Gastbeitrag von Willis Eschenbach
Wenn ich das Klima betrachte, werde ich oft an Sufi-Geschichten erinnert. Die Sufis sind eine alte mystische Sekte. Sie werden oft mit dem Islam in Verbindung gebracht, und viele waren Muslime, aber die Sekte ging dem Islam voraus.
Die Sufis lehrten ihr Wissen oft anhand der merkwürdigsten Geschichten über das Leben. Die Sufis sagten, dass jede Geschichte sieben verschiedene Bedeutungen habe.
Oft handelte es sich um eine „Mulla“, einen heiligen Mann namens Nasrudin. Er ist entweder ein totaler Dummkopf oder ein weiser Heiliger, je nachdem, durch welches Ende des Teleskops Sie schauen. Hier ist eine Geschichte, die beide Seiten enthüllt:
Kaum jemand konnte Nasrudin verstehen, denn manchmal holte er sich den Sieg aus der Niederlage, manchmal schienen die Dinge wegen seiner Fehler in die Irre zu gehen. Aber es gab ein Gerücht, dass er in einem anderen Flugzeug lebte als andere, und eines Tages beschloss ein junger Mann, ihn zu beobachten, um zu sehen, wie er überhaupt überleben konnte und ob etwas von ihm gelernt werden konnte.
Er folgte Nasrudin zu einem Flussufer und sah ihn sich unter einen Baum setzen. Der Mulla streckte plötzlich seine Hand aus und ein Kuchen erschien darin, den er aß. Er hat das dreimal gemacht. Dann streckte er die Hand wieder aus, nahm einen Becher und trank tief.
Der junge Mann, der sich nicht zurückhalten konnte, eilte zu Nasrudin und ergriff ihn. “Sagen Sie mir, wie Sie diese wunderbaren Dinge tun, und ich werde alles tun, was Sie fragen”, sagte er.
„Das werde ich tun“, sagte Nasrudin, „aber zuerst muss man sich in den richtigen Geisteszustand versetzen. Dann haben Zeit und Raum keine Bedeutung, und Sie können sich an den Kammerherrn des Sultans wenden, um Ihnen Süßigkeiten zu geben. Es gibt nur einen Vorbehalt. “
“Ich akzeptiere!” schrie der junge Mann.
“Du musst meinem Weg folgen.”
“Erzähl mir davon.”
„Ich kann dir immer nur eins sagen. Willst du die einfache oder die schwierige Übung? “
“Ich werde die schwierige nehmen.”
„Dies ist dein erster Fehler. Sie müssen mit dem einfachen beginnen. Aber jetzt kannst du nicht, denn du hast gewählt. Das Schwierige ist: Machen Sie ein Loch in Ihren Zaun, damit Ihre Hühner in den Garten Ihres Nachbarn gelangen können, um zu picken – groß genug dafür. Es muss aber auch so klein sein, dass die Hühner Ihres Nachbarn nicht in Ihren eigenen Garten gelangen können, um sich selbst zu ernähren.”
Der junge Mann war nie in der Lage, dieses Problem zu lösen, und so wurde er nie ein Schüler von Nasrudin. Aber als er den Leuten erzählte, was Nasrudin tun könnte, dachten sie, er sei verrückt.
“Dies ist ein guter Anfang”, sagte Nasrudin; “Eines Tages wirst du einen Lehrer finden.”
Als Einführung in die verrückte Mulla und mein weniger als normales Ich überlasse ich es Ihnen, zu überlegen, was die sieben Bedeutungen in dieser Geschichte sein könnten… und lassen Sie mich in der Zwischenzeit zurück in die Welt von das Klima. Hier sind einige Diagramme, die verschiedene Aspekte des atmosphärischen Wasserdampfs und seine Beziehung zur Temperatur zeigen. Atmosphärischer Wasserdampf wird oft als “insgesamt ausfällbares Wasser” oder “TPW” bezeichnet. Sie wird als Wassermenge in einer 1-Quadratmeter-Säule gemessen, die sich von der Oberfläche bis zur Oberseite der Atmosphäre erstreckt, in Einheiten von Kilogramm pro Quadratmeter Oberfläche.
Die Wasserdampfinformationen, die ich verwende, sind für mich ein neuer Datensatz. Die Ergebnisse der erneuten Analyse stammen vom EZMW, dem Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersagen. Zunächst weiß ich wenig darüber. Ich beginne im Allgemeinen mit einem Blick auf die globale Karte der Durchschnittswerte.
Hier sind die langfristigen globalen Durchschnittswerte.
Abbildung 1. Gesamtniederschlagswasser, langjähriger Durchschnitt.
Was ist hier zu beachten? Nun, die Pole haben wenig Wasser in der Luft. Dies liegt zum Teil daran, dass kalte Luft weniger Wasser enthält, und zum Teil daran, dass das Wasser als Schnee, Schneeregen, Graupel und dergleichen gefriert.
Der Ozean hat etwa 50% mehr Wasserdampf als das Land, da ständig Verdunstungsquellen vorhanden sind. Die größte Konzentration befindet sich in der Linie über dem Äquator, die als ITCZ, die intertropische Konvergenzzone, bekannt ist. Hier treffen sich die beiden großen hemisphärischen Luftmassen. Es ist ein Gebiet mit fast ständigen Gewittern.
Und im Durchschnitt gibt es in den Tropen viel mehr Niederschlagswasser als in den gemäßigten oder polaren Regionen.
Auch Berge wie der Himalaya sind trockener als die umliegenden Regionen, weil die Luft dort oben kälter ist.
Mein nächster Schritt mit einer für mich neuen Variablen besteht im Allgemeinen darin, einen Blick darauf zu werfen, wie sie sich im Laufe der Zeit ändert. Abbildung 2 zeigt diese Ergebnisse
Abbildung 2. Jährliche Änderungen des gesamten Niederschlagswassers und der Rest nach den saisonalen Schwankungen werden entfernt.
Erstens gibt es einen starken Jahreszyklus. Sie variiert jedes Jahr von einem Tief von etwa 23 kg / m2 bis zu einem Hoch von fast 27 kg / m2. Als nächstes hat sich das TPW im Laufe der Zeit geändert. In diesem Zeitraum fiel es in den ersten zwanzig Jahren und stieg in den letzten 20 Jahren an. Warum? Keine Ahnung.
Wenn ich mir dann eine Variable anschaue, die für mich neu ist, schaue ich oft, ob es zyklische Schwankungen gibt, die länger als ein Jahr dauern. Dafür verwende ich normalerweise eine Technik namens CEEMD, die für Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition steht. Ich beschreibe die Methode in einem Beitrag namens „Noise Assisted Data Analysis“. Es unterteilt die Daten in „empirische Modi“, Frequenzbänder, die Zyklen mit unterschiedlichen Perioden enthalten. Hier ist ein Ergebnis dieser Analyse.
Abbildung 3. Periodogramme der verschiedenen empirischen Modi der dem TPW innewohnenden Zyklen
Das einzige große Signal liegt bei etwa 3 – 4 Jahren. Ich vermute, dass dies mit dem QBO zusammenhängt. Die „quasi zweijährige Schwingung“ ist eine ungefähr periodische Änderung des äquatorialen stratosphärischen Windes zwischen Ost- und Westwind. Das ist jedoch nur eine Vermutung. Es gibt keine sonnenfleckenbedingten oder anderen längeren inhärenten Zyklen.
Jetzt habe ich diesen TPW-Datensatz erhalten, damit ich die Beziehung zwischen Temperatur und Wasserdampf besser verstehen kann. Im Allgemeinen heißt es, dass eine wärmere Welt eine feuchtere Welt ist. Es ist jedoch auch wahr, dass Wasserdampf ein Treibhausgas ist. Eine feuchtere Welt wäre also auch eine wärmere Welt.
Also … welches ist hier die Ursache und welches ist die Wirkung? Dies bringt mich zu meiner nächsten Nasrudin-Geschichte:
“Was ist das Schicksal?” Nasrudin wurde von einem Gelehrten gefragt.
“Eine endlose Abfolge von miteinander verflochtenen Ereignissen, die sich gegenseitig beeinflussen.”
„Das ist kaum eine zufriedenstellende Antwort. Ich glaube an Ursache und Wirkung. “
“Sehr gut”, sagte die Mulla, “sieh dir das an.” Er zeigte auf eine Prozession auf der Straße. “
„Dieser Mann wird zum Erhängen gebracht. Ist das so, weil ihm jemand ein Silberstück gegeben und ihm ermöglicht hat, das Messer zu kaufen, mit dem er den Mord begangen hat? oder weil ihn jemand gesehen hat; oder weil ihn niemand aufgehalten hat? “
Ich habe es größtenteils aufgegeben zu entscheiden, welche Ursache und welche Wirkung in vielen klimatischen Angelegenheiten ist. In dieser Hinsicht ist hier ein Streudiagramm von TPW und Temperatur unter Verwendung von CERES- und EZMW-Ergebnissen.
Abbildung 4. Streudiagramm, monatlich ausfällbares Wasser gegen monatliche Temperatur.
Es besteht eindeutig eine starke Beziehung zwischen den beiden. Wie oben erwähnt, könnte dies jedoch entweder bedeuten, dass eine wärmere Welt feuchter ist oder dass eine feuchtere Welt wärmer ist… oder eine Kombination aus beiden.
Für einen abschließenden Blick auf diese Beziehung ist hier ein Streudiagramm der in Abbildung 1 gezeigten Variation von Gitterzelle zu Gitterzelle gegenüber der entsprechenden Grafik der Oberflächentemperatur (nicht gezeigt). Ich habe es in Land und Meer aufgeteilt, um zu sehen, welchen Unterschied es zwischen den beiden gibt.
Abbildung 5. Streudiagramm, durchschnittliche Temperatur der Gitterzelle nach Gitterzelle im Vergleich zur durchschnittlichen Gesamtniederschlagsmenge der Gitterzelle.
Das zeigt etwas sehr Interessantes. Erstens liegt die langfristige durchschnittliche Oberflächentemperatur fast nirgendwo auf der Erde und nirgendwo auf dem Ozean über etwa 30 ° C.
Je näher die Temperatur an 30 ° C heranrückt, desto schneller steigt der gesamte ausfällbare Wasserdampf an. Schließlich scheint es, dass jede zusätzliche Energie eher in die Verdunstung als in die Erhöhung der Temperatur fließt.
Schränkt dies die globale Temperatur stark ein? Nun, eindeutig nicht bei der mittleren Temperatur… aber es scheint die maximale Temperatur zu begrenzen.
Kann sich diese maximale Temperaturgrenze unter modernen Bedingungen ändern? Unbekannt. Die ozeanische Temperaturgrenze ist eine Funktion von Dingen wie Strahlung, Verdunstung und Gewittern. Die Beziehung zu Gewittern ist im folgenden Film am deutlichsten zu sehen. Es zeigt die Höhe der Wolkendecke (als Ersatz für tiefe tropische konvektive Gewitter) gegenüber der Meeresoberflächentemperatur.
Wie Sie sehen können, folgen die Gewitter den wärmsten Teilen der Meeresoberfläche durch all ihre Veränderungen und Variationen.
In meinem Beitrag mit dem Titel „Klimaanlage in Nairobi, Kühlung des Planeten“ habe ich erläutert, wie Gewitter als riesige Kühlschränke funktionieren und die Oberfläche auf vielfältige Weise kühlen. Es ist also klar, dass sie einen sehr großen Teil der Kombination physikalischer Phänomene ausmachen, die dazu beitragen, die Meeresoberflächentemperatur zu begrenzen.
Somit kann sich die maximale Meeresoberflächentemperatur von allem ändern, was die Verdunstung, die einfallende Energie oder die Wolken verändert. Die Anzahl der Dinge, die dies tun könnten, ist begrenzt – natürliche oder anthropogene Tenside auf dem Ozean, die die Verdunstung beeinflussen, natürliche oder anthropogene Aerosole, die die Wolkeneigenschaften ändern, Änderungen der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit, solche Dinge.
Also … am Ende des Tages verursacht eine wärmere Welt eine feuchtere Welt oder verursacht eine feuchtere Welt eine wärmere Welt?
Ich kann nur wiederholen, was die unvergleichliche Mulla Nasrudin gesagt hat:
“Nur Kinder und Narren suchen Ursache und Wirkung in derselben Geschichte.”
Mein Bestes an alle, bleib stark, bleib gesund, bleib verrückt …
w.
PS: In dieser Diskussion über Ursachen und Wirkungen würde ich nicht schließen, ohne die Idee der „Granger-Kausalität“ zu erwähnen. Eine Variable X wird als “Granger-Ursache” -Variable Y bezeichnet, wenn die Kenntnis der Geschichte von X unsere Fähigkeit verbessert, die Variable Y vorherzusagen. Seltsamerweise gibt es vier Möglichkeiten der Granger-Kausalität. Die ersten drei ähneln der normalen Ursache:
• Weder X noch Y Granger verursachen den anderen. Sie sind unabhängige Variablen.
• X Granger verursacht Y.
• Y Granger verursacht X.
In der Granger-Kausalität gibt es jedoch eine vierte Möglichkeit:
• X und Y verursachen jeweils den anderen Granger.
Und wie Sie in dieser verwirrendsten Welt erwarten können, stellen wir bei der Analyse des gesamten niederschlagsfähigen Wassers und der Temperatur fest, dass es sich um den vierten Fall handelt – jeder Granger verursacht den anderen… go figure.
Dies erinnert mich wiederum an Godels Unvollständigkeitssatz, der besagt, dass es für jedes formale Logiksystem immer Aussagen gibt, deren Wahrheitswert einfach nicht bestimmt werden kann. Egal was wir tun, in diesem logischen System können wir nicht feststellen, ob einige Aussagen wahr sind oder nicht.
Natürlich wusste Mulla Nasrudin vor Jahrhunderten von Godels Theorem. Wenn Sie mich also für eine letzte Geschichte entschuldigen …
Ein König, enttäuscht von der Unehrlichkeit seiner Untertanen, beschloss, sie zu zwingen, die Wahrheit zu sagen. Als eines Morgens die Stadttore geöffnet wurden, war vor ihnen ein Galgen aufgestellt worden. Eine königliche Garde verkündete: “Wer die Stadt betreten wird, muss zuerst eine Frage beantworten, die ihnen vom Hauptmann der Wache gestellt wird.”
Mulla Nasrudin trat zuerst vor. Der Kapitän sprach: „Wohin gehst du? Sag die Wahrheit… die Alternative ist der Tod durch Erhängen. “
“Ich gehe”, sagte Nasrudin, “um an diesen Galgen gehängt zu werden.”
“Ich glaube dir nicht!” antwortete die Wache.
Nasrudin antwortete ruhig: „Also gut. Wenn ich gelogen habe, häng mich auf! “
“Aber das würde es zur Wahrheit machen!” sagte der verwirrte Wachmann.
“Genau”, sagte Nasrudin, “deine Wahrheit.”
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