Späte aber wichtige Erkenntnis: CO2-Klimasensitivität sinkt, extreme Hitzemodelle werden verworfen, Ozeanzyklen als wichtiger systematischer Klimafaktor anerkannt

Neuere Studien zeigen immer deutlicher, dass die Klimawirkung des CO2 wohl lange Jahre lang signifikant überschätzt wurde (siehe hier, hier, hier). Am 30. März 2015 erschien nun im IPCC-nahen Fachblatt Nature Climate Change eine weitere Arbeit, die dem CO2 einen Teil seiner Klimakraft entreißt. Eine schwedisch-US-amerikanische Forscherguppe um Daniel Johannson präsentierte in der Studie einen neuen Mittelwert für die CO2-Klimasensitivität, der gegenüber dem 4. Klimazustandsbericht (AR4) des IPCC deutlich niedriger liegt.

Der Mittelwert im AR4 betrug 3°C Erwärmung pro CO2-Verdopplung. Im 5. IPCC-Bericht (AR5) wollte man sich offensichtlich nicht die Blöße geben, einen verringerten Wert anzugeben – also gab man einfach gar keinen an und nannte nur die weite Spanne von 1,5-4,5°C. Einzige Neuerung war die Herabsetzung der unteren Grenze der Spanne von 2,0 auf 1,5°C. Daniel Johannson und seine Kollegen sprachen nun aus, was eigentlich der IPCC schon vor zwei Jahren hätte einräumen müssen. Die mittlere Klimasensitivität liegt nun ein halbes Grad niedriger als zuvor, nämlich bei 2,5°C. Hätte man dies zur Zeit der AR5-Herausgabe transparent berichtet, so hätte dies politisch sicher “das falsche Signal” ausgesandt, hatte man sich sicher gedacht. Also verfiel man in Trickserei. Im Folgenden die Kurzfassung der neuen Arbeit:

Equilibrium climate sensitivity in light of observations over the warming hiatus
A key uncertainty in projecting future climate change is the magnitude of equilibrium climate sensitivity (ECS), that is, the eventual increase in global annual average surface temperature in response to a doubling of atmospheric CO2 concentration. The lower bound of the likely range for ECS given in the IPCC Fifth Assessment Report (AR5; refs 1, 2) was revised downwards to 1.5 °C, from 2 °C in its previous report3, mainly as an effect of considering observations over the warming hiatus—the period of slowdown of global average temperature increase since the early 2000s. Here we analyse how estimates of ECS change as observations accumulate over time and estimate the contribution of potential causes to the hiatus. We find that including observations over the hiatus reduces the most likely value for ECS from 2.8 °C to 2.5 °C, but that the lower bound of the 90% range remains stable around 2 °C. We also find that the hiatus is primarily attributable to El Niño/Southern Oscillation-related variability and reduced solar forcing.

Im Schlußabschnitt wird nun endlich auch erkannt, dass Ozeanzyklen wohl die wahrscheinlichste Erklärung für die Erwärmungspause sind. Dies hatten wir 2012 bereits in unserem Buch “Die kalte Sonne” erklärt, ernteten aber von der deutsche Klimaforschung damals nur Kritik. Ebenfalls interessant ist im Abstract der Hinweis auf die Klimawirkung der reduzierten Sonnenaktivität. Auch dies war vor 3 Jahren noch komplett undenkbar. Die Sonne wurde als Teufelszeug abqualifiziert. Jeder, der die Sonne als Klimafaktor ins Spiel brachte, wurde sogleich als gefährliche Klimahexe gebrandmarkt. Nur gut, dass die Scheiterhaufen der heiligen Inquisition auf den Marktplätzen nicht mehr in Betrieb sind.

Am 21. April 2015 legte dann die Duke University in der Nature-Tochterzeitschrift Scientific Report nach. Ein Autorenteam um Patrick Brown schaltete den Common Sense an und konzedierte, dass Klimasensitivitäten im oberen Bereich der vom IPCC genannten Spanne eher unwahrscheinlich sind und nicht zur realen Temperaturentwicklung der Vergangangenheit passen. Man könne die Worst-Case-Szenarien daher wohl zu den Akten legen. Die beobachtete Erwärmungspause von mittlerweile 17 Jahren lässt sich mit einem sehr stark erwärmenden CO2 nicht vereinbaren, das die natürliche Variabilität in solch einem Falle klar übertrumpfen müsste.

Patrick Brown und seine Kollegen fordern insbesondere, dass man zunächst die natürlichen Klimazyklen verstehen müsse, welche die Erwärmung steigern aber auch bremsen können. Diese “neue” Erkenntnis von Brown et al. spiegelt exakt unser Modell in der “kalten Sonne” wieder, wo wir eine Verstärkung der Erwärmung 1977-1998 durch die Ozeanzyklen PDO und AMO beschrieben hatten. Auch Brown und Kollegen warnen nun davor, die Erwärmungsraten solch kurzer Zeiträume als langfristige Trends fehlzuinterpretieren. Späte aber wichtige Erkenntnisse der offiziellen Klimawissenschaften. Im Folgenden die Pressemitteilung der Duke University zum neuen Paper:

Global Warming More Moderate Than Worst-Case Models
A new study based on 1,000 years of temperature records suggests global warming is not progressing as fast as it would under the most severe emissions scenarios outlined by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).  “Based on our analysis, a middle-of-the-road warming scenario is more likely, at least for now,” said Patrick T. Brown, a doctoral student in climatology at Duke University’s Nicholas School of the Environment. “But this could change.”

The Duke-led study shows that natural variability in surface temperatures — caused by interactions between the ocean and atmosphere, and other natural factors — can account for observed changes in the recent rates of warming from decade to decade. The researchers say these “climate wiggles” can slow or speed the rate of warming from decade to decade, and accentuate or offset the effects of increases in greenhouse gas concentrations. If not properly explained and accounted for, they may skew the reliability of climate models and lead to over-interpretation of short-term temperature trends.

The research, published today in the peer-reviewed journal Scientific Reports, uses empirical data, rather than the more commonly used climate models, to estimate  decade-to-decade variability. “At any given time, we could start warming at a faster rate if greenhouse gas concentrations in the atmosphere increase without any offsetting changes in aerosol concentrations or natural variability,” said Wenhong Li, assistant professor of climate at Duke, who conducted the study with Brown. The team examined whether climate models, such as those used by the IPCC, accurately account for natural chaotic variability that can occur in the rate of global warming as a result of interactions between the ocean and atmosphere, and other natural factors.

To test how accurate climate models are at accounting for variations in the rate of warming, Brown and Li, along with colleagues from San Jose State University and the USDA, created a new statistical model based on reconstructed empirical records of surface temperatures over the last 1,000 years. “By comparing our model against theirs, we found that climate models largely get the ‘big picture’ right but seem to underestimate the magnitude of natural decade-to-decade climate wiggles,” Brown said. “Our model shows these wiggles can be big enough that they could have accounted for a reasonable portion of the accelerated warming we experienced from 1975 to 2000, as well as the reduced rate in warming that occurred from 2002 to 2013.”

Further comparative analysis of the models revealed another intriguing insight. “Statistically, it’s pretty unlikely that an 11-year hiatus in warming, like the one we saw at the start of this century, would occur if the underlying human-caused warming was progressing at a rate as fast as the most severe IPCC projections,” Brown said. “Hiatus periods of 11 years or longer are more likely to occur under a middle-of-the-road scenario.” Under the IPCC’s middle-of-the-road scenario, there was a 70 percent likelihood that at least one hiatus lasting 11 years or longer would occur between 1993 and 2050, Brown said.  “That matches up well with what we’re seeing.” There’s no guarantee, however, that this rate of warming will remain steady in coming years, Li stressed. “Our analysis clearly shows that we shouldn’t expect the observed rates of warming to be constant. They can and do change.”