Klimaargumente

Klima Argumente: Temperatur

Statement:
"Die globale Durchschnittstemperatur ist in den letzten 150 Jahren stark angestiegen"

PRO

CONTRA

Die globale Durchschnittstemperatur stieg in den vergangenen 150 Jahren um etwa 0,8-1°C an (siehe Abbildungen 1 und 3 ).

Ausnahme:
--Abkühlung in den 1950er-1970er Jahren (Abbildung 3)

Kontext 1:
Der Beginn der historischen Temperaturmessungen vor 150 Jahren fällt mit dem Ende der Kleinen Eiszeit zusammen und führt in die aktuelle Klimawarmphase (Abbildung 4). Die vorangehende Mittelalterliche Wärmephase ist im Messintervall nicht enthalten.

Kontext 2:
Für die Erstellung des Diagramms (unten) wurde eine große Zahl verfügbarer Klimadaten der letzten Jahrhunderte zusammengefasst, unter anderem Messdaten von Wetterstationen, aber auch bestimmte indirekte Klimadaten (sogenannte Proxies ) aus Sedimenten, Bohrkern-Untersuchungen des Polareises oder Daten aus der Borstenkiefern-Chronologie (Baumringdaten) (Abbildung 5 ).

Kontext 3:
Der IPCC-Autor Prof. Phil Jones (Univ. East Anglia) erklärte im Februar 2010 in einem BBC-Beitrag, daß es während der Perioden 1860-1880, 1910-1940, 1975-1998 Temperaturanstiege einer ähnlichen Größenordnung gegeben hat (0,15-0,16°C/Dekade), die statistisch nicht voneinander unterscheidbar sind.

Kontext 4:
Betrachtet man einzelne Regionen der Erde, so kann die Temperaturentwicklung der vergangenen 100 Jahre hier von der globalen Temperaturentwicklung abweichen. So erreicht in den USA das 1930-1955 Temperaturmaximum ähnlich hohe Werte wie das aktuelle Temperaturmaximum (Abbildung 10). In Grönland ist das 1930-1955 Temperaturmaximum stark ausgebildet, während das Temperaturmaximum am Ende des 20. Jahrhunderts komplett fehlt (Abbildung 12). Die Temperaturentwicklung in Deutschland hingegen ähnelt sehr der globalen Temperaturkurve (Abbildung 11).

Kontext 5:
Der Ozean reagiert durch seine große Masse und hohe Wärmekapazität im Vergleich zur Atmosphäre nur sehr träge auf Veränderungen. Temperaturänderungen sind daher schwer feststellbar. Man geht davon aus, dass die Temperaturen der oberen 3.000m der Wassersäule in den vergangenen 50 Jahren lediglich um etwa 0.04°C zugenommen hat, obwohl bereits große Wärmemengen des atmosphärischen Temperaturanstiegs der letzten 150 Jahre im Meer abgepuffert worden sind (Schneider 2010, Geographische Rundschau Mai 2010, S. 8-14).

(kein generelles Contra, der allgemeine Anstieg über die letzten 150 Jahre ist real)

Jedoch folgende Hinweise:

Während der 1950er bis 1970er Jahre fand eine ausgeprägte Abkühlungsphase statt. In den 1970er Jahren nahm ein großer Teil der Klimaexperten die Entwicklung zum Anlaß vor einer neuen Eiszeit zu warnen. Die erwarteten Folgen glichen interessanterweiser denen, die heute im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung diskutiert werden (Häufung von Extremereignissen, Hurrikanen, Dürren, Fluten, Hungerkrisen). Der US-Wetterforscher James McQuigg prognostizierte damals: Die Chancen für eine rasche Rückkehr des günstigen Klimas etwa der 1930er Jahre stünden „bestenfalls eins zu 10.000“ (Der Spiegel, 12.8.1974).
Zusammenschau von Presseauschnitten aus "Welt Online" vom 10. Dezember 2009: "Als uns vor 30 Jahren eine neue Eiszeit drohte."
Eine gute Schilderung der "Global Cooling" Expertenprognose gibt Behringer (2007, S. 246ff).

Laut einer Studie von Jeff Knight (Exeter) & Kollegen sind die Temperaturen global im Zeitraum 1999-2008 nicht gestiegen (Abbildung 1). Zwar hat es in dieser Zeit zwar eine Erhöhung um 0,07 Grad gegeben, aber die erkläre sich aus kurzfristigen natürlichen Schwankungen, vor allem durch El Niño und La Nina (Abbildung 2a&b). Rechnet man diesen Effekt heraus, kommt man für die letzten zehn Jahre auf eine Erwärmung von exakt 0,00 Grad. Der Ende 2009 zurückgetretene Direktor der Climate Research Unit (CRU) der Universität von East Anglia schrieb im Februar 2010 in einem BBC-Beitrag, daß es von 1995-2009 keinen statistisch belegbaren Temperaturanstieg gegeben hat.
Hinweis: Andere Forscher interpretieren einen Temperaturanstieg für die letzten 10 Jahre (Stefan Rahmstorf, Januar 2010). Ob die Werte nach oben gehen oder nicht ist letztendlich eine Frage des Betrachtungszeitraums und -gebiets, sowie des verwendeten Datensatzes. Hier ist es sicher besser, längerfristige Trends über mehrere Jahrzehnte zu betrachten.

Während sich der größte Teil der Erde mehr oder weniger stark in den vergangenen Jahrzehnten erwärmte, gibt es einige Regionen deren Oberflächentemperaturen sich erniedrigt haben. Bei Betrachtung des Zeitraums 1979-2004 betrifft dies insbesondere die Antarktis, den Ost-Pazifik und Teile des Indik (Abbildung 9).
Hinweis: Die IPCC-Autoren sehen auch in der Antarktis einen Temperaturanstieg, nämlich 0.5°C für die vergangenen 50 Jahre seit Beginn der dortigen Temperaturmessungen 1957. Zwar zeige die Wetterstation am Südpol eine Abkühlung an, diese Station sei aber nicht repräsentativ. Die einzige andere Station mit langjährigen Meßdaten ist Vostok, wo ein Erwärmungstrend festgestellt wurde. Diese Station hingegen wär repäsentativ ("The Copenhagen Diagnosis 2009, S. 33).

Der Wert der "Durchschnittstemperatur" ist ein künstliches Produkt und integriert über eine Vielzahl von verschiedenen Klimazonen, die sich möglicherweise in verschiedene Richtungen ändern (Argus 2007: S. 11). Die Meßgenauigkeit einzelner Stationen beträgt bestenfalls +/- 0,5°C.

Die gemessene Durchschnittstemperatur steigt auch durch fortschreitende Bebauung. Der sogenannte "Wärmeinseleffekt" ("Urban Heat island Effect") entsteht durch Flächenversiegelung (fehlende feuchte Grünflächen führen zu verminderter kühlender Verdunstung) sowie einen hohen Anteil an wärmeabsorbierenden schwarzen Asphaltflächen und dunklen Gebäuden. So hat z.B. New York einen nächtlichen Wärmeinseleffekt von 4°C (Lomborg 2009: Cool it!).

Derzeit entspinnt sich eine Diskussion darüber, ob die Temperaturwerte der letzten 10 Jahre überhaupt korrekt ermittelt wurden ("Climategate"). Der NOAA/NASA wird vorgeworfen, Meßstationen mit niedrigeren Temperaturdaten nicht ausreichend in die gemittelten Temperaturkurven einzubeziehen und Wärmeinseleffekte nicht vollständig zu eliminieren (z.B. Long 2010) (Abbildungen 6a&b). Zudem ist das Netz der Meßstationen ab 1990 mehrfach stark ausgedünnt worden, wobei laut D'Aleo & Watts (2010) vor allem Stationen mit tendentiell kälteren Meßwerten ausgemustert worden wären (Abbildung 6c). Insbesondere sollen bevorzugt Stationen in größerer Höhenlage, in hohen geographischen Breiten und in ländlichen Gegenden weggefallen sein.
Hinweis: "tamino" zeigt jedoch in einer Auswertung auf "Open Mind" für die Nordhemisphäre, daß die ab 1992 ausgemusterten Meßstationen keine tendentiell kälteren Meßwerte aufweisen (Abbildung 6d).

In die Temperaturkurven für die letzten 1.000 Jahre sind Baumring-Daten eingearbeitet. Bei der Überprüfung, ob Baumringdaten verlässliche Proxies für die Temperatur sind, wurde nun eine Diskrepanz festgestellt. Für den größten Teil des 20. Jahrhunderts wiesen Baumringdaten und gemessene Temperaturen eine starke Parallelität auf. Während er letzten paar Jahrzehnte hingegen, divergierten die beiden Kurven, vor allem für Lokalitäten hoher nördlicher Breiten (Abbildung 8) (D'Arrigo et al. 2008). Dies stellt die Aussagekraft von Baumringdaten für historische Zeiträume vor Beginn systematischer Direktmessungen teilweise in Frage.

Es fällt auf, daß Baumring-Daten (die den Hauptteil der vom IPCC verwendeten Temperaturkurven ausmachen) generell geringere Temperaturvariationen aufzeichnen als andere Temperaturproxies. Der Temperatur-Unterschied von der Mittelalterlichen Wärmephase zur Kleinen Eiszeit beträgt auf Basis von Stalagmiten einige Grad, während er auf Basis von Baumringen eine Größenordnung geringer ausfällt. Baumringe zeichnen vor allem das Klimageschehen während der Haupt-Wachstumsperiode der Bäume im Frühling und Sommer auf, während zum Beispiel Stalagmiten auch die Wintermonate miteinbeziehen und damit zusätzlich die wichtige Winter-Variabilität abbilden (Mangini et al. 2007).

Laut Trenberth & Fasullo (2010) erhöht sich momentan die ozeanische Wärmemenge deutlich weniger stark als noch vor 5 Jahren (Abbildung 14).

Die Temperatur der Stratosphäre hat seit 1950 um 1,5°C abgenommen (Abbildung 7). Diese gegensätzliche Temperatur-Entwicklung von Stratosphäre und Troposphäre ist jedoch in sich stimmig. Die stratosphärische Temperaturabnahme wird einerseits durch die Zunahme der Treibhausgase in der Troposphäre verursacht wodurch die vom Erdboden rückgestrahlte Infrarotstrahlung bereits stärker in der Troposphäre absorbiert wird. Ein anderer Grund für die Temperaturabnahme in der Stratosphäre ist die Abnahme der Ozon-Konzentration (Archer & Rahmstorf 2010, S. 46).

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KONTEXT:
Globale Temperaturdaten werden von fünf Organisationen veröffentlicht. Zwei davon, Remote Sensing Systems (RSS) und die University of Alabama at Huntsville (UAH) – sind Satelliten Datensätze. Die drei Institutionen die sich mit Oberflächenmeßdaten befassen, NOAA's National Climatic Data Center (NCDC), NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS), und die University of East Anglia's Climatic Research Unit (CRU: HADCRUT3, ohne Arktis-Daten!) – arbeiten alle mit Bodenstations-Daten, die von NOAA zusammengestellt werden (D'Aleo & Watts 2010).

Es gilt zu berücksichtigen, daß die Oberflächendatensätze der verschiedenen Organisationen voneinander abweichen können. Die GISS Daten sind mittlerweile um 0,2°C über den HADCRUT3 Temperaturen (Abbildung 13).

Monatszusammenfassungen der aktuellen Klima-Kennziffern gibt es bei NOAA.
Monatszusammenfassungen der globalen Meeresoberflächentemperaturen gibt es bei Climate Observations.
Eine Jahres-Temperaturkurve der Arktis und einen Vergleich mit dem Mittelwert der vergangenen 50 Jahre gibt es bei DMI.

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ABBILDUNGEN:

Abbildung 1a: Temperaturverlauf der vergangenen 50 Jahre basierend auf Nasa Daten (Abbildung aus Rahmstorf Blog). Gemäß diesem Datensatz war 2009 global das zweitwärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen vor 130 Jahren, gleichauf mit 2007 und übertroffen nur vom bisherigen Rekordjahr 2005.

Abbildung 1b: Globale Temperaturentwicklung (untere Troposphäre) der vergangenen 30 Jahre (Quelle). In den vergangenen 10 Jahren stieg die Temperatur nach dieser Rekonstruktion nicht weiter an (siehe auch Knight Studie/Exeter 2009). Je nach Auswahl der Messpunkte ergibt sich hierbei ein Stillstand oder sogar Temperaturabfall. CO2 und Temperatur korrelieren nur schlecht. In anderen Datensätzen ist eine Fortsetzung des Abstiegs zu beobachten (siehe Abbildung 1a). Offenbar liegt es vor allem an Betrachtungszeitraum und -gebiet, ob die Werte nach oben gehen oder nicht - auch wenn kaum ein seriöser Forscher bezweifelt, dass es langfristig ohnehin nur eine Richtung gibt: nach oben (siehe Spiegel Artikel vom 20.1.2010).

Abbildung 2a: Temperaturentwicklung der unteren Troposphäre seit 1979. Temperaturmaxima fallen mit El Nino Ereignissen zusammen. Temperaturminima sind Folge großer vulkanischer Eruptionen. Abbildung aus Carter (2007).

Abbildung 2b: Globale Temperaturentwicklung der Meeresoberfläche . Temperaturmaxima fallen mit El Nino Ereignissen zusammen. Temperaturminima sind Folge von La Nina Ereignissen sowie Vulkanausbrüchen (vergleiche mit Abbildung 2a). Abbildung aus Climate Observations Blog (8. August 2010).

Abbildung 3: Globale Land-Ozean Temperaturkurven der letzten 130 Jahre (vom Goddard Institute for Space Studies). Grüne Linien markieren Fehlerbalken. Die durch Messungen abgedeckte Phase fällt in den Übergangsbereich von der Kleinen Eiszeit in die aktuelle Erwärumungsphase (siehe Abbildung 3).

Abbildung 4: Globale Temperaturentwicklung der letzten 5000 Jahre (aufgetragen in delta18O, warm nach oben, kalt nach unten, Grönland Eiskerndaten). Das Klimageschehen ist durch zyklisches Erwärmen und Abkühlen gekennzeichnet. Charakteristische Warmphasen treten alle +/- 1000-1500 Jahre auf, darunter auch die aktuelle Erwärmungsphase. Möglicherweise waren die drei Warmphasen vor heute sogar intensiver als die aktuelle Aufwärmphase (nach Carter 2007).

Abbildung 5: Kombinierte Methoden der Paläotemperaturbestimmung (Quelle)

Abbildung 6a: Temperaturentwicklung der USA in den letzten 100 Jahren nach Long (2010) auf Basis von unbehandelten Rohdaten des US National Climate Data Center (NCDC). Long (2010) unterscheidet einen ländlichen Datensatz (ohne Wärmeinseleffekt) von einem städtischen Datensatz (mit vermutetem Wärmeinseleffekt). Es muß berücksichtigt werden, daß sich jeder der beiden Datensätze lediglich auf 48 Meßstationen bezieht, mit je einer Station pro Staat). Es handelt sich also um eine Teilmenge aller US-Meßstationen. Eine Wärmeinsel-Korrektur ist notwendig, um die Gesamt-Temperaturentwicklung des Gebietes darzustellen (weiter siehe Abbildung 6b).

Abbildung 6b: NCDC-Temperaturen des gleichen Datensatzes wie in Abbildung 6a nach Durchführung der "Wärmeinsel-Korrektur". Es ist unverständlich, warum die ländlichen Werte erhöht wurden, anstatt die städtischen zu erniedrigen. Hierdurch könnte der Temperaturanstieg der letzten 50 Jahre künstlich in die Höhe getrieben worden sein (Graphik und Studie von Long, 2010). Es wäre jedoch notwendig, den gesamten NCDC-Datensatz und nicht nur eine (subjektiv) ausgewählte Teilmenge auf diesen Effekt hin zu überprüfen.

Abbildung 6c: Global-Temperaturkurve für den Zeitraum 1950-2000 nach NOAA Daten. Um 1990 ist ein starker Anstieg der Temperatur im Diagramm zu verzeichnen. Dieser Anstieg könnte klimatische Ursachen haben. Allerdings fällt diese signifikante Temperaturänderung mit einer Reduktion der verwendeten Meßstationen um 50% von ca. 12.000 auf 6.000 zusammen, was die Möglichkeit eines methodischen Artefaktes eröffnet. Abbildung und umfangreiche Dokumentation der Graphik auf Prof. Ross McKitrick's Webseite.

Abbildung 6d: Vergleich der Nordhemisphären-Temperaturdaten des GHCN von Stationen, die ab 1992 in der Statistik unberücksichtigt blieben (blau), mit Temperaturdaten von Stationen, die auch nach 1992 weiter berücksichtigt blieben. Die Kurven zeigen eine gute Übereinstimmung. Bei den ab 1992 unberücksichtigten Stationen scheint es sich gemäß dieser Auswertung auf Open Mind in der Gersamtheit nicht um relativ kältere Stationen zu handeln.

Abbildung 7: Gegensätzliche Temperatur-Entwicklung der Stratosphäre und Troposphäre in den vergangenen 50 Jahren. Die Temperatur der Stratosphäre hat seit 1950 um 1,5°C abgenommen. Die stratosphärische Temperaturabnahme wird einerseits durch die Zunahme der Treibhausgase in der Troposphäre verursacht wodurch die vom Erdboden rückgestrahlte Infrarotstrahlung bereits stärker in der Troposphäre absorbiert wird. Ein anderer Grund für die Temperaturabnahme in der Stratosphäre ist die Abnahme der Ozon-Konzentration (Archer & Rahmstorf 2010, S. 46). Abbildung vom Hadley Center.

Abbildung 8: Seit ca. 1970 spiegeln die Baumring-Daten aus hohen nördlichen Breiten nicht mehr die Temperaturentwicklung nach, ein Phänomen das in der Literatur als "Divergenz-Problem" diskutiert wird. In der Abbildung dargestellt ist ein Beispiel aus Alaska. Aus: D'Arrigo et al. (2008).

Abbildung 9: Temperaturveränderung im Zeitraum 1979-2004 (oben: Troposphäre, unten: Oberflächentemperaturen). Während sich der größte Teil der Erde mehr oder weniger stark erwärmte, gibt es einige Regionen deren Oberflächentemperaturen sich im betrachteten Zeitraum erniedrigt haben. Die betrifft insbesondere die Antarktis, den Ost-Pazifik und Teile des Indik.

Abbildung 10: Temperaturentwicklung der USA während der vergangenen 110 Jahre. Es sind zwei Temperaturmaxima ausgebildet (1930-1955 und ab 1975 bis heute). Das Temperaturmaximum in der Mitte des 20. Jahrhunderts ist in den USA sehr viel intensiver ausgeprägt als in der globalen Temperaturkurve (siehe z.B. Abbildung 3). Online generierbares Chart vom US National Climatic Data Center (NGDC).

Abbildung 11: Temperaturentwicklung Deutschlands während der vergangenen 250 Jahre. Die Kurve ähnelt der weltweiten Temperaturentwicklung (siehe z.B. Abbildung 3). Abbildung von Rainer Lippert / Wikipedia.

Abbildung 12: Temperaturentwicklung in Grönland in den vergangenen 250 Jahren (blaue Kurve). Das 1930-1955 Temperaturmaximum ist sehr stark ausgeprägt, während das Temperaturmaximum am Ende des 20. Jahrhunderts komplett fehlt. Abbildung aus Kobashi et al. (2009).

Abbildung 13: Vergleich der Oberflächentemperaturdatensätze von NASA's Goddard Institute for Space Studies (GISS) und der University of East Anglia's Climatic Research Unit (HADCRUT3), sowie der Satelliten-Temperaturdatensätze von Remote Sensing Systems (RSS) und University of Alabama at Huntsville (UAH) für die letzten 14 Jahre. Abbildung von woodsfortrees.org.

Abbildung 14: Laut Trenberth & Fasullo (2010) erhöht sich momentan die ozeanische Wärmemenge deutlich weniger stark als noch vor 5 Jahren.

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