Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt
Unser Zentralgestirn hatte im Juni Einiges an Aktivität zu bieten, die festgestellte SSN (SunSpotNumber) betrug 71,0 und erreichte damit 74% des für diesen Zyklusmonat üblichen als Mittelwert der beobachteten Zyklen 1…23.
Abbildung 1: Der Vergleich des aktuellen Zyklus ( Solar Cycle- SC)24 mit dem momentan ähnlichen SC1 und dem Mittelwert SC1…SC23.
In der Betrachtung der Aktivität der einzelnen Zyklen hat sich im Vergleich zum Vormonat nicht viel getan:
Abbildung 2: Die aufsummierten Differenzen zum Mittelwert (blau in Abb.1) der einzelnen Zyklen.
Der deutliche Abfall der Aktivität in relativ kurzer Zeit seit dem SC22 mit seinem Maximum um 1990 ist augenfällig. Von einzelnen heftigen Aktivitätsphasen abgesehen bleibt es längerfristig ruhig auf der Sonne nach ca. 2005. Ein direkter Nachweis von Temperaturänderungen zwischen Maxima und Minima der Zyklen (vgl. Abb. 1) auf der Erde führt jedoch nur zu marginalen Spuren in den Temperaturreihen. Dabei ändert sich auch die Gesamtstrahlung (Total Solar Irradiance – TSI) nicht sehr stark, jedoch merklich. In der auch im letzten IPCC- Bericht verwendeten Datenreihe
Abbildung 3: Die Änderung von TSI in den letzten 400 Jahren. Quelle: University of Colorado.
erkennen wir Änderungen von 1…2W/ m² in nahezu jedem Zyklus. Warum führt das nicht zu mehr Temperaturhub, während andere sogenannte Forcing- Komponenten (z.B. Vulkane) in dieser Größenordnung viel deutlichere Spuren hinterlassen? Eine Hypothese stellte in den letzten Wochen Dr. David Evans aus Australien vor. Kurz gefasst seine Erklärung: es gibt einen Filter im System Erde-Sonne, der die elfjährigen Schwankungen unterdrückt, in der Signalverarbeitung bezeichnet man das als „Notchfilter“. Er soll recht genau bei 11 Jahren wirken, längerfristige Änderungen lässt er durch. Wer Interesse hat kann die Beiträge und die sehr rege Diskussion dazu hier nachlesen ab Teil 1. Evans sagt eine unmittelbar bevorstehende Abkühlung voraus, die Hypothese ist also recht gut falsifizierbar. Im aktuellen Fußballfieber könnte man auch mit Franz Beckenbauer formulieren: „Schau’mer ma‘!“
Wenden wir uns derweil einem anderen Thema zu: In vielen Erläuterungen zum Klimawandel spielen die Temperaturen auf dem Lande eine bedeutende Rolle. Schließlich leben wir alle da und spüren so die Auswirkungen der Erwärmung insbesondere durch Treibhausgase unmittelbarer als die Erwärmung der Ozeane. Auch der deutsche Eintrag in Wikipedia erwähnt ihn:
„Die Luft über Landflächen erwärmt sich allgemein stärker als über Wasserflächen…Wegen des Flächenanteils der Ozeane von 71 % ist die Erwärmung der Landflächen im Mittel mehr als doppelt so groß wie über dem Meer.“
Quelle: Wikipedia.
Diese globalen Landtemperaturen (in der Regel durch Thermometer bestimmt in langen Reihen) werden u.a. in der Messreihe „CRUTEM4“ des britischen Metoffice erfasst. Ihren Verlauf gibt Abb. 4 wieder:
Abbildung 4: Die Landtemperaturen nach CRUTEM4 ( Quelle: UK Metoffice) mit einer 5-jährigen Glättung
Der Trend von 1975 bis 2013 beträgt 0,27K/ Dekade und ist damit in der Tat höher als der Trend für Land plus Wasser im gleichen Zeitraum: 0,17K/ Dekade. So ein linearer Trend sagt jedoch nicht alles: Nach 2002 ist auch hier ein Abflachen zu erkennen. Ist die „Pause“ signifikant, also nicht Zufall und daher durch Modelle in der Klimawissenschaft erklärungspflichtig? Eine saubere Untersuchung ist gar nicht so ohne! Zunächst müssen wir sicherstellen, dass die einzelnen Werte für die Landtemperaturen hinreichend unabhängig voneinander sind. Mit dem Thema Autokorrelation hatten wir uns hier schon einmal beschäftigt. Da die Wärmekapazität von Land viel geringer ist als von Wasser können wir 6- Monatsmittelwerte (wie in Abb. 4) unbedenklich benutzen, wie der entsprechende Test ergab. Nun berechnen wir die linearen Trends nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate immer bis zum zweiten Halbjahr 2013:
Abbildung 5: Die Trendsteigungen (rot) der Reihe aus Abb. 4 bis 2013 und ihre Fehlerbalken (schwarz).
Wir sehen, dass der Trend bis 2013 mit dem Beginnjahr 2000 im Vergleich zu dem mit dem Startjahr 1993 nur noch halb so steil ist, obwohl die Treibhausgaskonzentration weiterhin monoton stieg. Ist die Abschwächung im Anstieg nach 1993 jedoch signifikant oder liegt sie noch innerhalb des 95%-Vertrauensniveaus, könnte also auch Zufall sein?
Man hört oft, dass kürzere Trends keine Aussage besitzen und erst längere Reihen als 30 Jahre in der Klimawissenschaft aussagefähig sind. Das ist so nicht richtig! Prinzipiell kann man beliebig lange oder kurze Trends verwenden, wenn man die Unschärfe der Aussagen beachtet und sauber darstellt. Man sieht an den Fehlerbalken in Abb. 5, wie die Größen immer „unschärfer“ werden, je kürzer die untersuchten Reihen sind. Der Trend 2000 (inklusive) – 2013 ist nur 14 Jahre lang (und der Unsicherheitsbereich so groß, dass er nicht mehr signifikant steigend ist), der von 1984-2013 hingegen 30. Man kann jedoch folgern: Der Trend von 1984 bis 2013 ist signifikant höher als der von 1997 bis 2013, wohlgemerkt der vom 1. Halbjahr des Beginnjahres an, indem der sich entwickelnde „Super ElNino“ 1998 noch keine Rolle in den Land-Temperaturen spielte. Der untere Fehlerbalken des Trends von 1984 bis 2013 (und vieler Jahre davor) überlappen sich nicht mit dem oberen Fehlerbalken von 1997 bis 2013, erstes Halbjahr. Die „Pause“ auch in den Landtemperaturen, die ja nach Wikipedia deutlich mehr auf die Erwärmung durch Treibhausgase reagieren sollten als die Oberflächentemperaturen der Ozeane, ist also kein Zufall, vielmehr signifikant. Die offensichtlich mitschwingende interne Variabilität unseres Klimas bildet sich auch hier ab und reduziert damit die mögliche Wirksamkeit der Treibhausgase auf die Temperaturen insgesamt.
Was machen die Ozeane 2014? Ein sich ankündigender El Nino füllte die Schlagzeilen. Wir berichteten vor Monatsfrist darüber. Hier nun ein kurzes Update: Ein Vergleich der aktuellen Juni- Daten des Wärmeinhaltes der oberen 300m Wasser der pazifischen Tropen
Abbildung 6: Die aktuelle Anomalie des Wärmeinhaltes des tropischen Pazifiks (oben) im Vergleich zu dem gleichen Monat im Jahre 1997. Quelle: NOAA.
Auch die Atmosphäre hat auf diese aktuell weiter schwindende warme Anomalie des Ozeans (nur noch als Schatten ihrer selbst im Vergleich zum April) nach wie vor nicht reagiert. Ein starker ElNino ist nahezu unmöglich, es könnte auch gut mit neutralen Bedingungen zum Ende des Jahres hin zu rechnen sein. Der vorhergesagte weitere Super-ElNino nach 1998 (alle Modelle waren sich so einig… und versagten sehr wahrscheinlich im Chor) wird nicht kommen. Bleiben Sie uns treu, und Sie erfahren die „Latest News“ mit zuerst!