Rekordticker - nur eine Spielerei?

Rekordticker sind anscheinend dieses Jahr in. Immerhin spricht viel dafür, daß zumindest in einer, vielleicht in mehreren globalen Temperaturzeitreihen 2010 ein neuer Jahresrekord aufgestellt wird. Auf Basis eines gleitenden 12-Monate-Mittels gab es bereits Rekorde in den Zeitreihen von NASA-GISS und NOAA-NCDC und war das erste Halbjahr 2010 das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen. Von Zeit zu Zeit gibt zum Beispiel Georg Hoffmann auf seinem Blog PrimaKlima einen Rekordticker heraus. Spannender ist der Blick auf das Seeeis in der Arktis, obwohl wir 2010 ziemlich sicher keinen neuen Rekord bei der Eisausdehnung sehen werden, beim Eisvolumen hingegen schon.

Eisausdehnung (mindestens 15% Eisbedeckung) des Nordpolarmeers in Millionen Quadratkilometern nach NSIDC.

Arktisches Seeeis - der Trendwechsel, der keiner war?

Als 2007 das arktische Seeeis im Sommer ein Rekordminimum mit weitem Abstand markierte, gab es allgemein Spekulationen, daß hier eine neue Qualität eingetreten sein könnte. Über die 30 Jahre, die man das Seeeis mit Satelliten beobachten konnte, nahmen Ausdehnung und Volumen ab. Im Sommer ging das Seeeis stark zurück, im Winter hingegen nur langsam. Das kann man verstehen – der Raum, in dem gerade die Temperaturen erreicht werden, bei denen Meerwasser gefriert, ändert sich im arktischen Winter nicht stark. Aber im Sommer macht es einen großen Unterschied, ob weite Gebiete nur knapp über der Taupunktstemperatur liegen oder deutlich zu warm für Seeeis werden. Und je weniger das Eis im Winter an Zuwachs erhält, desto schneller wird es im Sommer wegtauen. Schließlich gibt es noch den Effekt der arktischen Verstärkung (der Erwärmung): ist erst mal Seeeis weggetaut, reflektiert das darunter liegende Meerwasser das Sonnenlicht weniger gut. Es wird stärker absorbiert und erwärmt diesen Bereich stärker. Sobald also im Sommer Teile des arktischen Seeeises abschmelzen, wird es erst recht noch wärmer.

Vor allem wegen diesem Effekt errechnen Klimamodelle dann auch, daß es einen Punkt gibt, an dem das Seeeis im Sommer immer schneller wegtaut und schließlich ganz verschwindet. Noch lange nach diesem Punkt wird es, auch bei fortschreitender globaler Erwärmung weiter ein Zufrieren des nordpolaren Meeres im Winter geben. Wir erwarten also, daß die Seeeisbedeckung im Sommer über die Jahre schnell zurückgeht, im Winter langsam und daß es irgendwann einen Punkt gibt, an dem von Jahr zu Jahr die Seeeisbedeckung beschleunigt verschwindet, bis das Seeeis im Sommer ganz verschwindet. Laut den Modellen ist dieser Kippunkt des Klimas für die Arktis aber noch Jahrzehnte entfernt. Das Jahr 2007 war aber um über 2,5 Standardabweichungen vom linearen Trend der Seeeisausdehnung für das Minimum im Sommer entfernt. Es ist sehr unwahrscheinlich, daß allein durch eine zufällige Verkettung von Wetterereignissen das sommerliche Abschmelzen des Seeeises sich so weit vom Trend entfernt. Unmöglich ist es natürlich nicht.

Daher sahen die Forscher nun mit Spannung auf die Entwicklung des Seeeises in den Folgejahren. Würde die Seeeisausdehnung wieder zum alten Trend zurückkehren? 2008 wurde der zweitniedrigste Wert für die Seeeisausdehnung erreicht. Immer noch über anderthalb Standardabweichungen (1,65 genau) unter dem Trend. Dieser Wert allein hätte eine Wahrscheinlichkeit von einigen Prozent, aber in Kombination mit dem Vorjahreswert wurde damit die Wahrscheinlichkeit für einen Trendbruch nahezu sicher. Daher hatte man mit Spannung darauf gewartet, ob dieses Jahr die Seeeisausdehnung den Rekord bestätigen würde. Im September ist das Minimum normalerweise erreicht und derzeit wächst die Seeeisausdehnung in der Arktis bereits wieder. Mit 5,1 Millionen Quadratkilometern ist die Seeeisausdehnung nun weniger als eine Standardabweichung vom Trend entfernt, bedingt durch niedrige Temperaturen in einigen Meeresgebieten und Winde, die diesmal das Packeis über eine größere Fläche verteilt haben. Für sich genommen liegt der Wert im üblichen Schwankungsbereich um einen Trend. Aber es handelt sich immer noch um den drittkleinsten Wert der Seeeisausdehnung in der ganzen Zeitreihe.

Zusammen mit den anderen beiden Minima 2007 und 2008 liegen die Werte der letzten 3 Jahre nach wie vor deutlich unter dem Trend der Jahre 1979 – 2008. In der Graphik sieht man deutlich, daß diese Dreiergruppe weiter vom Trend entfernt liegt als jede andere Dreiergruppe von Werten. Angesichts der Streuung der Werte sagt aber auch dies noch nichts über einen Trendbruch aus. Man braucht einfach mehr Werte, um den statistisch signifikant festzustellen. Das gilt auch für eine andere Eigenschaft der Werte. Eigentlich liegen sie schon von jeher nicht auf einem linearen Trend. Man merkt es schon daran, daß am Anfang und am Ende der Wertereihe die meisten Werte für das Minimum der Seeeisausdehnung unter dem linearen Trend liegen, in der Mitte aber meistens darüber. Das ist ein Hinweis darauf, daß eine konvexe Anpassung, eine sich beschleunigende Abnahme eine bessere Anpassung wäre als eine lineare Regression. Aber aufgrund der starken Schwankungen der Werte ist dieser Unterschied nicht signifikant.

Bei der Graphik, die ich eingefügt habe, wurden mir leider die Beschriftungen abgeschnitten (wenn ich dazu komme, will ich in den nächsten Tagen eine bessere Version einstellen). An der vertikalen Achse geht es von 4 bis 8 Millionen qkm in 0,5 Millionen-Schritten, an der horizontalen Achse geht es von Jahr 1979 bis 2009. Der Wert für 2009 ist bei 5 Millionen eingezeichnet, weil ich hier noch eine Prognose eingesetzt hatte. Die lineare Regression ist für die 30 Jahre von 1979 bis 2008 berechnet – 2009 ist ausgenommen. Natürlich macht jeder weitere niedrige Wert den Trend steiler.

Auch dieses Jahr wurde wieder im Juni versucht vorherzusagen, wie niedrig das Minimum der Seeeisausdehnung ausfallen würde. Diesmal lagen alle Vorhersagen zu niedrig, auch wenn im Median der Prognosen korrekt vorhergesagt wurde, daß die Seeeisausdehnung 2009 nicht unter 2008 liegen würde.

Fazit: die Frage, ob wir bereits an einem Kippunkt des Klimas sind, und ob die Klimamodelle bei der Vorhersage der von Seeeis befreiten Arktis zu konservativ waren, ist weiterhin offen. Aber Hinweise, wie zum Beispiel von Vicky Pope vom Hadley Centre, daß es sich hier vermutlich einfach nur um einen Hinweis darauf handelt, daß die Klimavariabilität größer ist als früher vermutet, erhalten mit jedem Wert, der stärker zum Trend zurückläuft mehr Gewicht. Erst in einigen Jahren wird man entscheiden können, ob 2007 wirklich einen Trendbruch darstellte.

Erheblich mehr zum Thema gibt es bei Primaklima.

Alarmisten, Leugner und Realisten im 4. Internationalen Polaren Jahr

Am 11. Februar hatte die Leiterin der Gruppe für Klimawandelberatung am Hadley Centre des britischen Wetterdienstes Vicky Pope im Guardian einen Kommentar veröffentlicht, in dem sie sich dagegen aussprach, überzogene Schlüsse über das Klima aus einzelnen Wetterereignissen zu ziehen. Das war löblich und es wäre eigentlich nichts dazu zu sagen. Doch es kam anders. Pope unterlief eine mediale Ungeschicklichkeit, vielleicht war es aber auch Absicht. Gleich im ersten Satz sprach sie von Wissenschaftlern, die leicht Medieninteresse erzeugen könnten, indem sie Klimawandel mit extremen Wetterereignisse oder apokalyptischen Vorhersagen verbinden könnten. Der Fehler in diesem Satz ist, daß es Frau Pope schwer fallen würde, eine nennenswerte Zahl von Beispielen dafür anzugeben. Es wäre durchaus möglich, Beispiele für Medienberichte oder Aussagen von Umweltgruppen und Politikern anzuführen, in denen so etwas geschehen ist. Noch leichter ist es allerdings, in Blogs und den Medien Aussagen zu finden, daß man aus den wenigen letzten Jahren auf eine globale Abkühlung oder aus einem Winter auf ein erneutes Zufrieren der Arktis schließen könne. Und eine kleine Zahl Wissenschaftler, die im Klimawandel kein menschengemachtes Problem sehen wollen, haben hier auch mitgemacht.

Frau Pope gibt sich große Mühe, im weiteren Verlauf des Artikels sehr klar zu machen, daß sie den Klimawandel für menschengemacht und für ein gewaltiges, unbedingt zu lösendes Problem hält. Doch ihr einleitender Satz, ihre Formulierungen und Beispiele und der mögliche Versuch, als ehrenwerte Vermittlerin möglichst neutral zu wirken, führten dazu, daß ihr Beitrag im Guardian sowie ein noch schlechter formulierter Kommentar dazu in Leugnerkreisen großes Hallo und weite Verbreitung fanden. Und eine Reihe von Wissenschaftlern äußerten ihr Befremden, worum es Frau Pope denn eigentlich ginge. So kann man faktisch recht haben und trotzdem einen falschen Eindruck erzeugen.

Ein ganz wichtiges Beispiel von Frau Pope, das vielleicht noch am ehesten treffen könnte, ist der Hinweis auf die extrem niedrige Ausdehnung der arktischen Seeeisflächen in den Sommern 2007 und 2008. Diese Ereignisse hatten eine große psychologische Bedeutung, weil sie die Klimaforscher überraschten. 2007 war nicht einfach ein Rekord, es war mit großem Abstand zum Vorjahr ein Rekord, ein Hinweis darauf, wie schnell das polare Seeeis verschwinden könnte. Zwar war hier nicht einfach die Schmelze des Eises ein Grund für das Rekordminimum der Eisbedeckung, sondern besondere Windverhältnisse, die das Seeeis zusammenschoben, aber auch das war ein Zeichen für die Schwäche des Eises durch den langanhaltenden Erwärmungstrend. Und 2008 fehlten diese besonderen Großwetterlagen und trotzdem wurde der Vorjahresrekord fast wieder erreicht. Es fällt auf, daß die Werte 2007 und 2008 vom langjährigen Trend erheblich nach unten abweichen. Das gibt Nahrung zu Spekulationen, daß der Trend gebrochen sein könnte und in weniger als 25 Jahren das Meer in der Arktis im Sommer eisfrei sein könnte, Jahrzehnte bevor dies Modelle vorhersagten. Zu den möglichen Folgen habe ich schon etwas geschrieben und, zugegeben, sicher dabei auch die unsichere Möglichkeit betont, daß wir hier tatsächlich einen Trendbruch sehen. Später habe ich zu der Möglichkeit eines Trendbruchs noch mehr geschrieben. Pope sagt nun, und da hat sie recht, daß man von diesen einzelnen Jahren noch nicht auf einen Trendbruch schließen könnte. Statistisch gesehen liegt keine signifikante Trendänderung vor. Doch wen meinte Vicky Pope damit, wenn sie davon spricht, jemand hätte behauptet, das arktische Seeeis im Sommer hätte bereits so stark abgenommen, daß es einen Kippunkt erreicht hätte und schon bald verschwinden würde?

Sie verlinkt (oder der Guardian verlinkt, das ist nicht klar) auf eine Rede von James Hansen, in der er sagt „Das Klima kann Punkte solcher Art erreichen, daß verstärkende Rückkopplungen zu schnellen Änderungen führen können. Das arktische Seeeis ist ein aktuelles Beispiel. Die globale Erwärmung startete eine Eisschmelze, die den dunkleren Ozean freilegte, der mehr Sonnenlicht absorbiert, was mehr Eis schmilzt. Dadurch, ohne zusätzliche Treibhausgase, wird die Arktis bald im Sommer eisfrei sein.“ Sie scheint also ausgerechnet Hansen der Übertreibung anzuklagen. Aber sieht man Hansens Rede im Zusammenhang, wird deutlich, daß es ihm nicht darum ging, aus einem einzelnen Jahr starker Eisschmelze das Überschreiten des Kippunktes abzuleiten, sondern darauf aufmerksam zu machen, daß wir jederzeit solche Kippunkte überschreiten könnten, und dann jegliches Handeln zu spät kommt, um das noch zu verhindern.
Das Problem ist also, daß Pope hier eine Symmetrie zu unterstellen scheint, bei der sie Hansen und viele andere Wissenschaftler genauso der Übertreibung anklagt wie die Klimawandelleugner, die aus den Jahren 2001 bis 2008 eine globale Abkühlung ableiten wollen. Während aber Hansen auf eine realistische Möglichkeit hinweist, deren Bestätigung noch offen ist, ist die Aussage der Leugner zur angeblichen globalen Abkühlung schlicht falsch.

Ich will noch einen Schritt weiter gehen. Vor kurzem wurde offiziell das 4. Internationale Polare Jahr (4. IPY) beendet. Die dort beteiligten Wissenschaftler hatten 2007/2008 auch die Verhältnisse in der Arktis intensiv untersucht, Messungen ausgewertet und Modellrechnungen durchgeführt. Ihre Schlußfolgerung gaben sie auf einer Webseite des 4. IPY bekannt. „Wie von allen IPCC-Modellen vorhergesagt, wird das arktische Seeeis höchstwahrscheinlich im Sommer in naher Zukunft verschwinden. Gleichwohl scheint es so, als ob dies noch schneller geschehen wird als Modelle vorhersagen, wie durch kürzliche Beobachtungen und eine Datenneuauswertung während des 4. IPY und des Damocles Integrated Project betont wurde.“ Wer kann sich da eher bestätigt fühlen? Hansen oder Lindzen? Und paßt dazu wirklich der ausgestreckte Zeigefinger von Pope gegen Hansen? Auch Wissenschaftler des National Snow and Ice Data Center NSIDC, wie Julienne Stroeve, stellten fest, daß eine arktische Verstärkung der Erwärmung durch die Rückkopplung mit der geringeren Albedo eisfreier Meeresflächen und einem Auftauen der Permafrostböden in der angrenzenden Tundra seit den letzten Jahren im Gange sei.

Dies war nicht das einzige Beispiel. Auch bei der globalen Temperaturentwicklung und beim Abschmelzen des grönländischen Eisschildes redet sie davon, daß Wissenschaftler gegen überzogene Behauptungen eintreten müßten, daß jüngste extreme Ereignisse ganz und gar durch die globale Erwärmung verursacht seien. Und auch hier muß man fragen, wer macht das? Sie erweckt den Eindruck, als würde sie Klimaalarmismus meinen, aber kein Wissenschaftler behauptet das, was sie unterstellt. Es gibt Spekulationen über eine Beschleunigung des Abschmelzens des grönländischen Eisschildes, doch diese wurden mit Bedacht im Konjunktiv formuliert und der Betonung darauf, daß wir die Dynamik des Eisschildes noch nicht verstehen. Wenn sich nun kürzlich die Bewegung der Gletscher in Grönland stellenweise verlangsamt hat, dann kann man daraus schließen, daß die Gletscherbewegung eine variable Größe ist. Man kann aber kaum daraus schließen, daß die publizierten Langzeitschätzungen damit zu Übertreibungen würden. Man kann sich mit Recht dagegen wenden, wenn Leugner daraus ableiten wollen, Grönlands Eisschild sei von der globalen Erwärmung nicht bedroht. Aber Pope erweckt erneut den Eindruck, das sei aufgewogen durch alarmistische Wissenschaftler auf der anderen Seite.

Das wirkt um so absurder, wenn Pope zum Ende ihres Kommentars noch mal ganz deutlich macht, daß sie die globale Erwärmung für real hält, für menschengemacht und einschneidende Maßnahmen für notwendig. Was also wollte sie eigentlich sagen? Daß Wissenschaftler doch bitte nicht über mögliche Entwicklung reden sollen, sondern nur über das, was bereits zur statistischen Gewißheit geworden sei? So funktioniert das nicht – Wissenschaft ist angewiesen darauf, daß Hypothesen formuliert werden und Möglichkeiten diskutiert werden. Und wenn man die Öffentlichkeit und die Politik berät, muß man noch weiter gehen und mitteilen, was man zwar noch nicht sicher weiß, aber schon so gut, daß daraus Handlungsbedarf entsteht, denn politische Entscheidungen können nicht immer darauf warten, bis Wissenschaftler zur letzten Gewißheit gelangt sind.

Meereiskrimi am Nordpol

Derzeit läuft in der Arktis ein Krimi ab. Die bange Frage, die sich die Zuschauer stellen ist, ob die Schmelze des Meereises dieses Jahr in etwa so stark sein wird, wie die im letzten Jahr oder ob die minimale Eisbedeckung wieder zu den langjährigen Werten oder dem langjährigen Trend zurückkehren wird. (Das Bild zeigt die Abweichung der Ausdehnung der Meereisfläche in der Arktis aufgrund von Satellitenmessungen von einem Referenzwert in Prozent für einen bestimmten Monat eines jeden Jahres seit 1979 - gezeigt wird die Reihe für den jeweils letzten abgeschlossenen Monat.) Die Frage ist hier nicht so sehr, ob der Rekord des letzten Jahres gebrochen werden kann. Der Eisverlust im vergangenen Jahr war so gewaltig, daß es schon überraschend und auch erschreckend wäre, würde dieses Jahr gleich ein weiterer Rekord folgen. Zudem hatte die Analyse gezeigt, daß besondere Wetterverhältnisse in 2007 einen Beitrag zu der raschen Eisschmelze geleistet hatten. Es wäre extrem unwahrscheinlich, wenn sich solche Wetterverhältnisse in zwei aufeinander folgenden Jahren wiederholten. Aber wenn die Eisschmelze 2008 in die Nähe des Wertes von 2007 käme, dann wäre damit gezeigt, dass 2007 nicht etwa ein Ausreißer war, sondern daß wir hier möglicherweise gerade eine Verstärkung des langjährigen Trends zu weniger Eis im Sommer sehen. Dieser Trend deutete zwar schon so darauf hin, dass die Seeeisbedeckung zurückgeht, aber bis das Nordpolarmeer im Sommer eisfrei ist, hätten noch einige Jahrzehnte vergehen können. Sollte sich aber eine Beschleunigung der Eisschmelze auf der Basis des Jahres 2007 etablieren, dann könnten wir ein im Sommer weitgehend eisfreies Nordpolarmeer schon in wenigen Jahren, noch vor 2020, erleben. Ein starkes Argument dafür, dass sich 2007 etwas fundamental verändert hat, ist die Erkenntnis, daß das nach so einer starken Schmelze im Winter neu gebildete Eis viel schwächer ist als das mehrjährige Eis, das zuvor dort war. Einjähriges Eis ist dünner, enthält mehr Salz und ist dadurch strukturell schwächer und anfälliger für eine Schmelze. Es hat sogar eine geringere Albedo und leistet damit einen, wenn auch sehr schwachen, Verstärkungsbeitrag zur Erwärmung der Arktis.

Der Krimi wuchs sich zu einem Krieg aus zwischen den Verfechtern der Behauptung, das Minimum 2007 sei ein Ausreißer und es würde bald sogar wieder eine Zunahme der Eisbedeckung am Nordpol geben – gestützt zeitweise vom Wiederzufrieren des Nordpolarmeers im letzten Winter – und den Vertretern der Ansicht, daß 2008 schon allein wegen der nun ausgedehnten Bedeckung mit einjährigem Eis und wegen der anhaltenden Erwärmung der Ozeane Werte nahe beim Minimum 2007 zu erwarten sind. Mit welch harten Bandagen dabei gekämpft wird, belegt Prof. Rahmstorf in diesem Beitrag.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Eismenge auf den Meeren zu betrachten. Wichtige Größen sind die Ausdehnung der von Meereis bedeckten Fläche (extent), ein robuster Parameter, der aber wenig über die eigentliche Eismenge aussagt. Dann gibt es die von Eis bedeckte Wasserfläche (area), eine Größe, die allerdings fehlerbehaftet ist, weil sie zum Beispiel durch Schmelzwasser auf dem Eis verfälscht wird. Schließlich gibt es auch Schätzungen für das Eisvolumen auf dem Wasser, eine Größe, die jedoch durch die eingehenden Abschätzungen wenig robust ist. Unter anderem meldet das National Snow and Ice Data Center (NSIDC) die Seeeisausdehnung (Einzelheiten siehe hier.). Ende Juli wurde dort die letzte Vorhersage der Entwicklung der Seeeisausdehnung veröffentlicht, nach der der Rekord von 2007 deutlich verfehlt werden würde.

Diese Vorhersage sollte man vergleichen mit dem aktuellen Verlauf der Seeeisausdehnung. Man sieht direkt, trotz des anderen Maßstabs, dass die Entwicklung derzeit am Rand der letzten Voraussage verläuft – hin zu weniger Eis. Gerade im August ist das Eis deutlich schneller geschmolzen als zu erwarten war. Bedenkt man noch, daß der letzte Winter relativ kalt war und überdurchschnittlich viel neues Eis gebildet wurde (was bei einigen Leugnern des Klimawandels zu viel "Hallo" führte in dem Sinne, daß hier die Trendwende zu mehr Eis oder gar eine Kaltzeit wäre), ist die diesjährige Eisschmelze genauso groß wie in 2007.

Man kann eigentlich jetzt schon zusammenfassen, egal wie die Entwicklung der nächsten 2 Monate aussieht, daß schon längst bestätigt wurde, daß 2007 kein Ausreißer ist, sondern sich der langjährige Trend zur Abnahme der Sommereisbedeckung verstärkt hat. Das ist besorgniserregend, insbesondere in Hinblick auf die Aussichten für das Auftauen des Permafrostbodens in der Arktis und der dadurch zu befürchtenden Verstärkung der globalen Erwärmung.

Verstärken Änderungen beim arktischen Seeeis den Klimawandel?

Leider ist dieser Beitrag 2 Wochen liegen geblieben, aber dafür konnte ich noch einige Ergänzungen machen.

2007 erreichte die Seeeisbedeckung im arktischen Meer einen für Fachleute überraschendes Rekordminimum. (Siehe z.B. hier.) Im folgenden Winter froren zwar erwartungsgemäß weite Teil des arktischen Meeres wieder zu, aber es wäre absurd, daraus abzuleiten, daß die Rekordschmelze damit nur ein vorübergehendes Ereignis gewesen wäre. Das verhältnismäßig dünne, nur einjährige Eis, das sich gebildet hatte, wird in diesem Sommer wesentlich leichter schmelzen als das mehrjährige dickere Eis, das dort vorher war. Nur eine Reihe besonders kalter arktischer Winter in Folge könnte den ursprünglichen Zustand des nordpolaren Eises wieder herstellen. Zu den Erwartungen für 2008 siehe z.B. hier, bzw. (da zitiert) hier. Das Bild zeigt den langfristigen Trend der Eisbedeckung in der Arktis:











Den aktuellen Trend kann man hier nachsehen, Quelle ist das National Snow and Ice Data Center. Das Bild hier wiederum zeigt den hohen Anteil besonders dünnen, nur einjährigen Eises.

Eine Untersuchung der Eisschmelze von 2007 ergab, daß sie zwar auf besondere Witterungsverhältnisse zurückzuführen war. Eine Hochdruckzone ab Juni 2007 über gut 3 Monate hinweg mit wolkenarmen Bedingungen sorgte für eine besonders intensive Eisschmelze. Solche Verhältnisse bestanden aber auch schon 1977 und 1987. 2007 hatte aber die anhaltende globale Erwärmung das polare Eis so ausgedünnt, daß nun im Gegensatz zu früher weite Bereiche der arktischen Gewässer eisfrei wurden. Eine Übersicht dazu hat John Cook zusammengetragen.

Mit einer Wiederherstellung langjähriger Eisschichten ist nicht zu rechnen. Das liegt nicht nur daran, daß der Trend einer globalen Erwärmung in den Temperaturdaten intakt ist und vielleicht schon der nächste El Nino globale Temperaturen herbeiführen kann, die die maximalen Temperaturmittel in 1998 und 2005 erreichen oder übersteigen könnten. Das liegt auch daran, daß die globale Erwärmung sich selbst verstärken kann. Und nirgendwo sieht man es besser als im arktischen Raum.

Die bekannteste Rückkopplung ist der Albedoeffekt. Schnee und Eis reflektieren sichtbares Licht besonders gut, sogar besser als Wasser (wo nur bei ruhigem Wasser bei einem bestimmten Eintrittswinkel Totalreflektion des Lichtes erfolgt). Ein Abschmelzen des Eises in der Arktis bedeutet daher, daß diese Region sich stärker aufheizen kann. Dieser Effekt wird noch verstärkt dadurch, daß offenes Wasser in der Arktis einen weiteren Effekt hat. Das Wasser unter einer Eisdecke ist erheblich wärmer als das benachbarte Land, das auf Temperaturen unter -10, -20, sogar -40 Grad Celsius auskühlen kann – im Tagesmittel. Fällt die isolierende Eisdecke weg, kann die Wärme aus dem Wasser in die benachbarte Luft und weiter auf das benachbarte Land transportiert werden. Das kann vor allem über den Transport latenter Wärme geschehen. Das relativ wärmere Wasser (nahe dem Gefrierpunkt) verdunstet und entzieht dabei dem Meer etwas Wärme. Diese Feuchte kondensiert wieder an Land und erwärmt dort den Boden. Die Schneedecke an Land taut schneller auf oder wird später gebildet. Das Land heizt sich über den oben erläuterten Albedoeffekt weiter auf. Am Ende kann das dazu führen, das Bodenschichten auftauen, in denen bisher Permafrost herrschte, wo also selbst im Sommer die Erde gefroren blieb.

Das hat aber einen weiteren Rückkopplungseffekt zur Folge. Im Permafrostboden sind organische Stoffe gebunden. Taut der Boden auf, werden diese zersetzt. Dabei werden gasförmige Abbauprodukte gebildet, wie CO2 und vor allem Methan. Methan aber ist ein Gas, das einen stärkeren Treibhauseffekt hat als CO2. Kurzfristig ist der Effekt einen Faktor 75 stärker. Berücksichtigt man den Abbau von Methan über 100 Jahre, ist es immer noch 25mal wirksamer als CO2. Die globale Erwärmung fördert also so den zusätzlichen Eintrag von Treibhausgasen.

Diesen Zusammenhang erläutert Tamino sehr ausführlich. Dabei bezieht er sich unter anderem auf einen Artikel von Lawrence et al. in den Geophysical Research Letters (im Link ist eine Inhaltsangabe dazu): Accelerated Arctic land warming and permafrost degradation during rapid sea ice loss. Der Verlust des Seeeises in der Arktis könnte die Erwärmung dort dreimal so schnell ablaufen lassen. Dabei könnten 1 - 4 Gigatonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre pro Jahr abgegeben werden. Das ist bis zu der Hälfte des von Menschen jährlich erzeugten CO2.

Daß dieses geschehen wird, war eigentlich nie bezweifelt worden. Was wirklich erschreckend ist, ist die Schnelligkeit, mit der das Seeeis verschwindet, die Arktis wärmer wird und schließlich das Auftauen des Permafrostbodens zu erwarten ist. Vor wenigen Jahren ging man von einem jahreszeitlich eisfreien Polarmeer erst nach 2030 aus. Nun müssen wir dies aber schon in den nächsten Jahren erwarten. Entsprechend werden auch die Rückkopplungseffekte, der Albedoeffekt und das Auftauen des Permafrostbodens vorverlegt. Das macht Maßnahmen zur Reduktion der CO2-Emissionen noch weitaus dringlicher als man bisher geglaubt hatte. Zu diesen Zusammenhängen gibt es weitere Ausführungen hier und in den dort verlinkten Artikeln.