Climate Wars

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 12

Die gleichnamige BBC Reportage war schon Thema im Internet. Sie wurde im September in 3 Teilen ausgestrahlt und beschäftigt sich mit der Klimaänderung aus sozusagen sportlicher Sicht: Klimaforscher gegen Klimaskeptiker. Ich bin mir nicht sicher, ob das wirklich der Geschichte der Klimaforschung gerecht wird (da Klimaskeptiker, wie wir sie heute kennen, in Wissenschaftskreisen und ihren Diskussionen einfach nich existiert haben), aber es gibt ein paar nette Momente in der Dokumentation: Keeling, Vater und Sohn, beim CO2-Messen, Jim Hansen in der berühmten Senatsanhörung 1988, oder ein netter IR Kamera-Versuch zur CO2 Absorption.
All das schaut euch möglichst schnell an, da die BBC gerade dabei ist die frei-zirkulierenden Kopien einzukassieren (Youtube hatte heute, 30.10.08, schon nichts mehr auf dem Server):

Climate Wars - Teil I

Climate Wars - Teil II

Climate Wars - Teil III

Autor: Georg Hoffmann· 30.09.08 · 13:20 Uhr· 12 Kommentare

Methan - Panik - Spiegel

Kategorie: Naturwissenschaften·Politik  ·  Kommentare: 3

Eine russisch-schwedische Expedition ist in aufsteigende Methanbläschen in der Laptev See geraten und der Spiegel sieht mal wieder die Klimakatastrophe herangaloppieren.
Statt einfach mal über diese spannende Expedition zu berichten (und meinethalben auch über die Gasbläschen) sieht der Spiegel die Welt schon wieder in einer Art riesigen Methan Whirlpool untergehen. Geht's nicht manchmal auch ein bisschen kleiner?
Wir wissen aus den verschiedenen EIskernen und aus anderen Paleostudien, dass die Arktis in der letzten Warmzeit (Isotopenstage 5e, aber auch in Stage 11) deutlich wärmer war als sie es heute ist. Tatsächlich beobachtet man einen kleinen Methanpeak in dieser Phase in der es bis zu 5°C wärmer in der Arktis war als heute. Eher unwahscheinlich, dass jetzt schon das endzeitliche Methan Clathrate Ausgasen beginnt.

Autor: Georg Hoffmann· 25.09.08 · 16:58 Uhr· 3 Kommentare

RAMCES - Worauf man bei CO2 Messungen achten sollte.

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 2

Wird auf aktuelle CO2 Messungen im Internet verlinkt, sind es meist die Webseiten der NOAA oder der WMO, die an erster Stelle auftauschen. Ich will hier einmal Werbung machen für unsere RAMCES Webseite, die sowohl die Daten des LSCE CO2 Netzes , als auch verschiedene europäische Unterprojekte wie GEOMON umfasst.

Grafik 1: Januar 2005 CO2 Konzentration der gesamten atmosphärischen Säule. Das GEMS Projekt hat diese Mischung aus Transportmodell-Resultaten und direkten Beobachtungen berechnet.

Schaut man auf das Januarmittel der CO2 Werte (Mittel über die gesamte atmosphärische Säule, siehe Grafik 1 mit Daten/Modelresultaten für den Monat Januar 2005) fällt natürlich erstmal auf, wie wenig das CO2 überhaupt variiert. Darum nennen die Atmosphärenphysiker diese inerten Gase (die FCKWs oder das Methan gehören auch dazu) auch "gut durchmischt". Die Grafik ist das Resultat einer Vermengung von zahlreichen direkten Beobachtungen und numerischen SImulationen. Dabei wird einem Transportmodell in intelligenter Weise immer mitgeteilt wie die Beobachtungen mit ihren Unsicherheiten zu einem bestimmten Zeitpunkt waren und das Modell sucht dann innerhalb dieses sogenannten Daten-Assimilationsverfahren eine physikalisch konsistente Lösung. Die in Grafik 1 dargestellten Werte sind also so etwas wie vom Modell interpolierte Beobachtungen. Mehr dazu findet sich auf der GEMS Webseite beim ECMWF.
Sicher betragen die globalen Variationen lediglich ein paar ppm (und sie betragen nochweniger, wenn man sich das Jahresmittel anschaut), doch sind trotzdem ein paar interessante Muster zu erkennen. Nicht überraschen kann sicher der Nord-Süd Gradient und die leicht höheren CO2 Werte über den Kontinenten. Etwas überraschender vielleicht das deutliche Maximum über Zentralafrika. Meines Erachtens hauptsächlich verursacht durch die vertikale Aufwärtsbewegung innerhalb der inter-tropischen Konvergenz-Zone (ITCZ). So reichert sich sozusagen die vertikale Säule mit den relativ hohen CO2 Werten der bodennahen Schichten an. Aber da spekuliere ich nur so vor mich hin.

Grafik 2: Realtime CO2 Messungen gemessen von der RAMCES Gruppe am LSCE in Gif sur Yvette (von der RAMCES Webseite).

Schon ein visuelles Integrieren der Grafik 1 liefert ungefähr den im betreffenden Jahr 2005 überschrittenen globalen Wert von 380ppm, d.h. 100ppm über dem pre-industriellen Wert. Obwohl hier also global alles so glatt und harmlos aussieht, geht es im Detail eher hoch her im Kohlenstoffzyklus. RAMCES (unser Biogeochemische Messgruppe) zeigt hier von mehreren Stationen die Tageswerte, die wahrlich beeindruckend sind. Unsere eigene Station Gif sur Yvette, im Grünen und ca. 30 km südlich von Paris gelegen, überstreicht bereits einen Wertebereich von 380ppm bis 430ppm in weniger als 24 Stunden (siehe Grafik 2).

Grafik 3: Egham (Surrey) instantane CO2 Werte von der RAMCES Webseite.

Doch es geht noch schlimmer. Egham in Surrey, England, befindet sich keineswegs in Londons Stadtmitte, sondern noch weiter ausserhalb als Heathrow Airport. Obwohl es weiter westlich und normalerweise windwärts von London liegt, bekommt es offensichtlich häufig die CO2 geladenen Luftmassen des Ballungsraum ab. In 24 Stunden überstreichen die gemessenen CO2 Werte den gesamten Wertebereich mit Spitzen deutlich über 440ppm (Bild 3). Mehr Stationen, Daten (Methan wird jetzt auch in realtime gemessen), Kommentare und Erklaerungen finden sich hier auf der beta Version der RealTime greenhouse gases Webseite.
Ein anderer stark variabler Aspekt des CO2 Kreislaufs ist die vertikale Schichtung. Im Jahresgang wird selbstverständlich im Sommer deutlich mehr CO2 in organischer Materie gebunden als im Winter, in dem die Veratmung desselben organischen Materials (also Blätter, Äste, Wurzeln, etc.) dominiert. Das führt generell zu niedrigen CO2 Werten im Nordhemisphärischen Sommer und entsprechend höheren Werten im Winter. Bei Messungen an kontinentalen Stationen wird dieser Aspekt jedoch häufig deutlich überschätzt, und zwar weil im Winter Inversionswetterlagen den Austausch mit den höheren Luftschichten unterdrückt. Die Experten sprechen vom CO2 Rectifier (z.B hier oder hier).
Auf kürzerer Skala kann das Gleiche passieren (man spricht vom daily CO2 rectifier).
Das sollen nur ein paar kleine Beispiele sein, was alles in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung so mit dem CO2 passieren kann und warum die Chance, dass man bei solchen Messungen über den atmosphärischen Background-Value (also das was man im Wesentlichen in Grafik 1 sehen kann) stolpert sehr gering ist. Wollte man dies, so bräuchte man in der Tat lange Zeitreihen mit hoher Qualitaet (nicht vergessen, Grafik 2 und 3 sind Realtime Grafiken; Sie werden automatisch erstellt und die Daten haben noch keine Qualitätskontrolle erfahren), aus denen dann all die saisonale und kurzzeitige Variabilität rausgerechnet werden müsste. Besser ist es sicher gleich dafür konzipierte Stationen zu nehmen, wie Mauna Loa oder die Amundsen Station am Südpol.

Autor: Georg Hoffmann· 23.09.08 · 16:39 Uhr· 2 Kommentare

Reaktionen aus Bayreuth Teil II - Die Beck Festspiele gehen weiter

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 18

Der skeptischste aller deutschen Skeptiker, E.G. Beck, war ja zum Kolloquiums-Vortrag an die Uni Bayreuth eingeladen und euer ergebener Klimaberichterstatter auf Primaklima war neugierig genug und hat versucht herauszubekommen, wie es dazu kommen konnte. Zur Erinnerung: der kurz vor oder nach der Pensionierung stehende männliche Teil der deutschen Klimaskeptiker (also fast alle) hat sich in einem losen Verband zusammengeschlossen und die wissenschaftliche Expertise dieses Verbands bündelt sich im wesentlichen in der Person Ernst-Georg Becks.

Bild 1: Bayreuth hat mehr zu bieten als das Abschlachten unschuldiger Drachen (endangered species!) durch besessene Siegfrieds (white male 20-30): 1) EG Beck richtet die unschuldige Wissenschaft oder 2) (je nach Sichtweise) die mafiöse Mehrheitsmeinung räumt den aufrechten Kämpfer für Wissenschaft und Wahrheit aus dem Weg.

Beck beschäftigt sich ausser mit der Zurückweisung von so gut wie alles und jedem im Zusammenhang mit der Klimaforschung (siehe seine Webseite hier) insbesondere aber mit dem Anstieg des CO2 in der Atmosphäre. Er bewertete historische Messungen, die auf Titrationsverfahren beruhen und als solche schon lange bekannt waren, neu und kam so zum Schluss, dass die atmosphärische CO2 Konzentration riesige Anstiege und Abschwünge in kürzester Zeit zeigen könne. Ich hatte bereits mehrmals darauf hingewiesen, was daran alles falsch ist (hier) und andere taten es ebenfalls (hier). Nun gibt es in der Wissenschaft sicher so manchesmal Fehler (und ich weiss wovon ich rede, ächz) und oft auch blanken Unsinn. Die Hoffnung bleibt, dass im Lauf der Jahre, diese Stück für Stück gefunden und wegsortiert werden, und schliesslich der Prozess der Wissenschaft so etwas wie "Wahrheit" (lassen wir mal für den Moment alle erkenntnistheoretischen Probleme dieses Begriffs aussen vor) produziert. Müsste ich mich entscheiden, in welche Kiste ich denn nun die Beckschen Thesen einordne, würde ich heute ohne zu zögern die Kiste, auf der Unsinn steht, wählen. Klar, dass damit nicht jeder wirklich glücklich ist und so liess sich leider nicht jede Polemik zu dem Thema vermeiden.
Die kurze Einleitung schien mir nötig, um jetzt zum Wesentlichen zu kommen. Nach einiger E-Mail Korrespondenz, war schliesslich derjenige, der Herrn Beck in Bayreuth eingeladen hatte, bereit, diesen elektronischen Briefwechsel öffentlich zu machen. Es handelt sich um Professor Hartmut Franck, Lehrstuhlinhaber für Umweltchemie und Ökotoxikologie an der Universität Bayreuth. Er machte schnell klar, dass ihn Becks Thesen im wesentlichen überzeugt haben und dass er die verschiedenen Zurückweisungen, die die These Becks erfahren hat, wie die von Ralph Keeling, von Harold Meijer, vom Kolloquiumsmitorganisator und Bayreuther Kollegen Dr. Lüers oder die meine, für falsch und unfair hält. Insbesondere meine Darstellung von Becks Arbeiten habe für ihn einen "stalinistischen Beigeschmack".
Ich werde im folgenden versuchen Franks wissenschaftliche und politischen Thesen zu diskutieren und teilweise Zitate aus unserem e-Mail Austausch beifügen. Ziel ist es, die interessanteren Punkte aus diesem Austausch öffentlich zumachen und hier zur Diskussion zu stellen (gerne kann Hartmut Frank auch selber hier noch einmal Stellung beziehen und das eine oder andere erläutern, wenn er möchte). Ich werde mich bemühen die "Gegenseite" fair darzustellen und nur Teile der e-Mails veröffentlichen, die nicht dem privaten Charakter eines Briefaustauschs entsprechen und sozusagen mir veröffentlichbar erscheinen.
Franks Argumente beziehen sich hauptsächlich auf drei Punkte:
1) Er ist überzeugt, dass die heutigen CO2 Eiskernmessungen falsch sind und keinerlei Gewicht, bei der Diskussion um die historischen CO2 Messungen des 19ten und 20ten Jahrhunderts haben. Eine Doktorarbeit an seinem Institut soll sich mit den systematischen "Fehlern" dieser Messungen beschäftigen.
2) Er hält die historischen CO2 Messungen für hinreichend präzise und repräsentativ (Becks Hauptthese).
3) Er sieht den Wissenschaftsbetrieb als Ganzen nicht mehr in der Lage zu einem "politisierten" Thema wie Klimaforschung überhaupt noch objektive Forschung zu betreiben.

In loser Folge wird es hier auf Primaklima um diese drei Punkte gehen und als erstes um ein Thema, mit dem ich bei meiner wissenschaftlichen Arbeit öfter zu tun habe, nämlich die Qualität der CO2 Messungen im antarktischen Eis.

Autor: Georg Hoffmann· 21.09.08 · 14:21 Uhr· 18 Kommentare

Wie gut ist das Temperatur Ranking eigentlich?

Kategorie: Naturwissenschaften

Oft liest man in Pressemitteilungen der verschiedenen Wetterdienste oder in Zeitungsartikeln vom x-wärmsten Sommer oder n-wärmsten Jahr. Wie sicher sind eigentlich solche Aussagen? So war z.B das Jahr 1998 das wärmste je gemessene Jahr gemäss der Daten der Climate Research Unit in Norwich, welches aber nur als zweit-wärmstes gemäss GISS/NASA Datensatz abschnitt. Deren Sieger war nämlich das Jahr 2005.
Eine Art rauszufinden, wie robust solche Aussagen eigentlich sind, ist das Ranking der verschiedenen Datensätze miteinander zu vergleichen. Ich habe also mal die Zeitspanne 1880-2007 nach den globalen Temperaturen geordnet und jeweils nachgeschaut wo sich das entsprechende Jahr im anderen Datensatz befindet. Der Gewinner im HadCRU Datensatz (1998) befindet sich beim GISS nur an zweiter Stelle. Die Differenz beträgt also eine Stelle im Ranking. So kann man das jetzt für jeden Platz im Ranking machen (vom kältesten Jahr 1 zum wärmsten Jahr 128) und erhält so zumindest eine Idee, wie stabil solche eine Hitliste im Vergleich der beiden existierenden Datensätze eigentlich ist.

Bild 1: Differenz zwischen GISS und CRU Ranking vom kältesten Jahr 1 bis zum wärmsten mit der Nummer 128.

Die Verteilung der Differenzen stellt sich dann ganz interessant heraus. Zuerst einmal ist es nicht überraschend, dass die Übereinstimmung an den Rändern grösser ist als in der Mitte des Rankings. Platz 1-10 sind weitaus klarer definiert als Platz 60-70. Das liegt daran, dass beim langjährigen Mittelwert die Jahre eng beieinander liegen und kleine Unterschiede in der Berechnung bei GISS und bei CRU zu relativ grossen Sprüngen im Ranking führen. Hingegen sind die Extremwerte ziemlich gut definiert.
Ferner scheint es aber auch, dass die kältesten Jahre schlechter definiert sind als die wärmsten (zwischen 1-20 sind die Differenzen weit grösser als zwischen den heissen Extremen zwischen 100-128). Woher kommt diese Asymmetrie? Wahrscheiolich kommt jeder sofort drauf. In der Verteilung von kalt nach warm ist eine Zeitinformation verborgen. Die kältesten Jahre fallen in die Zeit des späten 19ten und frühen 20ten Jahrhundert und natürlich war damals die Datenlage noch weitaus schlechter als heute. Schlechtere Daten bedeuten natürlich eine unsichere Berechnung des globalen Mittels und somit grössere Unterschiede zwischen CRU und GISS.

Bild 2: Das gleiche wie Bild 1, wobei die Differenzen über jeweils 10 Jahre gemittelt wurden.

Ich habe die Differenzen mal in Bild zwei zu Zehnjahresmitteln zusammengefasst. Nimmt man diese Information als Prognosemodell, so kann man sagen, dass, wenn das Jahr 2008 sich in die ersten 20 wärmsten Jahre einordnen wird (und das ist wohl sehr wahrscheinlich), es wahrscheinlich in den beiden Datensätzen auf den gleichen Listenplatz mit einer Unsicherheit von 1-2 Plätzen fallen wird. Eine echte Wahrscheinlichkeitsberechnung sähe aber wohl noch anders aus. So oder so, die Schlussfolgerung lautet, dass das Jahresranking eine relativ robuste Angelegenheit im Vergleich der beiden globalen Datensätze ist.

Autor: Georg Hoffmann· 20.09.08 · 10:52 Uhr· 0 Kommentare

Wieder ein Mythos weniger

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 6

Irgendwer hat den Klimaskeptikern gesagt, sie sollten immer und immer wieder wiederholen, dass der jetzige Konsens in der Wissenschaft zu Treibhausgasen und globaler Erwärmung genauso in den 70er Jahren bestanden hätte, nur mit umgekehrten Vorzeichen. Mal abgesehen, dass die Klimaforschung heute nicht mehr viel mit der der 70er Jahre zu tun hat, soll das natürlich bedeuten: Gestern so und heute so.Lügen doch alle und das Klima ist unergründbar.
Wenn auch diese Philippika gegen das Schlechte im Menschen und im Klimaforscher insbesondere häufig zu hören ist (ältere Klimaskeptiker [und die meisten sind älter] behaupten dann gerne, sie könnten sich sogar persönlich ganz genau an den vermeintlichen Konsens der Klimaforschung in den 70er erinnern, was erstaunlich ist, denn ich kann mich nicht mal daran erinnern, wie der Sänger von Barclay James Harvest eigentlich hiess), ist sie FALSCH.
William Connolley (Stoat) und Tom Peterson und John Fleck haben mal genauer hingeschaut. Hier das Resultat ihrer Literaturstudie mit den heute schwer zu findenden Paper aus den 70er, welches gerade im Bulletin der American Meteorological Society veröffentlicht wurde.

Konsens sieht irgendwie anders aus.

Autor: Georg Hoffmann· 19.09.08 · 16:04 Uhr· 6 Kommentare

Arktische Erwärmung: Wieso, Weshalb, Warum?

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 1

Ob die kleinen Eisbären tatächlich schmelzen müssen, hängt natuerlich entscheidend davon ab, was die Ursache der momentanen arktischen Erwärmung ist. Seit 30 Jahren ist diese Erwärmung ungefähr zweimal so stark wie die Erwärmung der Nord-Hemisphäre als ganzes und gibt somit sicher das augenfälligste Beispiel, was passieren wird, wenn sich ganze Klimazonen verschieben oder verschwinden. Die arktische Erwärmung ist in der Tat nochmal stärker genau da wo Kontinent und arktischer Ozean aufeinandertreffen. Nun, da schnellt natürlich jeder Klimaforscher gleich nach vorne, schnippst mit den Fingern und ruft Eis-Albedo Feedback! Da wo die Treibhausgas-getriebene globale Erwärmung den Schnee schneller schmelzen und das Seeeis schneller verschwinden lässt, führt die veränderte Rückstrahlkraft oder auch Albedo eines blossen unbedeckten Tundrabodens oder eines offenen Arktischen Ozeans zu verstärkter Erwärmung. Unzählige Modellläufe zeigen genau diese Wichtigkeit des Albedo-Feedbacks für die nördlichen polaren Breiten und für die Verstärkung jeden globalen Klimawandels in polaren Breiten. So weit, so gut. Nur wie sieht es in der Welt da draussen aus?

Folgen der globalen Erwärmung: Titanic-Cover

Ein Team schwedischer Meteorologen hat sich dazu sogenannte Re-Analyse Daten angeschaut, in diesem Fall Re-Analysen des Zentrums für Mittelfristige Wettervorhersage in Reading (ECMWF) und veröffentlichte seine Resultate in Nature. Was genau sind Re-Analyse Daten? Eine schwierige Frage. Diese Daten werden von den groszen Vorhersagezentren wie dem ECMWF oder NCEP bereitgestellt. Was sie im Prinzip machen, ist, dass sie ihr aktuell "bestes" Vorhersagemodell nochmal laufen lassen, d.h. sie begeben sich in die Mitte der 50er Jahre, dem Zeitpunkt, ab dem genügend meteorologische Informationen für eine solche Rechnung bereitstehen und lassen das Vorhersagemodell nochmal loslaufen: diesmal aber nicht als Prognose, sondern als eine Simulation, die andauernd durch die tatsächlich beobachteten Messungen von Temperatur, Wind etc. auf die "rechte Bahn" gezwungen wird. Dieses Verfahren ist die eigentliche Kunst beim Erstellen eines Re-analyse Produkts. Es geht dabei um das richtige Mischen der physikalischen Konsistenz des Modells mit dem beobachteten Wetterverlauf.
Und wozu ist das gut, wenn doch das alles das Wetter von gestern ist? Nun, mehr und mehr Klimatologen, und so auch ich, interessieren sich für die klimatologische Interpretation dieser Re-analyse Daten. Was führte zur starken Erwärmung in Europa in den letzten Jahren? Wieviel Niederschlag fiel in den 80 im Nordatlantik? Solche und ähnliche Frage die allein mit den Beobachtungen schwer zu klären sind, werden an die Re-Analyse gestellt..
Doch es ist Vorsicht angebracht. Manche Modellparameter sind von Natur aus kleinskalig und im Detail von magerer Qualität (Niederschlag) und in manchen Gegenden gibt es schlicht keine Daten, die das Modell auf den "rechten Weg" zwingen würde.
Was nun haben Graversen und Kollegen bezüglich der Arktis gemacht? Sie schauten sich die Re-analyse Temperaturfelder an und kamen zu dem Schluss, dass die stärkste Erwärmung in der mittleren Troposhäre zu finden ist und eben nicht am Boden, da also wo gerade die Albedo-Feedbackprozesse ihr Unwesen treiben sollen. Diese Erwärmung in der Höhe brachten sie mit einem verstärkten Wärmetransport in die Arktis in Zusammenhang und schon könnte man denken, dass somit "nur" eine womöglich natürliche Zirkulationsänderung für die arktische Erwärmung der letzten 30 Jahre verantwortlich sei. In der Tat ist dem schon allein deshalb nicht so, weil selbstverständlich eine regionale Erwärmung stark durch Zirkulation beeinflusst sein und trotzdem durch die globale Erwärmung verursacht sein kann. Das ist überhaupt kein Widerspruch und in Graversens et al. Paper wird solch ein logischer Fehler auch nicht begangen (allerdings in Pressemitteilungen zu diesem Paper, etwa AFP oder New Scientist). Die Modelle simulieren durchaus einen verstärkten Wärmetransport in die Arktis. Ein Umstand, der hier in einem Post bei Realclimate herausgestrichen wurde. Trotzdem blieb das ûberraschende Resultat, dass die eigentlichen lokalen Feedbackprozesse in der schwedischen Studie als recht unwichtig dastanden.
In dieser Woche sind nun ganze drei Antworten zu der Graversen et al. Studie in Nature erschienen, die jede verschiedene Aspekte der Studie kritisieren. Die erste ist von Peter Thorne vom Met.Office in Reading. Er hält insbesondere die Qualität der Re-analyse Daten in der Arktis für unzureichend. Da, wo keine Daten vorliegen, läuft das Modell "frei" und ist nicht mehr unbedingt eine perfekte Wiedergabe der tatsächlichen Zirkulation in der Vergangenheit. Der chaotische Wetterverlauf lässt mehrere Lösungen zu und nichts zwingt das Modell auf die beobachtete Trajektorie. Thorne veranschaulicht das, indem er die Re-Analyse Temperaturen der mittleren Troposphäre mit den äquivalenten Satellitentemperaturen vergleicht. Je weiter man sich Richtung Pol und das heisst weg von den Wetterstationen und Radiosonden-Daten entfernt, umso stärker entfernt sich das Re-Analyse Modell von den Satelliten Beobachtungen. Ähnliches sagt auch Cecilia Bitz und Quiang Fu, die insbesondere darauf hinweisen, dass verstärkter Wärmetransport in die Arktis als Resultat eines intensivierten globalen Wasserzyklus einerseits erwartet wird, andererseits aber von der polaren Erwärmung selbst wieder abgeschwächt wird. Je mehr sich die Pole erwärmen, umso schwächer wird der Temperaturgradient von niederen zu hohen Breiten und umso geringer wird der meridionale Wärmetransport.

Grafik 1: Vergleich von Re-Analyse-Temperaturtrends mit Trends von Radiosonden in der Arktis. Aus Grant/Brönnimann/Heimberger 2008

Den schwersten Treffer aber landeten die Schweizer Atmosphärenphysiker um Stefan Brönnimann. Sie zeigten, dass die vorhandenen Radiosonden Daten tatsächlich eine stärkere Erwärmung am Boden im Einklang mit dem Albedo Feedback zeigten und dass selbst die Re-analyse Daten dort, wo sie durch Radiosonden Daten beeinflusst wurden (siehe Grafik 1), diese starke Bodenerwärmung zeigten. Ein Argument mehr dafür, dass das Signal des Graversen Paper ein Artefakt der Re-Analyse Daten sein könnte.
Die polare Verstärkung der globalen Erwärmung ist eine sehr robuste Eigenschaft der Modelle und es scheint mir schwer vorstellbar, wie dieses auch in vielen Paleo-Beobachtungen existierende Phänomen allein durch Zirkluationsänderungen unterhalten werden könnte ohne einen robusten lokalen Klimamechanismus, der die die ganze Sache am Leben hält. Die letzten Rekordjahre im Meereisschwund (2008 zeigt die zweitgeringste und 2007 die geringste je gemessene Meereisausdehnung in der Arktis) lassen vermuten, dass diese Fragen bald geklärt sein werden.

Autor: Georg Hoffmann· 18.09.08 · 13:31 Uhr· 1 Kommentar

Geologen denken positiv!

Kategorie: Politik

Aus meiner kleinen Reihe "Praktisch denken, Särge schenken" (siehe hier und hier) gibt es einen schönen Beitrag bei Spiegel Online (hier und hier das Video). Einmal mehr zeigen Ölfirmen und Erdöl-Geologen, dass sie weit mehr als man das gemeinhin so annehmen würde, vom Klimawandel felsenfest überzeugt sind. Es wird fleissig gekundschaftet in der Arktis.
Hier scheinen z.B. die Geologen sich tapfer der IPCC climate change Mafia entgegenzustemmen (wie immer allerdings bis auf diejenigen Geologen, die zum Thema Klima arbeiten). Trotzdem, ich frage mich, ob es nicht tatsächlich bei Ihnen einen gewissen Widerspruch zwischen öffentlich bekundeter Meinung und praktischer Handlung gibt. Aber nu ja, die gibts ja vielleicht bei jedem ein bisschen.

PS. Der Spiegel bekommt anscheinend gar nicht genug zu diesem Thema und hat gleich noch einen Bericht zu den zukünftigen wirtschaftlichen Perspektiven und zu erwartenden Kabbeleien der Arktis Anrainer veröffentlicht: Geopolitik am Nordpol.

Autor: Georg Hoffmann· 16.09.08 · 13:50 Uhr· 0 Kommentare

Ian Jolliffe zu Hockey Sticks und Climate Change

Kategorie: Naturwissenschaften

Ian Jolliffe ist emeritierter Statistik Professor der Universität Aberdeen und kam durch ein paar Postings in das Sperrfeuer des Klimakriegs um Manns hockey stick. Ich mach keine langen Einführungen, die meisten wissen worum es dabei geht. Ich mache auch keinen Hehl daraus, dass ich die Entscheidung des IPCC TAR Reports dem hockey stick so einen prominenten Platz einzuräumen für unglücklich halte und hielt. Der IPCC sollte immer das Gewicht auf die schon dutzendmal durchgekochten Resultate legen, an denen sich nichts wesentliches mehr ändern wird. Das heisst nicht, dass ich das allermeiste der Kritik am hockey stick teile, von vielen Aspekten habe ich so ohne weiteres aber schlicht keine Ahnung und es würde mich viel zu viel Zeit kosten, diese zu erlangen und etwas halbwegs interessantes zu diesem im Internet voellig abgegrasten Thema zu sagen. Ich bin auch nicht sicher, ob es sich denn ernsthaft lohnen würde bei einem nun mehr als 10 Jahre alten Paper.
Soweit so gut. Eines der Aspekte der Kritik an Manns hockey stick war die Verwendung sogenanter dezentrierter PCA (Principal Component Analysis, wobei zB Tamino auf Open Mind die Meinung vertritt, dass deren Verwendung ziemlich irrelevant für das Ergebnis ist und er mit anderen Zentrierungen das Gleiche Ergebnis bekommt, siehe hier und insbesondere hier) und da Jollife als Klimaoutsider und Statistikkoryphäe mal irgendetwas dazu gesagt hatte, kam er plötzlich als Kronzeuge vors Klimagericht. Hier die Diskussion bei ClimateAudit und hier die bei Open Mind. Er zog sich aber sehr britisch und sehr elegant aus der Affäre und ich mochte sein letztes abschliessendes und witziges Statement hier kurz bringen:

"Almost any decent statistical model-fitting will give the upward trend at the end of the series, but more importantly there are all the climate models, based mainly on physics rather than statistics, that provide convincing evidence of climate change and the reasons for it. As a statistician, on principle I don't believe anything is absolutely certain, but my view is that the chance of all the climate models having got things completely wrong and that by 2030 the Earth is cooler than in 1950 is of the same order of magnitude as the chance that the USA will decide that independence was a bad idea and ask to be taken back as a British colony by the same date. Not impossible, but I personally wouldn't bet on it."

So ist das wohl auch.

Autor: Georg Hoffmann· 15.09.08 · 09:23 Uhr· 0 Kommentare

Historische Gletscher-Variationen

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 5

Kai Möller hat hier nach historischen Gletschervariationen gefragt: "Gibt es so eine globale Abschätzung eigentlich auch für historische Zeiten (Mittelalter, Antike). Da gibt es natürlich kaum Beobachtungen, aber vielleicht hat ja mal wer indirekte Hinweise gesammelt?"

Die besten Datierungen werden zur Zeit durch Lychenometrie (Lychen oder Flechten wachsen auf Steinen, die zB die Moränen bilden) oder 14C Datierung von organischen Resten, die vom Gletscher freigegeben werden, erzielt. Wenn man solche und ähnliche Informationen aus aller Welt zusammenträgt, kommt man auf die folgende Abbildung aus dem IPCC AR4.

In hohen nördlichen Breiten gibt es zu Beginn des Holozäns Gletscherhöchststände. Die Sommereinstrahlung war zu dieser deutlich grösser als heute (Grössenordnung einige 10W/m2 grösser) auf Grund der Bahnbewegungen der Erde relativ zur Sonne. Für den Rest ist es schwer wirklich gemeinsame Gletschervorstösse oder -rückzüge zu finden. Die jetzige Entwicklung mit einem globalen Gletscherschwund von Alaska bis Patagonien, von Ostasien bis Kenia scheint (bei allen Einschränkungen bezüglich der Datenqualiät und Datierung) einzigartig. In den Worten des IPCC:

"Comparing the ongoing retreat of glaciers with the reconstruction of glacier variations during the Holocene, no period analogous to the present with a globally homogenous trend of retreating glaciers over centennial and shorter time scales could be identified in the past, although account must be taken of the large gaps in the data coverage on retreated glaciers in most regions." IPCC AR4 S.461

Autor: Georg Hoffmann· 13.09.08 · 15:07 Uhr· 5 Kommentare

Glacier Mass Balance Bulletin No.9

Kategorie: Naturwissenschaften  ·  Kommentare: 5

Ich habe in der letzten Woche vom World Glacier Monitoring Service (WGMS) den letzten ihrer jährlichen Bulletins erhalten. Das WGMS ist an der Universität Zürich (nicht ETH) untergebracht und wird von Professor Häberli und seinen Mitarbeitern, Martin Hölzle (jetzt Uni Fribourg) und Michael Zemp gepflegt. Ausserdem erschien gerade frisch (1.9.08) ein UNEP/WGMS Report, der die Arbeit des Messnetzes in den letzten Jahren sehr schön zusammenfasst.

Bild 1: Chamonix 1966 mit Blick auf das Mer de Glace, dem grössten Mont Blanc Gletscher.

Bild 2: Chamonix heute. Der Gletscher ist (soweit ich mich erinnere) aus dem Tal nicht mehr zu sehen. Während der kleinen Eiszeit ging der Gletscher noch deutlich tiefer ins Tal und bedrohte bereits einige Gebäude. Der Rückzug nach 1966 hat aber sicher nicht mehr viel mit dem Ende der kleinen EIszeit zu tun.

Gletcher sind im WGMS im Wesentlichen verstanden ohne die Gletscher der beiden grossen Eisschilde Grönlands und der Antarktis (tatsächlich ist immerhin ein Gletscher der Antarktischen Peninsula im Netztwerk enthalten). Selbst dann gibt es noch eine riesige Anzahl von Gletschern und nur ein kleiner Teil geht in das WGMS ein und ist wirklich so unter Beobachtung, dass er eine Berechnung der Massenbilanz der jeweiligen Gletscher erlauben würde. Die Etablierung der Massenbilanz eines Gletscher entspricht in der Praxis Volumen- oder Dickemessungen des Gletschers und ist natürlich eine arbeitsintensive Angelegenheit. Der Vorteil solcher Messungen liegt eben darin, dass die Massenbilanz immer eine relativ direkte Reaktion auf aktuelle Klimavariationen darstellt, die repräsentativ für eine ganze Region sind. Die Massenbilanz hängt selbstverständlich von der Differenz zwischen durch Niederschlag hinzugekommener Masse und der durch Sublimation (Verdampfung) und/oder Schmelzen verringerter Gletschermasse ab. Für Letzteres braucht der Gletscher Energie und so hängt letztlich die Gletscher-Massenbilanz von der zur Verfügung stehenden Energie ab, also typischerweise von der Strahlungsbilanz im solaren kurzweligen Spektralbereich, im langwelligen infraroten Spektralbereich, sowie von den sensiblen und latenten Wärmeflüssen. Diese Energiebilanz hat in der Tat eine räumlich weitreichende Bedeutung und es wurde gezeigt, dass man mit Massenbilanzmessungen Aussagen über ganze Regionen treffen kann. Allerdings kann man, das ist ja bei der Komplexität der verschiedenen Faktoren, die die regionale Energiebilanz bestimmen, nicht verwunderlich, nicht ohne weiteres den Einfluss eines einzigen Klimaparameters (also z.B die Lufttemperatur) herausfiltern. Ferner sind, wie man sich leicht vorstellen kann, Massenbilanzen eine aufwendige Angelegenheit, die auch erst seit 1946 praktiziert wird.
Hingegen sind die den Meisten bekannten Längenänderungen der Gletscher (die man z.B. auch durch Gemälde oder alte Photographien zurück in die Vergangenheit ausdehnen kann) eine zeitlich manchmal stark verschobene Reaktion auf Massenänderungen. Insbesondere das unterliegende Felsbett kontrolliert die Reaktionszeit eines Gletschers und kann manchmal zu stark verlangsamten und manchmal zu instantanen Reaktionen auf Klimadrifts führen. Alles was nun nicht durch Massenbilanz- und Längenmessungen erfasst ist, muss dann durch satellitäre Fernbeobachtung erledigt werden.
Ich habe hier einmal die Frage gestellt, wo es denn überhaupt noch vorstossende oder zumindest nicht zurückgehende Gletscher gibt. Das Bulletin gibt Antwort und natürlich lautet sie: "fast nirgendwo". Es gibt zwei Gruppen von Gletscher-Beobachtungen. 1) Basis Informationen zur Nettobilanz, Akkumulations-Fläche und Gleichgewichtslinie. Diese Basis-Informationen existieren für mehr als 1000 Gletscher weltweit wobei die längste Zeitserie 1720 startet. 2) Detaillierte Informationen gibt es zu 30 Referenz-Gletschern aus 9 verschiedenen Bergregionen, insgesamt sind 226 Massenbilanz-Zeitserien im WGMS Netz enthalten.
Suchen wir mal nach den "Ausnahmen": Vorstossende und/oder im Gleichgewicht befindliche Gletscher befinden sich im wesentlichen in zwei Regionen. Einige sehr maritime Gletscher in Norwegen, welche zwar auch eindeutig in einer Region liegen, die sich erwärmt, in der aber bisweilen starke Niederschläge jedes potentielle Abschmelzen kompensiert. Gewachsen sind in den Jahren 04/05 insbesondere der Engabreen und der Nigardsbreen Gletscher. Die Gesamtbilanz für Norwegen ist trotzdem negatif.

Bild 3 Briksdalsbreen, ein outlet Gletscher des Jostedalsbreen, in Norwegen im Laufe der letzten 20 Jahre. Ein niedrig gelegener (340Meter über Meeresniveau) dessen Massenbilanz stark vom Winterniederschlag bestimmt wird. Ein starkes Vorstossen des Gletschers in den 90er Jahren wurde in erster Linie durch die starken NAO bedingten Niederschläge begünstigt. Kaum schwank die NAO um und der Feuchtetransport stoppte, hastete der Briksdalsbreen wieder den Berg hinauf.

In Russland wuchsen insbesondere zwei Gletscher im Kaukasus Gebirge, Djankuat und Garabashi. Für alle 6 Gletscher des russischen Netzes gilt, dass sie deutlich an Masse in den letzten 30 Jahren verloren haben (zwischen 2 bis 6 Meter Netto Bilanz).
Tja und das war's leider mit den wachsenden Gletschern im WGMS. Alles andere schmilzt, überall. ZB in den USA mit fast 20 Gletschern die alle und ohne Ausnahme in beiden Jahren weiter an Masse verloren. Hier mal die Statistik aller im WGMS befindlichen Gletscher mit Massenbilanz.

Grafik 1 zeigt die Statistik zurückgehender und vorstossender Gletscher für die verschiedenen Regionen. Diese Grafik ist wie die folgenden dem exzellenten und reich bebilderten WGMS Report 2008 entnommen und sollen nur dazu dienen für diesen Report ein wenig Werbung zu machen. Unbedingt lesen.

Wieviel Gletscher-Masse ging denn jetzt weltweit ungefähr verloren? Grafik 2 zeigt den global gemittelten Trend, der einen Gesamtverlust von ca. 20 Metern Wasseräquivalent Eisdicke anzeigt (diese Angabe ergibt sich wenn mann das Gesamt-Gletschervolumen durch die Fläche teilt. So gibt der IPCC z.B. eine Gesamteisdicke aller Gletscher von 100M en), 20% des gesamten noch vorhandenen Gletschereises.

Grafik 2: Weltweiter Massenverlust aller im WGMS enhaltenen Gletscher, deren Massenbilanz regelmäessig bestimmt wird.

Man kann auch die Informationen des WGMS nach den verschiedenen Grossregionen aufteilen und kommt dann auf Grafik 3. Wieder wurde die mittlere Eisdicke der Gletscher aufgetragen, von denen Massenbilanzen vorliegen.

Grafik 3: Massenbilanz der WGMS Gletscher nach Regionen und Zeitabschnitten aufgeteilt.

Der Eisrückgang ist global, praktisch uniform (Ausnahme die WGMS Gletscher in Neuseeland) und von allen sicher vorhandenen Komplikationen mal abgesehen mindestens eine qualitative und völlig unabhängige Bestätigung der gemessenen Temperaturtrends. Von diesen an meteorologischen Stationen gemessenen Trends hört man ja immer wieder von Skeptiker Seite, sie seien das Artefakt von falsch und stadtnah aufgestellten Temperaturfühlern: Eine sehr unwahrscheinliche Erklärung angesichts des gleichzeitigen Gletscherrückgangs.

Weiter nützliche Links zu Gletschern:

Federation of Astronomical and Geophysical Data Analysis Services:
Global Land Ice Measurements from Space:
Global Terrestrial Network for Glaciers:
Global Climate Observing System:
Global Terrestrial Observing System:
International Association of Cryospheric Sciences:
United Nations Environment Programme:
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization:
US National Snow and Ice Data Center:
World Glacier Monitoring Service:
World Meteorological Organization:

Autor: Georg Hoffmann· 10.09.08 · 16:24 Uhr· 5 Kommentare