Stefan Uhlig - Der natürliche Klimawandel

Derzeit ist das Datum des Sonnen-fernen Aphels Anfang Juli, d.h. im Sommer der Nordhalbkugel. Somit ist die Sonneneinstrahlung des Nordhemisphären-Sommers etwas geringer (da die Erde am weitesten von der Sonne entfernt ist) als die des Südhemisphären- Sommers (ein halbes Jahr später/früher, d.h. im Januar, wenn die Erde im Perihel, d.h. in Sonnennähe, steht). Am Ende der letzten Eiszeit (vor ca. 11.700 Jahren) war dies anders. Diese 11.700 Jahre entsprechen ungefähr der Hälfte des Präzessions-Zyklus von bis zu 23.000 Jahren. Damals befand sich die Erde im Nordhemisphären-Winter am weitesten entfernt von der Sonne (im Aphel). Die Präzession beeinflusst somit ebenfalls deutlich die Sonneneinstrahlung und verstärkt die Temperaturgegensätze (d.h. die Jahreszeitlichen Positionen) auf der einen Halbkugel, bzw. verringert diese auf der anderen Halbkugel. So haben wir derzeit (betrachtet in geologischen Zeiträumen) mildere Winter und kühlere Sommer auf der Nordhalbkugel, und kühlere Winter und wärmere Sommer auf der Südhalbkugel. Abb. 10zeigt eine klare Korrelation zwischen der Temperaturentwicklung und der Strahlungsintensität der Sonne der letzten beiden Eiszeiten (auf Basis von „proxy“-Indexdaten). Die Riß- und Würm-Kaltzeiten korrespondieren deutlich mit den Sonneneinstrahlungs-Minima, die Eem- und die aktuelle Holozän-Warmzeit mit den Sonneneinstrahlungs-Maxima der Milankovitch-Zyklen.

Abb. 10(folgend) : Temperaturentwicklung (Auswertungen von „proxy“-Indexwerten des Vostok- Eiskerns aus der Antarktis, zackige violette Linie) und „Sonneneinstrahlung ( schwarze Linie) lassen die Milankovitch-Zyklen der letzten 250.000 Jahre erkennen. Die Riß- und Würm- Kaltzeiten korrespondieren deutlich mit den Sonneneinstrahlungs-Minima, die Eem- und die aktuelle Holozän-Warmzeit mit den Sonneneinstrahlungs-Maxima, und zeigen eine deutliche Übereinstimmung mit den Milankovitch-Zyklen. Quelle: www.climatedata.info.

Abb. 10

Wie in Abb. 8präsentiert, beträgt der heutige Wert der numerischen Exzentrizität 0,0167 und liegt damit deutlich unter dem Mittelwert von 0,02674. Dies bedeutet, die aktuelle Umlaufbahn kommt einer Kreisbahn sehr nahe. Während der letzten Eiszeit (der Würm- Kaltzeit vor ca. 100.000 Jahren) war die Exzentrizität ungefähr 2,5 Mal höher als heute, d.h. die Erdumlaufbahn war elliptischer, bzw. die Erde war zeitweise deutlich weiter entfernt von der Sonne als heute. Entsprechend der weiteren Veränderung der Exzentrizität gemäß Abb. 8, nimmt die Exzentrizität während den nächsten Zehntausenden von Jahren zunächst weiter ab auf einen Wert unter 0,005, bevor sie wieder ansteigt auf Werte deutlich über dem Mittelwert von 0,027, wobei die Umlaufbahn der Erde um die Sonne dann wieder deutlich elliptischer sein wird.

Abb. 11(folgend) : Versuch einer Prognose zur Klimaentwicklung der Erde in den nächsten 80.000 Jahren (x-Achse) nach VINÓ (2018).

Rote Linie: Sommer-Einstrahlungsenergie in 65° nördlicher Breite (nach HUYBERS 2006).

Blaue Linie: Entwicklung der CO 2-Konzentration (nach ARCHER 2005).

Schwarze Linie:Eisvolumen der letzten 30.000 Jahre (nach LISIECKI & RAYMO, 2005) mit inverser Werteskala der linken y-Achse!

Dunkelgrauenoch zackige Linie: zukünftige Entwicklung des Eisvolumens basierend auf orbitalen (astrophysikalischen) Einflüssen mit inverser δ 18O-„proxy-“Indexwerte der linken y- Achse!

Hellgrauenahezu horizontale Linie: Eisvolumen entsprechend der Hypothese einer langanhaltenden anthropogen verursachten Warmzeit (nach GANOPOLSKI et al. 2016).

Gepunktete Linie: Entwicklung der Exzentrizität (nach LASKAR et al. (2004), s. auch Abb. 8)

Abb. 11

In den Kurvendarstellungen der Abb. 11wurde versucht, die Entwicklungen des Energiehaushaltes, der Eisvolumina und der CO 2-Konzentrationen für die nächsten 80.000 Jahre zu prognostizieren. Entsprechend der gepunkteten Linie nimmt die Exzentrizität ab auf Werte unter 0,005 (gepunktete Linie mit schwarzer Werteskala auf der y-Achse rechts). Der Energiehaushalt (auf der Nordhalbkugel) variiert annähernd im Rhythmus der ca. 41.000 Jahre andauernden Zyklen der Ekliptikschiefe ( rote Linie). Für die Entwicklung der Eisvolumina werden zwei konträre Szenarien angeboten. Sollte die aktuelle interglaziale Warmzeit länger anhalten („long interglacial hypothesis“), würde das Eisvolumen mehr oder weniger gleich bleiben auf niedrigem Niveau (hellgraue Linie, mit inverser Werteskala auf der linken y-Achse). Dies ist das bevorzugte Szenario der Anhänger des anthropogen verursachten Klimawandels aufgrund erhöhter CO 2-Werte. Das zweite Szenario berücksichtigt ( blaue Linie) die orbitalen Einflüsse (der Milankovitch-Zyklen) mit einer zukünftigen Abkühlung der Erde und erneuter Zunahme der Eismassen. Die CO 2-Konzentrationen könnten sich dann auf Werte von knapp über 300 ppm einstellen.

Vergleicht man die Dauer der letzten interglazialen Warmzeiten, so zeigt sich, dass die Eem-Warmzeit (vor der letzten Würm-Kaltzeit, benannt nach dem Fluss Eem in den Niederlanden) ca. 11.000 Jahre andauerte (s. Abb. 3und Tab. 1). Die Warmzeit davor, das Holstein-Interglazial zwischen Riß- und Mindel-Kaltzeit, hielt ca. 15.000 Jahre an. Die Warmzeiten davor (z.B. Donau-Günz-Interglazial) dauerten bis zu 30.000 Jahre an. Jedoch muss in diesen sehr großen Zeiträumen durchaus mit kürzeren Episoden kälterer wie auch wärmerer Zwischenperioden (s. auch MIS-Unterstadien in Abb. 4) gerechnet werden, wie diese z.B. während der letzten Eiszeit, und auch seit der letzten Eiszeit, d.h. seit den letzten 12.000 Jahren zu beobachten sind (s. Abb. 6oder Abb. 47 weiter unten). Schon vor über einhundert Jahren erkannten Naturwissenschaftler die Abhängigkeit des Erdklimas von der Veränderung der Entfernung der Erde–Sonne. Tabelle 2zeigt die damals berechneten Minima und Maxima der Exzentrizität der Erdumlaufbahn für Jahrtausende vor 1850, mit Nennung der letzten vier großen klassischen Eiszeiten und des „baltischen Eisvorstoßes“ vor ca. 14.000 Jahren.

Tab. 2(folgend) : Minima und Maxima der Exzentrizität der Erdumlaufbahn (Jahrtausende vor 1850) berechnet von STOCKWELL und McFAR-LAND in PILGRIM (1904) aus KÖPPEN & WEGENER (1924), 2015 reprint) mit Nennung der letzten vier großen klassischen Eiszeiten und des „baltischen Eisvorstoßes“.

Tab. 2

Je nachdem wie sich die genannten Milankovitch-Zyklen überlagern, d.h. min./max. Exzentrizität (mit Variation der Entfernung Erde–Sonne), min./max. Ekliptikschiefe (Neigungswinkel der Erde), und min./max. Präzession (Trudeln) der Erdachse, kommt es zu sich periodisch wiederholenden Zeitabschnitten minimaler oder maximaler Sonneneinstrahlung. D.h., es entwickeln sich extreme Kalt- oder Warmzeiten auf unserem Planeten, die nicht immer identisch sind (hinsichtlich Dauer und Intensität), aber ähnlich ablaufen ( Abb. 3und Abb. 8). Treffen z.B. bei kleinerer Exzentrizität (weniger ellipsenförmige Erdumlaufbahn), größere Erdachsenneigung (bis 24,5°), und eine Sonnennahe Perihel-Position im Nordhemisphären-Sommer aufeinander, so ergibt sich eine besonders starke sommerliche Einstrahlung in den höheren Breiten der Nordhalbkugel, wo die Schnee- und Eisbedeckungen der großen Landmassen Grönlands, Sibiriens, Alaskas und Kanadas stärker abschmelzen könnten. Das andere (kältere) Extrem entstünde z.B. bei größerer Exzentrizität, geringerer Ekliptikschiefe und Sonnen-naher Perihel-Position im Nordhemisphären-Winter, mit milden Wintern und kühlen Sommern auf der Nordhalbkugel.