Ursachen für Klimaänderungen
Menschlicher Einfluss
Für den derzeitigen Klimawandel, der, wenn man die Klimageschichte betrachtet, nichts ungewöhnliches ist, wird von Teilen der Wissenschaft, aber in fast allen Medien der Mensch als Verursacher des verstärkten Treibhauseffektes angesehen .
Dabei wird davon ausgegangen, dass durch menschliche Tätigkeit Treibhausgase wie CO2 und Methan zusätzlich in die Atmosphäre gelangen. Um das zu verstehen müssen wir erst einmal die Zusammensetzung der Erdatmosphäre kennen.
Es gilt als gesichert, dass das atmosphärische CO² ein Treibhausgas ist, aber nicht in der Art, wie es immer verbreitet wird.
Aus strahlungstechnischen Gründen ist schon ein geringer Anteil (hier 20ppm) für den größten Teil der Wirksamkeit als Treibhausgas verantwortlich. Je höher der Anteil als atmophärisches Gas wird, umso geringer die zusätzliche Klimawirksamkeit:
https://joannenova.com.au/2010/02/4-carbon-dioxide-is-already-absorbing-almost-all-it-can/
(An dieser Stelle als Einschub wichtige Fakten, die kaum bekannt sind:
1. Das Gas CO2 ist für den Menschen erst ab einer Konzentration von 1% bedenklich, das sind 10.000ppm.
2. was noch viel wichtiger ist: CO2 ist ein für die Flora, also unser Pflanzenwachtum unersetzliches Gas und zwar ist das Absterben der meisten Pflanzen bereits bei einem CO2-Gehalt unterhalb 180ppm zu erwarten. )
Wasserdampf ist dabei das wichtigste dieser sog. Treibhausgase, da dieser durch Rückstrahlung der Atmosphäre im IR-Spektrum den vollständigen Energieverlust der von der Sonne der Erde zugeführten Energie verhindert.
Aktuell: Der Unterwasservulken Hunga Tonga im Südpazifik brach Mitte Januar 2022 in einer gewaltigen Explosion aus. Seine Eruptionssäule reichte bis 57km weit in die Stratosphäre hinein und brachte riesige Mengen des wehr wirksamen Treibhausgases Wasserdampf in dieStratosphäre, die sonst arm an H²O ist. Seriöse Wissenschaftler erwarteten für Jahre nach dem Ereignis einen globalen Erwärmungseffekt. Sehr wahrscheinlich sind viele der Wärmerekorde, insbesondere hohe Wassertemperaturen in Teilen der Weltozeane und die aktuelle Eisarmut in den Antarktischen Gewässer darauf zhttps://www.bundestag.de/resource/blob/964612/9f601568762c4ad897d5697bda87f74c/WD-8-014-20-pdf-data.pdfurückzuführen!
Ohne Wasserdampf in der Atmosphäre wäre die globale Mitteltemperatur (ein rein theoretischer Wert) bei minus 18 Grad. Durch die Wirkung des Wasserdampfes liegt dieser Wert bei plus 15 Grad.
Klimamodelle gehen davon aus, dass durch den derzeitigen Anstieg des CO²-Gehalts der Luft und dem damit verbundenen Temperaturanstieg der damit verbundene Anstieg des Wasserdampfgehalts den Temperaturanstieg als Rückkopplungseffekt verstärkt.
Steigender Wasserdampfgehalt beeinflusst allerdings auch die Wolkenbildung mit einer Erhöhung der Albedo, so dass darüber eigentlich keine eindeutige Aussage gemacht werden kann, was auch den Klimamodellen die größte Schwierigkeit bereitet.
Niedrige Wolken haben einen kühlenden, hohe Wolken einen eher wärmenden Effekt.
Weiterhin sind noch wirksam (wird noch erweitert):
Abholzung von Regenwäldern Brandrodung Baumaßnahmen
Natürliche Ursachen
Kontinentalverschiebung
Durch die Plattentektonik gab es in der Vergangenheit der Erde immer wieder neue Anordnungen von Kontinenten und Ozeanen. Dadurch entstand natürlich nicht nur ein anderes lokales oder regionales Klimageschehen, sondern diese Veränderungen wirkten sich oft global aus.
Diese Variationen spiegeln sich vielfach im Temperaturverlauf der Vergangenheit wieder.
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Gebirgsbildung
Die Plattentektonik führte auf den Kontinenten zur Gebirgsbildung, was wiederum die klimatischen Verhältnisse zumindest lokal, wenn nicht sogar regional oder global beeinflusste.
In dem folgenden youtube-Video wird die Gebirgsbildung anschaulich erklärt.
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Veränderung der Meeresströmungen
Die Plattentektonik führte neben dem veränderten Aussehen der Erd-und Ozeanoberfläche natürlich auch zur Verlagerung und Intensitätsänderung der Meeresströmungen, die wiederum erhebliche klimatische Folgen hatte.
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Erdbahnparameter
Die 3 unterschiedlichen Zyklen überlagern sich in ihrer Auswirkung auf die Temperaturverhältnisse auf der Erde.
Der Temperaturverlauf seit 450.000 Jahren zeigt, dass in der Vergangenheit die Veränderung der Exzentrizität wohl die stärksten Auswirkungen hatte, da die letzten 4 Eiszeiten etwa in einem Abstand von etwa 100.000 Jahren auftraten.
Im Zeitraum zwischen 450.000 Jahren und 2,6 Mio. Jahren traten die Vereisungen in einem Abstand von etwa 41.000 Jahren auf, was eher mit der Neigung der Erdachse korrelierte.
Den Übergang markiert den sog. Mittelpleistozänen Taktwechsel.
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Vulkanismus
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Ozeanzyklen
Weitere Informationen über dieses Thema wurden unter Meere und Ozeanzyklen verlinkt.
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Magnetfeldumpolungen mit Folgen
Sonnenzyklen
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Noch nicht richtig eingeordnet werden können die Sonnenzyklen. Es wurden in der bisherigen Sonnenforschung sehr unterschiedliche Perioden der Veränderung der Solarstrahlung beobachtet.
Der bekannteste ist der 11-jährige Schwabe-Zyklus, dessen Periodizität zwischen 9 und 14 Jahren liegen kann.
Weitere bekannte Zyklen sind z.B.:
Der 22-jährige Hale Zyklus.
Wie die Sonnenaktivität die Jahresniederschlagssumme in Deutschland beeinflusst
Der 80 bis 90-jährige Gleißberg-Zyklus
Der 180 bis 210-jährige Suess-de-Vries-Zyklus
Daneben gibt es wohl noch einen etwa 1.000 Jahreszyklus, den man gut in den Sommertemperaturnen im Holozän, also in der Nacheiszeit nachvollziehen kann
Sonne
Sonnenaktivität in den letzten 1100 Jahren:
Man sieht in der Grafik oben deutlich das Auf und Ab der Sonnenaktivität, womit man leicht das Mittelalterliche Temperaturmaximum, die Kleine Eiszeit und die Zunahme der Aktivität seit etwa 1850 parallel zum Temperaturanstieg erklären kann. Änderung des CO2-Gehalts der Atmosphäre werden für diese Schwankungen nicht benötigt.
Hier sieht man eine verblüffende, wenn auch sofort einleuchtende Übereinstimmung des Temperaturverlaufs und der Sonnenscheindauer in den Sommermonaten im Flächenmittel in Deutschland. Zur besseren Vergleichbarkeit ist hier die Stundensumme der Sonnenscheindauer durch 45 geteilt.
Also kann man daraus leicht ersehen:
Die wichtigste Wärmequelle war, ist und bleibt unsere Sonne
Ihre Strahlungsänderungen werden für Zukunftsprojektionen derzeitiger Klimamodelle so gut wie nicht berücksichtigt (s. unter Änderung der Sonneneinstrahlung, unten in grau), wogegen der gesamte anthropogene Anteil in braun bzw. in rot unten mit dem steigenden CO2 Gehalt der Atmosphäre unbewiesen als Hauptantreiber angesehen wird:
Dabei ist die Sonne unser einziger Energielieferant für unsere Atmosphäre und die Ozeane!
(bis auf geringe Anteile Wärme aus dem Erdinnern bzw. aus radioaktivem Zerfall)
Unter der Überschrift:
Sonne seit über 8.000 Jahren nicht mehr so aktiv wie heute (2004)
beschreibt die Max-Planck-Gesellschaft die wichtige Bedeutung der Änderung der Sonnenaktivität
Offensichtlich ist die Sonne in den letzten Jahrzehnten (1980 bis 2004) auf einem stark ansteigenden Level aktiv gewesen. Passend zu der Erwärmung bzw. Schneearmut z.B. auf der Zugspitze seit 1984 (s. ganz oben auf der Seite)
Ebenso passend zur Erwärmung nach der kleinen Eiszeit!? (die zur kleinen Eiszeit korrespondierenden Minima der Spörer- und Maunder-Zeit sind in der Grafik zu sehen)
Denn die Sonne ist im Augenblick selbst dabei, sich nach dem Sonnenaktivitätsmaximum am Ende des 20. Jahrhunderts wieder auf ein tieferes Strahlungsniveau zu begeben:
Schon der Zyklus 24 mit dem Höhepunkt 2014 hatte eindeutlich tieferes Maximum als die Vorangegangenen.
und nun ist die Sonne nun schon wieder
seit Ende Oktober 2018 nahezu fleckenlos. Sonnenumgebung vom LASCO C3 Satellit letzte 4 Tage als Gif
Sonnenforscher prognostizieren sogar für die kommenden Zyklen eine weitere Abschwächung:
Der nun zu Ende gehende Zyklus 24 ist nach dieser Prognose nun schon mal so eingetreten,
wie auf der Grafik vorhergesagt! Hier die Prognose des Zyklus 25
Die aufsummierten Anomalien ( dies sind die monatlichen Differenzen zwischen den festgestellten SSN-Werten und dem Mittelwert der Zyklen 1-23, blau in Abb.1) der bisherigen Zyklen bis zum aktuellen 107. Monat nach dem Beginn des SC (Solar Cycle) 24 im Dezember 2008.
Seit dem Beginn der systematischen Beobachtung der Sonnenflecken mit dem ersten aufgezeichneten Zyklus im März 1755 ist der aktuelle SC24 der drittschwächste, nur unterboten von den Zyklen 5 und 6, 1798…1823 im Dalton Minimum. Wir wollen diesmal wieder einen Blick in die Zukunft wagen, auf den kommenden Zyklus 25 ab etwa 2021. Hierfür benutzen wir die Stärke der aktuellen polaren Felder, wir hatten darüber ausführlich bereits im Dezember 2016 berichtet. Die Mitarbeiter des Wilcox- Observatoriums der Stanford Universität wurden im Mai auf einen verschmutzten Spiegel aufmerksam gemacht, der die Messungen recht stark in Mitleidenschaft zog. Inzwischen ist der Fehler wohl behoben und wir werfen vertrauensvoll wieder einen Blick auf die Daten. Die Felder (das Mittel der Nord/Südhemisphärischen Werte) liegen bei 57 Centi Gauss (cG). Der vorherige Zyklus (als Vorbote der Fleckenaktivität für den aktuellen Zyklus) lag zum etwa gleichen Zykluszeitpunkt bei ca. 61 cG. Zum Vergleich: der etwa normal starke SC23 ( vgl. Abb.2) wurde durch polare Felder von ca. 104 cG angekündigt. Es ist also sehr wahrscheinlich, dass auch der Zyklus 25 so unterdurchschnittlich aktiv wird wie der gerade zu Ende gehende. Damit werden wir also eine Schwächephase der Sonne vergleichbar zum Dalton- Minimum erleben, ein noch stärkeres Absinken wie beim Maunder- Minimum zwischen 1650 und 1700 ist eher unwahrscheinlich.
(http://kaltesonne.de/die-sonne-im-oktober-2017-und-das-christ-madchen-vor-der-tur/)
Kosmische Strahlung
Svensmark Theorie
Im Zusammenhang mit den solaren Zyklen ist insbesondere die Wolkenbedeckung zu beachten (Svensmark-Effekt)
Kausalkette nach Svensmark (Kurzform)
-Schwache Sonne (weniger Flecken)
-abgeschwächtes Erdmagnetfeld (Schutzschild)
-verstärkte Kosmische Strahlung (aus der Milchstraße)
-verstärkte Bildung tiefer Wolken
-dadurch abgeschwächte Einstrahlung
-mehr Niederschläge und Abkühlung
und natürlich gilt umgekehrt:
-Aktive Sonne (viele Flecken)
-verstärktes Erdmagnetfeld (Schutzschild)
-abgeschwächte Kosmische Strahlung (aus der Milchstraße)
-weniger tiefe Wolken
-dadurch verstärkte Einstrahlung
-weniger Niederschläge und Erwärmung
Interessantes youtube-Video dazu nach ARTE-Werbung ab 1:15min Das Geheimnis der Wolken :
Diese Kausalkette wurde zwar von einigen Forschern bezweifelt,
wurde aber von Svensmark neuerlich bestätigt:
Ein starkes Sonnenaktivitäts-Ereignis hat zu einer
starken Verringerung der Kosmischen Strahlung geführt und die wieder
zu einer starken Verringerung der Bewölkung also zu einer höheren Einstrahlung:
http://spaceweather.com/images2016/26aug16/figure_strip.png
Kosmische Strahlen können also Wolken erzeugen (seed clouds), Blitze fördern ( trigger lightning), und Flugzeuge durchdringen (penetrate commercial airplanes).
Einen deutlichen Zusammenhang zwischen Sonnenaktivität und Kosmischer Strahlung zeigt folgende Grafik.
Immer wenn die Sonne stark war, veringerte sich die Kosmische Strahlung und umgekehrt:
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
Erdbahnparameter Sonnenzyklen Kosmische Strahlung
Monatliche Abweichung der Wolkenbedeckung vom Mittel 1983 bis 2009
Biosphäre
Aus den Röhren wird je nach Windrichtung und -stärke Kohlenstoffdioxid geblasen. Innerhalb der Versuchsfläche ergibt sich so eine vordefinierte Kohlenstoffdioxidkonzentration. Dies kann ein Fixbetrag über der Normalkonzentration (meist + 200 ppm) sein, meist ist es jedoch ein festgelegter Wert, der je nach Versuch zwischen 475 und 660 ppm liegt. Dies sind Werte, die zum Beispiel am Ende des Karbonzeitalters vor rund 300 Millionen Jahren herrschten und nach einigen Berechnungen auch für Ende des 21. Jahrhunderts erwartet werden.
Eine Meta-Analyse über 15 Jahre ergab einen Anstieg der Produktion von 5–7 % bei Reis und 8 % bei Weizen.[2] In Australien wurde – je nach Pflanze – sogar eine Biomassenzunahme von 20 % bis 49 % beobachtet
Kontinentalverschiebung Gebirgsbildung Vulkanismus
Veränderung der Meeresströmungen Ozeanzyklen
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