Essay zum Klimawandel

Lieber Leser,

zunächst einmal möchte ich mich prophylaktisch entschuldigen. Dieser Artikel wird recht lang werden. Das ist der komplexen Materie geschuldet. Er könnte Sie dennoch interessieren, insbesondere wenn Ihnen das Thema Klima sehr am Herzen liegt! Und wie könnte es das nicht, wird doch täglich in den Nachrichten die dramatische Lage betont, und dass man endlich handeln müsse. Und wie kann es auch Zweifel an der Dringlichkeit geben, scheinen doch alle Klimatologen dieser Welt im Chor die Dramatik zu betonen!

Ich möchte Sie einladen, noch einmal drei argumentative Schritte zurück zu machen, und zu den Ursprüngen der Klimadebatte zurückzukehren. Denn eigentlich geht diese Debatte schon zurück bis in die 70er. Allerdings machte man sich da – heute ganz unvorstellbar – noch Sorgen, dass demnächst eine neue Eiszeit ins Haus stünde. Nachdem sich die Temperaturen seit den 40ern deutlich abgekühlt hatten, schien es nur logisch zu sein, diesen Trend weiter zu extrapolieren.

Das Blatt wendete sich Ende der 80er, Anfang der 90er. Irgendjemand bemerkte, dass seit einigen Jahren die Temperatur langsam aber stetig zugenommen hatte. Man legte die Temperaturkurve seit Ende der 70er über die CO2-Kurve, gemessen auf dem Mauna Loa, zufällig auch seit Ende der 70er. Und das Ergebnis schien ganz eindeutig: CO2 und Temperatur gehen Hand in Hand, je mehr CO2 desto höher die Temperatur! Schnellstens mussten die Alarmglocken geläutet, das IPCC gegründet und mit Milliardenbudget versehen werden, um den drohenden Klimakollaps aus jeder Perspektive zu erforschen!

Natürlich werden Sie verwundert einwenden, dass diese scheinbare Korrelation doch nicht der einzige „Beweis“ für den menschengemachten Klimawandel sei, schließlich hätten tausende Wissenschaftler das doch alles genau untersucht, und es sei doch offensichtlich, wie sich das Klima die letzten Jahre auch in Deutschland nach eigener Beobachtung geändert hätte!

Das stimmt. Es ist in der Tat die letzten Jahre etwas wärmer geworden. Allerdings wurde es davor auch spürbar kälter. Allein ein Blick auf die Klimadaten des letzten Jahrhunderts genügt, um die Datengrundlage für die aktuelle Klimapolitik genauer hinterfragen zu müssen. Ich möchte Sie daher einladen, sich dem Thema noch einmal unvoreingenommen zu nähern, und es mit folgenden Perspektiven neu zu betrachten:

  • Rein physikalisch
  • Anhand astronomischer Messungen
  • Paläoklimatologisch
  • Mit meteorologischen Messdaten des letzten Jahrhunderts

Physikalische Betrachtung

In einfachen Worten nimmt das Klimamodell, welches dem anthropogenen Klimawandel zugrunde gelegt wird, die Atmosphäre als eine Art Bettdecke an, die umso dicker wäre, je mehr CO2 sie enthält. Je mehr CO2 sie enthielte, umso mehr Infrarotstrahlung würde zur Erde zurückreflektiert werden und diese erwärmen. Diese Theorie zum Treibhauseffekt stammt aus dem Jahre 1896 von Svante Arrhenius.

Rote Linie: Idealisierte Sonnenstrahlung
Rote Fläche: Auf der Erdoberfläche ankommende Sonnenstrahlung
Blaue Linie: Idealisierte Infrarotabstrahlung der Erde
Blaue Fläche: Durch die Atmosphäre hindurch direkt ins Weltall abgestrahltes Spektrum
Einstrahlung und Abstrahlung befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht.
Quelle: Wikipedia

Die Sache stellt sich jedoch etwas anders dar, als von Arrhenius angenommen. Zunächst ist festzustellen, dass der Großteil der Infrarotstrahlung in der Atmosphäre sehr schnell absorbiert wird. Und zwar nicht nur von CO2, sondern insbesondere von Wasserdampf, welcher ein viel breitbandigerer Absorber von Infrarotstrahlung ist als CO2. Die Infrarotstrahlung wird absorbiert und thermalisiert. Das heißt, Infrarotstrahlung von der Erde wird bereits tief in der unteren Atmosphäre in eine Lufterwärmung umgesetzt. Wie aus der Grafik ersichtlich, wird insbesondere das Spektralband, in dem CO2 absorbiert, bereits mit den heute üblichen CO2-Werten vollständig in der Atmosphäre absorbiert. Eine weitere Zunahme von CO2 hat keinerlei erwähnenswerten Effekt auf das von der Erde abgestrahlte Spektrum. Noch nicht einmal, wenn sich der CO2-Wert vervielfachen würde!

Zudem passiert der Temperaturtransport durch die Atmosphäre überwiegend durch Konvektion, also durch die vertikale Bewegung von Luftmassen. Dieser Temperaturtransport ist völlig unabhängig von der Zusammensetzung der Gase in der Atmosphäre. Dies wird besonders deutlich, wenn man die Erde von außen im Infrarotspektrum betrachtet, wie in diesem durch die Wettersatelliten GOES-13 und GOES-15 aufgenommenen Zeitrafferfilm bei einer Wellenlänge von 6,5µm.

Quelle: NASA / James Tyrwhitt-Drake

Auf solchen und ähnlichen Infrarotbildern lässt sich die Kontur von Ozeanen, Landflächen oder urbanen Zentren kaum mehr erkennen, weil die meiste Infrarotstrahlung die Atmosphäre nicht einfach durchdringt, sondern vielmehr der überwiegende Teil der Strahlung erst in den obersten Schichten der Atmosphäre nach außen ins Weltall abgestrahlt wird. Der Temperaturtransport durch Konvektion wird hierbei eindrücklich abgebildet.

Je dicker die Atmosphäre, desto größer ist das Temperaturgefälle innerhalb der Atmosphäre. Sofern die Atmosphäre also auch nur kleine Anteile von Treibhausgasen enthält, und die Infrarotstrahlung damit nicht ungebremst die Erde verlässt, hängt die Isolationswirkung primär von der Dicke und Dichte der Atmosphäre ab, aber nicht nennenswert von der Zusammensetzung.

Astronomische Messungen

Physikalische Theorien und Behauptungen sollten selbstverständlich durch Messungen oder Experimente untermauert werden. Simulationen am Computer sind dafür ungenügend, denn wenn die zugrunde liegenden mathematischen Modelle falsch sind, kann auch die Simulation keine brauchbaren Ergebnisse liefern. Die aktuelle Klimaforschung hat sich leider ganz besonders auf solche Modellierungen verlegt, schafft es dabei jedoch noch nicht einmal, den Klimaverlauf der letzten Jahrzehnte reproduzieren zu können.

Experimente sind bei der Größe der Erdatmosphäre naturgemäß schwierig. Jedoch liefern diverse Planeten und Monde mit Atmosphäre innerhalb unseres Sonnensystems einige bemerkenswerte Messpunkte. Betrachtet man die Venus, die Erde, den Mars und die Monde Titan und Triton im Vergleich, stellt man fest, dass nur zwei Parameter notwendig sind, um die mittlere Oberflächentemperatur mit großer Genauigkeit zu bestimmen: Die Sonneneinstrahlung, also die Distanz zur Sonne, und die Dichte der jeweiligen Atmosphäre. Die Zusammensetzung der jeweiligen Atmosphären ist zwar von Himmelskörper zu Himmelskörper höchst unterschiedlich, sie erweist sich aber als vernachlässigbar für die Berechnung der Oberflächentemperatur der jeweiligen Himmelskörper, wie von Nikolov und Zeller eindrücklich demonstriert wurde:

P: Oberflächendruck; Pr: Referenzdruck 611,73 Pa
TS: Oberflächentemperatur; Tna: Theoretische Oberflächentemperatur ohne Atmosphäre

Für alle betrachteten Himmelskörper lässt sich das Verhältnis von Oberflächentemperatur zur hypothetischen Temperatur ohne Atmosphäre (also rein in Abhängigkeit von der Entfernung zur Sonne) als Funktion des normierten Atmosphärendrucks darstellen. Dies untermauert die Hypothese, dass die Isolationswirkung einer Atmosphäre, insbesondere auch die der Erde, in weiten Bereichen unabhängig von der Gasmischung ist. Dies schließt auch diverse postulierte Kipppunkte aus. Wenn man von einem primären Temperaturtransport durch Konvektion durch die Atmosphäre ausgeht, ist dieses Ergebnis nicht überraschend.

Klimageschichte

Innerhalb der langen Klimageschichte der Erde lässt sich nirgends eine langfristige Korrelation von erhöhtem CO2-Gehalt zu erhöhter Temperatur belegen. Geht man sehr weit in der Erdgeschichte zurück, findet man Zeiten mit geradezu obszön hohen CO2-Werten, während die Temperatur davon unbeeindruckt mal weit höher, mal etwa auf heutigem Niveau lag. Wäre CO2 ein solcher Temperaturtreiber wie vielfach angenommen, hätte sich die Erde prähistorisch niemals so stark abkühlen dürfen, insbesondere bei gleichzeitig steigenden CO2-Werten.

Tatsächlich lässt sich auf kürzeren Zeitskalen von Jahrzehnten und Jahrhunderten genau die umgekehrte Kausalität beobachten. In unseren Ozeanen sind große Mengen von CO2 gespeichert. Die Löslichkeit von CO2 in Wasser ist umso größer, desto kälter es ist. Erwärmen sich die Ozeane, wird CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. Kühlen sie sich ab, wird CO2 aus der Atmosphäre absorbiert. In Eiskerndaten ist dieser Zusammenhang zu beobachten. Dort sind Proxydaten für Temperatur und CO2 teils über hunderttausende von Jahren zurück messbar. Was sich zeigt ist, dass die CO2-Kurve der Temperaturkurve mit einiger Verzögerung folgt. Die CO2-Kurve wird also durch die Temperatur getrieben, nicht anders herum!

An dieser Stelle sei auch daran erinnert, dass erdgeschichtliche Phasen mit höherer Mitteltemperatur als heute jeweils gute Zeiten für Flora, Fauna und auch die Menschheit waren. Eine höhere Temperatur führt zu mehr Verdampfung und Niederschlag und zusammen mit mehr verfügbarem CO2 sind das paradiesische Verhältnisse für Pflanzenwachstum. Zu solchen Zeiten gab es keine Wüsten, sondern weltweite Urwälder.

Zuwachs der Vegetation weltweit seit 1982
Quelle: Boston University / R. Myneni

Auch in der jüngeren Geschichte der Menschheit haben sich Warmzeiten deutlich bemerkbar gemacht. Beispielsweise wurde zur mittelalterlichen Warmzeit in Schottland Wein angebaut, und Grönland konnte durch die Wikinger besiedelt werden. In der Warmzeit bis vor 6000 Jahren war die Sahara noch eine grüne Savanne. Vor einer Erwärmung braucht man sich also kaum fürchten!

Das letzte Jahrhundert

Es stellt sich berechtigt die Frage, woher denn all der Klimaalarmismus befördert wird, wenn das CO2 doch keinen nennenswerten Effekt auf das Klima haben soll. Hierzu lohnt sich ein Blick auf die bisherige Geschichte der Klimatologie.

Seit rund hundert Jahren, je nach Weltgegend mal länger, mal kürzer, betreibt die Menschheit systematische Aufzeichnungen über das Wetter. Die Daten von hunderten Messstationen weltweit werden vom Global Historical Climatology Network gesammelt. Jedoch ergibt sich aus einem losen Netz von Messreihen einzelner Stationen noch kein vollständiges Bild, aus dem man einfach einen Mittelwert errechnen könnte. Zudem existierten auch bis Mitte des Jahrhunderts eklatante Lücken, gerade bei den Ozeantemperaturen.

Man versucht mit speziellen Modellen den globalen Temperaturverlauf zu ermitteln, jedoch verbleiben dabei gerade zu Anfang des Jahrhunderts gewaltige Unsicherheiten. Insbesondere bieten diese Berechnungen auch enormen Spielraum für willkürliche nachträgliche Anpassungen, wie hier im Vergleich gut zu sehen:

Während die NASA 1999 noch keine nennenswerte Erwärmung gegenüber 1880 ausmachen konnte, war es 20 Jahre später schon fast ein ganzes Grad – in den gleichen Daten!

Wie kann es zu solch divergierender Interpretation von historischen Daten kommen? Kurz gesagt, man behauptet, man wäre vor 100 Jahren zu dumm zum korrekten Messen der Temperatur gewesen und erfindet passende „Korrekturfaktoren“ für diese unbelegte, frei erfundene Unzulänglichkeit. Für die Interessierten, eines der Stichworte dazu lautet Time-of-Observation-Bias.

Abweichung der GHCN Temperatur-Rohdaten zu den daraus berechneten „finalen“ Daten

Während zweifelhafte Effekte wie der erwähnte Bias hinein gerechnet werden, werden Effekte wie die zunehmende Urbanisierung, welche für wärmere Stationsdaten bei fortschreitender Asphaltierung und Bebauung kompensiert, oder das Wegfallen von höher oder Pol-näher gelegenen, kühleren Stationen, nicht kompensiert.

Man rechnet die Vergangenheit also künstlich kälter, die Gegenwart wärmer. Die Geschichte dieser Ungenauigkeiten und Manipulationen ist lang. Der vor einiger Zeit bekannt gewordene Climategate-Skandal, bei dem E-Mails auftauchten in denen Wissenschaftler unter anderem solche Datenmanipulationen verabredeten, ist nur die Spitze des Eisberges.

Rot: REMSS Satellitendaten
Blau: UAH Satellitendaten
Grün: NASA GISS abgeleitete Temperaturdaten
Moderne Messtechnik mit Satelliten schützt nicht vor Manipulationen. Die abgeleitete GISS Temperaturkurve liegt deutlich über denjenigen, die aus rohen Satellitendaten berechnet werden.

Bei den Modellrechnungen der Prognosen ist man ebenso wenig zimperlich. 2014 wurden Klimatologen im Rahmen des World Climate Research Programs zu ihrem Vorgehen bei der Klimamodellierung befragt. 96% gaben an, ihre Modelle an der ein oder anderen Stelle zu „tunen“, und ganze 83% gaben an, dieses Vorgehen auch für völlig gerechtfertigt zu halten. Das darf man ganz getreu dem Motto verstehen, was nicht passt wird passend gemacht.

Was sich hier zeigt ist, dass man einer Wissenschaft nicht mehr trauen kann, wenn sie zu einem Instrument politischen Handelns geworden und mit Milliardenbeträgen korrumpiert wurde. Die Klimatologie ist ein trauriges Paradebeispiel dafür!

Fazit

Natürlich könnte man noch viele Themen anschneiden. Meeresspiegel, Eisbedeckung, Dürren, Waldbrände, Stürme, … Ohne hier ins Detail gehen zu wollen – das würde den Rahmen dieses Artikels endgültig sprengen – wir können beruhigt schlafen! Was wir die letzten 20 Jahre erlebt haben war eine milde Erwärmung verursacht durch Sonnen- und Ozeanzyklen. Die Maxima dieser Zyklen liegen bereits hinter uns, es stehen also voraussichtlich wieder kühlere Jahre an. Weder werden Inseln verschwinden, noch die Polkappen abschmelzen.

Das vielgescholtene CO2 hat bestenfalls marginalen Einfluss auf das Erdklima, und der Mensch hat nur marginalen Einfluss auf den weltweiten CO2-Gehalt der Atmosphäre. Eine Erwärmung und CO2-Zunahme würde sich überwiegend positiv auf Pflanzenwachstum und die Lebensverhältnisse auf der Erde auswirken. Und selbst wenn dem nicht so wäre: Die besten Möglichkeiten, sich gegen Umwelteinflüsse zu schützen, bietet eine funktionierende Industriegesellschaft! Dabei ist egal, ob die Umwelteinflüsse hausgemacht oder natürlichen Ursprungs sind.

Die hektische „Klimapolitik“, weltweit und gerade auch in Deutschland, ist in diesem Lichte nur noch als irrwitzig zu bezeichnen. Sie führt zu nichts außer Armut und wird von Politikern permanent als Vorwand für neue Steuern und Vorschriften missbraucht.

Bitte beachten Sie auch, dass Umweltpolitik nicht mit Klimapolitik verwechselt werden sollte! Gerade im Namen der Klimapolitik werden häufig desaströse Entscheidungen gegen die Umwelt getroffen werden wie beispielsweise Rodungen von Wäldern für Windkraftanlagen oder beim Lithiumabbau.

Es ist höchste Zeit, die Klimahysterie zu beenden!