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Klima, Umwelt

Es gibt keine experimentellen Beweise für einen bedeutsamen anthropogenen Klimawandel

von  J. KAUPPINEN UND P. MALMI (ABTEILUNG FÜR PHYSIK UND ASTRONOMIE, UNIVERSITÄT TURKU, Finnland) – https://arxiv.org

Übersetzung LZ

Zusammenfassung: In diesem Papier werden wir beweisen, dass GCM-Modelle, die im IPCC-Bericht AR5 verwendet werden, den Einfluss von Veränderungen niedriger Wolken auf die globale Temperatur nicht berücksichtigen. Aus diesem Grund führen diese Modelle von einer sehr geringen natürlichen Temperaturveränderung der beobachteten Temperatur zu einer sehr großen Änderung durch den Einfluß der Treibhausgase . Aus diesem Grund muss der IPCC mit einer sehr großen Empfindlichkeit eine zu kleine natürliche Komponente kompensieren. Weiterhin muß er die starke negative Rückkopplung durch die Wolken weglassen, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Darüber hinaus beweist dieses Papier, dass die Veränderungen der Anteile niedriger Wolkendecken die globale Temperatur praktisch kontrollieren.

1. Einleitung

Die Klimasensitivität (Die Klimasensitivität ist die Verhältnisgröße der Temperaturerhöhung der Erdoberfläche geteilt durch die als zusätzliche Bestrahlungsstärke ausgedrückte Wirkung erhöhter Treibhausgaskonzentrationen. Wikipedia Anm. LZ) hat eine extrem große Unsicherheit in der wissenschaftlichen Literatur. Die kleinsten geschätzten Werte liegen sehr nahe bei Null, die höchsten sogar bei 9 Grad Celsius für eine Verdoppelung des CO2. Die Mehrheit der Arbeiten verwenden theoretische allgemeine Zirkulationsmodelle (GCM) für die Schätzung. Diese Modelle bieten sehr große Sensitivitäten mit einem sehr großen Unsicherheitsbereich an. Typischerweise liegen die Empfindlichkeitswerte zwischen 2-5 Grad. Der IPCC verwendet diese Papiere, um die globalen Temperaturanomalien und die Klimasensitivität zu schätzen. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Papieren, bei denen Sensitivitäten unter einem Grad ohne GCM geschätzt werden. Das Grundproblem ist immer noch ein fehlender experimenteller Beweis für die Klimasensitivität. Einer der Autoren (JK) arbeitete als Sachverständiger für den IPCC AR5-Bericht. Einer seiner Kommentare betraf die fehlenden experimentellen Beweise für die im Bericht dargestellte sehr große Sensitivität[1]. Als Reaktion auf den Kommentar behauptet der IPCC, dass ein Beobachtungsnachweis vorliegt, z.B. in der Technischen Zusammenfassung des Berichts. In diesem Papier werden wir den Fall sorgfältig untersuchen.

2.   Niedrige Wolken kontrollieren praktisch die globale Temperatur

Die grundlegende Aufgabe besteht darin, die beobachtete globale Temperaturanomalie in zwei Teile zu unterteilen: die natürliche Komponente und den Anteil der Treibhausgase. Um die Antwort zu untersuchen, müssen wir Abbildung TS.12 aus der technischen Zusammenfassung des IPCC AR5-Berichts (1) erneut darstellen. Diese Abbildung ist Abbildung 1. Hier heben wir die Unterabbildung „Land- und Meeresoberfläche“ in Abbildung 1 hervor. Nur die schwarze Kurve ist eine beobachtete Temperaturanomalie in dieser Abbildung. Die roten und blauen Schwankungsbereiche werden mit Hilfe von Klimamodellen berechnet. Wir betrachten rechnerische Ergebnisse nicht als experimentelle Evidenz. Insbesondere die Ergebnisse von Klimamodellen sind fragwürdig, da die Ergebnisse im Widerspruch zueinander stehen.

ABBILDUNG 1. Abbildung TS.12 auf Seite 74 der technischen Zusammenfassung des Fünften Bewertungsberichts des IPCC (AR5).

In Abbildung 2 sehen wir die beobachtete globale Temperaturanomalie (rot) und die globalen Veränderungen von niedrigen Wolkendecken (blau). Diese experimentellen Beobachtungen deuten darauf hin, dass 1 % Anstieg des Anteils der niedrigen Wolkendecke die Temperatur um 0,11°C senkt. Diese Zahl steht in sehr guter Übereinstimmung mit der Theorie in den Papieren [3, 2, 4]. Mit diesem Ergebnis können wir die natürliche Temperaturanomalie darstellen, indem wir die Veränderungen der niedrigen Wolkendecke mit -0,11°C/% multiplizieren. Dieser natürliche Beitrag (blau) ist in Abbildung 3 dargestellt, die der beobachteten Temperaturanomalie (rot) überlagert ist. Wie wir sehen können, gibt es keinen Raum für den Beitrag von Treibhausgasen, d.h. den anthropogenen Zwang innerhalb dieser experimentellen Genauigkeit. Obwohl die monatliche Temperaturanomalie sehr groß ist, ist es leicht zu bemerken, dass einige abnehmende Perioden im zunehmenden Trend der Temperatur zu beobachten sind. Dieses Verhalten lässt sich nicht mit der stetig zunehmenden Konzentration von CO2 erklären und scheint weit über die Genauigkeit der Klimamodelle hinauszugehen.

ABBILDUNG 2. [2] Die globale Temperaturanomalie (rot) und die globale niedrige Wolkendecke (blau) ändern sich entsprechend den Beobachtungen. Die Anomalien liegen zwischen Sommer 1983 und Sommer 2008. Die zeitliche Auflösung der Daten beträgt einen Monat, aber das saisonale Signal wurde entfernt. Null entspricht etwa 15°C für die Temperatur und 26 % für die geringe Wolkendecke.

Die rote Kurve in den Abbildungen 2 und 3 entspricht der schwarzen Kurve zwischen den Jahren 1983 und 2008 in der oben genannten Unterabbildung „Land- und Meeresoberfläche“. Wenn die Wolken und das CO2 in den Klimamodellen richtig berücksichtigt wurden, sollten sowohl der blaue als auch der rote Schwankungsbereich die beobachtete schwarze Kurve überlappen. Wie wir sehen, ist der Trend der blauen Hülle eher wie ein Rückgang anzusehen. Wir schlagen vor, dass dies auf eine falsche oder fehlende Verarbeitung des geringen Wolkenanteils zurückzuführen ist. Im Bericht AR5 wird sogar anerkannt, dass die niedrigen Wolken die größte Unsicherheit bei der Berechnung darstellen. Dennoch geht der IPCC immer noch davon aus, dass der Unterschied zwischen der blauen und der roten Hülle in Abbildung 1 der Beitrag der Treibhausgase ist.

Leider ist das Zeitintervall (1983-2008) in Abb. 2 aufgrund des Fehlens der Daten zur Wolkenabdeckung auf 25 Jahre begrenzt. Während dieses Zeitraums stieg die CO2-Konzentration von 343 ppm auf 386 ppm an, und die beiden Figuren 1 (IPCC) und 2 zeigen den beobachteten Temperaturanstieg von etwa 0,4°C. Die tatsächliche globale Temperaturänderung, wenn die Konzentration von CO2 von C0 auf C steigt, beträgt

wobei ΔT2CO2 die globale Temperaturänderung ist, wenn die CO2-Konzentration verdoppelt wird und Δc ist die Änderung des Anteils der niedrigen Wolkendecke. Das erste und zweite Term sind die Beiträge von CO2[5] bzw. den niedrigen Wolken.

ABBILDUNG 3. 2] Globale natürliche Temperaturanomalie (blau) überlagert von der beobachteten (roten) Temperaturanomalie überlagert. Die blaue Anomalie wird unter Verwendung der beobachteten niedrigen Wolkenbedeckungsdaten aus Abbildung 2 abgeleitet. Es gibt ein halbes Dutzend sehr scharfe Geisterspitzen in der beobachteten (roten) Temperaturanomalie. Der Ausbruch des Pinatubo und der starke El Niño sind deutlich zu sehen.

Benutzt man die Empfindlichkeit ΔT2CO2 = 0,24°C, die in den Papieren[3, 2, 4] abgeleitet wurde, beträgt der Beitrag der Treibhausgase zur Temperatur nach dem ersten Begriff in der obigen Gleichung nur etwa 0,04°C. Dies ist der Grund, warum wir diesen kleinen Temperaturanstieg in Abbildung 3 nicht sehen, wo die Temperaturanomalie mit einer Zeitauflösung von einem Monat recht hoch ist. In Abbildung 2 ist deutlich zu erkennen, dass die roten und blauen Anomalien wie Spiegelbilder sind. Das bedeutet, dass der erste Term viel kleiner ist als der Absolutwert des zweiten Term (11°C . Δc) in Gleichung (1).

Es stellt sich heraus, dass die Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit und der niedrigen Wolkendecke voneinander abhängen[4]. Anstelle einer niedrigen Wolkendecke können wir also die Änderungen der relativen Luftfeuchtigkeit nutzen, um die natürliche Temperaturanomalie abzuleiten. Gemäß den Beobachtungen sinkt die Temperatur um 0,15°C, und somit kann der letzte Begriff in der obigen Gleichung auf -15°CΔφ geschätzt werden, wobei Δφ die Änderung der relativen Luftfeuchtigkeit in der Höhe der niedrigen Wolken ist.

Abbildung 4 zeigt die Summe der Temperaturänderungen aufgrund der natürlichen und CO2-Konzentrationen im Vergleich zur beobachteten Temperaturanomalie. Der natürliche Anteil wurde aus den Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit berechnet. Jetzt sehen wir, dass das natürliche Geschehen die beobachtete Temperaturanomalie nicht vollständig erklärt. Also müssen wir den Beitrag von CO2 (grüne Linie) hinzufügen, da das Zeit-Intervall jetzt 40 Jahre ist (1970-2010). Die CO2-Konzentration ist nun von 326 ppm auf 389 ppm gestiegen. Die grüne Linie wurde mit der Empfindlichkeit 0,24°C berechnet, was korrekt erscheint. In Abb. 4 sehen wir deutlich, wie gut eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit das starke Temperaturminimum um das Jahr 1975 darstellen kann. Dies ist durch die CO2-Konzentration nicht zu interpretieren.

ABBILDUNG 4. 2] Beobachtete globale Mitteltemperaturanomalie (rot), berechnete Anomalie (blau), die die Summe der natürlichen und Kohlendioxid-Beiträge ist. Die grüne Linie ist lediglich die CO2-Veränderung. Die natürliche Komponente wird aus den beobachteten Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit abgeleitet. Die Zeitauflösung beträgt ein Jahr.

Die IPCC-Klimasensitivität ist etwa eine Größenordnung zu hoch, da in seinen Klimamodellen ein starkes negatives Feedback der Wolken fehlt. Wenn wir berücksichtigen, daß nur ein kleiner Teil der erhöhten CO2-Konzentration anthropogen ist, müssen wir erkennen, dass der anthropogene Klimawandel in der Praxis nicht existiert. Der größte Teil des zusätzlichen CO2 wird nach Henrys Gesetz aus den Ozeanen emittiert [6]. Die niedrigen Wolken steuern praktisch die globale Durchschnittstemperatur. In den letzten hundert Jahren wurde die Temperatur aufgrund von CO2 um 0,1°C erhöht. Der menschliche Beitrag betrug etwa 0,01°C.

  1. SCHLUSSFOLGERUNG

Wir haben bewiesen, dass die im IPCC-Bericht AR5 verwendeten GCM-Modelle die natürliche Komponente der beobachteten globalen Temperatur nicht korrekt berechnen können. Der Grund dafür ist, dass die Modelle den Einfluss des Anteils niedriger  Wolken auf die globale Temperatur nicht ableiten können. Eine zu geringe natürliche Komponente führt zu einem zu großen Anteil des Beitrags der Treibhausgase wie Kohlendioxid. Das ist der Grund, warum der IPCC die Klimasensitivität um mehr als eine Größenordnung größer darstellt als unsere Empfindlichkeit 0,24°C. Da der anthropogene Anteil am erhöhten CO2 weniger als 10 % beträgt, haben wir praktisch keinen anthropogenen Klimawandel. Die niedrigen Wolken steuern hauptsächlich die globale Temperatur.

REFERENZEN

  • F. Stocker, D. Qin, G.-K. Plattner, L.V. Alexander, S.K. Allen, N.L. Bindoff, F.-M. Breon, J.A. Church, U. Cubasch, S. Emori, P. Forster, P. Friedlingstein, N. Gillett, J.M. Gregory, D.L. Hartmann, E. Jansen, B. Kirtman, R. Knutti, K. Krishna Kumar, P. Lemke, J. Marotzke, V. Masson-Delmotte, G.A. Meehl, I.I. Mokhov, S. Piao, V. Ramaswamy, D. Randall, M. Rhein, M. Rojas, C. Sabine, D. Shindell, L.D. Talley, D.G. Vaughan, and S.-P. Xie. Technical Sum­mary, book section TS, page 33115. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2013.
  • Kauppinen, J. Heinonen, and P. Malmi. Influence of relative humidity and clouds on the global mean surface temperature. Energy & Environment, 25(2):389–399, 2014.
  • Kauppinen, J. Heinonen, and P. Malmi. Major portions in climate change; physical ap­proach. International Review of Physics, 5(5):260–270, 2011.
  • Kauppinen and P. Malmi. Major feedback factors and effects of the cloud cover and the relative humidity on the climate. arXiv e-prints, page arXiv:1812.11547, Dec 2018.
  • Myhre, E. J. Highwood, K. P. Shine, and F. Stordal. New estimates of radiative forcing due to well mixed greenhouse gases. Geophysical Research Letters, 25(14):2715–2718, 1998.
  • Kauppinen and P. Malmi. To be published.

ABTEILUNG FÜR PHYSIK UND ASTRONOMIE, UNIVERSITÄT TURKU E-Mail-Adresse: jyrkau@utu.fi

https://arxiv.org/pdf/1907.00165.pdf

 

 

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