Klimamodelle können Ozeanzyklen nur mit Schummelei nachbilden

Ozeanzyklen sind klimasysteminterne Klimaschwankungen, die das Klimageschehen mit einem 60-Jahres-Zyklus pulsieren lassen. Das wird schnell klar, wenn man sich den Verlauf von Temperaturen, Hurrikanen und anderen Klimaparametern anschaut. Klimamodelle können die Ozeanzyklen nicht reproduzieren, ein klassischer Fall von Modellversagen. Dadurch entstanden stark überzogene Vorstellungen zu Erwärmungsprognosen und zur CO2-Erwärmungswirkung. Nun hat man die Ozeanzyklen jedoch offenbar langsam akzeptiert. Umso wichtiger ist es nun, die Ozeanzyklen endlich in die Modelle einzubauen. Das geschieht momentan jedoch mit der Brechstange. Anstatt sie sauber physikalisch mit Formeln zu beschreiben und vom Computer berechnen zu lassen, gibt man sie einfach basierend auf den Beobachtungsdaten von außen vor (“forced”). Eine Forschergruppe um Lisa Murphy schaute nun nach, ob die Modelle die Ozeanzyklen vielleicht auch ohne die Schummelei hinbekommen könnten. Das Ergebis war ernüchternd: Nein, die Modelle schaffen es nicht. Die Studie erschien am 11. März 2017 in den Geophysical Research Letters:

The role of historical forcings in simulating the observed Atlantic multidecadal oscillation
We analyze the Atlantic multidecadal oscillation (AMO) in the preindustrial (PI) and historical (HIST) simulations from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) to assess the drivers of the observed AMO from 1865 to 2005. We draw 141 year samples from the 41 CMIP5 model’s PI runs and compare the correlation and variance between the observed AMO and the simulated PI and HIST AMO. The correlation coefficients in 38 forced (HIST) models are above the 90% confidence level and explain up to 56% of the observed variance. The probability that any of the unforced (PI) models do as well is less than 3% in 31 models. Multidecadal variability is larger in 39 CMIP5 HIST simulations and in all HIST members of the Community Earth System Model Large Ensemble than their corresponding PI. We conclude that there is an essential role for external forcing in driving the observed AMO.

Hier die Highlights:

  • The chance of an unforced PI run correlating as well with the observed AMO as the historical run is less than 3% in 31 out of 41 models
  • The unforced PI models simulate less AMO variance than their forced historical simulations
  • Models need external forcing to explain the magnitude, timing, and multidecadal frequency of the observed twentieth century AMO

Ein Armutszeugnis für die Klimamodelle, auf deren Grundlage momentan die große gesellschaftliche Transformation und Deindustralisierung geplant wird. Kleiner Tipp: Wenn die Ozeanzyklen partout nicht selbstschwingend in den Griff zu bekommen sind, könnte hier auch die Sonne mitspielen, wie einige Arbeiten bereits vermutet haben:

 

Wichtiger Etappenerfolg: Wolken als Klimaverstärker der atlantischen Ozeanzyklen bestätigt

Im September 2016 erschien in den Geophysical Research Letters eine hochspannende Arbeit eines Teams um Katinka Bellomo, die einen Klima-Verstärker der Atlantischen Multidekadenoszillation (AMO) auf Basis von Wolken beschreibt. Laut dieser Studie geht bis zu einem Drittel der AMO-assoziierten Temperaturveränderungen auf das Konto von Wolkeneffekten. Hier der Abstract:

New observational evidence for a positive cloud feedback that amplifies the Atlantic Multidecadal Oscillation
The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) affects climate variability in the North Atlantic basin and adjacent continents with potential societal impacts. Previous studies based on model simulations and short-term satellite retrievals hypothesized an important role for cloud radiative forcing in modulating the persistence of the AMO in the tropics, but this mechanism remains to be tested with long-term observational records. Here we analyze data sets that span multiple decades and present new observational evidence for a positive feedback between total cloud amount, sea surface temperature (SST), and atmospheric circulation that can strengthen the persistence and amplitude of the tropical branch of the AMO. In addition, we estimate cloud amount feedback from observations and quantify its impact on SST with idealized modeling experiments. From these experiments we conclude that cloud feedbacks can account for 10% to 31% of the observed SST anomalies associated with the AMO over the tropics.

Bereits im Februar 2016 erschien in der selben Zeitschrift ein Artikel von Tianle Yuan und Kollegen zum gleichen Thema. Die Autoren bemängeln zunächst, dass die gängigen Klimamodelle den AMO-Ozeanzyklus im tropischen Bereich nicht reproduzieren können. Anschließend beschreiben Sie einen Verstärkermechanismus über tiefhängende Wolken, der die AMO in die Modelle bringen könnte. Anbei die Kurzfassung:

Positive low cloud and dust feedbacks amplify tropical North Atlantic Multidecadal Oscillation
The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) is characterized by a horseshoe pattern of sea surface temperature (SST) anomalies and has a wide range of climatic impacts. While the tropical arm of AMO is responsible for many of these impacts, it is either too weak or completely absent in many climate model simulations. Here we show, using both observational and model evidence, that the radiative effect of positive low cloud and dust feedbacks is strong enough to generate the tropical arm of AMO, with the low cloud feedback more dominant. The feedbacks can be understood in a consistent dynamical framework: weakened tropical trade wind speed in response to a warm middle latitude SST anomaly reduces dust loading and low cloud fraction over the tropical Atlantic, which warms the tropical North Atlantic SST. Together they contribute to the appearance of the tropical arm of AMO. Most current climate models miss both the critical wind speed response and two positive feedbacks though realistic simulations of them may be essential for many climatic studies related to the AMO.

Wo wir gerade beim Thema Wolken sind. Noch bis zum 21. Januar 2017 sind zwei Wolkendokus auf zdf.de anzuschauen:

Operation Cloud Lab: Wolkenjäger
Ein Forscherteam überfliegt die USA in einem der weltweit größten Luftschiffe und unternimmt dabei eine Reihe außergewöhnlicher Experimente zur Klärung von Wetterphänomenen.

Hier geht es zum Video.

Und hier die zweite Doku:

Operation Cloud Lab: Der Himmel lebt
Wissenschaftler untersuchen in ihrem “fliegenden Labor” über den USA das Leben in der Erdatmosphäre in extremer Höhe. Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Atmosphäre?

Hier geht es zum Video.

 

Universität Bristol fordert IPCC auf, Ozeanzyklen bei Temperaturprognosen stärker miteinzubeziehen

Schon bald beginnen Klimawissenschaftler mit den Arbeiten zum 6. IPCC Klimazustandsbericht. Es ist klar, dass sich einiges ändern muss. So mahnte die University of Bristol am 9. November 2016 eine stärkere Berücksichtigung der Ozeanzyklen bei den Temperaturprognosen an:

Experts call on international climate change panel to better reflect ocean variability in their projections

Ocean variability and realistic marine regional projections should be included in Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) reports to better inform policy-makers, state researchers from the University of Bristol and University of Tasmania.

A commentary on what should be included in the next IPCC special interdisciplinary report on oceans and the cryosphere has been released today in Nature by Daniela Schmidt, Professor of Palaeobiology from the University of Bristol and Philip Boyd, a professor of marine biogeochemistry from the Institute for Marine and Antarctic Studies, University of Tasmania. The IPCC is an international body which was set up in 1988 to assess the science related to climate change. Currently on its sixth assessment cycle, the goal of the IPCC is to inform policymakers of the science on climate change, the impacts, future risks and potential options for adaption and mitigation.

The latest IPCC report had for the first time chapters dedicated to the Oceans. This year, the IPCC are going one step further with a special interdisciplinary report on the ocean and the cryosphere which will be published in 2019. In December, a panel of experts will discuss what should be included in this special report. Professors Schmidt and Boyd think that changes need to happen in three key areas:

  • The first area to consider is ocean variability. Current climate change projections are based on global averages, but in reality ocean data is extremely noisy due to local, regional and global variability. Therefore projections need to incorporate ocean variability, especially when natural climate variability currently has the potential to temporarily offset and or amplify trends driven by anthropogenic climate change
  • Another area to consider is moving projections from the global to the regional scale, and where possible to local scales. This is most important for effectively managing marine resources.  The current regional projections created from global climate models don’t always agree and ignore human stressors such as fishing. Regional and local stressors, along with local know-how, need to be incorporated to fully-inform policymakers on how local marine ecosystems and services will be affected by climate change
  • A final area to consider is how marine organisms will be affected by climate change. Our knowledge is based on experiments on individual species, often not considering multiple factors all acting at the same time and place. Research, therefore, needs to be designed to incorporate multiple and variable stressors and lead to fundamental understanding how these organisms react to climate change and ocean acidification. Researchers should also consider the effect of fluctuating and extreme conditions on an organism’s physiology. This will help gain a better insight into how marine organisms will face a changing and variable ocean.

Professor Schmidt said: “IPCC projections are focussed on the mean state of change in the year 2100. Governments have accepted that climate change is happening. However, global action takes years to be negotiated while local action can be much faster implemented and really have an impact.” Professor Boyd added: “A series of interim projections, on the joint effects of anthropogenic climate change and natural variability, on a decadal or shorter timescale would provide invaluable touchstones for marine resource managers. “Ultimately, the IPCC needs to shift their approach. The talks in December must acknowledge the variability of the oceans whilst focussing more on the effect of regional scale pressures to aid in creating practical policy solutions of the future.”

Paper: ‘Forecast ocean variability’ by Daniela Schmidt and Philip Boyd in Nature

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Eine Woche später erschien zum selben Thema ein Übersichtsartikel von Riccardo Farneti in WIREs Climate Change, in dem er Möglichkeiten der Modellierung unter Zuhilfenahme von Ozeanzyklen vorstellt:

Modelling interdecadal climate variability and the role of the ocean
To estimate the anthropogenic contribution to climate signals in the recent past and future decades implies a certain degree of confidence in both understanding and simulating natural internal variability at interdecadal time scales. If we are to embark on the challenge of decadal prediction, we must be able to mechanistically attribute events to known processes and phenomena, and reproduce their features and statistics within our models. To date, models have succeeded in reproducing only partially spatial patterns, statistics and climatic impacts of interdecadal modes of variability. Reasons for the partial success and agreement among models are to be attributed to the short observational record, the different and complex flavours of coupling between the many subcomponents of the climate system, and the present inability to resolve all climate processes. At an even more fundamental level, this difficulty is aggravated by the limited understanding of the physical mechanisms involved. Here, we review the proposed mechanisms giving rise to interdecadal climate variability, we discuss the hypotheses explaining the main interdecadal modes of variability, and present an overview on the ability and level of agreement in their simulation by the latest generation of coupled climate models. To achieve any progress, the modeling community should focus on both improving the representation and parameterization of key ocean physical processes and obtaining a firmer grasp on the physical mechanisms generating the variability. Both goals can benefit from process studies, intercomparisons with perturbation experiments to study model’s sensitivities, and the use of a hierarchy of climate models.

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Wir nutzen die Gelegenheit, Ihnen weitere aktuelle Fachliteratur zum Thema Ozeanzyklen vorzustellen. Am 31. Juli 2015 erschien das folgende Paper eines Teams um Veronica Nieves in Science, das die fehlende Erwärmung der letzten anderthalb Jahrzehnte mit den Ozeanzyklen und verschiedenen Tiefenstockwerken der Wassersäule in Verbindung bringt:

Recent hiatus caused by decadal shift in Indo-Pacific heating
Recent modeling studies have proposed different scenarios to explain the slowdown in surface temperature warming in the most recent decade. Some of these studies seem to support the idea of internal variability and/or rearrangement of heat between the surface and the ocean interior. Others suggest that radiative forcing might also play a role. Our examination of observational data over the past two decades shows some significant differences when compared to model results from reanalyses and provides the most definitive explanation of how the heat was redistributed. We find that cooling in the top 100-meter layer of the Pacific Ocean was mainly compensated for by warming in the 100- to 300-meter layer of the Indian and Pacific Oceans in the past decade since 2003.

Judith Curry kommentierte das Paper in ihrem Blog:

This paper is important in clarifying the vertical and horizontal distribution of subsurface temperature changes in the ocean.  And I am particularly glad to be reminded of the OI SST data set, which may be the best SST data set to use for recent decades.  The hiatus clearly lives, both in upper ocean heat content and surface temperatures from OI SST data set.

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Hier noch ein Artikel zu den Atlantischen Klimazyklen aus dem Dezember 2014 von Jacques Servain und Kollegen in Climate Dynamics:

Recent climatic trends in the tropical Atlantic
A homogeneous monthly data set of sea surface temperature (SST) and pseudo wind stress based on in situ observations is used to investigate the climatic trends over the tropical Atlantic during the last five decades (1964–2012). After a decrease of SST by about 1 °C during 1964–1975, most apparent in the northern tropical region, the entire tropical basin warmed up. That warming was the most substantial (>1 °C) in the eastern tropical ocean and in the longitudinal band of the intertropical convergence zone. Surprisingly, the trade wind system also strengthened over the peirod 1964–2012. Complementary information extracted from other observational data sources confirms the simultaneity of SST warming and the strengthening of the surface winds. Examining data sets of surface heat flux during the last few decades for the same region, we find that the SST warming was not a consequence of atmospheric heat flux forcing. Conversely, we suggest that long-term SST warming drives changes in atmosphere parameters at the sea surface, most notably an increase in latent heat flux, and that an acceleration of the hydrological cycle induces a strengthening of the trade winds and an acceleration of the Hadley circulation. These trends are also accompanied by rising sea levels and upper ocean heat content over similar multi-decadal time scales in the tropical Atlantic. Though more work is needed to fully understand these long term trends, especially what happens from the mid-1970’s, it is likely that changes in ocean circulation involving some combination of the Atlantic meridional overtuning circulation and the subtropical cells are required to explain the observations.

 

Ozeanzyklik statt Aerosole: Met Office Hypothese zum Nordatlantik endgültig verworfen

Im April 2012 meldetete die WAZ reißerisch:

Klima: Luftverschmutzung fördert Dürren und Wirbelstürme
Die Luftverschutzung fördert Dürren in Afrika und Wirbelstürme über dem Atlantik. Das haben jetzt britische Klimaforscher herausgefunden. Historische Klimaereignisse können damit nicht mehr natürlichen Klimaschwankungen angelastet werden. [...] “Wir müssen umdenken: Eine ganze Anzahl von historischen Klimaereignissen wie besonders starke Dürren in der Sahelzone können wir nun nicht mehr nur den natürlichen Klimaschwankungen anlasten”, schreiben Ben Booth vom Hadley Centre des britischen Meteorological Office in Exeter und seine Kollegen. Bisherige Klimamodelle, aber auch Regelungen zum Schwebstoffausstoß müssten an die neuen Erkenntnisse angepasst werden.

Weiterlesen auf derwesten.de.

Es handelte sich um eine Arbeit von Booth et al. 2012, deren Belastbarkeit aber bereits damals von den meisten Fachkollegen bezweifelt wurde (siehe unseren Blogbeitrag “Britisches Met Office schnupft Aerosol-Überdosis: Ich mach’ mir die Welt, Widdewidde wie sie mir gefällt“).

Am 6. Juni 2016 kam nun das endgültige Ende des alarmistischen Modells. Eine Forscherguppe um Jon Robson analysierte in Nature Geoscience die Klimaentwicklung im Nordatlantik und konnte die Temperaturveränderungen vollständig mit der klimasysteminternen atlantischen Ozeanzyklik erklären. Die Autoren erklären ausdrücklich, dass die Aerosol-Hypothese von Booth und Kollegen damit hinfällig ist. Die WAZ schweigt zur Arbeit. Ein neuer Fall unserer Dokumentation zum verdächtigen “Schweigen im Walde“. Hier die Kurzfassung der neuen Arbeit von Robson et al. 2016:

A reversal of climatic trends in the North Atlantic since 2005
In the mid-1990s the North Atlantic subpolar gyre warmed rapidly1, which had important climate impacts such as increased hurricane numbers2 and changes to rainfall over Africa, Europe and North America3, 4. Evidence suggests that the warming was largely due to a strengthening of the ocean circulation, particularly the Atlantic Meridional Overturning Circulation1, 5, 6, 7. Since the mid-1990s direct and indirect measurements have suggested a decline in the strength of the ocean circulation8, 9, which is expected to lead to a reduction in northward heat transport10, 11. Here we show that since 2005 a large volume of the upper North Atlantic Ocean has cooled significantly by approximately 0.45 °C or 1.5 × 1022 J, reversing the previous warming trend. By analysing observations and a state-of-the-art climate model, we show that this cooling is consistent with a reduction in the strength of the ocean circulation and heat transport, linked to record low densities in the deep Labrador Sea9. The low density in the deep Labrador Sea is primarily due to deep ocean warming since 1995, but a long-term freshening also played a role. The observed upper ocean cooling since 2005 is not consistent with the hypothesis that anthropogenic aerosols directly drive Atlantic temperatures12.

 

Neue Studie in Nature Geoscience: Atlantische Ozeanzyklen sind Mitverursacher der Klimaerwärmung des späten 20. Jahrhunderts

In unserem Buch “Die kalte Sonne” hatten wir 2012 dargestellt, dass Ozeanzyklen wie die PDO, AMO oder NAO einen entscheidenden und in bestimmten Grenzen vorhersehbaren Einfluss auf die Temperaturentwicklung auf der Erde haben. Damals ernteten wir für diese Idee (die im übrigen gar nicht von uns war), heftige Kritik aus den Kreisen der Klimaforscher. Eine Olympiade später scheint das Modell jedoch endlich in den Köpfen der Wissenschaftler angekommen zu sein. Eine Gruppe um Thomas Delworth publizierte am 20. Juni 2016 in Nature Geoscience eine Arbeit, in der sie den systematischen Einfluss der NAO auf das vergangene aber auch zukünftige Klima detailliert beschreiben.

Es ist erfrischend zu sehen, wie hier der ernsthafte Versuch unternommen wird, den anthropogenen vom natürlichen Einfluss auf das Klima der vergangenen Jahrzehnte zu unterscheiden und zu quantifizieren. Der aufstrebende Ast der Nordatlantischen Oszillation (NAO) in den 1980er und 90er Jahren (Abbildung 1) hat dabei laut Studie zur Erwärmung der nördlichen Hemisphäre signifikant beigetragen. Zudem schreiben die Forscher den Rückgang des arktischen Meereises sowie die gesteigerte atlantische Hurrikantätigkeit der damals ansteigenden NAO zu.

 

Abbildung 1: NAO-Verlauf während der vergangenen 150 Jahre. Quelle: Wikipedia. Von Delorme – Eigenes Werk – Datei Quelle : Hurrell, James & National Center for Atmospheric Research Staff Hurrell North Atlantic Oscillation (NAO) Index (station-based) / Hosted data / “DJFM North Atlantic Oscillation Index (Station-Based) “, CC-BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47611997

 

Da nun der systematische NAO-Einfluss auf das Klima der Vergangenheit erkannt wurde, kann man die Ozeanzyklen endlich auch in die Klimamodelle einbauen. Noch 2011 hatte uns ein bekannter Hamburger Klimamodellierer im Zuge der Recherche zum Buch erklärt, das wäre doch alles nur nutzloses Rauschen. So kann man sich irren. Im neuen Paper sehen Delworth und Kollegen nun plötzlich eine wichtige Rolle der Ozeanzyklen bei der Klimavorhersage. In ihrem Paper schreiben sie:

In addition, decadal predictions made with two of the models used in this study, as well as other models, suggest a weakening of the AMOC over the next decade (Supplementary Fig. 8). [...] In isolation, a weakening AMOC would tend to moderate the rate of loss of Arctic sea ice and warming over the NH extratropics through reduced poleward oceanic heat transport.

Auf gut deutsch: Im kommenden Jahrzehnt rechnen die Forscher mit einer Abschwächung des atlantischen AMOC-Ozeanzyklus (Abbildung 2), was zu einer “gedämpften Erwärmung” auf der Nordhalbkugel führen wird. Eigentlich meinen die Autoren “Abkühlung”, was jedoch politisch schwer vertretbar gewesen wäre. So bezieht sich die “gedämpfte Erwärmung” wohl eher auf die resultierende Temperatur, die ein Gemisch aus Ozeanzyklen, CO2 und Sonnenaktivität ist. Da sich auch die Sonnenaktvität in den kommenden Jahrzehnten abschwächt und das CO2 vermutlich eine sehr viel geringere Erwärmungswirkung besitzt als lange angenommen, wird es spannend werden.

Abbildung 2: Vorhersage der AMOC laut Delworth et al. 2016.

 

Im Folgenden der Abstract der neuen Studie:

The North Atlantic Oscillation as a driver of rapid climate change in the Northern Hemisphere
Pronounced climate changes have occurred since the 1970s, including rapid loss of Arctic sea ice1, large-scale warming2 and increased tropical storm activity3 in the Atlantic. Anthropogenic radiative forcing is likely to have played a major role in these changes4, but the relative influence of anthropogenic forcing and natural variability is not well established. The above changes have also occurred during a period in which the North Atlantic Oscillation has shown marked multidecadal variations5. Here we investigate the role of the North Atlantic Oscillation in these rapid changes through its influence on the Atlantic meridional overturning circulation and ocean heat transport. We use climate models to show that observed multidecadal variations of the North Atlantic Oscillation can induce multidecadal variations in the Atlantic meridional overturning circulation and poleward ocean heat transport in the Atlantic, extending to the Arctic. Our results suggest that these variations have contributed to the rapid loss of Arctic sea ice, Northern Hemisphere warming, and changing Atlantic tropical storm activity, especially in the late 1990s and early 2000s. These multidecadal variations are superimposed on long-term anthropogenic forcing trends that are the dominant factor in long-term Arctic sea ice loss and hemispheric warming.

 

Neue Geomar-Studie: Nordatlantik wird sich im kommenden Jahrzehnt leicht abkühlen

Das Kieler Geomar gab am 15. Oktober 2014 eine Pressemitteilung zu einem neuen Paper unter Beteiligung von Mojib Latif heraus. Wortreich und etwas trocken werden zunächst die klimatischen Grundlagen geschildert, bis ganz am Ende des Textes das eigentliche Highlight verkündet wird: Der Nordatlantik wird sich im kommenden Jahrzehnt wohl abkühlen! Ein überraschendes Resultat, wenn man bedenkt, dass wir uns angeblich mitten in einer CO2-getriebenen Hitzespirale befinden sollen. Aus diesem Grund verschlüsselt Latif die Botschaft so gut er kann:

„Unser Modell sagt uns, dass die Phase mit eher hohen Oberflächentemperaturen im Nordatlantik auch im kommenden Jahrzehnt anhalten wird, allerdings mit einem leicht negativen Trend“, sagt Professor Latif.

Offenbar hatte das Geomar nicht den Mumm, die bevorstehende Abkühlung in der Überschrift zu erwähnen. Im Folgenden die Vollversion der Pressemitteilung:

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Wie entwickeln sich die Temperaturen im Nordatlantik?
GEOMAR-Klimaforscher finden Methode zur Verbesserung von Klimavorhersagen

Die Stärke einer Hurrikansaison, Niederschläge in Westafrika, Winterverläufe in Mitteleuropa – die Oberflächentemperaturen des Nordatlantiks sind ein entscheidender Faktor für all diese Vorgänge. Sie schwanken in Zeiträumen von Jahrzehnten synchron mit dem Klima auf den angrenzenden Landregionen. Doch eine zuverlässige Vorhersage galt bisher als schwierig, da zu wenige Messdaten vorhanden sind. Klimaforscher des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel beschreiben jetzt in der internationalen Fachzeitschrift „Earth and Planetary Science Letters“ den Mechanismus dieser dekadischen Schwankungen der nordatlantischen Oberflächentemperaturen und zeigen, dass diese ein hohes Vorhersagepotential besitzen.

Für das Klima, aber auch das Wetter in Europa spielen Prozesse im Nordatlantik eine entscheidende Rolle. Der Golfstrom und seine Ausläufer wie etwa der Nordatlantikstrom transportieren Wärme tropischen Ursprungs quer über den Ozean, in der Atmosphäre über dem Meer entscheidet sich, ob es in Mitteleuropa stürmt oder die Sonne scheint. Die Wassertemperaturen an der Oberfläche des Atlantiks beeinflussen die jeweilige Hurrikansaison oder die Niederschlagsmengen auf den angrenzenden Kontinenten. All diese Prozesse unterliegen jedoch natürlichen Schwankungen, die sich über Jahre, Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte abspielen. „Konkrete Messreihen reichen oft nur wenige Jahrzehnte zurück“, sagt der Klimaforscher Professor Dr. Mojib Latif vom GEOMAR-Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, „deshalb ist es sehr schwierig, Schwankungen auf längeren Zeitebenen richtig einzuschätzen und von möglichen durch den Menschen hervorgerufenen Änderungen zu unterscheiden“. (weiterlesen …)

IPCC-Mitbegründer Bert Bolin hatte die klimatische Rolle der Ozeanzyklen bereits sehr wohl gekannt

Ein häufiges Argument der IPCC-Fraktion gegen die Ozeanzyklen und ihre Relevanz als wichtiger Klimafaktor ist, dass die modernen Temperaturmessungen nur zwei bis drei 60-Jahreszyklen zurückreichen. Damit könne man die quasizyklische Natur nicht nachweisen. Ein schöner Versuch, allerdings zeigt sich dabei vor allem die Unkenntnis des Bedenkenträgers über die Literaturlage. Denn etliche Forscherteams haben die verschiedenen Ozeanzyklen mithilfe von geologischen Rekonstruktionen mittlerweile weit in die Vergangenheit zurückverfolgen können. Die quasizyklische Natur ist daher gut belegt und der Abwehrversuch der klimaalarmistischen Seite läuft ins Leere. Im Folgenden werfen wir einen Blick in die neuesten Arbeiten zu diesem Thema. Weitere Literatur ist auch in unserem Buch „Die kalte Sonne“ genannt.

Rekonstruktion von Ozeanzyklen in der Vergangenheit

Deng et al. 2013: Rekonstruktion der PDO seit 1853 mithilfe von Korallen im Südchinesischen Meer

Olafsdottir et al. 2013: Rekonstruktion der AMO und NAO in Island für die vergangenen 3000 Jahre

Svendsen et al. 2014: Rekonstruktion der AMO für die vergangenen 200 Jahre

Chylek et al. 2012: Rekonstruktion der AMO für die vergangenen 660 Jahre anhand von Eiskernen
Auszug aus der Kurzfassung:
A longer time scale AMO component of 45–65 years, which has been seen clearly in the 20th century SST data, is detected only in central Greenland ice cores. We find a significant difference between the AMO cycles during the Little Ice Age (LIA) and the Medieval Warm Period (MWP). The LIA was dominated by a 20 year AMO cycle with no other decadal or multidecadal scale variability above the noise level. However, during the preceding MWP the 20 year cycle was replaced by a longer scale cycle centered near a period of 43 years with a further 11.5 year periodicity.

Chiessi et al. 2013: AMO in Brasilien während der letzten 5000 Jahre

Olsen et al. 2012: NAO der letzten 5200 Jahre
Auszug aus der Kurzfassung:
The North Atlantic Oscillation influences climate in the Arctic region and northern Europe. Reconstructions of circulation patterns associated with the North Atlantic Oscillation from a 5,200-year-long lake sediment record suggest that the atmospheric circulation responded to significant transitions in Northern Hemisphere climate.
Siehe auch Bericht in The Hockeyschtick.

 

Ozeanzyklen befeuerten Erwärmung 1977-1998

Ein schwedischer Wissenschaftler teilte uns mit, dass der IPCC in der Frühphase seines Wirkens durchaus die Bedeutung der Ozeanzyklen gekannt haben muss. Einer der IPCC-Mitbegründer, der 2007 verstorbene Bert Bolin, soll auf einem Treffen in der Gründungsphase des Weltklimarats in den 1980er Jahren offen über den 60-Jahres-Rhythmus der Ozeanzyklen geredet haben. Damals prognostizierte Bolin 30 Jahre Erwärmung, da die vorangegangenen 30 Jahre eher durch Abkühlung gekennzeichnet waren. Im Folgenden der Wortlaut der Email:

I have heard from a participant at this meeting, with politicians and party officials, Bolin explained: The last 30 years we have had a slight cooling. Before that 1910-1940 we had a warming period. Before that it was cooling. It seems that the temperature is going up and down with a period of 60 years, so it is reasonable to expect that the next 30 years will be warmer. Bolin obviously had some idea of PDO influence on climate already at this time. (weiterlesen …)

Hummerkannibalismus im US-Bundesstaat Maine auf dem Vormarsch: Steckt die menschengemachte Klimakatastrophe dahinter?

Die Klimaaktivistenseite Climate Desk verbreitete im Juli 2013 einen TV-Clip zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Hummerfischerei im US-Bundesstaat Maine. Wärmeres Wasser in den letzten Jahrzehnten hat dort zu einer starken Vermehrung von Hummern geführt. Der Hummer – ein Gewinner des Klimawandels. Der Preis der Hummer wäre aber aufgrund der Schwemme abgesackt, heißt es. Die Fischer verdienen daher jetzt weniger als vorher – Schuld hat der Klimawandel. Auch der Kannibalismus soll sich unter Hummern weiter ausgebreitet haben. CO2, macht die Biester zum Killer.

 

Aber ist die Erwärmung des Ozeans im Gulf of Maine wirklich zwingend durch den Menschen verursacht? Könnte es nicht einer der bekannten atlantischen Ozeanzyklen sein, die im 60-Jahrestakt Erwärmung und Abkühlung bringen? Lesen wir hierzu in einem 2010 vom Gulf of Maine Council of the  Marine Environment herausgegebenen Bericht mit dem Titel:

CLIMATE CHANGE AND ITS EFFECTS ON ECOSYSTEMS, HABITATS AND BIOTA STATE OF THE GULF OF MAINE REPORT

Auf Seite 3 lesen wir:

Increasing temperatures due to anthropogenic climate change may be exacerbated by natural climate cycles in the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and the North Atlantic Oscillation (NAO). The AMO is a natural cycle in North Atlantic sea surface temperaturethat fluctuates from warm positive phases and cold negative phases every few decades. Currently we are in a positive AMO phase, perhaps exacerbating the warming trend. However, as we enter a negative AMO phase in the next decade, it may offset some of the effects of global warming. The NAO fluctuates on a shorter time scale than the AMO, but in recent years has also been consistently in a positive phase that is synergistic with climate warming trends. Scientists are still studying how natural cycles like the NAO and AMO interact with anthropogenic climate change and how these natural phenomena and hydrography might change with increasing greenhouse gas emissions.

Dazu gibt es im Bericht folgende Temperaturkurve:

Da scheint doch in der Tat eine ziemlich deutliche 60-Jahres-Ozeanzyklik in der Temperatur zu stecken. Ein Vergleich mit der Atlantischen Multidekadenoszillation (AMO) zeigt ein hohes Maß an Parellelität:

Und auch die Nordatlantische Oszillation (NAO) zeigt ein hohes Maß an Ähnlichkeit:

 

Der Temperaturanstieg des Atlantiks und damit die Hummerschwemme vor Maine ist offensichtlich zu einem großen Teil durch atlantische Ozeanzyklen ausgelöst. Da das Temperaturmaximum in den 1950er Jahren in Boothbay Harbor etwas niedriger liegt als jenes Anfang des 21. Jahrhunderts scheint aber auch ein Langzeittrend enthalten zu sein. Der klimatische Antrieb dieser Langzeiterwärmung wird zum einen in der gesteigerten Sonnenaktivität in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu suchen sein, zum anderen ist auch ein moderater Erwärmungseffekt durch CO2 möglich.

Allerdings ist nicht eindeutig klar, ob sich die Temperaturspitzen von 1950 und 2000 in Boothbay Harbor wirklich unterscheiden. Das GISS-Institut der NASA hat in vielen Fällen die Originalmessdaten nämlich nachträglich “korrigiert” und die in nahezu den gesamten USA aufgetretene Wärmeperiode der 1940/50er Jahre künstlich abgesenkt. Ob dies auch in Boothbay Harbor der Fall ist, ist unklar. Drinkwater & Petrie fanden zudem, dass die Temperaturspitze der 2000er Jahre in Boothbay Harbor viel stärker ausgepägt ist als in Nachbarmessstellen, daher möglicherweise nicht repräsentativ ist. Dies gibt den Ozeanzyklen sogar noch mehr Gewicht als Klimafaktor.

Das Fazit der Untersuchung: Es sind wohl die hinterhältigen Ozeanzyklen und eher nicht das CO2, das die Hummer in Maine zu Kannibalen werden und die Fischer verarmen lässt.

Mit Dank an WUWT.

Ehemaliger IPCC-Autor Kevin Trenberth räumt in neuem Paper ein: Pazifischer PDO-Ozeanzyklus hat zur Erwärmungsphase 1976-1998 beigetragen

Es hat ein bisschen gedauert, aber die Ozeanzyklen als wichtige Klimafaktoren sind nun endlich auch auf der IPCC-Seite angekommen. Kevin Trenberth schreibt jetzt zusammen mit John Fasullo in einem neuen Paper im Fachmagazin “Earth’s Future“, dass die Erwärmungspause seit 1998 wohl mit der Pazifisch Dekadischen Oszillation (PDO) zu tun haben könnte. Auch Trenberths Kumpel Rahmstorf hält dies nun plötzlich für eine gute Möglichkeit, wie er in seinem Klimalounge-Blog am 16. Dezember 2013 schrieb:

Der führende US-Klimatologe Kevin Trenberth forscht seit zwanzig Jahren zu diesem Thema und hat gerade einen ausführlichen erklärenden Artikel dazu publiziert. Trenberth betont die Rolle der längerfristigen Schwankungen der Klimaschaukel ENSO, genannt pazifisch-dekadische Oszillation (PDO). Etwas vereinfacht gesagt: es geht darum, dass Phasen mit häufigern El Niño und Phasen mit häufigeren La Niña Bedingungen (wie derzeit) im tropischen Pazifik bis zu zwei Jahrzehnte anhalten können. Letzteres bringt eine anhaltend etwas langsamere Erwärmung an der Oberfläche unseres Planeten, weil dafür mehr Wärme tiefer im Ozean gespeichert wird. Ein zentraler Punkt dabei: selbst wenn die Oberflächentemperatur stagniert nimmt unser Planet weiter netto Wärme auf.

Der andere “zentrale Punkt”, den Rahmstorf an dieser Stelle leider verschweigt, ist sogar noch wichtiger. Trenberth räumt nämlich in seinem neuen Paper explizit ein, dass die Erwärmungsphase 1976-1998 zu einem Teil auf die positive Phase der PDO zurückzuführen sei:

The picture emerging is one where the positive phase of the PDO from 1976 to 1998 enhanced the surface warming somewhat by reducing the amount of heat sequestered by the deep ocean, while the negative phase of the PDO is one where more heat gets deposited at greater depths, contributing to the overall warming of the oceans but cooling the surface somewhat. The Pacific Ocean appears to account for the majority of the decadal variability… Nevertheless, the events in the Pacific undoubtedly also affect the Atlantic, Indian, and Southern Oceans as the system acts collectively to equilibrate to these changes in the flow of energy.

Als wir das PDO-Modell Anfang 2012 in unserem Buch “Die kalte Sonne” als Mitauslöser der Erwärmung 1976-1998 ins Spiel brachten und die Ozeanzyklik als Pulsgeber für die Temperaturzyklen im Maßstab von mehreren Jahrzehnten, erlebten wir heftigen Widerstand beim deutschen Klimaestablishment. Knapp zwei Jahre später ist die kalte Sonne im Mainstream angekommen, bzw. vielmehr der klimatische Mainstream bei der kalten Sonne.

Eine ausführliche Besprechung des Trenberth & Fasullo 2013 Papers erschien von Leon Clifford auf reporting climate science.com.

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Im Schulfernsehen der Dritten Programme läuft derzeit der 15-Minuten-Film “Grönland: Erdbeeren am Polarkreis”, der sich mit dem Klimawandel in dieser Region beschäftigt. Den Clip kann man sich hier anschauen. Thema sind die verbesserten landwirtschaftlichen Ernteerträge in Grönland aufgrund der Erwärmung der letzten Jahrzehnte. Hierdurch wurde u.a. ein ehemaliger Junkie zum Kartoffelbauern. Es ist begrüßenswert, dass auch endlich einmal Vorteile der Erwärmung dargestellt werden. Allerdings fehlt der historische Kontext. Zwar wird kurz auf Grönland=Grünland angspielt, aber die Tatsache, dass es zur Wikingerzeit bereits einmal genauso warm wie heute war, wird verschwiegen. Wer weiß, vielleicht haben die Wikinger damals sogar schon Erdbeeren angebaut.

Neben dieser fragwürdigen Auslassung, werden einige andere Dinge behauptet, die nicht den Tatsachen entsprechen. Es wird gesagt, das Grönlandeis wäre viele Millionen Jahre stabil gewesen und würde erst jetzt abschmelzen. Falsch. In der letzten Zwischeneiszeit war es wärmer als heute und das Eis musste kräftig Federn lassen (siehe unseren Blogartikel “Wo ist der ominöse Kipppunkt? Vor 120.000 Jahren war es 4 Grad wärmer und das grönländische Eis hielt stand“). Auch zur Zeit des holozänen Klimaoptimums war es deutlich wärmer als heute, worunter das Eis sehr zu leiden hatte (“Ein Thema das die Medien meiden wie der Teufel das Weihwasser: Vor 5000 Jahren war es in Grönland zwei bis drei Grad wärmer als heute“). Und vor 1000 Jahren, zur Zeit der Wikinger, als es so warm wie heute war, herrschte wieder Schmelzalarm (“Grönländische Istorvet-Eiskappe war während der Mittelalterlichen Wärmeperiode kleiner als heute“). Von Millionen-Jahre-stabilem-Grönlandeis kann nicht die Rede sein. An anderer Stelle wird im Film behauptet, dass die grönländische Eiskappe heute schneller schmilzt als zuvor. Falsch. Siehe “Universität Utrecht: Grönländische Gletscher hatten ihre intensivste Abschmelzphase bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts” und “Kehrtwende bei der grönländischen Eisprognose: Eine weitere Studie bestätigt ein langsameres Abschmelzen“. Wenn Sie Lehrer sind und den Film Ihren Schülern zeigen wollen, sollten Sie diese Defizite separat aufarbeiten. Falls Sie Material benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden.

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Schreckliche Nachrichten aus Oberhausen, mitten im Klimawandel. Die WAZ berichtete am 29. November 2013: (weiterlesen …)

Neues vom Nordatlantik: Das natürliche “Day after Tomorrow“- Szenario?

Von Frank Bosse und Fritz Vahrenholt

Einen sehr kurzen Artikel in der aktuellen Ausgabe von “Nature Geosience” sollte sich der interessierte Leser nicht entgehen lassen. In ihm wird festgestellt, dass die AMOC (Atlantic Meridional Overturning  Circulation, der polwärts gerichtete Wärmestrom des nördlichen Atlantiks) im sehr raschen Sinken ist, seit 2004, dem Beginn der kontinuierlichen Messungen. An anderer Stelle hatten wir hier bereits über solche Hinweise berichtet (siehe “Mojib Latif hatte Recht: Wohl keine Erwärmung in den nächsten Jahren“). Warum ist das so interessant? Schauen wir auf die globale Verteilung der Wärme besonders in den Weltmeeren fällt die bedeutende Rolle des Nordatlantiks sofort ins Auge:

Bild 1:  Aktuelle Temperaturverteilung der Weltmeere, Quelle: NOAA.

 

Der Transport von wärmeren Wässern bis hinauf zu 70 Grad Nord passiert ausschließlich zwischen Europa und Kanada, die in den Tropen erwärmten Wassermassen strömen polwärts ( meridional) und beeinflussen so die Temperaturen von großen Teilen Eurasiens und auch der Ostküste Amerikas. Mit verantwortlich dafür ist die AMOC, die sehr große Wärmemengen bewegt. Ein Bestandteil des atlantischen  Wärmetransports ist der Golfstrom, sein Anteil hat sich nur wenig geändert, da er vom Passatwind bestimmt wird. Hier geht es um die Thermohaline Zirkulation (durch Temperatur- und Dichteunterschiede angetrieben), bei der also eine recht schnelle Schwächung beobachtet wird. Im „Nature Geosience“ Artikel ist besonders diese Abbildung zu beachten: (weiterlesen …)