Seltsame Umfragen 3
Heute runden wir die Diskussion um Meinungsumfragen mit einem Plädoyer für eine gute Alternative ab: die Expertenbefragung.
Stellen Sie sich einen Moment vor, Sie müssten eine Entscheidung darüber fällen, ob Ihr Kind sich einer Herzoperation unterziehen sollte. Sie können zur Information unter zwei Dossiers wählen:
(a) Den Ergebnissen einer detaillierten Befragung unter einem Dutzend der besten Herzspezialisten weltweit über alle Vor- und Nachteile der möglichen Operationen.
(b) Den Ergebnissen einer multiple-choice Meinungsumfrage unter 200 anonymen Ärzten aller Fachrichtungen über Sinn und Unsinn dieser Operationen.
Sollten Sie (a) gewählt haben, dann sind Expertenbefragungen etwas für Sie. Expertenbefragungen haben eine lange Tradition als Werkzeug für die Berücksichtigung von Expertenwissen bei komplexen Entscheidungen (siehe die unten zitierten Bücher dazu von Morgan und Henrion sowie von Cooke). Expertenbefragungen vermeiden die Probleme von Umfragen, die wir in Teil 1 und Teil 2 angesprochen haben. Pioniere dieser sozialwissenschaftlichen Methode im Klimabereich waren Granger Morgan und David Keith, die im Jahr 1995 dazu eine klassische Studie veröffentlichten (siehe Literatur).
Was unterscheidet also konkret eine Expertenbefragung von einer Meinungsumfrage im Stile von Storch/Bray oder Post/Kepplinger? Vor allem zwei entscheidende Dinge: die Auswahl der Experten und die Tiefe der Befragung.
Auswahl der Experten
Bei der Expertenbefragung werden die zum Thema kompetentesten Experten gezielt ausgewählt – und sie werden in der Studie auch namentlich genannt. Die Antworten sind in der Regel halb-anonym – d.h. man erfährt nicht, welcher der Experten welche Antworten gegeben hat. Dieses Verfahren enthält ein subjektives Element beim Design der Studie – die Auswahl der Experten – aber zumindest ist diese Wahl transparent. Die Methode vermeidet so das Problem der intransparenten Schein-Autorität, unter dem Umfragen wie Post/Kepplinger leiden: dort werden politische Konsequenzen aus der Umfrage gefordert, weil ja „Experten“ befragt wurden - aber niemand kann nachprüfen, wer diese Experten sind und welche Kompetenz sie tatsächlich haben.
Bei Expertenbefragungen ist die Zahl der Befragten meist klein gehalten, weil es hier nicht die „Masse“ macht sondern die Qualität. Es geht nicht um eine statistisch repräsentative Stichprobe, sondern um die Einschätzung durch ganz bestimmte Individuen.
Qualität bedeutet einerseits die richtige Fachexpertise: man befragt zu Herzoperationen eben besser Herzspezialisten als Orthopäden. Ähnlich fachlich differenziert wie in der Medizin geht es natürlich auch in der Klimatologie zu, wo jedes Jahr mehr als 10.000 Fachpublikationen erscheinen, wovon jeder Forscher naturgemäß nur einen kleinen Teil verfolgen kann. Daher macht es auch wenig Sinn, eine große Gruppe von Klimaforschern (im weitesten Sinne) zu fragen, ob die Temperaturrekonstruktion von Mann und Jones (2003), die von Mann, Bradley und Hughes (1999) oder ein Dritte nun die beste ist. Nur eine kleine Minderheit, die sich intensiv mit der relevanten Fachliteratur auseinandergesetzt hat, kann dies fundiert beantworten.
Aber selbst bei weniger speziellen Fragen, etwa nach dem anthropogenen Anteil an der aktuellen Klimaerwärmung, gibt es im hoch spezialisierten Wissenschaftsbetrieb viele Forscher, die mit der relevanten Evidenz nicht gut vertraut sind, wenn sie sich nicht in ihrer Forschung mit dieser Frage befassen. So war einmal ein Kollege (ein Professor, der zum Klima forscht) verblüfft, als ich ihm auf einer Konferenz sagte, die starken Klimaschwankungen der Erdgeschichte sprächen für eine hohe Klimasensitivität, also auch für eine starke Erwärmung durch das CO2. Von der „Klimasensitivität“ hatte er noch nie gehört (er versprach, es nachzulesen). Das ist die wichtigste Kenngröße, die bestimmt, wie stark die Erwärmung durch unsere CO2-Emissionen ausfallen wird. Solche Wissenslücken sind insofern verzeihlich, als dieses Wissen für die konkrete Forschungsarbeit dieses Kollegen nicht relevant ist. Wenn man sich zum CO2-Erwärmungseffekt öffentlich äußert, sollte man aber das Konzept der Klimasensitivität verstehen. Leider nehmen sich noch zu wenige Kollegen die Zeit, die Fachliteratur auch über die eigenen Forschungsthemen hinaus zu verfolgen und sich ein breites und integratives Wissen zum Klimawandel anzueignen. (Bloggen, Bücherschreiben und die Mitarbeit in Gremien wie dem IPCC sind übrigens ein hervorragender Anstoß dazu.)
Zum Thema Qualität bei der Auswahl der Experten gehört neben der richtigen Fachrichtung ebenso, dass es natürlich gute und weniger gute Wissenschaftler gibt, genau wie es ja auch gute und weniger gute Fußballer gibt. Der Wettbewerb in der Spitzenforschung ist ebenso groß wie im Leistungssport, und nicht jeder ist ein Ballack der Wissenschaft. Bei der eingangs gestellten Frage würde sicher jeder die Einschätzung der besten Herzspezialisten am interessantesten finden. Leistung lässt sich zwar (wie beim Fußball) nicht direkt messen, aber am wesentlichen „output“ (beim Fußballer der Erfolg in Turnieren, beim Forscher die Fachpublikationen) doch ziemlich gut einschätzen. Die Standardindikatoren für wissenschaftlichen Erfolg – die
Publikationen und ihre Citations – sind dafür eine sinnvolle und transparente Grundlage.
Tiefe der Befragung
Der zweite wesentliche Unterschied zu einer Meinungsumfrage besteht darin, dass bei einer Expertenbefragung nicht in 20 Minuten ein paar einfache multiple-choice-Fragen zu beantworten sind, sondern dass eine intensive und ausführliche Befragung, meist von Angesicht zu Angesicht, mit der Möglichkeit von Rückfragen stattfindet. Diese erfordert eine sehr eingehende Vorbereitung.
Als Beispiel will ich die Expertenbefragung von Zickfeld et al. (2007) nennen, an deren Planung ich beteiligt war. Wir haben diese Expertenbefragung als Baustein eines internationalen Verbundprojekts im Jahr 2000 beim Bundesforschungsministerium beantragt, um auf diese Weise für das Projekt auch die Expertise einer Reihe nicht direkt beteiligter Forscher zu nutzen. Die Befragung wurde in Zusammenarbeit mit Granger Morgan und David Keith mehrere Jahre vorbereitet und im Herbst 2004 durchgeführt. Zwei Fachwissenschaftler führten die im Schnitt 6-stündigen Interviews mit den Experten. Am Ende galt es, u.a. rund 70 Stunden Tonbandmitschnitte auszuwerten. Im Februar 2006 war die Auswertung fertig und die Arbeit wurde bei der Fachzeitschrift Climatic Change eingereicht, wo sie im Frühjahr 2007 erschienen ist.
Diese Arbeit wurde von der Fachwelt mit großem Interesse aufgenommen und zählt nach ISI zu den top 3% der meistzitierten Klimapublikationen des Jahres 2007. In Science haben Michael Oppenheimer und Kollegen kurz darauf vorgeschlagen, solche Expertenbefragungen bei bestimmten Fragen auch in die Arbeit des IPCC einfließen zu lassen. Sie kann insofern als erfolgreiches Beispiel der häufig geforderten Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Sozialwissenschaftlern gelten (auch wenn wir in den Medien dafür gescholten wurden, dabei über den Tellerrand der harten Naturwissenschaft hinausgeblickt zu haben). Für diejenigen, die sich für den Diskussionsstand und die Denkweise von Forschern interessieren, ergibt eine solche Expertenbefragung jedenfalls einen wesentlich fundierteren Einblick, als es eine oberflächliche und mehrdeutige multiple-choice-Umfrage vermag. Aussagekräftiger als eine Expertenbefragung ist nur noch ein richtiges Assessment, bei dem die Experten nicht nur 6 Stunden befragt werden, sondern über einen längeren Zeitraum zusammen diskutieren und gemeinsam einen Text erarbeiten, wie es bei den IPCC-Berichten der Fall ist, die über mehrere Jahre Arbeit in einem intensiven Diskussionsprozess erstellt werden.
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Literatur
Cooke RM (1991) Experts in Uncertainty (Oxford Univ. Press, Oxford).
Morgan MG and Henrion M (1990) Uncertainty: A Guide to Dealing with Uncertainty in Quantitative Risk and Policy Analysis (Cambridge Univ. Press, New York).
Morgan MG and Keith DW (1995) Subjective Judgments by Climate Experts. Environ. Sci. Technol. 29:468-476.
Zickfeld K. et al. (2007) Expert judgements on the response of the Atlantic meridional overturning circulation to climate change. Clim. Change 82: 235-265.
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Hallo Herr Neu, Herr Krüger,
da sie Beide die Strahlungsübertragungsgleichungen angesprochen haben, vielleicht können sie mir bei meinem Selbststudium helfen.
Zur Strahlungsübertragung in der Atmosphäre habe ich in John Houghton’s Buch: „The Physics of Atmospheres“, folgende zentrale Gleichung gefunden.
Er schreibt nach kurzer Herleitung auf Seite 74:
Substituting in (5.31) for n1 and n2 from (5.28) and (5.30) results in a expression (5.32) for the source function Js:
Js=(Iv+((c*b12*A21)⁄(4*π*a21*B12)*a21/A21))/(1+a21/A21)
Wobei Iv die mittlere einfallende Intensität integriert über Raumwinkel und das Frequenzinterval bedeutet. Die Konzentration des Absorbers ist mit c bezeichnet. Mit Groß A21 ist der Einsteinkoeffizient für die spontane Emission bezeichnet. Mit Klein a21 ist der Einsteinkoeffizient für die strahlungslose Deaktivierung bezeichnet. Mit Groß B12 ist der Einsteinkoeffizient für die Absorption bezeichnet. Mit klein b12 ist der Einsteinkoeffizient für die Anregung durch Stöße bezeichnet. Mit n1 und n2 sind Grundzustand und angeregter Zustand bezeichnet. Js bezeichnet die sogenannte „source function“.
Mit Bv ist die Planckfunktion bezeichnet. (Bitte beachten sie, dass ich die Symbole die Houghton verwendet hat anders schreiben musste)
Für den Grenzfall des Lokalen Thermodynamischen Gleichgewichts (LTE), das heißt Stöße dominieren, schreibt Houghton, dass das Verhältnis a21/A21 gegen Unendlich geht und die „source function“ Js gegen die Planckfunktion Bv konvergiert.
Er setzt die Größe in Klammern ((c*b12*A21)⁄(4*π*a21*B12)) mit der Planckfunktion Bv gleich. Was ich nicht verstehe ist folgendes Dilemma. Wenn man diesen Grenzübergang a21/A21 geht gegen unendlich durchführt, sieht man, dass die Größe in Klammern gegen Null geht, da sie den Faktor A21/a21 enthält. Damit geht dann ja auch eigentlich die „source function“ für den Grenzfall des LTE gegen Null und konvergiert nicht gegen die Planckfunktion Bv.
Für mich ist das ein Widerspruch, oder es gibt ein mathematisches Argument das Houghton nicht erwähnt hat und ich nicht kenne.
Kann jemand von Ihnen dieses Dilemma auflösen, da die obige Gleichung (5.32) ja wohl die zentrale Gleichung für die Strahlungsübertragung in der Atmosphäre ist.
Mit freundlichen Grüßen
Günter Heß
Huang et al.: Haben Sie gesehen, dass die Absolutwerte der Temperaturabweichung ausschliesslich von der Annahme eines Parameters abhängig ist, den die Autoren nicht kennen und deshalb eine geschätzte Variationsbreite angeben? Die Bohrlochtemperaturen integrieren über eine sehr lange Zeit. Die daraus zu entnehmenden Angaben sind damit sehr grob. Auch bedeutet „today“sicher nicht Ende 20. Jh. (das Paper ist von 1997), sondern eher Durchschnitt 20. Jahrhundert. Diese Angabe fehlt leider. Normalerweise bedeutet in Paläoarbeiten „present“ 1950.
Die mittelalterliche Warmzeit und die kleine Eiszeit ist in allen Rekonstruktionen zu erkennen (siehe z.B. Figur 6.10. im IPCC-Bericht WGI). Die Temperaturabnahme zwischen MWP und LIA variert (zwischen 0.3 und 1°).
Massenbilanz Antarktis:
http://www.nature.com/...al/v1/n2/abs/ngeo102.html
http://www.sciencemag.org/...bstract/311/5768/1754
neptune.gsfc.nasa.gov/publications/pdf/pubs2005/Zwally-Mass_changes_of_the_Greenland.pdf
Die entsprechenden Unsicherheiten sind relativ gross, da bin ich einverstanden. Allerdings gibt es bisher keine Auswertungen, welche die erwartete positive (Gesamt)-Massenbilanz zeigen. Positive Massenbilanzen gibt es vom grossen Ostantarktischen Eisschild, doch ist die dortige Zunahme jeweils kleiner als die Abnahme beim Westantarktischen Eisschild.
Schelfeis: Das Schelfeis ist relativ Ortsfest. Es hindert den Eisabfluss aus vom Festland. Die Erwärmung des Ozeans führt zu einer Ausdünnung der Schelfeismassen und zu deren Aufbrechen. Dadurch kann das Eis vom Festland schneller abfliessen. Das ist einer der beobachteten Prozesse. In der Antarktis sind die Schmelzprozesse durch den wärmeren Ozean entscheidend, die Luft ist meist so kalt, dass die Oberflächenschmelze nicht viel beiträgt.
Datierungsunsicherheiten: Ich habe die Paper gelesen. In einigen Regionen ist das Wärmeoptimum von 800-1000, in anderen von 1000-1200 oder noch später. Die Datierungsunsicherheiten sind deutlich kleiner als 200 Jahre. Die C14-Bestimmung ist zwar relativ ungenau, doch gibt es andere, genauere Methoden (Baumring- und Seesedimentchronologien haben jährliche Auflösung). Ihr erstes angegebenes paper (Sicre et al.) kann bis ins Mittelalter durch historisch datierte Ereignisse praktisch bis aufs Jahr genau datiert werden.
Hockeystick-Kritik: Die anderen Rekonstruktionen haben andere Methoden verwendet.
Die Sonnenaktivität hatte ca. 1960 ihren Höchststand und ist heute ähnlich hoch wie 1950 (z.B. http://spaceweather.com/...sary/sunspotnumber.html). Die Kurve von Potsdam zeigt deutlich, dass wir heute ähnlich hohe Kurzwellen-Einstrahlungswerte haben wie 1950. Wie erklären Sie also die Erwärmung gegenüber den 1950er/60er Jahren?
Strahlungstransfermodelle: Sie können gerne eine eigene, „richtige“ Strahlungsberechnung durchführen und diese publizieren. Oder eine genaue Fehlerabschätzung der verwendeten Methoden machen. Ungenauigkeiten aufzählen ist gut und wertvoll, aber die Abschätzung des dadurch erzeugten Fehlers ist auch nötig. Es gibt Ungenauigkeiten, die keinen grossen Einfluss auf das Resultat haben. Ich bin kein Spezialist auf diesem Gebiet. Die von Ihnen aufgeführten Punkte sind bekannt.
Das Absorptions-Sättigungsproblem ist bekannt und wird berücksichtigt. Diese führt dazu, dass die CO2-Konzentration / Temperatur – Beziehung nicht linear verläuft, sondern logarithmisch. Ganz nebenbei: Wenn wir schon von Änderungen mit der Höhe sprechen: Wenn mit der Höhe die Konzentrationen abnehmen, nimmt vermutlich auch die Sättigung der Seitenbanden ab. Wie erklären Sie übrigens, dass das CO2 die Venus-Oberfläche auf einige hundert Grad aufheizt, wenn doch die Absorption bei den Erdatmosphärenkonzentrationen vollständig gesättigt sein soll?
Die Strahlungstransfergleichung ist in der Tat ein Dilemma. Schon dort fangen die Ungereimtheiten und Unzulänglichkeiten an, die sich wie ein roter Faden durch die Modelle fortziehen.
Da ich selbst nur in Vorlesungen mit dem Thema Strahlungstransfer zu tun hatte kann ich nur auf Scripte und Veröffentlichungen verweisen, die das Thema vertiefen.
Z.B.
Der natürliche Treibhauseffekt von Bakan und Raschke 2002
http://www.mpimet.mpg.de/.../FAQs/BRPromet2802.pdf
Oder eine Vorlesung zur „Atmosphärenphysik“ an der Universität Bern
Strahlung im System Atmosphäre und Erde (mit einigen „Flüchtigkeitsfehlern“ behaftet)
http://www.iapmw.unibe.ch/...AP_06_07_Kapitel4.pdf
Oder eine Vorlesung zum Klimasystem und seiner Modellierung (Atmosphärischer Strahlungstransport und Klima) an der Universität Bremen
www.geo.uni-bremen.de/~apau/klima/klima_2005-06_5.ppt
Was ich erwähnen sollte, die Scripte und Veröffentlichungen wurden allesamt von Anhängern der AGW-Theorie verfasst und stehen der Theorie sehr wohlwollend gegenüber. All die Näherungen und Vereinfachungen, die in der Gleichung und in den Berechnungen durchgeführt werden, werden als ausreichend erachtet, um damit zuverlässige Modellberechnungen anstellen zu können.
Die Realität sicht so aus, dass die Modelle untereinander abglichen und angepasst werden bis ein einheitlicher Standart erreicht ist. Dabei wird immer wieder von neuem nachkorrigiert, um die Theorie den „Messwerten“ von Pyrgeometern, bzw. Radiometern (ASR) und Interferometern (AERI) anzugleichen. Die Messwerte sind dabei auch keine reinen Messwerte, sondern korrigierte Messwerte, u.a. wird mit einer standardisierten WMO-Formel der Messwert berechnet.
http://www.wmo.ch/...red%20Radiometer%20Centre.pdf
Lieber Herr Neu,
Auf einer Interseite von Antarktisforschern habe ich gelesen, dass man denkt, dass die Antarktis sich immer noch von der letzten Zwischeneiszeit erholt und dass einige beobachtete Phänomene dadurch erklärbar wären, wie z.B. der Schelfeisabbruch. Das wäre in dem Fall auch ein Problem ohne menschliches verschulden?!
Zur Erklärung der aktuellen Meeresspiegelmessungen hat man ja der Antarktis eine Teilschuld gegeben. Ist das denn heute noch nötig, wenn der Hitzeinhalt der Meere NICHT abgenommen hätte? Kann die thermische Expansion nicht jetzt alle Messungen allein erklären, ohne Masseverlust in der Antarktis?
Und noch einmal zu Herr Rahmstorfs Arbeit: Jemand hatte mir erklärt, dass durch den Zusammenbruch der nordaltlantischen Strömung, die Pegel in Europa um bis zu 1 Meter höher ansteigen könnten.
Ich dachte damals, dieser Meter wäre in Herr Rahmstorfs Arbeit mit aufgenommen worden und würde die 1,50 Meter in 100 Jahren erklären. Seine Arbeit scheint aber mit diesem "lokalen" Phänomen nichts zu tun zu haben?!
Liebe Grüsse
Eddy
Wenn Sie dass nachvollziehen wollen, müssen Sie sich mit einem Spezialisten unterhalten.
Ich finde es allerdings etwas voreilig, von Ungereimtheiten usw. zu sprechen, bevor man das Ganze verstanden hat.
Wenn man irgendwo im Internet liest, dass es bezüglich dieser oder jener Theorie etc. Ungereimtheiten gebe, ist das nicht sehr aussagekräftig. Wenn man sich nur darauf stützt, weiss man nicht gerade viel.
Und denken Sie daran, es gibt eine ganze Reihe von Atmosphären-Transfer-Modellen:
http://en.wikipedia.org/...adiative_transfer_codes
Dann müsste man noch wissen, wie deren Anwendung in den Klimamodellen gelöst ist, und welche verwendet werden, usw. Und nicht zu vergessen, dass da auch noch die Wolken berücksichtigt werden müssen.
Dazu kann ich Ihnen nicht im Detail Auskunft geben.
Spezialisten können Sie aus Publikationen entnehmen, z.B.
http://www.agu.org/...f/2004.../2003JD004457.shtml
Hallo Herr Krüger,
Danke für die Referenzen.
Mit Näherungen hätte ich übrigens keine Probleme, aber der Grenzübergang gegen unendlich den Houghton durchführt scheint mir mathematisch falsch zu sein. Zu mindestens sagt das meine Schulmathematik. Das hätte ich gerne verstanden. Vielleicht kann ja da jemand helfen.
Grüße
Günter Heß
*Huang et al.: Haben Sie gesehen, dass die Absolutwerte der Temperaturabweichung ausschliesslich von der Annahme eines Parameters abhängig ist,…*
Interessierten würde mich zunächst einmal, wo die Arbeit, wie Sie sagten, im IPCC-Report zitiert wird?
Zudem gibt es ein neueres Paper von Huang et al. aus dem Jahr 2008, in dem die Arbeit von 1997 Bestätigung findet und welche um Messwerte der Lufttemperatur aus dem 20 Jh. ergänzt wurde.
http://www.geo.lsa.umich.edu/...g/2008GL034187.pdf
Dort liegt das Holozän-Optimums um 0,5-1,5°C über der aktuell gemessenen Lufttemperatur. Das mittelalterliche Optimum liegt ca. 0,5°C unter der aktuell gemessenen Lufttemperatur und auf dem Niveau der Lufttemperatur von 1961-1990.
Damit wird eine Mittelalterliche Warmzeit bestätigt.
Weiter möchte ich auf dieser Paper aus dem Jahr 2007 verweisen
Climatic changes in the Urals over the past millennium – an analysis of geothermal and meteorological data
http://www.clim-past.net/...2007/cp-3-237-2007.pdf
Auch hier findet die Mittelalterliche Warmzeit Bestätigung.
* Die Bohrlochtemperaturen integrieren über eine sehr lange Zeit. Die daraus zu entnehmenden Angaben sind damit sehr grob.*
Das haben Bohrlochinversionen so an sich. Warm- und Kaltzeiten werden in ihrer Ausprägung sehr gut abgebildet, aber kurzfristige Klimaschwankungen gehen darin unter. Klimakurven aus Bohrlochdaten bilden den Mittelwert von Warm- und Kaltzeiten ab und keine kurzfristigen Klimaschwankungen. Die sind noch größer! Setzen Sie diese kurzfristigen Klimaschwankungen noch auf die Kurven drauf, dann kommt es noch schlimmer für den Hockeystick.
Massenbilanz Antarktis:
* Die entsprechenden Unsicherheiten sind relativ gross, da bin ich einverstanden. Allerdings gibt es bisher keine Auswertungen, welche die erwartete positive (Gesamt)-Massenbilanz zeigen.*
Aber auch keine, die eine eindeutige und langfristige, negative (Gesamt)-Massenbilanz zeigen.
Gegenbeispiel:
Snowfall-driven growth in East Antarctic ice sheet mitigates recent sea-level rise
http://www.sciencemag.org/...bstract/308/5730/1898
* Positive Massenbilanzen gibt es vom grossen Ostantarktischen Eisschild, doch ist die dortige Zunahme jeweils kleiner als die Abnahme beim Westantarktischen Eisschild.*
Dafür würde ich meine Hand nicht ins Feuer legen, bei den Unsicherheiten.
Schelfeis:
*Das Schelfeis ist relativ Ortsfest. Es hindert den Eisabfluss aus vom Festland. Die Erwärmung des Ozeans führt zu einer Ausdünnung der Schelfeismassen und zu deren Aufbrechen. Dadurch kann das Eis vom Festland schneller abfliessen. Das ist einer der beobachteten Prozesse. In der Antarktis sind die Schmelzprozesse durch den wärmeren Ozean entscheidend, die Luft ist meist so kalt, dass die Oberflächenschmelze nicht viel beiträgt.*
Dazu sollen Sie auch sagen, dass das „warme“ Tiefen-Wasser, welches vor der Antarktis aufsteigt und zum Abschmelzprozess des Schelfeis beiträgt uralt ist. Dieser Wasser sinkt im Nordatlantik ab und braucht Jahrzehnte bis es wieder an die Oberfläche gelangt und vor dem Schelf der Antarktis aufsteigt. Es hat also nichts mit der derzeitigen Erwärmung der Ozeane zu tun!
Datierungsunsicherheiten:
*Ich habe die Paper gelesen.*
Das ist gut.
Hockeystick-Kritik:
*Die anderen Rekonstruktionen haben andere Methoden verwendet.*
Das ändert aber nichts daran, dass es sich um eine Auswahl von ausgesuchten Kurven des IPCC handelt und andere Kurven nicht zum Zug kommen. Z.B. die von Huang et al.
Sonnenaktivität:
* Die Sonnenaktivität hatte ca. 1960 ihren Höchststand und ist heute ähnlich hoch wie 1950*
Schauen wir mal nach.
http://woodfortrees.org/...-ssn/from:1900/mean:132
Ist korrekt. Von Mitte der 60er Jahre bis Mitte der 80er Jahre ist die Sonnenaktivität aber mit der Globaltemperatur wieder angestiegen.
* Die Kurve von Potsdam zeigt deutlich, dass wir heute ähnlich hohe Kurzwellen-Einstrahlungswerte haben wie 1950. Wie erklären Sie also die Erwärmung gegenüber den 1950er/60er Jahren?*
Global liegen wir heute nur ca. 0,2°C über dem Temperaturmax. der 40er Jahre. (NAO-, AMO-, PDO-, ENSO-Index sind heute auch vergleichbar mit damals).
http://woodfortrees.org/...930/mean:12/offset:-0.1
Wie will ich diese 0,2°C Differenz erklären? Alleine der Fehler in den Messwerten der Globaltemperatur liegt bei +-0,1°C.
http://hadobs.metoffice.com/...h+sh/annual_s21.png
Den Rest billige ich gerne den natürlichen Klimaschwankungen oder auch dem CO2-Anstieg zu.
Strahlungstransfermodelle:
*Sie können gerne eine eigene, „richtige“ Strahlungsberechnung durchführen und diese publizieren… Die von Ihnen aufgeführten Punkte sind bekannt. *
Ich bin diesbezüglich kein Experte. Das die von mir aufgeführten Punkte den Experten bekannt sind ist mir durchaus bewusst. Ich kenne auch einige dieser Experten. Die beabsichtigen gar nicht den Ungereimtheiten nachzugehen. Warum sollten sie auch. Warum sollte man sich selbst den Ast absägen?
* Das Absorptions-Sättigungsproblem ist bekannt und wird berücksichtigt.*
Das höre ich immer. Belegt wurde das aber nie.
*Diese führt dazu, dass die CO2-Konzentration / Temperatur – Beziehung nicht linear verläuft, sondern logarithmisch.*
Die Formel aus dem 3. IPCC-Bericht kenne ich. Muss ich die auch noch auseinander nehmen?
d FR = a · ln (CO2 / CO20)
Verschiedene Werte für a in W/m2 gehen dabei aus den unterschiedlichen Modellen hervor:
a = 7,6 (bei klarem Himmel), a = 6,7 (bei Bewölkung): 2D-Modell von Brasseur et al. (1990)
a = 6,3 (IPCC 1990, Houghton et al 1990) basierend auf einen Wert von a = 6,333 (Wigley’s Formel, abgeleitet von einem Modell von Kiehl and Dickinson (1987))
a = 5,35 (aktueller Wert welcher vom IPCC verwendet wird)
Weitere Näherungsformeln sind im Umlauf. Siehe z.B. 3. IPCC-Bericht Kapitel 6.
*Ganz nebenbei: Wenn wir schon von Änderungen mit der Höhe sprechen: Wenn mit der Höhe die Konzentrationen abnehmen, nimmt vermutlich auch die Sättigung der Seitenbanden ab.*
Das CO2 ist doch in der Troposphäre gut durchmischt und gleichmäßig verteilt. Sagten Sie das nicht selbst?
http://www.atmosp.physics.utoronto.ca/.../Fig4.gif
* Wie erklären Sie übrigens, dass das CO2 die Venus-Oberfläche auf einige hundert Grad aufheizt, wenn doch die Absorption bei den Erdatmosphärenkonzentrationen vollständig gesättigt sein soll?*
Auch das noch. Sind Sie der Experte, oder bin ich das?
1. Die Venus ist näher an der Sonne.
2. Aufgrund der viel höheren Temperatur auf der Venus (aus welchen Grund auch immer) haben wir dort ein anderes Abstrahlungsspektrum (Max. der Schwarzkörperstrahlung ist kurzwelliger). Dementsprechend absorbieren die „Treibhausgase“ auch anders als auf der Erde. Der hohe Druck verursacht zudem eine erhebliche Druckverbreiterung der absorbierenden Molekülspektren.
3. Zudem hat die Venusatmosphäre eine andere Zusammensetzung und Wolkenstruktur, andere Druckverhältnisse und Dichteverhältnisse. Auch wäre der trockenadiabatische Temperaturgradient auf der Erde ein ganz anderer, wenn wir auf der Erde die Bedingungen der Venus hätten. Also thermodynamisch ein anderes System.
Man sollte also nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Bleiben wir also lieber bei der Erde.
@Karl Mistelberger
*Auch heute steht im jedem Lehrbuch der IR-Spektroskopie, dass die IR-Absorption von CO2 gesättigt ist. Nur die Banden des CO2-Spektrums können noch einen kleinen Beitrag zur IR-Absorption leisten." Da ist er nicht so richtig informiert. Denn schon vor dem 2. Weltkrieg fand G. S. Callendar heraus:…*
Lieber Herr Mistelberger, ich würde Ihnen empfehlen in aktuellen Lehrbüchern der IR-Spektroskopie nachzuschlagen. Dort finden Sie meine Aussagen bestätigt.
Aus didaktischen Grund würde ich auch empfehlen das gemäß dem Gesetz von Beer-Lambert, bzw. Lambert-Beersche Gesetz, mal selbst zu berechnen.
Ich kann Ihnen auch gerne Labor-Messungen raussuchen, die meine Aussagen bestätigen.
@Urs Neu
* Wenn Sie dass nachvollziehen wollen, müssen Sie sich mit einem Spezialisten unterhalten.
Ich finde es allerdings etwas voreilig, von Ungereimtheiten usw. zu sprechen, bevor man das Ganze verstanden hat.*
Sind Sie denn kein Spezialist? Sie haben sich doch für Erklärungen angeboten. Um die Gleichungen zum Strahlungstransfer nachzuvollziehen zu können, dazu muss man kein Spezialist sein. Die Ungereimtheiten fallen jedem Physikstudenten mit Vordiplom auf. Das Grundlagenwissen dazu erwirbt man bis zum Vordiplom.
* Wenn man irgendwo im Internet liest, dass es bezüglich dieser oder jener Theorie etc. Ungereimtheiten gebe, ist das nicht sehr aussagekräftig. Wenn man sich nur darauf stützt, weiss man nicht gerade viel.*
Ich habe nichts von Ungereimtheiten in den Strahlungstransferberechnungen gelesen, die sind mir, wie auch Herrn Heß, selbst aufgefallen. Grade weil wir das physikalische Grundlagenwissen dazu haben.
* Und denken Sie daran, es gibt eine ganze Reihe von Atmosphären-Transfer-Modellen:*
Ihr Link auf Wikipedia verweit auf verschiedene Strahlungstransfercodes. Die arbeiten alle mit ein und der selben Strahlungstransfergleichung. Es gibt nur eine. Wissen Sie das nicht? Lediglich die Randbedingungen werden anders gewählt. Es wäre auch schlimm, wenn diverse Strahlungstransfergleichungen im Umlauf wären. Das würde die Physik auf den Kopf stellen.
* Dann müsste man noch wissen, wie deren Anwendung in den Klimamodellen gelöst ist, und welche verwendet werden, usw. Und nicht zu vergessen, dass da auch noch die Wolken berücksichtigt werden müssen.*
Das wissen Sie auch nicht? Die Basics finden Sie hier.
http://www.geographie.ruhr-uni-bochum.de/...le.pdf
* Dazu kann ich Ihnen nicht im Detail Auskunft geben. Spezialisten können Sie aus Publikationen entnehmen, z.B.*
Das ist traurig. Sie sollten sich informieren.
@Günter Heß
* Mit Näherungen hätte ich übrigens keine Probleme, aber der Grenzübergang gegen unendlich den Houghton durchführt scheint mir mathematisch falsch zu sein.*
Mit einer oder zwei Näherungen habe ich auch kein Problem, aber damit, wenn ausschließlich mit einer Verkettung von Näherungen gearbeitet wird. Dabei summieren sich zwangsläufig auch die Fehler. Bzgl. Ihrer Frage würde ich es mal mit einer Mail an John T. Houghton versuchen. Ich gehe der Sache mal nach.
Die spektroskopischen Eigenschaften von CO2 sind äußert gut bekannt und brauchen deswegen hier nicht kontrovers diskutiert werden. Da gebe ich Michael Krüger recht.
Ganz eine andere Geschichte ist der Strahlungstransport in der Atmosphäre. Das sichtbare Licht der Sonne fällt weitgehend ungehindert auf den Erdboden und wird dort in Wärme umgewandelt. Die Infratrotstrahlung des Erdbodens kann nicht so einfach entweichen, denn sie wird vom CO2 daran gehindert. Die Details des Strahlungstransports hat Subrahmanyan Chandrasekhar in einer bemerkenswerten Arbeit geklärt, müssen aber hier nicht wiedergegeben werden, denn für unsere Zwecke reicht eine qualitative Analyse der Strahlungstransportgleichung.
In einem optisch dichten Medium wird ein Photon oftmals gestreut, absorbiert und wieder emittiert, so dass es sich nicht geradlinig wie ein Lichtstrahl durch das Medium bewegt, sein Weg erinnert eher an die Brownsche Molekularbewegung. Ein Photon das z.B. im Zentrum der Sonne entsteht braucht so viele Millionen Jahre, bis es an der Oberfläche auftaucht und dann einen geradlinigen Weg zur Erde nimmt.
Ähnlich ergeht es dem Photon der Infratrotstrahlung an der Erdoberfläche. Es bewegt sich nur ganz langsam in höhere Atmosphärenschichten, da es andauernd in seiner Bewegung gehindert wird. Irgendwann wird es endlich in Schichten der Atmosphäre kommen, wo es das meiste CO2 hinter sich gelassen hat. In dieser Höhe ist die Atmosphäre plötzlich ziemlich transparent.
Was passiert nun, wenn die Konzentration des CO2 erhöht wird? Der Effekt ist der gleiche wie bei der Isolierung eines Einfamilienhauses. Packt man auf die gut isolierte Außenwand eine zusätzliche Isolation, so kann man nicht davon ausgehen, dass die Temperatur im Inneren des Hauses gleich bleibt. Die Wärme wird auf einen erhöhten Widerstand treffen, so dass die Temperatur im Inneren so lange steigt, bis das erhöhte Gefälle einen Ausgleich schafft.
Die Sättigung des Absorptionsspektrums von CO2 ist in dieser Situation irrelevant. Entscheidend ist allein die Dicke der dichteren Atmosphärenschichten vom Erdboden bis in jene Höhen, wo die Atmosphäre so wenig CO2 enthält, dass dessen Absorption eben nicht mehr gesättigt ist.
Um das komplexe Problem qualitativ zu analysieren braucht es keine komplizierten Modelle und Rechenprogramme. Es reicht ein Verständnis der zugrunde liegenden Phänomene. Ohne dieses Verständnis hilft alles Detailwissen aus Lehrbüchern nicht.