Professor Rahmstorf entzaubert

Unter uns Skeptikern geniesst Herr Professor Rahmstorf sicherlich eine besondere Aufmerksamkeit, denn er war von 2004 bis 2013 Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (WBGU) und gehört laut WEB-Site des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) auch heute wieder zu diesem Gremium der Einflüsterer unserer Politiker-Kaste.

http://www.pik-potsdam.de/%7Estefan/

Im Spiegel wurde nun ein Crashkurs in Strahlungsbilanz und Treibhausgas-Heizung aus der Feder unseres Herrn Professor Rahmstorf veröffentlicht, welcher unseren Bürgern das Thema sinnvoll vermitteln und erklären soll. Den Orginalbeitrag findet man unter folgendem Link:

https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/klimawandel-woher-die-gewaltige-energie-der-erderhitzung-stammt-a-692ebf01-faf1-4ffe-828a-16493d24715b

In diesem Beitrag werde ich den Artikel Absatz für Absatz kommentieren, so dass der geduldige Leser zumindest eine zweite Meinung geboten bekommt.


Woher die gewaltige Energie des Klimawandels stammt

In jedem Liter eingeatmeter Luft stecken 3.432.000.000.000.000.000 CO2-Moleküle fossiler Brennstoffe. Gesundheitsschädlich ist das zwar nicht – aber man muss es wissen, um den Klimawandel zu verstehen.

Es handelt sich hier um die psychologisch gezielte Verwendung einer möglichst großen Zahl, ohne deren Herkunft und Bezug zu klären. Grundlage ist die Avogadro-Konstante, welche die Anzahl an Teilchen für 1 Mol eines idealen Gases mit 6,01E23 definiert, wobei dieses 1 Mol Gas unter Normalbedingungen ein Volumen von 22,4 l besitzt. All dies ändert jedoch nichts an dem Fakt, dass CO2 ein Spurengas mit nur 0,04% oder ca. 400 PPM Konzentration ist. Schon der erste Satz ist damit ein völlig unnötigerTaschenspielertrick.

Für mich legt dieser Versuch ein bekanntes Problem der Wissenschaft offen. Nie war die Verbreitung (oberflächlicher) Informationen größer als heute. Und dass mehr Menschen als früher über grundlegende naturwissenschaftliche Fakten unterrichtet sind, ist ein Segen. Doch die Zahl derjenigen, die um die tieferen Ursachen planetarer Gesetzmäßigkeiten wissen, scheint im privaten Umfeld nicht gestiegen zu sein. Beim Thema Klimawandel ist es nicht anders.

Es ist ein Problem unserer Lehrpläne, welche hinsichtlich Thermodynamik und Strömungsmechanik auch im Abitur nicht in ausreichender Tiefe auf diese Zusammenhänge eingehen. Nur ein entsprechendes Studium bietet Zugang zu diesen fachlichen Zusammenhängen. Aus diesem Grunde ist es auch so einfach, den Leuten in diesem Bereich jeden Humbug unterzujubeln.

Bei Zusammenkünften von Freunden, wie in unserem kleinen Experiment angelegt, wird das weniger zum Problem als im Internet. Denn genau an diesem Punkt setzen die Boten des Zweifels an. Wenn Sie auf Klimaleugner-Seiten wie der von EIKE schauen, werden Sie zahlreiche Quellenangaben, wissenschaftliche Sprache und “Belege” finden, die Sie von der Abwesenheit der Klimakrise zu überzeugen versuchen. Dabei trotzdem den Durchblick zu behalten, fällt vielen gar nicht so leicht, selbst wenn sie sich mit ihrem Wissen über den Klimawandel eigentlich sicher fühlen.

Und es wird auch nicht einfacher, wenn mit manipulierten Studien ein wissenschaftlicher Konsens belegt wird. Schon der Begriff Klimaleugner zeigt die Unsachlichkeit und den emotionalen Frust in der Sache.

Damit etwas wärmer wird, muss man Energie zuführen. Das sagt das Gesetz von der Energieerhaltung, auch bekannt als der erste Hauptsatz der Thermodynamik. Er gilt für den Kochtopf auf dem Herd genauso wie für das Erdsystem.

Im Kochtopf dominieren Wärmeleitung und Konvektion den Prozess, nicht Strahlung, weshalb das gewählte Beispiel genauso wenig taugt, wie ein Treibhaus.

Für die Erde kann diese Energie nur aus der sogenannten Strahlungsbilanz kommen, also dem Austausch von Strahlung mit dem uns umgebenden All. Von der Sonne empfangen wir kurzwellige Strahlung und zwar 342 Watt pro Quadratmeter Erdoberfläche. Davon werden 107 Watt zurückgespiegelt – vor allem durch helle Flächen wie Wolken, Schnee und Eis. Die restlichen 235 Watt werden im Gleichgewicht (also bei stabilem Klima) durch die Abstrahlung von Wärme ausgeglichen.

Die Strahlungsbilanz eines Planeten bestimmt seine Temperatur

Das ist nur zum Teil korrekt – soweit man die Systemgrenzen im Kosmos betrachtet. Hinsichtlich der Temperatur stimmt die Aussage nur, wenn sich das betrachtete System nicht im Gleichgewicht befindet. Im Gleichgewicht sind ein- und abgestrahlte Energiemenge bei einem etwa konstanten Temperaturniveau identisch. Dieser Zustand ist jedoch ein nicht erreichbares Idealmodell.

Die Atmosphäre ist für die kurzwelligen Sonnenstrahlen durchlässig, aber die langwelligen Wärmestrahlen werden zum großen Teil unterwegs von sogenannten Treibhausgasen (auch Klimagase genannt) abgefangen und teils wieder zurückgestrahlt. Erst aus größeren Höhen mit dünnerer Luft können die Wärmestrahlen zunehmend ins All entweichen.

Erneut ist auch das nur zum Teil korrekt, denn hierbei ist entscheidend, dass im Gegensatz zur bildlichen Darstellung der Löwenanteil dieser Energie durch Konvektion in diese Höhen gelangt – wie auch unser CO2, das selbst noch in der Stratosphäre zu finden ist. Konvektion ist der maßgebliche Kühlmechanismus der unteren Atmosphäre, und 70% aller Luftmoleküle befinden sich unterhalb einer Höhe von 10.000 Metern. Auch die Rückstrahlung trifft nur in Ausnahmefällen zu, denn nach dem Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik wird Wärme nicht von einem kühleren auf einen wärmeren Körper übertragen. Bitte sehen Sie sich hierzu auch das folgende Bild an:

Die Strahlungsbilanz von Planeten bestimmt deren Temperatur – das wurde bereits im Jahr 1824 von dem französischen Wissenschaftler Joseph Fourier verstanden, der dabei auch den Treibhauseffekt entdeckte.

Es gibt genau drei Möglichkeiten, diese Strahlungsbilanz zu verändern und unseren Heimatplaneten aufzuheizen:

  • Die Sonneneinstrahlung nimmt aufgrund der Sonnenaktivität oder der Erdbahnparameter zu.
  • Der reflektierte Anteil der Sonnenstrahlung nimmt ab, weil die Helligkeit der Erdoberfläche oder der Wolkendecke abnimmt.
  • Die Abstrahlung von Wärme ins All nimmt ab.

Die ankommende und abgehende Strahlung wird ständig gemessen: von Satelliten oberhalb der Atmosphäre und von einem globalen Strahlungsmessnetz am Erdboden. Diese Messungen zeigen:

  • Option 1 scheidet aus, denn die ankommende Sonnenstrahlung hat seit Mitte des letzten Jahrhunderts sogar etwas abgenommen.
  • Option 2 trifft zwar teilweise zu – doch der Mensch hat die Erde sogar heller gemacht, durch Abholzung von dunklen Wäldern und deren Ersatz durch hellere Ackerflächen. Dunkler wird die Erde nur als Reaktion auf die Erwärmung, weil die Schnee- und Eisbedeckung abnimmt. Das verstärkt die globale Erwärmung, ist aber nicht deren Ursache.
  • Option 3 muss also die Ursache der Erwärmung sein: Zunehmende Treibhausgasmengen in der Atmosphäre behindern die Abstrahlung von Wärme ins All, und dadurch nimmt die Erde ständig mehr Sonnenstrahlung auf als wir durch Wärmestrahlung wieder abgeben. Deshalb wird es wärmer.

Die von den Treibhausgasen aufgefangene und zur Erdoberfläche zurückgestrahlte Wärmestrahlung ist eine Messtatsache. Diese Wärmestrahlung wärmt die Erdoberfläche sogar wesentlich mehr an als die ankommende Sonnenstrahlung (siehe Grafik). Jeder kann den Effekt direkt spüren: Spazieren Sie bei Nacht unter sternenklarem Himmel und mit trockener Luft im T-Shirt einmal ums Haus. Wiederholen Sie den Rundgang, wenn der Himmel nachts bedeckt und die Luft feucht ist. Am ersten Abend war Ihnen kälter.

Richtig ist, dieser Effekt bedarf der Nacht – also den Fall, dass die Erdoberfläche kühler als die Luft ist. Ansonsten gilt der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik, es sei denn, Herr Rahmstorf möchte ein Perpetuum Mobile zum Patent anmelden.   Das hier wesentlich beteiligte Treibhausgas ist jedoch nicht CO2, sondern Wasserdampf, und im Fall von Bewölkung handelt es sich um Strahlungsreflektion an den kondensierten Wassertropfen. Zumindest ist es das, was er in seinem Beispiel geschildert hat.

Hinsichtlich der Abstrahlung spielt auch die zunehmende Flächenversieglung eine große Rolle, welche zu einer weit stärkeren Strahlungsaufnahme-und Abgabe führt, als beispielsweise die Änderung der CO2 Konzentration um ein paar PPM. Eine Autobahn hat eine völlig andere Temperaturcharakteristik, als die grüne Wiese. Gerade über diesen versiegelten Flächen lässt sich eine weit stärkere Erwärmung der Luft feststellen, welche auch durch Wärmeleitung stattfindet.

Oder kommt die Erderwärmung aus dem Ozean?

Auch die Zunahme an Rückstrahlung aus der Atmosphäre im Lauf der Jahre entspricht genau dem, was die Physik aufgrund der zunehmenden CO2-Menge in der Luft vorhersagt. Auch das ist eine Messtatsache. Die dadurch entstehende Heizleistung beträgt inzwischen rund zwei Watt pro Quadratmeter, Tag und Nacht, rund um den Globus. Insgesamt ist das eine ein Petawatt (das sind eine Million Gigawatt) starke Heizung – eine Leistung, die mehr als dem Fünfzigfachen des Energieverbrauchs der gesamten Menschheit entspricht.

Tag und Nacht, rund um den Globus kann auf Grund des zeiten Hauptsatzes der Thermodynamik unmöglich sein, denn Energie kann nicht vom niedrigeren auf ein höheres Energieniveau übertragen werden – die Aussage ist also mindestens irreführend, oder gänzlich falsch. Auch hier wird mit gigantischen Zahlen gerabeitet, denn sonst wird nichts aus der Katastrophe. Auch die für den Wasserkreislauf aufzuwendende Energie liegt weit jenseits von jährlich 100 thermonuklearen Sprengköpfen mit 20 Megatonnen TNT Sprengkraft – Na und? Das ist über die letzten Millionen Jahre schon immer so gewesen.

Aber könnte Wärme nicht auch von unten kommen? Aus dem Erdinneren? Es gibt den geothermischen Wärmefluss – doch der ist mit nur 0,09 Watt pro Quadratmeter für das Klima vernachlässigbar klein und ändert sich auch nicht innerhalb von hundert Jahren.

Oder aus dem Ozean? Der ist zwar ein großer Wärmespeicher, der vorübergehend (etwa bei einem El Niño-Ereignis) durchaus nennenswert Wärme an die Luft abgeben kann. Doch in den letzten Jahrzehnten hat der Ozean keine Wärme abgegeben, sondern ganz im Gegenteil Wärme aufgenommen. Damit hat er die globale Erwärmung durch Treibhausgase verlangsamt. So wie die Luft hat sich auch der Ozean erwärmt. Auch das ist eine Messtatsache, gemessen durch Forschungsschiffe und eine Armada von Tausenden autonomen Messgeräten in den Weltmeeren, die in den vergangenen zwanzig Jahren mehr als zwei Millionen Temperaturprofile aufgenommen haben.

Aha – wie ist denn die genaue Größenordnung der Temperaturänderung, bezogen auf das gesamte Volumen der Ozeane? Wenn diese Änderung signifikant wäre, dann hättten wir auch schon heute überschwemmte Küsten, denn die von einer höheren Temperatur verursachte Volumenänderung ist weit wirksamer, als die drei Eisberge auf Grönland. Solange die Meere mit nicht mehr als 3mm pro Jahr steigen, kann mir keiner so einen Bären aufbinden. Aber vielleicht kann man ja daraus einen neuen Kippeffekt zaubern.

Gerade sind die aktuellsten Daten in der Fachliteratur erschienen: Die Weltmeere nehmen jährlich 9,4 Trilliarden Joule an Wärme auf, das sind 0,58 Watt pro Quadratmeter Erdoberfläche. Um diesen Betrag verringert also der Wärmepuffer Ozean die obengenannte Treibhausgas-Heizung von zwei Watt pro Quadratmeter.

0,58 Watt, das ist ein alte Taschenlampe, deren Batterien fast leer sind und das Glimmen der Birne kaum noch wahrnehmbar ist – diese schiere Energie wirkt also auf einen Quadratmeter.

Es führt also schlicht kein Weg daran vorbei, dass die Wärmeenergie, die unserem Planeten einheizt, aus der Strahlungsbilanz kommen muss. Und die ist überwiegend durch die wachsenden Treibhausgasmengen in der Atmosphäre aus dem Gleichgewicht geraten. Natürliche Faktoren haben dabei eine sehr geringe Rolle gespielt und haben der Erwärmung sogar ganz leicht entgegengewirkt (siehe folgende Grafik). Daher folgert die Wissenschaft, dass die moderne globale Erwärmung praktisch komplett vom Menschen verursacht worden ist. Eine auch nur halbwegs glaubwürdige alternative Erklärung gibt es in der Fachliteratur nicht.

Das ist schlicht und ergreifend falsch. Erstens befindet sich die Erde nie in einem idealen energetischen Gleichgewicht. Zweitens kommen wir aus einer kleinen Eiszeit, deren Ursachen die Überlagerung niedriger Sonnenaktivität (Maunder Minimum) mit vergleichsweise starkem Vulkanismus waren (Beispiele Tambora oder Ilopango). Diese beiden Faktoren sind weggefallen, und seither ist die Temperatur um gerade einmal 0,8 Grad Celsius gestiegen, obwohl diese nach der mittelalterlichen Warmzeit um bis zu 2 Grad gefallen waren. Uns fehlt also noch ungefähr 1 Grad, um die kleine Eiszeit hinter uns gelassen zu haben. Beispielsweise haben Gebäude aus der Zeit der Karoliner in Europa nur im Westen Frankreichs überlebt, weil es zu jener Zeit auch in Mitteleuropa kaum Frost gab und eine ordentliche Gründung nicht erforderlich war.

Bleibt noch die Frage zu klären, ob nicht vielleicht der Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre, allen voran von CO2, eine natürliche Ursache haben könnte? Die AfD hat auch schon mal behauptet, das CO2 käme aus dem Ozean. Auch diese These verleugnet Messtatsachen: nämlich dass die CO2-Menge im Ozean ebenfalls zunimmt. Wir haben durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas rund doppelt so viel CO2 in die Luft gepustet, wie sich dort angesammelt hat. Mit anderen Worten: Das zusätzliche CO2 in der Luft kommt nicht etwa irgendwo aus dem natürlichen Erdsystem, sondern ganz im Gegenteil: Die Natur hat uns sogar etwa die Hälfte unserer Emissionen gratis abgenommen. Teils hat der Ozean sie aus der Luft aufgenommen, teils die Wälder. Dafür sollten wir zutiefst dankbar sein – und sorgsam darauf achten, Wälder und Ozeane so gesund zu erhalten, dass sie uns auch in Zukunft diesen wertvollen Dienst erweisen können.

Wer hier leugnet, ist eine sehr interessante Fragestellung. Entweder werden die Ozeane nun wärmer und binden damit weniger CO2, welches in Folge der Erwärmung eben auch abgegeben wird – wie bei einem schalen Bier. Oder die Temperatur bleibt weitgehend gleich, wodurch im Ergebnis des gestiegenen Partialdrucks von CO2 auch etwas mehr CO2 in den Ozeanen gespeichert wird. Herr Professor Rahmstorf widerspricht sich hier irgendwie selbst. Darüber hinaus sind die Ozeane eine CO2-Senke, da beispielsweise Schalentiere große Mengen CO2 in Kalzit binden, dem Material, aus welchem diese Schalen gebildet werden. Wir finden das Ergebnis dieser Einlagerung heute in Form riesiger Muschelkalk-Formationen, welche das CO2 von Jahrmillionen Erdgeschichte enthalten – als Kalziumkarbonat.

Die Physik war besser als jede Glaskugel

Unsere Emissionen aufgrund der Nutzung fossiler Brennstoffe und (zu etwa einem Viertel) aus der Abholzung von Wäldern haben die CO2-Menge bereits um rund 45 Prozent erhöht – in jedem Liter Luft, den wir einatmen, sind damit rund 3.432.000.000.000.000.000 Moleküle von uns Menschen hinzugefügtes CO2.

Erneut sehen wir hier diese sinnfreie psychologisch wirksame Zahl, deren Existenz ich selbst für sehr positiv halte, denn CO2 ist Leben.

Weil die Physik verstanden ist, wurde die globale Erwärmung von der Klimawissenschaft vorhergesagt, bevor sie in Messdaten sichtbar wurde. Schon 1896 rechnete der schwedische Nobelpreisträger Svante Arrhenius aus, wie viel globale Erwärmung eine (damals noch hypothetische) CO2-Verdoppelung in der Atmosphäre verursachen würde. Der erste offizielle Expertenbericht, der vor der globalen Erwärmung durch die Nutzung fossiler Brennstoffe und ihren Folgen wie Meeresspiegelanstieg warnte, stammt aus dem Jahr 1965. Das war ein halbes Jahrhundert vor Abschluss des Pariser Abkommens.

Arrehnius war damals auch von einer Schicht von Klimagasen in der Atmosphäre ausgegangen, was – wie wir wissen – so nicht korrekt ist. Er hat hierfür auch nie einen Nobelpreis erhalten – das ist falscher Kontext. Die sogenannte Klimasensivität wurde über die Jahre immer weiter nach unten korrigiert. Heutige Modelle stützen sich daher auf sogenannte Kippeffekte, ohne welche der ganze Alarm unserer Klimakirche mittlerweile abgesagt werden müßte.

Und selbst die Experten der Ölfirma Exxon warnten schon in den Siebzigerjahren vor einer gefährlichen kommenden Super-Warmzeit, und berechneten schon 1982 konkret und fast exakt richtig, wie rasch diese Erwärmung bis heute ablaufen würde. Seit Jahrzehnten verläuft die globale Erwärmung nun schon so, wie von den Klimaforschern vorhergesagt – nur dass manche Folgen früher und drastischer eintreten, als zunächst erwartet.

Auch die natürlichen Klimaveränderungen in der Erdgeschichte folgen den obengenannten Möglichkeiten, die Strahlungsbilanz zu verändern. Sie beruhen auf Veränderung der Erdbahnparameter, der Sonnenleuchtkraft oder natürlichen CO2-Veränderungen über Jahrmillionen, die sich heute in Klimamodellen immer besser nachvollziehen lassen. Die Erdgeschichte zeigt, wie empfindlich das Klima auf Störungen der Energiebilanz unseres Planeten reagiert.

In der Tat, und diese Daten zeigen auch, dass nicht das CO2 stieg und damit dann auch die Temperatur, sondern immer der umgekehrte Zusammenhang belegt werden konnte. Erst nach einer gestiegenen Temperatur nahm auch die CO2 Konzentration zu, was ein Ergebnis der CO2 Bindungsfähigkeit der Ozenae bei unterschiedlichen Temperaturen war. Geschichtlich war also immer die Temperatur die Ursache für mehr CO2 – und nicht umgekehrt!

Wer die Fakten heute noch leugnet, um damit die dringend nötigen Maßnahmen zur Vermeidung einer planetaren Katastrophe hinauszuzögern, macht sich mitschuldig an den Folgen: an stärkeren Tropenstürmen, Flutkatastrophen, Dürren und Waldbränden – und möglicherweise künftigen Hungersnöten.

Es gibt leider nicht eine einzige menschliche Massnahme, welche uns vor dem weiteren Zurücksetzen der Temperaturen auf das Niveau vor der kleinen Eiszeit bewahren könnte.

Selbst wenn CO2 etwas Schlimmes wäre, werden bis 2050 laut UNO Schätzungen zwei Milliarden zusätzlicher Erdenbürger in Afrika sowie weit über 1.000 neue Kohlekraftwerke dafür sorgen, dass jegliche Bemühungen um den Klimaschutz vollständig pulverisiert werden. Die humanitäre Katastrophe ist unausweichlich, wenn wir nicht damit aufhören unsere begrenzten Ressourcen mit Anlauf in sinnfreie Forschung zu versenken. Stattdessen sollten diese Mittel für adäquate Umsiedlungspläne aufgewendet werden, denn in der kleinen Eiszeit haben hunderte Millionen Menschen Gebiete besiedelt, die noch in der mittelalterlichen Warmzeit wegen der Hitze nicht zu besiedeln gewesen wären!!! Darin liegt das Problem und deshalb wäre auch hier mit der Lösung zu beginnen.

Wachen Sie auf, Herr Professor Rahmstorf, und hören Sie mit Ihren Kollegen auf, ein totes Pferd zu reiten.

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