PLOS: Zustand der Meere während der letzten 5 Jahren relativ stabil

Der Deutsche Arbeitgeberverband stellt die richtigen Fragen. Am 3. Juli 2017 schrieb dort Björn Peters:

Welche Erkenntnisse der Klimaforschung sind gesichert?

[...] Die Klimaforscher stehen nicht nur beim Thema Wasserdampf-Verstärkung des Treibhauseffektes vor einem Rätsel.  Ganz offensichtlich werden wesentliche physikalische Prozesse in der Atmosphäre nicht verstanden.  Wenn zu verschiedenen Klimaparametern die Modelle mit dem tatsächlichen Geschehen verglichen werden, gibt es viele weitere Fälle, in denen fast alle Modelle weit neben den Daten liegen.  Im Fünften Sachstandsbericht des IPCC von 2013 sind dies beispielsweise die Erwärmungspause zwischen 1998 und 2012 (S. 771), die Eisbedeckung in der Antarktis (S. 789), Schneebedeckung auf der Nordhalbkugel (S. 790), Aerosol-Belastung der Atmosphäre (S. 794) und das quantitative Verständnis der El Niño-Zyklen (S. 804 ff.). 

Besonders groß sind die Verständnislücken bei der Wolkenbildung.  Wolken haben eine helle Oberfläche und strahlen daher einen Teil der solaren Einstrahlung ins Weltall zurück.  Dieser sog. “Albedo-Effekt” sorgt für eine Kühlung des Planeten.  Andererseits halten Wolken die Wärme, die sich tagsüber auf dem Boden gebildet hat, zurück, und halten die Temperaturen hoch.  Dies ist der Grund, warum über der extrem trockenen arabischen Halbinsel große Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht gemessen werden, während die Temperaturen in Indien, das ein feuchtwarmes Klima hat, zwischen Tag und Nacht kaum schwanken.  Im Durchschnitt aller Klimamodelle (!) gibt es Regionen auf der Erde, an denen die Klimawissenschaftler die Strahlungswirkung von Wolken um bis zu 40 W/m² über- oder unterschätzen.  Hierzu zählen gerade äquatoriale Regionen und die Gebiete um die Antarktis, also wesentliche Wetterküchen, die das Klima der Erde insgesamt stark beeinflussen (8).  Während sonst unter Klimaforschern über Strahlungsparameter im Bereich von Zehnteln W/m² gestritten wird, sind die systematischen Unsicherheiten in Bezug auf die Klimawirkung von Wolken noch gewaltig.  Ein anerkannter Strahlungsphysiker wie Prof. Michael Wendisch (Leipzig) ließ sich im ‚Spiegel’ jüngst sogar mit den Worten zitieren, dass er die gängigen (Wolken-) Modelle der Klimaforscher für die Arktis für “pure Phantasie” hält, da sie einige der wichtigsten Eigenschaften jener Himmelsgebilde ignorierten, etwa die Größe der Tröpfchen und ihren Gehalt an Eis (9).

Stand des Wissens

Fassen wir zusammen:  Der Anspruch, dass die Klimaphysik heute bereits in der Lage sei, aussagefähige Modelle der Atmosphäre zu erstellen, wird durch die Klimaforscher an vielen einzelnen Stellen im ausführlichen physikalischen Sachstandsbericht widerlegt.  Wesentliche physikalische und chemische Einflussfaktoren auf das Klima sind immer noch so gut wie unbekannt, und dadurch können die Klimamodelle vergangene Witterung nicht reproduzieren, obwohl alle externen Einflussgrößen bekannt sind.  Zu diesen zählen die Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche und die Ausrichtung der Erdbahn.  Die Aussage, dass die Klimamodelle geeignet seien, langfristige Klimatrends zu verstehen, auch wenn sie kurzfristigere Trends im Bereich von Jahrzehnten übersehen, kann daher nicht aufrechterhalten werden, auch wenn dies in der Zusammenfassung für Politiker so beschrieben wird.  Wie wird der Planet also auf eine wahrscheinliche Verdoppelung des Kohlendioxid-Gehalts der Atmosphäre im Verhältnis zum “vor-industriellen” Niveau (10) reagieren?  Ich weiß es nicht, aber es gibt auch niemanden sonst, der dies mit den heutigen Mitteln der Atmosphärenphysik seriös voraussagen kann.

Ganzen Artikel beim Deutschen Arbeitgeberverband lesen.

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In den letzten Jahren führten Algenblüten in der kalifornischen Bucht von Monterey immer wieder zu Massensterben. Im August 2015 warnte der Scientific American davor, dass dies mit dem Klimawandel zusammenhängen könnte und sich die Situation in Zukunft daher noch weiter verschlimmern könnte:

Massive Toxic Algae Blooms May Prove a Sign of Climate Change to Come
The blooms off the U.S. West Coast may become more frequen
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Am 5. Juni 2017 erschien nun in den Geopysical Research Letters eine Arbeit von Ryan und Kollegen, die dem Phänomen gründlich nachgingen. Das Resultat: Nicht der Klimawandel, sondern Prozesse in der Auftriebszone (upwelling zone) waren für die Algenblüte verantwortlich:

Causality of an extreme harmful algal bloom in Monterey Bay, California, during the 2014–2016 northeast Pacific warm anomaly
An ecologically and economically disruptive harmful algal bloom (HAB) affected much of the northeast Pacific margin in 2015, during a prolonged oceanic warm anomaly. Caused by diatoms of the genus Pseudo-nitzschia, this HAB produced the highest particulate concentrations of the biotoxin domoic acid (DA) ever recorded in Monterey Bay, California. Bloom inception followed strong upwelling during the spring transition, which introduced nutrients and eliminated the warm anomaly locally. Subsequently, moderate and intermittent upwelling created favorable conditions for growth and accumulation of HAB biomass, which was dominated by a highly toxigenic species, P. australis. High cellular DA concentrations were associated with available nitrogen for DA synthesis coincident with silicate exhaustion. This nutrient influence resulted from two factors: (1) disproportionate depletion of silicate in upwelling source waters during the warm anomaly, the most severe depletion observed in 24 years, and (2) silicate uptake by the dense diatom bloom.

Die Mercury News brachte eine allgemeinverständliche Zusammenfassung des Artikels:

Cause of 2015 toxic algal bloom in Monterey Bay identified

Upwelling caused the toxic algal bloom that poisoned large numbers of marine animals and led to the closure of commercial fisheries in Monterey Bay in 2015, but a research paper published Monday shows an imbalance between two nutrients may have caused high toxicity levels.

The bloom, considered the most toxic ever observed in the bay, happened in late spring 2015, when scientists from Monterey Bay Aquarium Research Institute, UC Santa Cruz, Moss Landing Marine Laboratories and the National Oceanic and Atmospheric Administration were conducting a large-scale biology experiment in the bay called Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms.

Weiterlesen in den Mercury News

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Das Weltuntergangsgeschäft ist ein großes. Prediger wandern durchs Land und sagen das Ende des Klimas, der Ozeane und der Menschheit voraus. Verängstigt und beeindruckt kleben die Leute den Predigern an den Lippen. Was muss ich tun, Meister, damit ich diese große Prüfung überlebe? Wem muss ich spenden?

Umso erfrischender ist es, wenn dann seriöse Wissenschaftler den Zustand unserer Ölkosysteme in realistischerer Weise dokumentieren. In PLOS erschien im Juli 2017 eine Studie von Halpern und Kollegen, die den Weltozeanen eine stabile Gesundheit attestierte. Hier die dazugehörige Pressemitteilung (via Science Daily):

Global ocean health relatively stable over past five years

Harvest, fisheries management, protected areas may affect ocean health near some countries

While global ocean health has remained relatively stable over the past five years, individual countries have seen changes, according to a study published July 5, 2017 in the open-access journal PLOS ONE by Benjamin Halpern from University of California Santa Barbara, USA and colleagues.

The Ocean Health Index has been used to assess ocean health on the local and regional scale, measuring factors such as biodiversity, coastal protection, and clean waters to help inform regional policies. In this study, Halpern and colleagues analyzed five years’ worth of Ocean Health Index data for 220 countries, seeking potential drivers and implications for the changes that they observed.

As expected, global ocean health has been fairly stable over the past five years, since the health of the world’s oceans cannot change rapidly over a relatively short time period. However, there were notable changes in individual countries. For example, the authors found declines in overall ocean health in many Arctic and sub-Arctic countries, possibly because the rapid loss of sea ice has resulted in reduced coastal protection. The researchers suggest that improvements in wild-caught fishery management, the creation of marine protected areas, and decreases in harvesting of fish and other natural products may have stabilized ocean health scores in other regions.

While the Ocean Health Index was capable of predicting short term changes in global ocean health, the authors suggest that investment in additional resources for measuring changes on a global scale would greatly help with management and protection of ocean health now and in the future.

“One of the things that’s so powerful about the Ocean Health Index is that it allows you to compare the health of oceans any place on the planet, over time, with a directly comparable measure,” says Benjamin Halpern. “You can ask some of the most basic yet most important questions about the state of our planet: how are the oceans doing, and what factors are driving changes in ocean health. We can finally start answering those questions.”

Paper: Benjamin S. Halpern, Melanie Frazier, Jamie Afflerbach, Casey O’Hara, Steven Katona, Julia S. Stewart Lowndes, Ning Jiang, Erich Pacheco, Courtney Scarborough, Johanna Polsenberg. Drivers and implications of change in global ocean health over the past five years. PLOS ONE, 2017; 12 (7): e0178267 DOI: 10.1371/journal.pone.0178267