Sonntag, 19. September 2010

Currys italienische Flagge, postnormales Lagerdenken und Fehlerbalken

Prof. Judith Curry ist Leiterin des Instituts für Geo- und Atmosphärenwissenschaften am Georgia Institute for Technology. Sie ist zugleich auch eine Person, die es in Rekordzeit geschafft hat, ihre fachliche Reputation zu zerstören. Daneben entwickelt sie Ideen, die sich schwer mit ihrer Kompetenz in der Klimaforschung vereinen lassen. Aber vielleicht ist nicht die Kompetenz das Problem, sondern politischer Wille stellt wissenschaftlichem Verständnis ab und zu ein Bein. Jedenfalls hat Curry in ihrem Blog eine recht eigenwillige Ansicht entwickelt, wie unsicher unser Verständnis darüber ist, wie viel des aktuellen Klimawandels von Menschen verursacht wird. Diese Ansicht ist absurd, und das läßt sich einfach erklären. Aber ich fange besser beim Anfang an...


Prof. Curry trat an als ehrliche Maklerin, die zwischen Lagern von Klimaalarmisten und Skeptikern vermitteln möchte. Eine so formulierte Mission läßt alle Alarmsirenen erschallen - selbsterklärte ehrliche Makler sind üblicherweise keine und Wissenschaftler, die ihr Fach ernst nehmen, haben mit Lagerkämpfen nichts zu tun. Doch die Pose, sie suche das Gespräch mit den Klimawandelleugnern bei Wattsupwiththat oder ClimateAudit, offenbarte schnell, daß sie Teile der Darstellungen dieser Leugnergruppen kritiklos übernommen hatte. Nach und nach stellte sich heraus, daß sie eine konservative politische Einstellung hat und in den USA scheint das dazu zu führen, daß man eine Allergie gegen Steuererhöhungen und staatliche Regulierung von Umweltproblemen entwickelt und daher Umweltprobleme jeglicher Art kleingeredet werden müssen. Das ist tragisch, da sie ja eine Wissenschaftlerin mit Reputation ist - war.

War sie? Kürzlich publizierte sie zusammen mit Liu einen Artikel zu den Ursachen, warum im Rahmen der globalen Erwärmung die Antarktis noch zunehmende Meereisbedeckung zeigt. Aufmerksame Beobachter (siehe Rabett Run und darin zitierte Quellen) stellten fest, daß die Kernaussage des Beitrags bereits Manabe, Spellman und Stouffer 1992 formuliert hatten - erhöhte Niederschläge als Schneefall reichern das antarktische Oberflächenwasser mit Süßwasser an, geben ihm dadurch Auftrieb gegenüber den wärmeren, tieferen Schichten, unterbinden dadurch die Zirkulation in den antarktischen Gewässern und vermindern dadurch das Abschmelzen von Seeeis. Das Wort "Plagiat" ist eines, das kein Wissenschaftler hören möchte. Mangelnde wissenschaftliche Originalität könnte aber auch dazu führen, daß man zunehmend Bestätigung außerhalb seines Fachs sucht. Zum Beispiel in einem Blog, in dem man Ideen anbieten kann, ohne sich mit einer Fachbegutachtung plagen zu müssen.

In einem Beitrag mit dem Titel "Zweifel" kokettiert sie erst mal damit, daß sie von verschiedenen Leuten mal als Alarmistin, mal als Leugnerin bezeichnet wurde, was wohl davon abhängt, mit wem sie es zu tun hat. Für Curry scheint das ein Ausweis dafür zu sein, daß sie als neutral gelten könne. Es ist aber eher darauf zurückzuführen, daß Klimawandelleugner so extrem in ihren Ansichten sind, daß selbst andere Klimawandelleugner von ihnen Alarmisten genannt werden können, wenn sie auch nur in Teilbereichen der Vernunft Raum geben. Ein Beispiel dafür ist, wie mit Roy Spencer umgesprungen wurde, als er klarstellte, daß es selbstverständlich einen Treibhauseffekt gibt. Ein anderes Beispiel sind die von Georg Hoffmann in seinem Blog geschilderten Sektenauseinandersetzungen, deren Emails aus mir unbekanntem Grund auch in meinem Spamordner auflaufen. Die Etikettierungen sieht Curry als Merkmal einer postnormalen Wissenschaft.
Wenn jemand von postnormaler Wissenschaft redet, herrscht höchste Verschwurbelungsgefahr. Aber das ist nicht das Thema.

Bei der Evaluierung des IPCC war unter anderem vorgeschlagen worden, daß man sich in den Arbeitsgruppen überlegen sollte, wie man am besten Unsicherheiten der Aussagen ausdrücken sollte. Das könnte (vielleicht auch nicht) Inspiration für Curry gewesen sein, eine Darstellung zu finden für das Ausmaß an Zuversicht, das man mit einer Aussage verbindet. Curry benutzt die italienische Flagge und schlägt vor, der Prozentsatz des Glaubens einer Aussage, des Nicht-glaubens der Aussage und des Zweifels, ob man irgendetwas darüber weiß, sollten durch entsprechende Farbfelder ausgedrückt werden. Grün = Hinweise für die Aussage, rot= Hinweise dagegen, weiß=weiß nicht. Diese Darstellung ist absurd, denn damit drückt man aus, daß man gleichzeitig eine Aussage glaubt und ihr Gegenteil. Curry und viele ihrer Blogbesucher finden den Ansatz originell und sinnvoll. Wissenschaftler sind es gewohnt, damit umzugehen, daß ihre Aussagen immer auch einen Fehler haben, sofern es nicht um geschlossen darstellbare Einzelfakten geht wie die Aussage "2+2=4" oder "Ein Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen erhöht den Strahlungsantrieb der Erde." Deshalb gibt es üblicherweise zu Aussagen in der Wissenschaft einen Fehlerbereich oder einen Grad der Zuversicht in die Aussage, wenn möglich quantitativ. Aber gleichzeitig eine Aussage und ihr Gegenteil als zutreffend anzugeben, ist für einen normalen Wissenschaftler zu schizophren.

Curry erläutert ihre italienische Flagge mit Beispielen. Im 4. IPCC-Bericht steht "Das meiste des beobachteten Anstiegs der mittleren globalen Temperatur seit Mitte des 20. Jahrhunderts ist sehr wahrscheinlich dem beobachteten Anstieg anthropogener Treibhausgaskonzentrationen zuzuschreiben." Das ist eine knackkonservative Aussage, da niemand so recht weiß, welche alternative Erklärung es überhaupt geben könnte. Natürliche Variabilität als Erklärung ist extrem unwahrscheinlich, natürliche Einflüsse, wie etwa Änderungen der solaren Einstrahlung, können als Verursacher ausgeschlossen werden. Wir lassen also eine Unsicherheit von 5% einfach als Platzhalter dafür, daß wir Überraschungen nicht völlig ausschließen wollen und daher nicht von einer 100%-Sicherheit ausgehen wollen. Und zwischen 95% Sicherheit und 100% Sicherheit hatte die Arbeitsgruppe 1 des IPCC keine Abstufung. Doch Curry interpretiert das Ganze um. 5% Unischerheit ist für die Größe des weißen Feldes. Aber da das IPCC sagt, der größte Teil der Variabilität sei auf den Anstieg der Treibhausgase zuzuführen, heißt das nach Curry, der Temperaturanstieg sei zu ca. 2/3 anthropogen und 1/3 natürlich, und nach Abzug des unsicheren Bereichs hat die italienische Flagge also die Einteilung: 67% grün, 28% rot und 5% weiß. Das ist aber keineswegs die Aussage des IPCC. Das IPCC macht an dieser Stelle überhaupt keine Aussage dazu, wie die Aufteilung des Strahlungsantriebs ist. Das macht das IPCC an anderer Stelle, wenn Strahlungsantriebe verschiedener Art tabellarisch miteinander verglichen werden. (Siehe hier die Abbildung 2 von Seite 136 im Kapitel 2 der WG 1.) Die Aussage bezieht sich hier aber auf den Zeitraum 1750 bis 2005, und zu allen Strahlungsantrieben sind ihre Fehler angegeben. Die Fehler sind wesentlich größer als 5%, denn hier geht es nicht um die Frage, ist der Temperaturanstieg vor allem anthropogen, sondern wie viel davon ist natürlich - die Aussage, die Curry beschreiben will. Curry hat also scheinbar gar nicht kapiert, daß die IPCC-Aussage, daß in den letzten ca. 50 Jahren der Klimawandel vor allem anthropogen war, bezüglich des Unsicherheitsbereichs ganz anders zu behandeln ist als die Aussage, wie groß der natürliche Anteil am Klimawandel der letzten Jahrzehnte anzusetzen ist.

Oder es ist ihr genehm, so zu tun, als wüßte sie es nicht. Denn im nächsten Schritt erläutert sie, wie für sie die italienische Flagge aufgeteilt sein müßte, und demnach sollte "weiß nicht" 40% groß sein, und "der Anstieg ist natürlich" und "der Anstieg ist anthropogen" jeweils 30%. Wenn man nochmal in die Tabelle des IPCC hineinschaut, wird einem sofort klar, daß es absurd ist, anzunehmen, die anthropogenen Strahlungsantriebe und die natürlichen (also Änderung der Sonneneinstrahlung) können auch nur annähernd gleich groß sein. Und wenn man dann nur die letzten 50 Jahre betrachtet, für die man den solaren Einfluß erheblich genauer beziffern kann, wird deutlich: Frau Curry hat offensichtlich gerade den Stand der Forschung der letzten 30 Jahre komplett verdrängt. Was sie also erreichen wollte, war schlicht, den bestehenden Stand der Forschung wesentlich unsicherer erscheinen zu lassen als er ist. Was ja das strategische Ziel der betroffenen Unternehmen ist, die einen Teil der Leugner direkt oder indirekt unterstützen und antreiben. Na, so ein Zufall.

Für den Rest dieses Jahrhunderts ist sich Curry sogar noch weniger sicher, welchen Einfluß Treibhausgase  und natürliche Einflüsse haben werden. Da bekommt das weiße Feld 50% und die anderen beiden Felder wieder gleich viel, nämlich je 25%. Da wir wissen, daß der Anstieg der Treibhausgaskonzentrationen und somit deren Strahlungsantrieb massiv zunehmen wird, der dämpfende Einfluß der Aerosole hingegen in eine Sättigung laufen muß, da jede Nation daran interessiert ist, gesundheitsschädliches Aerosol zu filtern, und andererseits wissen, daß die Sonne nicht in naher Zukunft anfangen wird, chaotisch zu flackern, ist eines praktisch sicher: in der Zukunft wird der anthropogene Einfluß auf das Klima jede andere Größe überdecken, es sei denn, ein Supervulkan bricht aus, was aber eine Wahrscheinlichkeit weit unter 1% für diesen Zeitraum hat.

Warum aber unterschlage ich das, was Curry laut ihren Aussagen in der folgenden Diskussion als Quelle für die Unsicherheit über die relative Stärke natürlicher Einflüsse ansieht, daß wir so wenig über den Einfluß der Wolken und die Klimasensitivität wissen? Deshalb, weil jeder Strahlungsantrieb in gleicher Weise durch Rückkopplung verstärkt wird. Wir wissen also nur ungefähr, wie viel Strahlungsantrieb am Ende zu wie viel Temperaturanstieg führt. Aber wir können recht gut entscheiden, wie viel Strahlungsantrieb wir den solaren Veränderungen der letzten Jahrzehnte und wie viel dem Treibhausgasanstieg der letzten Jahrzehnte zuordnen können. Denn das können wir recht gut messen und berechnen. Und der dadurch bewirkte Anstieg der relativen Feuchte der Erdatmosphäre oder der Wolkenbedeckung kürzen sich beim Vergleich heraus. Curry sollte als Klimaexpertin das auch genau wissen. Sie leugnet es aber. So ruiniert man nicht nur seine Reputation, man begründet auch genau das Etikett, das einem angeheftet wird.

Kommentare:

Sebastian.Luning hat gesagt…

Ich unterstütze Curry's Vorschlag mit der italienischen Flagge voll und ganz. Die im Blogartikel geäußerten "Bedenken" finde ich abwegig. Konfrontative Schwarzweißmalerei ist in der Wissenschaft absolut fehl am Platze. Es darf zudem nicht geleugnet werden, dass natürliche Klimafaktoren in der vorindustriellen Vergangenheit auf jeden Fall eine wichtige Rolle gespielt haben, und darüber herrscht unter den Fachleuten auch Konsens. Ich muß mich daher sehr über diesen Artikel wundern...

for4zim hat gesagt…

Danke für Ihren Kommentar.

Allerdings ist es seltsam, daß Sie meine Einwände gegen Currys Modell, eine Aussage und ihr Gegenteil als gleichwertig, wenn auch verschieden gewichtet darzustellen, als anwegig bezeichnen. Meine Ansicht hatte ich klar begründet, bei Ihnen sehe ich das nicht. Sie unterstellen konfrontative Schwarzweißmalerei. Ich wüßte nicht, wo das in meinem Beitrag stehen soll, denn ich arbeite nicht mit Gefühlen, sondern auf der Basis von Argumenten.

Daß natürliche Klimafaktoren in der vorindustriellen Zeit eine wichtige Rolle gespielt haben, ist trivial - welche wichtigen nicht-natürlichen Klimafaktoren konnte es denn vor dem Zeitalter der Kohleverbrennung geben? Weiträumige Abholzungen mögen in der Antike und im Mittelalter eine Rolle gespielt haben, aber wohl kaum als global dominante Klimafaktoren. Daher stellt sich mir die Frage, wer denn was anderes behauptet haben soll? Ich habe nichts anderes behauptet, daher weiß ich auch nicht, was Sie da an meinem Artikel wundern kann.

Worum es doch hier geht, ist darum, seit wann anthropogene Einflüsse dominieren und wie sehr sie es in der Zukunft tun werden. Curry unterstellt, im Gegensatz zum Konsens in der Fachwelt, daß man noch daran zweifeln könne, ob in der Zukunft der menschliche Einfluß auf das Klima dominieren wird. Falls kein Supervulkan ausbricht oder ein Asteroid auf der Erde einschlägt, ist es absolut sicher, daß der menschliche Einfluß dominieren wird, und das macht aus Currys Darstellung Unfug.

Sebastian.Luning hat gesagt…

Gerne liefere ich die Begründung nach, warum ich die gesamte Graustufen-Palette der Wissenschaft samt Angabe der Unsicherheit vorziehe: Dies ist wisenschaftlicher Standard und sollte daher auch für die Klimawissenschaften gelten. Wenn alles so klar wäre, wie mache Leute glauben, könnte man den (klima-) wissenschaftlichen Betrieb einstellen. Das Gegenteil ist der Fall.

Die von Ihnen zizierte IPCC-Strahlungsantriebstabelle halte ich für falsch. Der IPCC-Bericht (und die Tabelle) ignoriert bewußt jegliche Feedback-Prozesse solarer Prozesse, bezieht jedoch Feedbackprozesse beim CO2 großzügig ein, obwohl die genaue quantitative Verteilung und Stärke der verschiedenen Strahlungsantriebe noch recht ungenau bekannt ist.

Um etwas konkreter zu werden: Was halten Sie von Penner et al. (2010). Diese schreiben sinngemäß:

Die CO2-Klimasensitivität kann nur schlecht anhand von Klimadaten der letzten 100 Jahre abgeschätzt werden, da parallel zum CO2 auch die atmosphärische Konzentration klimatisch "kurzlebiger" Substanzen zugenommen hat (Penner et al. 2010). Einige dieser kurzlebigen Substanzen hatten erwärmende Wirkung (Methan, troposhphärisches Ozon, Ruß). Andere dieser Substanzen haben kühlende Wirkung (Sulfat, Nitrat, organische Aerosole). Der genaue, individuelle, quantitative Anteil der kurzlebigen Substanzen sowie des CO2 ist dabei noch relativ schlecht bekannt, und eine genauere Eingrenzung ist Bestandteil aktueller Forschungsbemühungen.

Was sagen Sie weiterhin zu Weber (2010), der herausfand, dass die auf der Erde eintreffende solare Strahlung im Zuge eines Sonnenfleckenzyklus nicht im Promillebereich, sondern im Prozentbereich schwankt?:

Weber (2010) konnte kürzlich nachweisen, daß die am Erdboden eintreffende Sonnenstrahlung während eines 11-Jahres-Zyklus im Prozentmaßstab (nicht Promillemaßstab!) schwankt. Als Datengrundlage dienten ihm terrestrische TSI (Total Solar Irradiance) Messungen der vergangenen 100 Jahre des Smithsonian Astrophysikalischen Observatoriums (Washington D.C.) und des hawaiianischen Mauna Loa Observatoriums. Offensichtlich übt hierbei die Erdatmosphäre einen noch schlecht bekannten Verstärkungsmechanismus aus. Weber (2010) vermutet (wie auch Svensmark), daß die Verstärkung über die solare Modulation der kosmischen Strahlung stattfindet. Anders als Svensmark nimmt Weber jedoch an, daß die kosmische Strahlung Sauerstoffmolekül-Ionen bildet, um die sich Wassertröpfchen lagern. Diese Tröpfchen streuen das einfallende Sonnenlicht und schwächen es auf der Erde ab.

http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n9/full/ngeo932.html

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.201000019/abstract

for4zim hat gesagt…

Herr Sebastian Luning,

Sie schreiben: „Gerne liefere ich die Begründung nach, warum ich die gesamte Graustufen-Palette der Wissenschaft samt Angabe der Unsicherheit vorziehe: Dies ist wissenschaftlicher Standard und sollte daher auch für die Klimawissenschaften gelten.“
Nur zur Erinnerung: die Angabe von (Mess-/Modell-)Wert mit Fehler ist das, was ich alternativ zu Currys Ansatz fordere, was wissenschaftlicher Standard ist und was in der Regel auch im IPCC-Bericht vorgefunden werden kann. Ihr Halbsatz „sollte daher auch für die Klimawissenschaften gelten“ ist daher unsinnig, weil er eine Unterlassung unterstellt, die es nicht gibt (siehe z.B. Kapitel 2.9.1 im 4. IPCC AR, WG 1). Eine Begründung dafür, warum es sinnvoll sein soll, eine Aussage und ihr Gegenteil neben einem Weiß-nicht-Bereich darzustellen, dazu mit willkürlichen Prozentangaben, während man präziserer Angaben zur Verfügung hat, haben Sie damit nicht geliefert. Was Curry da macht, ist Unfug, Begründung habe ich im Artikel oben geliefert.

„Wenn alles so klar wäre, wie mache Leute glauben, könnte man den (klima-) wissenschaftlichen Betrieb einstellen. Das Gegenteil ist der Fall.“ Wenn was so klar wäre, was welche Leute glauben? Die ganze Aussage nehme ich als einen Strohmann.

„Die von Ihnen zitierte IPCC-Strahlungsantriebstabelle halte ich für falsch. Der IPCC-Bericht (und die Tabelle) ignoriert bewußt jegliche Feedback-Prozesse solarer Prozesse, bezieht jedoch Feedbackprozesse beim CO2 großzügig ein, obwohl die genaue quantitative Verteilung und Stärke der verschiedenen Strahlungsantriebe noch recht ungenau bekannt ist.“ Die Behauptung ist falsch, denn die Strahlungstabelle enthält überhaupt keine Feedbackprozesse, auch nicht bei CO2 (Kapitel 2.9.2). Die Feedbackprozesse sind für jeden Strahlungsantrieb gleich. Wenn Sie anderes behaupten und das belegen können, sollten Sie es in Nature oder Science publizieren – es wäre eine wissenschaftliche Sensation.

for4zim hat gesagt…

Fortsetzung - die angeführten Zitate werden zum Thema der "italienischen Flagge" zunehmend "off topic": „Was halten Sie von Penner et al. (2010).“ Was Penner, Prather, Isaksen, usw. da schreiben, ist nicht neu und läßt sich bei der Diskussion der Unsicherheiten im IPCC-Bericht nachlesen. Außerdem ist die Betrachtung der letzten 100 Jahre nicht die einzige Möglichkeit, die Klimasensitivität zu bestimmen (wobei, ich muß es anscheinend wiederholen, diese Klimasensitivität gleich ist, egal ob wir Änderungen der solaren Einstrahlung, des CO2-Mischungsverhältnisses oder der Menge an Sulfataerosol betrachten.). Man bestimmt die Klimasensitivität auch aus den Temperaturschwankungen im Wechsel der Eis- und Zwischeneiszeiten oder nach Vulkanausbrüchen (z.B. Mt. Pinatubo). Metastudien bestimmen dann Verteilungen der Klimasensitivität, die mit den verschiedenen Arbeiten verträglich sind, wobei dann eine Verteilung mit einem Mittel nahe 3 Grad je Verdopplung des CO2-Äquivalents herauskommt, die eine signifikante Spanne von ca. 2 bis 4,5 hat.

„Was sagen Sie weiterhin zu Weber (2010), der herausfand, dass die auf der Erde eintreffende solare Strahlung im Zuge eines Sonnenfleckenzyklus nicht im Promillebereich, sondern im Prozentbereich schwankt?“ Die Arbeit ist spekulativ, was den Mechanismus angeht. Die von Weber behaupteten Effekte sollte man durch Bewölkungsänderungen aufgrund von Variationen der solaren Strahlung bzw. Modulationen der kosmischen Strahlung beobachten können. Das ist nicht der Fall z.B. Calogovic et al., GRL 2010). So lange es keine Bestätigung für die Behauptungen von Weber gibt, sehe ich ihn dort, wo auch schon Svensmark steht. Was nun genau bei Weber schief gelaufen ist, sollte ein Fachmann erläutern, aber mir fällt schon mal auf, daß die Korrelation für Wolkenwasser an einem Standort (Washington D.C.) mit der Sonnenfleckenzahl im Grunde an einigen wenigen Punkten hängt und für einen globalen Zusammenhang nicht relevant ist. Außerdem fehlt das in dem Zusammenhang entscheidende Höhenprofil – je nach Höhe mindert oder erhöht eine Abnahme des Wolkenwassers die IR-Strahlung am Boden. Und natürlich ist der zitierte Satz falsch und steht auch so nicht bei Weber – daß die solare Strahlung im Rahmen des Sonnfleckenzyklus nur im Promillebereich schwankt, wird so gemessen und auch von Weber nicht bestritten. Die von ihm behauptete Verstärkung der Klimawirkung über die kosmische Strahlung hat er nicht belegt und ist rein spekulativ. Und die Behauptung, der Klimaeffekt sei eine Größenordnung größer als die Variation der solaren Einstrahlung findet man in dem ganzen Artikel nirgendwo belegt – es wird so angenommen.