Was bestimmt unser Klima?

Paul Pfundt

Immer wieder begegnet uns die Frage, was denn das Klima beeinflusst, wenn es nicht das CO2 ist, zumindest nicht in dem Maße, wie es die Klima-“Alarmisten“ behaupten? Daher soll hier skizziert werden, welche anthropogenen und natürlichen Faktoren eine Rolle spielen. Die Darstellung erhebt aber weder Anspruch auf Vollständigkeit, noch nimmt sie eine Quantifizierung der Wirkungen der verschiedenen Faktoren vor.

Wir klammern hier das CO2 u.a. Spurengase ganz bewusst aus, da sie u.E. nur einen geringen oder gar keinen klimatischen Einfluss haben. Auch die Klimawissenschaft ist über diese Frage durchaus uneins, wie wir an den sehr unterschiedlichen Positionen etwa zur Klimasensitivität (Erwärmungsrate bei Verdoppelung des CO2) oder hinsichtlich der Verweilzeit von CO2 in der Atmosphäre sehen können. Es ist jedoch sicher, dass CO2 nicht diese starke Klimawirkung haben kann, wie uns Medien, Politik und gewisse Kreise der Wissenschaft weiß machen wollen. So kann die Erwärmung der letzten ca. 150 Jahre auch nicht, wie zuletzt wiederholt behauptet, zu 100% durch menschlichen Einfluss erzeugt sein, da diverse natürliche und anthropogene Faktoren, wie wir im Folgenden zeigen werden, ebenfalls wirksam waren und sind. Kann aber der Einfluss dieser Faktoren (und der Wechselwirkungen zwischen ihnen) nicht genau quantifiziert werden – und das ist eben kaum möglich – so kann auch die (mögliche) Wirkung des CO2 natürlich nicht exakt bestimmt werden.

Anthropogene Faktoren

A) Entwaldung

Seit der Mensch sesshaft wurde und Ackerbau und Viehzucht betrieb, rodet er Wälder, um Fläche zu gewinnen und das Holz als Baumaterial und Brennstoff zu verwenden. Schon in der Antike und im Mittelalter kam es deshalb in einigen Gegenden zu weiträumigen Entwaldungen. Dieser Kahlschlag führt zu einer Aufheizung des Bodens, weil die Sonnenstrahlung direkt auf den Erdboden treffen kann und die Kühlung durch Schatten gemindert wird. Zugleich wird die Speicherung von Wasser durch den Wald verringert. Auch die Speicherung von CO2 sinkt, wenn die Waldfläche abnimmt. Allerdings ist nicht jeder Wald in dem Maße ein solcher Kohlenstoffspeicher, wie oft behauptet wird. So ist die CO2-Bilanz von Tropenwäldern eher ausgeglichen. Doch insgesamt bedeutet Entwaldung Aufheizung.

B) Melioration

Dabei geht es v.a. um Maßnahmen der Entwässerung und Trockenlegung von Gewässern und Feuchtgebieten, das Verschwinden von Überflutungsgebieten an Flüssen und Meeresufern sowie die Bebauung und Versiegelung von Feuchtflächen. Dadurch wird die Bildung von Nebel und die Abkühlung durch Verdunstung verringert. Im Laufe von Jahrtausenden sind so erhebliche Flächen verändert und ein Aufheizeffekt erzeugt worden. Andererseits wurde dieser Effekt aber durch Bewässerung und v.a. durch die Ausweitung des Anbaus von Feuchtreis in Asien tw. wieder ausgeglichen. Doch insgesamt führt Melioration eher zu einer Aufheizung der Erde – von anderen Wirkungen, etwa der Zerstörung des natürlichen Lebensraumes vieler Spezies abgesehen.

C) Urbanisierung

Das Anwachsen der Bevölkerungszahl v.a. seit dem 20. Jahrhundert war mit einer erheblichen Ausdehnung bebauter urbaner Flächen verbunden, die weiter anhält. Immer größere Gebiete werden mit Gebäuden und Straßen bebaut. Durch die gegenüber natürlichen Landschaften höhere Speicherfähigkeit der Materialien (Beton, Stein, Asphalt) und durch die größere Menge freigesetzter Energie (Heizung, Abwärme, Autoabgase) ist das Stadt-“Klima“ wärmer als das der natürlichen Umgebung. Die Klimawissenschaft spricht dabei vom Städtischen Wärmeinseleffekt, der von der Größe der Stadt und Faktoren wie der Gebäudegeometrie, thermischen Eigenschaften der Bausubstanz, den Oberflächeneigenschaften und der anthropogenen Wärmefreisetzung (Heizung, Verkehr, Industrie) abhängt. Der Städtische Wärmeinseleffekt kann mehrere Grad ausmachen. Ohne Zweifel führt die Ausdehnung urbaner Ballungsgebiete zu einer Vermehrung solcher Wärmeinseln und damit zu einer Erhöhung der durchschnittlichen Temperatur einer Region. Allerdings wird die untere Luftschicht in der Umgebung von Städten nicht signifikant wärmer, da die Städte ihre Wärme zum großen Teil per Konvektion nach oben abgeben.

Große Bedeutung hat der Städtische Wärmeinseleffekt aber dadurch, weil sich viele Wetterstationen in Städten befinden und daher erhöhte Temperaturen messen. Die durch den Wärmeinseleffekt beeinflussten Werte werden in den Statistiken und Modellen aber nicht herausgerechnet, so dass die Temperatur-Durchschnittswerte höher sind als ohne ihn. Das Herausrechnen des Städtischen Wärmeinseleffekts ist auch kaum möglich, weil wir nicht genau wissen, wie warm es an einem Ort ohne ihn wäre. Insofern sind Behauptungen, dass der Städtische Wärmeinseleffekt herausgerechnet werden würde, falsch und eine Täuschung der Öffentlichkeit.

Die globale Erwärmung der letzten etwa 150 Jahre ist also zum Teil durch den Städtischen Wärmeinseleffekt erzeugt, allerdings wissen wir nicht genau, in welchem Maße.

D) Verbrennung fossiler Stoffe

Als Energiequelle nutzt der Mensch hauptsächlich fossile Stoffe (Kohle, Öl, Gas, Holz, Torf). Bei deren Verbrennung werden nicht nur CO2, sondern auch Wasserdampf u.a. „Abgase“ frei. Natürlich wird auch Wärme freigesetzt, deren Energie bislang in der Erdkruste gebunden war und insofern keine Rolle für die Energiebilanz der Erde gespielt hat. Jede Verbrennung erwärmt notwendigerweise das Klima. Die Frage ist aber, wie groß dieser Faktor ist. Man geht davon aus, dass die von der Menschheit bei der Verbrennung freigesetzte Wärme nur etwa einem Zehntausendstel der Energie entspricht, die von der Sonne zu uns kommt. Daher ist diese Erwärmung ein realer Faktor, der aber nur eine äußerst geringe Temperatur-Wirkung entfaltet.

Der bei der fossilen Verbrennung freigesetzte Wasserdampf (Wolken) gilt als Treibhausgas und müsste lt. offizieller Treibhaustheorie zu einer zusätzlichen Erwärmung führen (wir lassen hier unbeachtet, dass Wolken auch einen Abkühlungseffekt haben). Interessanter Weise spielt die Erzeugung von Wärme und Wasserdampf bei der fossilen Verbrennung in der „offiziellen“ Klimawissenschaft keine Rolle.

Durch industrielle Aktivitäten und den Verkehr werden verschiedene Stoffe freigesetzt, die einen (allerdings von der Wissenschaft noch nicht immer gut verstandenen Einfluss) auf das Klima haben. Zumindest kann aber als sicher gelten, dass bestimmte Emissionen (Ruß, Schwefel) das Sonnenlicht abschirmen und daher eine kühlende Wirkung haben (ähnlich den Emissionen bei überirdischen Vulkanausbrüchen). Einige Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass die Verminderung solcher Emissionen durch Filtertechnik ab den 1970er Jahren zu einer zusätzlichen Erwärmung geführt habe. Ruß- und Staubablagerungen auf Schnee- und Eisflächen führen zudem dazu, dass sich diese stärker aufheizen und daher schneller schmelzen.

E) Tierhaltung und Landwirtschaft

Die massenhafte Haltung von Nutztieren, v.a. von Schweinen und Rindern, gilt wegen der dort freigesetzten Treibhausgase CO2 und Methan als klimaschädlich. Ob CO2 und CH4 (Methan) diese Wirkung tatsächlich bzw. in welchem Maße haben, steht dahin. Ohne Frage ist die Zahl des Nutzviehs in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Andererseits ist die Zahl vieler in freier Wildbahn lebender Tiere zurück gegangen. So geht man etwa davon aus, dass allein in der Prärie Nordamerikas vor der Besiedelung durch die Weißen etwa 100-200 Mill. Büffel lebten, die so viel CO2 und Methan ausstießen wie die doppelte Zahl Rinder. Ob und wenn ja in welchem Ausmaß die Emissionen global durch die Viehhaltung angestiegen bzw. sich dadurch die Temperaturen haben, ist schwer zu quantifizieren.

Anders sieh es beim Ackerbau aus. Dieser hat sich über Jahrhunderte gewaltig ausgeweitet, auch auf Kosten von Wäldern. Die moderne Landwirtschaft mit ihrem hohen Verbrauch an Dünger und Mineralstoffen ist fraglos ein wichtiger Emittent von Treibhausgasen (egal, ob diese nun Temperaturtreiber sind oder nicht).

2. Natürliche Faktoren

A) Kosmos

Die Erde als Teil unseres Sonnensystems bewegt sich durch das Universum. Dabei durchläuft sie periodisch Masse-reiche und Masse-ärmere Bereiche. Diese Positionsveränderungen wirken sich auf die Stärke kosmischer Strahlung aus, die uns trifft. Diese, Millionen Jahre lange Perioden beeinflussen auch das irdische Klima. Es wurden markante Korrelationen zwischen den kosmischen Konstellationen und den langfristigen Klimazeiträumen auf der Erde gefunden, z.B. bei ozeanischen Sedimentablagerungen.

B) Die Sonne

Es steht außer Frage, dass die Sonne die Haupt-, ja fast die einzige Energiequelle der Erde ist. Schon deshalb ist klar, dass die Sonne der Hauptklimafaktor ist. Die „offizielle“ Klimawissenschaft bestreitet das zwar nicht, behauptet aber, dass die Schwankungen der Sonnenaktivität die Temperaturschwankungen der Erde und besonders die aktuelle Erwärmung nicht erklären könnten. Dabei verweist sie auf die nur sehr geringe Amplitude des sichtbaren Lichts, das um weniger als 1% schwankt. Das stimmt zwar, jedoch ändern sich andere solare Wirkungen weitaus stärker, so etwa das infrarote Licht und das Magnetfeld. Insgesamt ist eine gute Korrelation zwischen der Sonnenaktivität, der Erdtemperatur und den Meeresströmungen gegeben. So war die Sonne in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts besonders aktiv – eine Tatsache, die oft geleugnet wird, so dass (fast) die gesamte Erwärmung auf das CO2 geschoben werden kann. Die Sonnenaktivität unterliegt verschiedenen Zyklen, die von ca. 11 Jahren (Schwabe-Zyklus), 22 Jahren (Hale-Zyklus) bis zu den längeren Gleißberg- oder Suess-Zyklen (ca. 80 bzw. 200 Jahre) reichen. Diese Schwankungen zeigen sich – allerdings zeitversetzt – auch im Klimageschehen.

Prof. Svensmark, Prof. Shaviv u.a. haben eine positive Rückkopplung der Sonnenaktivität entdeckt. Strahlt die Sonne stärker, werden die kosmischen Teilchenströme, die permanent auf die Erde treffen, abgeschwächt. Dadurch nimmt die Wolkenbildung ab, was wiederum bewirkt, dass mehr Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreicht. Auch diese Erkenntnis wird vom IPCC weitgehend ignoriert.

Die Zusammenhänge zwischen Sonne und Klima sind jedoch noch längst nicht alle klar. Es ist aber bekannt, dass die Sonne seit Mitte des 20. Jahrhunderts ungewöhnlich aktiv war. Die Sonnenaktivität war etwa doppelt so hoch wie der langfristige Mittelwert und höher als jemals in den letzten 1.000 Jahren. Seit Ende der letzten Eiszeit vor ca. 10.000 Jahren war die Sonne demnach selten so aktiv wie seit den 1940ern. Insofern muss ein Teil der Erwärmung bis Ende des 20. Jahrhunderts direkt auf die höhere solare Aktivität zurückgeführt werden.

C) Die Milankovic-Zyklen

In den 1940er Jahren entdeckte Milankovic den Einfluss der Erdbahn-Parameter auf das Erdklima. Der Orbit der Erde um die Sonne verändert sich in mehrfacher Weise: a) schwankt die Entfernung Erde-Sonne durch die elliptische Erdbahn, b) ändert sich die Neigung der Erdachse, c) „trudelt“ die Erde auf ihrer Bahn. Diese Variationen verändern sowohl die Intensität der Sonneneinstrahlung als auch deren Einfallswinkel, was die Heizwirkung der Sonne beeinflusst.

D) Vulkanismus

Der Einfluss von Vulkanausbrüchen auf das Klima hängt von der Art der Vulkane ab. Überirdische Vulkane befördern bei Ausbrüchen große Mengen von Staubteilchen und Gas in die Atmosphäre. Diese blockieren die Sonneneinstrahlung – es wird kühler. Der zugleich erfolgende Eintrag heißer Materialien in die Umwelt (Lava, Gase) ist im Vergleich dazu untergeordnet. Durch die Verteilung der Emissionen durch Wind betrifft der Vulkan-Effekt größere Gebiete der Erde. Anders wirken unterseeische Vulkane bzw. heiße Quellen (z.B. Schwarze Raucher). Diese leiten heiße Stoffe ins Meerwasser ein, was zu dessen Erwärmung führt. Durch überirdischen Vulkanismus können – abhängig von der Größe des Ausbruchs – heftige Klimaänderungen erfolgen, die sogar den Wechsel von Warmzeiten und Eiszeiten beeinflussen können. Langfristig gesehen gleichen sich die Wirkungen aber aus bzw. sind nur für kurze Zeit relevant.

Die Erde hat einen heißen Kern. Deshalb ist die Temperatur ihrer äußeren Hülle (Erdkruste) generell höher, als sie ohne diese innere Heizquelle wäre. Eine (wenn auch schwache) Heizwirkung entsteht auch durch radioaktiven Zerfall.

E) Albedo

Mit Albedo ist der Reflexionsgrad eines Stoffes bzw. der Erdoberfläche gemeint. Je heller und glatter eine Oberfläche, desto mehr Strahlung reflektiert sie und ist also kühler. Die Klima-Alarmisten behaupten, dass ein wärmeres Klima weniger Schnee und Eis bedeutet, wodurch die von der Sonne bestrahlte Fläche dunkler ist und sich somit stärker erwärmt. Diesen Effekt gibt es tatsächlich. Allerdings führt Erwärmung nicht automatisch dazu, dass es weniger schneit (und damit Eis gibt). Außerdem gehen selbst die Modelle des IPCC davon aus, dass mehr Erwärmung auch zu mehr Niederschlag führt, der dann tw. als Schnee fällt. Auch das Abschmelzen von Eis verändert die Albedo nur, wenn die Eisfläche abnimmt, während die Eisdicke darauf keinen Einfluss hat. Nur ein relativ kleiner Teil der Erdoberfläche ist (und oft auch nur zeitweilig) von Eis und Schnee bedeckt (nördlichster Teil der Nordhalbkugel, Nord- und Südpol, Hochgebirge), während der größte Teil (südliche Halbkugel, südliche Gebiete der Nordhalbkugel) frei von Eis und Schnee sind. Insofern ist die Änderung der Albedo der gesamten Erde ein untergeordneter Aspekt. Allerdings gibt es tatsächlich eine – wenn auch relativ schwache – positive Rückkopplung zwischen Erderwärmung und Änderung der Albedo.

F) Die Tektonik

Die Verschiebungen der Platten der Erdkruste bewirken über lange Zeiträume auch Änderungen des Klimas. So sind etwa Inseln oder Küstenstädte, die – zumindest lt. Medien – zu versinken drohen, nicht immer nur durch den Anstieg des Meeresspiegels gefährdet, sondern oft oder überhaupt nur durch die Senkung der Erdplatte, auf der sie liegen, oder auch nur durch das Absinken des Untergrundes der Stadt. Die Plattentektonik kann, v.a. durch den „Aufstieg“ von Gebirgen, Luft- und Meeresströmungen ändern und damit das regionale Klima stark beeinflussen, aber nicht das Erdklima bzw. die Durchschnittstemperatur insgesamt verändern.

G) Die Meere

Die Meere sind neben der Sonne (und in Rückkopplung mit ihr) der zweite maßgebliche natürliche Klimafaktor. Die Meere haben in mehrfacher Hinsicht Einfluss:

1. wirken die Ozeane, die 71% der Erdoberfläche bedecken – die Erde ist so gesehen also ein „Wasserplanet“ – als Wärmespeicher. Diese Speichereigenschaft haben sie einmal aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit von Wasser und zum anderen, weil die Sonnenstrahlung tief, tw. hunderte Meter ins Meer hinein scheint und so auch tiefere Schichten erwärmt, während bei Feststoffen nur die äußerste Schicht beschienen wird. Diese Speichereigenschaft bewirkt, dass die Wärme erst zeitverzögert wieder abgegeben wird, d.h. die Sonnenstrahlung trifft immer auf einen „vorgeheizten“ Stoff. Das Prinzip ist dasselbe wie bei der Thermosflasche: obwohl auf lange Zeit gerechnet der Kaffee in der Thermoskanne auf dieselbe Temperatur (Umgebungstemperatur) abkühlt wie der in der Tasse, ist er – auf kürzere Zeit betrachtet – immer wärmer als der in der Tasse. Der Unterschied ist also nicht die „Abkühlrate“, sondern die Zeit, das Tempo dieses Prozesses.

Die Speicherwirkung der Meere führt dazu, dass die Erde generell wärmer ist als etwa der Mond, der keine Ozeane hat. Auch hieran zeigt sich, dass die Temperaturwirkung der Sonnenstrahlung keineswegs nur von der Strahlung selbst abhängt, sondern auch von der Beschaffenheit der bestrahlten Materie (Subjekt-Objekt), dessen Speicherfähigkeit, der Albedo und der Wärmeleitfähigkeit.

2. Die Meere sorgen dafür, dass die klimatischen und Temperaturschwankungen der Erde (etwa verglichen mit dem Mond) relativ gering sind. Ohne Meere wäre z.B. die Wahrscheinlichkeit, dass die Erde bei größerer Sonnenferne so auskühlt, dass eine Eiszeit entstünde, höher.
   
3. Die Meere sind ein wesentlicher Teil des Wasserkreislaufs (Verdunstung, Bewölkung, Niederschlag). Schwankungen dieses Kreislaufs haben weit mehr Einfluss auf das regionale Klima und die (temporären) Temperaturen als die Schwankungen der solaren Strahlung oder die Konzentration von „Treibhausgasen“. In den Ozeanen ist ein Vielfaches an CO2 gespeichert als in der Atmosphäre. In Abhängigkeit von der Wassertemperatur wirken die Meere als Speicher bzw. Emittenten von CO2. Je wärmer das Wasser, desto mehr CO2 wird freigesetzt. Ob es den Zusammenhang mehr CO2 – mehr Erwärmung gibt oder nicht: auf jeden Fall gibt es einen Zusammenhang dergestalt, dass die Anreicherung von CO2 in der Atmosphäre auch eine Folge der Erwärmung der Meere ist.
   
4. Ein wichtiger Faktor für klimatische bzw. Witterungsänderungen sind Meeresströmungen. Sie erzeugen natürlich keine Wärme (von der vernachlässigbaren Erwärmung durch die Reibung des Wassers abgesehen), aber sie verschieben riesige Wärmemengen. Wir kennen permanente Strömungen wie den Golfstrom, der dafür sorgt, dass Mittel- und Nordeuropa ein gemäßigtes Klima haben und keine Eis- und Kältewüsten sind. Wir kennen auch kurzfristige Strömungen wie die El Ninos, welche die hiesigen Temperaturen für einige Monate markant erhöhen können (wie das etwa 1998 und 2015/16 der Fall war). Bedeutsamer, weil längerfristig wirksam, sind länger-periodische Meeresströmungen, die im Takt mehrerer Jahrzehnte „pulsieren“. Diese sind der Klimawissenschaft erst seit wenigen Jahrzehnten genauer, jedoch hinsichtlich ihrer Wechselwirkungen längst noch nicht vollständig bekannt. Die AMO (Atlantische multidekadische Oszillation) und die PDO (Pazifische dekadische Oszillation) pulsieren etwa im Rhythmus von 60-80 Jahren. Es ist offenkundig, dass AMO und PDO den Klimawandel und die Temperaturveränderungen der nördlichen Hemisphäre stark beeinflussen. AMO, PDO u.a. Strömungen spielen für die „offizielle“ Klimatologie auch kaum eine Rolle.

Die folgende Grafik zeigt den Verlauf der AMO. Man kann deutlich die Korrelation zwischen AMO und Temperatur sehen: die beiden Temperaturanstiege von 1910-45 und ab Ende der 1970er sowie die Abkühlungsphase ab den 1940ern bis zu den 1970ern.

In den letzten Jahren wurde auch eine Wechselwirkung zwischen der Vereisung von Arktis und Antarktis (Bi-polare Klimaschaukel) festgestellt. Hat die Antarktis viel Eis, hat die Arktis wenig und umgedreht. Die IPCC-nahe Wissenschaft nimmt diese klimatischen Faktoren und Wirkungen aufgrund ihrer einseitig auf das CO2 ausgerichteten Sicht leider kaum zur Kenntnis.

3. Fazit

Die meisten durch den Menschen verursachten Veränderungen der Erde und die vom Menschen betriebenen technischen Prozesse bewirken eine Erwärmung. Insofern ist es eine bornierte und falsche Sicht, nur die (angebliche) Wirkung von Spurengasen, v.a. dem CO2, zu betrachten, wie es die IPCC-konforme Richtung macht. Diese CO2-Focussierung ist umso absurder, als es auch diverse natürliche Faktoren gibt, die unser Klima bestimmen – ja ganz klar dominieren. Das – oft verdrängte oder bewusst geleugnete – Problem der Klimawissenschaft besteht auch darin, dass diese natürlichen Faktoren und ihre Wechselwirkungen noch nicht genau bekannt sind und zudem auch oft nicht genau quantifiziert werden können. Schon deshalb verbietet es sich eigentlich, genaue Aussagen dazu zu treffen, was das Klima in welchem Maße bestimmt, oder gar Prognosen zur Klimaentwicklung vorzunehmen und daraus hunderte Milliarden schwere Investitionen in „Erneuerbare Energien“ vorzunehmen. Die Behauptung, dass die Erwärmung der letzten ca. 150 Jahre nur oder v.a. durch den Menschen erzeugt worden wäre, ist höchst einseitig und damit falsch. Sie ist zudem weder experimentell, noch theoretisch und schon gar nicht empirisch anhand der Klimageschichte nachweisbar.

Das Klima der Erde wird v.a., ja fast nur von natürlichen Faktoren bestimmt. Der Mensch hat darauf allenfalls einen geringen Einfluss.