CO2 und das AGW-Dogma

Ist Kohlendioxid die Ursache des heutigen Klimawandels? Nach Ansicht des IPCC und der Mehrzahl der Klimaforscher wird der heutige Klimawandel durch uns Menschen verursacht. Bei unserer wirtschaftlichen Tätigkeit entstehen sogenannte Treibhausgase, darunter insbesondere Kohlendioxid (CO2). Diese Treibhausgase haben eine erwärmende Wirkung. Kritiker führen an, dass der Mensch nur einen geringen Anteil an den CO2-Emissionen hat und die Heizwirkung des CO2 zu vernachlässigen wäre. Wir müssen deshalb die allgemeine Fragestellung, inwieweit CO2 als Ursache des heutigen Klimawandels in Frage kommt, untergliedern:

Wie hoch ist der Anteil des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen? Ist der Mensch wirklich die Ursache des heute zu beobachtenden CO2-Anstiegs? Ist dieser Anstieg dramatisch? Und letztlich: Hat CO2 wirklich eine starke Heizwirkung?

Wie hoch ist der Anteil des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen? Die Hauptquellen für die CO2-Emission von der Erdoberfläche in die Atmosphäre ist zum einen die kontinentale Biosphäre und zum anderen sind es die Ozeane. Ausgehend von seriösen Bilanzierungen zeigt sich nun, dass der Mensch auch heute nur etwa einen Anteil von 5% an den Gesamtemissionen von CO2 hat.

Ist der Mensch die Ursache des CO2-Anstiegs in der Atmosphäre? Trotz des geringen Anteils des Menschen an den CO2-Gesamtemissionen ist aber dennoch mit hoher Sicherheit der Mensch für den Anstieg des CO2 in der Atmosphäre verantwortlich. Dafür sprechen – wenn auch nur indirekt – Isotopenanalysen. Es existieren keine anderen Quellen, zum Beispielein starker Vulkanismus, die den stetigen Anstieg des CO2 in der Atmosphäre überzeugend erklären könnten.

Ist der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre dramatisch? Allerdings ist der Anstieg des CO2 in der Atmosphäre – ganz im Gegensatz zu den Verlautbarungen des IPCC – nicht dramatisch. Obwohl der Gehalt an CO2 seit der Industrialisierung, als er um 0,01% betrug, auf jetzt 0,04% angestiegen sind, liegen sie noch immer weit unterhalb der Konzentrationen, wie sie in der Erdgeschichte normal waren. Zumindest für das Phanerozoikum (ab 541 Mio. Jahre vor heute) lassen sich die atmosphärischen CO2-Konzentrationen rekonstruieren und es zeigt sich, dass diese Werte fast ständig 2- bis 3fach (0,08-0,12%) und zeitweise auch 10- bis 20fach über den heutigen als „zu hoch“ geltenden Werten lagen. Erst ab etwa 50 Millionen Jahre vor heute beginnen die CO2-Konzentrationen langsam zu sinken. Die heutige atmosphärische CO2-Konzentration von ca. 0,04% ist also nicht dramatisch hoch, sondern noch immer anomal niedrig, wenn mit der gesamten Klimageschichte der Erde, die schon mindestens 2.300 Mio. Jahre andauert, verglichen wird.

Hat CO2 eine starke Heizwirkung? Die Frage nach der Höhe der Heizwirkung des CO2 – in der Klimaforschung als „Klimasensitivität“ bezeichnet – ist die zentrale Frage in der wissenschaftlichen Klimadiskussion. Als Klimasensitivität des CO2 wird die Erhöhung der Globaltemperatur bei Verdoppelung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre verstanden.
Das IPCC geht von einer starken Heizwirkung des CO2 aus. Diese Annahme wird aber keinesfalls von allen Klimaforschern geteilt. Selbst das IPCC kommt nur dann zu ausreichend hohen Klimasensitivitätswerten (um die heutige globale Erwärmung zu erklären), wenn es positive Rückkopplungseffekte, also Verstärkungseffekte in Ansatz bringt. Diese sind aber äußerst umstritten. Die Rückkopplungseffekte könnten auch negativ sein, wie Kritiker des IPCC argumentieren. Grundsätzlich basieren die Werte des IPCC nicht – auch nicht die Werte ohne Rückkopplungen – auf exakten Laboruntersuchungen, sondern auf Schätzwerten aus Modellrechnungen der Strahlungsflüsse in der Atmosphäre. Der beste Schätzwert unter Einbeziehung von Verstärkungseffekten läge bei etwa 3°C, so das IPCC noch 2007. Im letzten Bericht verzichtet das IPCC auf die Angabe des „besten Schätzwertes“, weil die Diskrepanz zwischen Studien und Befunden zu groß wäre! Die Klimasensitivität des CO2 könne von 1,5 bis 4,5°C schwanken.

Es gibt aber gute Gründe für die Annahme, dass die Klimasensitivität des CO2 nicht höher als 1°C ist: Ohne die umstrittenen positiven Rückkopplungen kommt auch das IPCC nur auf Schätzwerte von 1 bis evtl. 1,2°C. Nimmt man negative Rückkopplungen an, wie z. B. der renommierte US-amerikanische Forscher Richard Lindzen vom MIT, erhält man Werte von nur etwa 0,7°C. Wenn die in Satelliten gemessenen Infrarot-Spektraldaten ausgewertet werden, wie es Hermann Harde von der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg getan hat, ergeben sich ebenfalls nur Werte von deutlich kleiner 1°C. Direkte Laboruntersuchungen auf der Erde zur Heizwirkung des CO2 erbringen im Übrigen noch erheblich geringere Werte, gelten aber als nicht repräsentativ für die Atmosphäre.

Somit ist zu konstatieren, dass keine ausreichende Klarheit über die Höhe der Heizwirkung des CO2 in der Atmosphäre besteht.

Abgesehen davon kommt die Heizwirkung des CO2 in der Natur offenbar nicht zur Geltung, wie empirische Untersuchungen zeigen: Vergleicht man nämlich die CO2-Konzentrationen und die Globaltemperaturen in der Erdgeschichte, so lassen sich im Allgemeinen keine Korrelationen feststellen. Dies gilt sowohl für das gesamte Phanerozoikum (ab 541 Mio. Jahre vor heute), als auch für das Quartär (ab 2,6 Mio. Jahre v. h.) oder das Holozän (ab 11.600 Jahre v. h.). Selbst für den heutigen Klimawandel ab ca. dem Jahre 1880 gilt, dass die immer wieder betonte enge Korrelation von CO2 mit der Globaltemperatur über größere Zeitabschnitte nicht gegeben ist: Während die atmosphärische CO2-Konzentration stetig steigt, gilt dies keinesfalls auch für die Temperatur: Von 1880 bis 1910 und von 1940 bis 1975 fällt die Temperatur sogar, ab 1998 stagniert sie zumindest bis 2013. Die Zeiten fehlender Korrelation summieren sich auf 80 Jahre und übertreffen damit deutlich die Zeit, in der CO2 positiv mit der Temperatur korreliert: 53 Jahre (1910 bis 1940 und 1975 bis 1998).

Dazu im scheinbaren Widerspruch steht nun allerdings die Beobachtung, wonach im Detail durchaus enge positive Korrelationen zwischen dem CO2 und der Globaltemperatur vorhanden sind, wie die Analyse von Eisbohrkernen aus der Antarktis und aus Grönland ergab. Das IPCC hat diese Befunde ursprünglich deutlich als Beweis für die gute Klimawirksamkeit des CO2 herausgestellt. Nun zeigt allerdings ein genauer Vergleich, dass nicht zuerst das CO2 ansteigt und dann die Temperaturerhöhung folgt, wie nach dem AGW(Anthropic Global Warming)-Model zu erwarten wäre, sondern es umgekehrt ist! Ganz offensichtlich treibt also nicht das CO2 die Temperatur, sondern CO2 wird seinerseits von der Temperatur getrieben! Das Nachlaufen des CO2 ist sehr typisch und wurde von zahlreichen Forschern immer wieder festgestellt. Es lässt sich auch gut mit der Temperaturabhängigkeit der CO2-Löslichkeit im Meerwasser erklären: Steigt die Temperatur des Ozeanwassers, so kann es weniger CO2 aufnehmen. Das CO2 entweicht in die Atmosphäre, wodurch also nach einer Temperaturerhöhung in der Atmosphäre und Hydrosphäre anschließend auch die atmosphärische CO2-Konzentration ansteigt.

So sprechen die analytischen Befunde und Beobachtungen in der Natur gegen eine Klimawirkung des CO2. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass seit Galilei in den Naturwissenschaften das Primat der Empirie vor der Theorie gilt. Zwar ist theoretisch vorstellbar, dass CO2 die Temperatur treibt, das heißt das Klima beeinflusst, denn CO2 ist ein infrarotaktives Gas. Dieser Effekt ist aber nicht zu beobachten, was sicher an der sehr geringen Konzentration von CO2 in der Atmosphäre liegt. CO2 müsste schon eine extrem starke Heizwirkung haben, wenn diese Wirkung bei einer Verdünnung des CO2 in der Atmosphäre von 1:2.500 noch zur Geltung kommen soll. Da die Heizwirkung (Klimasensitivität) des CO2 aber wahrscheinlich nur gering ist, kann das Spurengas CO2 keine Bedeutung als Klimafaktor im Sinne einer temperaturerhöhenden Wirkung haben.
Sollte es wirklich ein „menschliches Klimasignal“ durch das CO2 geben, so würde dieses Signal innerhalb der Spannweite natürlicher Klimaschwankungen liegen. Eine solche Klimawirkung des CO2 wäre ungefährlich. Wie dargelegt, ist aber ein solches Signal, ein „menschlicher Fingerabdruck“ im Klimageschehen, wegen der ganz offenbar nur schwachen Klimasensitivität des CO2, seiner großen Verdünnung in der Atmosphäre und des mit 5 Prozent nur sehr geringen Anteils menschlicher CO2-Emissionen an den Gesamtemissionen nicht zu erwarten.

In der Natur zeigt sich dementsprechend auch, dass CO2 passiv auf die Temperaturschwankungen reagiert, denn die CO2-Konzentrationsänderungen folgen stets erst nach den Temperaturänderungen. Da die Hydrosphäre 50-mal mehr CO2 enthält als die Atmosphäre und die CO2-Löslichkeit im Wasser stark temperaturabhängig ist, dominiert in der Natur die Temperatur die CO2-Verteilung zwischen Hydrosphäre und Atmosphäre. Die ohnehin offenbar nur schwache Klimasensitivität des CO2 kommt nicht zur Geltung.

 
Kann auch die Sonne die heutige Klimaänderung bewirken? Die hunderttausende früherer Klimaänderungen müssen verständlicherweise natürliche Ursachen gehabt haben und da die Sonne mit Abstand die wichtigste Energiequelle für die Erde darstellt, sollte der Sonne auch eine zentrale Rolle im Klimageschehen zukommen.
Für die markanten Klimawechsel in der Quartär-Periode im Abstand von etwa 100.000 Jahren – auf lange Kaltzeiten folgen jeweils kurze Warmzeiten – ist heute weitgehend unstrittig, dass hierfür die Sonne in Verbindung mit der Variation der Erdbahnparameter verantwortlich ist.

Diese schon in den 30er Jahren von Milankovič aufgestellte Theorie konnte in den 70er Jahren durch Isotopenanalysen an Tiefseesedimenten bestätigt werden.
Wir leben noch immer in der Quartär-Periode und zwar in einer Warmzeit, dem Holozän. Auch die Klimaänderungen im Holozän – die Globaltemperaturen schwanken im Abstand von mehreren hundert Jahren um 2 bis 4°C – müssen natürliche Ursachen gehabt haben. Erst für die allerjüngste Zeit (0,00001% der Klimageschichte der Erde) kann der Mensch Einfluss genommen haben, weil er zunehmend Treibhausgase, insbesondere CO2, emittiert. Wie gezeigt, trifft dies aber offensichtlich nicht zu: Unsere heutige Klimaänderung unterscheidet sich nicht von den früheren Klimawandelereignissen, die verständlicherweise nur natürliche Ursachen haben konnten. Außerdem entfaltet CO2 auf Grund seiner geringen Konzentration in der Atmosphäre und seiner offenbar nur geringen Heizwirkung keine Klimawirkung.
Allerdings argumentiert das IPCC, der Strahlungsantrieb der Sonne sei zu gering, um die heutige Klimaänderung erklären zu können und außerdem gäbe es Diskrepanzen zwischen der Temperaturentwicklung und der Solaraktivität.
Das erste Argument des IPCC ist nicht nachvollziehbar. Schließlich ist die Gesamtbestrahlungsstärke der Sonne seit einem Minimum um 1700 – damals hatten wir die sogenannte Kleine Eiszeit – mit kleinen Unterbrechungen sehr stark angestiegen. In der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts befand sich die Sonne dann im Maximum ihrer Strahlungsstärke. Viele Sonnenforscher sprachen sogar von einem mehrtausendjährigen Maximum, einem „Großen Solaren Maximum“. Für diese Entwicklung der Solaraktivität in den letzten 300 Jahren, also dem generellen Anstieg der Aktivität und Bestrahlungsstärke der Sonne (im Wesentlichen in Korrelation mit der Globaltemperatur an der Erdoberfläche!) in dieser Zeit, existieren direkte Beweise, denn Sonnenbeobachtungen wurden sporadisch schon ab Anfang des 17. Jahrhunderts durchgeführt, und ab 1749 gibt es dann kontinuierliche Beobachtungsreihen.
Wenn das IPCC dennoch von einem nur äußerst geringen Strahlungsantrieb der Sonne in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ausgeht, so liegt eine völlige Verzerrung der Realität vor. Diese kann nur, sofern wir eine bewusste Manipulation ausschließen wollen, durch die Berechnungsmethode des „Strahlungsantriebs“ laut IPCC erklärt werden: Entscheidend ist beim „Strahlungsantrieb“ die Veränderung der klimarelevanten Faktoren, hier die Bestrahlungsstärke der Sonne. Die Sonne befand sich von 1950/60 bis fast zum Ende des letzten Jahrhunderts im Maximum ihrer Aktivität und damit Bestrahlungsstärke. Die maximale Strahlungsstärke hat sich während dieser Zeit kaum verändert. Der Klimaeinfluss muss aber im solaren Strahlungsmaximum verständlicherweise sehr stark gewesen sein.

Besonders herausgestellt und völlig überbetont wird vom IPCC die Diskrepanz zwischen der Entwicklung der Globaltemperatur – sie steigt bis zum Ende des letzten Jahrhunderts an – und der Solaraktivität/Strahlstärke der Sonne, die in manchen pauschalisierenden Darstellungen schon ab 1980 abfällt. Tatsächlich ist aber erst der 23. Sonnenzyklus, der 1996/97 beginnt, wirklich schwächer als die beiden vorhergehenden Zyklen mit maximaler Aktivität der Sonne. Außerdem kann eine völlige Zeit-Synchronität von Globaltemperatur (oberflächennahe Lufttemperatur) und Solaraktivität auch nicht erwartet werden, denn die Atmosphäre ist in energetischer und stofflicher Hinsicht nur ein unbedeutendes „Anhängsel“ der Hydrosphäre.
Die Hydrosphäre ist der entscheidende Wärmespeicher mit einem 1000fach so hohen Energieinhalt wie die Atmosphäre. Die Temperaturentwicklung der Hydrosphäre unterliegt aber zyklischen Schwankungen, wie wir seit der Jahrtausendwende wissen. Kalt- und Warmwasserphasen mit Temperaturunterschieden von durchschnittlich ± 0,8°C wechseln sich im Abstand von 25 bis 30 Jahren ab. Eine besondere Bedeutung scheint die Pazifische Dekadische Oszillation (PDO) im Nordpazifik zu haben. Sie korreliert gut mit der Globaltemperatur. So befand sich die PDO während der starken Anstiegsphase der Globaltemperatur 1975 bis 1998 in einer Warmwasserphase.
Jedenfalls lassen sich die geringen Diskrepanzen zwischen der Entwicklung der Globaltemperatur und der Solaraktivität gut mit der Kopplungsfunktion der Hydrosphäre im Verhältnis Sonne-Klima der Atmosphäre verständlich machen. Die Temperatur der Atmosphäre wird stark von der Oberflächen-Wassertemperatur und nur indirekt von der Sonne geprägt. Der Autor hat deshalb ein neues Sonnenmodell mit den Ozeanen als Kopplungselement vorgeschlagen. Aktuelle wissenschaftliche Publikationen stärken diese Annahme.

Zur Frage des Klimaantriebs wollen wir abschließend festhalten: Das Klima verändert sich auf drei unterschiedlichen Zeitskalen, wobei jeweils Variationen in den Strahlungsleistungen der Sonne – ebenfalls auf unterschiedlichen Skalen – in Verbindung mit kosmischen und terrestrischen Effekten als Hauptursache in Frage kommen.

Die Klimaänderungen in unserer Holozän-Warmzeit, d. h. die Wechsel von Temperaturmaxima und -minima im Abstand von mehreren hundert Jahren werden vor allem durch die sich ändernde Solaraktivität verursacht. Im Detail, d. h. im Zeitraum von zehner Jahren, wird aber die Globaltemperatur von der oszillierenden Temperatur des Meerwassers geprägt, denn die Ozeane speichern die Sonnenenergie und geben sie verzögert im Takt der ozeanischen dekadischen Temperaturoszillationen wieder an die Atmosphäre ab.

Insofern treibt heute, wie schon in der Vergangenheit, im Wesentlichen die Sonne mit den Ozeanen als Kopplungselement unser Klima auch im kleinskaligen Bereich an. Der Treibhauseffekt hat nur eine untergeordnete Bedeutung. Auch heute kommt der Sonne die Hauptbedeutung als primärer „Klimatreiber“ zu.
Wir kommen zum Schluss, dass heute tatsächlich ein Klimawandel stattfindet und dass sehr wahrscheinlich auch der Mensch für den heutigen Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre verantwortlich ist. Dennoch kann das Modell vom menschlich verursachten Klimawandel (AGW - Anthropic Global Warming) nicht zutreffen. Die Hauptargumente für die Falsifikation dieses Klimamodells sind die Folgenden:

• Der heutige Klimawandel ist nicht neu und er bildet gegenüber den zahllosen Klimaveränderungen in der Vergangenheit auch keine Ausnahme. Deshalb werden heute mit hoher Wahrscheinlichkeit die gleichen natürlichen Faktoren eine Klimaveränderung bewirken wie in der Vergangenheit.
• Das atmosphärische Kohlendioxid (CO2) kann nicht die Ursache von Klimaveränderungen – auch nicht der heutigen – sein, denn CO2 korreliert im Allgemeinen nicht mit der Temperatur. Sofern aber im Detail Korrelationen auftreten (spätes Quartär bis zur Gegenwart/Eisbohrungen), so folgt CO2 der Temperatur und nicht umgekehrt, wie nach dem AGW-Model zu erwarten wäre. CO2 treibt nicht die Temperatur, sondern es wird seinerseits von der Temperatur getrieben.
• Auch die heutige Klimaveränderung kann sehr gut durch natürliche Faktoren – die Sonne in Verbindung mit der Hydrosphäre – erklärt werden. Die Einwände der IPCC-nahen Klimaforschung lassen sich entkräften. 

Allerdings vertritt die weit überwiegende Zahl der Klimaforscher das AGW-Modell (Anthropic Global Warming). Oft wird vom „Konsens in der Klimaforschung“ gesprochen. Können sich tausende Klimaforscher irren? Irrtümer sind in der Wissenschaftsgeschichte nicht neu. Bevor sich neue Modelle und Theorien durchsetzten, wurden sie von den Wissenschaftseliten fast einhellig abgelehnt. Bekannte Beispiele sind das geozentrische Weltbild in der Astronomie, die Evolutionstheorie in der Biologie oder die Plattentektonik in der Geologie.
Im Falle des AGW-Modells bestehen gleich mehrere Gründe, warum so viele Forscher ganz offensichtlich einem Irrtum unterliegen. Die wichtigsten sind:

• Das Modell hat viele Vorteile für die Klimawissenschaft. Insbesondere bringt dieses Modell eine hohe gesellschaftliche Anerkennung (der Klimaforscher als Weltretter) und außerdem wird die Klimatologie auf Grund des Modells vom menschlich verursachten Klimawandel finanziell stark gefördert.
• Das Paradigma der modernen Klimaforschung, wonach früher das Klima weitgehend konstant war, ist falsch.
• Die Aussagen beruhen sehr stark auf mathematischen Modellierungen. Diese Modelle können allerdings die hohe Komplexität des Forschungsgegenstandes nicht wiederspiegeln und gehen von unrealistischen Annahmen, z. B. zur Klimasensitivität des CO2, aus.
• Das AGW-Modell gilt inzwischen als verifiziert. Es hat den Status eines Dogmas erlangt („Klimareligion“). Kritik am AGW-Modell gilt als politisch inkorrekt und wird sanktioniert.

Diese Serie basiert auf Klaus Peter Dahms kürzlich erschienen Buch Vom Klimawandel zur Energiewende. Eine umfassende Prüfung der zugrundeliegenden Annahmen.
Der Autor, Klaus-Peter Dahm, legt Wert auf den Hinweis, dass er keine Beziehungen zur Kohle-, Öl- oder Kernkraftindustrie pflegt oder gepflegt hat. Er ist parteilos und auch nicht Mitglied bei Organisationen von „Klima- oder Energiewende-Skeptikern“. Der Autor ist pensionierter Naturwissenschaftler (Geochemiker), der sowohl in der Rohstoffforschung als auch in der Grundlagenforschung gearbeitet hat. Nach der Wende 1989/90 war er 10 Jahre als kommunaler Spitzenbeamter tätig und hat dadurch gelernt, auch unterschiedliche rechtliche, ökonomische und technische Sachverhalte zu bewerten.