Ein Vorbehalt: Dies ist ein Versuch, relevante physikalische Aspekte der Klimamodellierung zu verstehen. Der Leser sollte also nicht “die Wahrheit” erwarten, sondern das, was dieser Autor in seinem skeptischen Versuch zu “wissen” für wichtig hält. Es gibt also keinen Anspruch auf Ontologie, sondern nur Hinweise auf die Epistemologie. Von Blogger Eduard, The physics of Earth’s climate

Ein guter Einstieg in die Geschichte der Debatten über die globale Erwärmung ist diese Rezension (siehe auch das zugehörige Buch).

Beginnen wir mit einem Zitat aus der Encyclopaedia Britannica:

The atmosphere allows most of the visible light from the Sun to pass through and reach Earth’s surface. As Earth’s surface is heated by sunlight, it radiates part of this energy back toward space as infrared radiation. This radiation, unlike visible light, tends to be absorbed by the greenhouse gases in the atmosphere, raising its temperature. The heated atmosphere in turn radiates infrared radiation back toward Earth’s surface. (Despite its name, the greenhouse effect is different from the warming in a greenhouse, where panes of glass transmit visible sunlight but hold heat inside the building by trapping warmed air.)”

Fast alle (mit bemerkenswerten Ausnahmen) sind sich einig, dass das Vorhandensein bestimmter Gase in der Luft – insbesondere Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan – zu einer Erwärmung der Oberfläche und der unteren Luftschichten unseres Planeten beiträgt.

Dies liegt daran, dass diese Gase Infrarotstrahlung absorbieren, die von der Erde abgegeben wird. Die Strahlung wird wiederum von der von der Erde absorbierten Sonnenstrahlung “gespeist”. Dabei hat von all diesen Gasen der Wasserdampf die größte absolute Wirkung.

Trotz dieses Konsenses scheint es sogar eine Kontroverse darüber zu geben, wie viel zusätzliches Kohlendioxid (CO2) beispielsweise durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu dieser Erwärmung beiträgt.

Darüber hinaus scheint es keine Einigkeit über die Frage zu geben, wie dem Begriff “globale Erwärmung” eine physikalische Bedeutung gegeben werden kann, da der Begriff der Temperatur auf globaler Ebene schwer zu definieren sein könnte.

Ein zentrales Kriterium ist die quantitative Bedeutung einer Rückkopplungsschleife, die die Wirkung der anthropogenen globalen Erwärmung (AGW) potenziell verstärken könnte: ein sehr geringer Anstieg von CO2 in der Atmosphäre, so die Hypothese, könnte enorm verstärkt werden, indem er der Luft erlaubt mehr Wasserdampf “mitzunehmen”.

Wasserdampf ist ein leistungsstarker Infrarot-Strahlungsabsorber. Er könnte die Atmosphäre noch weiter erwärmen und dadurch noch mehr Wasserdampfkonzentrationen in ihr zulassen.

Und so weiter und so fort bis zu dem Punkt, an dem sich ein neues Gleichgewicht einstellt zwischen der Strahlungsenergie, die die Erde von ihrer Sonne empfängt und dem Teil dieser Strahlungsenergie, der von der Erde (einschließlich ihrer Atmosphäre) in den Weltraum zurückgesendet wird.

Abhängig von der nichtlinearen Verstärkung könnte dieses neue Gleichgewicht durch einen viel höheren, nichtlinearen Anstieg der “Temperatur” (oder der Energie pro Erdoberfläche oder pro Luftvolumen nahe der Erdoberfläche) im Vergleich zu früheren niedrigeren CO2-Werten gekennzeichnet sein.

Dabei können schon geringe Anstiege der CO2- oder Methankonzentration (zB. durch Tierhaltung und Bevölkerungszunahme) aufgrund anthropogener Faktoren zu großen Temperaturschwankungen führen, die langfristig zu großen Klimaänderungen führen können.

Dies könnte eine große Triebkraft der anthropogenen globalen Erwärmung sein.

Axel Bojanowski drückt das im “Spiegel” so aus:

“Würde sich die Menge von CO2 in der Luft verdoppeln, stiege die Temperatur chemischen Experimenten zufolge um ein Grad. Erst Wasserdampf verstärkt der Theorie zufolge den Treibhauseffekt in gefährlicher Weise: Wärmere Luft lässt mehr Wasser verdampfen, das quasi als Dampfglocke die Luft weiter erwärmen würde. Wie stark der Effekt ist, gilt als Kernfrage der Klimaforschung.”

Weitere wichtige Faktoren in umgekehrter Richtung – nämlich hin zu niedrigeren Temperaturen – sind Aerosole, kondensierter Wasserdampf oder Wolken, die das Albedo erhöhen – das Maß an Reflexion der Sonneneinstrahlung, die dadurch entsteht, dass ein Teil der Erde mit einem weißlichen Reflexionsschild bedeckt ist.

Diese Strahlungsenergie, die von der Erde in den Weltraum zurückgesandt wird, könnte möglicherweise zu viel niedrigeren Temperaturen beitragen – aufgrund der gleichen nichtlinearen Mechanismen, die vorstehend beschrieben wurden. Im Extremfall kann dies sogar zu einer völlig vergletscherten “Schneeball-Erde” führen.

Je nach persönlicher Neigung, Vorliebe und Überzeugung lassen diese hypothetischen physikalischen Modelle und Mechanismen also Raum für einander widersprechende Ängste sowohl vor der globalen Erwärmung als auch vor der globalen Abkühlung zu.

Derzeit ist es sehr schwierig, das Konfidenzniveau der Computermodelle und Simulationen zu quantifizieren.

Die öffentliche Betonung sollte auf der Möglichkeitsform “könnte” liegen, die mit diesen Annahmen und Vermutungen verbunden ist.

Diese können nicht als wissenschaftliche Tatsache betrachtet werden. Auch wenn bereits alle relevanten Faktoren berücksichtigt wurden (dies ist eine weitere Vermutung), ist die Plastizität der jeweiligen Behauptungen und Prognosen hoch;

sie reicht von gar keiner Veränderung des Klimas bis hin zu einem Temperaturanstieg von einigen Grad für einige Gebiete unseres Planeten.

Dieser Autor ist der Ansicht, dass der aktuelle Stand und das Konfidenzniveau unserer Vorhersagen weitere Aufmerksamkeit erfordern, aber keinesfalls drastische Maßnahmen wie eine Art Besteuerung rechtfertigen.