Und selbst wenn nicht, ist das Verhalten der Ernman-Thunbergs völlig unverantwortlich. Greta ist minderjährig und offensichtlich biologisch jünger, als ihr Geburtsdatum anzeigt. Zusammen mit ihrem Morbus Asperger ist sie kaum in der Lage, selbstverantwortliche Entscheidungen zu treffen. Die Eltern und ihre Berater hetzen das Mädchen durch die Medien und dulden, daß Greta alle möglichen unverdienten Preise entgegennimmt. Nun dieser knüppelharte Segeltörn. Was soll dabei herauskommen? Wenn das Mädchen 20 ist, müßte sie mit den Nerven völlig fertig sein.

Abschließend möchte ich die Frage in die Runde werfen, wieso die taz und mittlerweile viele andere Sprachrohre das Tamtam um Greta auseinandernehmen und zumindest teilweise Klartext reden. Der eine Grund mag sein, daß den ganz Scharfen der rosarote Kinderkult um ein Mädchen mit Zopf auf die Nerven geht. Man will doch kämpfen und nicht geistig im Kinderzimmer herumhocken. In dem Zusammenhang sei dringend darauf hingewiesen, die Kommentare unter dem verlinkten taz-Artikel zu lesen.

Der andere Grund mag sein, daß die Indoktrinierten in den Regierungs-Kapellen nur teilweise zynisch sind, viele aber auch auch rechtgläubig. Diese Frommen ärgern sich dann natürlich darüber, wenn ihre „Verbündeten“ das Gegenteil dessen tun, was sie predigen. Exemplarisch dafür ist der Kontraste-ARD-Beitrag über den Grünen-MdB Janecek, der vorschlug, begrenzende Flugkonten für jeden Bürger einzurichten, was Annalena Baerbock sofort kassierte, weil die eigene Klientel Hauptbetroffene wäre.

 

 




Was Sie schon immer über CO2 wissen wollten: Teil 2 – CO2-Anstieg menschgemacht oder nicht?

Die Erdtemperaturen und den CO2-Gehalt der Atmosphäre über die letzten 500 Millionen Jahre zeigt Bild 1

Bild 1: Globaltemperaturen und atmosphärischer CO2-Gehalt in ppm über die vergangenen 550 Millionen Jahre; schwarz – Temperaturanomalie, grün – CO2-Konzentration, gestrichelte Linien – CO2-Konzentrationen von 800 ppm bzw. 400 ppm, letztere ist die aktuelle Konzentration, erstere ihre Verdoppelung. Rechtes Teilbild: atmosphärischer CO2-Anteil der letzten 3 Millionen Jahre. Bild erstellt aus den Daten von [1], [2].

Bild 1 zeigt, dass die aktuelle Konzentration von CO2 in unserer Atmosphäre, verglichen mit den letzten 500 Millionen Jahren, noch nie so niedrig war (300 Mio. Jahre vor uns ausgenommen). Ferner zeigt es

  • Die Grenze zwischen warm und kalt ist die zwischen Warm- und Eiszeitalter. Wir leben heute immer noch in einem Eiszeitalter, von der Wissenschaft definiert als Zustand gleichzeitiger Vereisung beider Erdpole.
  • Temperaturverlauf und CO2-Konzentration zeigen keinen Gleichlauf, oder fachlicher, sie sind sehr schlecht korreliert.
  • Die CO2-Konzentration war in der Erdgeschichte schon bis über 15-mal höher als heute, ohne dass es zu einem Wärmekollaps der Erde kam.

Die in Bild 1 eingetragenen Kurven sind methodischer Probleme wegen mit großen Unsicherheiten behaftet. Dennoch steht fest: Warmzeitalter und Eiszeitalter waren gleichermaßen die Erdnormalität. Ferner waren die CO2-Konzentrationen der Erdvergangenheit fast immer sehr viel höher als heute. In allen Zeiten gab es überreiches Leben auf unserer Erde – in den Warmzeiten besonders üppig – und natürlich auch in den Ozeanen, die keineswegs infolge höherer CO2-Konzentrationen an Versauerung krankten. Sämtliche CO2-verbrauchenden Vorgänge, wie die Bildung der fossilen Kohle-, Erdöl- und Gas-Vorkommen, haben der Erdatmosphäre zunehmend das für die Existenz von Pflanzen und Tieren unabdingbare CO2 entzogen. Wenn wir heute fossile Brennstoffe verfeuern, geben wir der Atmosphäre damit nur einen Teil dieses Kohlenstoffs wieder zurück.

Es gibt noch einen wichtigen Punkt, der in der CO2-Diskussion so gut wie nie zur Sprache kommt: Die minimale CO2-Konzentration in der Luft, bei der noch die für alles Leben auf der Erde unabdingbare Photosynthese funktioniert, wird in der Fachliteratur zwischen 50 und 100 ppm geschätzt [3]. Mit heute 400 ppm sind wir von dieser Todeszone nicht mehr so weit entfernt. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, die der Atmosphäre wieder das unabdingbare CO2 hinzufügt, optimistisch zu bewerten.

Seit ungefähr 2 Millionen Jahren sind die Erdtemperaturen Zyklen von grob 100.000 Jahren Länge unterworfen, den Eiszeiten oder Glazialen (nicht mit den Eiszeitaltern in Bild 1 zu verwechseln) und den Warmzeiten oder Interglazialen. Sie sind unter „Milankovich-Zyklen“ bekannt geworden. Zwei Millionen Jahre sind in Bild 1 natürlich viel zu kurz, um diese Einzelheiten hervortreten zu lassen. Wir dehnen daher die Zeitskala kräftig und kommen dann zu Bild 2, welches die letzten 400.000 Jahre zeigt.

Bild 2: Antarktische Temperaturen (blau) und CO2-Konzentrationen der Luft (grün), gewonnen aus Eisbohrkernanalysen der russischen Vostok-Station über die vergangenen 400.000 Jahre [8]. Der Wert 0 der Temperaturkurve entspricht etwa unserer heutigen globalen Durchschnittstemperatur. Bild erstellt aus den numerischen Daten der Originalveröffentlichung.

In der Zeitspanne der Eiszeiten, die bis etwa zwei Millionen Jahre zurück reicht, finden wir CO2-Konzentrationsänderungen in der Luft, die sich mit der temperaturabhängigen Löslichkeit von CO2 in Meerwasser erklären lassen. Bei wärmerem Wasser wird CO2 ausgegast, bei kälterem Wasser wird es gebunden. Jeder kennt diesen Effekt von einem Glas mit CO2-haltigem Mineralwasser. Die Zusammenhänge in der realen Natur sind komplex [4]. Über die Eiszeiten der letzten 400.000 Jahre beträgt die maximale Schwankungsbreite der CO2-Konzentration etwa 100 ppm (Bild 2). Am Ende der letzten Eiszeit, 10.000 Jahre vor uns, betrug die CO2-Konzentration der Luft etwa 260 ppm. Danach ging es nur noch um ca. 20 ppm aufwärts und blieb dann im Wesentlichen konstant. Seit 2000 Jahren bis zu Beginn der Industrialisierung schwankte die CO2-Konzentration um etwa 280 ppm herum nur sehr geringfügig [5]. Insbesondere die relativ konstanten Werte der letzten 2000 Jahre stehen in guter Übereinstimmung mit den ebenfalls nur relativ wenig variierenden Ozeantemperaturen. Mit „relativ“ sind die sehr viel größeren Temperaturschwankungen von Meerwasser über die Eiszeiten und Zwischeneiszeiten angesprochen.

Bleibt jetzt noch die Frage nach der Zuverlässigkeit der CO2-Eisbohrkerndaten. In den mikroskopisch kleinen Luftbläschen sind schließlich eine ganze Reihe von chemischen und physikalischen Reaktionen denkbar, welche die Konzentrationswerte verfälschen könnten. Zu dieser Fehlerproblematik gibt die Fachpublikation von Stauffer et al. Auskunft. In ihr wird die Zuverlässigkeit der Ergebniswerte aus Eisbohrkernen für die Gase CO2, CH4 und N2O ermittelt [6]. Für CO2 werden dabei max. 20 ppm Abweichung angegeben. Die ungenauere Methode, aus Blatt-Stomata in Sedimenten historische CO2-Konzentrationen zu ermitteln, weist dementsprechend größere Schwankungen auf als die Eisbohrkernmethode [7]. Von einem maßgebenden Widerspruch zwischen den CO2-Werten aus Eisbohrkernen und Blatt-Stomata kann aber keine Rede sein. Seit etwa 150 Jahren ist dann die atmosphärische CO2-Konzentration auffällig angestiegen – von etwa 280 ppm um das Jahr 1800 bis auf etwa 405 ppm im Jahre 2019. Auch ohne ein näheres Eingehen auf den globalen CO2-Zyklus, der in Teil 3 besprochen wird, sind bereits die Indizien für die anthropogene Ursache des rezenten CO2-Anstiegs zwingend. Andere Ursachen als der Mensch sind praktisch auszuschließen.

Quellen:

[1] T. Came et al., Coupling of surface temperatures and atmospheric CO2 concentrations during the Palaeozoic era, Nature 449, 2007

[2] R. A. Berner, The long-term carbon cycle, fossilfuels and atmospheric composition, Nature, 426, 2003

[3] D. N. Moss, The limiting carbon dioxide concentration for photosynthesis, Nature 192, 1962

[4] M. Gloor et al., Estimating net air-sea fluxes from ocean bulk data: Methodology and application to the heat cycle, Global Biogeochemical cycles, Vol. 15, No. 4, 767-782, 2001

[5] Epica-Dome, Eisbohrkernwerte sowie Vostok-Daten

[6] B. Stauffer et al., Discussion of the reliability of CO2, CH4, and N2O records from polar ice cores, Mem. Natl Inst. Polar Res., 57, 139-152, 2003

[7] F. Wagner et al., Reproducibility of Holocene atmospheric CO2 records based on stomatal frequency, Quaternary Science Review 23, 1947-1954, 2004

[8] J. R. Petit et al., Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica, Nature, 399, 1999

 




Faktencheck für Quaschnings Klima-Illusionen

Dank auch an Leser Matthias Grimm für den schnellen Hinweis. Man sieht: Durch das Internet wird der Journalismus pluralisiert und demokratisiert, wodurch er im Saldo an Qualität gewinnt, und nicht verliert, wie Quantitätsjournalisten und Politiker gern behaupten.

In medias res: Ob ein Zusammenhang mit unserem Artikel besteht oder nicht, Quaschnings Video mit dem Essigsäure-Natron-Versuch hat offenbar eingeschlagen wie eine Bombe. Ich beobachte die Reaktionen unter dem Video schon ein paar Wochen und wundere mich, wie viele „Klimaleugner“ dort ganz trocken chemisch-physikalisch basiert kritisieren. Die Unterstützer des Energiesysteme-Professors hingegen (auch hier auf Twitter) äußern sich überwiegend allgemein (Weiter so! Prima!).

Daß Quaschning ausgerechnet den ARD-Begriff „Faktencheck“ verwendet, verwundert, weil dieser wegen des umstrittenen Personals nicht den besten Ruf genießt. Außerdem sollte ein Wissenschaftler nicht seine eigenen „Fakten“ checken, sondern die Überprüfung einer eindeutig neutralen und kompetenten Instanz überlassen. Aber da Q. dann wahrscheinlich den Kollegen Lesch o.ä. beauftragen würde, machen Prof. Lüdecke und ich den EIKE-Faktencheck.

Quaschning stellt den kritischen Kommentaren bei Youtube jeweils seine Position („Fakten“) gegenüber, welche wir dann wieder kommentieren.

1. Der Versuchsaufbau kann gar nicht die Verhältnisse in der Atmosphäre nachbilden.

Q.s Fakten: Das war nie das Ziel des Versuchs. Bei dem Versuch geht es lediglich um den qualitativen Nachweis, dass sich eine kohlendioxidreiche Luft bei ansonsten identischen Bedingungen durch eine Strahlungsquelle stärker erwärmt als kohlendioxidarme Luft. Dieser Versuch soll Behauptungen entkräften, dass Kohlendioxid keinerlei Einfluss auf das Klima hat. Um das zu zeigen, ist es ausreichend, dass die Temperatur steigt. Natürlich ist der Anstieg ein anderer wie in der realen Erdatmosphäre. Um den gleichen Effekt wie in der Realität zu erzeugen, ist der Versuchsaufbau viel zu klein.

EIKE: Wir stimmen zu, daß dieser Versuch rein qualitativ (d.h., grundsätzlich, nicht zwingend relevant) zeigen könnte (beachte den Konjunktiv), daß CO2 in der Luft via „Treibhauseffekt“ einen Einfluß auf die Temperatur der bodennahen Luftschichten hat. Was Quaschning aber nicht anspricht: Es geht noch nicht einmal um den Treibhauseffekt des CO2. Es geht um den Treibhauseffekt, den zusätzliches (!), menschgemachtes CO2 erzeugt. Dieser Effekt ist ungleich schwächer, weil die Infrarotabsorption des CO2 bereits bei weitaus geringeren CO2-Konzentrationen der Luft, als aktuell vorhanden, weitgehend gesättigt war. Gegenüber den anderen Klimafaktoren wie Erdsonne, Erdmond, die schweren Planeten im Sonnensystem, die kosmische Hintergrundstrahlung, den Vulkanismus und die Meeresströmungen ist der Effekt des zusätzlichen, anthropogenen CO2 vernachlässigbar. Der Versuch zeigt also nichts, was in der Wirklichkeit von Belang ist.

 

2. Die Atmosphäre hat keine Käseglocke.

Q.s Fakten: Das würde ich nie bestreiten. Der einzige Grund der Kunststoffhaube ist die räumliche Begrenzung des Versuchs. Alternativ hätte man die Kohlendioxidkonzentration im gesamten Raum erhöhen und den Versuch dann mit Sauerstoffmaske durchführen können. Das wäre eine schöne Idee, um das Risiko des Klimawandels noch besser bildlich darzustellen. Anderseits war für viele Kommentatoren die jetzige sachliche Darstellung schon viel zu dramatisch.

EIKE: Der unterkomplexe Versuchsaufbau entspricht in etwa dem eines Treibhauses im Garten und ist komplett ungeeignet, reale Prozesse in der gigantischen Atmosphäre der Erde zu simulieren.

 

3. Die Kohlendioxidkonzentration im Versuch ist ungleich höher als in der echten Atmosphäre.

Q.s Fakten: Für den Versuch ist eine höhere Konzentration zwingend erforderlich. Bei der Absorption der Strahlung kommt es nämlich auf die Konzentration UND die Strecke der Strahlung im Ausbreitungsmedium an. In der echten Atmosphäre beträgt die Strecke, die dem Kohlendioxid zur Absorption zur Verfügung steht, viele Kilometer in der Versuchsatmosphäre wenige Zentimeter. Kleines Rechenspiel: In der Atmosphäre befinden sich 3.000 Milliarden Tonnen Kohlendioxid, das bei Normaldruck eine Dichte von rund zwei Kilogramm pro Kubikmeter hat. Würde man das gesamte Kohlendioxid der Atmosphäre direkt auf die 510 Millionen Quadratkilometer große Erdoberfläche verteilen, gäbe es sogar eine 30 Meter hohe Säule an reinem Kohlendioxid.

EIKE: Es kommt sehr wohl auf die Konzentration des Klimagases CO2 an, weil in der Natur oft genug ein Schwellenwert überschritten werden muß, damit eine relevante Wirkung eintritt. Quaschning bringt dieses Argument interessanterweise selber, als er weiter unten den Dosis-Effekt von Paracelsus aufgreift. Mit seinem Experiment hätte Quaschning also nur bewiesen, daß sich die Temperatur in der Atmosphäre eines Planeten deutlich erhöht, wenn der Anteil riesig ist, z.B. 50 oder 90%.

 

4. Bei der Herstellung von Kohlendioxid aus Waschsoda entsteht Wärme.

Q.s Fakten: Das spielt für den Versuch keine Rolle. Wir haben natürlich vor dem Versuch gewartet, bis sich ein Temperaturgleichgewicht eingestellt und das Gas die Umgebungstemperatur angenommen hat. Die wirklich gemessenen Temperaturen sind im Übrigen im Video dokumentiert. Außerdem kommt es bei dem Versuch nur auf die Temperaturdifferenz und nicht die Starttemperatur an. Zur besseren Vergleichbarkeit haben wir aber darauf geachtet, dass die Startbedingungen nahezu identisch waren.

EIKE: Im Video wird nicht deutlich gezeigt, daß die Startbedingungen identisch waren. Es gibt keine Kontrollmessung der Temperatur der entstehenden Reaktionsgase. Warum nicht?

 

5. Kohlendioxid ist ja kein Giftgas, sondern für die Pflanzen sehr wichtig. Mehr Kohlendioxid führt zu mehr Pflanzenwachstum und ist gut für die Umwelt.

Q.s Fakten: Die Dosis macht das Gift wußte schon Paracelsus im 16. Jahrhundert. Die aktuelle Konzentration von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre liegt bei 410 ppm (parts per million, 100 ppm = 0,01 %). In Innenräumen gilt Raumluft nur bei einer Kohlendioxidkonzentration von weniger als 800 ppm als gut. Bei höheren Konzentrationen nimmt die Luftqualität ab und wird zunehmend als unangenehm empfunden. Solche Konzentrationen könnten ohne Klimaschutzmaßnahmen schon in der zweiten Jahrhunderthälfte auftreten. Eine Konzentration von 5 % (50.000 ppm) führt zu starken gesundheitlichen Beeinträchtigungen, 8 % und mehr sind tödlich. Gesundheitsschädliche Extremwerte sind aber auch bei einem ungebremsten Klimawandel nicht zu erwarten.
Eine geringfügig erhöhte Kohlendioxidkonzentration kann sich positiv auf das Pflanzenwachstum auswirken. Höhere Konzentrationen sind aber auch für Pflanzen schädlich und es kommt zu Veränderungen bei der Nährstoffzusammensetzung. Durch den Klimawandel kommt es aber auch zu mehr Dürren und temperaturbedingten Streß für Pflanzen, sodass dieser trotz eines möglichen Düngeeffekts des Kohlendioxids unter dem Strich zu einer spürbaren Abnahme der Ernteerträge führen wird.

EIKE: Genau wie Quaschnings Kollege von den Scientists for future, Eckart von Hirschhausen, war Paracelsus Arzt und bezieht sich auf Substanzen im menschlichen Körper. Das „Dosis“-Argument ist hier also völlig fehl am Platze, genau wie der Fiebervergleich von Hirschhausen oder das „Blausäure“-Argument von Stefan Rahmstorf. Die Erdatmosphäre ist ein riesiges, vergleichsweise offenes und ungesteuertes System; unser Körper ist ein im Vergleich dazu winziges geschlossenes hochreguliertes System. Die Wirkung eines Spurenmoleküls wie CO2 oder Blausäure in diesen beiden unterschiedlichen Systemen zu vergleichen, ist unwissenschaftlich. Pflanzen und Algen benötigen CO2, sind also CO2-Senken und produzieren hierbei, zusammen mit Sonnenenergie, Sauerstoff. Nahrungspflanzen, insbesondere die C3- und C4-Pflanzen[i], liefern bei höherer CO2-Konzentration höhere Erträge, wobei bei der gegenwärtigen CO2-Konzentration der Erdatmosphäre noch längst keine Sättigung dieses Effekts erreicht ist. Das „C“ bezeichnet die Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekülaufbau der betreffenden Pflanzenart. C3-Pflanzen sind viele Getreidepflanzen, Raps, Zuckerrübe, Kartoffel, Reis; zu den C4-Arten gehören Mais, Zuckerrohr, Hirse und tropische Savannengräser. Bei C4-Pflanzen steigert sich die Nettophotosynthese ab etwa 400 ppm CO2 in der Luft nicht mehr. Dagegen nimmt das Wachstum von C3-Pflanzen bis über 1000 ppm noch zu[ii]. Eine ausführliche Literaturübersicht  zum Thema CO2 und Pflanzenwachstum findet sich bei I. Goklany[iii].

 

6. Kohlendioxid ist schwerer als Luft, sinkt nach unten ab und kann darum nicht zur Erwärmung der Atmosphäre beitragen.

Q.s Fakten: In Deutschland wurden im Jahr 2017 pro Jahr 798 Millionen Tonnen an Kohlendioxid emittiert*. Wenn man diese Kohlendioxidmenge gleichmäßig über die Landesfläche Deutschlands verteilt, würde Deutschland schon in einem Jahr mehr als einen Meter tief im Kohlendioxid versinken. Ab einer Konzentration von 8 % führt Kohlendioxid zum Tod durch Ersticken. Würde Kohlendioxid wirklich am Boden verbleiben, wären wir inzwischen also alle tot.

EIKE: Dieses Argument von Quaschning ist sinnloser Unfug! CO2 in der Luft ist ein Spurengas und wird es auch beim Verbrennen aller fossilen Brennstoffe bleiben.

 

7. Der Anteil der deutschen Kohlendioxidemissionen am weltweiten Ausstoß beträgt nur gut zwei Prozent. Deutschland alleine kann die Welt nicht retten.

Q.s Fakten: Der Anteil von China liegt inzwischen bei über 25 Prozent. Aber selbst wenn China komplett kohlendioxidfrei wird und der Rest der Welt sich nicht verändert, werden extreme Klimaveränderungen auftreten. Weltweiter Klimaschutz kann also nur funktionieren, wenn auch Deutschland seinen Anteil am Klimaschutz erbringt. Der Pro-Kopf-Ausstoß an Treibhausgasen ist in Deutschland doppelt so hoch wie der weltweite Durchschnitt. Unter den Ländern mit den höchsten Kohlendioxidemissionen liegt Deutschland derzeit weltweit an sechster Stelle, und berücksichtigt man die historischen Emissionen, kommt Deutschland unter den Klimasünderländern sogar auf Platz vier. Das ist eine extrem negative Bilanz für ein so kleines Land wie Deutschland und daraus entsteht auch eine sehr große Verantwortung, notfalls bei den Klimaschutzbemühungen auch voranzugehen. Aber nicht einmal das macht Deutschland. Im Klimaschutz-Index (Climate Change Performance Index) von German Watch nimmt Deutschland nur einen traurigen 27. Platz ein.

EIKE: Extreme Klimaveränderungen sind in der Erdgeschichte laufend aufgetreten. Ein ursächlicher Zusammenhang mit CO2-Konzentrationen der Art, dass CO2 diese Klimaänderungen verursacht hätte, ist nicht bekannt. Wenn Herr Quaschning die Prozentrechnung beherrschen würde, wäre ihm klar, dass die globale Temperaturerhöhung infolge des 2% CO2-Beitrags Deutschlands praktisch Null ist – egal, was diese CO2-Konzentrationen in seiner blühenden Phantasie nun bewirken sollen. Dass Deutschland mit konsequenter CO2-Vermeidung seine Energie-Versorgungssicherheit opfert und Wirtschaft ruiniert, lässt Herrn Q. offenbar ungerührt. Die Chinesen kommen nicht auf solch verrückte Aktionen.

[i] https://www.chemie.de/lexikon/C3-Pflanze.html

[ii] Hamburger Bildungsserver, Auswirkungen höherer CO2-konzentration, Abb. 1, https://tinyurl.com/y555fjdr

[iii] I.M. Goklany, Carbon Dioxide The Good News, http://tinyurl.com/zng6ymt

* Umweltbundesamt UBA: Treibhausgas-Emissionen in Deutschland. 25.04.2019. Internet.




Klima : Es grünt auf der Welt*

Der Weltklimarat verlangt, dass die Menschheit den globalen Temperaturanstieg auf 1,5 Grad Celsius (gegenüber dem Niveau vor Beginn der Industrialisierung) begrenzt.

Immer mehr Dürren?

Sollte die globale Temperatur in den kommenden Jahren um ein halbes Grad steigen, drohten Natur und Menschheit dramatische Folgen. Ab einem halben Grad, so wird prophezeit, werden sich Dürrekatastrophen und Überschwemmungen, Wirbelstürme und Waldbrände vervielfachen. Noch mehr Armut für Hunderte von Millionen Menschen sei eine der besonders schlimmen Folgen. Ein Jahrzehnt sei alles, was bleibe, um katastrophale Schäden durch den Klimawandel zu stoppen, warnte die Präsidentin der Uno-Generalversammlung, María Fernanda Espinosa Garcés, an einer hochrangigen Sitzung der Vereinten Nationen Anfang des Jahres: «Wir sind die letzte Generation, die irreparable Schäden auf unserem Planeten verhindern kann», sagte sie.

Diesem apokalyptischen Weltbild stehen allerdings harte Daten und Fakten entgegen. Es besteht ein erheblicher Widerspruch zwischen dem neuen Klimaalarm und der empirischen Realität.

Die Temperaturen fallen wieder

Da ist zum einen die Tatsache, dass die durchschnittliche globale Temperatur seit dem Super-El-Niño vor drei Jahren um fast ein halbes Grad Celsius gefallen ist. Und obwohl die globalen Temperaturen seit dreissig Jahren langsam gestiegen sind, hat sich dieser Trend seit Anfang des Jahrhunderts merklich verlangsamt, anstatt sich zu beschleunigen. Dies steht im völligen Gegensatz zu den Voraussagen der Klimamodelle.

So wurde im ersten Bericht des Weltklimarates im Jahr 1990 ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur von 0,3 Grad Celsius pro Jahrzehnt vorausgesagt. Tatsächlich sind die globalen Temperaturen seither nur zwischen 0,13 und 0,2 Grad Celsius pro Jahrzehnt angestiegen, je nachdem, welcher Datensatz verwendet wird. Das heisst: Lediglich ein Drittel bis zwei Drittel der prognostizierten Erderwärmung hat in den letzten dreissig Jahren stattgefunden, und dies obwohl zugleich mehr als die Hälfte aller industriellen Kohlendioxidemissionen seit Beginn der industriellen Revolution freigesetzt wurden.

Wissenschaftler haben Angst

Die Begrenzung des Anstiegs der globalen Temperatur auf 2 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau wurde 1996 von der EU als politisches Ziel festgelegt und schliesslich auch von der Uno übernommen. Die meisten Klimaökonomen waren davon überzeugt, dass erst bei einem globalen Anstieg von über 2 Grad Celsius Nettoschäden entstehen würden. Bei einem flauen Temperaturanstieg von 0,1 oder 0,2 Grad Celsius pro Jahrzehnt würde dieses Ziel allerdings erst in einem halben Jahrhundert oder sogar noch später erreicht werden.

Der überraschend langsame Anstieg der Temperaturen und das Ausbleiben vorausgesagter Klimakatastrophen hat bei Wissenschaftlern wachsende Besorgnis ausgelöst. Die Angst vor dem Verlust wissenschaftlicher Glaubwürdigkeit steckt wohl auch hinter der Entscheidung des Weltklimarats im letzten Oktober, die Begrenzung der Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius als neues Ziel auszugeben.

Um den 1,5-Grad-Grenzwert zu erreichen, darf die Welt laut Weltklimarat nur noch etwa 420 Gigatonnen CO2 ausstossen. Bei der gegenwärtigen Emissionsrate wäre dieses globale CO2-Budget bereits in sechs bis zehn Jahren aufgebraucht.

Damit ist der Tag des Jüngsten Klima-Gerichts in greifbare Nähe gerückt. Bis zum Jahr 2030 müssten die CO2-Emissionen im Vergleich zum Jahr 2010 um 45 Prozent fallen, so die IPCC-Wissenschaftler, um eine Katastrophe zu verhindern.

Meeresspiegel steigt ein kleines bisschen

Während die globalen CO2-Emissionen ungebremst steigen, gibt es keine Anzeichen für eine Beschleunigung des Klimawandels oder von dessen Folgen. Trotzdem ist es für Wissenschaftler, Medien und Aktivisten seit Jahren zur Routine geworden, extreme Wetterereignisse mit dem Klimawandel in Verbindung zu bringen. Die grundlegende Behauptung ist, dass der Anstieg von Treibhausgasen in der Atmosphäre in den vergangenen Jahrzehnten zu immer extremeren Wetterbedingungen aller Art geführt hat – zu mehr Dürren, mehr Überschwemmungen, stärkeren Wirbelstürmen und mehr Waldbränden.

Entgegen allen Voraussagen, die auf Klimamodellen beruhen, hat weder die Zahl noch die Intensität von Dürren, Überschwemmungen, Waldbränden oder Wirbelstürmen in den vergangenen dreissig Jahren zugenommen. Dies geht aus dem «IPCC Special Report on Global Warming of 1,5g C» hervor.

Selbst der Anstieg des Meeresspiegels vollzieht sich sehr viel konstanter als vorausgesagt. Laut Nasa beträgt der durchschnittliche Anstieg des Meeresspiegels seit 1993 3,2 Millimeter pro Jahr. Es gibt keinerlei Anzeichen für eine Beschleunigung dieser Wachstumsrate, seitdem Satelliten vor 25 Jahren damit begonnen haben, den Meeresspiegel zu messen. Bei dieser Rate beträgt der Anstieg sage und schreibe 32 Zentimeter in hundert Jahren.

Sinkende Sterblichkeit

Zwar werden Hitzewellen etwas häufiger, aber laut einer 2015 veröffentlichten Studie führt kaltes Wetter zu zwanzigmal mehr Todesfällen als heissere Perioden: Eine grossangelegte Lancet-Studie analysierte die Daten von 74 Millionen Todesfällen zwischen 1985 und 2012 in dreizehn verschiedenen Ländern. 7 Prozent der Todesfälle hingen mit niedrigen Temperaturen zusammen, nur 0,4 Prozent mit erhöhten Temperaturen.

Ebenso wenig bekannt ist wohl auch die Tatsache, dass die wetterbedingte Sterblichkeit und die Sterblichkeitsraten weltweit in den letzten hundert Jahren um mehr als 95 Prozent zurückgegangen sind. Die grössten Verbesserungen ergaben sich aus dem Rückgang der Sterblichkeit aufgrund von weniger Dürren und Überschwemmungen, die für mehr als 90 Prozent aller globalen Todesfälle verantwortlich waren, welche durch extreme Wetterereignisse im 20. Jahrhundert verursacht wurden.

Weniger Hunger und Armut

Als ebenso haltlos erweisen sich die endlosen Prophezeiungen der letzten Jahrzehnte, laut denen der Klimawandel zu einem Anstieg von Armut und Hunger führen werde. Nach Angaben der Weltbank hat sich seit 1990 der Anteil der Armen weltweit halbiert. Auch der Anteil der unterernährten Menschen ist global seit 1990 um fast die Hälfte gesunken.

Die weltweite Verringerung der Armut und des Hungers um mehr als 50 Prozent hat sich in einer Periode globaler Erwärmung vollzogen und ist zweifellos eine der bemerkenswertesten menschlichen Errungenschaften in der Geschichte.

Dabei ist vielen unbekannt, dass der Ausstoss von anthropogenen, also menschengemachten Treibhausgasen dabei eine herausragende Rolle spielt. Hunderte von wissenschaftlichen Publikationen haben dokumentiert, dass die steigenden Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft zu einer markanten Steigerung globaler Ernteerträge und zu einem dramatischen Rückgang globaler Armut beigetragen haben.

Enorme Vorteile

Die Apokalyptiker und Katastrophenpropheten irren. Die langsam steigenden Temperaturen und die wachsenden Kohlendioxidemissionen haben im Grossen und Ganzen mehr positive als negative Auswirkungen auf die Menschheit und die Biosphäre. Diese enormen Vorteile sind manifest und beweisbar, während die Kosten künftiger Erwärmung weiterhin spekulativ und ungewiss bleiben.

Der grösste Vorteil entsteht freilich nicht durch die moderate Klimaänderung, sondern durch das Kohlendioxid. Auf einem Viertel bis der Hälfte der bewachsenen Gebiete der Erde hat sich in den vergangenen 35 Jahren eine erhebliche Vergrünung gezeigt, vor allem wegen der Zunahme des atmosphärischen Kohlendioxids.

Zahlreiche auf Satellitenbeobachtungen basierende Studien zeigen, dass der Anstieg des atmosphärischen CO2-Gehaltes während der letzten drei Jahrzehnte signifikant zur Vergrünung unseres Planeten beigetragen hat.

Der steigende CO2-Gehalt der Atmosphäre wirkt wie eine Düngung auf die Vegetation. Satellitenaufnahmen belegen, dass die Pflanzendecke auf der ganzen Welt üppiger geworden ist. Diese Zunahme an grüner Biomasse weltweit entspricht nach Angaben von Wissenschaftlern einem neuen grünen Kontinent, doppelt so gross wie die USA.

Nach Angabe der Wissenschaftler sind 70 Prozent des globalen Ergrünens auf den Düngeeffekt der steigenden CO2-Werte zurückzuführen. Die damit einhergehende Erhöhung der Ernteerträge hat den chronischen Hunger in den Entwicklungsländern von 24 Prozent der Bevölkerung im Jahre 1990 auf unter 10 Prozent reduziert, obwohl die Bevölkerung um 40 Prozent zunahm.

In scharfem Kontrast zu düsteren Prognosen hat die globale Erwärmung sogar positive Effekte auf die Sahara und die Sahelzone. GemässNature-Magazin nehmen Wissenschaftler an, dass der Anstieg von CO2-Emissionen «günstig für die Aufrechterhaltung und potenzielle Verstärkung der Erholung der Niederschläge in der Sahelzone ist». Die südliche Grenze der Sahara hat sich denn auch seit mehr als dreissig Jahren zurückgezogen. Familien, die in feuchtere Küstenregionen geflohen waren, haben begonnen zurückzukehren.

Eine im letzten Jahr publizierte Studie dokumentierte anhand von Satellitenbildern, dass die Vegetationsbedeckung von Wäldern südlich der Sahara in den letzten drei Jahrzehnten um 8 Prozent zugenommen hat. Auch die globale Waldbedeckung hat in den vergangenen vier Jahrzehnten merklich zugenommen. So zeigt eine Analyse von Satellitendaten, dass weltweit die Fläche, auf der mindestens fünf Meter hohe Bäume wachsen, seit etwa 35 Jahren um 2,24 Millionen Quadratkilometer gewachsen ist.

Kurzfristige Witterungsschwankungen und extreme Wetterereignisse verursachen oft schreckliche menschliche Kosten, und solche Wetterereignisse machen zu Recht Schlagzeilen. Aber sie erfassen nicht die Realität des vergleichsweise milden Klimas unseres Planeten, das in den letzten drei Jahrzehnten die Erde etwas wärmer, etwas feuchter und sehr viel grüner gemacht hat.

Die Vorhersagen eines katastrophalen Klimawandels haben sich in den vergangenen dreissig Jahren als falsch oder extrem überzogen erwiesen. Das bisherige Ausbleiben einer beschleunigten Erderwärmung bedeutet freilich nicht, dass es auch in Zukunft so bleiben wird. Niemand weiss mit Sicherheit, wie sich das Klima der Welt angesichts anhaltender CO2-Emissionen in den nächsten Jahrzehnten entwickeln wird. In den kommenden zehn Jahren wird sich allerdings weisen, ob die Zunft unheilverkündender Klimawissenschaftler einmal mehr falschliegt.

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Benny Peiser ist Direktor der Global Warming Policy Foundation (GWPF), einer in London ansässigen, überparteilichen Denkfabrik für Klima- und Energiepolitik.

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)*  Anmerkung der EIKE-Redaktion  :

Dieser Artikel ist zuerst erschienen in der WELTWOCHE Zürich : .Es grünt auf der Welt.| Die Weltwoche, Nr. 27 (2019) | 4. Juli 2019 ; http://www.weltwoche.ch/

EIKE dankt der Redaktion der WELTWOCHE und dem Autor Benny Peiser für die Gestattung der ungekürzten Übernahme des Beitrages.

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Ausbreitung der Vegetation : Freut euch des üppigen Grüns*

Bei all dem Gerede von einem unmittelbar bevorstehenden, durch CO2-Emissionen herbeigeführten Weltuntergang wird eine Tatsache oft übersehen: Die globale Vergrünung geht schneller voran als der Klimawandel. Seit mindestens dreissig Jahren nimmt die Vegetation auf der Welt Jahr für Jahr zu. Dies lässt sich anhand der Wachstumsrate von Pflanzen und mit Hilfe von Satellitendaten nachweisen.

2016 veröffentlichten 32 Autoren aus 24 Institutionen in acht Ländern eine Analyse von Satellitendaten, aus der hervorging, dass die grüne Vegetation seit mehr als dreissig Jahren um etwa 14 Prozent zugenommen hat. 70 Prozent dieser Zunahme gingen demnach auf das zusätzliche Kohlendioxid in der Atmosphäre zurück. Der federführende Autor der Studie, Zaichun Zhu von der Universität Peking, betont, dass dieses Plus an grüner Vegetation einer Fläche entspricht, die doppelt so gross ist wie die Vereinigten Staaten.

 

Die globale Vergrünung wirkt sich auf alle Ökosysteme aus – die arktische Tundra, Korallenriffe, Plankton, tropische Regenwälder –, besonders eindrucksvoll zeigt sich das aber in ariden Regionen wie der Sahelzone, wo die Desertifikation inzwischen weitgehend umgekehrt worden ist. Das liegt daran, dass Pflanzen im Prozess der Kohlendioxidaufnahme weniger Wasser verlieren, wenn die CO2-Konzentration höher ist. Ökosysteme und Landwirtschaft werden am Ende dieses Jahrhunderts weniger unter Wasserknappheit leiden als heutzutage in Perioden mit geringem Niederschlag.

Gescheiterte Erklärungsversuche

Diese Erkenntnis sollte eigentlich niemanden überraschen. Tausende Experimente wurden durchgeführt, in denen der CO2-Wert über Anbauflächen oder wilden Ökosystemen erhöht wurde und zu stärkerem Wachstum führte. Betreiber von kommerziellen Treibhäusern pumpen gewöhnlich CO2 in die Luft, um das Wachstum der Pflanzen zu beschleunigen. CO2 ist Pflanzennahrung. Diese globale Ergrünung ist positiv. Sie bedeutet mehr Nahrung für Insekten und Rotwild, für Elefanten und Mäuse, für Fische und Wale. Sie bedeutet grössere Ernteerträge. Tatsächlich dürfte sie den Erzeugern in den letzten dreissig Jahren Mehreinnahmen in Höhe von etwa 3 Billionen Dollar beschert haben. Das heisst also, es braucht weniger Boden, um die Menschheit zu ernähren, und es bleibt mehr Land für die Tierwelt.

Doch davon spricht niemand. Die Aktivisten, die von der Angst vor dem Klimawandel leben und verzweifelt Panikmache betreiben, tun ihr Bestes, um diese unbequeme Wahrheit zu ignorieren. Wenn sie das Thema nicht umgehen können, sagen sie, dass Vergrünung ein vorübergehendes Phänomen sei, das sich in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts umkehren werde. Dabei stützen sie sich auf einige wenige Modelle, die mit extremen Theorien arbeiten, weshalb ihr Argument nicht glaubwürdig ist.

Dieses biologische Phänomen erklärt auch das Kommen und Gehen von Eiszeiten. Es ist immer ein Rätsel gewesen, dass Eiszeiten über Zehntausende von Jahren allmählich kälter, dann aber innerhalb weniger tausend Jahre plötzlich wärmer werden, woraufhin die gigantischen Eiskappen von Eurasien und Nordamerika abschmelzen und die Welt in eine wärmere Zeit eintritt, wie wir sie seit 10 000 Jahren haben.

Versuche, diesen Zyklus zu erklären, sind bislang weitgehend gescheitert. CO2-Werte folgen dem Wandel, aber sie steigen, nachdem die Welt sich erwärmt hat, und sinken, sobald die Welt wieder kühler wird. Sie sind also nicht die Ursache. Schwankungen in der Erdumlaufbahn spielen eine Rolle: In besonders warmen nordischen Sommern gehen Eisschilde zurück, aber nur einige dieser «grossen Sommer» führen zum Abschmelzen von Gletschern.

Jüngst analysierte Eisbohrkerne aus der Antarktis scheinen nun die Schuldigen zu identifizieren: Es sind die Pflanzen. Während der Eiszeiten sinkt der CO2-Gehalt in der Atmosphäre, weil kältere Ozeane mehr von diesem Gas absorbieren. Schliesslich erreicht er ein so niedriges Niveau (etwa 0,018 Prozent auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit), dass die Pflanzen kaum noch wachsen, namentlich in trockenen Regionen oder grossen Höhen. In der Folge überziehen Staubstürme den gesamten Planeten, erreichen sogar die Antarktis, wo der Staubgehalt im Eis dramatisch ansteigt. Diese Staubstürme färben besonders die nördlichen Eisschilde schwarz, so dass sie, wenn der nächste «grosse Sommer» kommt, rasch schmelzen. In der Eiszeit war es selbst in den Tropen ziemlich ungemütlich: kalt, trocken, staubig und mit viel weniger Pflanzen als heute.

Der schwedische Forscher Svante Arrhenius, der als Erster den Treibhauseffekt mass, schrieb: «Durch den Einfluss des wachsenden Kohlensäuregehalts in der Atmosphäre können wir vielleicht hoffen, Zeiten mit gemässigterem und zuträglicherem Klima zu erleben.» Freuen wir uns über das üppige Grün in der heutigen Welt und darüber, dass die Vegetation rascher voranschreitet als die globalen Durchschnittstemperaturen.

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Matt Ridleyist ein britischer Politiker, Unternehmer, Zoologe und Autor.

Die Grafik beruht auf den Arbeiten des Forschers Ranga Myneni, Boston University.




Die illusionistischen Tricks von Klimaprofessoren – heute: Volker Quaschning

Quaschning ist neben seinen Youtube-Aktivitäten hauptsächlich dafür bekannt, eines der Gesichter der Scientists for future zu sein, also der Erwachsenen-FFF-Groupies von Greta. In einem seiner Videos steht er erst in voller Montur in einem See und verdeutlicht das „Ansteigen des Meeresspiegel“ dadurch, daß er selbst immer weiter ins Wasser steigt. Anders wäre der Anstieg auch nicht zu „beweisen“, denn der „Meeresspiegel“(1)  steigt immer noch nirgendwo schneller als sonst.

Dann führt er ein Experiment durch, das „beweist“, wie gefährlich CO2 für unser Klima sei. Dazu kippt er Essig auf Backsoda („Natron“) und leitet das entstehende Kohlendioxid unter eine Plastikhaube, die von einer althergebrachten Glühbirne bestrahlt wird. Und siehe da: Die Temperatur der „Atmosphäre“ unter der Haube steigt deutlich an. Und nun Sie, geneigter skeptischer Leser: Wie geht der Trick?

Zunächst die Reaktionsformel: NaHCO3 + CH3COOH -> CH3COONa + H2O + CO2.

Die Kommentare der zahlreichen Klimaleugner unter dem Video geben weitere Auskunft. Zunächst einmal entsteht bei den meisten chemischen Reaktionen, die spontan unter Standardbedingungen (Raumtemperatur, Normaldruck) ablaufen, Reaktionswärme. Heißt, der Professor hat mutmaßlich warmes CO2 und/oder warmen Wasserdampf unter die Haube geleitet. Ein Hinweis darauf ist die extrem schnelle Aufheizung der Hauben-Atmosphäre, die angeblich allein auf die Wechselwirkung des CO2 mit der Glühbirnenstrahlung zustande kommen soll. Ein ordentlich arbeitender Wissenschaftler hätte hier eine Kontrolle eingebaut, also die Temperatur der entstehenden Gase sofort gemessen und ggfls. nachweislich gewartet, bis die Reaktionsprodukte Raumtemperatur angenommen hätten (und dies mit dem Thermometer überprüft!). Darauf hingewiesen, antwortet Quaschning lapidar:

„Die angegebene Temperatur wurde nach Einleiten des Gases bestimmt. Die Masse des Gases ist im Vergleich zu den Materialien des Versuchsaufbaus gering, sodass sich nach kurzer Zeit annähernd die gleiche Temperatur wie bei Luft eingestellt hat, bevor die Lampe die Temperatur nach oben getrieben hat.“

Und:

„Natürlich haben wir gewartet, bis sich das Temperaturgleichgewicht eingestellt hat. Im Video sind die Wartezeiten rausgeschnitten, um Längen zu vermeiden. Die Lösung mit Soda und Essig lässt sich zu Hause leichter realisieren als die CO2-Flasche. Das ist der Hauptgrund für die Wahl dieser Methode.“ [Gemeint ist hier eine technische Gasdruckflasche.]

Nebenbei: Ich habe das Video heruntergeladen und die Antworten von Quaschning per Bildschirmfoto gesichert. Löschen ist also sinnlos.

Andere kritische Kommentatoren verweisen darauf, daß der Professor den Raum unter seiner Plastikhaube mit Kohlendioxid regelrecht geflutet und zudem versäumt habe, den CO2-Gehalt zu bestimmen. Das Experiment hat also mit der natürlichen Erdatmosphäre nur wenig zu tun, da unsere Atemluft nur rund 0,04% Kohlenstoffdioxid enthält und nicht 50 (?) oder gar 90 % (?) wie im Experiment. Ein anderer Kritiker meint, warum die umständliche Methode mit der Säure-Base-Reaktion genutzt wurde. Eine geschüttelte Sprudelflasche hätte es auch getan. Ja, warum?

Man sieht, Quaschning macht grobe Fehler, die uns peniblen wissenschaftspuristischen Klimarealisten gleich mehrere Steilvorlagen liefern. Im Angesicht von „eingeschätzten Meeresspiegelanstiegen“, durchgewunken von PIK-Rahmstorf und PIK-Schellnhuber, und dem sozial konstruierten „gewinkelten“ CO2 von PIK-Levermann wundert mich aber nichts mehr. Wie sagte Kabarettist Vince Ebert so schön: Klimatologen seien so etwas wie die Homöopathen der Naturwissenschaft; Methodik, Beweisführung, alles „huschi-pfuschi“. Was wundert, ist die Unbekümmertheit und Dreistigkeit der Klimaforscher, solche „Beweisexperimente“ auch noch auf Youtube zu veröffentlichen. Sollten eines Tages Gesetze gegen Wissenschaftsbetrug vom Bundestag beschlossen werden, könnte Quaschnings Video der Anklage dienen.

Wieso macht der Energiesysteme-Professor es dann? Nun, wie das „gewinkelte“ CO2 beweist, sind die Klimaprofs eher Politiker und Schauspieler als Wissenschaftler und mutmaßlich über Vitamin B an ihre Professuren gekommen, und nicht durch ihre Kompetenz. Meine eigene Erfahrung als Laborratte bestätigte mir das: Die wirklich fähigen Wissenschaftler sind politisch kaum aktiv und legen wenig Wert auf großes Medientamtam. Die werkeln lieber still im Büro oder Labor und versuchen, ihre Ergebnisse in möglichst guten Zeitschriften unterzubringen. Das Geld für viel Material und Personal hingegen bekommen eher die Politischen. „Wer am lautesten schreit, kriegt auch das meiste Geld“, wie mir einmal ein Chefarzt verriet.

Ein weiterer Faktor dürfte die „Filterblase“ sein, in der die Polit-Wissenschaftler leben. Sie bewegen sich nur in Kreisen Gleichgesinnter und werden von den Medien für ihre Panikmache gebauchpinselt. Ein Untergebener, der sich wagte, Kritik anzumelden, würde nicht mehr lange beim Klimaprof arbeiten, den kurzen Zeitverträgen sei Dank. Kompetente kritische Geister lockt man so nicht an, man kultiviert eher die Mittelmäßigkeit. Wenn überhaupt; sagen wir lieber, Niveaulosigkeit.

(1) „Der Meeresspiegel“ ist ebenso eine fiktive Variable wie mittlere Globaltemperatur. Es gibt soviele „Meeresspiegel“ wie es Pegel-Messstellen gibt, deren stark fluktuierende Daten müssen erst durch aufwendige und durch diskussionswürdige Rechnungen zum relativen Meeresspiegel (relative sea level rsl) verdichtet werden.

 

 




Alles hat seinen Preis – die Vermeidungskosten!

Hier die Tabelle oben vollständig:

Die Vermeidung von CO2-Emissionen wird gegenwärtig in Deutschland zum alles überstrahlenden Ziel erklärt. In Umfragen sei festgestellt worden, dass die Bürger den Klimawandel für das dringendste Problem halten. Vermutlich lebe ich in einem völlig isolierten Bereich der Gesellschaft, denn in meinem Umfeld und auch in überregionalen Kontakten kann ich diese Gewichtung des Problems nicht feststellen. Man wundert sich höchstens über das Wetter.

Ich sehe es als sinnvoll an, weltweit Emissionen zu senken – über das zu Unrecht verteufelte CO2hinaus. Nun ist Politik immer das Machbare, immer Kompromiss und Abwägung und am Ende einer Finanzierung vorbehalten.

Die finanzielle Belastung der Bürger hierzulande durch Staatsquote und Sonderlasten ist in der Weltspitze zu finden und eine weitere Steigerung droht. Die Reform der Grundsteuer geht für Eigentümer und Mieter vielleicht noch glimpflich aus, eine indexierte automatisch mit der Inflationsrate steigende GEZ-Gebühr droht zur regelmäßig steigenden Quasisteuer zu werden. Die Einführung einer Ausländermaut, verursacht von einer bayerische Regionalpartei zwecks Erhalts der Lufthoheit über den Stammtischen, ist zwar gescheitert, sie wird aber wiederkommen.  In Form einer EU-Maut mit national aufgesatteltem „Klimabeitrag“, so ist zu vermuten.

Warum ein Gesetzentwurf, erarbeitet von Regierungsjuristen mit der Möglichkeit, den wissenschaftlichen Dienst des Bundestags zu befragen, vor dem EuGH in Luxemburg scheitert, wundert den Laien. Minister Scheuer spricht enttäuscht von einem Elfmeterschießen, so als sei das Verfassen eines Gesetzes Glücksache. Geschätzter Schaden durch das Agieren von Dilettanten für die Steuerbürger: Wohl ein dreistelliger Millionenbeitrag.

Dass der Gesetzentwurf mit der EU abgestimmt war, macht die Sache nicht besser. Womit die an Plattheit kaum zu überbietende SPD-Wahlreklame „Europa ist die Antwort“ ad absurdum geführt ist. Vier Wochen nach der Wahl dürfen die Wähler immer noch zuschauen, womit sich EU-Rat, -Kommission und –parlament in ihren Hinterzimmern oder auf Poker-Gipfeln beschäftigen: Mit sich selbst. Antworten gibt es keine. Der SPD fehlen ohnehin die richtigen Fragen.

 

Das Geld der anderen

Früher, als Politiker und hohe Beamte in Deutschland noch Ehre und Würde hatten, gab es Rücktritte oder Entlassungen. Heute wurstelt man sich durch, Ahnungslosigkeit schädigt nicht mehr den Ruf. Das Thema der Amtshaftung für Steuerverschwendung wird in der Öffentlichkeit stärker thematisiertund sollte konkret werden. Aber welche Krähe hackt . . . na Sie wissen schon.

Im Verbund mit einer weiteren Verbürokratisierung des Landes, des Anstiegs staatsfinanzierter Beschäftigung und der Verringerung wertschöpfender marktlicher Tätigkeit beschreitet Deutschland den Weg wirtschaftlichen Abstiegs.

Zurück zur CO2-Problematik. Während es an Begründungen nicht mangelt, warum Renten und Sozialleistungen nicht gesteigert, Gebühren und Steuern nicht gesenkt werden können, sind „Klimagelder“ offensichtlich unbegrenzt vorhanden. Die so genannten CO2-Vermeidungskosten spielen in heutigen Diskusionen, wo es nur noch um –zig oder hunderte Klimamilliarden geht, kaum eine Rolle.

CO2-Vermeidungskosten sind die „effektiven Kosten einer Klimaschutzmaßnahme pro Tonne“, so das RP-Energielexikon. Diese Angabe wurde über die Jahre für verschiedene Technologien in vielerlei Studien untersucht. Dabei geht es nicht nur um Erzeugungstechnologien, sondern auch um Gebäudesanierungen oder die Abtrennung und Speicherung von CO2.

Die teuerste Form, CO2zu vermeiden, ist nach Angaben der FAZnach wie vor die Fotovoltaik mit 415 Euro pro Tonne, gefolgt von der Geothermie (345 Euro) und Offshore-Wind und Biomasse mit je 252 Euro. Der Zertifikatepreis liegt gegenwärtig bei etwa 25 Euro pro Tonne. Die Ertüchtigung eines alten afrikanischen Kohlekraftwerks würde etwa 5 Euro pro Tonne kosten. Deutsche Förderpolitik zeichnet sich auf diesem Feld traditionell dadurch aus, dass die marktfernsten Technologien am meisten unterstützt werden. Die Vermeidungskosten werden maßgeblich durch die EEG-Umlage geprägt, indirekte Kostensteigerungen entstehen durch den Emissionshandel, Steuern, den Netzausbau und die Systemstabilisierung. Eine zusätzliche CO2-Steuer steht nicht mehr in Frage. Auch das ideologische Vorfeld kostet Geld, zum Beispiel für Studien:„Gendergerechtigkeit als Beitrag zu einer erfolgreichen Klimapolitik“, veröffentlicht vom Umweltbundesamt, wird zwingend hilfreich sein, die Emissionen zu senken. Näher möchte ich auf diese Studie nicht eingehen, das hat Dieter Nuhr (ab Minute 34:30) auf seine Weise schon getan.

 

Dabei ist das Feld der Energie fiskalisch schon gut angezapft. Die Energiesteuer (früher Mineralölsteuer) schlägt beim Tanken zu, die Stromsteuer über die Steckdose. Die Mehrwertsteuer wird auf alle Preisbestandteile von Kraftstoffen und Strom erhoben, auch auf die Strom- und Energiesteuer. Eine Steuer auf die Steuer? Ja, im Energiewendewunderland ist dies eine Selbstverständlichkeit und unterliegt seltsamerweise nicht dem Doppelbesteuerungsverbot.

„Die Mehrwertsteuer ergibt sich aus dem Mehrwert einer Ware, der durch die Wertschöpfung eines Produkts entsteht und sich auf die Weiterveräußerung überträgt“, wird in Buchhaltungskreisen gelehrt. Und warum bildet die Besteuerung von Energie einen Mehrwert für Produzent und Verbraucher, der zu besteuern ist? Logische Folge ist, dass die Finanzminister mit Wohlwollen steigende Energiepreise sehen, sie sind die Booster für die Steuereinnahmen.

 

Geld oder Leben

Nun möchten die Grünen einen staatlichen Klimafonds von 100 Milliarden Euro auflegen und dafür auch eine Neuverschuldung in Kauf nehmen. Das Geld soll, das kann man positiv sehen, auch der Vorbereitung auf Klimaänderungen dienen.

KGE, die Unvollendete, will dabei gleichzeitig „mehr Elektroautos und schnelleren Kohleausstieg“, offenbar ohne einen Zusammenhang zwischen beiden Forderungen zu erkennen. Vorher müssen noch 9.500 Megawatt Kernkraftwerksleistung emissionsarm ersetzt werden. Hat mal jemand eine Idee? Es sei alternativlos, schnell zu handeln. Hinderlich daran aber unbeachtet ist die Tatsache, dass sich China im Pariser Klimavertrag verpflichtet hat, ab 2030die Emissionen zu senken. Bis dahin werden die Steigerungen im großen Reich des Ostens jegliche deutsche Einsparungen überkompensieren. Schon deshalb ist der Ruf nach Schnelligkeit Unsinn. Der theoretischen Abschaltung von reichlichen 80 Kohlekraftwerken in Deutschland stehen praktisch etwa 1.300 Kohlekraftwerke gegenüber, die in den nächsten Jahren weltweit in Betrieb gehen werden. Diese Informationen an jene, die zu wissen vorgeben, dass in sechs, acht oder zehn Jahren alles zu spät sei, wenn wir jetzt nicht handeln. Nach dieser Lesart ist es ohnehin zu spät.

Man sollte Berechnungen anstellen, was es kosten würde, grüne Verbalemissionen zu vermeiden. Meine Vermutung: Es würde sich rechnen angesichts des Schadens, den Grüne in absehbarer Zeit in der Regierung verursachen werden.

Im Übrigen soll die Senkung der CO2-Emissionen einem höheren Ziel dienen, der Verhinderung einer zu starken Erderwärmung. Maßgebend können also nicht Millionen und Milliarden Tonnen von vermiedenem CO2sein, sondern die dadurch vermiedene Temperaturerhöhung in der Maßeinheit Kelvin. Diese entspricht in der Wertigkeit den „Grad Celsius“, die man umgangssprachlich dafür verwenden kann. Einfach eine Bitte ans PIK in Potsdam: Wie viel Kelvin globale Erwärmung verhindert Deutschland durch die „Klimaziele“ 2030, wenn sie denn erreicht werden?

Dann ließen sich statt CO2-Vermeidungskosten die Temperatursenkungskosten pro Grad darstellen und die Relevanz aller deutschen Emissions-Senkungsmaßnahmen einschätzen.




Wohlstands-Verblödung*

Schweizer Politiker wollen aus der Schweiz heraus die Erde retten.

Die Schweiz lebt im trügerischen Glück der Wohlstandsverblödung. Die Wirtschaft läuft, die Börse brummt, die Sonne scheint. Niemand macht sich ernsthaft über etwas Konkretes Sorgen. Wir haben Zeit und Musse, uns den Kopf zu zerbrechen über einen Klimanotstand, der laut Modellrechnungen am Ende des Jahrhunderts eintreten sollte. Oder auch nicht.

Wohlstandsverblödung ist kein Charakterfehler, keine angeborene oder erworbene Eigenschaft, die einige trifft und andere nicht. Wohlstandsverblödung kann alle erwischen. Sie erfasst uns, ohne dass wir es merken. Die Überlebensinstinkte schlafen ein. Wir werden übermütig. Wir glauben, uns alles leisten zu können. Plötzlich kommt der Knall.

Vom Boxer Muhammad Ali stammt der Satz: «Du gehst nur von den Schlägen k.o., die du nicht kommen siehst.» In der Politik gilt: Man geht auch durch Schläge k.o., die man kommen sieht und die man sich sogar selber zugefügt hat. Wohlstandsverblödung folgt auf den Wohlstand, den man für selbstverständlich, für naturgegeben hält.

Wohlstandsverblödet ist zum Beispiel die von Bundesrat und Parlament beschlossene Energiewende, der Ausstieg aus der Kernenergie ohne Absicherung neuer verlässlicher Quellen. Mittlerweile müssen die betroffenen Bundesämter zugeben, dass sie keine Ahnung haben, wie sie die Schweiz künftig mit Energie versorgen wollen. Die Chefbeamten ersetzen Strategie durch Hoffnung. Die Stromnot wird die Auslandabhängigkeit der Schweiz massiv erhöhen und damit ihre Erpressbarkeit.

Wohlstandsverblödet ist auch die Idee, dass die Schweiz eine anhaltende hohe Netto-Zuwanderung von über 70 000 Personen pro Jahr verkraften kann. In den letzten dreizehn Jahren kamen netto eine Million Menschen in die Schweiz. Wir haben eine höhere Pro-Kopf-Zuwanderung als die Vereinigten Staaten. Der Andrang hat die Erwerbslosenquote auf 4,9 Prozent hochschnellen lassen trotz Hochkonjunktur, während die Produktivität im gleichen Zeitraum sank.

Selbstüberschätzung und Übermut sind Rezepte für den Niedergang. Sicheres Indiz dafür ist etwa die Forderung nach Vaterschaftsurlaub und Elternzeit. Man müsste eine Statistik darüber führen, wie intensiv die Schweiz derzeit politisch darüber diskutiert, wie sich hier am schnellsten eine fremdfinanzierte Freizeitgesellschaft installieren lässt. Die Frage, wer den Kuchen macht, den alle schon vorher verteilen wollen, wird als unanständig zurückgewiesen.

Die Schweiz, lautet der Einwand, sei reich. Sie könne sich das leisten. Kann sie das? Die Freisinnigen kippten am letzten Wochenende in der Klimafrage um. Die Parteidelegierten verordneten dem Freisinn eine scharfe Öko-Wende mit Verboten, Abgaben, Steuern und staatlichen Interventionen. Es war gespenstisch, wie widerstandslos die FDP im Zuge des aktuellen Klimapopulismus zahlreiche ihrer Grundsätze einfach fallenliess.

Exemplarisch in ihrer zeitgeistverliebten Abgehobenheit war die Ansprache des Zürcher Ständerats Ruedi Noser. Nur in wohlstandsleichtsinnigen Zeiten kommen solche Sätze unwidersprochen durch, werden sie sogar beklatscht: «Die Schweiz kann es sich als reiches Land leisten, einen grösseren Effort für die Zukunft des Planeten zu leisten als andere.» Und weiter: «Wir sollten bis 2050 klimaneutral sein.»

Früher waren die Politiker zufrieden, wenn es der Schweiz einigermassen gutging. Heute muss es mindestens die Zukunft des Planeten sein. Es gibt nicht nur eine Inflation des Geldes. Es gibt auch eine inflationäre Aufblähung politischer Begriffe.

Der Klimawandel ist heute die billigste Folie, auf der man sich als Wohltäter aufspielen kann. Wer zu den Guten gehören will, gibt sich als Klimaschützer aus. Und wer zu den Guten gehört, darf alles behaupten, muss nichts mehr belegen. Das allgemein für gut Gehaltene genügt sich selbst.

Nehmen wir Noser beim Wort. Seine Freisinnigen wollen die Schweiz bis 2050 «klimaneutral» machen, also den Schweizer CO2-Ausstoss auf netto null absenken. Netto null heisst: Alles, was in der Schweiz nicht eingespart wird, muss im Ausland durch Geldzahlungen in einer Art Ablasshandel kompensiert werden.

Und wenn das Geld im Kasten klingt, die Seele in den Himmel springt.

Vermutlich wissen die Delegierten, die Noser applaudiert haben, gar nicht, worauf sie sich unseriöserweise eingelassen haben. Wer das menschengemachte CO2 abschaffen will, will die moderne Zivilisation abschaffen.

Ohne CO2 kann man keinen Zement herstellen, folglich keinen Beton, keine Gebäude und keine modernen Häuser oder Brücken bauen. Die Asphaltierung von Strassen setzt grosse Mengen an CO2 frei. Wer darauf verzichten möchte, muss zurück zu Feldwegen, Kopfsteinpflastern oder Steinplatten wie die alten Römer.

Ohne CO2-Ausstoss müssten wir auf Kunststoffe verzichten, auf Pharmaprodukte, darunter Aspirin. Stahlproduktion könnte man vergessen, also gäbe es auch keine Eisenbahnen mehr. Der Ausstieg aus dem menschengemachten CO2 würde die Energiekosten drastisch in die Höhe treiben, zahllose Industriebetriebe unprofitabel machen, Unternehmen aus der Schweiz vertreiben und Arbeitsplätze vernichten. Die erforderlichen Gebäudesanierungen, die von den Klimaschützern gefordert werden, dürften viele Rentner in den Ruin stürzen und die Mieten verteuern.

Die Forderung nach null CO2 bis 2050 ist noch verrückter als der Plan, ohne Ersatzlösung aus der Kernenergie auszusteigen. Dass solche Ideen überhaupt geäussert, ernsthaft aufgenommen und in Ansätzen sogar realisiert werden, ist nur durch das eingangs geschilderte Phänomen der Wohlstandsverblödung zu erklären.

Man fordert Dinge, die nicht durchdacht sind. Oder man meint nicht ernst, was man fordert. Politiker, die aus der kleinen Schweiz heraus den Planeten retten wollen, haben den Kontakt zur Wirklichkeit verloren. Oder wollen sie uns für dumm verkaufen?




Experimen­telle Verifi­kation des Treibhaus­effektes 5. Mitteilung: Die IR-Strahlung der Spuren­gase

Eine Beurteilung der Strahlungsfähigkeit ist zunächst schwierig, da hier viele Parameter wie Konzentration, Temperatur, Hintergrund oder Anzahl der beteiligten Moleküle (Abb. 1) berücksichtigt werden müssen. Um dennoch die IR-aktiven Gase mit einer einzigen Kennziffer charakterisieren und bewerten zu können, wurde ein molarer Emissionsgrad εm eingeführt. Dabei wird die IR-Strahlungsdichte von 1 mol eines IR-Gases mit der eines Schwarzkörpers verglichen (Tab. 1). Setzt man den molaren Emissionsgrad εm von CO2 =1, erhält man den relativen Emissionsgrad εrel von IR-aktiven Gasen im Vergleich zum CO2.

Tatsächlich zeigt Lachgas mit einem relativen Emissionsgrad εrel von 1,26 eine etwas höhere Strahlungsfähigkeit als CO2, aber bei weitem nicht das angeblich 265-mal stärkere Treibhauspotential. Beim Methan bahnt sich sogar eine kleine Sensation an. Methan, angeblich 28-mal wirksamer als CO2, kommt nur auf 66 % der CO2-Strahlung. Ist das IPCC einer frechen Lüge überführt? Nein, soweit würde ich nicht gehen! M.E. wurde das IPCC mit einem klaren politischen Auftrag gegründet. Die Industriegesellschaft sollte als Verursacher eines angeblich gefährlichen „Global Warming“ angeprangert werden, wodurch Zielrichtung und Schuldfrage vorgegeben waren. Vor allem sollen Ängste geschürt werden, um Konsumverzicht und De-Industrialisierung zu rechtfertigen. In den folgenden Kapiteln wird nachgewiesen, dass der „Treibhauseffekt“ real aber relativ klein ist und IPCC mit fragwürdigen Methoden eine Klimahysterie entfacht, die einer sachlichen Prüfung nicht standhalten.

  1. Was sind Emissionsgrade und wie werden sie ermittelt?

Jeder (feste und flüssige) Körper, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, sendet Wärmestrahlung aus. Der Emissionsgrad eines Körpers (ε) gibt an, wie viel Strahlung er im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler, einem schwarzen Körper, abgibt.“ „Ein schwarzer Körper ist ein hypothetischer idealisierter Körper, der jegliche auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung bei jeder Frequenz vollständig absorbiert (ε = 1).“ [3]

Oder mit einfachen Worten: Der Emissionsgrad charakterisiert die Fähigkeit eines Körpers, Wärmestrahlung zu erzeugen. Emissionsgradtabellen zeigen die Emissionsgrade ε von verschiedenen Stoffen im Bereich zwischen 0,02 bis 0,98 [4]. Dabei spielt die Oberfläche eine wesentliche Rolle. Sehr gute Strahler haben schwarze, raue Oberflächen und können Emissionsgrade ε nahe 1 erreichen, während weiße, glatte oder sogar polierte Oberflächen nur geringe Emissionsgrade nahe 0 haben.
Man unterscheidet verschiedene Emissionsgrade, die sich auch untereinander kombinieren lassen:

  • Gerichtet: Die Strahlung wird in eine bestimmte Richtung pro Raumwinkel abgestrahlt
  • Hemisphärisch: Der gesamte Halbraum wird pro Flächeneinheit bestrahlt
  • Spektral: Die Strahlungsleistung bei einer bestimmten Wellenlänge
  • Gesamt: Die Strahlungsleistung aller verfügbaren Wellenlängen

Dabei gilt: „Nach dem kirchhoffschen Strahlungsgesetz ist für jeden Körper der gerichtete spektrale Emissionsgrad gleich dem gerichteten spektralen Absorptionsgrad.“ [3]

Bei den Gasen können nur bestimmte, die sogenannten IR-aktiven Gase, Wärmestrahlung (IR-Licht) absorbieren oder emittieren.

Gase absorbieren und emittieren elektromagnetische Strahlung, anders als andere Aggregatzustände von Materie: bei Gasen sind diese Effekte abhängig von der Wellenlänge λ der Strahlung („Strahlungsband“)… Das Strahlungsverhalten des Gasgemisches Luft ist nicht trivial zu bestimmen…und es kann auch kein gemittelter Emissionsgrad angegeben werden.“ [5]

Anders als bei Festkörpern und Flüssigkeiten ist der Emissionsgrad der IR-Gase keine Eigenschaft einer Oberfläche, sondern die eines Volumens. Dabei sind alle IR-aktiven Gasmoleküle, die sich in einem Luftpaket befinden, in einer bestimmten Art und Weise beteiligt. Dadurch sind die Emissionsgrade der Gase auch keine Konstanten, sondern von der Anzahl der beteiligten IR-aktiven Gasmoleküle abhänge Variablen (Abb. 1). Um dennoch die Strahlungsfähigkeit IR-aktiver Gase miteinander vergleichen zu können, habe ich einen molaren Emissionsgrad εm definiert. Es ist der Vergleich der IR-Strahlung von einem 1 mol (6,022 * 1023 Moleküle; Avogadro-Konstante) eines IR-aktiven Gases in einem Luftpaket mit der Strahlung eines Schwarzstrahlers. Da die IR-aktiven Gase als Linienstrahler nur ausgewählte Wellenlängen emittieren, sind ihre molaren Emissionsgrade εm deutlich kleiner als 1.
Weiter ist festzustellen, dass die IR-inaktiven Atmosphärengase, Stickstoff und Sauerstoff, Wärmestrahlung praktisch nicht streuen und auch nicht absorbieren. Die bekannte Streuung des Sonnenlichtes an den Luftmolekülen unserer Atmosphäre ist nur für das sichtbare, kurzwellige Licht relevant:
Der Streuquerschnitt σ der Rayleigh-Streuung ist proportional zur vierten Potenz der Frequenz der elektromagnetischen Welle…. Die frequenzabhängig unterschiedlich starke Streuung von Sonnenlicht an den Teilchen der Erdatmosphäre bewirkt das Himmelsblau am Tag, und die Morgenröte wie die Abendröte während der Dämmerung“. [6]
Ohne IR-aktive Gase (und ohne Aerosole) könnten Wärmestrahlen die Erd-Atmosphäre ungehindert passieren. Ein kleiner molarer Emissionsgrad εm bedeutet somit eine hohe Transparenz und ist der Grund, dass bei einer Strahlungsmessung IR-Gase und Hintergrund immer gemeinsam gemessen werden.

Zur Messung der Emissionsgrade wird die gleiche Apparatur (Abb. 2) und Prozedur verwendet, die bereits für die Messung der CO2-Strahlung vorgestellt wurde [7]. Im Wesentlichen geht es dabei um Wärmeübertragung von parallelen, geschwärzten Oberflächen für E = 1 (wenn ε1, ε2 = 1) mittels IR-Strahlung für die Josef Stefan Gl. 1 vorgeschlagen hatte [8].

E (Strahlungsaustauschgrad) ist hier der griechische Großbuchstabe Epsilon. Bitte nicht verwechseln mit E = Bestrahlungsstärke: „Die Bestrahlungsstärke E (engl.: irradiance, radiant flux density; auch Strahlungsstromdichte) ist der Begriff für die gesamte Leistung der eingehenden elektromagnetischen Energie, die auf eine Oberfläche trifft, bezogen auf die Größe der Fläche.“
Die Stefan Gleichung wurde experimentell abgeleitet und ist der Vorläufer des berühmten Stefan-Boltzmann-Gesetzes. Gl. 1 ist die theoretische Grundlage für den erdnahen „Treibhauseffekt“. Sie sagt aus, dass ein Körper nur dann Energie (Wärme) durch Strahlung
abgibt, wenn T1 > T2 ist. Das bedeutet, dass auch beim Strahlungstransport die Energie immer von „warm nach kalt“ übertragen wird. Ein Widerspruch zum II. Hauptsatzes der Thermodynamik liegt somit nicht vor. Der Begriff „Treibhauseffekt“ leitet sich von der ursprünglichen aber falschen Vorstellung ab, dass die unterschiedliche Durchlässigkeit von Glas für Sonnen- und Wärmestrahlen die Erwärmung eines Gewächshauses verursacht. Ich verwende diesen (irreführenden) Begriff im Sinne von Gl. 1 & 2 weil er sich eingebürgert hat.
Die durch IR-Strahlung übertragbare netto Strahlungsleistung P (Power) ist demnach nicht nur von der Temperatur der warmen Erd-Platte TE, sondern auch von der Temperatur der kalten Aerosol-Platte TA abhängig. Die IR-Strahlung der kalten Platte vermindert die Wärmeübertragung P (wenn TA > 0)und kann auch als Gegenstrahlung (eigentliche Ursache des erdnaher Treibhauseffektes) bezeichnet werden.
Diese harmlos klingende These ist eine fundamentale Kritik der Klimahysterie. Die Aerosol-Platte simuliert die Strahlungen von Wolken/Aerosolen. Auch ohne Treibhausgase würden Wolken/Aerosole einen Basis-Treibhauseffekt erzeugen. Die Wirkung der Treibhausgase ist letztlich nur eine geringe Verstärkung dieser allgegenwärtigen Hintergrundstrahlung.

Die elektrische Heizung der Erd-Platte (Wärmestromdichte Q/m2; im Folgenden nur als Heizung QE bezeichnet) und der Strahlungsverlust P sind gleich groß, da der warmen Erd-Platte genauso viel Energie (pro Zeiteinheit) zugeführt werden muss wie sie durch Strahlung verliert. Mechanische Wärmeströme werden durch die Konstruktion der Apparatur minimiert (Abb. 2) bzw. gehen als eine konstante Störung in einen Startwert ein.
Befindet sich zwischen Erd- und Aerosol-Platte ein IR-aktives Gas, kommt zur Gegenstrahlung der kalten Platte noch die Gegenstrahlung des IR-Gases hinzu. In der 3. Mitteilung wurde experimentell nachgewiesen, dass sich die Erd-Platte erwärmt, wenn bei konstanter Heizung QE IR-Gase zugesetzt werden [9]. Um die Strahlung der IR-Gase zu quantifizieren, wird nun nach jeder IR-Gas-Zugabe die Heizung QE für eine konstante Erd-Platten-Temperatur verringert. Aus den Veränderungen der Heizung QE werden die Emissionsgrade der IR-aktiven Gase berechnet. Allerdings muss zuvor noch die Strahlung der Seitenwand ermittelt werden, da sie die Wärmeübertragung beeinflusst. Hierzu wird vor Zugabe der IR-Gase die Heizung QE(0) als ein Startwert festgestellt und hieraus der Emissionsgrad der Seitenwand abgeleitet. Details zu diesen Rechnungen und Ableitungen sind in der 4. Mitteilung [7] ausführlich beschrieben, und eine Schritt für Schritt Anleitung befindet sich in Kap. 4. Der Treibhauseffekt der IR-Gase EGas(n) lässt sich für die Laborapparatur nach Gl. 2 berechnen. Dabei beschreibt EGas(n) die Bestrahlungsstärke der Erd-Platte in W/m2 durch ein IR-Gas mit der Vordergrund-Temperatur TV, der Hintergrund-Temperatur der Aerosol-Platte TH (beide in Kelvin) und einer Molmenge n (Anzahl der Mole).

εGas(n) sind die Emissionsgrade der unterschiedlichen IR-Gase, die nur noch von der Molmenge n abhängen (Abb. 1). Wird die Hintergrundstrahlung ignoriert (TH = 0), lässt sich mit Gl. 2 die theoretische Strahlung eines IR-aktiven Gases berechnen und bei TV = TH wird der Treibhauseffekt null.
Die Rechnungen beziehen sich auf die absolute Zahl der IR-Gas-Moleküle in einem wasserdampffreien Luftvolumen beliebiger Größe. Dabei wird vorausgesetzt, dass tatsächlich alle IR-Moleküle einen Beitrag zur Gegenstrahlung leisten. Bei sehr starken IR-Strahlern wie Freone/SF6 oder sehr langen Apparaturen könnte das problematisch sein, da hier schon nach einer gewissen Ausbreitungsstrecke (Volumentiefe) Sättigung eintritt. In diesen Fällen muss IR-Gas-Konzentration verringert werden.

In der Atmosphäre wird die Hintergrundstrahlung durch Wolken/Aerosole verursacht, wobei TH ihre Strahlungstemperatur ist. Da IR-Gase in der Regel eine höhere Temperatur als Wolken/Aerosole haben, führt ihre Anwesenheit zu einer Erhöhung der Gegenstrahlung (Gl. 2). Aber ob und wie sich dabei die Erd-Temperatur TE verändert ist eine ganz andere Frage, die von den örtlichen Gegebenheiten abhängt:
Bei einer warmen, trockenen Oberfläche (z.B. in einer Trockenwüste) würde CO2, besonders bei klarem Himmel, einen Anstieg der Erd-Temperatur TE verursachen, wie auch die Labor-Experimente gezeigt haben [9].
Wird auch die Luft durch den CO2-Treibhauseffekt erwärmt? Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten und ist Gegenstand meiner aktuellen Untersuchungen. Wäre die CO2-Schicht sehr dünn und mittig in der Atmosphäre würde sich ihre Temperatur nicht ändern, denn die Schicht verliert Wärme (durch die CO2-Strahlung) aber gewinnt auch Wärme (durch die zusätzliche IR-Strahlung der erwärmten Erde). Der Treibhauseffekt würde unter solchen Bedingungen nur eine Erwärmung der Erde, aber nicht die der Luft bewirken! Nun ist CO2 aber keine dünne Schicht, sondern in der gesamten Atmosphäre vorhanden und zwar als ein Vermittler zwischen warmen und kalten Strahlern. Die Folge ist ein auf Strahlungsaustausch beruhender Temperatur-Gradient, wobei auf der warmen Seite (Erdnähe) die Temperatur ansteigt, auf der kalten Seite (Stratosphäre) aber sinkt. Letzteres ist m.E. im Bereich der CO2-Wellenlängen von Wettersatelliten (den sogenannten Ausstrahlungstrichtern bei den IR-Emissions-Spektren) bereits nachgewiesen. Bei der erdnahen Atmosphäre sollte sich der Gradient jedoch nicht bemerkbar machen, da hier die Temperaturen hauptsächlich von mechanischen Wärmeströmen, Luftdruck und Luftströmungen bestimmt werden.

Feuchtgebiete, Wälder oder Wasseroberflächen (⅔ der Erdoberfläche!) können auf die zusätzliche CO2-Strahlung mit verstärkter Verdunstung von Wasser reagieren und dadurch den Temperaturanstieg TE dämpfen. In diesen Fällen würde sich der Strahlungstransport P gemäß Gl. 1 verringern. Vermehrte Verdunstungswärme und Konvektion feuchter Luft könnten allerdings das Defizit ausgleichen. Dafür spricht, dass 60 % der Erdoberflächenwärme durch Evapotranspiration und nur 40 % durch Strahlung an die Atmosphäre abgeführt werden [10]. Sollte die zusätzliche Wasser-Verdunstung zu einem größeren Wolkenbedeckungsgrad führen, würde CO2 paradoxerweise sogar zu einer globalen Abkühlung wegen Zunahme der Wolkenalbedo beitragen (negative CO2-Wolken-Rückkopplung)!
In der kalten Antarktis, wo Luftschichten in großer Höhe wärmer als der Boden sein können, verursacht CO2, wie Satelliten festgestellt haben, eine Verstärkung der IR-Ausstrahlung an das Weltall, was zur Abkühlung des Südpols beiträgt.
Viele dieser angesprochenen Mechanismen scheinen mir z.Z. noch nicht ausreichend verstanden und untersucht. Angesichts dieser Komplexität bewerte ich die IR-Gase nur auf der Basis ihrer unbestreitbaren, messbaren IR-Strahlungen (in W/m2) und überlasse es zukünftigen Untersuchungen, hieraus eine Klimasensitivität (Temperaturanstieg in °C) abzuleiten.
Die Klimahysterie der Alarmisten beruht auf der Annahme, dass sich die Welt in einem sensiblen Gleichgewicht befindet, das durch kleinste Störungen unwiderruflich in eine Katastrophe mündet. Es zeigt sich jedoch, dass Systeme in Natur und Technik immer dann stabil und robust sind, wenn zu jeder Steuergröße ein Gegenspieler vorhanden ist (Sympathikus/Parasympathikus, Insulin/Glucagon, positive/negative Rückkopplung), wodurch ein Regelkreis entsteht. Schnelle und langfristige Regelkreise sollten auch auf der Erde existieren. Sie könnten eigenständig agieren oder sich mit planetaren Ursachen für Klimaschwankungen wie z.B. den Milankovitch‐Zyklen [11] überlagern. So ist auch ein langfristiger Wolkeneffekt als Antagonist zur Eisalbedo denkbar:
Bei einer Eiszeit verringern sich Wasserverdunstung und Aerosol-Konzentration (
Wasserdampf-Kondensationskeime!) durch Vereisung von Wasseroberflächen und durch Eis-Ablagerung auf den Kontinenten. Die Folge sollte ein Rückgang der Wolkenschicht und eine zunehmend größere Sonnenbestrahlung der Erdoberfläche sein, wodurch der Eispanzer langsam wieder auftauen kann. Bei einer Warmzeit ist es genau umgekehrt. Durch die Zunahme der Wolken wird die Sonnenstrahlung stärker reflektiert und verhindert eine extreme Erwärmung. Es wäre wünschenswert, wenn Klimatologen nach solchen oder ähnlichen Regelkreisen suchen würden, die erklären, warum sich die Erd-Temperatur, trotz erheblicher Schwankungen, immer wieder „normalisiert“ hat, was einem sensiblen Gleichgewicht widerspricht und auf ein robustes Klima-System hinweist.

Die Strahlung der IR-Gase ist in allen Richtungen gleich groß. Deswegen wird nicht nur die Gegen- sondern auch die Ausstrahlung (in Richtung Aerosol-Platte) von den IR-Gasen beeinflusst. Tatsächlich ließ sich eine Zunahme der Ausstrahlung experimentell nachweisen (Kap. 4). Hierzu wurde die Thermoelektrizität Pt von Peltier-Elemente gemessen, die sich auf der Aerosol-Platte befinden(Abb. 2). Allerdings ist dieser Effekt nicht so eindeutig wie die Gegenstrahlung, die mit der Heizung QE nachgewiesen wird. In der Umgebung der Aerosol-Platte gibt es (anders als bei der Erd-Platte) einen großen Temperatur-Gradienten von 30 K zwischen Tp4 und TA, wodurch die Peltier-Elemente auch durch die Wärmeleitung der Gasphase beeinflusst werden. Für die These einer zusätzlichen IR-Strahlung durch IR-Gase spricht, dass bei allen Versuchen eine Zunahme der Pt-Spannung beobachtet wird. Das ist insofern bemerkenswert, da nur Methan eine höhere, die anderen IR-Gase aber eine kleinere spezifische Wärmeleitung als Luft haben, was hier eine Abnahme der Pt-Spannung verursachen müsste.
Eine Übertragung dieses Ausstrahlungs-Effektes auf die Erd-Atmosphäre ist nicht zulässig. Die Erd-Platte hat im Experiment (anders als die Erdoberfläche) nur einen kleinen Einfluss auf die Ausstrahlung.
Nach Gl. 2 verursachen IR-Gase einen Treibhauseffekt (Zunahme der Gegenstrahlung), wenn ihre Temperatur TV höher als die des Hintergrundes TH ist. Diese Aussage ist nur gültig, wenn sich beide Strahlungsquellen auf die gleiche Strahlungsfläche beziehen. Für die Gegenstrahlung trifft das zu, da Aerosol-Platte und Gasphase den gleichen Querschnitt haben und die Erd-Platte nur ein Sensor für die Gegenstrahlung ist. Im Falle der Ausstrahlung ist die Erd-Platte aber Strahlungsquelle, wobei Erd-Platte und Gasphase (fast) die gleiche Temperatur haben und der Ausstrahlungseffekt null sein sollte. Da die Gasphase aber eine größere Strahlungsfläche als die Erd-Platte hat, kommt es zu einer Zunahme der Ausstrahlung nach Zugabe von IR-Gasen.

  1. Emissionsgrade der atmosphärischen Spurengase

Abbildung 3 zeigt die Emissionsgrade εGas(n) von Methan, CO2 und Lachgas im Molmengenbereich n von 0 bis 1 mol. Die Beziehung zwischen Emissionsgrad εGas und Molmenge n hat keinen einheitlichen Verlauf. Bei sehr kleinen Molmengen wird ein steiler, linearer Anstieg registriert, der bei größeren Mengen in eine logarithmische Progression übergeht. Bei noch größeren Molmengen tritt zusätzlich noch ein Konzentrationseffekt auf. Dieses komplexe Verhalten führt dazu, dass mit drei verschiedenen Formeln Y1, Y2 und Y3 die Beziehung zwischen Emissionsgrad εGas(n) und Molmenge n beschrieben werden. Zur besseren Übersicht werden die 3 Progressionskurven in den Farben Blau, Rot und Grün gezeichnet.

Formel Y1, der blaue Bereich bis 0,12 mol: Schon geringe Änderung der Molmenge führen zu einem starken, linearen Anstieg des Emissionsgrades εGas(n). Es wird vermutet, dass hier die IR-Strahlung hauptsächlich von der zentralen Vibrationsbande der IR-Gase, dem sogenannten Q-Zweig verursacht wird (Abb. 4). Da es sich um eine sehr starke Bande handelt, führt die Erhöhung der Molmenge schnell zu einer Sättigung [12].
Formel Y2, der rote Bereich bis 0,5 mol: Die weitere Zunahme der Emissionsgrade εGas(n) kann nur noch durch die wesentlich kleineren Rotationsbanden, den R- (abnehmend) und P-(zunehmend) Zweigen (branch), erfolgen (Abb. 4). Der rote Bereich und sein weiterer, theoretischer Verlauf gemäß Formel Y2 (schwarze Linie bis 1,0 mol) charakterisiert die maximal mögliche Strahlung der atmosphärischen Spurengase bei hohen Molmengen. Y2 ist somit die Rechenbasis für die CO2-Strahlungen. Auch die molaren Emissionsgrade εm für n = 1 mol werden mit Y2 berechnet (Tab. 1). Danach ist Methan ein deutlich schwächerer IR-Strahler als CO2.
Formel Y3, der grüne Bereich oberhalb von 1 Vol.-%: Ab einer Konzentration von 1 Vol.-% tritt ein sprunghafter Anstieg der Emissionsgrade εGas(n) auf, der die logarithmische Progression zu höheren Werten verschiebt. Dieser Konzentrations-Effekt wird auch in der IR-Spektroskopie beobachtet und wird dort als Bandenverbreiterung bezeichnet [13], [7]. Für die Beurteilung des atmosphärischen Treibhauseffektes spielt die Bandenverbreiterung keine Rolle, da die Atmosphären-Konzentrationen von Methan, CO2 und Lachgas viel kleiner als 1 Vol.-% (10.000 ppm) sind. Werden jedoch bei Labormessungen die IR-Gase bei Konzentrationen > 1 Vol.-% untersucht, werden unrealistisch hohe Werte erhalten, die nicht die Atmosphäre widerspiegeln, was (auch bei der Auswertung von HITRAN-Spektren) zu beachten ist.

Wasserdampf kann aus physikalischen Gründen (Gefrierpunkt = 0 °C) mit der Apparatur nicht untersucht werden. In der Atmosphäre führt Wasserdampf aufgrund seiner vielen Absorptionslinien und seiner sehr großen Menge (bis zu 100-mal größer als CO2) zu einem weiteren Wirkungsverlust der Spurengase. Eine 1:1 Übertragung der Labor-Experimente ist deshalb bestenfalls auf Trockenwüsten zulässig. Hierzu könnte man einwenden, dass mit der Apparatur nur die Emissionsgrade εGas(n) der IR-aktiven Gase ermitteln werden und eine Übertragung auf die Atmosphäre unzulässig ist. M.E. sollte es aber grundsätzlich möglich sein, aus diesen Laborergebnissen gewisse Rückschlüsse zu ziehen. Der Strahlungstransport P in der erdnahen Atmosphäre unterliegt den gleichen physikalischen Gesetzen von Vorder- und Hintergrundstrahlung und die Apparatur modelliert diese Mechanismen in einem bestimmten Maßstab (Kap. 3). Allerdings muss man sich auch den Einschränkungen bewusst sein, die beim Klima der Erde eine Rolle spielen, wie beispielsweise der erdferne Treibhauseffekt, der Druckgradient der Atmosphäre, die Erdrotation oder die bereits erwähnte Evapotranspiration, die von der Apparatur nicht nachgebildet werden.

  1. Emissionsgrade der gesättigten Kohlenwasserstoffe

Da mir für die vorherigen Untersuchungen kein reines Methan zur Verfügung stand, wurde an seiner Stelle Erdgas eingesetzt. Der Gasversorger gibt im Sicherheitsdatenblatt einen Methangehalt von 80-99 % und als mögliche Verunreinigungen Ethan (0-12 %) und Propan (0-4 %) an. Man könnte nun argumentieren, dass der geringe molare Methan-Emissionsgrad εm möglicherweise durch die Verunreinigungen im Erdgas verursacht wird. Um diesem Einwand nachzugehen, wurden neben Methan auch noch Propan und nButan untersucht (Abb. 5). Diese drei Substanzen gehören derselben chemischen Familie, den Alkanen, an. Sie sind homologe Verbindungen, die sich nur durch weitere CH2-Gruppen unterscheiden und deshalb bei den Emissionsgraden εGas(n) einen Trend ergeben sollten.
Die gemessenen Emissionsgrade εGas(n) der drei Alkane zeigen erneut eine doppelte Abhängigkeit sowohl von der Molmenge n als auch von der Konzentration (Y1: Blau, Y2: Rot und Y3: Grün). Auffällig ist eine Verlängerung des blauen, linearen Y1-Bereiches, von 0,12 auf 0,23 mol. Eine größere Anzahl von Vibrationsschwingungen im Q-Zweig könnte hierfür die Ursache sein.
Die molaren Emissionsgrade εm wurden mit der Y2-Formel für n = 1 mol berechnet. Trägt man die εm Werte über die Anzahl der C-Atome auf, zeigt sich, dass die Strahlungsfähigkeit der Alkane von ihrer Kettenlänge abhängig ist: εm = 0,0367 ∙ ln(x)+0,0291 (x = Anzahl der C-Atome) (Abb. 6). Mit dieser Formel lässt sich auch der molare Emissionsgrad für das fehlende Ethan berechnen. Die Kurve zeigt eine logarithmische Progression, die Methan als den Strahler mit dem kleinesten molaren Emissionsgrad εm ausweist. Wenn also Erdgas mit Ethan/Propan verunreinigt sein sollte, wäre dadurch der molare Emissionsgrad εm des reinen Methans sogar noch etwas kleiner als 0,029.

  1. Treibhauspotential – eine Mogelpackung?

Wikipedia: „Das (relative) Treibhauspotential (englisch: greenhouse warming potential, GWP) oder CO2-Äquivalent einer chemischen Verbindung ist eine Maßzahl für ihren relativen Beitrag zum Treibhauseffekt, also ihre mittlere Erwärmungswirkung der Erdatmosphäre über einen bestimmten Zeitraum (in der Regel 100 Jahre). Sie gibt damit an, wie viel eine bestimmte Masse eines Treibhausgases im Vergleich zur gleichen Menge CO2 zur globalen Erwärmung beiträgt. Beispielsweise beträgt das CO2-Äquivalent für Methan bei einem Zeithorizont von 100 Jahren 28: Das bedeutet, dass ein Kilogramm Methan innerhalb der ersten 100 Jahre nach der Freisetzung 28-mal so stark zum Treibhauseffekt beiträgt wie ein Kilogramm CO2. Bei Distickstoffmonoxid beträgt dieser Wert 265“ [14].
Wie bitte? Hatten wir nicht gerade die geringere Strahlungsfähigkeit des Methans im Vergleich zum CO2 festgestellt? Hat IPCC getrickst? Ja eindeutig! Das Treibhauspotential ist ein typisches Beispiel für einen Apfel- und Birnenvergleich. Zunächst zur Masseneinheit Kilogramm. Die IR-Strahlung eines Gases leitet sich nun mal von der der Molmenge (mol) und nicht vom Kilogramm ab. Ein Kilogramm CO2 (1000/44,01) entsprechen 22,7 mol CO2, während 1 kg Methan (1000/16,04) 62,3 mol sind, also 2,7-mal mehr als beim CO2. Das ist allerdings nur ein kleiner Trick, der auch nur beim Methan richtig funktioniert. Der eigentliche Trick ist, dass die Emissionsgrade εGas(n) Variablen sind, die extrem von ihren Molmengen n abhängen, wie in allen gezeigten Grafiken zu sehen ist. Das atmosphärische CO2 beendet bereits bei rund 100 ppm den steilen Y1 Anstieg und folgt nun einer flachen logarithmischen Weiterentwicklung im „roten“ Y2-Bereich [15]. Demgegenüber verbleiben Methan (1,8 ppm) und Lachgas (0,3 ppm) im „blauen“ Y1 Bereich, mit relativ großen Strahlungszunahmen bei geringen Mol-Änderungen. Die Strahlungen der Spurengasen folgen also völlig unterschiedlichen Gesetzen (Y1 vs. Y2). Ein Apfel- und Birnen- Vergleich ist nicht Wissenschaft, sondern Populismus und Panikmache wie folgende Überschlagsrechnungen zeigen.

Der für die Strahlung maßgebliche Emissionsgrad εGas(n) hängt von der Anzahl der IR-Gas-Moleküle n unter einer Wolkenschicht ab und ist bei Methan/Lachgas sehr viel kleiner als beim CO2. Tab. 4 zeigt die Strahlungsanstieg von Methan, Lachgas und CO2 von 1750 bis 2018.
Die Berechnung der atmosphärischen CO2-Strahlung wurde bereits in der 4. Mitteilung vorgestellt [7]. Es stellte sich heraus, dass Luftschichten oberhalb von 1.000 m den CO2-Treibhauseffekt nicht mehr erhöhen. Diese Grenze wurde nun aus Vergleichsgründen für alle Spurengase zugrunde gelegt. Die Rechnungen erfolgen in drei Schritten:
Im ersten Schritt wird die Molmenge n aus der IR-Gas-Konzentration errechnet wie in Kap. 4 angegeben. Aus der Molmenge n werden die Emissionsgarde
εGas(n) gemäß Tab. 3 ermittelt. Dabei werden für Methan und Lachgas die Y1-Formeln und für CO2, wegen seinen hohen Konzentration, die Y2-Formel verwendet. Mit Gl. 2 wird dann die Gegenstrahlung EGas(n) der einzelnen Spurengase berechnet.
Diese Rechnungen sind aus verschiedenen Gründen nur grobe Näherungen: So wurde die Hintergrund-Temperatur TH der Wolken/Aerosole nur geschätzt, für die Vordergrund-Temperatur TV Durchschnittswerte verwendet und die Wasserdampf-Strahlung nicht berücksichtigt. Die gefundenen Strahlungswerte EGas(n) können somit nach oben oder unten von den tatsächlichen Werten abweichen. Dennoch wurden mit diesen sehr einfachen Rechnungen erstaunliche gute Übereinstimmungen mit Strahlungstransfer-Rechnungen erzielt, die H. Harde [16] mit modifizierten Schwarzschild-Gleichungen durchgeführt hatte und die zu folgenden Kernaussagen führten:
„Kontinuierliche Prozesse wandeln in der Atmosphäre Wärme in Strahlung und Strahlung in Wärme um.
CO2 allein könnte 24,1 % der IR-Strahlung der Erde absorbieren. In Gegenwart anderer IR-Gase, hauptsächlich Wasserdampf, verringert sich dieser Wert auf 4,6 %. Die zentrale CO2-Absorptionsbande ist bereits nach 1 m Ausbreitungslänge gesättigt und eine weitere Absorptionszunahme durch R- und P-Seitenbänder endet bei rund 1 km. Bei klarem Himmel würde eine Verdopplung von CO2 die Gesamtabsorption um 1,2 % erhöhen, aber unter Wolken wird der CO2-Beitrag unter 1 % gesenkt.“
Eine weitere Übereinstimmung findet sich in einer vereinfachten IPCC-Formel, die für
CO2 (400 ppm) eine Strahlungsdichte von 32,1 W/m2 errechnet. Dieser Wert stimmt sehr gut mit 30,7 W/m2 überein, wenn die CO2-Strahlung nach Gl. 2 ohne Hintergrundstrahlung (TH = 0) ermittelt wird [7].
Die guten Übereinstimmungen sind eine gegenseitige Bestätigung von theoretischen Berechnungen und experimentell gefunden Werten und sie erhärten den Verdacht, dass das IPCC von zu großen
CO2-Strahlungswerten ausgeht und die Wirkungen von Wasserdampf und Wolken/Aerosole vernachlässigt.

Beim Lachgas (N2O) lässt sich kaum eine Veränderung von EN2O(n) ablesen, womit sich eine weitere Diskussion erübrigt. Die Methanstrahlung ECH4 erhöhte sich um 0,40 W/m2 (Faktor 2,3), während die CO2-Strahlung ECO2 um 0,55 W/m2 (Faktor 1,07) zunahm. Mit dem Trick der leichten Vervielfachung kleiner Zahlen lässt sich jetzt trefflich ein hohes Methan-Treibhauspotential postulieren. Geht man aber zu den absoluten Zahlen über, erzeugen Methan und Lachgas zusammen 1 W/m2, das ist nur ein Bruchteil der CO2-Strahlung von 9,5 W/m2. Und wenn man jetzt noch die gesamte atmosphärische Gegenstrahlung von 333 W/m2 [10] zugrunde legt, ist die Summe aller drei Spurengase mit rund 11 W/m2 nur ein Zwerg innerhalb der erdnahen IR-Strahlungen. Da sollte schon die Frage erlaubt sein, welchen Einfluss die restlichen 322 W/m2 haben, die durch Wolken, Wasserdampf und Aerosole verursacht werden und wie sich ihr Anteil seit 1750 entwickelt hat?

Nun gut, Kleinvieh macht auch Mist, und so könnte der CO2-Anstieg sogar ein Glücksfall für die Menschheit sein. Eiszeiten sind unvermeidlich und die nächste sogar überfällig. Bei der letzten Vereisung sank die CO2-Konzentration auf 180 ppm, nur 30 ppm von Ernährungsnot bzw. Erstickungstod der Pflanzenwelt entfernt und das wäre dann wirklich das Ende, wenn man P. Moore und J. Lovelock glauben mag [17]:
„Vor 140 Millionen Jahren hatte die Erde noch eine
CO2-Konzentration von 2.500 ppm. Offensichtlich war diese Konzentration kein Nachteil und erst recht keine Katastrophe, denn es gab eine üppige Flora und die größten jemals auf der Erde lebenden Landtieren. Seitdem hat sich die CO2-Konzentration kontinuierlich verringert, hauptsächlich durch die Bildung von Kalkstein und Kreide (CaCO3) und hat vor 18.000 Jahren das o.g. Minimum erreicht. Anschließend haben Erd-Erwärmung und industrielle Revolution die CO2-Konzentration wieder auf 400 ppm erhöht. So können sich die Pflanzen heute über 850 Gt Kohlenstoff in der Atmosphäre freuen, aber die ferne Zukunft ist düster. Planktonische Muscheln, Korallen und Schalentiere wandeln zwar langsam aber unaufhörlich CO2 in CaCO3 um, ein Nettoverlust von 14.000 Gt Kohlenstoff in den letzten 550 Millionen Jahren. Wie lässt sich dieser lebensgefährdende Trend aufhalten? Vulkanismus als wichtigste CO2-Quelle in der Vergangenheit verliert zunehmend an Bedeutung und die fossilen Brennstoffe sind nun mal endlich. Langfristig wäre demnach CO2-Mangel und nicht der geringe CO2-Treibhauseffekt eine Bedrohung. So gesehen sind Energiewende und ‚Fridays For Future‘ der falsche Weg“.

Und was passiert mit dem Methan in der Atmosphäre? Nun es wird unter dem Einfluss von Sonnenlicht und Sauerstoff zu CO2 oxidiert und hat nach Wikipedia eine sehr kurze Verweildauer von 9–15 Jahren [1]. Ich kann nicht beurteilen, ob diese Angabe korrekt ist oder genauso falsch wie die CO2-Verweildauer, die vom IPCC mit 50-200 Jahren angegeben wird (oder sogar tausendende von Jahren nach S. Solomon) [18]. Die CO2-Verweildauer leitet sich von einem dynamischen System, dem Kohlenstoffzyklus ab. Dabei sind die Geschwindigkeiten der CO2-Freisetzung (Emission) und der CO2-Senkung (Absorption) die entscheidenden Kriterien. Die Verweildauer ist ein zentraler Punkt der Klimahysterie und soll vor Beginn der industriellen Entwicklung 3 Jahre betragen haben. In dieser Zeit sollen Emissions- und Absorptions-Geschwindigkeit gleich groß gewesen sein. Es wird nun angenommen, dass der CO2-Anstieg seit 1750 fast ausschließlich anthropogenen Ursprungs sei und die Senkung dieses zusätzlichen CO2 viel langsamer verläuft als im sogenannten natürlichen Kreislauf. H. Harde widerspricht der Hypothese der ungleichen Geschwindigkeiten und geht von einem leichten Anstieg der Verweildauer (4 Jahre) aus [19]. Seine Thesen und nachvollziehbaren Rechnungen stützen sich auf der Annahme, dass nicht der Mensch sondern die Erd-Temperatur die Geschwindigkeit beider Prozesse, Emission und Absorption, mit nur leicht unterschiedlichen Koeffizienten beeinflusst. Und auch der anthropogene Anteil an der CO2-Erhöhung ist mit 15 % (17 ppm von 113 ppm seit 1750) deutlich geringer als vom IPCC angenommen.

Die angeblich lange IPCC-CO2-Verweildauer ist allerdings ein Eigentor, denn dadurch ist die Methan-Verweildauer von nur 9-15 Jahren kein zusätzliches Argument für eine Klimagefährdung durch Methan.

  1. Experimentelle Daten

Vor Durchführung eines Experimentes wird die Innenluft der Apparatur 24 Stunden über feste Natronlauge mit einer Geschwindigkeit von 1 l/min zur Entfernung von Wasserdampf und CO2 geleitet. Aus Sicherheitsgründen (Erhöhen der unteren Explosionsgrenze) wird im Falle von Propan und nButan der Sauerstoffgehalt durch Zumischung von 30 % Argon auf rund 14 % gesenkt. Nach jeder Zugabe eines IR-aktiven Gases wird die Spannung für die Heizfolie unter der Erd-Platte (Abb. 2) solange verringert, bis die Start-Temperatur der Erd-Platte von 16,09 °C gerade wieder erreicht ist. Da das System von Heizung und Temperatur-Messung eine gewisse Trägheit besitzt, wird das Mittel von zwei Messungen im Abstand von 0,01 bis 0,02 Volt gebildet, die beide 16,09 °C ergeben. Die Versuche wurden 2 bis 5-mal wiederholt und als Durchschnitt ausgewertet.
Die Erd-Platte hat einen Durchmesser von 16,7 cm und eine Fläche AE= 219,04 cm2. Zur Ermittlung der Wärmestromdichte QE wird die gemessene Stromleistung (Spannung mal Stromstärke) durch Multiplikation mit 45,654 auf einen Quadratmeter umgerechnet. Der Abstand zwischen Erd- und Aerosol-Platte beträgt 1,11 m. Die Rechnungen beziehen sich auf ein fiktives Luft-Volumen der Apparatur von 1,11 m3. Die Molmenge n wird aus der allgemeinen Gasgleichung n = p∙V/R∙TLuft abgeleitet. Dabei ist p der Luftdruck in hPa, R ist die Gaskonstante (8,31448 J/mol∙K), V ist der Volumenanteil des IR-Gases am fiktiven Volumen von 1,11 m3 in Liter (aus der Konzentration Vol.-%) und TLuft ist die Durchschnitts-Temperatur der Luftschicht von Tp1-Tp4 in Kelvin.
Im ersten Schritt wird die theoretische Wärmeübertragung E zwischen Erd- und Aerosol-Platte analog zu Gl. 1 ETheo = σ ∙ A ∙ (TE4-TA4) als Schwarzkörper-Strahlung berechnet (σ = 5,670367∙10-8 W/(m2 ∙ K4), A = 1 m2, T = Temperatur in Kelvin). Die Gegenstrahlung wird gemeinsam von Aerosol-Platte und Seitenwand erzeugt. Das Verhältnis von QE(0)/ETheo = εA(0) ist der effektive Emissionsgrad der Aerosol-Platte (sein Anteil an der Gegenstrahlung) ohne IR-Gase. Mit diesem ersten Messwert wird nach εW =1- εA(0) der Emissionsgrad der Seitenwand εW als eine Art Tageswert bestimmt. Nach der gleichen Prozedur wird nach jeder Zugabe des IR-Gases aus dem Verhältnis QE(n)/ETheo = εA(n) und εW+Gas =1- εA(n)der gemeinsame Emissionsgrad von Wand + IR-Gas errechnet und hiervon εW als eine Konstante abgezogen, wodurch εGas(n) erhalten wird.
Mit der Abkürzung Pt(n) wird die Spannung von 5 in Reihe geschalteten Peltier-Elementen angegeben. Während sich die Heizung QE(0) sehr gut reproduzieren lässt, unterliegt die Spannungsmessung Pt(0) einer stärker abweichenden Tagesform. Allerdings zeigt sich innerhalb einer Messung stets ein stetiger Anstieg der Pt(n) Werte ohne „Ausreißer“.

    1. Methan Emissionsgrade

    1. CO2 Emissionsgrade

    1. Lachgas Emissionsgrade

    1. Propan Emissionsgrade

    1. Butan Emissionsgrade

Literaturverzeichnis

[1] „Methan,“ 15 März 2019. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Methan .
[2] „Distickstoffmonoxid,“ 9 April 2019. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Distickstoffmonoxid .
[3] „Emissionsgrad,“ 27 Juni 2018. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad .
[4] „Emissionsgradtabelle,“ [Online]. Available: https://static-int.testo.com/media/b5/14/6481a245e502/Emissivity-table-DE.pdf .
[5] „Gasstrahlung,“ 15 Oktober 2018. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Gasstrahlung .
[6] „Rayleigh-Streuung,“ März 20 2019. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung .
[7] M. Schnell, „Die erdnahe CO2-Strahlung,“ 27 Jan. 2019. [Online]. Available: https://eike.institute/2019/01/27/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-4-mitteilung-die-erdnahe-co2-strahlung/ .
[8] „Strahlungsaustausch,“ 05 Aug. 2018. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsaustausch .
[9] M. Schnell, „ Labor-Experimente zur Demonstration des CO2-Treibhauseffektes,“ 17 Juli 2018. [Online]. Available: https://eike.institute/2018/07/17/experimentelle-verifikation-des-treibhauseffektes-2/ .
[10] K. Trenberth et al., „EARTH’S GLOBAL ENERGY BUDGET,“ 19 Juli 2008. [Online]. Available: https://www.klimamanifest-von-heiligenroth.de/wp/wp-content/uploads/2016/09/Trenberth_Jones_Treibhauseffekt_TFK_bams_2009_15Grad_390Watt_SBG_gelbMark.pdf .
[11] „Milanković-Zyklen,“ 13 04 2019. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Milankovi%C4%87-Zyklen .
[12] H. Hug, „Der anthropogene Treibhauseffekt – eine spektroskopische Geringfügigkeit,“ 20 August 2012. [Online]. Available: https://eike.institute/2012/08/20/der-anthropogene-treibhauseffekt-eine-spektroskopische-geringfuegigkeit/ .
[13] H. Harde et al., „Lineshape Transition of Collision Broadened Lines,“ Physical Review Letters, pp. 1308-1310, 20 Feb. 1995.
[14] „Treibhauspotential,“ 4 April 2019. [Online]. Available: https://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauspotential .
[15] M. Schnell, „Experimentelle Verifizierung des Treibhauseffektes,“ 12. Internationale Klima- und Energiekonferenz (IKEK-12), München, 2018.
[16] H. Harde, „Radiation and Heat Transfer in the Atmosphere: A Comprehensive Approach on a Molecular Basis,“ 2013. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1155/2013/503727 .
[17] P. Moore, „Die positiven Auswirkungen der menschlichen CO2-Emissionen,“ 12 06 2019. [Online]. Available: https://eike.institute/2019/06/12/die-positiven-auswirkungen-der-menschlichen-co2-emissionen-auf-das-ueberleben-des-lebens-auf-der-erde/ .
[18] „Verweildauer von CO2: Henne oder Ei?,“ 3 Dez. 2013. [Online]. Available: https://eike.institute/2013/12/03/zur-verweildauer-von-co2-henne-oder-ei/ .
[19] H. Harde, „What Humans Contribute to Atmospheric CO2: Comparison of Carbon Cycle Models with Observations,“ Earth Sciences, Bd. 8/3, pp. 139-159, 2019.



Die hysterische Gesellschaft – der Klimawandel

Am 31.5.19 hat Steingart den Lesern verkündet:

„Die Wissenschaft hat das Phänomen Klimawandel tief durchdrungen. Es gibt kein Erkenntnisdefizit.“

Da ich dem nicht zustimmen kann, habe ich Herrn Steingart folgende Frage gemailt:


„Wie kommt es, dass unter den abschmelzenden Alpengletschern immer wieder Bäume aus der römischen Warmzeit (um das Jahr 0 herum) auftauchen, obwohl der CO2-Gehalt der Luft seit Jahrtausenden etwa 270 ppm betragen hat und erst 1950 die Grenze von 300 ppm überschritten hat?“

Bis auf eine freundliche, relativ ausführliche Empfangsbestätigung seines Büros habe ich bisher keine Antwort bekommen.

Das „Klima“ beginnt in der Mainstream-Berichterstattung immer erst um 1880, weil die Temperatur seither zunimmt und den „richtigen“ Eindruck von der ständigen Erderwärmung vermittelt. (Außerdem beginnen um 1880 die modernen Aufzeichnungen zum Wetter.) Seither ist es allmählich um ca. 2° wärmer geworden. Das passt zur Hypothese von der menschengemachten Klimaerwärmung. Die Verhältnisse davor und deren Gründe werden aber fast immer konsequent verschwiegen. Der Temperaturanstieg und der Rückgang der Gletscher seit 1880 ist aber bisher nur als späte Folge der sog. Kleinen Eiszeit empirisch nachweisbar; der Einfluss des Treibhauseffekts durch CO2 ist wegen der kurzen Zeit seit 1950 (siehe oben) bisher noch weitgehend Spekulation.

Betrachtet man die Klimaentwicklung in der Zeit davor, so stellt man fest: Während der römischen Warmzeit um das Jahr 0 herum war es wärmer als heute und die Gletscher waren deutlich kleiner als heute[1]. Damals sind sogar weit über der heutigen Baumgrenze Bäume gewachsen, die man seit vielen Jahren unter den abschmelzenden Gletschern findet. Auch Hannibal wäre sonst wohl kaum mit seinen 37 Elefanten über die Alpen gekommen.

Während der Warmzeit des Mittelalters um das Jahr 1000 herum war es so warm, dass in England Wein angebaut wurde. Dazwischen gab es jeweils eine sog. kleine Eiszeit, in der es um ca. 2° C kälter war als in den Warmzeiten; die letzte um etwa 1800. In den kleinen Eiszeiten sind die Alpengletscher (sowie die anderen Gletscher und Eisschilde der Welt) abhängig von der Temperatur und dem mittleren Niederschlag gewachsen, in den Warmzeiten sind sie wieder geschrumpft. Wegen der immensen Größe der Gletscher und der geringen Temperaturänderung hat das aber Jahrzehnte bis Jahrhunderte gedauert. Als Ursache dieser periodischen Änderungen des Klimas wurde die periodischen Schwankungen der Sonnenaktivität nachgewiesen.

Auch in den Jahrtausenden vor der Zeitenwende sind die Wälder in den Alpen immer wieder deutlich höher hinauf gewachsen als heute. Vor ca. 7000 Jahren waren die Alpen offenbar gletscherfrei [1]. Auch aus der Warmzeit des Mittelalters wurden Bäume unter den heutigen Gletschern gefunden [2], und ebenso aus den Warmzeiten vor der Zeitenwende.

Bild 1: Temperatur auf der Nordhalbkugel der Erde seit 11 000 Jahren; Quelle: GFZ Potsdam.

Bild 2: Jahresmittel der Lufttemperatur in Deutschland von 1881 bis 2018 (eigene Grafik). Eine signifikant beschleunigte Erwärmung nach 1950 ist nicht zu erkennen.

Eine Änderung der Erdtemperatur ab 1950 durch den Treibhauseffekt aufgrund des erhöhten CO2-Gehalts der Atmosphäre (von ca. 270 ppm auf ca. 400 ppm (= 0,4 ‰)), die signifikant über den Temperaturanstieg im Rahmen der gegenwärtigen Warmzeit hinausgeht,  ist wegen der relativ kurzen Beobachtungszeit und der erheblichen statistischen Schwankungen des Klimas bisher empirisch nicht nachweisbar.

Bild 3: Die CO2-Konzentration in der Atmosphäre seit 10 000 Jahren, gemessen an den Eisbohrkernen der Antarktis bis 1958, danach (Anmerkung der Redaktion: unzulässigerweise aneinander gespleißt) Mauna Loa. Quelle: Scripps Institution of Oceanography.
Hinweise: 1. Im Original (oberer Bildteil) wurde der Nullpunkt der Daten unterdrückt. Das ist ein oft angewandter Trick, um einen bestimmten Effekt übertrieben groß darzustellen. Den korrekten Nullpunkt habe ich m. H. des unteren Bildteils ergänzt, vgl. die Zahlen am linken Rand.
2.  Erst seit 1950 beträgt der Anteil des CO2 mehr als 300 ppm.

Die Ergebnisse der Simulationen von Klimamodelle liefern bisher äußerst unterschiedliche Prognosen, weil die Modelle sehr komplex sind und das Klima voller nichtlinearer Abhängigkeiten steckt, die bei der Modellierung zu den bekannten Problemen des deterministischen Chaos nichtlinearer Prozesse führen.[3] Die Prognosen der bekannt gewordenen Modelle liefern Ergebnisse von 1 bis 6°C bei einer Verdopplung des CO2-Gehalts der Atmosphäre, d.h. die Qualität der Prognosen und damit die der Modelle ist bisher völlig unzureichend.

Das entscheidende Problem ist aber, das alle Modelle an der Verifikation der Entwicklung des Klimas vor 1880 (bzw. 1950) scheitern, denn die CO2-basierten Modelle können die erheblichen Temperaturschwankungen in den Jahrtausende seit der letzten „großen“ Eiszeit (vgl. Bild 1) nicht wiedergeben, wenn der CO2-Gehalt seither fast unverändert bei ca. 270 ppm lag (Bild 3).

Die bekannteren „großen“ Eiszeiten, deren Zyklen zehntausende von Jahren dauern, haben übrigens ganz andere Ursachen: Sie sind die Folge von periodischen Änderungen mehrerer astronomischer Parameter wie die der Erdbahn und der Stellung der Erdachse.

Fazit: Die medial und regierungsamtlich erzeugte Hysterie in der deutschen Gesellschaft (und teilweise auch anderswo) wegen des Klimawandels, der eine Folge der Industrialisierung sein soll, ist nützlich für die Auflagen bzw. Einschaltquoten der Medien, die Wahlergebnisse der Grünen, die „Unverzichtbarkeit“ der Politiker und die Subventionierung der Geschäfte von Teilen der Industrie und der Landwirtschaft (z.B. für Biogas), die daran verdienen. In der Realität ist in den letzten Jahrtausenden nur ein Klimawandel feststellbar, der durch die Veränderungen der Energieproduktion der Sonne verursacht wird, und der wahrscheinlich derzeit wieder mal seinen Höchststand erreicht.

Literatur:

[1] Spiegel: Puzzle aus dem Eis; https://www.spiegel.de/spiegel/print/d-40474089.html

[2] H. Holzhäuser: Rekonstruktion von Gletscherschwankungen mit Hilfe fossiler Hölzer; Geographica Helvetica 1984 – Nr.1

[3] G. Dedié: Die Kraft der Naturgesetze – Emergenz und kollektive Fähigkeiten von den Elementarteilchen bis zur menschlichen Gesellschaft; Zweite Auflage, tredition 2015

Der Beitrag erschien zuerst im Blog der mündige Bürger hier

 




Was CO2 tatsächlich bewirkt. Fakten aus dem Lehrbuch der Physik!

Die von der anthropogenic global warming (AGW)-Hypothese postulierte Erwärmung der Erdoberfläche durch „Back Radiation“ der in der Atmosphäre enthaltenen CO2-Moleküle ist aufgrund des 2.HS physikalisch ausgeschlossen.

Die Erdoberfläche ist resultierend aus der Sonneneinstrahlung  wärmer als die darüber liegende Atmosphäre und damit der darin enthaltenen, strahlenden CO2-Moleküle. Für die Wärmebilanz zwischen Körpern unterschiedlicher Temperatur hat Rudolf Clausius den 2.HS formuliert: „Wärme kann nicht von selbst aus einem kälteren in einen wärmeren Körper übergehen.“(1)

Dabei hat Clausius betont, dass nicht nur der warme Körper dem kalten, sondern auch umgekehrt der kalte Körper dem warmen Wärme zustrahlt. Quantitativ wird diese Aussage durch das Planck`schen Strahlungsgesetz beschrieben, das besagt, dass jeder Körper mit einer Temperatur größer als der absolute Nullpunkt elektromagnetische Strahlung aussendet, die in Relation zur Temperatur des Körpers und zur Wellenlänge steht. Die Erdoberfläche und die in der Erdatmosphäre enthaltenen CO2-Moleküle, deren Temperatur mit der Temperatur der Erdatmosphäre identisch ist, strahlen sich gegenseitig an. Die Energiedichte der Erdstrahlung ist jedoch aufgrund des Planck`schen Gesetzes größer als die Energiedichte der Strahlung aus der Atmosphäre, da die Erde eine höhere Temperatur hat. Die Gesamtbilanz des durch Strahlung verursachten Wärmetransports geht also in Richtung Atmosphäre. Eine Erwärmung der Erdoberfläche durch IR-Strahlung aus der Atmosphäre ist damit ausgeschlossen.

Es stellt sich aber die Frage, welchen energetischen Effekt eine Verdoppelung der derzeitigen CO2-Konzentration in der Erdatmosphäre zur Folge hat, wenn eine Erwärmung durch Rückstrahlung nicht möglich ist. Wie aus dem Lehrbuch der Physik bekannt, thermalisieren die durch IR-Strahlung angeregten CO2-Moleküle unter den Bedingungen der bodennahen Atmosphäre, sie geben die durch Strahlung aufgenommene Energie in Form von kinetischer Energie praktisch quantitativ an andere Luftmoleküle ab.

Um die Folgen der Thermalisierung zu ermitteln, wird zunächst die kinetische Energie eines Mols Luft – betrachtet als ideales Gas – berechnet. Für ein Mol eines idealen Gases gilt das „Allgemeine Gasgesetz“ p*V = R*T. Aus der statistischen Mechanik erhält man die Gleichung p*V = 2/3*N*E°, wobei N die Avogadro-Konstante und E° die kinetische Energie eines idealen Gasmoleküls ist. Das Produkt N*E° ist folglich der kinetische Energieinhalt eines Mols eines idealen Gases. Aus dem „Allgemeinen Gasgesetz“ ergibt sich dann R*T = 2/3*N*E°. Damit errechnet sich die kinetische Energie eines Mols eines idealen Gases zu N*E° = 3/2*R*T. Für die „mittlere Erdtemperatur“ von 15°C, entsprechend 288 K, ergibt sich dann ein Gehalt an kinetischer Energie für 1 Mol Luft, gerechnet als ideales Gas, von N*E° = 3.592 J/mol.

Eine Verdoppelung der CO2-Menge bedeutet Hinzufügung von 400 ppm CO2. Die hinzugefügten CO2-Moleküle ersetzen – da das System offen ist – die entsprechende Zahl Luftmoleküle, sodass die Menge von 1 Mol erhalten bleibt. 400 ppm eines Mols entsprechen 2,4*10^20 Moleküle CO2, enthalten in 1 Mol Luft.

Die CO2-Moleküle strahlen bei einer Wellenlänge Lambda = 15 Mikrometer. Mithilfe des Planck´schen Gesetzes E = h*c/lambda errechnet sich daraus ein Energieinhalt von 1,325*10^-20 J für ein Strahlungsquant eines CO2-Moleküls. Für 2,4*10^20  CO2-Moleküle ist das eine Gesamt-Energie von 3,18 J, die durch 400 ppm CO2 in 1 Mol Luft eingetragen werden und dort als kinetische Energie zur Wirkung kommen.

400 ppm CO2 tragen via Strahlung 3,18 J als kinetische Energie in 1 Mol Luft ein, das einen kinetischen Energie-Inhalt von 3.592 J besitzt. Das entspricht 3,18 J / 3.592 J = 0,09 %. Als Summe ergibt sich durch Bestrahlung von 400 ppm CO2 von der Erdoberfläche und nachfolgender Thermalisierung in der bodennahen Atmosphäre folglich eine Energiezunahme von 3.592 J auf 3.595 J. Diese Energiemenge ergibt gemäß N*E° = 3/2 R*T eine Temperatur von T = 2/3*3.595J/mol  /  8,314 J/K *mol = 288,27 K. Nachdem eine Strahlungswirkung durch „Back Radiation“ physikalisch ausgeschlossen ist, erzeugt eine Verdoppelung der heutigen atmosphärischen CO2-Konzentration um 400 ppm auf dem Weg kinetischen Energietransports eine Erhöhung der „mittleren Erdtemperatur“ von 15 °C auf 15,27 °C in der bodennahen Luftschicht. Das ist das Ergebnis, das man durch Anwendung physikalischer Gesetze, wie sie im Lehrbuch der Physik stehen, erhält.

Die Erhöhung um 0,27 °C kann allerdings nur dann eintreten, wenn alle zusätzlichen CO2-Moleküle die von der Erdoberfläche ausgehende IR-Strahlung bei 15 Mikrometer absorbieren. Dem ist jedoch nicht so. Wie mittels FT-IR-Spektrometrie gemessene IR-Spektren belegen, nimmt die Absorption bei einer Verdoppelung der CO2-Menge in der Luft lediglich in der Größenordnung von 1% zu. Aufgrund dieser Messergebnisse steht fest, dass bei Erhöhung der CO2-Konzentration in der irdischen Atmosphäre eine relevante zusätzliche Absorption ausgeschlossen ist. Die schon jetzt in der Atmosphäre vorhandene CO2-Konzentration übersteigt ganz offensichtlich die Menge an CO2, die nötig ist, die von der Erdoberfläche abgestrahlte 15-Mikrometer-Strahlung quantitativ zu absorbieren. Bei konstanter IR-Strahlung von der Erdoberfläche ist somit jegliche Erhöhung der CO2-Konzentration ohne Effekt.

Nachdem durch FT-IR-Messung eine zusätzliche IR-Absorption durch zusätzliches CO2 ausgeschlossen ist, ist folglich die oben errechnete Temperaturzunahme von 0,27 °C, die auf Basis einer Absorption errechnet wurde, hinfällig. Anders ausgedrückt heißt das: Zusätzliches CO2 übt keinerlei, wie auch immer gearteten, Einfluss auf die bodennahe Erdatmosphäre aus.

Anders liegt der Fall in der oberen Troposphäre, wo das Strahlungsvermögen des CO2 aufgrund der geringen Luftdichte den Thermalisierungseffekt überwiegt, bzw. ganz zurückdrängt. Mehr CO2 kann hier die aus der Atmosphäre auf kinetischem Weg übernommene Energie in Form von Strahlung – statistisch zu 50% – in den Weltraum abstrahlen und so die Atmosphäre zusätzlich abkühlen.

Es ist doch mehr als erstaunlich, dass 97% der „Klimawissenschaftler“ ganz offensichtlich den Inhalt des Lehrbuchs der Physik nicht kennen.




Die positiven Auswirkungen der menschlichen CO2-Emissionen auf das Überleben des Lebens auf der Erde

KURZFASSUNG

Diese Studie untersucht die positiven Umweltauswirkungen von Kohlendioxid (CO2)-Emissionen, ein Thema, das in der wissenschaftlichen Literatur gut verankert ist, in der aktuellen Diskussion über die Klimapolitik aber viel zu oft ignoriert wird.

Alles Leben basiert auf Kohlenstoff, und die Hauptquelle dieses Kohlenstoffs ist das CO2 in der globalen Atmosphäre. Noch vor 18.000 Jahren, auf dem Höhepunkt der jüngsten großen Vereisung, sank das CO2 mit 180 ppm auf den niedrigsten Stand der Geschichte, niedrig genug, um das Pflanzenwachstum zu bremsen. Das sind nur 30 ppm über einem Niveau, das zum Tod von Pflanzen durch CO2-Hunger führen würde. Es wird berechnet, dass, wenn der Rückgang des CO2-Gehalts in der gleichen Geschwindigkeit wie in den letzten 140 Millionen Jahren anhalten würde, das Leben auf der Erde bereits in zwei Millionen Jahren zu sterben beginnen und langsam fast vollständig untergehen würde, da weiterhin Kohlenstoff an die Sedimente der Tiefsee verloren geht.

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung für die menschliche Zivilisation hat den Abwärtstrend beim CO2 umgedreht und verspricht, es wieder auf ein Niveau zu bringen, das einen erheblichen Anstieg der Wachstumsrate und der Biomasse von Pflanzen, einschließlich Nahrungspflanzen und Bäumen, fördern dürfte. Die menschlichen CO2-Emissionen haben den globalen Kohlenstoffkreislauf wieder ins Gleichgewicht gebracht und damit die langfristige Fortsetzung des Lebens auf der Erde sichergestellt.

Dieser äußerst positive Aspekt der menschlichen CO2-Emissionen muss gegen die unbewiesene Hypothese abgewogen werden, dass die menschlichen CO2-Emissionen in den kommenden Jahren zu einer katastrophalen Erwärmung des Klimas führen werden.

Die einseitige politische Behandlung von CO2 als Schadstoff, der radikal reduziert werden sollte, muss im Hinblick auf die unbestreitbaren wissenschaftlichen Beweise, dass er für das Leben auf der Erde unerlässlich ist, korrigiert werden.

INHALTSVERZEICHNIS

EINFÜHRUNG

Es besteht die weit verbreitete Ansicht, dass die CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung eine Bedrohung für das Klima der Erde darstellen und dass die Mehrheit der Arten, einschließlich der Spezies Mensch, stark leiden wird, wenn diese Emissionen nicht drastisch reduziert oder sogar beseitigt werden. [1]

Dieses Papier bietet eine radikal andere Perspektive, die auf der geologischen Geschichte des CO2 basiert. CO2 ist einer der wichtigsten Nährstoffe für Leben auf der Erde. Es hat sich in den letzten Perioden der großen Vereisung in der Eiszeit des Pleistozäns einem gefährlich niedrigen Niveau angenähert, und die menschlichen CO2-Emissionen können das Aushungern und den letztendlichen Tod des meisten Lebens auf dem Planeten aufgrund eines CO2-Mangels verhindern. [2] Dies ist nicht in erster Linie eine Diskussion über den möglichen Zusammenhang zwischen CO2 und der globalen Erwärmung oder dem Klimawandel, obwohl einige Erwähnungen davon gemacht werden müssen. Es gab viele Diskussionen zu diesem Thema, und es ist sowohl im wissenschaftlichen als auch im politischen Bereich heftig umstritten. Es steht außer Frage, dass sich das Klima in den letzten 300 Jahren seit dem Höhepunkt der Kleinen Eiszeit erwärmt hat. Es steht auch außer Frage, dass CO2 ein Treibhausgas ist und unter ansonsten gleichen Bedingungen würden die Emissionen zu einer gewissen Erwärmung führen, wenn der CO2-Anteil in der Atmosphäre auf ein höheres Niveau stiege. Es gibt jedoch keinen eindeutigen wissenschaftlichen Beweis dafür, dass CO2 ein wesentlicher Faktor für den Einfluss auf das Klima in der realen Welt ist. Das Erdklima ist ein chaotisches, nichtlineares, multivariantes System mit vielen unvorhersehbaren Rückkopplungen, sowohl positiven als auch negativen. In erster Linie geht es hier um die Rolle des atmosphärischen CO2 bei der Erhaltung des Lebens auf der Erde und die positive Rolle der menschlichen Zivilisation bei der Verhinderung dessen, dass CO2 auf ein Niveau absinkt, das die Existenz von Leben überhaupt bedroht.

DIE GESCHICHTE VON CO2 IN DER GLOBALEN ATMOSPHÄRE

Es ist eine unbestrittene Tatsache, dass alles Leben auf der Erde auf Kohlenstoff basiert und dass die Quelle dieses Kohlenstoffs CO2 ist, das durch die globale Atmosphäre strömt. Als ursprüngliche CO2-Quelle in der Atmosphäre gelten massive Vulkanausbrüche in der Frühgeschichte der Erde, deren extreme Hitze die Oxidation von Kohlenstoff im Erdinneren zu CO2 verursacht hat. [3] Heute durchdringt CO2 als Nebengas mit 0,04 Prozent die gesamte Atmosphäre und wird von den Ozeanen und anderen Gewässern (der Hydrosphäre) aufgenommen, wo es die Nahrung für photosynthetische Arten wie Phytoplankton und Kelp liefert. Wenn es kein CO2 oder einen unzureichenden CO2-Gehalt in der Atmosphäre und der Hydrosphäre gäbe, gäbe es kein Leben, wie wir es auf unserem Planeten kennen.

Auf relativ kurzfristiger Basis (Jahre bis Hunderte von Jahren) ist der Kohlenstoffkreislauf eine komplexe Serie von Austauschvorgängen zwischen der Atmosphäre, der Hydrosphäre, lebenden Arten und dem Abbau organischer Substanz in Böden und Sedimenten. Langfristig (Millionen bis Milliarden von Jahren) ist der größte Teil des Kohlenstoffs, der von den Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen wurde, für den Kreislauf in tiefe Lagerstätten von fossilen Brennstoffen und kohlenstoffhaltigem Gestein (Mineralien) wie Kreide, Kalkstein, Marmor und Dolomit verloren gegangen. Der weitaus größte Teil des langfristig gebundenen Kohlenstoffs liegt in Form von kohlenstoffhaltigem Gestein vor.

Wir haben keine gute Schätzung der Gesamtmenge an CO2, die durch vulkanische Aktivitäten in die globale Atmosphäre ausgestoßen wurde. Wir kennen nicht die Gesamtmenge an Kohlenstoff, die durch die langfristige Sequestrierung in fossilen Brennstoffen und kohlenstoffhaltigem Gestein verloren gegangen ist, aber wir haben Schätzungen der Größenordnung. Wir verfügen über quantitative Schätzungen des CO2-Gehalts in der Atmosphäre, die mehr als 600 Millionen Jahre zurückreichen, d.h. das Nettoergebnis von Zugängen durch vulkanische Ereignisse, Verluste durch tiefe Ablagerungen in kohlenstoffhaltigen Gesteinen und fossilen Brennstoffen, die Biomasse lebender Arten und den Abbau organischer Substanz. Diese Schätzungen werden umso genauer, je näher sie an der Gegenwart liegen. Dieses Papier wird sich auf die letzten 540 Millionen Jahre und insbesondere auf die letzten 140 Millionen Jahre konzentrieren.

Die beste Schätzung der CO2-Konzentration in der globalen Atmosphäre vor 540 Millionen Jahren liegt bei 7.000 ppm, mit einer großen Fehlerquote. (Siehe Abbildung 1). Um der Diskussion willen werden wir diese Zahl akzeptieren, die eine Masse von mehr als 13.000 Milliarden Tonnen (Gigatonnen, Gt) Kohlenstoff in der Atmosphäre angibt, 17‐mal so hoch wie heute, während der Kambrischen Explosion, als sich das multizelluläre Leben entwickelte. Dies gilt als das Aufkommen des modernen Lebens, als sich sowohl Pflanzen‐ als auch Tierarten in warmen Meeren rasch diversifizierten und später bei warmem Erdklima das Land besiedelten. [4] Davor war das Leben mehr als drei Milliarden Jahre lang weitgehend einzellig, mikroskopisch klein und auf das Meer beschränkt.

Abbildung 1. Grafik der globalen Temperatur und der CO2-Konzentration in der Atmosphäre über die letzten 600 Millionen Jahre. Beachten Sie, dass sowohl Temperatur als auch CO2 heute niedriger sind als zu den meisten Zeiten des modernen Lebens auf der Erde seit dem Kambrium. Beachten Sie auch, dass dies nicht auf eine Ursache‐Wirkungs‐Beziehung zwischen den beiden Parametern in direkter Folge hinweist. [5]

Die Entstehung terrestrischer hölzerner Pflanzen

Eine der wichtigsten Entwicklungen bei der Etablierung terrestrischer Pflanzenarten war die Evolution von Holz, einem Komplex aus Cellulose und Lignin, der einen starren Stamm bildete. Dadurch konnten die Pflanzen ihre photosynthetischen Strukturen höher zur Sonne hin platzieren und sich so einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Die Entwicklung von Lignin bot auch Schutz vor Angriffen durch Bakterien und Pilzen, da noch keine Art Enzyme entwickelt hatte, die Lignin verdauen konnten. Im Devon folgte die Ausbreitung riesiger Wälder von Baumfarnen, Bäumen und Sträuchern, was zu einem massiven Anstieg der lebenden Biomasse im Vergleich zur tief gelegenen Vegetation vor der holzigen Ära führte. Diese Größenzunahme der Biomasse führte zu einem unvermeidlichen CO2-Abbau aus der Atmosphäre, da Holz fast 50 Prozent Kohlenstoff enthält. Von damals bis heute übertrifft die Biomasse von Bäumen und anderen Gehölzen bei weitem die Summe aller anderen Arten zusammen. [6]

Es war zu erwarten, dass, sobald die lebende Biomasse einen viel höheren, aber relativ stabilen Zustand erreicht hatte, dieser den Nettoentzug von CO2 beenden und bei einer Konzentration, die etwas niedriger ist als die etwa 4.000 ppm (7.600 Gt Kohlenstoff) im mittleren Devon, abflachen würde. Dies war jedoch nicht der Fall. Der CO2-Gehalt sank in den nächsten 80 bis 100 Millionen Jahren bis in die Mitte des Karbons hinein, bis er ein Niveau von etwa 400 ppm (760 Gt Kohlenstoff) erreichte, ähnlich dem heutigen Niveau. Deshalb wurde in dieser Zeit der CO2-Gehalt in der Atmosphäre um etwa 90 Prozent reduziert. Viele der massiven Kohlelagerstätten, die wir heute abbauen, sind in dieser Zeit entstanden.

Es gibt zwei konkurrierende Hypothesen über die Entstehung von Kohle in dieser Zeit. Eine Hypothese geht davon aus, dass Kohleablagerungen entstanden sind, als Bäume starben und in riesige Sümpfe fielen, wo sie konserviert, schließlich durch tiefe Sedimente begraben und im Laufe der Zeit durch Hitze und Druck in Kohle verwandelt wurden. [7] Eine alternative Erklärung ist, dass die Zersetzerarten von Bakterien, Pilzen und Insekten noch nicht den komplexen Satz von Verdauungsenzymen entwickelt hatten, der für die Holzverdauung notwendig ist. Deshalb stapelten sich die toten Bäume in den Wäldern einfach übereinander und neue Bäume wuchsen auf einer immer tiefer werdenden Schicht toter Bäume, bis sie schließlich begraben wurden, und Hitze und Druck verwandelten sie in Kohle. [8]

Abbildung 2. Die in Abbildung 1 dargestellte Grafik von CO2 und Temperatur mit dem Trend der CO2-Konzentration in der globalen Atmosphäre, dargestellt durch den grünen Pfeil. Beachten Sie den Anstieg ganz rechts in der Grafik, der die Umkehrung des Abwärtstrends von 600 Millionen Jahren darstellt, der vor allem auf die CO2-Emissionen aus der Nutzung fossiler Brennstoffe für Energie zurückzuführen ist. Beachten Sie, dass das CO2 auch heute noch mit 400 ppm weitaus geringer ist als in den meisten Jahren dieser 600 Millionen Jahre Geschichte.

Das Ende des Karbon und der Beginn des Perm markierten eine Umkehrung des Abwärtstrends bei CO2, und in den nächsten 125 Millionen Jahren stieg CO2 auf etwa 2.500 ppm in der Jurazeit. Während dieser Zeit entwickelten Pilzarten Enzyme, die das Lignin im Holz verdauen konnten. [9] Es ist plausibel, dass diese Arten oberflächennahe Totholzvorräte mit der damit verbundenen Freisetzung von CO2 in die Atmosphäre aufnahmen. Gleichzeitig mit der Entwicklung von Zersetzern, die Lignin verdauen konnten, wurde die Kohlebildung deutlich reduziert. Vulkanische Aktivitäten und die Ausgasung von CO2 aus den Ozeanen könnten ebenfalls dazu beigetragen haben, den CO2-Gehalt zu erhöhen.

Unabhängig davon, welche kohlebildende Hypothese man favorisiert, und eine Kombination aus beidem ist plausibel, wenn Pilze und andere Arten sich nicht entwickelt hätten, um die Enzyme zu produzieren, die für die Verdauung von Lignin notwendig sind, wäre es wahrscheinlich, dass das atmosphärische CO2 weiter zurückgegangen wäre, bis es die 150 ppm‐Schwelle für das Überleben von Pflanzen erreicht hätte. Zu diesem Zeitpunkt würden Pflanzenarten an CO2-Mangel sterben, und da mehr Kohlenstoff als Holz und als Kalziumkarbonat in Meeresablagerungen gebunden wurde, würde lebende Biomasse stetig schrumpfen, bis sie ganz oder zum größten Teil stirbt. Es war daher ein höchst glücklicher Zufall, dass Weißfäulepilze und andere Arten die Enzyme zum Verdauen von Lignin entwickelten, sonst wäre die Geschichte des Lebens auf der Erde wesentlich kürzer gewesen.

Die zweite grosse Reduktion des CO2-Gehaltes

Vor diesem historischen Hintergrund werden wir uns nun auf den Zeitraum von vor 140 Millionen Jahren bis heute konzentrieren. Mit einer Erholung auf etwa 2.500 ppm sank die CO2-Konzentration allmählich und stetig auf das wahrscheinlich niedrigste Niveau in der Erdgeschichte. Die Eiskerne, die in der Wostok‐Station in der Antarktis gebohrt wurden, zeigen, dass auf dem Höhepunkt des letzten großen Vergletscherungsereignisses, vor 18.000 Jahren, das CO2 auf etwa 180 ppm gesunken ist (siehe Abbildung 3). [10]Dies liegt nur 30 ppm über dem Hungerniveau der meisten Pflanzenarten, das 150 ppm beträgt. [11]

Vor hundertvierzig Millionen Jahren bei 2.500 ppm hielt die Atmosphäre 4.750 Gt Kohlenstoff als CO2. Bei 180 ppm hielt die Atmosphäre 342 Gt Kohlenstoff als CO2, was über den Zeitraum von 140 Millionen Jahren einen Verlust von 4.530 Gt Kohlenstoff oder 92,8 Prozent des atmosphärischen CO2 bedeutete. Obwohl wir keine genauen Schätzungen der vulkanischen CO2-Emissionen oder der Tiefseesequestrierung von CO2 in diesem Zeitraum haben, haben wir eine sehr gute Repräsentation der Nettoauswirkungen auf den atmosphärischen CO2-Spiegel. Aufgrund dieses Rückgangs ist das CO2 während der gegenwärtigen Eiszeit des Pleistozäns mehrmals auf ein gefährlich niedriges Niveau gesunken, verglichen mit den Bedürfnissen der Pflanzen für ihr Wachstum und Überleben. Bei 180 ppm besteht kein Zweifel daran, dass das Wachstum vieler Pflanzenarten erheblich eingeschränkt war. [12]

Abbildung 3. Grafik der Temperatur und CO2-Konzentration aus den Wostok‐Eiskernen in der Antarktis, die zeigt, dass die atmosphärische CO2-Konzentration bei 18.000 YBP (Jahre zuvor) um fast 180 ppm gesunken ist. Beachten Sie, dass der CO2-Gehalt tendenziell den Temperaturschwankungen hinterherhinkt. [14]

Die Löslichkeitspumpe und die biologische Pumpe entfernen kontinuierlich Kohlendioxid aus der Atmosphäre. [13] Die Löslichkeitspumpe verweist auf die hohe Löslichkeit von CO2 im kalten Meerwasser in höheren Breitengraden, wo es durch sinkendes kaltes Meerwasser in die Tiefe des Ozeans getragen wird. Die biologische Pumpe bezieht sich auf die Abscheidung von Kohlenstoff aus Biomasse und Calciumcarbonat (CaCO3) aus planktonischen Muscheln, Korallen und Schalentieren in die Sedimente der Tiefsee. In den letzten 140 Millionen Jahren haben diese Prozesse mehr als 90 Prozent des CO2 aus der Atmosphäre entfernt. Die stetige Reduktion des CO2 aus der Atmosphäre in den letzten 140 Millionen Jahren von 2.500 ppm auf 180 ppm vor der Zwischeneiszeit des Holozäns und vor erheblichen menschlichen CO2-Emissionen bedeutet einen Nettoverlust aus der globalen Atmosphäre von 32.000 Tonnen (Kt) Kohlenstoff pro Jahr. Wir können mit Fug und Recht vermuten, dass die Hauptursache für diesen Abwärtstrend die CaCO3-Ablagerung aus Plankton‐ und Korallenriffen in marinen Sedimenten war. [15] Während der großen Vereisungen können kühlende Ozeane auch zusätzliches CO2 aufgenommen haben.

CO2 steigt über die Schwelle

Nachdem die jüngste große Vergletscherung vor 18.000 Jahren ihren Höhepunkt erreichte, begann der CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu steigen und erreichte vor 10.000 Jahren 260 ppm und vor der industriellen Revolution 280 ppm, als fossile Brennstoffe für die Energieerzeugung zu dominieren begannen. Die plausibelste Erklärung für den größten Teil dieses Anstiegs ist die Ausgasung von CO2 aus den Ozeanen, während sie sich mit einem sich erwärmenden Klima erwärmten. [16] Seitdem haben menschliche CO2-Emissionen dazu beigetragen, den Wert auf etwa 400 ppm anzuheben, ein Wert, der vielleicht in den letzten 10 bis 20 Millionen Jahren nicht erreicht wurde. Seit Beginn des Industriezeitalters ist CO2 in etwas mehr als 100 Jahren um 120 ppm oder etwa 230 Gt Kohlenstoff gestiegen, während der geringere “natürliche” Anstieg von 180 ppm auf 280 ppm etwa 15.000 Jahre dauerte. Der Anstieg im Industriezeitalter ist wahrscheinlich auf eine Kombination aus Verbrennung fossiler Brennstoffe, Landnutzungsänderung, Zementherstellung und möglicherweise Ausgasung von CO2 aus den Ozeanen aufgrund der steigenden globalen Temperatur zurückzuführen. Dieser letzte Punkt ist Gegenstand vieler Diskussionen und Auseinandersetzungen, ist aber im Rahmen dieser Arbeit nicht von grundlegender Bedeutung. [11]

DIE HEUTIGE VERTEILUNG DES KOHLENSTOFFS

Die globale Atmosphäre enthält heute bei etwa 400 ppm CO2 etwa 850 Gt Kohlenstoff im Vergleich zu den Ozeanen, die etwa 38.000 Gt Kohlenstoff enthalten, von denen die meisten zunächst als CO2 aus der Atmosphäre aufgenommen wurden. (Siehe Abbildung 4) Daher würde die Emission oder Absorption von 1 Prozent CO2 aus oder in die Ozeane eine 45‐prozentige Änderung des CO2-Gehalts in der Atmosphäre bei der gegenwärtigen CO2-Konzentration bewirken.

Abbildung 4. Darstellung des globalen Kohlenstoffhaushalts in Gt Kohlenstoff. Blaue Werte sind Kohlenstoffvorräte, rote Werte sind Jahresströme. Beachten Sie, dass der Ozean fast 50 mal so viel Kohlenstoff enthält wie die Atmosphäre, und der Ozean und die Atmosphäre sind in ständigem Fluss. [17]

Die wahrhaft erstaunliche Zahl ist die Schätzung von 100.000.000.000 Gt (hundert Millionen Milliarden Tonnen, auch bekannt als 100 Quadrillionen Tonnen) Kohlenstoff in kohlenstoffhaltigen Gesteinen, die ganz oder größtenteils aus CO2 in der globalen Atmosphäre stammen. Wäre das gesamte CO2 in der Atmosphäre geblieben, würde es gewichtsmässig etwa 70 aktuelle globale Atmosphären bei 100 Prozent CO2 darstellen. Dies unterstreicht die Tatsache, dass in der Frühzeit der Erde riesige Mengen an CO2 aus dem Vulkanismus ausgegast wurden. In den letzten 3,5 Milliarden Jahren wurde die überwiegende Mehrheit (etwa 99,5 Prozent) des Kohlenstoffs dadurch gebunden, dass CO2in kohlenstoffhaltigen Gesteinen und in viel geringerem Maße in fossilen Brennstoffen gebunden wurde.Es ist interessant festzustellen, dass unsere nächsten Nachbarplaneten, Venus und Mars, Atmosphären haben, die vom CO2 dominiert werden, wahrscheinlich aus frühen Vulkanausbrüchen. Keiner von beiden entwickelte ein Leben, das das CO2 in CaCO3 umwandeln konnte, um es in marinen Sedimenten zu vergraben.

CO2 in den Ozeanen

Die Löslichkeit von CO2 in den Ozeanen ist abhängig von der Salinität und Temperatur der Ozeane und von der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Der Salzgehalt variiert zwischen 30 Teilen pro Tausend und 38 Teilen pro Tausend und ist im Laufe der Zeit relativ konstant. Die Ozeane haben sich seit dem Höhepunkt der Kleinen Eiszeit erwärmt, so dass es wahrscheinlich ist, dass in den letzten 300 Jahren eine Nettoausgasung aus ihnen stattgefunden hat, zumindest bis die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen ernsthaft begannen. Aus der Literatur geht hervor, dass wir keine endgültigen quantitativen Daten über das Schicksal der derzeitigen 10 Gt Kohlenstoffemissionen haben, die jährlich durch menschliche Aktivitäten entstehen. Wir können den Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre messen, aber ein Teil davon kann auf die Ausgasung aus den sich erwärmenden Ozeanen und nicht auf vom Menschen verursachte Emissionen zurückzuführen sein. Viele Wissenschaftler kommen zum Schluss, dass die Ozeane etwa 25 Prozent der menschlichen CO2-Emissionen absorbieren und damit die Möglichkeit einer Nettoausgasung von CO2 ausschließen. Es ist allgemein anerkannt, dass die globale pflanzliche Biomasse aufgrund des erhöhten CO2-Ausstoßes in der Atmosphäre zunimmt, aber es ist schwierig, dies genau zu quantifizieren. Ein kürzlich erschienenes Papier kam zum Schluss, dass der größte Teil der kurzfristigen CO2-Aufnahme von terrestrischen Pflanzen stammt und dass sehr wenig, wenn überhaupt, von den Ozeanen aufgenommen wird. [18]

In den letzten Jahren gab es eine Fülle von Papieren, die davor warnten, dass bei anhaltenden CO2-Emissionen und weiter steigenden CO2-Werten in der Atmosphäre ein Phänomen eintreten wird, das als “Ozeanversauerung” bezeichnet wird und die gesamte marine Nahrungskette bedroht. Einige postulieren, dass die Abnahme des pH‐Wertes der Ozeane es unmöglich macht, dass verkalkende Arten wie Korallen, Muscheln und verkalkende Planktonarten wie Coccolithophore und Foraminiferen ihre Schalen aus CaCO3 herstellen können. Der Autor hat kürzlich ein ausführliches Papier zu diesem Thema veröffentlicht. Das Papier kommt zum Schluss, dass die “Ozeanversauerung” eine Fabrikation ist und liefert fünf Schlüsselfaktoren, die ein solches Ergebnis verunmöglichen. [19]

CO2 in der modernen Zeit

Die wichtigste Frage, mit der sich eine Spezies heute auf der Erde konfrontiert sieht, ist, wie lange es ohne vom Menschen verursachte CO2-Emissionen gedauert hätte, bis der allmähliche Abbau von CO2 in der Atmosphäre auf ein Niveau gefallen wäre, das aufgrund von CO2-Hunger die Biomasse zu verringern beginnt und damit den Beginn des Endes des Lebens auf der Erde signalisierte?

Es wird allgemein angenommen, dass vulkanische Aktivität zu massiven CO2-Emissionen führt, die mit den vom Menschen verursachten Emissionen vergleichbar oder größer sind. Dies ist nicht der Fall. Während das ursprüngliche atmosphärische CO2 das Ergebnis einer massiven Ausgasung aus dem Erdinneren war, gibt es keine Hinweise darauf, dass der Atmosphäre während des 140 Millionen Jahre andauernden Rückgangs, der bis zur Gegenwart anhielt, große Mengen an neuem CO2 zugeführt wurden. Der Ausbruch des Pinatubo, des größten in der jüngeren Geschichte, hat schätzungsweise 2 Prozent der jährlichen vom Menschen verursachten CO2-Emissionen verursacht. Daher könnte man ohne vom Menschen verursachte Emissionen vernünftigerweise davon ausgehen, dass der CO2-Gehalt wie in den letzten 140 Millionen Jahren weiter gesunken wäre. [20]

Nach dem Timing der vielen glazialen und interglazialen Perioden während der pleistozänen Eiszeit zu urteilen, könnte die nächste große Eiszeit jederzeit beginnen. Interglaziale Perioden waren im Allgemeinen von 10.000 Jahren Dauer, und die jetzige holozäne Interglazialperiode begann vor fast 12.000 Jahren. Ohne vom Menschen verursachte CO2-Emissionen und andere Umweltauswirkungen besteht kein Grund zu bezweifeln, dass eine weitere große Vergletscherung stattgefunden hätte, die dem Muster folgt, das seit mindestens 800.000 Jahren besteht, wie es das Europäische Projekt für Eiskerne in der Antarktis (EPICA) [21] festgestellt hat, und das vermutlich seit 2,5 Millionen Jahren der Pleistozän‐Eiszeit besteht. Diese Gletscher haben mit den Milankovitch‐Zyklen übereingestimmt. [22] (Siehe Abbildung 5) Die Milankovitch‐Zyklen werden durch Schwankungen in der Erdumlaufbahn und durch Zyklen der Neigung der Erde zur Sonne bestimmt. Die starke Korrelation zwischen dem Beginn großer Eiszeiten in den letzten 800.000 Jahren und den Milankovitch‐Zyklen hat die Mehrheit der Geowissenschaftler und Klimatologen veranlasst, die Hypothese zu akzeptieren, dass die großen Eiszeiten in einer Kausalwirkungsbeziehung mit den Milankovitch‐Zyklen verbunden sind.

90 Millionen Jahre lang, von der späten Jurazeit bis zum frühen Tertiär, stieg die globale Temperatur erheblich an, während der CO2-Spiegel stetig zurückging.

Abbildung 5. Grafik, die die atmosphärische CO2-Konzentration und Temperatur in der Antarktis für die letzten vier Interglazialperioden zeigt, eng verbunden mit den Milankovitch‐Zyklen von 100.000 Jahren. Diese Grafik basiert auf Daten aus den 420.000-Jahres-Aufzeichnungen, die aus den von russischen Wissenschaftlern gebohrten Wostok‐Eiskernen gewonnen wurden. [23] Beachten Sie die allmähliche Entwicklung des Beginns kälterer Temperaturen und der schnellen Erwärmung am Ende des Zyklus. Es ist zu beachten, dass die Spitzenerwärmung während der letzten Interglazialperiode (Holozän) geringer ist als in den letzten drei Interglazialperioden. [24]

Dann, nach dem thermischen Maximum des Paläozän‐Eozän, begann ein 50 Millionen Jahre dauernder Abklingtrend der globalen Temperatur bis in die heutige Zeit. (Siehe Abbildung 6) Das Paläozän‐Eozän‐Thermomaximum wies eine durchschnittliche globale Temperatur auf, die bis zu 16°C über der heutigen Temperatur lag. Doch die Vorfahren aller heute lebenden Arten müssen diese Zeit überlebt haben, da sie auch in früheren, viel kälteren Klimazonen überlebt hatten. Es ist lehrreich festzustellen, dass trotz der zahlreichen Perioden extremer klimatischer Bedingungen und katastrophaler Ereignisse jede heute lebende Art von Arten abstammt, die diese Bedingungen überlebt haben. Dies führt dazu, die Vorhersagen über das Massenaussterben von Spezies und den Zusammenbruch der menschlichen Zivilisation in Frage zu stellen, wenn die globale Durchschnittstemperatur einen Anstieg von 2°C über das heutige Niveau hinaus übersteigt. [25]Es mag überraschen, dass die durchschnittliche globale Temperatur in früheren Zeiten 16°C höher gewesen sein könnte, da dies Teile der Erde, die heute warm sind, praktisch unbewohnbar zu machen scheint. Der Schlüssel zum Verständnis dessen ist, dass die Erde, wenn sie sich erwärmt, dies je nach Breitengrad unterschiedlich tut. Während sich die Arktis und Antarktis erheblich erwärmen, gibt es in den Tropen viel weniger Erwärmung. So bleiben die tropischen Regionen bewohnbar, während sich die hohen Breiten von polar zu gemäßigt verschieben, und während der wärmsten Zeiten verschieben sie sich zu einem tropischen Klima.

Abbildung 6. Die globale Oberflächentemperatur von 65 Millionen YBP zeigt den größten Kältetrend der letzten 50 Millionen Jahre. Während die Pole deutlich wärmer waren als heute, gab es in den Tropen eine deutlich geringere Erwärmung, die durchgehend bewohnbar blieben. Die Erde befindet sich in einer der kältesten Perioden der letzten 600 Millionen Jahre. [26]

Aus der 800.000 Jahre alten Aufzeichnung der antarktischen Eiskerne geht hervor, dass die kältesten Perioden während der großen Vergletscherungen mit den niedrigsten CO2-Werten in der Atmosphäre zusammenfallen. (siehe Abbildung 5) Die Korrelation ist in diesem Zeitraum sicherlich stark genug, um einen kausalen Zusammenhang zwischen CO2und Temperatur nahezulegen. In der Literatur gibt es jedoch Meinungsverschiedenheiten darüber, was die Ursache und was die Wirkung ist. Diejenigen, die die Erwärmung im vergangenen Jahrhundert auf Treibhausgasemissionen, insbesondere CO2, zurückführen, stimmen auch eher mit der Position überein, die in Al Gores Eine unbequeme Wahrheit: Der planetarische Notstand der globalen Erwärmung und was wir dagegen tun können, dargelegt ist, dass die Erwärmung während der Zwischeneiszeit durch steigende CO2-Werte verursacht wird. [27] Es ist jedoch problematisch zu postulieren, wie die Milankovitch‐Zyklen einen Anstieg oder Rückgang des atmosphärischen CO2-Gehalts verursachen könnten, während es plausibel ist, dass die Milankovitch‐Zyklen aufgrund von Veränderungen der Sonneneinstrahlung zu einer Schwankung der globalen Temperatur führen könnten, was wiederum entweder zur Ausgasung oder Absorption von CO2 aus den Ozeanen führen könnte. Tatsächlich zeigen beide Datensätze von Eiskerndaten aus der Antarktis, dass Temperaturänderungen in der Regel Änderungen des CO2-Gehalts vorausgehen, was darauf hindeutet, dass Temperaturänderungen die Ursache für Veränderungen des CO2-Gehalts sind. [28] Manche haben vorgeschlagen, dass der Beginn der Erwärmung nach einer Vergletscherung zwar durch die Milankovitch‐Zyklen verursacht wird, die anschließende Ausgasung von CO2 aus dem Ozean dann aber der vorherrschende Treiber für eine weitere Erwärmung wird. [29] Vermutlich wäre auch anzunehmen, dass die zur Vergletscherung führende Kühlung durch den Milankovitch‐Zyklus ausgelöst und dann durch einen reduzierten CO2-Spiegel aufgrund der Meeresabsorption angetrieben wird. Diese Hypothese ist nicht bewiesen.

Es ist äußerst unwahrscheinlich oder vielleicht unmöglich sich vorzustellen, wie CO2 von vorindustriellen 280 ppm auf 400 ppm ohne vom Menschen verursachte Emissionen hätte steigen können. Keine andere Spezies, die in naher Zukunft existiert oder sich präsentiert, ist in der Lage, die massiven Lagerstätten fossiler Brennstoffe zu graben, zu bohren und dann zu verbrennen, um CO2 wieder in die Atmosphäre freizusetzen, aus der es ursprünglich stammt. Viele Wissenschaftler denken, dass dieser Anstieg des atmosphärischen CO2 die Hauptursache für die leichte Erwärmung (0,5°C) der Atmosphäre in den letzten 65 Jahren ist. Nur die Zeit wird zeigen, ob dies der Fall ist. Seit dem Höhepunkt der Kleinen Eiszeit um 1700 erwärmt sich das Klima seit etwa 300 Jahren. Es ist möglich, dass die jüngste Erwärmung eine Fortsetzung der längeren Erwärmungsphase ist, die bereits lange bevor menschlich verursachte CO2-Emissionen eine Rolle spielen konnten, begonnen hatte.

HÖHERE CO2-KONZENTRATIONEN WERDEN PFLANZENWACHSTUM UND BIOMASSE ERHÖHEN

Es ist gut nachgewiesen, dass der Anstieg des CO2-Ausstoßes in der Atmosphäre für ein erhöhtes Pflanzenwachstum auf globaler Ebene verantwortlich ist. Viele Studien deuten darauf hin, dass fast 25 Prozent der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen oder 2,5 Gt Kohlenstoff pro Jahr von Pflanzen aufgenommen werden, was die globale pflanzliche Biomasse erhöht. Eine aktuelle Studie geht davon aus, dass bis zu 50 Prozent der CO2-Emissionen des Menschen durch vermehrtes Pflanzenwachstum absorbiert werden. [30] Dies wurde als “Ergrünen der Erde” bezeichnet, da CO2-Konzentrationen erreicht werden, die weit über dem nahezu verhungerten Niveau liegen, das während der großen Vergletscherungen des Pleistozäns erreicht wurde. [31] Der renommierteste australische Wissenschaftsverband, die Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), hat gezeigt, dass CO2 vor allem Pflanzen zugute kommt, die an trockene Klimazonen angepasst sind. In Umgebungen mit höherem CO2-Gehalt werden sie bei der Photosynthese effizienter und wachsen schneller, ohne mehr Wasser zu verbrauchen. [32]

Eine der beeindruckendsten Aufzeichnungen stammt aus einem Versuchswald in Deutschland, in dem das Waldwachstum seit 1870 kontinuierlich dokumentiert ist. Seit 1960, als die CO2-Emissionen rasant zu steigen begannen, ist die Wachstumsrate der einzelnen Bäume um 32 Prozent auf 77 Prozent gestiegen. Während ein Teil davon auf den leichten Temperaturanstieg seit 1960 zurückzuführen ist, steht die viel höhere Wachstumsrate im Einklang mit Labor‐ und Feldstudien über die Auswirkungen eines erhöhten CO2-Gehalts auf Pflanzen. [33]

Abbildung 7. Craig Idso, CO2-Experte und Autor der CO2Science‐Website [34], die die Wachstumsrate von Kiefern unter Umgebungsbedingungen gegenüber der Zugabe von 150 ppm, 300 ppm und 450 ppm CO2 demonstriert. In einer CO2-höheren Welt wird das Wachstum von Nahrungsmitteln, Wäldern und wilden Landschaften auf der ganzen Welt stark zunehmen. Studien zeigen auch, dass höhere CO2-Werte in den Ozeanen zu einem verstärkten Wachstum von Phytoplankton und anderen Meerespflanzen führen. [35]

Abbildung 8. Veränderung der Netto‐Primärproduktivität der Vegetation 1982 bis 2010. Die trockensten Regionen wie Westaustralien, Subsahara‐Afrika, Westindien und die Great Plains Nordamerikas weisen den größten Anstieg des Pflanzenwachstums auf. [36]

Es ist nicht allgemein bekannt, dass Treibhausgärtner weltweit zusätzliches CO2 in ihre Gewächshäuser einspritzen, um das Wachstum und den Ertrag ihrer Pflanzen zu steigern. Unter Gartenbauern ist es bekannt, dass diese Praxis das Wachstum um 40 Prozent oder mehr steigern kann. Denn der optimale CO2-Gehalt für das Pflanzenwachstum liegt zwischen 1.000 ppm und 3.000 ppm in der Luft, viel höher als die 400 ppm in der globalen Atmosphäre heute. [37] Jede Art auf der Erde, auch unsere eigene, stammt von Vorfahren ab, die in Klimazonen mit viel höheren CO2-Gehalten als heute gediehen sind.

Diskussion

Die Debatte über den Klimawandel hat eine Seite, die darauf besteht, dass die “Wissenschaft geregelt ist”. Es gibt jedoch keinen wissenschaftlichen Beweis dafür, dass ein erhöhter CO2-Ausstoß zu einer Katastrophe führen wird, da das CO2 in den meisten Zeiten des Lebens auf der Erde höher war als heute. Andererseits kann man ohne Zweifel sagen, dass, wenn CO2 wieder auf das Niveau von vor 18.000 Jahren oder darunter fällt, eine Katastrophe eintreten würde, wie sie in der Geschichte der Menschheit unbekannt ist. Wir werden von vielen Wissenschaftlern darauf hingewiesen, dass wir uns Sorgen machen sollten, dass der CO2-Gehalt höher steigt, während wir uns eigentlich Sorgen machen sollten, dass der CO2-Gehalt sinken könnte.

Atmosphärische CO2-Konzentrationen in der Zukunft

Wenn der Mensch nicht begonnen hätte, fossile Brennstoffe zur Energiegewinnung zu nutzen, ist davon auszugehen, dass die CO2-Konzentration in der Atmosphäre so weiter gesunken wäre wie in den letzten 140 Millionen Jahren. Es ist auch anzunehmen, dass das Erdklima weiterhin zwischen relativ langen Perioden der Vergletscherung und relativ kurzen Perioden des interglazialen Klimas ähnlich dem heutigen Klima schwanken würde. Angesichts des anhaltenden Rückzugs von Kohlenstoff aus der Atmosphäre in die Sedimente der Ozeane wäre es nur eine Frage der Zeit, bis das CO2 während einer Eiszeit auf 150 ppm oder weniger sinkt. Bei einer durchschnittlichen Rate von 32 Kt Kohlenstoffverlust pro Jahr würde dies in weniger als zwei Millionen Jahren geschehen. Mit anderen Worten, der Beginn des Endes des meisten Lebens auf dem Planeten Erde würde in weniger Jahren in der Zukunft beginnen, als unsere Gattung der Primaten, der Homo, als eigenständige taxonomische Einheit existiert hat.

Es ist lehrreich festzustellen, dass es sich bei unserer Spezies um eine tropische Spezies handelt, die sich am Äquator in Ökosystemen gleich warm oder wärmer als heute entwickelt hat. Wir konnten die Wärme des tropischen Klimas nur durch die Nutzung von Feuer, Kleidung und Gebäudeunterkünften verlassen. Dies ermöglichte es uns, uns in gemäßigten Klimazonen und sogar in der Arktis am Meer niederzulassen, wo sowohl domestizierte Hunde als auch Meeressäuger einem sehr kleinen Bestand das Leben ermöglichen. Allerdings können wir keine Nahrungspflanzen im Überfluss auf Gletschern oder in gefrorenem Boden anbauen. Außerdem könnten wir nirgendwo viel von allem anbauen, wenn der CO2-Gehalt unter 150 ppm sinkt. Es besteht die klare Möglichkeit, dass keine zusätzliche Menge an CO2 das Klima aus der nächsten großen Eiszeit herausverschiebt. Das ist kein Grund, die Hoffnung aufzugeben, sondern sich darüber zu wundern, dass wir tatsächlich eine Umkehrung des langfristigen CO2-Trends herbeiführen können, der jetzt durch menschliche CO2-Emissionen erreicht wurde. Es besteht kein Zweifel, dass sich das Erdinnere in seinem rund 4,6 Milliarden Jahre alten Bestand deutlich abgekühlt hat. Dies macht den massiven Vulkanismus zu einer immer geringer werdenden Wahrscheinlichkeit. Es gibt keinen anderen plausiblen natürlichen Mechanismus, um Kohlenstoff in Form von CO2 der globalen Atmosphäre zuzuführen.

Abbildung 9. Rekonstruierte Grönland‐Mitteltemperaturanomalien (oben) und antarktische CO2-Konzentration (unten). Die Halbierung der Temperaturanomalien zur Berücksichtigung der polaren Verstärkung ergibt eine angemessene Annäherung an die globale Temperaturänderung im Holozän. Seit Beginn des Holozän‐Optimums etwa 9.000 Jahre vor der Gegenwart (ka BP) ist die globale Temperatur um ~1°C gesunken, obwohl die CO2-Konzentration durchweg gestiegen ist. [38]

Die heutige Holozän Zwischeneiszeit hat bereits länger gedauert als einige frühere Zwischeneiszeitperioden. Das Holozän ist auch etwas kühler als frühere interglaziale Perioden. Dringender als der mögliche Hunger des Lebens in zwei Millionen Jahren ist, was zu Beginn der nächsten Vergletscherung geschehen wird, möglicherweise in relativ kurzer Zeit. Ohne die CO2-Emissionen des Menschen wären sowohl die Temperatur als auch das CO2 auf ein Niveau gesunken, das zu einer kontinuierlichen Verringerung des Pflanzenwachstums führen würde, was zu ähnlichen oder vielleicht sogar schwereren klimatischen Bedingungen führen würde als bei früheren Vereisungen. Dies würde sicherlich zu einer weit verbreiteten Hungersnot und wahrscheinlich zum Zusammenbruch der menschlichen Zivilisation führen. Dieses Szenario würde keine zwei Millionen Jahre dauern, sondern möglicherweise nur ein paar tausend. Selbst wenn die Bedingungen der Kleinen Eiszeit in den nächsten hundert Jahren mit einer Bevölkerung von neun Milliarden oder mehr Menschen wieder auftauchten, können wir sicher sein, dass die Bevölkerung nicht lange Zeit neun Milliarden betragen würde. Es gibt ein starkes Argument dafür, dass sich die Erde bereits in einem Abkühlungstrend befindet, der in den nächsten 100.000 Jahre dauernden Zyklus der Hauptvergletscherung absinkt. Siehe Abbildung 5 und stellen Sie fest, dass in den drei vorangegangenen interglazialen Perioden ein scharfer Höhepunkt erreicht wurde, gefolgt von einem stetigen Abwärtstrend der Temperatur. Die Spitzentemperatur in dieser holozänen Interglazialzeit lag während des Holozän‐Optimums vor 5.000 bis 9.000 Jahren. Seitdem nehmen die Erwärmungsspitzen ab, und die Kälteperioden sind kälter geworden. Die Kleine Eiszeit, die vor etwa 300 Jahren ihren Höhepunkt erreichte, war wahrscheinlich die kälteste Klimaperiode seit dem Holozän‐Optimum. [39]

Ein Paradigmenwechsel in der Wahrnehmung von CO2

Der unabhängige Wissenschaftler James Lovelock liefert ein interessantes Beispiel für diese beiden gegensätzlichen Vorhersagen von zukünftiger Katastrophe versus Errettung durch CO2, einem Teil des für das Leben benötigten CO2 zurück in die Atmosphäre und gleichzeitigem Genuss von reichlich Energie aus fossilen Brennstoffen zu günstigen Preisen. In den letzten 550 Millionen Jahren ist es zu einem allmählichen Netto‐CO2-Verlust aus der Atmosphäre gekommen, von etwa 14.000 Gt auf etwa 370 Gt auf dem niedrigsten Niveau während des Höhepunkts der letzten Eiszeit. Das ist eine Reduktion um fast 98 Prozent eines der wichtigsten Nährstoffe für das Leben auf der Erde. Wenn die CO2-Emissionen des Menschen im vergangenen Jahrhundert fehlen, ist es schwer vorstellbar, wie dieser Prozess der kontinuierlichen CO2-Abscheidung unterbrochen werden könnte. Für neue Emissionen wäre ein massiver Vulkanismus in einem Ausmaß erforderlich, das seit mehr als 200 Millionen Jahren nicht mehr zu beobachten war. Er ist zweifellos einer der führenden Experten in der Atmosphärenchemie, [40] weshalb ihn die NASA beauftragte, einen Teil der Lebenserkennungsausrüstung für die ersten US‐Marslander zu entwickeln. [41] Aus den Ergebnissen schloss er, dass es kein Leben auf dem Mars gibt.

Seit der Veröffentlichung seines ersten Buches über die Gaia‐Hypothese im Jahr 1979 beschäftigte sich Lovelock mit den Auswirkungen der menschlichen Zivilisation auf die globale Atmosphäre. [42] Er wurde ein starker Befürworter der Reduktion der CO2-Emissionen und erklärte, dass der Mensch eine “Schurkenspezies” gegen Gaia (die Erde) geworden sei. Er ging so weit, 2006 zu erklären:

Bevor dieses Jahrhundert vorbei ist, werden Milliarden von uns sterben, und die wenigen Brutpaare, die überleben, werden in der Arktis sein, wo das Klima erträglich bleibt… ein gebrochener Pöbel unter der Führung brutaler Warlords.” [43]

Nur vier Jahre später, in einer öffentlichen Rede im Londoner Science Museum im Jahr 2010, widerrief Lovelock:

Es lohnt sich zu bedenken, dass das, was wir bei der Schaffung all dieser Kohlenstoffemissionen tun, weit entfernt von etwas Schrecklichem, den Beginn einer neuen Eiszeit stoppt.

 

Wenn wir nicht auf der Erde erschienen wären, wäre es an der Zeit, eine nächste Eiszeit zu durchlaufen, und wir können uns unseren Teil anrechnen, das aufgehalten zu haben.

 

Ich hasse dieses ganze Getue mit dem sich schuldig fühlen für das, was wir tun.” [44]

Diese abrupte Umkehrung von Lovelocks Interpretation von CO2 ist genau das, was allgemein erforderlich ist, um die Tragödie zu vermeiden, dass Milliarden von Menschen eine preiswerte und zuverlässige Energie entzogen wird, insbesondere solche, die sich aus der Armut befreien müssen. Es muss ein totaler Paradigmenwechsel stattfinden, von der Verteufelung fossiler Brennstoffe und der Angst vor CO2 als giftigem Schadstoff hin zur Feier des CO2 als Lebensspender, während gleichzeitig die fossilen Brennstoffe immer effizienter genutzt werden. Wie bei Lovelock sollten wir hoffen, dass sich CO2 als der moderate Erwärmungseinfluss erweisen wird, der in der Theorie vorhergesagt wird. Eine etwas wärmere Welt mit einem höheren CO2-Gehalt in der Atmosphäre würde zu einer grüneren Welt mit mehr pflanzlicher Biomasse, höheren Erträgen von Nahrungsmitteln und Bäumen, einem gastfreundlicheren Klima in hohen nördlichen Breitengraden und einer möglichen Verringerung der Wahrscheinlichkeit einer weiteren großen Vereisung führen. Es ist höchst wahrscheinlich und ironisch, dass die Existenz des Lebens selbst sein eigenes Ende vorbestimmt haben könnte, vor allem durch die Entwicklung von CaCO3 als Panzerung in marinen Organismen. [45] Die Tatsache, dass Menschen in der Lage zu sein scheinen, dieses Schicksal vorübergehend umzukehren, weil wir CO2 durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung in die Atmosphäre zurückführen, grenzt an das Wunderbare. Dennoch gibt es nur eine begrenzte Menge fossiler Brennstoffe, die nach der Verbrennung kurz‐ bis mittelfristig nicht mehr erneuerbar sind. Der größte Teil des Kohlenstoffs wird in kohlenstoffhaltige Gesteine, hauptsächlich als CaCO3, gebunden. Heute stammen etwa 5 Prozent der menschlichen CO2-Emissionen aus der Umwandlung von CaCO3 mit Wärme in CO2 und CaO (Kalk) zur Herstellung von Zement. Wenn also fossile Brennstoffe in den kommenden Jahrhunderten knapp werden und das CO2 wieder zu schwinden beginnt, haben wir die Möglichkeit, zusätzliches CO2 zu erzeugen, indem wir Kalkstein mit Atom‐ oder Solarenergie verbrennen, wobei Kalk für Zement als nützliches Nebenprodukt entsteht. Dies hat das Potenzial, die Existenz einer hochproduktiven lebenden Erde in die ferne Zukunft zu verlängern.

Aus der vorangegangenen Diskussion geht hervor, dass die menschlichen CO2-Emissionen nicht zu katastrophalen klimatischen Bedingungen führen, sondern dazu dienen, ein Gleichgewicht im globalen Kohlenstoffkreislauf wiederherzustellen. Indem wir den 140 Millionen Jahre dauernden Rückgang des atmosphärischen CO2 umkehren, tragen wir dazu bei, den Fortbestand des kohlenstoffbasierten Lebens auf der Erde sicherzustellen.

SCHLUSSBETRACHTUNG

CO2 ist lebensnotwendig, und zweimal in der Geschichte des modernen Lebens gab es Perioden mit einem starken Rückgang der CO2-Konzentration in der globalen Atmosphäre. Hätte sich dieser Rückgang in Zukunft in gleichem Maße fortgesetzt, würde CO2 schließlich auf ein Niveau sinken, das zur Unterstützung der Pflanzenwelt unzureichend ist, möglicherweise in weniger als zwei Millionen Jahren. Besorgniserregender ist die Möglichkeit, dass in naher Zukunft während einer zukünftigen Vereisung das CO2 auf 180 ppm oder weniger sinken kann, was das Wachstum von Nahrungsmitteln und anderen Pflanzen stark reduziert. Die menschlichen CO2-Emissionen haben diese Möglichkeit verhindert, so dass zumindest während einer Eiszeit das CO2 hoch genug wäre, um eine produktive Agrarindustrie aufrechtzuerhalten.

Ein 140 Millionen Jahre dauernder Rückgang des CO2 auf Werte, die einer Bedrohung des Überlebens jeglichen Lebens auf der Erde nahe kamen, kann kaum als “das Gleichgewicht der Natur” bezeichnet werden. Insofern stellen die menschlichen Emissionen einen Ausgleich zum globalen Kohlenstoffkreislauf her, indem sie einen Teil des CO2wieder in die Atmosphäre zurückführen, der durch Photosynthese und CaCO3-Produktion entzogen und anschließend an tiefe Sedimente verloren wurde. Dieser äußerst positive Aspekt der menschlichen CO2-Emissionen muss sicherlich gegen die unbewiesene Hypothese abgewogen werden, dass die menschlichen CO2-Emissionen in den letzten Jahren hauptsächlich für die leichte Erwärmung des Klimas verantwortlich sind und in den kommenden Jahrzehnten eine katastrophale Erwärmung verursachen werden. Die Tatsache, dass die gegenwärtige Erwärmung vor etwa 300 Jahren während der Kleinen Eiszeit begann, deutet darauf hin, dass sie zumindest teilweise die Fortsetzung der gleichen Naturkräfte sein könnte, die das Klima im Laufe der Zeiten verändert haben.

Trotz vieler gegenteiliger Beweise ist ein Großteil der westlichen Gesellschaft davon überzeugt, dass eine globale Erwärmung und eine Klimakrise bevorstehen. Die Idee des katastrophalen Klimawandels ist stark, da sie alles und jeden auf der Erde umfasst. Vor der “Kohlenstoffbelastung” kann man sich nirgendwo verstecken. Es gibt auch die Kombination aus Angst und Schuld: Wir haben Angst, dass das Fahren mit unseren Autos unsere Enkelkinder umbringt, und wir fühlen uns dafür schuldig. Eine starke Interessenkonvergenz zwischen den wichtigsten Eliten unterstützt und treibt das Klimakatastrophennarrativ voran. Umweltschützer verbreiten Angst und sammeln Spenden ein; Politiker scheinen die Erde vor dem Untergang zu retten; die Medien haben einen Feldtag mit Sensation und Konflikten; Wissenschaftler und wissenschaftliche Institutionen sammeln Milliarden von öffentlichen Zuschüssen, gründen völlig neue Institutionen und betreiben einen Nährbodenrausch für beängstigende Szenarien; Unternehmen wollen grün aussehen und erhalten riesige öffentliche Zuschüsse für Projekte, die sonst wirtschaftliche Verlierer wären, wie große Windparks und Solaranlagen. Selbst der Papst der katholischen Kirche hat sich mit einem religiösen Blickwinkel eingemischt.

Bei all diesen Machenschaften geht die unbestreitbare Tatsache verloren, dass das Wichtigste an CO2 darin besteht, dass es für alles Leben auf der Erde unerlässlich ist und dass die atmosphärische Konzentration von CO2 vor der Verbrennung fossiler Brennstoffe sehr lange Zeit in eine sehr gefährliche Richtung ging. Sicherlich wäre der “gefährlichste” Klimawandel auf kurze Sicht einer, der nicht genügend Nahrungsmittel produziert, um unsere eigene Bevölkerung zu ernähren. Die aktuelle “Pause” in der globalen Erwärmung, die von zwei Satelliten und Tausenden von Wetterballonen, jetzt fast zwei Jahrzehnte später, aufgezeichnet wird, unterbricht die Hypothese, dass ein höheres CO2 unweigerlich zu höheren Temperaturen führen wird. [46] Während dieser Periode ohne nennenswerte Erwärmung wurden etwa ein Drittel aller menschlichen CO2-Emissionen seit Beginn des Industriezeitalters in die Atmosphäre abgegeben. Das beste Ergebnis wäre, dass CO2 eine gewisse Erwärmung verursacht, aber etwas niedriger als in extremen Vorhersagen angenommen. [47]

Wir sollten diejenigen, die einen katastrophalen Klimawandel voraussagen, einschließlich des Zwischenstaatlichen Ausschusses der Vereinten Nationen für Klimaänderungen (IPCC), einige dringende Fragen nach dem Ergebnis stellen, wenn der Mensch nicht in den Kohlenstoffkreislauf eingegriffen hätte.

  • Welche Beweise oder Argumente gibt es, dass das Weltklima nicht in Übereinstimmung mit den Milankovitch‐Zyklen in eine nächste Eiszeit zurückkehren würde, wie es zumindest in den letzten 800.000 Jahren wiederholt der Fall war?
  • Welche Beweise gibt es, dass wir die globale Höchsttemperatur während dieser holozänen Interglazialzeit nicht bereits überschritten haben?
  • Wie können wir sicher sein, dass die nächste Abkühlperiode ohne menschliche Emissionen nicht strenger wäre als die jüngste Kleine Eiszeit?
  • Welchen Sinn macht es, angesichts der Tatsache, dass der optimale CO2-Gehalt für das Pflanzenwachstum über 1.000 ppm liegt und CO2 den größten Teil der Geschichte des Lebens über diesem Wert lag, eine Senkung des CO2-Gehalts zu fordern, wenn es keine Anzeichen für einen katastrophalen Klimawandel gibt?
  • Gibt es ein plausibles Szenario, das ohne menschliche Emissionen die allmähliche Erschöpfung des CO2 in der Atmosphäre beenden würde, bis es das Hungerniveau für Pflanzen und damit für das Leben auf der Erde erreicht?

Diese und viele andere Fragen zu CO2, Klima und Pflanzenwachstum erfordern unser ernsthaftes Nachdenken, wenn wir vermeiden wollen, einige sehr kostspielige Fehler zu machen.


FUSSNOTEN

  • [1] IPCC AR5. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Eds. T.F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner et al. Cambridge: Cambridge University Press, 2013.
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Dr. Patrick Moore

Dr. Patrick Moore ist Senior Fellow des Programms Energy, Ecology and Prosperity am Frontier Centre for Public Policy. Seit über 40 Jahren ist er führend im internationalen Umweltbereich. Dr. Moore ist Mitbegründer von Greenpeace und war neun Jahre lang Präsident von Greenpeace Kanada und sieben Jahre lang Direktor von Greenpeace International. Nach seiner Zeit bei Greenpeace trat Dr. Moore der Forest Alliance of British Columbia bei, wo er zehn Jahre lang an der Entwicklung der Prinzipien der nachhaltigen Forstwirtschaft arbeitete, die inzwischen von einem Großteil der Industrie übernommen wurden. Im Jahr 2013 veröffentlichte er Confessions of a Greenpeace Dropout – The Making of a Sensible Environmentalist, das seine 15 Jahre bei Greenpeace dokumentiert und seine Vision für eine nachhaltige Zukunft beschreibt.

Der Beitrag erschien  zuerst hier




Öffentliche Anhörung zum Thema „Welternährung und Klimawandel

Update vom 8.6.19: Wie die Redaktion soeben erfuhr wurde die Anhörung auf Anordnung des Vorsitzenden Peter Ramsauer und entgegen allen sonstigen Gepflogenheiten, nicht aufgezeichnet und ausgestrahlt. Offenbar will man den von der AfD nominierten Sachverständigen – darunter auch EIKE Experten- keine weitere Plattform bieten.

  1. Was ist Klima?

Bevor ich auf einzelne Fragen eingehe, möchte ich aus fachlicher Sicht einige grundsätzliche Bemerkungen zum Thema Klimawandel vorausschicken. Es gibt auf der Erde kein physisches System namens Klima. Real greif- bzw. beobachtbar sind auf unserer Erde nur die Meere, die Landmassen und die Atmosphäre. In Bewegung gehalten werden diese drei irdischen Systeme von der Sonne, einem Kernfusions-Dynamo. Daneben ist auch der Einfluss des Erd-Trabanten Mond von Bedeutung. Hinzu kommt die galaktische Hintergrund-Strahlung, die meistens vom solaren Magnetfeld abgeschirmt wird, in Schwächephasen der Sonne jedoch in stärkerem Maße bis zur Erde durchdringen kann. Das könnte hier die Wolkenbildung beeinflussen. Zwischen diesen vier oder fünf physischen Systemen gibt es komplexe, kaum überschaubare Wechselwirkungen, deren Resultat das mehr oder weniger häufig wechselnde Wetter ist. Dieses ist so chaotisch, dass es meistens kaum länger als zwei Tage einigermaßen zuverlässig vorhersagbar ist. Die 30-jährige Statistik des Wetters einer Region nennt man Klima. Dieses ist im Wesentlichen charakterisiert durch den mittleren Jahresgang von Temperatur und Niederschlag. (So lautet die Definition der Weltorganisation für Meteorologie.) Reden wir von Klima, reden wir also im Prinzip immer von der Vergangenheit und können daran logischerweise gar nichts ändern. Die Durchschnittstemperatur spielt für die Einteilung der Klimazonen hingegen kaum eine Rolle. Regionen mit ähnlicher Durchschnittstemperatur wie Westeuropa und große Teile der mediterranen Zone können gegensätzliche Klimata haben: In Westeuropa Niederschlagsmaximum im Sommer, im Mittelmeergebiet hingegen ausgeprägte Sommertrockenheit.

Freilich können die Menschen in begrenztem Maße das lokale Wetter beeinflussen (etwa indem sie Großstadt-Straßen aufheizen und von der Luftzirkulation abschneiden, Wälder bzw. Windschutz-Streifen anpflanzen oder roden, Winde durch den Bau von Windrädern abbremsen und dadurch Ackerflächen aufheizen, Seen anlegen oder trockenlegen, Flüsse umleiten oder begradigen usw.). Sie können dann nach 30 Jahren an Hand geeigneter Indikatoren prüfen, ob das einen spürbaren Einfluss auf das regionale Klima hatte.

 

  1. Die Erde wird grüner

Die Bio-Klimatologie untersucht den Klimawandel vor allem mithilfe der Beobachtung der Ausbreitung so genannter Zeiger-Arten. Das sind im Mittelmeergebiet zum Beispiel die immergrüne Stein-Eiche (Quercus ilex), die Kork-Eiche (Quercus suber) oder der Ölbaum (Olea europea). Diese Arten zeugen als Kulturpflanzen von Jahrtausende währender inniger Verflechtung zwischen Natur und Kultur, so dass sich die Frage „Was ist natürlich, was ist menschengemacht?“ hier oft erübrigt. Wie weit das Mittelmeerklima, gekennzeichnet durch eine ausgeprägte Sommertrockenheit und ein Niederschlagsmaximum im milden Winter, selbst ein Ergebnis menschlicher Einflüsse ist, bleibt fraglich. Immerhin hat es sich völlig unabhängig voneinander auf vier Kontinenten eingestellt. Fest steht, dass man dort in den letzten Jahrzehnten außer den von Waldbränden, Rodungen und Bausünden herrührenden Verwüstungen keine eventuell mit einem Klimawandel zusammenhängenden Vegetationsschäden beobachten konnte. Im Gegenteil sind manche Gegenden in den letzten Jahren deutlich grüner geworden.

Das könnte an häufigeren Niederschlägen liegen, die in den letzten Jahren vermehrt auch während der sommerlichen Trockenperiode fielen. In der afrikanischen Sahelzone scheint das eine bedeutende Rolle zu spielen. Es ist meines Erachtens aber noch zu früh, auch für die mediterrane Klimazone einen solchen Trend in Richtung auf mehr ozeanischen Einfluss ausmachen zu wollen. Der letzte Bericht des „Weltklimarates“ IPCC (AR5, Kapitel 2.6) stellt fest, dass die Regenhäufigkeit überall auf der Welt von Jahr zu Jahr stark schwankt, dass aber seit 1950 keine Zunahme irgendeiner Art von Extremwetter-Ereignis auszumachen ist. Ludger Laurenz, Horst-Joachim Lüdecke und Sebastian Lüning (Journal of Atmospherical and Terrestrial Physics 185, 2019) konnten zwar nachweisen, dass die Niederschlagsmuster rund um die Welt von den Sonnenfleckenzyklen beeinflusst werden, konnten daraus aber keine halbwegs verlässliche Methode der Niederschlagsprognose ableiten. Obwohl es also durchaus zyklische Einflüsse gibt, bleibt das Wetter chaotisch, weil sich immer Dutzende von Zyklen unterschiedlicher Zeitskala von Jahren bis Jahrtausenden übrlagern.

Deshalb kommt der längerfristigen Beobachtung der Vegetations-Entwicklung als Integral des Klimawandels eine umso größere Bedeutung für das Erkennen von Klima-Trends zu. Seit einigen Jahrzehnten stehen uns dafür immer präzisere Methoden des Satelliten-Monitoring aus dem Weltraum zur Verfügung. Im April 2016 hat ein internationales Team von insgesamt 32 Wissenschaftlern aus acht Ländern die Auswertung der Messungen des Moderate Resolution Imaging Spectrometers der NASA und des Advanced Very High Resolution Radiometer Instruments der NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration) zwischen 1982 und 2009 publiziert (Zaichun Zhu et al., in: Nature Climate Change doi: 10.1038/nclimate3004). Das Ergebnis machte Schlagzeilen: Die Erde ist deutlich grüner geworden. Und zwar ist die Blattfläche grüner Pflanzen im untersuchten Zeitraum durchschnittlich um eine Fläche angewachsen, die der doppelten Fläche der USA entspricht. Die Autoren konnten diesen Zuwachs mithilfe einer Faktorenanalyse zu etwa 70 Prozent auf den inzwischen auf etwa 0,04 Volumen-Prozent gestiegenen CO2-Gehalt der Atmosphäre zurückführen. Freilich gibt es auch einige Gebiete, in denen das Grün zurückging.

 

  1. Kohlenstoffdioxid als Pflanzen-Nährstoff

Kohlenstoff, den die grünen Pflanzen nur in Form von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft und nicht aus dem Boden aufnehmen können, ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde. Den Pflanzenphysiologen ist schon seit längerem bewusst, dass sich der CO2-Gehalt der Atmosphäre nach der so genannten Kleinen Eiszeit vom 17. bis zum 19. Jahrhundert mit 0,028 Volumen-Prozent an der unteren Grenze des für die meisten Pflanzen gerade noch Erträglichen bewegte. Insofern ist es verständlich, warum schon der leichte Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration auf etwa 0,04 Vol.% zu einem beeindruckenden Aufblühen der Vegetation führte. Bekanntlich nutzen Gärtnereien schon länger diesen Effekt aus, indem sie die Luft ihrer Gewächshäuser künstlich mit CO2 anreichern. Selbstverständlich gibt es auch da eine Sättigungsgrenze, oberhalb der zusätzliches CO2keine nennenswerte Wirkung mehr zeigt.

Allerdings können nicht alle Pflanzentypen das höhere CO2-Angebot gleichgut verwerten. Es kommt darauf an, ob ihre Photosynthese den C3- oder dem C4-Weg folgt. C4-Pflanzen, die in wärmeren und trockenen Klimaten überwiegen, verwerten den Kohlenstoff bereits so effizient, dass kaum noch eine Steigerung möglich scheint. C3-Pflanzen, die in gemäßigten Klimazonen überwiegen, profitieren jedoch vom zusätzlichen CO2-Angebot, solange sie gut mit Stickstoff und Wasser versorgt sind. Das ist bei Kulturpflanzen meistens der Fall. Nach einem Langzeit-Experiment mit Präriegräsern, das die Ökologin Melissa Pastore an der Universität von Minnesota durchgeführt hat, kehren sich aber die Vor- und Nachteile von C3- und C4-Pflanzen nach einigen Jahren um, so dass C4-Pflanzen im Endeffekt stärker auf das höhere CO2-Angebot ansprechen können. Das ist eine gute Nachricht vor allem für die ariden Gebiete der Erde, wo C4-Pflanzen überrepräsentiert sind. Denn die höhere CO2-Konzentraton erlaubt es den Pflanzen, ihre Spaltöffnungen zum Atmen eher zu schließen und sich so besser vor Austrocknung zu schützen.

Mögliche klimatische Auswirkungen des steigenden CO2-Gehalts der Atmosphäre diskutiere ich hier bewusst nicht, weil ich mich als Naturwissenschaftler auf messbare Größen und Zusammenhänge beschränken muss. Es gibt kein globales Klima (Wie sollte man dieses auch definieren?) und die im aktuellen gesellschaftlichen Diskurs im Vordergrund stehende (berechnete, nicht gemessene!) globale Durchschnittstemperatur ist ein Abstraktum, dem kaum praktische Bedeutung zukommt. Vor allem gibt es nicht den geringsten experimentellen Beleg für den behaupteten Zusammenhang zwischen der CO2-Konzentration und der Temperatur der Luft. Die in einer konkreten Region sich einstellende Lufttemperatur ist vielmehr Funktion des Wetters, d.h. sie hängt vor allem von der Dauer der Sonneneinstrahlung, der Wolkenbedeckung, der Windrichtung und -geschwindigkeit und nicht zuletzt von der Höhe über Normal-Null und somit vom Luftdruck ab. In den computerisierten „Klima-Modellen“, die den IPCC-Berichten zugrunde liegen, macht jedoch, wie es scheint, die (Durchschnitts-)Temperatur das Wetter.

Wer angesichts dieser Sachlage behauptet, das Wetter der Zukunft berechnen, wenn nicht sogar steuern zu können, und die Politik einseitig auf die Bekämpfung einer angeblich drohenden Überhitzung der Erde infolge eines Anstiegs der atmosphärischen CO2-Konzentration festlegt, handelt in meinen Augen unverantwortlich. Wir sollten vielmehr davon ausgehen, dass ein weiteres Ansteigen der atmosphärischen CO2-Konzentration durchaus auch von einer globalen Abkühlung begleitet werden könnte, da die Klimaentwicklung davon unabhängig ist und stattdessen offenbar stärker von Zyklen der Sonne beeinflusst wird. Das wäre dann eine wirklich schlechte Nachricht für die Welternährung, denn in Europa ging die Kleine Eiszeit vom 17. bis zum 19. Jahrhundert, die mit dem so genannten Maunder- und dem Dalton-Minimum der Sonne zusammenfiel, mit schweren Hungersnöten einher. Aktuell befindet sich die Sonne bereits wieder in einer ausgeprägten Schwächephase. Die Solarforscher sind sich aber noch nicht darüber einig, ab wann diese voll auf das irdische Wetter durchschlagen wird.

 

  1. Auswirkungen auf die Welternährung

Zunächst können wir aber wohl grundsätzlich davon ausgehen, dass die Welt-Ernährungslage wegen des gestiegenen CO2-Gehaltes der Luft in den kommenden Jahrzehnten sich trotz des bereits programmierten Anwachsens der Weltbevölkerung auf 10 Milliarden etwas entspannen kann, sofern die Menschen durch überkommene Machtstrukturen nicht daran gehindert werden, durch ihrer Hände Arbeit für ihr leibliches Wohl zu sorgen. Gerade hat die amerikanische Entwicklungs-Agentur USDA gemeldet, dass sie für dieses Jahr eine weltweite Rekord-Weizenernte erwartet. Das hängt vermutlich auch mit dem gestiegenen CO2-Gehalt der Atmosphäre zusammen.

Gefahr droht meines Erachtens aber von der gängigen Verteufelung des CO2 wie auch moderner Energieerzeugungs- und Landbaumethoden. So ist es durch die angeblich ökologisch gebotene Subventionierung von Biosprit bereits zu einem potenziell tödlichen Konflikt zwischen Tank und Teller gekommen. In Mexiko und auch in den Maghreb-Ländern kam es deshalb vor einigen Jahren bekanntlich schon zu Hunger-Aufständen. Als sehr bedenklich erscheinen mir auch Versuche westlicher Entwicklungspolitiker, arme Länder in Asien, Afrika und Lateinamerika im Namen der „Dekarbonisierung“ mit z.T. erpresserischen Methoden vom Bau von Kohlekraftwerken abzubringen. Dabei gibt es fast überall auf der Welt gut erreichbare und kostengünstig förderbare Kohlevorkommen. Und Kohle ist relativ einfach transportier- und lagerbar. Sie könnte also eine Schlüsselrolle bei der Überwindung der Armut durch die Bereitstellung preiswerter und verlässlicher Elektrizität spielen. Jetzt stoßen Chinesen und Inder massiv in die von der westlichen Entwicklungspolitik offen gelassene Marktlücke.

Da es grundsätzlich offen ist, wie sich die verschiedenen Klimate der Erde in den kommenden Jahrzehnten entwickeln werden, sehe ich mich außerstande, die Fragen 1 bis 3 zu beantworten. Da frühere Prognosen wie die einer fortschreitenden Versteppung der Sahelzone und des Mittelmeer-Beckens sich als völlig abwegig erwiesen haben, müssen wir immer mit (positiven und negativen) Überraschungen rechnen. Die Landwirtschaft sollte also generell mehr auf robuste, anpassungsfähige Kulturen und Landbaumethoden und entsprechendes Saatgut setzen. Das können auch traditionelle Sorten und Methoden sein, die sich über Jahrtausende unter schwierigen Bedingungen bewährt haben. Im Mittelmeergebiet gibt es dafür zahlreiche Beispiele. Die Erfahrungen Israels beim Urbarmachen von Wüstenland können meines Erachtens Wege aufzeigen, wie wir mit schwierigen klimatischen Bedingungen umgehen können.

Aber auch moderne Methoden der Agrochemie und der Gentechnik wie CRISPR/Cas9 sollten kein Tabu sein. Diese können mithelfen, in relativ kurzer Zeit gezielt hitze-, kälte-, dürre- oder feuchteresistente Kulturpflanzen zu züchten. Ich möchte solche modernen Techniken allerdings nicht als Allheilmittel anpreisen. Es kommt darauf an, dass die Anwender frei über deren Einsatz oder ihre Ablehnung entscheiden können, wenn sie glauben, dadurch besser auf dem Markt bestehen zu können. Ohne Entscheidungsfreiheit vor Ort wird es schwer sein, die Landwirtschaft flexibel an wechselnde Witterungsbedingungen und längerfristige Klimatrends anzupassen.

Deshalb sollte in der Entwicklungszusammenarbeit alles vermieden werden, was auch nur entfernt an neokolonialistische Bevormundung erinnert. So kam es beispielsweise zu einer diplomatischen Verstimmung zwischen der EU und den südostasiatischen Ländern Indonesien und Malaysia, als das EU-Parlament für die Einschränkung des Palmöl-Einsatzes stimmte. Vertreter dieser Länder wiesen darauf hin, dass der Ölpalmen-Anbau Hunderttausenden ihrer Bewohner Wege aus der Armut eröffnet hat, zumal 40 Prozent der Palmöl-Produktion nicht von Großgrundbesitzern, sondern von kleinen Produzenten mit einem Landbesitz von weniger als 25 Hektar stammen.

Von daher beantwortet sich auch die Frage 4 beinahe von selbst: Da Palmöl selbst Bestandteil von Nahrungsmitteln sein kann, gibt es keinen grundsätzlichen Konflikt zwischen seinem Anbau und der Ernährungssicherung. Ohnehin stehen derzeit in Südostasien genügend Nahrungsmittel zur Verfügung. Was Teilen der Bevölkerung fehlt, ist die Kaufkraft, um diese erwerben zu können. Der Anbau von Ölpalmen, die ursprünglich in Afrika beheimatet waren, ist eine von mehreren Möglichkeiten, Devisen ins Land zu bringen und der Armut zu überwinden. Dabei sollte jedoch darauf geachtet werden, dass die Richtlinien der inzwischen existierenden Nachhaltigkeits-Zertifizierung des RSPO o.ä. eingehalten werden. Ob die Palmöl-Produktion der günstigste Entwicklungspfad ist, obliegt nicht unserem Urteil. Ähnliches gilt wohl für den Anbau von Soja, auch wenn hier anzumerken ist, dass der Soja-Anbau viel größere Flächen und mehr Dünger und Pestizide erfordert als der Ölpalmen-Anbau.

Zur Frage 5: Hier kann ich mich weitgehend dem Bonner Memorandum vom September 2018 anschließen, in dem die Ergebnisse einer Gesprächsrunde von Experten der Entwicklungspolitik zusammengefasst wurden. Die bisherige (paternalistische) Entwicklungspolitik war im Hinblick auf die Welternährung überwiegend kontraproduktiv, weil sie weniger an den Bedürfnissen breiter Bevölkerungsschichten als an Interessen kleptokratischer Eliten und den geopolitischen Strategien der „Geberländer“ ausgerichtet war. Stattdessen sollten „Deals“ zu beiderseitigem Vorteil zwischen privaten Unternehmen im Vordergrund stehen. Zurzeit ist es für aufstiegswillige junge Menschen in vielen Entwicklungsländern günstiger, eine Entwicklungs-, Klima- oder Menschenrechts-NGO zu gründen als ein nützliches privates Gewerbe aufzubauen. Das sollte meines Erachtens in Zukunft eher umgekehrt sein.




Wegen grüner Schlafwandler: Plant die deutsche Autoindustrie den Exodus?

Unter meinem Artikel zur „CO2-Neutralisierung“ von Daimler unter der Ägide des grünen Haus-Managers Dieter Zetsche entbrannte eine heiße Diskussion, die ähnlich wie die Kommentierung unter Welt-Artikeln mehr Informationen liefert als sämtliche Artikel der Quantitätspresse zum Thema.

Ein Leser vermutete, daß unsere Automobilindustrie-Kapitäne die Zeichen der Zeit erkannt hätten und planten, zumindest ihre Fertigung vor den grün-schwarz-rot-roten Polit-Schlafwandlern in Sicherheit zu bringen. Ein Motkommentator sekundierte und wies daraufhin, daß Daimler südlich von Moskau bereits ein großes Werk errichtet habe. Ich zweifle noch daran, daß man deutsches Fachwissen einfach so in andere Länder transferieren kann. In den 90ern sind viele sparwütige Unternehmer in Osteuropa gescheitert, weil sie kaum geeignetes Personal fanden. Vor allem unser Mittelstand im Südwesten ist in seiner Region so fest verankert, daß er seine Fabriken nicht einfach verlagern kann.

Aber vielleicht ist das bei der Großindustrie anders? Erfahrungsgemäß beschäftigen sehr große Unternehmen meist Hochspezialisten, wohingegen in kleineren Unternehmen die Angestellten etwas breiter aufgestellt sein müssen. Haben Daimler & Co ihre Fertigungsprozesse in genügend einfache Schritte aufgeteilt, die von Robotern oder angelernten Arbeitern ausgeführt werden können, können deutsche Autos in gewohnter Qualität zumindest an vielen Orten der Welt gebaut werden. Nebenbei: Der Bau des kolossalen Kolosseums in Rom wurde erst durch solch modularisierte Arbeitsorganisation ermöglicht.

Und denken Sie nicht, Rußland und andere ehemalige Ostblockländer seien noch sozialistische Ruinen – ganz im Gegenteil. Einer von uns „Klimaleugnern“ war gerade in Rußland im Urlaub – und sah ein sicheres und sauberes Land. „Sauber“ natürlich nicht im Sinne eines Klimareligiösen – unser Moskau-Tourist wohnte einer Militärparade mit schweren Armata- und Artillerie-Panzern bei, die mitten durch die Stadt fuhr. Spaßeshalber fragte er seine russischen Begleiter, ob die Moskauer nicht Angst vor Ruß, Feinstaub, CO2 und Stickoxiden hätten. Die Einheimischen schauten nur verwundert und lachten nach der Erklärung der seltsamen Frage. Sie lachten über uns, und zwar zu Recht.

Unser reisender Klimaleugner überlegte sich, ob er nicht in ein paar Jahren nach Rußland ziehen solle. Sein Beruf wäre dort willkommen (als Deutscher zumal), und das etwas geringere Gehalt wird von der Abwesenheit von CO2-, Ökosteuer und sonstigen Durchfütterungs-Abgaben mehr als nur aufgewogen. Besonders zu schätzen wußte unser Tourist die Sicherheit in den Großstädten – so sitzen in jedem Eisenbahnwaggon zwei Uniformierte; und selbst den U-Bahnsteig konnte man nicht ohne Kontrolle und Fahrschein betreten. Ein weiterer Bonus sei die nur wenig beschränkte geistige Freiheit – solange man nicht Putin und sein Regime kritisiert, kann man alles sagen, ohne als Klimaleugner, Nazi, intolerant, unmoralisch und weiß Gott was beschimpft zu werden.

Man weiß ja nicht, was unsere westlichen Ökokrieger planen, und ob sie überhaupt etwas planen. In der Tat ist ihre politische Vision wie schon die ihrer Vorgänger von 1968 seltsam verworren. Das klima- und politkorrekte Milieu lehnt eigentlich nur ab – die westliche Industrie, den „alten weißen Mann“ (Zitat Luisa Neubauer und Katha Schulze), die christliche Religion („sch… auf Notre-Dame“), den westlichen Kapitalismus, die westliche Technologie, die westliche Ratio, und die westliche Wissenschaft (siehe Klima“forscher“ und Genderologen). Gleichzeitig genießt eben dies Milieu die Früchte der europäischen Zivilisation – Feminismus, Handys& Computer, elektrischer Strom, Flugzeug-Fernreisen, angenehme Bürojobs, universitäre Bildung, und so weiter und so fort. Warum wollen sie trotzdem all das aufgeben und Deutschland in ein europäisches Venezuela oder gleich in den Libanon verwandeln? Für einige wenige von ihnen wäre es ein Gewinngeschäft, ein ökosozialistisches „shithole country“ zu schaffen, weil sie dann mehr Macht und Geld hätten als heute; ähnlich dem Chavez- und Maduro-Clan in Venezuela. Aber die meisten der heutigen Ökoklimaverrückten würden genau so abstürzen wie der Rest der Bevölkerung, und in einem Land ohne Strom, Klopapier, freier Gesundheitsversorgung und freier Bildung leben müssen. Ich schätze, die gelernten DDR-Bürger wie unser Leserautor Karsten Leibner würden dann wesentlich besser zurechtkommen als die verzärtelten Klimaschwänzer.

Daher, liebe Jung-Ökologen, bedenkt genau, was Ihr Euch wünscht. Es könnte Euch gewährt werden.