Sollten Die Kühleren Köpfe Recht Behalten?

DC Die Atmosphäre der Erde produziert einen natürlichen Treibhauseffekt. In welchem Zusammenhang steht dies mit der Gefahr der globalen Erwärmung?

SB Die Sorge ist, dass Kohlendioxid und andere Treibhausgase, die durch menschliche Aktivitäten entstehen, den natürlichen Treibhauseffekt verstärken. Dahinter steht der Gedanke, dass die Durchschnittstemperatur der Erde steigt, wenn sich mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre anreichert. Die Begründung ist, dass Kohlendioxid einen Teil der Wärme zurückhält, die sonst ins All entweichen würde; weil das System dadurch etwas mehr Wärme zurückhält, werde die Temperatur auf der Erde steigen. Diese Vorstellung gibt es seit rund 100 Jahren.

DC Gibt es Zweifel daran, dass der Mensch zu dieser Anreicherung mit Kohlendioxid beigetragen hat?

SB Ich habe keine Zweifel. Wir haben Messungen, die zeigen, dass der Kohlendioxidgehalt der Luft in den letzten Jahrzehnten gestiegen ist, weil wir es schneller ausgestoßen haben, als die gewöhnlichen, natürlichen Mittel es binden können. Zusätzlich hat die Umwelt Reaktionen gezeigt, über die nicht oft berichtet wurde. Messungen haben zum Beispiel ein rascheres Wachstum der Bäume gezeigt; das führen Kollegen und ich zum Teil auf den höheren Gehalt an Kohlendioxid in der Luft zurück. Die Photosynthese bindet es möglicherweise sehr schnell, aber global gesehen vielleicht nicht schnell genug.

„Zusätzlich hat die Umwelt Reaktionen gezeigt, über die nicht oft berichtet wurde. Messungen haben zum Beispiel ein rascheres Wachstum der Bäume gezeigt; das führen Kollegen und ich zum Teil auf den höheren Gehalt an Kohlendioxid in der Luft zurück.“ 

DC Die Daten zeigen, dass durch vom Menschen verursachte Emissionen jährlich 5,5 Gigatonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen. Das ist, isoliert gesehen, gewiss eine große Zahl, doch die Atmosphäre selbst enthält 750 Gigatonnen Kohlenstoff, sodass unser Beitrag im Verhältnis zum Ganzen eher winzig sein dürfte.

SB Richtig, er ist gering, aber die Frage ist: Ist er groß genug, um einen Unterschied für das Klimasystem zu machen? Die für das Klimasystem entscheidende Beziehung ist, dass die gemessene Erhöhung des Kohlendioxidgehalts einen Anstieg der Energie bewirkt haben dürfte. Die Frage ist, reagiert das Klimasystem mit einem Temperaturanstieg, oder gibt es andere Prozesse, die diese Energie zu anderen Stellen um- oder ableiten können, von denen sie dann ins All entweicht? Das ist die entscheidende Frage, und deshalb lässt man Computersimulationen laufen, um die Auswirkungen eines geringen Energieanstiegs zu ermitteln. Es ist nicht das Kohlendioxid als solches, sondern die Energie, die zurückgehalten wird. Die Klimasimulationen versuchen, diese Energie zu verfolgen.

DC Die Computersimulationen sind also mathematische Modelle, die möglichst viele Faktoren berücksichtigen und eine Prognose für das künftige Klima ermöglichen?

SB Genau. Wir wissen, dass es viele Millionen von Parametern gibt, die für das Klimasystem von Bedeutung sind; wir wissen, dass es zwischen ihnen viele Wechselwirkungen gibt. Wir wissen auch, dass wir für viele dieser Parameter keine guten Messungen haben; wir wissen, dass wir keine gute Vorstellung von den Wechselwirkungen zwischen diesen Parametern haben. Deshalb wissen wir nicht, wie gut diese Prognosen sind.

DC Wird die Aussagefähigkeit dieser Modelle daran überprüft, ob sie die Realität tatsächlich genauso vorhersagen wie die Fähigkeit eines Wettermodells, das Geschehen von morgen vorauszusagen?

SB Ja, der Fachbegriff ist „Skill“ (Güte). Welchen Skill hat das Modell zum Beispiel bei der Vorhersage von Klimaentwicklungen der jüngsten Vergangenheit? Welchen Skill hat es bei der Vorhersage von Eiszeiten, den größeren Schwankungen zu und von den Perioden der Vereisung, die die Erde in einem Zeitraum von 100 000 Jahren durchmacht? Welchen Skill hat es bei der Vorhersage von Veränderungen der Eismeere, denn dieses Eis ist ein sehr wichtiger Faktor des Klimamodells. Zurzeit haben die Klimamodelle allerdings für kein wichtiges Phänomen des Klimasystems einen guten Skill.

DC Weil es so viele Parameter, so viele Faktoren gibt?

SB So viele Parameter und Wechselwirkungen, ja. Und obwohl es so viele sind, dass wir keinen Computer haben, der groß genug ist, um sie alle zu berechnen, liegt ein noch größeres Problem darin, dass wir wissen, dass wir viele dieser Wechselwirkungen nicht verstehen. Wir haben zum Beispiel in den Jahren 1997-98 alle von einem Phänomen im Pazifik namens El Niño gehört, einer Erwärmung des Pazifiks, die alle paar Jahre auftritt und wiederum die Luft erwärmt. 1997-98 stieg die Lufttemperatur ziemlich dramatisch an – um etwa 0,5 °°C im weltweiten Durchschnitt. Dies dauerte einige Monate, und dann fiel sie wieder steil ab, als die Meeres- und Luftströmungen wechselten. Was sind die Ursachen dieses El Niño? Kann eines der großen Zirkulationsmodelle einen El Niño reproduzieren? Die Antwort ist nein.

DC Auch der Energieausstoß der Sonne ist veränderlich. Welche Ergebnisse hat Ihre Forschung über die Veränderlichkeit der Sonne gebracht?

SB Ich habe diese Forschung begonnen, weil ich dachte, ich könnte feststellen, wie sich die Sonne verändert und dass sich diese Veränderungen auf das Erdklima auswirken könnten, denn wir sehen ja Veränderungen auf der Erde, die mit bestimmten Veränderungen der Sonne zusammenhängen. Meine Idee war, die Veränderungen infolge der Sonnenaktivität sozusagen abzuziehen, um den Einfluss des Menschen auf die Temperatur besser abschätzen zu können. Wir stellen fest, dass die Oberflächentemperatur den Veränderungen im Energieausstoß der Sonne sehr genau folgt: Die Oberflächentemperatur veränderte sich, insbesondere im frühen 20. Jahrhundert. Anders ausgedrückt: Veränderungen, die eintraten, ehe der größte Teil der vom Menschen verursachten Treibhausgase in die Luft gelangte, lassen sich sehr gut mit dem Hellerwerden der Sonne im frühen 20. Jahrhundert in Verbindung bringen.

DC Konnten Sie Ihre Hypothese anhand der Geschichte überprüfen – sozusagen ihren „Skill“ testen –, zum Beispiel in Bezug zur „Kleinen Eiszeit“?

SB Ja, wir wissen ungefähr, wie sich das Klima der Erde in den letzten 1000 Jahren entwickelt hat, und wir haben auch recht gute Messdaten von der Sonnenaktivität.

DC Wo findet man solche Messdaten über Klima und Sonnenaktivität?

SB Informationen über die Sonne geben Isotopen in Bäumen (durch Kohlenstoff-14 im Baumwachstum) und Eiskerne (Beryllium-10). Wir haben allerdings keine quantitativen Daten für die weltweite Durchschnittstemperatur über einen Zeitraum von etwa 1000 Jahren. Wir haben Daten, die Umweltveränderungen zeigen – sie werden „Proxydaten“ genannt –, nicht aber tatsächliche, genaue weltweite Temperaturen. Dagegen haben wir Belege für Klimaveränderungen der einzelnen Regionen und wir können fragen: War es vor 1000 Jahren wärmer? War es kühler? Wie war die Tendenz bei den Temperaturen? In genauen Zahlen können wir jedoch nicht wissen, wie die Temperaturen waren.

DC Welche Geschichte erzählen diese Daten?

SB Zwischen etwa 800 und 1200 n. Chr. gab es im größten Teil der Erde, für den Proxydaten verfügbar sind, eine rund fünfzigjährige Wärmeperiode; in manchen Regionen war es damals wärmer als heute. Darauf folgte in vielen dieser Regionen zwischen etwa 1400 und 1800 oder 1900 eine mindestens fünfzigjährige Kälteperiode. Die warmen und kalten Perioden traten nicht überall zur gleichen Zeit auf, aber innerhalb dieser größeren Zeiträume. Dann kam eine neue Tendenz zur Erwärmung, die im frühen 20. Jahrhundert einsetzte. Alle diese Veränderungen geschahen vor der starken Anreicherung der Luft mit Treibhausgasen. Interessanterweise entspricht nun die Sonneneinstrahlung, die an Jahresringen von Bäumen und Polareiskernen unabhängig voneinander ermittelt wurde, ebenfalls in großen Zügen diesen Umweltdaten. Das heißt, die Sonne ist anscheinend vor 1000 Jahren aktiv gewesen und dann in eine Periode relativer Inaktivität zurückgefallen, deren Tiefpunkt im 17. Jahrhundert war, und das war das kälteste Jahrhundert der letzten 1000 Jahre. Im 20. Jahrhundert wurde die Sonne wieder sehr aktiv.

DC Wenn alle diese Variablen über lange Zeit-räume hinweg ihre Wechselwirkung ausüben, was können wir dann wirklich über globale Erwärmung wissen?

SB Wir wissen, dass Klimamodelle – Computersimulationen des Weltklimas – für zuverlässige Prognosen nicht geeignet sind. Wir wissen, dass das 20. Jahrhundert wärmer ist als die vergangenen Jahrhunderte der Kleinen Eiszeit, die ungewöhnlich kalte Periode. Es hat eine globale Erwärmung gegeben! Wir wissen, dass die Erwärmung des 20. Jahrhunderts am Beginn des Jahrhunderts einsetzte, als die meisten vom Menschen verursachten Treibhausgase noch nicht in der Luft waren. Wir wissen, dass das Ökosystem auf diese Wärme reagiert hat, wie es unabhängig von der Ursache der Erwärmungstendenz zu erwarten war. Doch Wärme festzustellen und daraus zu schließen, sie sei vom Menschen verursacht, ist ein logischer Fehler. Ein Anteil der jüngsten globalen Erwärmung mag vom Menschen verursacht sein, doch die Tendenz ist geringfügiger als zunächst angenommen. Wir wissen das.

DC Aber nicht jedermann weiß es. Was der Normalverbraucher liest, impliziert, dass Klimaforscher wirklich verstehen, wie das Ganze funktioniert. Wie kommt man an die Realität heran, was Wissenschaftler uns über den Einfluss des Menschen auf das Klima wirklich sagen können und was unbekannt ist?

SB Wir alle sind übersensibilisiert für den Schluss, die gesamte jüngste Erwärmungstendenz sei vom Menschen verursacht. Das ist möglich, aber nicht wissenschaftlich richtig. Daraus folgt, dass politische Entscheidungen vielleicht auf etwas anderem als Wissenschaft beruhen müssen. Das ist in Ordnung. Mein Bestreben ist es, verständlich zu machen, was die Wissenschaft sagt.

DC Der voreilige Schluss ist also zu sagen, dass Wärme vom Menschen verursacht wird. Ist dies das Problem?

SB Ja, Wärme ist da, aber wichtiger ist, was sie verursacht. Ein weiteres Element ist von entscheidender Bedeutung für die Modellprognosen. Alle Computermodelle sagen, wenn die Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, erwärmt sich die unterste Luftschicht von der Oberfläche bis in 9 km Höhe; sie muss sich erwärmen. Die Wärme dieser Luftschicht erhöht wiederum die Oberflächentemperatur. Der logische Schluss daraus ist ganz klar: Um die Erwärmung im 20. Jahrhundert dem Menschen anlasten zu können, muss man eine Erwärmung in der untersten Luftschicht bis in 9 km Höhe und an der Oberfläche haben. Beide Ebenen müssen wärmer werden. Diese unterste Luftschicht bis in 9 km Höhe, die Untere Troposphäre, kann man nicht außer Acht lassen, und sie ist gemessen worden.

DC Was sagen Ihnen die Daten der unteren Atmosphäre?

SB Sie werden seit 1979 von NASA-Satelliten gemessen, und der Erwärmungstrend durch vom Menschen verursachte Treibhausgase sollte in der Troposphäre mehr gestiegen sein als an der Oberfläche; wir wissen, dass die Oberflächen-temperatur gestiegen ist, aber hat sich diese untere Luftschicht wenigstens ebenso stark, wenn nicht stärker erwärmt? Die Antwort ist nein. Diese Luftschicht hat sich erwärmt, aber weit weniger, als die Computerprognosen sagen. Jetzt hat sich die Auseinandersetzung – und es ist eine äußerst heftige Auseinandersetzung – der Möglichkeit zugewendet, dass mit der Aufzeichnung dieser Satellitenmessungen etwas nicht stimmt. Doch es wurden mehrere voneinander unabhängige, zuverlässige Messungen von Wetterballons durchgeführt, die Instrumente direkt in diese Schicht hinaufbringen. Sie bestätigen, dass sich diese Luftschicht schwächer erwärmt hat als erwartet. Deshalb kann der Anteil des Menschen an der Erwärmung nicht so hoch sein wie vorausgesagt.

DC Das ist nicht die Logik, die man normalerweise zu hören bekommt.

SB Es ist eine Argumentation, die nicht oft veröffentlicht wird. Ich höre oft Diskussionen über die Oberflächentemperatur, aber man sollte die Fülle an Informationen über diese entscheidende Luftschicht, die sich erwärmen muss, hinzufügen. Wenn man das tut, lassen die Luftmessungen darauf schließen, dass die Erde, das Klimasystem, eine Menge überschüssiger Energie aus dem Kohlendioxid, das sich in der Luft anreichert, ins All abgeben muss. Andernfalls würde sich diese wichtige Schicht erwärmen.

DC Hier muss es noch weitere Rückkopplungssysteme geben.

SB Ja. Ich denke, man würde bei etwas wie El Niño so argumentieren: Wenn die Erde keine Rückkopplungssysteme hätte, wäre das Klimasystem schon lange viele Male außer Rand und Band geraten. Das ist aber nicht geschehen, und somit hat es selbstregulierende Mechanismen; wir waren nur bislang nicht klug genug, ihre Physik zu entdecken.

DC Warum ist Ursachenforschung wichtig?

SB Ursachenforschung trägt dazu bei, zu ermitteln, auf welchem Weg man eine Entscheidung finden will. Wie schnell brauchen wir eine Entscheidung? Wie drastisch muss sie sein? Haben wir noch Zeit, mehr Informationen zu sammeln? Haben wir noch Zeit für eine wirtschaftlich bessere Entscheidung?

DC Viele sprechen sich aber dafür aus, dass wir die Entscheidungen jetzt treffen, denn wenn wir warten würden, bis wir wirklich Bescheid wissen, bis alle Ungereimtheiten und Einzelheiten geklärt sind, wäre es zu spät.

SB Ich bin anderer Meinung – aus zwei Gründen. Erstens, selbst wenn wir die Computersimulationen nehmen, die einen starken Temperaturanstieg in den nächsten 100 Jahren projizieren, und fragen, ob es einen signifikanten Unterschied für diese Veränderung machen würde, wenn wir 10, 20 oder sogar 30 Jahre warten würden, ehe wir die Emission von Treibhausgasen drastisch verringern, sagen die Modelle, dass die Temperatur ohnehin steigt. Anders ausgedrückt, es gibt keinen signifikanten Unterschied, wenn man 10, 20, 30 Jahre wartet; die zusätzliche Wärme in 100 Jahren wäre geringfügig. Aus wirtschaftlicher Perspektive sagen mir die Experten nun, dass es wirtschaftlich besser ist, mit den drastischen Einschnitten zu warten, denn wenn man sie spät macht, kann man sie sich leisten, und dann macht man sie drastisch. Später durchgeführte Einschnitte sind wirksamer und leichter, weil sich die Technik weiterentwickelt, bis man weniger auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, und somit kann man die Einschnitte später kostengünstiger machen als heute.

DC Der Gedanke, etwas gegen fossile Brennstoffe und Kohlendioxid zu tun und unseren Verbrauch heute zu senken, lässt sich also nicht mit der Umwelt begründen? Nicht mit der globalen Erwärmung?

SB Das stimmt, nicht mit Kohlendioxid und Treibhausgasen allein. Was andere Emissionen betrifft, da gibt es Anlass zur Sorge und Möglichkeiten, Umweltgifte unter Kontrolle zu halten.

DC Wie verhält sich das, was Sie sagen, zu dem Bericht des zwischenstaatlichen Expertenausschusses zur Klimaveränderung (IPCC) und seiner Verwendung als Begründung für die Notwendigkeit, die Emission von Treibhausgasen zu senken?

SB Ich empfehle den wissenschaftlichen Bericht als gute Momentaufnahme des Standes der Wissenschaft, und die einzelnen Kapitel stellen komplexe Ungewissheiten im Detail dar. Der Bericht der National Academy of Sciences hat bestätigt, dass diese Modelle mit vielen Unsicherheiten behaftet sind. Nicht einverstanden bin ich hingegen damit, wie die Politiker das, was dieser Bericht an Ungewissheiten enthielt, zusammengefasst haben.

DC Sie haben die Oregon-Petition mit unterzeichnet. Wie verhält sie sich zum IPCC, und was steht darin?

SB Es ist eine privat finanzierte Petition – ohne Unterstützung von einer Stiftung, einer Industrie oder der öffentlichen Hand –, die an die Wissenschaftler appelliert, ihr Gewicht in die Waagschale zu werfen, denn wir haben immer und immer wieder gelesen, alle Wissenschaftler außer ein paar Neinsagern seien sich darüber einig, dass die globale Erwärmung vom Menschen verursacht sei. Darum versuchte die Oregon-Petition einen Eindruck davon zu vermitteln, wie Naturwissenschaftler und Ingenieure in den USA denken. Ich glaube, bis jetzt haben 17.000 amerikanische Wissenschaftler und Ingenieure unterschrieben. In der Petition steht, dass es für eine katastrophale, vom Menschen verursachte Erwärmung keine Beweise gibt, und ich denke, das dürfte dem Stand der Klimaforschung entsprechen. Wir haben keine zuverlässigen Beweise dafür, dass die Anreicherung der Luft mit Kohlendioxid eine erhebliche Erwärmung bewirkt hat (obwohl die Klimamodelle sagen, dass dies der Fall sein sollte), und deshalb muss man die Extrapolationen in die Zukunft nach unten korrigieren. Es gibt keine Beweise für die schlagzeilenträchtigen Katastrophen.