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Diskussion

Streit um die Sonne

Das Klima wird auch von natürlichen Faktoren wie der Sonne verändert. Wissenschaftler bewerten den Einfluss allerdings unterschiedlich.

Streit um die Sonne Streit um die Sonne
ENERGLOBE.DE, Denny Rosenthal

Neben den von Menschen verursachten Treibhausgasen beeinflussen auch natürliche Faktoren das Klima, zum Beispiel die Sonne. In der Wissenschaft gibt es unterschiedliche Auffassungen darüber, wie groß ihr Einfluss auf die Erderwärmung ist.

Ohne Sonne wäre es auf der Erde extrem kalt: minus 270 Grad Celsius. Erst der Himmelskörper liefert die nötige Energie, um die Erde zu erwärmen. Die Sonne beeinflusst also das Klima der Erde; welche Rolle allerdings die sich verändernde Sonnenaktivität spielt, war unter Klimawissenschaftlern lange diskutiert worden. Jetzt geht die Mehrheit der Fachleute davon aus, dass der Effekt der Sonnenaktivität zwar wahrnehmbar, sein Einfluss allerdings gering ist. Umso erstaunlicher sind die Ergebnisse des Physikers Werner Weber von der Technischen Universität (TU) Dortmund, welcher der Sonne einen großen Einfluss zumisst. Aufgrund seiner Untersuchungen der Sonnenaktivität glaubt er, dass die globale Erwärmung in den kommenden Jahren stagnieren könnte.

Gegensätzliche Positionen

Dieser Ansatz und die resultierenden Schlussfolgerungen widersprechen der gängigen Forschungsmeinung, und dementsprechend reagiert der Klimatologe Georg Feulner: „Diese Ergebnisse haben mich sehr überrascht“, so der Mitarbeiter des Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). Feulner forscht am PIK zum Thema Sonne als Klimafaktor. Er hat kürzlich bei einer Fachzeitschrift einen Aufsatz eingereicht, der die These Webers widerlegt. „Mein Paper weist nach, dass Weber die Effekte der Sonnenaktivität mit denen der Jahreszeiten und der Vulkanausbrüche vermischt“, so der Physiker. Er ist überzeugt, dass Weber diese wesentlichen Effekte vernachlässigt. Feulner vertritt die Position, dass der Einfluss der Sonnenaktivität auf das Klima begrenzt ist und die globale Erwärmung der vergangenen Jahre nicht erklären kann.

Die beiden gegensätzlichen Ansichten machen den Graben zwischen den Lagern in der Diskussion um die Klimafaktoren sichtbar. Es scheinen zwei verschiedene Lehrwelten zu sein, mit Gegensätzen und unterschiedlichen Methoden, wie man sie eigentlich nur zwischen Natur- und Geisteswissenschaften vermutet. Auf der einen Seite die Mehrheit, die den Sonnenschwankungen nur einen geringen Einfluss auf die globale Erwärmung der vergangenen Jahrzehnte beimisst, auf der anderen Seite die Minderheit, die von einem großen Einfluss überzeugt ist. „Webers Aufsatz ist eine Arbeit, die die Diskussion anschiebt“, prognostiziert Dieter Schmitt, Sonnenphysiker am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Schmitt selbst geht ebenfalls wie die meisten Forscher davon aus, dass die anthropogene Verstärkung des Treibhauseffekts eine stärkere Rolle für das heutige Klima spielt als die Sonne.

Minderheit: Je aktiver die Sonne, desto mehr erwärmt sich das Klima

Weber, der Inhaber des Lehrstuhls für Theoretische Festkörperphysik in Dortmund, hat Daten der vergangenen 100 Jahre aus zwei Messreihen ausgewertet und kommt zu dem Ergebnis: Je aktiver die Sonne, desto mehr erwärmt sich das Klima auf der Erde. Er geht von einer indirekten Beziehung zwischen Sonnenaktivität, kosmischer Strahlung und Aerosolbildung aus. Die kosmische Strahlung wird durch die Magnetfelder der Sonne abgelenkt und damit teilweise von der Erde ferngehalten. In Zeiten schwacher Sonnenaktivität sind auch die solaren Magnetfelder schwach und lassen mehr kosmische Strahlung zur Erde durch. Das bedeutet, dass mehr Protonen, Elektronen und vollständig ionisierte Atome aus dem Weltall die Erde erreichen. In der Erdatmosphäre erzeugt diese Strahlung Ionen von Luftmolekülen, die sich sofort mit einer Hülle von Wassermolekülen umgeben und als Aerosol lange in der Atmosphäre bestehen. Dies ist seit langem bekannt.

Neu und überraschend sind Webers Schlussfolgerungen: Bei schwacher Sonnenaktivität erreicht viel kosmische Strahlung die Erde, sodass sich besonders viele Aerosole in der Atmosphäre bilden würden. Sie streuen und absorbieren das einfallende Sonnenlicht – darum komme bei hoher Aerosolzahl deutlich weniger Licht auf der Erdoberfläche an. „Die Auswertung der Messdaten zeigt, dass dieser Effekt etwa zehnmal so stark auf die Erderwärmung wirkt wie die Änderung der direkten Sonnenabstrahlung“, so der Physiker.

Mehrheit: Mensch hat größeren Einfluss auf Klima als Sonne

Zu einem ganz anderen Ergebnis kommt Feulner, der dieselben Daten wie Weber untersucht hat. Seine Interpretation bestätigt die gängige Meinung, dass der Einfluss der Sonnenaktivität auf das Klima nur bei rund dreißig Prozent gegenüber der Wirkung anderer Faktoren liegt. Seine Erläuterung für die konträren Ergebnisse: „Mein Kollege hat einfach wesentliche Effekte nicht berücksichtigt.“ Seine Kritik: Weber nutze auch Messdaten aus Jahren, in denen ein Vulkan ausgebrochen war. Eine solche Naturkatastrophe befördert viel Staub und andere Materialien in die Atmosphäre, wodurch weniger Sonnenstrahlen auf die Erde gelangen können. „Klimawissenschaftler berücksichtigen solche Jahre in ihren Berechnungen nicht, um die Effekte von Sonnenaktivität und Vulkanausbrüchen unterscheiden zu können“, erklärt der PIK-Mitarbeiter. Weber widerspricht: „Ein einmaliges Ereignis wie ein Vulkanausbruch kann die Messdaten zwar beeinträchtigen und die statistische Signifikanz verringern, den Trend kann es aber nicht ändern.“ Außerdem seien von 40 Jahren Daten nur circa zwei Jahre betroffen, sodass der Trend sowieso nur wenig abnehme.

Ein weiterer Kritikpunkt Feulners: Weber habe die jahreszeitlichen Schwankungen der Luftfeuchtigkeit nicht exakt berücksichtigt. Je nachdem, ob Sommer oder Winter sei, gebe es unterschiedlich viel Wasserdampf in der Atmosphäre. Diese jahreszeitlichen Schwankungen des Wasserdampfgehalts müssen berücksichtigt werden, um belastbare Ergebnisse zu erhalten. Weber weiß, dass diese saisonalen Schwankungen zu mehr Messfehlern in den Datenreihen führen. Allerdings sei keine qualitative Veränderung des Resultats zu befürchten.

Bewertung der Auswirkung der aktuellen Sonnenaktivität

Zurzeit ist die Sonne nicht sehr aktiv. Weber kommt zu dem Schluss: „Solange die Sonne so inaktiv bleibt, droht eine Abkühlung.“ Seit 300 Jahren gab es nur eine oder zwei so lange Perioden der Inaktivität wie jetzt, davor aber eine von 70 Jahren, das sogenannte Maunder-Minimum von 1640 bis 1710. Zeitgleich herrschte auf der Erde eine „kleine Eiszeit“. In Europa, Nordamerika und China gab es in dieser Periode viele sehr kalte Winter und niederschlagsreiche, kühle Sommer. Ähnliche Verhältnisse könnten der Erde erneut drohen, so Weber.

Auch dazu hat Feulner eine andere Meinung: „Die Vorstellung, dass es zu einer neuen Kleinen Eiszeit kommt, sollte die Sonne tatsächlich in eine lange Ruhephase eintreten, ist falsch“, sagt der Klimatologe. Seinen aktuellen Berechnungen nach würde der Effekt durch den erhöhten Treibhauseffekt marginalisiert. „Ein neues großes Minimum der Sonnenaktivität würde die starke Erwärmung nicht verhindern, die bei unvermindertem Treibhausgas-Ausstoß zu erwarten ist“, so Feulner weiter. Er kommt zu dieser Einschätzung, nachdem er mit einem gekoppelten Klimamodell untersucht hat, welchen Effekt ein großes Minimum im 21. Jahrhundert haben könnte. Er legt den Simulationen einen mittleren und einen starken Anstieg der Treibhausgas-Emissionen nach verschiedenen Szenarien des Weltklimarates IPCC zugrunde. Er berücksichtigt auch Vulkanausbrüche, die nicht vorhersagbar sind, indem er ebenso viele und so starke Eruptionen wie im 20. Jahrhundert zufällig über das 21. Jahrhundert verteilt. An derartigen Klimamodellen übt wiederum Weber ganz grundsätzlich Kritik: „Die Klimamodelle können die komplexen Phänomene des Erdklimas nicht ausreichend nachbilden und damit darstellen,“ so der theoretische Physiker.

Gegenargumente für die Position des jeweils anderen existieren also auf beiden Seiten. Ein Gutes hat die Kontroverse: Sie regt zur Beschäftigung mit dem Thema an, sodass darauf aufbauend vielleicht eindeutige Erkenntnisse gewonnen werden können. Sonnenphysiker Schmitt fordert aber dennoch: „Wie immer sich die Diskussion auch entwickelt – die Menschen müssen jetzt beginnen, der Zunahme des Treibhauseffektes entgegenzuwirken.“

Weitere Informationen:

Tagesaktuelle Daten zur Sonnenaktivität: www.spaceweather.com

Dieter Schmitt, Manfred Schüssler: Klimaveränderung – Treibhauseffekt oder Sonnenaktivität? In: Astronomie + Raumfahrt im Unterricht, 2002. www.mps.mpg.de

Werner Weber: Strong signature of the active Sun in 100 years of terrestrial insolation data. In: Annalen der Physik, Ausg. 522(6)/2010. http://onlinelibrary.wiley.com

Nachtrag:

Am 6. April 2011 hat die Fachzeitschrift Atmospheric Chemistry and Physics die Kritik von Georg Feulner am Paper von Werner Weber veröffentlicht.
Georg Feulner: The Smithsonian solar constant data revisited: no evidence for a strong effect of solar activity in ground-based insolation data. April 2011. www.atmos-chem-phys.net

»DIE KRISE DER IDEE VON EINER WELTORDNUNG

(IST) DAS ULTIMATIVE INTERNATIONALE

PROBLEM VON HEUTE«

Henry Kissinger,„World Order”, August 2014