Alfred-Wegener-Institut: Glazial-/Interglazialänderungen der CO2-Konzentration primär von der Temperatur kontrolliert

Wer erinnert sich nicht an die legendäre Vorstellung von Al Gore, als er in seinem Film „Eine unbequeme Wahrheit“ den Zusammenhang zwischen CO2 und der Temperatur während der letzten 650.000 Jahre erklärte. Sogar Lieschen Müller würde sehen, dass beide Kurven parallel laufen und dass das CO2 die Temperaturveränderungen steuert, sagt Al Gore in dem Streifen.

 

Für diese und andere Erläuterungen erhielt Gore einen Oscar und den Nobelpreis. Eine schöne Leistung. Die Anhänger Klimakatastrohen-Ideologie überschlugen sich in ihren Lobgesängen. Auch der IPCC beglückwünschte den ehemaligen US-Vizepräsidenten, Präsidentschaftskandidaten und Hobbyklimatologen zu diesem Superstreifen. Dabei hätten sie es besser wissen müssen. Denn was Herr Gore da über den Zusammenhang von CO2 und Temperatur während der letzten paar hunderttausend Jahre behauptet, ist schlichtweg falsch. Nicht das CO2 hat die Temperaturachterbahn verursacht, sondern vielmehr haben die Klimaveränderungen den CO2-Gehalt der Atmosphäre kontrolliert.

Das Grundprinzip ist dabei recht einfach. In den Ozeanen ist eine riesige Menge CO2 gespeichert, das den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre um den Faktor 50 übersteigt. Dabei kann warmes Wasser weniger Kohlendioxid lösen als kaltes Wasser. Bei einer Klimaerwärmung sprudelt nun das CO2 einfach aus dem Ozean heraus und reichert sich in der Atmosphäre an. Wenn sich das Klima in den Eiszeiten dann wieder abkühlt, wanderte ein Teil des atmosphärischen CO2 wieder in die Meere.

Im Prinzip kannte man diese Zusammenhänge in der Fachwelt bereits seit langer Zeit. Offenbar hat Al Gore in seinem Volkshochschulkurs zur Klimatologie genau diese Stunde geschwänzt, anders kann man die peinliche Panne in seinem Film nicht erklären. Um die Zusammenhänge noch einmal ins öffentliche Bewusstsein zu rücken, hat das Alfred Wegener Institut dankenswerterweise am 29. März 2012 eine lesenswerte Pressemitteilung zu diesem Thema herausgegeben (Auszug, Fettsetzung ergänzt):

CO2 verbarg sich während der Eiszeit im Ozean
Bremerhaven/Bern, den 29. März 2012. Warum enthielt die Atmosphäre während der letzten Eiszeit vor 20.000 Jahren so wenig Kohlenstoffdioxid (CO2)? Warum stieg dieses an, als das Erdklima wieder wärmer wurde? Vorgänge im Ozean sind dafür verantwortlich, besagt eine Studie, die auf neuentwickelten Isotopenmessungen basiert. Wissenschaftler der Universitäten Bern und Grenoble und des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft haben die Ergebnisse nun im Wissenschaftsjournal „Science“ veröffentlicht.

Die atmosphärische CO2-Konzentration während der letzten Eiszeit vor rund 20.000 Jahren war deutlich niedriger als in der nachfolgenden Warmperiode. Das zeigten Messungen an Eisbohrkernen aus der Antarktis bereits vor mehr als zwei Jahrzehnten. Anschließend blickte das internationale Team von Glaziologen sogar noch weiter zurück: Die Klimaforschenden fanden heraus, dass dieser enge Zusammenhang zwischen Kohlenstoffdioxid und Temperatur bereits über die letzten 800.000 Jahre bestand: mit niedrigen CO2-Konzentrationen während der Eiszeiten und höheren CO2-Werten in den Warmzeiten. So gingen sie der Frage nach: Wo verbarg sich das Kohlenstoffdioxid während der Eiszeiten – und wie gelangte es am Ende der Eiszeit wieder in die Atmosphäre?

„Wir konnten nun Vorgänge im Ozean identifizieren, die mit den beobachteten CO2-Anstiegen in Verbindung stehen“, sagt Dr. Jochen Schmitt, Erstautor der jetzt veröffentlichten Studie und Forscher am Oeschger-Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern. Während der Eiszeit sammelte sich gemäß Schmitt mehr und mehr Kohlenstoffdioxid in den Tiefen des Ozeans an, wodurch die atmosphärische CO2-Konzentration sank. Erst am Ende der Eiszeit wurde dieses gespeicherte CO2 durch die sich ändernden Ozeanströmungen wieder an die Meeresoberfläche und somit in die Atmosphäre gebracht, schreiben die Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“.

Eine neuartige Isotopenmessung erlaubt es erstmals, „den Fingerabdruck des im Eis konservierten CO2 sicher zu entschlüsseln“, erklärt Schmitt. Er und sein Kollege Prof. Hubertus Fischer haben zunächst am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung neuartige Messmethoden an Eisbohrkernen entwickelt und in langjähriger Forschungsarbeit nach ihrem Wechsel nach Bern weiter verfeinert. Die Glaziologen extrahieren mit der neuen Methode die im Eiskern eingeschlossene Luft vollständig, und das enthaltene CO2 wird gründlich gereinigt. In einem Massenspektrometer werden die verschiedenen Isotope des CO2 analysiert, wodurch der Ursprung des Kohlenstoffdioxids abgeleitet werden kann.

Bereits in den 1980er Jahren hatten Forscherinnen und Forscher vorgeschlagen, dass man anhand eines isotopischen „CO2-Fingerabdrucks“ dieses Rätsel lösen könnte. Jedoch war bisher eine präzise Analyse des im antarktischen Eis eingeschlossenen Kohlenstoffdioxids wegen technischer Hürden nicht möglich. Den Glaziologen und Klimaforschern der Universitäten Bern und Grenoble sowie des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung ist nun in ihrer Studie der Durchbruch gelungen. […]

Originalpublikation: Jochen Schmitt, Robert Schneider, Joachim Elsig, Daiana Leuenberger, Anna Lourantou, Jérôme Chappellaz, Peter Köhler, Fortunat Joos, Thomas F. Stocker, Markus Leuenberger & Hubertus Fischer. Carbon Isotope Constraints on the Deglacial CO2 Rise from Ice Cores. Science Express, 2012. DOI:10.1126/science.1217161

Als Koautor der Studie ist auch Thomas Stocker, der IPCC-Berichts-Chef, gelistet. Das Ausgasen des CO2 bei einer Klimaerwärmung leuchtet ein. Da der ganze Ausgasungsprozess eine Weile dauert, ist auch mit einer leichten zeitlichen Verzögerung der beiden Vorgänge zu rechnen, die in komprimierten Graphiken mit Zeitachsen von vielen hunderttausenden Jahren auf den ersten Blick nicht erkennbar ist. Etliche Forschergruppen haben sich in den letzten Jahrzehnten auf die Suche gemacht, um diese zeitliche Verzögerung näher zu bestimmen.

Zunächst sei hier ein Forschungsbericht des Alfred-Wegener-Instituts aus dem Jahr 2004 genannt, in dem auf den Seiten 138-139 unmissverständlich der Temperatur die Führungsrolle im Geschehen zugeordnet wird:

Eine detaillierte Untersuchung der Phasenbeziehung zwischen Temperatur und CO2 zeigt, dass die Glazial/Interglazialänderungen der CO2-Konzentration primär von der Temperatur kontrolliert werden und CO2 nur sekundär zu einer Treibhausrückkopplung führt.

Im Juli 2012 befasste sich dann ein Forscherteam um Joel Pedro von der University of Tasmania mit der Thematik und fand in der Antarktis eine Verzögerung von bis zu 400 Jahren, mit der das CO2 der Temperatur hinterherhinkte. In der im Fachmagazin Climate of the Past erschienenen Arbeit heißt es in der Kurzfassung:

Tightened constraints on the time-lag between Antarctic temperature and CO2 during the last deglaciation
[…] Here, we focus on the last deglaciation, 19 000 to 11 000 yr before present, during which CO2 concentrations increased by ~80 parts per million by volume and Antarctic temperature increased by ~10°C. Utilising a recently developed proxy for regional Antarctic temperature, derived from five near-coastal ice cores and two ice core CO2 records with high dating precision, we show that the increase in CO2 likely lagged the increase in regional Antarctic temperature by less than 400 yr and that even a short lead of CO2 over temperature cannot be excluded. This result, consistent for both CO2 records, implies a faster coupling between temperature and CO2 than previous estimates, which had permitted up to millennial-scale lags.

Einen ähnlichen Verzögerungsbetrag bekam auch ein Forscherteam des Oeschger Zentrums für Klimaforschung der Universität Bern heraus. Die von Bernhard Bereiter angeführte Gruppe schrieb im Juni 2012 im Fachjournal PNAS in der Kurzfassung ihrer Studie:

Important elements of natural climate variations during the last ice age are abrupt temperature increases over Greenland and related warming and cooling periods over Antarctica. Records from Antarctic ice cores have shown that the global carbon cycle also plays a role in these changes. The available data shows that atmospheric CO2 follows closely temperatures reconstructed from Antarctic ice cores during these variations. Here, we present new high-resolution CO2 data from Antarctic ice cores, which cover the period between 115,000 and 38,000 y before present. Our measurements show that also smaller Antarctic warming events have an imprint in CO2 concentrations. Moreover, they indicate that during Marine Isotope Stage (MIS) 5, the peak of millennial CO2 variations lags the onset of Dansgaard/Oeschger warmings by 250 ± 190 y. During MIS 3, this lag increases significantly to 870 ± 90 y.

Im November 2013 veröffentlichten Schneider et al. in Climate of the Past eine weitere Untersuchung aus der Antarktis, die das Hinterherhinken des CO2 während der letzten 150.000 Jahre zum Thema hatte. Die Autoren gehen von einem etwas längeren zeitlichen Verzug von 500-1500 Jahren aus. Im Text der Arbeit heißt es dazu auf Seite 2510:

The maximum in CO2 at the onset of MIS5.5 lags behind the deltaD maximum by 500 to 1500 yr, which is on the same order of magnitude than the uncertainty of about 400 yr in 1age at 128 500 yr BP (Parrenin et al., 2007, Buiron et al., 2011).

Weitere wissenschaftliche Studien sind auch in unserem Buch “Die kalte Sonne” auf den Seiten 129-131 aufgezählt.

Natürlich sind die Zusammenhänge dem Klimaalarmismus nicht zuträglich. Peinlich berührt versuchen Anhänger der IPCC-Ideologie möglichst schnell das Thema zu wechseln, wenn in Diskussionen die Verzögerung der CO2-Entwicklung zur Sprache kommt. Ein britischer Forscher bekam den Widerstand des Klima-Establishments kürzlich in aller Heftigkeit zu spüren. Er hatte den Fehler begangen, auf den unerwarteten Sachverhalt auf einer Konferenz hinzuweisen. Daraufhin wurde er heftig gescholten und sein Beitrag im späteren Konferenzbericht mit keiner Silbe erwähnt. Den ausführlichen Bericht des Forschers zum Mobbingvorfall können Sie auf Bishop Hill lesen:

This is a guest post by “Lone Wolf”, who is an academic at a UK university:
A few years ago, I was looking for something for a final year student project/dissertation where the student did some statistical modelling type work on a large dataset. I came across the CDIAC data for the Vostok Ice Core. I looked at it myself first, and decided there was enough there for the student to get their teeth into. […] On researching this correlation, we were surprised to learn that the change in CO2 lags the change in temperature by between 200 and 1000 years.

These findings were presented at a small conference at one of the major learned societies. You must remember that I am not a climatologist or bona fide weather expert, and approached this topic from a purely statistical point of view. I mentioned that according to the proxy record the temperature was considerably lower that it has been and that it is decreasing. I then proceeded to comment on the lag between temperature and carbon dioxide and explained that it seemed ‘incorrect’ to blame temperature rises on CO2 when clearly the CO2 rises lag temperature increases, also noting that you can’t really develop a mathematical time-dependent model that allows CO2 to force temperature rise, when the temperature has stopped rising up to 1000 years prior to the CO2 rising. There must be something ‘missing’ that we don’t understand.

During the question time that followed my talk, I was strongly criticised, with audience members suggesting that I didn’t know what I was talking about. Afterwards, one audience member told me that I had actually insulted a ‘scientific religion’ and that I should expect further criticism. The following day, I had several polite emails pointing out what were claimed to be the errors in my work (but which actually had nothing to do with it). Several months afterwards, the society’s ‘newsletter’ was published. It contained a special section on the conference at which I had spoken, with a brief description of each talk, the work behind it, and with thanks offered to each speaker. I searched for my name – nothing. My presentation was ignored in its entirety.

Ganzen Bericht auf auf Bishop Hill lesen.

Angesichts der schlimmen Erklärungsnöte wundert es kaum, dass die IPCC-Seite bereits Versuche unternahm, die unbequeme Naturgeschichte mit Gewalt umzuschreiben. Dazu schnappten sich zwei US-amerikanische IPCC-Autoren zwei klimaaktivistisch veranlagte Doktoraden, die die Daten so lange statistisch massierten, dass das gewünschte Resultat herauskam. Als sich dann unabhängige Experten die Datenoperationen näher anschauten und auf ihre Gültigkeit hin überprüften, fanden sie Erschreckendes. Nachzulesen in unserem Blogbeitrag „Statistik-Trick befördert CO2 vom Beifahrer zum Chauffeur: Fragwürdiger neuer Shakun-Artikel in Nature vom 10. April 2012. Hier ein Auszug:

Worum geht es nun in der neuen Publikation eigentlich? Das Forscherteam um Jeremy Shakun wusste natürlich, dass das CO2 der Temperatur im antarktischen Eiskern um 800 Jahre der Temperatur hinterherhinkt. Dies wäre jedoch nicht weiter schlimm, sagen sie, denn es handelte sich hier lediglich um eine lokale antarktische Temperaturentwicklung. Daher stellten die Forscher Temperaturkurven aus zahlreichen anderen Teilen der Erde zusammen, leiteten daraus einen Mittelwert ab – und voilà – plötzlich hinkte die global gemittelte Temperatur der CO2-Entwicklung hinterher. Die Temperatur der Antarktis hatte einfach zu früh „gezuckt“ und wäre nicht repräsentativ. Irgendwie muss die Antarktis schon geahnt haben, dass 800 Jahre später das CO2 ansteigen wird und hat sich in vorauseilendem Gehorsam bereits erwärmt.

Enden wollen wir diesen Artikel mit zwei unerwarteten Forschungsergebnissen. Das Londoner Imperial College gab 2012 eine Pressemitteilung heraus, in der sicher geglaubtes CO2-Wissen über den Haufen geworfen wurde. Untersuchungen ergaben nämlich, dass Pflanzen wohl viel mehr CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen können als bisher angenommen.

Ein anderes Paper von Le Quéré et al. 2014 deutet an, dass satte 83% aller CO2-Emissionen von der Natur wieder absorbiert werden.

Und in den Quaternary Science Reviews erschien im Mai 2013 eine Studie, die gegen Ende der letzten Eiszeit vor 13.000 Jahren CO2-Werte von bis zu 425 ppm in der Atmosphäre nachwiesen, also Konzentrationen, die die heutigen Werte zum Teil überstiegen.