Eli Rabett· 27.10.08 · 03:54 Uhr

Laser Induced Fluorescence erlaubt ein direkt Messung von OH

 Georg Hoffmann· 27.10.08 · 09:53 Uhr

Eli, ist das auch genuegend repraesentativ? Ich hatte das so verstanden, dass das gesamte oxydierende (OH) Potential der Atmosphaere nur indirekt bestimmt werden kann.

 adenosine· 27.10.08 · 13:56 Uhr

Ist es nicht eher so, dass sich die Methanproduktion wegen der kurzen Halbwertszeit bereits im Gleichgewicht mit der Menge, die zerfällt, befindet und deshalb die Konzentration stagniert? Das Potenzial einer weiteren Steigung ist doch eher moderat, wahrscheinlich nur +20%, wie der voraussichtlich weitere Anstieg der Weltbevölkerung.

 for4zim· 27.10.08 · 15:21 Uhr

OH-Radikale sind so kurzlebig, daß die in-situ-Messung wenig Informationen für den globalen Zustand gibt. Die erste Methode, die zuverlässig gute Ergebnisse für solche Messungen gab, war Laser-Langpfadspektroskopie LPA - Laserstrahl wird über mehrere Kilometer durch die Luft geschickt, dann die bekannten Absorptionen in dem betrachteten Spektrum angepasst und die OH-Konzentration herausgeholt. Nach Anfangsschwierigkeiten bei der Auswertung von Meßkampagnen konnte dann auch gezeigt werden, daß die Messungen von Modellrechnungen reproduziert werden können (Poppe, Zimmermann, et al. Comparison of measured OH concentration with model calculations, JGR, 99, 16633, (1994) oder meine Dissertation J.Zimmermann, Untersuchungen zur Validierung eines chemischen Reaktionssystems der Troposphäre, 1993). Den Lichtweg kann man natürlich auch viele Male falten - das wird inzwischen angewendet. LIF geht auch, war aber, als ich das noch beobachtete, für HO2 wichtiger. Alternativ geht auch OH +S*O2 (S* radioaktives Isotop) -> -> H2S*O4 und dann Massenspektrometrische Bestimmung. Die Methode wurde von Berresheim für längerfristige Messungen am Hohenpeißenberg beim DWD genutzt, aber inzwischen sitzt er woanders und ich müßte mich erst schlau machen, wie der Status der Messungen beim DWD jetzt ist.

Global gibt es nur zwei Möglichkeiten, die OH-Konzentration zu bestimmen:
die wichtigsten anderen Spurengase messen oder modellieren und dann OH in der steady-state-Näherung berechnen. Oder einen Tracer wählen, dessen Quellen man gut kennt, der schlecht deponiert oder sich in Wasser löst und chemisch praktisch nur durch OH abgebaut wird und das relativ langsam. Dafür ist Methylchloroform das Mittel der Wahl. Als ich das mal beobachtet hatte, publizierten Prinn und seine Kollegen am MIT bzw. Harvard regelmäßig dazu und der Trend war bei OH nahezu flach, aber eher noch ansteigend, wie man auch aufgrund steigender NOx-Konzentrationen global erwarten würde. Die OH-Konzentration wird durch die Rezyklierung von HO2 (+NO) und andere Peroxide und den quadratischen Verlustterm über HO2 bei niedrigem NOx relativ stabil gehalten, deshalb sehe ich auch nicht, daß Änderungen der OH-Konzentrationen ein dominanter Term sein könnte, um Variationen bei Methan zu erklären. Ich denke, bei Methan sieht man wirklich vor allem Änderungen der Quellen, z.B. den Status der Öl- und Gasindustrie in Rußland.

Aufgrund der langen Lebensdauer von Methan bezüglich Abbau durch CH4 (bei 10^6 cm-3 im Bereich von 7 Jahren) dauert es recht lange, bis bei Quellstärkenänderungen ein stationärer Zustand bei Methan bezüglich des chemischen Abbaus erreicht wird. Eine obere Grenze für den weiteren Anstieg sehe ich von der Seite nicht, da müssen schon die Quellen begrenzt werden.

 Georg Hoffmann· 27.10.08 · 15:24 Uhr

@adenosine
"Ist es nicht eher so, dass sich die Methanproduktion wegen der kurzen Halbwertszeit bereits im Gleichgewicht mit der Menge, die zerfällt, befindet und deshalb die Konzentration stagniert?"
Na das ist ja gerade die Definition eines Gleichgewichts und offensichtlich waren Quellen und Senken fuer 10 Jahren relativ gut im Gleichgewicht.
"Das Potenzial einer weiteren Steigung ist doch eher moderat, wahrscheinlich nur +20%"
Gibt es dazu ein Zitat?

 Georg Hoffmann· 27.10.08 · 15:28 Uhr

@Joerg
Danke. Das ist mal was zum Verdauen. Eines Tages werde ich noch Chemie verstehen. Gruesze

 adenosine· 27.10.08 · 16:00 Uhr

@Georg Hoffman: Na ja geschätzt, da die Weltbevölkerung noch in diesem Jahrhundert (wikipedia) möglicherweise ihren Peak mit ca. 9 Milliarden überschreiten wird. Da unser Anteil am Methan (ca. 70%) überwiegend aus Ackerbau und Viehzucht stammt, ist es naheliegend, dass sich dieser Anteil proportional mit der Bevölkerung entwickelt. Viehzucht wird dabei eher noch zugunsten des Ackerbaus reduziert werden müssen, da die Fläche nun mal begrenzt ist.

 Eli Rabett· 27.10.08 · 22:10 Uhr

FAGE Messungen in Flugzuegen kann OH in weit Bereichen messen
http://scholar.google.com/scholar?as_q=OH+FAGE&num=10&btnG=Search+Scholar&as_epq=&as_oq=&as_eq=&as_occt=any&as_sauthors=D+Heard&as_publication=&as_ylo=&as_yhi=&as_allsubj=all&hl=en&lr=

 for4zim· 28.10.08 · 08:29 Uhr

OK, LIF kannte ich bisher nur für die Messung von Peroxiden. FAGE hatte ich mir nicht mehr näher angeschaut. Vielleicht bin ich voreingenommen, weil in Deutschland viel mit DOAS (LPA) gearbeitet wurde, aber sauber durchgeführt ist es für mich die Methode der Wahl. Egal aber, ob man an einem Ort über lange Zeit mißt (DWD am Hohenpeißenberg) oder mit FAGE in der Luft über große Gebiete, die kurze Lebensdauer von OH (gekoppelt mit HO2 ca. 1 Minute) und der starke Tagesgang machen es schwer, globale Aussagen daraus abzuleiten.

Ich muß mich noch korrigieren bezüglich der massenspektrometrischen Methode: der Schwefel ist nicht radioaktiv, es handelt sich nur um das nicht natürlich vorkommende schwere S-34-Isotop. Es gibt eine andere Methode, die mit radioaktiven Substanzen arbeitet, die an der Washington State University entwickelt wurde, aber nie einen richtigen Durchbruch hatte, weil die Geburtsfehler nie beseitigt wurden: OH+C*O+O2-> ->C*O2+HO2 mit C*=C14. Der radioaktive Kohlenstoff wurde dann gezählt. Leider sehr von Störungen geplagt und zu aufwendig, aber Anfang der 80er Jahre hätte man damit viel machen können.

Ich nehme mir in nächster Zeit diesen Artikel vor: http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/chreay/2003/103/i12/abs/cr020522s.html
Wenn man einen Überblick über die aktuell gängigen Methoden haben will, scheint der mir nach erstem Überfliegen ein guter Anfangspunkt.

Methan-Quellen: Es sind noch nicht alle gut unter Kontrolle. Über mikrobiellen Abbau organischer Substanzen im Boden wird jetzt mit dem Auftauen von Permafrost viel geredet, das könnte nach oben schwer einzugrenzen sein. Kohleabbau ist eine Methanquelle genauso wie die Erdölförderung und Leckagen an Gasleitungen. Reisfelder werden schon eher nach oben begrenzt sein, aber das Halten von Rindern und Schafen hängt erheblich davon ab, wie viele Menschen sich Rindfleisch leisten können. Wenn Chinesen meinen, daß nicht mehr Schweinefleisch sondern Rindfleisch zu essen ein Zeichen von Wohlstand ist, könnte die globale Zahl der Rinder noch mal gewaltig nach oben gehen. Methan nicht mehr steigen zu lassen, kann uns Zeit schaffen beim Klimawandel, aber im Moment besorgt mich eher, daß die Emissionen nun wieder steigen und dieser Trend hartnäckig sein könnte.

 Müller· 29.10.08 · 15:00 Uhr

@Hoffmann

"Ob der Anstieg der Emissionen anthropogener Natur ist oder ob sich ähnlich wie 1998 der 2007 noch aktive El Niño da eingemischt hat, kann man aus diesen Messungen hingegen nicht so ohne weiteres entnehmen."

Der richtige Gedanke. Warten wir mal 1/2-1 Jahr ab.

 Müller· 29.10.08 · 18:13 Uhr

@Hoffmann

Ich möchte auch mein Befremden darüber ausdrücken, aus wenigen Monaten einen Methantrend ableiten zu wollen. Der Methantrend, der sich aus den letzten ca. 10 Jahren ableiten läßt, liegt bei etwa 0. Wenn ich mir weiterhin die Zeitreihe anschaue, bemerke ich eine starke Varianz in den Daten. Ich brauche also mindestens einige Jahre, damit der Trend überhaupt das Rauschen übersteigen kann. Selbst dann besteht noch eine Wahrscheinlichkeit dafür, daß eine besonders starke Fluktuation den Trend verdeckt. Was also kann der Antrieb dafür sein, sich ausgerechnet 1 Jahr für die Suche nach einem Klimatrend auszuwählen, als der sehr verzweifelte Wunsch, einen Anstieg entgegen dem aktuellen Stand des Wissens festzustellen?

 Müller· 29.10.08 · 18:17 Uhr

P.S.

Klimatologische Trends bestimmt man üblicherweise über 30 Jahre, weil erst dann das Signal deutlich stärker wird als das Rauschen. Kürzere Zeiträume erfordern, daß man gewissenhaft analysiert, ob festgestellte Trends signifikant sind. Die oben für wenige Monate behaupteten Trends sind nicht signifikant, was sofort klar wird, wenn man sich die Konfidenzintervalle der linearen Regressionen anschaut.

 Georg Hoffmann· 30.10.08 · 07:49 Uhr

@Mueller
"Ich möchte auch mein Befremden darüber ausdrücken, aus wenigen Monaten einen Methantrend ableiten zu wollen."
Immer nur zu. Druecke ihn nur aus.
"Klimatologische Trends bestimmt man üblicherweise über 30 Jahre, weil erst dann das Signal deutlich stärker wird als das Rauschen."
Mal abgesehen, dass es witzig ist, dass das jemand schreibt dessen Webseite aus nichts anderem besteht als Wettermeldungen, die angeblich dem Erwaermungstrend widerspraechen, handelt es sich hier nicht um klimatologische Trends. Deutlich ueber die Haelfte der Quellen von Methan (und ein Teil der Senken) sind anthropogen. Und so wird auch beim Methan genau wie beim CO2 laufend nachgeschaut, wie sich die Emissionen Jahr fuer Jahr veraendern.
Im Rahmen von Kyoto und aehnlichen Protokollen muessen die Emissionen aller Unterzeichnerlaender laufend ueberprueft werden. Das kann man eben machen, indem man die aktuellen CO2/CH4 etc Messungen nimmt und dann eine Inversionsrechnung bzgl der Quellen durchfuehrt. Insofern handelt es sich bei dem Rigby Paper um einen ganz normalen Update. Hier mehr Informationen
MIT News:http://web.mit.edu/newsoffice/2008/methane-tt1029.html
und in den MIT Tech Talk:http://web.mit.edu/newsoffice/2008/techtalk53-7.pdf

 Müller· 30.10.08 · 10:42 Uhr

@Hoffmann

"...handelt es sich hier nicht um klimatologische Trends."

Dann handelt es sich im Umkehrschluß bei der Temperatur auch um keinen klimatologischen Trend, da vom AGW angetrieben?

Diese Behauptung werden Sie nicht belegen können. Es wäre nämlich sehr unwissenschaftlich, sich nur die Monate/Jahre herauszupicken, die zufällig die eigene Hypothese bestätigen.

Aber 1 Jahr ist für irgendeine Trendaussage viel zu kurz. Sie können das selbst feststellen (und ich empfehle es auch aus didaktischen Gründen), indem sie die Konfidenzintervalle zu einer Geradensteigung bestimmen. Sie werden feststellen, daß diese positive Steigungen mit einschließen.

 Georg Hoffmann· 30.10.08 · 20:14 Uhr

Au Mann, Mueller
hast du einen Volkshochschulkurs: Wie druecke ich mich gewaehlt aus belegt? "im Umkehrschluss" hui.
Nochmal zur Sache (die wieder deprimierend einfach ist):
1) Methan hat ueberwiegend anthropogene Quellen (der Autor der obigen Studie spekuliert in den MIT Info Blaettchen, was ich oben verlinkte und was du hoffentlich gelesen hast, ueber zusaetzliche natuerliche sibirische Quellen). So oder so, es ist keine klimatologische Groesze und hat so der so keine "klimatologischen Trends". Wenn in den letzten 150 Jahren das Methan sich mehr als verdoppelt hat, seit 10 Jahren stagniert und jetzt gerade wieder ein bisschen nach oben wackelt, dann gibt es nicht den geringsten Grund , irgendwo einen Trend oder irgendwelche Konfidenzintervalle durchlegen zu wollen. Eine Methanbilanz ist eine Methanbilanz ist eine Methanbilanz.
2) Der Rest ist wieder mal reine Einbildung. "Es wäre nämlich sehr unwissenschaftlich, sich nur die Monate/Jahre herauszupicken, die zufällig die eigene Hypothese bestätigen." Welche Hypothese? Es wird hier ueberhaupt keine Hypothese vertreten ueber das Berichten der Daten der letzten 10 Jahre und ihrer moeglichen Ursachen hinaus. Ich moechte echt mal wissen, was du da eigentlich liest.

 Müller· 30.10.08 · 22:58 Uhr

@Hoffmann

Wenn man einen Trend berechnet hat, kann man durchaus Aussagen dazu machen, ob weitere Jahre, die dazu kommen, statistisch in diesem Trend liegen oder ihn verlassen. Sie können aber nicht NUR diese neuen Monate/Jahre nehmen und aus ihnen mit der gleichen Konfidenz einen neuen Trend berechnen, wie das hier oben getan wird. Denn dann nehmen sie eine wesentlich kleinere Stichprobe, bei der die Varianz den Trend weitaus übersteigt.

Eine andere Frage ist, ab wann Trends in der Zeitreihe von Anomalien, egal auf was bezogen, signifikant sind. Das kann man NUR durch Berechnung des Konfidenzintervalls feststellen. Man kann aber einen ERFAHRUNGSWERT heranziehen, den Leute aufgestellt haben, die sich professionell mit solchen Fragen beschäftigen. Das sind die genannten 30 Jahre. Im Einzelfall kann man auch über kürzere Zeiträume statistisch signifikante Trends feststellen, aber eben nicht über 1 Jahr oder die letzten Monate.

Sie demonstrieren eigentlich nur, daß man durch Auswahl der Beobachtungszeiträume zu verschiedenen Trends kommen kann. Erst der Blick auf die Fehler dieser Aussagen zeigt dann, wie signifikant der Trend ist. Der zweite Punkt ist, daß Klimaänderungen nicht monokausal sind.

Daß Sie gleichzeitig ins persönliche Abgleiten ist bedauerlich und verbessert Ihre Argumentation nicht im geringsten.

Ihre ganze Argumentation hängt an der Signifikanz der von Ihnen behaupteten Trends. Diese Signifikanz zu bestimmen, weigern Sie sich. Der Grund dafür ist möglicherweise, daß Sie sehr wohl wissen, daß die von Ihnen behaupteten Trends statistisch nicht signifikant sind. Ihre ganze Argumentation hängt daran und fällt damit zusammen. Sollten Sie ehrlich davon überzeugt sein, daß Sie recht haben, dann empfehle ich dringend, daß Sie die Konfidenzintervalle Ihrer Trendparameter bestimmen. Das würde Sie auch fachlich weiter bringen.

 Georg Hoffmann· 31.10.08 · 00:49 Uhr

@Mueller
Ich hab keine Ahnung mit wem du eigentlich redest. Ich habe nichts von all dem behauptet (noch das Gegenteil) noch haben es die Autoren der Studie.
Du must gestern zum Geburtstag ein Statistik fuer Anfaenger Buch geschenkt bekommen haben. Mach du man. Das kann nie schaden. Ich wuerde dein neues Wissen vielleicht mal auf eine klimatologische Groesze anwenden. Dann wird das ganze sicher irgendwann einen Sinn ergeben.
Lies dir das Paper durch und die Kommentare der Autoren.

 Georg Hoffmann· 31.10.08 · 01:12 Uhr

@all
Immer wenn man denkt es geht nicht mehr eigenartiger (s. Mueller), kommt es noch dicker. Dieses Post zum gleichen Methan Artikel auf der Webseite des notorisch eigenartigen Herrn Watts haut dem Fass den Boden aus:
"MIT scientists baffled by global warming theory, contradicts scientific data "
http://wattsupwiththat.com/2008/10/30/mit-scientists-baffled-by-global-warming-theory-contradicts-scientific-data/

Gibt es eigentlich eine feste Vereinbarung unter Klimaskeptikern auf keinen Fall die Artikel, die man kommentiert, auch zu lesen?

 Müller· 31.10.08 · 12:49 Uhr

@Hoffmann

"Immer wenn man denkt es geht nicht mehr eigenartiger (s. Mueller), kommt es noch dicker. "

Nun, meine Kommentare waren im wesendlichen Zitate von AGW-Anhänger(n). Ist nicht auf meinen Mist gewachsen, dir aber leider nicht aufgefallen.

In Sachen Kurzzeit-Trends wird immer „Wetter“ von den AGW-Anhängern geschrieen und jetzt kommt du mit „Aktuelle Methan Trends“ um die Ecke, über die schon im April berichtet wurde.

http://www.noaanews.noaa.gov/stories2008/20080423_methane.html

Deine "Trends" (Abbildungen) sind auch nicht grade neu, sondern reichen nur bis März/April 2008.

 Georg Hoffmann· 31.10.08 · 12:58 Uhr

Mueller
vergiss einfach das Wort "Trends". Umgangsprachlich ist es voellig ok, wissenschaftlich wollte ich weder statistisch signifikante linear Regression sagen, noch glaube ich, dass bei einem zu grossen Teil anthropogen emittierten Gas das irgend einen Sinn ergeben wuerde.
Ein Gas ist keine Klimavariable und deine Kommentare sind dermassen neben der Kapp, dass einem Angst un Bange wird.
Das Thema ist die globale Bilanz eines Gases, welches deutlich schwieriger in den Griff zu bekommen ist als etwa das CO2. In meinen kuehnsten Traeumen kann ich mir nicht vorstellen, was ein irgendwie signifikanter Trend ueber welchen Zeitraum auch immer da gross weiterhelfen wuerde. Dass irgendetwas nicht auf deinen Mist gewachsen ist, ist eine Selbstverstaendlichkeit und ein in Press befindliches Paper ist fuer mich in dieser schnelllebigen Welt allemal noch aktuell genug, um darueber zu berichten.

 Müller· 31.10.08 · 18:38 Uhr

"Das Thema ist die globale Bilanz eines Gases, welches deutlich schwieriger in den Griff zu bekommen ist als etwa das CO2. In meinen kuehnsten Traeumen kann ich mir nicht vorstellen, was ein irgendwie signifikanter Trend ueber welchen Zeitraum auch immer da gross weiterhelfen wuerde."

http://williamcalvin.com/BrainForAllSeasons/img/VostokMethaneCO2bw.jpg