Von Andy May
Das IPCC behauptet in seinem AR5-Bericht, dass ECS, die langfristige Temperaturänderung aufgrund der Verdopplung der atmosphärischen CO2-Konzentration oder die „Gleichgewichtsklimasensitivität“, wahrscheinlich zwischen 1,5 und 4,5 °C liegt, und sie liefern keine beste Schätzung ( IPCC, 2013, S. 85). Aber ihr durchschnittliches ECS-Modell beträgt 3,2 °C/2xCO2. „°C/2xCO2“ ist hier die Temperaturänderung durch eine Verdoppelung von CO2. Sie behaupten auch, dass es äußerst unwahrscheinlich ist, unter 1 ° C zu liegen. ECS braucht lange, Hunderte von Jahren, um es zu erreichen, daher ist es unwahrscheinlich, dass es in der Natur beobachtet oder gemessen wird. Ein geeigneteres Maß für die Klimasensitivität ist TCR oder die transiente Klimareaktion oder Sensitivität. TCR kann weniger als 100 Jahre nach dem CO2-Anstieg beobachtet werden, der IPCC behauptet, dass dieser Wert wahrscheinlich zwischen 1° und 2,5°C/2xCO2 liegt, der vom Modell berechnete Durchschnitt beträgt 1,8°C/2xCO2 (IPCC, 2013, S. 818).
Der mit diesen Szenarien verbundene CO2-Klimaantrieb bzw. die Nettoänderung der von der Erdatmosphäre zurückgehaltenen Strahlung beträgt 3,7 W/m2 (IPCC, 2007b, S. 140). Unter Verwendung dieser Werte können wir eine Oberflächenlufttemperaturempfindlichkeit gegenüber Strahlungsantrieb (RF) von 1,8/3,7 = 0,49 °C pro W/m2 berechnen. Diese Werte beinhalten alle modellberechneten Rückmeldungen.
Der IPCC erklärt ausdrücklich, dass er die Rückkopplungen von Wolken, Wasserdampf und Albedo für positiv hält und behauptet sowohl Modell- als auch Beobachtungsbeweise dafür (IPCC, 2013, S. 82). Sie geben zu, dass Cloud-Feedback, insbesondere geringes Cloud-Feedback, schlecht eingeschränkt ist und die Quelle der meisten Streuung in Modellergebnissen ist (IPCC, 2013, S. 817). Cloud-Feedback wird kaum verstanden; aber es kann den gesamten geschätzten menschlichen Einfluss auf das Klima ausgleichen. Laut CERES-Satellitenmessungen schwankte die Netto-HF von Wolken in letzter Zeit von -13 bis -25 W/m2, wie in Abbildung 1 gezeigt. Beide Zahlen sind negativ, was bedeutet, dass die Wolken insgesamt die Erde kühlen. Wenn das IPCC behauptet, dass eine Verdoppelung von CO2 die HF an der Erdoberfläche um etwa 3,7 W/m2 erhöhen wird, ist dies weniger als die Veränderung der Wolken-HF von 2018-2019, 2007-2008, 2010-2011 oder 2005-2006. Weitere Informationen zu Wolken und globaler Erwärmung finden Sie hier.
Der IPCC möchte, dass wir uns über eine CO2-bedingte Veränderung in etwa 100 Jahren Sorgen machen, die wir in den letzten zwanzig Jahren aufgrund von Veränderungen der Wolkenbedeckung viermal erlebt haben. Ihre berechneten Auswirkungen der CO2-Verdoppelung sind im Vergleich zu natürlichen Veränderungen winzig. Die Unsicherheit bezüglich der Auswirkungen von CO2 auf das Klima ist der Unterschied zwischen zwei winzigen Zahlen, die beide zu klein sind, um sie zu messen. Man könnte vernünftigerweise davon ausgehen, dass eine Schraube locker ist.
Abbildung 1. Die globale Netto-Wolkenstrahlungswirkung auf die Erde.
Es ist erwähnenswert, dass der AR5-Bericht keine beste Schätzung des ECS liefert, da die verschiedenen Schätzungen nicht übereinstimmen. Es ist auch wichtig, dass sie der Meinung sind, dass die TCR sehr unwahrscheinlich über 3°C/2xCO2 liegt, aber sie bieten keine Untergrenze, auf die sie sich verlassen können. Eine Zusammenfassung der IPCC-Schätzungen von ECS und TCR ist in Kasten 12.2 dargestellt des AR5 (IPCC, 2013, S. 1110-1112).
Es gibt mehrere von Experten begutachtete Schätzungen der Klimasensitivität, die auf Beobachtungen in der realen Welt basieren und weniger als 1°C/2xCO2 betragen. Diese Schätzungen stehen im Mittelpunkt dieser Beiträge. Einige dieser Schätzungen beziehen sich auf ECS und einige auf TCR oder ähneln der Menge, die der IPCC als TCR bezeichnet. In diesem Beitrag werden wir nicht zwischen den beiden unterscheiden. Das IPCC hat spezifische modellbasierte Definitionen von ECS und TCR, die sich nicht in die reale Welt übertragen lassen. Hier konzentrieren wir uns auf reale Schätzungen, nicht auf abstrakte Modellkonstruktionen. Der IPCC versucht, diese niedrigeren Schätzungen zu ignorieren und behauptet, dass sie diskreditiert sind (IPCC, 2013, S. 923), wir halten dies für unangemessen.
Die niedrigeren Schätzungen stammen von Richard Lindzen (Lindzen & Choi, 2009), Sherwood Idso (Idso, 1998), Reginald Newell (Newell & Dopplick, 1979) und Willie Soon (Soon, Connolly & Connolly, 2015). Lindzens Schätzung liegt bei etwa 0,5 °C/2xCO2, Idsos Schätzung liegt bei 0,4 °C/2xCO2 und einer von Soon (er bietet vier an) ist 0,44 °C/2xCO2. Newell und Dopplick leiten 0,25°C/2xCO2 für die Tropen ab. Die Forscher verwenden eine Vielzahl von Datensätzen und Methoden, aber alle basieren auf Beobachtungen. Wir werden unten auf die Details eingehen und in einem zweiten Beitrag, der in ein oder zwei Tagen erscheinen wird.
Es gibt andere beobachtungsbasierte Schätzungen, wie die bekannte Schätzung von Nic Lewis und Judith Curry, die historische CO2- und globale Temperaturaufzeichnungen verwendet. Lewis und Curry schätzen den TCR auf 1,2 (5%-95% Bereich: 0,9-1,7) °C/2xCO2 (Lewis & Curry, 2018). Die Arbeit von Lewis und Curry ist ausgezeichnet, aber wir werden uns in diesem Beitrag auf die niedrigeren Schätzungen konzentrieren. Wir erwähnen ihre Arbeit nur, um zu zeigen, dass viele, wenn nicht die meisten beobachtungsbasierten Schätzungen der TCR niedriger sind als die modellbasierten Schätzungen. Modelle, die keine Beobachtungen verfolgen, sollten ignoriert werden.
Während AR5 die Arbeit von Lindzen und Choi anspricht, ignorieren sie die Schätzung von Idso aus dem Jahr 1998, die Schätzung von Newell und Dopplick aus dem Jahr 1979, und die Schätzung von Soon wurde noch nicht veröffentlicht.
Lindzen und Choi
In einer Reihe von Arbeiten haben Lindzen und seine Kollegen eine belastbare Hypothese entwickelt, dass steigende Meeresoberflächentemperaturen (SST) dazu führen, dass einige hohe tropische Zirruswolken verschwinden und den Himmel öffnen, damit mehr Infrarotstrahlung in den Weltraum entweichen kann und die tropische Atmosphäre kühlt und Oberfläche. Wie oben erwähnt, behauptet der IPCC, dass die Nettowolkenrückkopplung zu wärmeren Oberflächentemperaturen positiv ist und die Oberfläche weiter erwärmt. CERES sagt uns, dass die Gesamtwirkung von Wolken negativ ist, aber wie sich die Wolkenbedeckung mit der Oberflächentemperatur ändert, ist unklar. Lindzens Untersuchung dieses Problems ist aufschlussreich.
Die meisten tropischen Cirruswolken, aber nicht alle, stammen aus dem Oberlauf von Cumulonimbustürmen. Die Hypothese ist, dass höhere Oberflächentemperaturen die Niederschlagseffizienz innerhalb der Cumulonimbus-Türme sowie die Anzahl der Türme erhöhen, sodass in den Türmen weniger Wasserdampf zur Bildung von Zirruswolken zur Verfügung steht (Lindzen & Choi, 2021). Hochgradige Cirrus blockieren ausgehende Infrarotstrahlung, lassen jedoch die meisten eingehenden kurzwelligen Strahlungen ein, so dass die Reduzierung der von Cirrus bedeckten Fläche die Oberfläche kühlt.
Lindzen nennt die Verringerung der Zirruswolkenbedeckung aufgrund steigender Oberflächentemperaturen den „Iriseffekt“; da es analog zum Öffnen der Iris eines Auges ist. Dieses negative Feedback ist in den meisten Klimamodellen nicht enthalten, aber Thorsten Mauritsen und Bjorn Stevens fügten es ihrem ECHAM6-Klimamodell hinzu und stellten fest, dass die Modellergebnisse dadurch näher an die Beobachtungen heranrückten (Mauritsen & Stevens, 2015). Ein Anstieg der Oberflächentemperatur um ein Grad reduziert die Zirruswolkenbedeckung im tropischen Pazifik um 22%, ist also signifikant.
Das Standard-ECS, berechnet aus der ECHAM6-Modellausgabe, beträgt 2,8°C/2xCO2. Wenn dem Modell der Iriseffekt hinzugefügt wird, wird ECS immer kleiner und kann in einigen Szenarien auf 1,2 °C/2xCO2 fallen. Wie oben erwähnt, berechnete Lindzen einen ECS von 0,5°C/2xCO2 aus dem Cloud-Feedback-Parameter, der aus ERBE-Satellitendaten (Earth Radiation Budget Experiment) abgeleitet wurde. Die genaue Auswirkung des Iris-Effekts muss noch bestimmt werden, aber einmal integriert, senkt er immer sowohl TCR als auch ECS.
Trotz heftiger Kritik in den letzten 20 Jahren, darunter ein Artikel mit dem Titel „No Evidence for Iris“ im Bulletin der American Meteorological Society (Hartmann & Michelsen, 2002), wird der kühlende Iriseffekt heute allgemein akzeptiert. Was noch umstritten ist, ist das Ausmaß der Wirkung. Während das ECS theoretisch aus dem Gesamtfeedback berechnet werden kann, hat die Berechnung viele Unbekannte, die in Lindzens Veröffentlichungen beschrieben sind, insbesondere in der ersten im Jahr 2001 (Lindzen, Chou & Hou, 2001). Abhängig von den getroffenen Annahmen führt der Iriseffekt von Lindzen zu einem ECS zwischen den rein beobachtungsbasierten 0,5°C/2xCO2 (Lindzen & Choi, 2009) und den modellbasierten 2,5°C/2xCO2 (Mauritsen & Stevens, 2015). Obwohl der Bereich der möglichen Werte groß ist, sind sie alle kleiner als Berechnungen, die den Iriseffekt unter Verwendung derselben Annahmen ausschließen.
Lindzen betont, dass die Reaktion der Cirruswolke auf die SST-Erwärmung im Wesentlichen augenblicklich erfolgt, Daten mit einer Verzögerung von einem Monat oder mehr nicht verwendbar und irreführend sind. Es gibt auch andere Faktoren als SST, die die von Zirruswolken bedeckte Fläche beeinflussen und die Berechnung erschweren. Statistisch gesehen beträgt die langwellige Infrarot-(LW)-Rückkopplungsantwort auf den Iriseffekt zuverlässige -4 W/m2K-1. Das heißt, wenn der SST um ein Grad ansteigt, führt dies zu einer LW-HF-Kühlung von 4 Wm-2. Aber der Verlust von Wolken bedeutet auch, dass mehr kurzwellige Strahlung (SW) von der Sonne auf die Oberfläche trifft, so dass die Nettoabkühlung zweifelhaft ist. Die Abschätzungen der SW-Zunahme in Abhängigkeit von der Zirruswolkenbedeckung sind weniger genau als die Kühlwirkung des entweichenden LW, aber wahrscheinlich zwischen 3 und 3,5 W/m2K-1. Das genaue Ausmaß der Kühlung durch den Iriseffekt bleibt also unbekannt, aber es besteht allgemeine Übereinstimmung darüber, dass der Iriseffekt existiert, zu einer Kühlung führt und ECS und TCR reduziert.
Bald, et al., 2015
Niemand weiß genau, wie sich die Oberflächentemperatur der Erde mit der Sonneneinstrahlung ändert. Genau wie das Wetter ändert sich der Energiefluss an der Spitze der Atmosphäre, so dass langfristige kleine Änderungen, sei es aufgrund von Veränderungen der Sonne oder der CO2-Konzentration, durch kurzfristige natürliche Schwankungen verdeckt werden. Ebenso weist die Aufzeichnung der Oberflächentemperatur Messprobleme auf, sowohl systematische Probleme als auch Instrumentenprobleme.
Willie Soon und Kollegen befürchteten, dass die Urbanisierung das globale Temperaturnetzwerk kontaminiert haben könnte, und erstellten daher mithilfe überwiegend ländlicher Wetterstationen eine Aufzeichnung der Temperatur der nördlichen Hemisphäre (NH) (Soon, Connolly & Connolly, 2015). Ihr neuer Rekord war kompatibel mit NH SST-Trends und Aufzeichnungen von Gletschervorstößen und -rückgängen. Der Rekord wurde mit einem NH SST-Rekord kombiniert und mit der von Scafetta und Willson modifizierten Hoyt und Schatten TSI (Total Solar Irradiance) Rekonstruktion verglichen (Scafetta & Willson, 2014). Das Match war ziemlich gut, wie Sie in Abbildung 2 sehen können.
Abbildung 2. Soon, et al. Temperaturaufzeichnung für den ländlichen Raum der nördlichen Hemisphäre (in blau) im Vergleich zum TSI (in rot). Quelle: (Bald, Connolly & Connolly, 2015).
Die Anpassung nach der Methode der kleinsten Quadrate der Kurven in Abbildung 2 führt zu einem Satz von Residuen, der recht klein ist. Der R2 beträgt 0,48 bis 0,5 und die Steigungen betragen 0,1 bis 0,211 °C/Wm-2. Soon und Kollegen gingen davon aus, dass die durch die TSI-Änderung unerklärliche Temperaturschwankung auf eine Erhöhung der CO2-Konzentration zurückzuführen sei und je nach Berechnungsmethode zu einer Klimasensitivität zwischen 0,44°C/2xCO2 und 1,76°C/2xCO2 . führte (Bald, Connolly & Connolly, 2015).
Die in Abbildung 2 gezeigte TSI-Rekonstruktion ähnelt vielen anderen, wie in Soon et al. gezeigt, aber das IPCC ignoriert im Allgemeinen die aktiveren TSI-Rekonstruktionen und bevorzugt unveränderlichere Rekonstruktionen, die den Anschein erwecken, dass CO2 der dominante Faktor bei der jüngsten Erwärmung ist . Der entscheidende Punkt ist, dass die Klimamodelle auf die verschiedenen globalen Temperaturaufzeichnungen abgestimmt sind, die sehr wohl durch die rasante Urbanisierung im 20. Jahrhundert belastet sein können. Die abgestimmten IPCC-Modelle der natürlichen Erwärmung gehen von einer nahezu unveränderlichen Sonne aus. Wenn also die rein natürlich modellierte Temperatur vom anthropogenen plus natürlichen Modell abgezogen wird, um die menschliche (oder CO2) Komponente der Erwärmung zu extrahieren, wird die gesamte Erwärmung dem Menschen und CO2 . zugeordnet . Dieser IPCC-Prozess wird hier beschrieben. Der Beitrag zeigt auch Plots verschiedener von Experten begutachteter TSI-Rekonstruktionen, die vom IPCC verwendet und von ihnen ignoriert werden.
Schlussfolgerungen
In diesem Beitrag vergleichen wir die IPCC-Sicht der Klimasensitivität mit zwei modernen beobachtungsbasierten Schätzungen, die niedriger sind. Insbesondere das untere Ende der Spannen, das Lindzen, Soon und ihre Kollegen berechnen, ist viel niedriger als die untere Schätzung des IPCC, basiert jedoch auf vernünftigen Annahmen und Beobachtungen.
Im nächsten Beitrag werden wir uns ältere, aber immer noch gültige, beobachtungsbasierte Schätzungen der Klimasensitivität ansehen. Der nächste Beitrag wird auch Schätzungen der Empfindlichkeit der Oberflächenlufttemperatur gegenüber Strahlungsantrieben untersuchen. Ein Hauptpunkt ist, dass die Auswirkungen einer Verdoppelung des CO2 im Vergleich zu natürlichen Veränderungen gering sind. Wie Sie in Abbildung 2 sehen können, können sehr kleine Änderungen der Solarleistung von 4 W/m2 oder 0,3% von 1361 W/m2 fast so viel bewirken wie das gesamte vom Menschen in die Atmosphäre emittierte CO2. Die ebenfalls beobachteten Veränderungen der Wolken-RF in den Zeiträumen: 2018-2019, 2007-2008, 2010-2011 oder 2005-2006 sind größer als die Auswirkungen des vom Menschen emittierten CO2. Die Auswirkungen von CO2 auf das Klima sind zu gering, um sie zu messen, daher streiten wir und geraten in Panik über etwas, das wahrscheinlich keine Rolle spielt.
Laden Sie hier die Bibliographie herunter.
So was:
Wird geladen…
Comments are closed.