Unser Wissen über den Klimawandel ist unsicher und daher auch der Weg zu seiner Verhinderung

 von Kalte Sonne

Von Wolfgang Dreybrodt

Die Erde erwärmt sich. Von 1850 bis 2020 um 1,1°C. Bis zum 1,5°C-Ziel sind es nur noch 0,4°C. Damit ist auch die Menge des CO2-Ausstoßes bekannt, bis zu dem die Erwärmung von 1,5 Grad erreicht ist. Aber halt! Wie genau sind diese Zahlen? Jede Temperaturmessung ist mit Fehlern behaftet und wie bei jeder anderen physikalischer Größe muss dieser Fehler angegeben werden.

Es müsste so heißen: Die Erde erwärmt sich. Von 1850 bis 2020 um 1,1°C∓ x °C. Dies heißt, dass bei einer Messung der gefundene Wert mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % im Bereich zwischen 1,1-x und 1,1+x °C liegt. Wie misst man nun die jährliche globale Durchschnittstemperatur der Erde? Grundlage sind Wetterstationen, in denen man unter genau festgelegten Bedingungen jeden Tag zur vollen Stunde die Temperatur misst und den Mittelwert über einen Tag berechnet. Jede einzelne Temperaturmessung ist mit Fehlern behaftet. Wenn man also unter gleichen Bedingungen eine Messung wiederholt, erhält man verschiedene Werte. Bei einem Platinwiderstands-Thermometer Pt 100 der Klasse A, wie es in Wetterstationen des DWD verwendet wird, ist dieser Streubereich ∓0,15°C. Dies kommt von dem Fehler der Widerstandsmessung. Dazu kommen noch äußere Fehler. Die Lufttemperatur in der Wetterstation schwankt abhängig von den Wetterverhältnissen, wie z. B. Wind, Sonneneinstrahlung, Regen, Schnee etc., so dass weitere Messfehler auftreten. Wie groß ist unter diesen Umständen das ∓x in der Änderung der globalen Temperatur?

Dies ist nicht einfach zu beantworten. Es gibt Methoden der Fehlerrechnung und der Statistik mit denen man bei der Mittelung der Daten aus allen Wetterstationen der Welt den Fehler x abschätzen kann. Nehmen wir an x = 0,2°C. Dann wäre die Erderwärmung zwischen 1.3 und 0,9 °C. Im besten Fall könnten wir zum 1,5 Grad-Ziel CO2 für eine Erwärmung von 0.6 °C in die Atmosphäre blasen und im schlimmsten Fall aber nur für 0,2 °C. Dazwischen ist auch alles möglich.

Abbildung 1: Die linke Graphik zeigt den Verlauf der globalen Anomalie der Durchschnittstemperatur (NASA). Die blauen Balken stellen den Fehlerbereich von ∓0.2 °C dar. Das Rechteck gibt einen Ausschnitt der Anomalie von 2000 bis 2019. Die rechte Graphik ist eine Vergrößerung dieses Bereichs. Eine Abschätzung des Temperaturanstiegs 2000 bis 2019 ist nur mit einer hohen Unsicherheit möglich.

Damit ist die Zeit um das 1,5 Grad-Ziel zu erreichen irgendwo zwischen 15 und 45 Jahren. Es macht einen gewaltigen Unterschied, ob eine Technologie und damit die Wirtschaft in 15 oder in 45 Jahren umgestellt werden muss und daher ist das x auch von großer politischer Bedeutung. Wieso findet man diese Fehlergrenze in der öffentlichen Debatte nicht???

Als Beispiel betrachten wir zwei kontroverse Arbeiten, die sich damit befassen. Frank, Patrick. (2010). Uncertainty in the Global Average Surface Air Temperature Index: A Representative Lower Limit. Energy & Environment. 21. 10.1260/0958-305X.21.8.969.

In dieser Arbeit verwendet Frank Patrick Standardmethoden der Fehlerrechnung und kommt zu dem Schluss, dass die Unsicherheit mindestens ∓0.46°C ist. Dies würde bedeuten, dass es entweder bereits zu spät wäre oder aber dass wir sehr viel mehr Zeit hätten. Eine weitere Aussage von Frank ist:

„The ±0.46 C lower limit of uncertainty shows that between 1880 and 2000, the trend  in  averaged  global  surface  air  temperature  anomalies  is  statistically indistinguishable from 0 C at the 1 σ level. One cannot, therefore, avoid the conclusion that it is presently impossible to quantify the warming trend in global climate since 1880.“

(Die untere Unsicherheitsgrenze von ± 0,46 ° C zeigt, dass zwischen 1880 und 2000 der Trend zu gemittelten globalen Anomalien der Oberflächenlufttemperatur statistisch nicht unterscheidbar von 0 C auf dem 1 σ-Niveau. Man kann daher die Schlussfolgerung nicht vermeiden, dass es derzeit unmöglich ist, den Erwärmungstrend im globalen Klima seit 1880 zu quantifizieren.). Dies allerdings macht ihn zum Klimaleugner und verhindert Publikation in Zeitschriften, in der die Mehrheit der Klimawissenschaftler  veröffentlicht. Energy and Environment allerdings veröffentlichte auch solche Arbeiten.

Laut Prof. Hans von Storch, einem bedeutendem deutschen Klimawissenschaftler, der 2001 und 2013 Lead Author des Weltklimarats (IPCC) war, versucht diese Zeitschrift, „Menschen, die keine Plattform haben, eine Plattform zu geben“, die dann für skeptische Papiere attraktiv ist. Sie wissen, dass sie durchkommen können und dass interessierte Menschen dafür sorgen, dass das Papier in den politischen Bereich gelangt.” (https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_%26_Environment)

Ansonsten bemerkte Prof. von Storch 2019 in einem Vortrag vor dem Deutschen Ethikrat über die Wissenschaft und ihre Rolle in der Gesellschaft:

„Wenn ein Klimaforscher andeutet, er stehe nicht hundertprozentig hinter der Erklärung des Klimawandels durch die Emission der Treibhausgase, wird er meist von den Gutachtern geschlachtet.“

Das erklärt, warum die Arbeit von Frank in der Wissenschaftsgemeinde nicht beachtet wurde. (https://www.ethikrat.org/fileadmin/PDF-Dateien/Veranstaltungen/ht-23-10-2019-Storch.pdf)

Die neueste Arbeit zur Unsicherheit der globalen Oberflächentemperatur erschien vor einem Jahr: Lenssen, N. J. L., Schmidt, G. A., Hansen, J. E., Menne, M. J., Persin, A., Ruedy, R., & Zyss, D. (2019). Improvements in the GISTEMP uncertainty model. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, 6307– 6326. https://doi.org/10.1029/2018JD029522 Im Abstract liest man:

„Die daraus resultierenden 95% Unsicherheiten liegen im globalen Jahresmittel für die USA nahe 0,05°C. In den letzten 50 Jahren und steigen in der Zeit weiter zurück und erreichen 1880 0,15°C“.

(The resulting 95% uncertainties are near 0.05 °C in the global annual mean for the last 50 years and increase going back further in time reaching 0.15 °C in 1880.)

Diese Arbeit verwendet statistische Methoden, die nur wenige Spezialisten verstehen. Dabei werden globale Temperaturen für 1880 ermittelt, die berücksichtigen, dass es zu dieser Zeit nur Messstationen auf der Nordhalbkugel der Erde gab und die Genauigkeit der Messungen  sehr viel schlechter war als heute. Außerdem gab es auch keine Messungen der Oberflächentemperatur  des Ozeans. Die verbesserten Methoden ab 1970 führen dann zu einer Genauigkeit von 0,05°C.

Welche von den beiden Abschätzungen richtig ist, die von Frank mit ∓0,46°C oder die von Jenssen et al. mit ∓0.15°C kann man nicht wissen, da dies in der Literatur nie diskutiert wurde. Aber wie oben gezeigt, wäre auch die Unsicherheit von ∓0.15°C noch relevant für die Übergangszeit in eine CO2 neutrale Wirtschaft.

Bei all diesen Diskussionen wird übersehen, dass der Weltklimarat 2018 diese Unsicherheit bestätigt hat. https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/spm/ In der Einleitung des Special Report: Global Warming of 1.5 ºC. Summary for Policymakers liest man:

“ A1Menschliche Aktivitäten haben etwa 1,0 °C globale Erwärmung gegenüber vorindustriellem Niveau verursacht, mit einer wahrscheinlichen Bandbreite von 0,8 °C bis 1,2 °C. Die globale Erwärmung erreicht 1,5 °C wahrscheinlich zwischen 2030 und 2052, wenn sie mit der aktuellen A1.1. Geschwindigkeit weiter zunimmt. (hohes Vertrauen).

Aufgrund des langfristigen Erwärmungstrends seit vorindustriellen Zeiten lag die beobachtete globale mittlere Oberflächentemperatur (GMST) für das Jahrzehnt 2006–2015 um 0,87 ° C (wahrscheinlich zwischen 0,75 °C und 0,99 °C über dem Durchschnitt des Jahres 1850 –1900 (sehr hohes Vertrauen). Die geschätzte anthropogene globale Erwärmung entspricht dem Grad der beobachteten Erwärmung auf ± 20% (wahrscheinlicher Bereich). Die geschätzte anthropogene globale Erwärmung steigt derzeit aufgrund früherer und anhaltender Emissionen (hohes Vertrauen) auf 0,2 ° C (wahrscheinlich zwischen 0,1 ° C und 0,3 ° C pro Jahrzehnt.“

Es gibt noch eine weitere inhärente Unsicherheit, die sogenannte Klimasensitivität. Dies ist der Anstieg der globalen Gleichgewichtstemperatur durch Verdoppelung der CO2-Konzentration. Dieser Wert ist nicht leicht zu ermitteln, weil er von vielen wenig verstandenen Rückkopplungsmechanismen abhängt. Er liegt unbestritten zwischen 1.5°C und 4.5°C. (http://www.gci.org.uk/images/IPCC_AR5_CS.pdf).

Aus der Klimasensitivität kann man das CO2– Budget berechnen. Dieses gibt die Menge des CO2 an, das noch in die Atmosphäre entlassen werden kann, damit sich die Temperatur um 1,5°C gegenüber 1880 erhöht, d. h. das 1,5 Grad Ziel des Pariser Abkommens wird verfehlt, wenn mehr ausgestoßen wird. Der Weltklimarat schlägt vor, dass dieser Wert ab 2018 mit 66% Wahrscheinlichkeit bei 420 Milliarden Tonnen liegt. 2019 war der globale Ausstoß von CO2 37 Milliarden Tonnen. Damit hätten wir bei gleichbleibender Emission noch 11 Jahre Zeit klimaneutral zu werden.

Rechnet man aber mit 55% Wahrscheinlichkeit wäre das Budget 580 Milliarden Tonnen. (https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Budget) und die verbleibende Zeit 16 Jahre. Berücksichtigt man nun noch die Unsicherheit in der Temperatur. Bei einer Unsicherheit von ∓0,2 °C wäre die tolerierbare Erwärmung zwischen 0.3 und 0,7 Grad. Für die Erwärmung von 0,7 Grad hat man dann 18 bzw. 24 Jahre bei einer Wahrscheinlichkeit von 67%  bzw. 55%. Legt man nur eine tolerierbare Erwärmung von 0,3 Grad zu Grunde ist das 1,5 Grad Ziel nicht mehr erreichbar.

Es muss hier darauf hingewiesen werden, dass diese Zahlen unter der Voraussetzung berechnet wurden, dass der jährliche globale Ausstoß von CO2 konstant bei 37 Milliarden Tonnen bleibt. Jede Steigerung des CO2 Ausstoßes verkürzt die Zeit. Aber jede Reduktion verschafft uns mehr Zeit und ist deshalb bedeutend für den Klimaschutz. Solche Wege zu finden ist eine politische Entscheidung. Angesichts der großen Unsicherheiten kann die Wissenschaft keinen eindeutigen Pfad vorgeben, der unbedingt einzuhalten ist, um die Klimakatastrophe abzuwenden. Der rigorose Umbau eines Wirtschaftssystems ist ebenfalls mit hohen Risiken behaftet. Auch dies muss bedacht werden. Die Wissenschaft kann hier beraten. Aber eine absolute Wahrheit, der man folgen muss, kennt sie nicht.

Neuerdings sind nun auch noch Zweifel an der Größe des CO2-Budgets aufgetreten. Prof. Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg und einer der Leitautoren des Weltklimarats hat in einem Spiegelinterview am 6. Oktober 2018 erklärt, dass der Weltklimarat das CO2– Budget  verdoppeln werde, also von 420 auf etwa 1000 Milliarden Tonnen. Er sagt:“ Ganz genau, darauf deuten jedenfalls die verbesserten Modelle hin. Unser verbleibendes CO2-Budget für das 1,5-Grad-Ziel ist wohl mindestens doppelt so groß wie gedacht, fast tausend Gigatonnen“ https://kaltesonne.de/klimamodellierer-jochem-marotzke-mehr-zeit-zur-dekarbonisierung-fruhere-klimamodelle-waren-zu-empfindlich/. Der Wert von Milliarden Tonnen würde die Zeit bis zum Erreichen der Erwärmung auf 1,5 °C verdoppeln.

In neueren Schätzungen wird die obere Grenze der Schätzungen sogar noch weiter angehoben. Leach et al.(2018)schätzen das Budget auf 479 bis 1239 Milliarden Tonnen CO2 (wiederum für eine Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent 1,5°C nicht zu überschreiten). Entsprechend ergibt sich die Schlussfolgerung, dass  die Zeit zur Erreichung einer Erwärmung auf 1,5°C zwischen 13 und 33 Jahren liegt.

Es muss hier darauf hingewiesen werden, dass diese Zahlen unter der Voraussetzung berechnet wurden, dass der jährliche globale Ausstoß von CO2 konstant bei 37 Milliarden Tonnen bleibt. Jede Reduktion verschafft uns mehr Zeit und ist deshalb bedeutend für den Klimaschutz.

Solche Wege zu finden ist eine politische Entscheidung. Angesichts der großen Unsicherheiten kann die Wissenschaft keinen eindeutigen Pfad vorgeben, der unbedingt einzuhalten ist, um die Klimakatastrophe abzuwenden. Der rigorose Umbau eines Wirtschaftssystems ist ebenfalls mit hohen Risiken behaftet. Auch dies muss bedacht werden. Die Wissenschaft kann hier nur beraten. Aber eine absolute Wahrheit, der man folgen muss, kennt sie nicht.

Dies scheint aber nicht allen Wissenschaftlern klar zu sein. Positionen, die sie nicht teilen, müssen sie  sich aber anhören um deren Argumente zu verstehen. Man muss sie dann nicht teilen. Das gegenseitige Verteufeln in Klimaleugner und Klima-Alarmisten führt nicht weiter, denn es spaltet. Eine gespaltene Gesellschaft hat noch nie nachhaltige Lösungen gefunden. Demokratie und auch die Wissenschaft leben von Spruch und Widerspruch in der gemeinsamen Bemühung eine Lösung zu finden.

Eines sagt uns die Wissenschaft. Unser Planet ist endlich und ebenso die Fähigkeit der Atmosphäre CO2 aufzunehmen, ohne dass der Klimawandel uns bedroht und dies gilt auch für alle anderen Ressourcen, die wir zum Leben brauchen.  Die Idee, immer schneller von allem immer mehr haben zu können, ist falsch. Wachstum ist kein Weg unsere Probleme zu lösen. Wir müssen umdenken und uns darauf besinnen, was wir wirklich brauchen.

Die Probleme der Welt lösen wir aber nicht, indem wir uns mit gigantischem Aufwand auf die „Klimakrise“ mit einem fragwürdigem 1,5°C Ziel konzentrieren und damit radikal unser Wirtschaftssystem verändern. Dieser Aufwand, alternativ in Entwicklungsländern eingesetzt, könnte diesen zu einer CO2 armen Wirtschaft verhelfen und so den globalen CO2 Anstieg bremsen. Deutschland trägt nur etwa 2% der weltweiten CO2 Emission bei. Mit dem Aufwand Deutschland zu dekarbonisieren könnten wir mit innovativer Technologie, weltweit eingesetzt, weit das Vielfache erreichen.

In Panik zu geraten und zu fordern, „folgt der Wissenschaft“, ist nicht zielführend, weil die Wissenschaft zwar das Problem benennen aber einen einzigen, alternativlosen Weg nicht vorschlagen kann.

Zur Person:

Lebenslauf: em.Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Dreybrodt

Wolfgang Dreybrodt, geboren am 10. Januar 1939.

1963: Diplom in Physik, Universität Frankfurt am Main

1966: Promotion (Dr. phil. Nat.) In Festkörperphysik an der Universität Frankfurt am Main

1966-1969: Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Universität Frankfurt am Main. (ESR an Alkalihaliden)

1969: Gastwissenschaftler am Francis-Bitter National Magnet Laboratory des Massachusetts Institute of Technology. Vereinigte Staaten von Amerika. (Zykloton-Resonanz an Halbleitern)

1970-1974: Leitender Wissenschaftler, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart (R-Sesonanz-Raman-Spektoskopie und Luminenz und Reflektions-Spektoskopie an Halbleitern.

Seit 1974: ordentlicher Professor für Experimentalphysik, Universität Bremen. Resonante Raman-Spektoskopie und Absorptions-Spektoskopie an Hämoglobin und Porphyrin. Arbeiten zur Lösungs- und Abscheidungskinetik von Karstgesteinen Kalk, Dolomit, Gips und Anhydrit als Grundlage zu Arbeiten zur Entstehung von Höhlen in zerklüfteten und porösen Gesteinen sowie zur Physik und Chemie des Stalagmitenwachstums und der Isotopenzusammensetzungen des Kalks von Speläothemen als Grundlage zum Verständnis von Klimaproxies. Beiträge des Karst zum globalen CO2 Kreislauf.

Seit 2005. Assoziierter Forscher am Karstforschungsinstitut, Postojna, Slowenien

250 Publikationen in Festkörperphysik (ESR in Alkaliehaliden, Zyklotronresonanz in Halbleitern, Raman- und Lumineszenzspektroskopie in Halbleitern), in der Molekularbiophysik (Raman-Spektroskopie in Hämoglobin und Porphyrinen) sowie in Physik, Chemie und Hydrologie von Karstsystemen. Zwei Lehrbücher über Karstsysteme und die Prozesse ihrer Entwicklung. Experimentelle und theoretische Arbeiten zur Auflösungskinetik von Kalkstein, Dolomit, Gips und Anhydrit.

Der Beitrag Unser Wissen über den Klimawandel ist unsicher und daher auch der Weg zu seiner Verhinderung erschien zuerst auf Kalte Sonne.

Kalte Sonne
https://kaltesonne.de/unser-wissen-ueber-den-klimawandel-ist-unsicher-und-daher-auch-der-weg-zu-seiner-verhinderung/

Author: uwe.roland.gross

Don`t worry there is no significant man- made global warming. The global warming scare is not driven by science but driven by politics. Al Gore and the UN are dead wrong on climate fears. The IPCC process is a perversion of science.