Solare Aktivität weiter unter normal – Klimamodelle verwenden übertriebene Forcingparameter

Sehr geehrte Damen und Herren,

die Sonne war auch im vergangenem Monat deutlich unternormal aktiv. Die festgestellte Sonnenfleckenzahl SSN (SunSpotNumber) betrug 18,3. Dies sind nur 36% des zu diesem Zykluszeitpunkt Üblichen (SSN=51) als Mittelwert aller 23 bisher komplett beendeten Zyklen. An 11 Tagen des Juli war die Sonne gänzlich fleckenfrei. Der aktuelle Zyklus entwickelt sich zum drittschwächsten Sonnenzyklus seit 1755. Mal sehen, wie sich das in den nächsten Jahren und Jahrzehnten auf unser Klima auswirkt.

Eine hoch interessante Arbeit unter Führung von Thomas Mauritsen vom Hamburger Max- Planck- Institut erschien am Monatsende des Juli. (http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate3357.html?foxtrotcallback=true). Die Autoren stellten sich die Frage: Wie viel Wärme ist schon in der „Pipeline“, also was wäre, wenn der Antrieb durch Treibhausgase auf dem heutigen Stand eingefroren würde und wir ins Jahr 2100 schauen? Ein (wirklich sehr) aufmerksamer Leser wird sich vielleicht erinnern, dass auch wir diesen Fall schon einmal betrachtet haben, und zwar im Oktober 2015, kurz vor der Pariser Klimakonferenz.(http://www.kaltesonne.de/die-sonne-im-september-2015-und-ein-bericht-zum-wissenstand-vor-der-pariser-klimakonferenz/) Das erste, was man für ein solches Experiment wissen muss, ist: wie empfindlich reagiert unser Klima auf die Verdopplung von CO2? In der Arbeit von Mauritsen/ Pincus benutzen die Autoren löblicherweise einmal nicht Modelle, sondern stützen sich auf Beobachtungen, wie es jeder empirische Wissenschaftler bevorzugt tun würde. Sie ermitteln die „TCR“ (Transient Climate Response), das ist die Erwärmung durch Kohlendioxidverdopplung im Verlaufe der stetigen Erhöhung des Anteils dieses Treibhausgases in unserer Atmosphäre. Sie ist vornehmlich für das Temperaturniveau in dekadischen Zeiträumen (also bis mindestens 2100) verantwortlich.

Mauritsen kommt zu einer TCR von 1,32 °C , wir kamen seinerzeit zu einer TCR von 1,25 °C – da besteht kein großer Unterschied, zumal Mauritsen die neueren Erkenntnisse der Aerosolforschung nicht berücksichtigt hat, die ergeben, dass Aerosole (Staub, Sulfat) eine nur halb so stark dämpfende Wirkung auf die Temperaturentwicklung haben als in den IPCC -Berichten angenommen. Daraus ergibt sich, dass die erwärmende Wirkung des CO2 in den Modellen entsprechend weniger stark sein muss, wie bislang behauptet. Darüber hatte ich in meinem letzten Rundschreiben berichtet : Wenn Björn Stevens , Direktor des Max-Planck Instituts für Meteorologie in Hamburg, feststellt , dass Aerosole keine so stark negative Wirkung auf die Temperaturentwicklung haben kann, dann darf CO2 nicht so stark temperaturtreibend sein, wenn Modelle und Wirklichkeit einigermassen in Übereinstimmung zu bringen sind.

Es bedarf also einer grundlegenden Überarbeitung der IPCC-Modelle, die von einer TCR bis 2,5 °C ausgehen – mit fundamentalen Konsequenzen.

Denn selbst, wenn man in der Modellwelt des IPCC verbleibt – wonach der Einfluss der Sonne und der ozeanischen zyklischen Meereströmungen eine völlig untergeordnete Rolle spielen – kommt man zu einer Konzentration von 600 ppm CO2 , um das 2 Grad Ziel nicht zu überschreiten. Geht man von aktuell 407 ppm CO2 aus und einem augenblicklichen Wachstum von 2,11 ppm pro Jahr, wären die 600 ppm im Jahre 2108 erreicht. Natürlich wäre es notwendig, gegen Ende dieses Jahrhunderts die CO2 –Emissionen deutlich zu senken –eine Aufgabe für drei globale Generationen und nicht für drei deutsche Legislaturperioden !

Insofern steht nichts anderes als der Pariser Vertrag zur Disposition. Denn danach kann der mit Abstand globale Hauptemittent China ( 29 % der CO2-Emissionen der Welt) bis 2030 die CO2-Emissionen um 85 % ansteigen lassen, Europa hat aber aber die Emissionen um 40 % bis 2030 zu senken. China baut nach dem aktuellen 5 Jahresplan bis 2020 allein 368 Kohlekraftwerke, Indien 370. Das heißt für China, zwei Kohlekraftwerke pro Woche. Diese Planung ist sechs Monate nach dem Pariser Abkommen bekannt geworden.

Da kann man die Bewertung der deutschen Umweltministerin, Barbara Hendricks, zum Ausstieg der USA aus Paris :„Es kann ja nicht im Interesse Europas sein, China die Führungsrolle im Klimaschutz allein zu überlassen“ nur als ziemlich dümmlich zu bezeichnen.

Nun kann man einwenden, dass es doch gerechter wäre, den CO2 Ausstoss pro Kopf zu berechnen. Nun, das Ergebnis ist überraschend: China 7,7 t CO2/ Kopf , EU 6,9 t CO2/Kopf. In 2030 sollen die Europäer mit dem CO2- Ausstoss pro Kopf runter auf 4 t und China darf auf 14t/Kopf, USA soll runter auf etwa 10t/Kopf. Letzteres hat nun Donald Trump kassiert. http://www.kaltesonne.de/usa-beginnen-den-prexit/

Dabei wird er bemerkenswerter Weise unterstützt von US- amerikanischen Klimaforschern wie Prof. Richard Muller, Berkeley, verantwortlich für die globale Temperaturmessreihe BEST ( Berkeley Earth Surface Temperature). Er fordert die Aufkündigung des Pariser Abkommens mit der Begründung, dass China angekündigt habe aus den Mitteln des grünen Klimafonds (100 Mrd Dollar) neue Kohlekraftwerke zu bauen. Muller spricht sich dagegen für Schiefergasnutzung, Kernenergie und vor allen Dingen gegen das Elektro-Auto aus, dass die CO2 Emissionen dramatisch steigen lässt, so lange die Batterieherstellung mit Hilfe von Kohlekraftwerksstrom in Südostasien erfolgt. So stösst dort die Herstellung von Batterien soviel CO2 aus wie ein Dieselfahrzeug auf 160 000 gefahrenen Kilometern.

Alles das geht an unseren grünen Wahlkämpfern vorbei : die Kanzlerin erklärt im Kreis von Regierungs- und Staatschefs, dass die “ Autoindustrie in ihrer heutigen Form nicht überleben werde“ , Martin Schulz will eine Quote für das Elektro-Auto und die Grünen fordern das Verbot für Benziner und Diesel ab dem Jahre 2030.

Alles für den Kimaschutz. Wir haben die Wahl.

Herzlichst

Ihr

Fritz Vahrenholt

Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und starken Erdbeben sowie Vulkanausbrüchen?

Die Studie wurde im September 2009 abgeschlossen (also lange vor den Erdbeben in Haiti und Chile sowie den nachfolgenden Naturkatastrophen, A. d. Übers.) Der Bericht darüber wurde aber erst jetzt auf der Website des SSRC veröffentlicht. Er stellt einen starken Zusammenhang zwischen den Aktivitäten der Sonne und den größten Naturkatastrophen her. Es erweitert die Erkenntnisse über potentielle Auswirkungen von Änderungen der Sonnenaktivität auf die Erde erheblich. Schon früher hatten das SSRC und andere diese Änderungen als Hauptursache für Klimaänderungen auf der Erde festgestellt.

Der Direktor des SSRC, John Casey: „Die jahrelangen intensiven Forschungen des SSRC und seinen Mitarbeitern, um die Einflüsse der Sonnenaktivität auf das Erdklima herauszufinden, haben womöglich einen weiteren sehr wichtigen und grundlegenden Aspekt ergeben, wie sehr die Sonne die Verhältnisse auf der Erde beeinflusst. Nicht nur, dass die Sonne die Hauptursache für Klimaänderungen ist, sondern auch, dass sie einen prägenden Einfluss auf die Bewegungen tektonischer Platten hat, die zu Zyklen intensivierter geologischer Aktivitäten führt, wie eben Erdbeben und Vulkanausbrüchen. Die jüngsten Erdbeben in Haiti und Chile waren bei der Erstellung der Studie natürlich nicht abzusehen, bestätigen aber eindrucksvoll unsere Ergebnisse. Sie sind gut korreliert mit dem aufkommenden ‚solaren Ruhezustand’. Diese ‚Ruhezustände’, ein Ausdruck, der schon im Jahre 2008 vom SSRC in die Diskussion gebracht worden war, sind die Zeiten, in denen die Sonnenaktivität auf historische Tiefststände sinkt, grob gesagt etwa alle zweihundert Jahre. Wie wir aus umfangreichen Forschungen anderer Solarphysiker auf der ganzen Welt und unseren eigenen wissen, führen solare Ruhezustände ausnahmslos zu lang andauernden Kaltklimazeiten auf der Erde.“

Casey fügt hinzu: „Es ist nun offenbar so, dass diese reduzierten Sonnenaktivitäten, die uns kälteres Klima bringen, noch viel mehr Auswirkungen haben. Wir haben möglicherweise ein neues Hilfsmittel gefunden, eine deutliche Verstärkung geologischer Aktivitäten vorherzusagen, indem man die gleichen Sonnenzyklen zugrunde legt, die uns Aussagen über das Klima ermöglichen. Der nächste Ruhezustand in einem 206-jährigen Zyklus hat jetzt begonnen, der gleiche Zyklus, der uns in seiner aktiven Phase in den vergangenen Jahrzehnten die Erwärmung gebracht hatte. Diese neuen Forschungsergebnisse des SSRC lassen sehr stark vermuten, dass wir eine neue Runde historisch starker Erdbeben in den USA sowie weltweite heftige Vulkanausbrüche erleben werden, die jederzeit innerhalb der nächsten 20 Jahre des gegenwärtigen solaren Ruhezustandes auftreten können. Ich denke, nach Fertigstellung der endgültigen Fassung dieser Studie werden wir diese Problematik noch besser abschätzen können.“

Die Übersetzung besorgte dankenswerterweise Chris Frey EIKE

Klima, Sonnenflecken und kosmische Strahlung!

Lassen sie mich mit etwas beginnen, was ich eigentlich nicht bevorzuge, mit einer Wiederholung. Motiviert wird dies dadurch, dass Mojib Latif zur besten Sendezeit gleich in zwei Sendungen seine Ansichten verbreiten konnte.

Augustheft (2008) von „Bild der Wissenschaft“:
BdW: Ständig treffen Kosmische Strahlen aus dem Weltall auf die Atmosphäre. Sie lassen hier Kondensationskeime (Aerosole) entstehen, die die Wolkenbildung in großer Höhe för-dern. Nimmt die kosmische Strahlung zu, breiten sich die Wolken aus, und es wird kälter. Nimmt die kosmische Strahlung ab, schrumpft auch die Wolkendecke, und es wird wärmer. Das weit in den interplanetaren Raum reichende Magnetfeld der Sonne und der Sonnenwind schützen die Erde vor den Kosmischen Strahlen. Viel Sonnenaktivität führt deshalb zu Erderwärmung. Das würde bedeuten, dass C02 so gut wie keinen Einfluss auf unser Wettergeschehen und damit auf das Klima hat. Stimmt das?
Mojib Latif: Wir haben keinerlei Anhaltspunkte, dass dies in irgendeiner Form relevant ist. Man kann keine Klimaänderungen in den letzten Jahrtausenden mit einer Veränderung des Erdmagnetfelds oder des Sonnenwinds in Verbindung bringen. …Manchmal gibt es Korrelati-onen für bestimmte Zeitabschnitte, zum Beispiel im letzten Jahrhundert für die Zeit bis 1980. Aber danach passt es dann wieder nicht, gerade als man die stärkste Erwärmung gemessen hat. …Für die letzten Million Jahre bin ich mir jedenfalls sicher, dass Magnetfeld und Sonnenwind keine Rolle gespielt haben – warum sollten sie das dann in den nächsten Jahrzehnten tun?

Dieser Thematik war eine Konferenz in Italien (2005) gewidmet. Dort wurde gezeigt, dass die folgende Graphik noch nicht die ganze Wahrheit enthält.

Man erkennt deutlich den abweichenden Verlauf ab 1980, wie dies Latif bemängelte. Von et al. (Mem. S.A.It. 76 (2005) 969-972) wurde dargelegt, dass die Sonnenfleckenanzahl kein ausreihender Indikator für die solare Aktivität ist und das die Reduzierung auf diese Größe zu einer Unterschätzung führt. Sonnenflecken selbst sind nicht geoeffektiv, sondern es sind die Gebiete mit starken magnetischen Feldern in denen sie eingebettet sind. Werden die Flecken instabil, dann gibt es eruptive Protuberanzen. Neben diesen existieren aber auch noch andere Quellen für den Sonnenwind, die so genannten koronalen Löcher (coronal holes). Fasst man alles zusammen, dann ergibt sich folgendes Bild :

Die verbleibende Lücke wird durch den sozioökonomischen Einfluss locker geschlossen, was in dem Bericht „Der solare Beitrag zum Klima“ diskutiert wurde.
Der starke Anstieg seit 1940 wird auch durch eine Arbeit von Usoskin et al. (PHYSICAL REVIEW LETTERS 91 (2003) 211101) mit dem Titel „Millennium-Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence for an Unusually Active Sun since the 1940s” unterstützt. Das Argument, dass es seit 1980 keine Korrelation mehr gibt ist demnach nicht haltbar. In der Arbeit gibt es auch eine länger zeitige Abbildung, die durchaus einen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und den Klimaschwankungen belegt.

Zu einem ähnlichen Ergebnis kommen Solanki et al. (NATURE 431 (2004) 1084-1087). „The current level of high solar activity has now already lasted close to 65 years. This implies that not only is the current state of solar activity unusually high, but also this high level of activity has lasted unusually long (? year 2000). We can estimate the probability with which the solar activity level will remain above a sunspot number of 50 over the next decades. The result is only 8%.”
Wir halten fest, der zweite Teil des letzten Jahrhunderts war gekennzeichnet durch eine un-gewöhnlich hohe Sonnenaktivität. Zu behaupten, dass dies keinen Einfluss auf die Temperatur haben soll, ist entweder naiv oder bewusst irreführend.
Verbleibt noch die Frage: „Warum sollten sie das dann in den nächsten Jahrzehnten tun?“

Die Antwort darauf ist notwendigerweise etwas spekulativ, denn, wie Nigel Calder richtig schrieb, „Die launische Sonne“ ist involviert und entscheidend.
Nach Solanki et al. ist eine (sehr) ruhige Aktivität für den Beginn des 21. Jahrhunderts zu erwarten.
Die nächste Graphik zeigt den momentanen Stand der Sonnenflecken zusammen mit der im Mai von der NOAA nach unten korrigierten Prognose. Das Maximum wird nun bei 85 erwar-tet, während der vorherige Wert 140 betrug. Es gibt aber auch Autoren, die noch kleinere Werte vorhersagen, wie unten zu sehen sein wird.

Der vorhergehende 23. Zyklus war ungewöhnlich lang. Hätte er die mittlere Länge von 10,7 Jahren gehabt, dann wäre er im Januar 2007 beendet gewesen. Er war aber ungefähr 2,5 Jahre länger. Dies ist von Interesse, da es empirische Beziehungen zwischen der Länge der Sonnenzyklen und der Temperatur gibt. Von Butler und Johnson vom Armagh Observatorium wurde folgende Beziehung publiziert:

Empirisch gibt es wohl einen Zusammenhang zwischen der Länge der Sonnenzyklen und der mittleren Temperatur. Lange Zyklen sind demnach mit sinkenden Temperaturen verbunden.
Der 4. Zyklus, der dem Dalton-Minimum vorausging war 13 Jahre lang. Da dies sicher kein auf Nordirland beschränktes Phänomen ist, die Sonne strahlt für alle, scheinen uns kühle Zei-ten zu bevorstehen.
Die folgende Graphik vergleicht die Tage ohne Sonnenflecken des derzeitigen Zyklus mit denen des vorhergehenden. Die roten Balken symbolisieren viele Tage ohne einen Fleck oder mit anderen Worten eine sehr ruhige Sonne.

Niedrige solare Aktivität ist korreliert mit einer Abnahme der Stärke der magnetischen Felder.

Aus den Messungen schlussfolgern Penn und Livingston (The Astrophysical Journal 649 (2006) L45-L48):
„The observed distribution of umbral magnetic fields runs from about 1500 through 3500 G, with a median value near 2400 G. If 1500 G represents a true minimum for spot magnetic fields and the field strengths continue to decrease at the rate of 52 G /yr, then the number of sunspots in the next solar cycle (cycle 24) would be reduced by roughly half, and there would be very few sunspots visible on the disk during cycle 25.”

Eine Halbierung bedeutet, dass das Maximum zwischen 60-65 Sonnenflecken liegen würde. Diese Prognose zusammen mit der für den 25. Zyklus erinnert stark an das Dalton-Minimum, wie aus der folgenden Graphik ersichtlich ist.

Weil die Darstellung schon ein Jahr alt ist, muss die grüne Kurve auf der Zeitskala nach rechts verlängert werden. Da dies frostige Aussichten bedeuten, wollen wir sehen, ob diese Vermutung noch durch andere Untersuchungen untermauert werden kann.

Der Ap-Index beschreibt die gemittelte planetare magnetische Aktivität.

Wir sehen, dass der Ap-Index des 23. Zyklus die bisher kleinsten gemessenen Werte (seit 1932) besitzt. Archibald hat dies für eine Prognose der Anzahl der Sonnenflecken benutzt.

Assuming that it has a character similar to the 16 – 17 minimum, then the month of minimum for the Ap Index is likely to be October 2009 with a value of 2, entering the no sunspots zone.

Er erwartet somit, dass im Oktober 2009 keine Flecken mehr auftreten werden.
Archibald – The Ap Index says: “There will be no sunspots”

Clilverd et al. haben auch eine Vorhersage der kommenden Solarzyklen publiziert (SPACE WEATHER 4 (2006) S09005-7). Sie modulierten hierzu Solaroszillationen mit den Perioden von 22, 53, 88, 106, 213 und 420 Jahren. Ihre Vorhersage lautet:

Bemerkenswerter Weise kann die Simulation das Maunder-Minimum gut wiedergeben. Rechnet man vorwärts, so ergibt sich, dass die Maxima kleiner 50 für die nächsten zwei Zyk-len sein sollten.

In SCIENCE 301 (2003) 1890 berichten Hu et al. über „Cyclic Variation and Solar Forcing of Holocene Climate in the Alaskan Subarctic”. Zusammenfassend sagen sie:
“Our data offer support for the notion that Holocene climatic change occurred in a cyclic fash-ion at frequencies longer than those detectable by instrumental records. Cyclicity implies predictability; thus, if such climatic cycles indeed exist, they would add an important dimen-sion to improve predictions of future changes.”
Dies rechtfertigt in gewisser Weise den Ansatz von Clilverd et al.

Ein anderer Aspekt wird verdeutlicht durch die folgenden zwei Abbildungen.

Abb. 1: Sonnenflecken und magnetische Index

Abb. 2: 45 Jahre geglättete Kurven von Abbildung 1

Es gibt offensichtlich einen rund 90jährigen Zyklus (Gleisberg Zyklus?), der Ende des letzten Jahrhunderts abgelaufen zu sein scheint. Ein anderer Hinweis auf eine bevorstehende Abkühlung?

Fassen wir zusammen. Alle zitierten Arbeiten unterstützen die Vermutung, dass die nächsten zwei Zyklen sich durch eine reduzierte Sonnenaktivität auszeichnen werden. Dies ist noch keine Gewissheit und wir werden abwarten müssen, was die launische Sonne wirklich macht. Mehr kann die Wissenschaft derzeit nicht leisten, da es noch kein geschlossenes Verständnis für die solare Dynamik gibt.

Die letzten beiden Graphiken vergleichen die mittlere Sonnenfleckenzahl mit der jährlichen Mitteltemperatur in Europa von 1706 bis 2000. Die Korrelation ist eindeutig.

http://www.klimaskeptiker.info/beitraege/malberg_solar.html

Dem hält der IPCC entgegen, dass die solare Intensität aber nur um 0.1% variiert, was keine Bedeutung für das Klima hat.
Dieser Aspekt wird im zweiten Teil näher betrachtet.

Dr. Berd Hüttner Physiker für EIKE

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