Neue Studie in Nature Geoscience: 1800 Jahre vorindustrielle globale Klimaabkühlung in den Ozeanen

Unbeachtet von der ansonsten so gierig über Klimathemen berichtenden deutschen Presse erschien am 17. August 2015 in Nature Geoscience ein Paper von McGregor und Kollegen über die Klimaentwicklung der Ozeane während der letzten 2000 Jahre. Ein wirklich spannendes Thema, möchte man meinen. Weshalb mauerten Süddeutsche Zeitung, Zeit, taz & Co? Vielleicht war es der Titel des Papers, den man der Leserschaft vor Beginn der Pariser Klimakonferenz nicht zumuten wollte:

Robust global ocean cooling trend for the pre-industrial Common Era

Wie erklär ichs meinem Kinde? Verdammt, da ist es in den letzten knapp 2000 Jahren doch tatsächlich immer kälter geworden, obwohl man den Leuten immer etwas von einem paradiesisch konstanten Klima erzählt hatte. Beachtet werden muss, dass es bei dem Abkühlungstrend um die vorindustrielle Phase geht. Die Erwärmung des 20. Jahrhunderts ist natürlich real und kehrte die Abkühlung (zum Glück) um. Nicht auszudenken, wenn der Temperaturabfall immer weiter gegangen wäre. Die an der Studie beteiligte University of Maryland gab zur Arbeit eine Pressemitteilung heraus, die man in den deutschen Redaktionen offenbar sogleich in die Runde Ablage weiterleitete:

1,800 years of global ocean cooling halted by global warming

Comprehensive analysis of ocean surface temperature data shows a cooling trend preceding the Industrial Revolution

Prior to the advent of human-caused global warming in the 19th century, the surface layer of Earth’s oceans had undergone 1,800 years of a steady cooling trend, according to a new study. During the latter half of this cooling period, the trend was most likely driven by large and frequent volcanic eruptions.

An international team of researchers reported these findings in the August 17, 2015 issue of the journal Nature Geoscience. The study also indicates that the coolest temperatures occurred during the Little Ice Age–a period that spanned the 16th through 18th centuries and was known for cooler average temperatures over land. The concurrence of cooling events on both land and sea suggests that a global cooling phenomenon was erased by subsequent human-caused global warming.

“Today, the Earth is warming about 20 times faster than it cooled during the past 1,800 years,” said Michael Evans, second author of the study and an associate professor in the University of Maryland’s Department of Geology and Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC). “This study truly highlights the profound effects we are having on our climate today.” Compared to the atmosphere, the oceans can absorb much more heat and trap it for longer periods of time. Thus the ocean can buffer short-term changes in global temperature. But when events such as volcanic eruptions cluster together in a relatively short period of time, the temperature changes can become prolonged.

“Volcanic eruptions have a short-term cooling effect on the atmosphere, but our results showed that when volcanic eruptions occurred more frequently, there was long-term ocean cooling,” said lead author Helen McGregor, an Australian Research Council (ARC) Future Fellow at the University of Wollongong in Australia. “With this research, we now have new insight into the century-scale global sea-surface temperature variations that came before man-made greenhouse gas forcing.” The scientists are the first to combine 57 previously published marine surface temperature reconstructions that cover all of the world’s oceans, from near-polar to tropical regions. The team compiled the data within 200-year brackets to observe long-term trends, and then compared the findings to land-based reconstructions, which revealed similar cooling trends.

“No matter how we divided the data set, the cooling trend stands out as a robust signal,” McGregor said. To investigate the cause of the cooling trend, the researchers turned to climate models. They examined how sea-surface temperatures reacted to various “forcing” factors, such as changes in solar output, Earth’s orbit, land use, volcanic activity and greenhouse gases. Only volcanic events resulted in a cooling trend that matched the team’s real-world observations. Understanding how forcing factors changed ocean temperatures in the past can open a window into future climate change.

“Model simulations by others have shown us that the oceans can impart a substantial delay in the warming of the surface climate,” said Evans, who is also the lead of the Ocean2k working group of the Past Global Changes (PAGES) program. “With much of the heat from global warming entering our oceans, recent ocean surface warming may foreshadow additional future warming, in the same way ocean cooling appeared as a long-term response to large and frequent volcanic events in recent centuries.”

“We are still learning how the oceans mediate climate variations,” Evans added. “Further work combining both observations and simulations of ocean climate will refine our understanding of the ocean’s role in climate change.”

Die kältesten Temperaturen der letzten 2000 Jahre herrschten während der Kleinen Eiszeit im 16.-18. Jahrhundert. Das wussten wir eigentlich schon. Und die heutigen Temperaturen liegen etwa auf dem gleichen Niveau wie vor 2000 Jahren. So lässt sich die Pressemitteilung interpretieren, wenn man auch zwischen den Zeilen liest. Um auf Nummer Sicher zu gehen, besorgen wir uns das Paper und schauen uns die Originaltemperaturkurven an und werden bestätigt: Die Erwärmung der letzten 150 Jahre hat kaum das Niveau der Römischen Wärmeperiode vor 2000 Jahren wieder erreicht.

Trotzdem ist das Paper mit Vorsicht zu genießen: Die Mittelalterliche Wärmeperiode blitzt nur in einigen der Kurven kurz auf. Die zeitliche Auflösung der Kurve ist nicht berauschend. Bei zweihundert Jahren Abstand zwischen den zusammengefassten Datenpunkten kann schon mal eine Warmphase durch die Lappen gehen. Zum Beispiel die Moderne Wärmeperiode, die erst vor 75 Jahren richtig begann. Die unberücksichtigte Mittelalterliche Wärmeperiode ist sicher auch der Grund dafür, weshalb die vorindustrielle Abkühlung erst für die letzten 1000 Jahre mit dem Trend der Landtemperaturen übereinstimmt.

Sehr seltsam auch die Erklärung des Abkühlungstrends durch die Autoren: Man möchte die Kälte den Vulkanen anhängen. Ein Irrsinn wenn man sich vor Augen hält, dass einzelne Vulkanausbrüche nur für 1-3 Jahre kühlend wirken. Hier galt es wohl den IPCC gnädig zu stimmen. Vulkane lassen sich beliebig in die Klimamodelle einstreuen, das wird sicher niemand so genau nachprüfen wollen. Immer wenn die Klimakurve nach unten zeigt, wird in den Computer ein wenig Vulkanstaub eingerieselt, fertig ist die perfekte Übereinstimmung der realen mit den Computer-Welt. Schummeln auf hohem Niveau. Siehe auch unsere Beiträge “Kleinere Vulkanausbrüche fallen beim Faktencheck als Grund der Erwärmungspause glatt durch” und “Die Kleine Eiszeit als weltweite Kältephase: Welche Rolle spielten die Vulkane?“.

Eine weitere Ungereimtheit in der Pressemitteilung ist die Behauptung, die Erwärmung des 20. Jahrhunderts wäre 20 mal schneller als die Abkühlung der vorangegangenen 1800 Jahre:

Today, the Earth is warming about 20 times faster than it cooled during the past 1,800 years

Hockeystick-Jäger Steve McIntyre entzaubert diese Behauptung in einer detaillierten Analyse des Papers und entdeckt eine Reihe von weiteren Seltsamkeiten. In der Folge ergänzte McIntyre eigene hochinteressante Auswertungen der Rohdaten (hier). Auch Willis Eschenbach komentierte auf WUWT.

Im Folgenden der Abstract der Originalarbeit von Helen McGregor und Kollegen:

Robust global ocean cooling trend for the pre-industrial Common Era
The oceans mediate the response of global climate to natural and anthropogenic forcings. Yet for the past 2,000 years — a key interval for understanding the present and future climate response to these forcings — global sea surface temperature changes and the underlying driving mechanisms are poorly constrained. Here we present a global synthesis of sea surface temperatures for the Common Era (ce) derived from 57 individual marine reconstructions that meet strict quality control criteria. We observe a cooling trend from 1 to 1800 ce that is robust against explicit tests for potential biases in the reconstructions. Between 801 and 1800 ce, the surface cooling trend is qualitatively consistent with an independent synthesis of terrestrial temperature reconstructions, and with a sea surface temperature composite derived from an ensemble of climate model simulations using best estimates of past external radiative forcings. Climate simulations using single and cumulative forcings suggest that the ocean surface cooling trend from 801 to 1800 ce is not primarily a response to orbital forcing but arises from a high frequency of explosive volcanism. Our results show that repeated clusters of volcanic eruptions can induce a net negative radiative forcing that results in a centennial and global scale cooling trend via a decline in mixed-layer oceanic heat content.