Ursachen des Klimawandels

Ursachen
des Klimawandels


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


Milankovitch-Zyklen

Eine wichtige 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.
Dieser Wasserzyklus hat mehrere Komponenten. Am besten kennen
wir den Wasserzyklus, der mit dem Verdampfen zu Wolken und
dem anschließenen Niederschlag zu tun hat.
Es gibt ebenfalls einen Zyklus von Meereströmungen, die
stark das Wetter von Küstenregionen bestimmen (z.B. der
Golfstrom bringt warmes Wasser aus der Karibik nach England,
das dadurch ein wesentlich wärmeres Klima erhält.

milan2 - Ursachen des Klimawandelsmilan8 - Ursachen des Klimawandels

Ein anderer Aspekt der Wasserzyklen sind
die Eiszeiten, die innerhalb tausender bzw. Millionen Jahre
auftreten.
Die Ursache für die Zyklen in den letzten 450 000 Jahren
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 ( 1).


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 - Ursachen des Klimawandels

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 - Ursachen des Klimawandels

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 - Ursachen des Klimawandels

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 - Ursachen des Klimawandels


Klimabeeinflussung durch Variation der Sonnenaktivitäten

Neben der normalen Sonnenstrahlung,
die UV, sichtbares Licht und Wärmestrahlung enthält,
sendet die Sonne auch Partikelstrahlung in den Weltraum (=
Sonnenwind), die zyklisch variiert.. Weiterhin variiert die
Umlaufbahn um das Massezentrum des Sonnensystems ebenfalls
in Zyklen. Die variierenden Sonnenaktivitäten
wurden schon beim Kapitel Wärme beschrieben. Sie werden
durch die kosmische Strahlung moduliert. Hier nochmals eine
Zusammenstellung der gemessenen Aktivitäten im Vergleich
mit den Erdtemperaturen (3).

GlobalW - Ursachen des Klimawandels

solar2b - Ursachen des Klimawandels

solzy - Ursachen des Klimawandels

tempsol - Ursachen des Klimawandels

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 (4).

treer5 - Ursachen des Klimawandels

Jahresringe von California
Bristle Cone Pine-Bäumen. (5)

Das Ausmaß der 14C-Produktion
in der Atmosphäre aus 14N2 hängt u.a. von der variierenden
Stärke des Sonnenwindes ab. (6) 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 - Ursachen des Klimawandels

c14var - Ursachen des Klimawandels

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 - Ursachen des Klimawandels

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.


Klimabeeinflussung durch kosmische Strahlung

Den Zusammenhang der kosmischen Strahlung
und des Sonnenwindes mit Klimaparametern auf der Erde kann
man in unzähligen wissenschaftlichen Arbeiten nachlesen.
Dabei wurden meist kosmogene Isotope 14C und 10Be in Sedimenten
oder Eisbohrkernen untersucht, die durch die Wechselwirkung
der kosmischen Strahlung in der oberen Atmosphäre entstehen.
Ein Vergleich mit aus 18O rekonstruierter Feuchtigkeits- bzw.
Temperaturschwankungen ergab eine verblüffende Korrelation
sowohl im Nordatlantik als auch in anderen Gegenden der Welt.
Dies kann sowohl in kürzeren als auch längeren erdgeschichtlichen
Zeitabschnitten nachgewiesen werden. Seit der letzten Eiszeit
zeigen dies z.B. die Bondzyklen
in Form abrupter Klimazyklen.
.

bondc - Ursachen des Klimawandels

oman3 - Ursachen des Klimawandels

Die nachfolgende Abbildung
kennen wir schon aus dem Kapitel Globale Erwärmung
früher
. Hier wurden alle bisherigen Proxydaten zur
Temperaturrekonstruktion zusammengefaßt. Als Ergebnis
sieht man seit dem Kambrium eine auf hohem Niveau liegende
Globaltemperatur, durch 4 Kaltzeiten unterbrochen, die ca.
150 Millionen Jahre auseinanderliegen.

waerme1 - Ursachen des Klimawandels

Dieser langfristige globale
Klimazyklus konnte nun durch Prof. Veizer und Dr. Shaviv (7
) geklärt werden. Er wird durch zyklische Schwankungen
der kosmischen Strahlung ( H+-Ionen, Helium-Kerne)
verursacht.

Strahlungspartikel erzeugen beim Auftreffen
auf z.B. Wasserdampf in der Atmosphäre auf bisher nicht
ganz geklärte Weise sog. Keime, die zur Kondensation
und somit zur Wolkenbildung führen (siehe Kapitel
Wärme/Wolken).

Diese Kausalität steht
in Einklang mit den Ergebnissen von Satellitenbeobachtungen
der letzten Jahre. Wolken schirmen die Erde vor der Sonnenwärme
ab, indem sie die thermische Energie ins All zurückstrahlen
(Albedo). Umgekehrt bilden sich bei geringer kosmischer Strahlung
weniger Wolken, die Sonne kann die Erde erwärmen.

cloudc - Ursachen des Klimawandels

Der Einfall kosmischer Strahlung
auf der Erde hängt neben der Beeinflussung durch die
Sonnenaktivitäten
davon ab, wo in der Galaxie sich
unser Sonnensystem gerade befindet. Die Strahlung ist dort
am stärksten, wo sich neue Sterne bilden, was in den
spiralförmigen Armen der Milchstraße der Fall ist.
Wenn wir etwa alle 150 Mio. Jahre einen solchen Arm passieren,
steigt die Strahlungsintensität an und es kommt zu einer
Kälteperiode. Die Klimavariationen durch diese Passagen
sind ca. zehnmal so stark wie die durch die Sonne verursachten.

iceagcos - Ursachen des Klimawandels

veizer - Ursachen des Klimawandels

Bei größerer Sonnenaktivität
wächst auch das Magnetfeld der Sonne und kosmische
Strahlung wird von der Erde weglenkt. Es treffen also weniger
kosmische Partikel auf die Atmosphäre, es entwickeln
sich weniger Wolken
und es wird wärmer. Die Paläodaten
für CO2 zeigen keine Korrelation mit dem 150 Millionen
Jahre- Zyklus. Dazu müßte die damalige CO2-Konzentration
um 100- 1000 fach höher gewesen sein, was nicht nachgewiesen
werden konnte.

Noch 2001 schrieb das IPCC im
Zwischenbericht (http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/wg1/246.htm
):

“We conclude that mechanisms
for the amplification of solar forcing are not well established.
Variations in ultraviolet and solar-induced changes in O3
may have a small effect on radiative forcing but additionally
may affect climate through changing the distribution of solar
heating and thus indirectly through a dynamical response.
At present there is insufficient evidence to confirm that
cloud cover responds to solar variability.”

Dies wurde geschrieben, obwohl
schon 2000 Baliunas und Soon den Zusammenhang zwischen der
kosmischen Strahlung und der Wolkenbildung aufgezeigt haben.
(http://www.heartland.org/archives/environment/aug00/milky.htm)

Diese neuen Funde (2003) belegen
die große Bedeutung des Wasserkreislaufs als Klimafaktor,
die kosmische Strahlung als Ursache und stellen die
weitverbreitete Annahme infrage, dass CO2
die treibende Kraft der Erderwärmung sei. (siehe auch:
http://www.env.leeds.ac.uk/publications/ias/pdf/Science_cosmics.pdf)

Fazit:
Die obigen Daten zeigen, aus unterschiedlichsten
Messungen rund um den Globus ( Proxy und Astronomie):
das
20. Jahrhundert ist keinesfalls einzigartig
.
Der Temperaturverlauf wird langfristig und kurzfristig solar
bzw. durch kosmische Strahlung gesteuert! Wasser spielt die
wichtigste Rolle.

Quellen:

(1)
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
(2) http://www.acs.ohio-state.edu/researchnews/archive/nowarm.htm
(3) http://www.brighton73.freeserve.co.uk/gw/solar/solar.htm
(4)
http://www.vision.net.au/~daly/hockey/hockey.htm

(5)
Tkachuk, 1983
(6)
http://calspace.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/05_2.shtml
(7) http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/pm2003/msg00202.htm
(8)
Cronin, J.W., 1999 Review of Modern Physics 71 5165.
(9) http://www.marshall.org/guide.htm;
http://idw-online.de/public/pmid-27936/zeige_pm.html

http://www.co2science.org/journal/2001/v4n22c1.htm
(10) http://www.awi-bremerhaven.de/Modelling/SEAICE/icethick.html
(11) High interannual variability of sea ice thickness in
the Arctic region
SEYMOUR LAXON, NEIL PEACOCK & DOUG SMITH
Nature 425, 947–950 (2003); doi:10.1038/nature02050 (http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v425/n6961/abs/nature02050_fs.html&dynoptions=doi1067587838)
(12) http://nsidc.org/sotc/sea_ice.html
(13) http://www.spacedaily.com/news/arctic-01a.html
(14) http://www.ecology.com/ecology-today/earth-warms/

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