Klimawandel Ursachen: Milankovitch-Zyklen, Arctic Ocean Model & Sonnenaktivitäten

4.3.1
Klimawandel Ursachen

Wie man aus den wissenschaftlichen Fakten
entnehmen kann, haben die wechselnden Temperaturen im Laufe der
Erdgeschichte viele Ursachen. Diese wirken entweder erdgeschichtlich
längerfristig und nicht in menschlichen Lebenszeiträumen
oder in historischen Zeitabschnitten.
Dazu gehören Effekte aufgrund von Klimaphänomenen wie
El Nino, Vulkanausbrüche, Änderungen
der Sonnenaktivitäten
oder Meteoriteneinschläge
größeren Ausmaßes, die auch innerhalb der menschlichen
Generationszeit von 25 Jahren zu beobachten sind.


Milankovitch-Zyklen

Die wichtigste Ursache langfristiger
Klimaänderungen sind die Milankovitch-Zyklen.
Dies sind zyklische Änderungen der Wärme auf der Erde
entsprechend dem Wasserzyklus. Der serbische Astrophysiker
Milutin Milankovitch lieferte 1941 Formeln zur Berechnung
dieser zyklischen Vorgänge, die 35 Jahre später bewiesen
wurden.

milan2milan8

Die Ursache der Eiszeiten der letzten 450 000 Jahre
ist in den Milankovitch Zyklen zu sehen.
Wie die obige Zeichnung zeigt dreht sich die Erde um ihre Achse
und taumelt wie ein Kreisel um eine weitere, größere
Achse. Diese Kreiselbewegung erscheint alle 26,000 Jahre.

Ebenfalls gibt es eine kleine Änderung der
Neigung der Erdachse (von ca. 24.5° zu 21.5°), mit
einer Periodendauer von ca. 41 000 Jahren.

Letztlich ist ein Effekt festzustellen, der alle
ca 100 000 Jahre auftritt. Die Form der Umlaufbahn ändert
sich von elliptisch auf annäherd kreisförmig.
Als Nettoeffekt ergibt sich eine langsame Änderung der Erdachsenorientierung.
Zur Zeit neigt sich die nördliche Hemnisphäre im Winter
weg von der Sonne, wo die Erde der Sonne normalerweise am nähsten
ist. In ca 11,500 Jahren wird das genau umgekehrt sein. Milankovitch
folgerte, daß das Erscheinen der Eiszeiten Folge dieser
Effekte sind und dies die aktuelle Wärme in bestimmten Erdzonen
bewirkt.
Die Kombination der Effekte ist für die relative Stärke
von Sommer und Winter verantwortlich und kontrolliert die Bildung
und Abschmelzung von Eisschichten.

Quellen:
http://deschutes.gso.uri.edu/~rutherfo/milankovitch.html
und
http://www.science.ubc.ca/~geol256/notes/ch3_mila.html
und http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/time1/milankov.htm


Arctic Ocean Model

Der arktische Ozean
samt Eisschicht spielt eine bedeutende Rolle in der globalen Wärmebilanz.
Den Zusammenhang gibt das “Arctic Ocean Model
wieder.

seeeis4

Bildquelle:
(14)

Ist der arktische Ozean
gefroren wie heute, verhindert er die Verdunstung des Wassers in
die Atmosphäre und dessen Rückkehr als Schnee. Wenn dann
weniger Schnee vorhanden ist, um die arktische Eiskappe wiederaufzufüllen
schrumpft diese. Dies ist wahrscheinlich mit der Grund für
die derzeitige Situation.

Schmilzt die Eiskappe, wenn sich
die Erde erwärmt, öffnet sich wieder der arktische Ozean.
Dadurch kann mehr Strahlung absorbiert werden und die Temperatur
steigt weiter (=Albedo/Temperatur feedback loop) . Irgendwann
ist dann wieder genügend Wasser für die Verdunstung da
und das Wasser kommt als Schnee wieder zurück, die Eiskappe
vergrößert sich wieder. Dadurch kann auch mehr Wärmestrahlung
an der Eisoberfläche reflektiert werden. Dadurch sinkt die
Temperatur, ein neuer Zyklus und ein neues Eiszeitalter beginnt
(2).

seaice1

Die Abbildung oben zeigt die Entwicklung
des Eisvolumens der Arktis zwischen 1951 und 2000 (10). Die Dicke
variiert zeitabhängig. Insgesamt ist eine Reduktion von ca.
4%/Dekade zu verzeichnen.

walsh_pm

Eismassenausbreitung
in der Arktis (12)

Die Ursache liegt an der verlängerten
Sommerzeit und widerspricht den CO2-abhängigen Modellen.(11).
Die Eismasse der Antarktis nimmt dagegen zu.

Gemäß der NASA haben
natürliche “ups und downs” im Wettersystem nahe Island
mit dem Islandtief zu den regionalen Variationen und der Abnahme
der arktischen Seeeisbedeckung der letzten 20 Jahre geführt.
(13)

islandt


Sonnenaktivitäten

Die variierenden Sonnenaktivitäten
wurden schon beim Kapitel Wärme beschrieben. Hier nochmals
eine Zusammenstellung der gemessenen Aktivitäten der im Vergleich
mit den Erdtemperaturen.

GlobalW

Qhelle: http://www.brighton73.freeserve.co.uk/gw/solar/solar.htm

solar2b

Quelle:
http://www.vision.net.au/~daly/hockey/hockey.htm

Die oben genannte Variation der Aktivitäten
der Sonne (Sonnenflecken, Sonnenwind) spiegeln sich z.B. in den
Radiocarbon-Daten aus den unterschiedlichsten Quellen. Beispiel:
Jahresringe von Bäumen.

treer5

Jahresringe von California Bristle
Cone Pine-Bäumen. (Source: Tkachuk, 1983)

Das Ausmaß der 14C-Produktion
in der Atmosphäre aus 14N2 hängt u.a. von der variierenden
Stärke des Sonnenwindes ab. (Quelle: http://calspace.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/05_2.shtml)
Da auch 14C in CO2 verstoffwechselt wird und die Konzentrationen
in lebendem Material bekannt ist, kann in fossilem Material über
den 14C-Gehalt auf die Sonnenaktivitäten bis maximal ca. 50
000 Jahre in der Vergangenheit geschlossen werden. (Halbwertszeit
14C = 5730 Jahre) Die Variation der C14 Produktion wird durch die
Änderung der solaren Aktivität verursacht. Ist
die Sonnenaktivität hoch wird wenig C14 produziert entsprechend
dem Abschirmeffekt des Sonnenwindes vor den kosmischen Strahlen.


china3

c14var

Oben ist die Änderung der
18O-Isotop-Konzentration
aus Torf-Cellulose in Nordostchina über 6000 Jahre zu
sehen, die mit aktuellen 14C-Jahresringen verglichen wurden.
Es fällt ein nahezu identischer Kurvenverlauf der 18O
mit den 14C-Werten auf.

Die Autoren
schließen daraus, daß die Temperatur in den letzten
6000 Jahren hauptsächlich durch die solare Variabilität
gesteuert wurde.


Links ist die 14C-Variaton für die letzten 1000 Jahre
zu sehen.


Dasselbe
Ergebnis erhält man aus den verschiedensten Daten rund um die
Welt.

stalag

Oben ist eine Stalagmitenanalyse aus
Südafrika zu sehen. Wiederum zeigen sich die bekannten Maxima
und Minima der vergangenen 1000 Jahre: die Warmzeit im Mittelalter
und die kleine Eiszeit um 1700, bzw. der Anstieg danach.

Fazit:
Der obige Kurvenverlauf zeigt sich
aus unterschiedlichsten Messungen rund um den Globus. Das 20. Jahrhundert
ist keinesfalls einzigartig. Der Temperaturverlauf ist eindeutig
solar gesteuert!

 

Weiterführende Quellen:


Milankovitch-Zyklen:http://deschutes.gso.uri.edu/~rutherfo/milankovitch.html
und http://www.science.ubc.ca/~geol256/notes/ch3_mila.html
und http://www.homepage.montana.edu/~geol445/hyperglac/time1/milankov.htm

Proxy-Daten:
http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/globalwarming/proxydata.html

Arctic Ocean Modell: http://www.acs.ohio-state.edu/researchnews/archive/nowarm.htm

14C-Produktion: http://calspace.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/05_2.shtml

Sonnenaktivitäten:
http://www.vision.net.au/~daly/hockey/hockey.htm

Geschichte:
http://www.colby.edu/sci.tech/st215/3.3view/sld010.htm

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