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IPCC erneut: Sonnenzyklus kaum Klima-relevant

27. September 2013

Pünktlich ist es heute fertig geworden, das Approved Summary for Policy Makers des Berichts der Working Group I im Fifth Assessment Report des Intergovernmental Panel on Climate Change: der umfassendsten und – wegen unzähliger Autoren – ausgewogensten Darstellung der Klima-Situation dieses Planeten. Hier sind die Schlüsselsätze im Originaltext, mit Hervorhebungen durch dieses Blog, wenn es um die – wie man schon einige ARs zuvor erkannt hat, unbedeutende und nahezu unmerkliche – Rolle der Variabilität der Sonne geht (die zugleich der einzige Weltraum-Bezug in dem vorliegenden Summary ist, alle anderen Effekte gehen auf die Variabilität der Erde selbst zurück oder menschlichen Einfluss): „Warming of the climate system is unequivocal, and since the 1950s, many of the observed changes are unprecedented over decades to millennia. The atmosphere and ocean have warmed, the amounts of snow and ice have diminished, sea level has risen, and the concentrations of greenhouse gases have increased […].

Each of the last three decades has been successively warmer at the Earth’s surface than any preceding decade since 1850 […]. In the Northern Hemisphere, 1983–2012 was likely the warmest 30-year period of the last 1400 years. The globally averaged combined land and ocean surface temperature data as calculated by a linear trend, show a warming of 0.85 [0.65 to 1.06] °C, over the period 1880–2012, when multiple independently produced datasets exist. The total increase between the average of the 1850–1900 period and the 2003–2012 period is 0.78 [0.72 to 0.85] °C […]. Total radiative forcing is positive, and has led to an uptake of energy by the climate system. The largest contribution to total radiative forcing is caused by the increase in the atmospheric concentration of CO2 since 1750 […].

The RF due to changes in solar irradiance is estimated as 0.05 [0.00 to 0.10] W/m^2. Satellite observations of total solar irradiance changes from 1978 to 2011 indicate that the last solar minimum was lower than the previous two. This results in a RF of –0.04 [–0.08 to 0.00] W/m^2 between the most recent minimum in 2008 and the 1986 minimum. […] The total natural RF from solar irradiance changes and stratospheric volcanic aerosols made only a small contribution to the net radiative forcing throughout the last century, except for brief periods after large volcanic eruptions. The observed reduction in surface warming trend over the period 1998–2012 as compared to the period 1951–2012, is due in roughly equal measure to a reduced trend in radiative forcing and a cooling contribution from internal variability, which includes a possible redistribution of heat within the ocean […].

The reduced trend in radiative forcing is primarily due to volcanic eruptions and the timing of the downward phase of the 11-year solar cycle. However, there is low confidence in quantifying the role of changes in radiative forcing in causing the reduced warming trend. […] Greenhouse gases contributed a global mean surface warming likely to be in the range of 0.5°C to 1.3°C over the period 1951−2010 […]. The contribution from natural forcings is likely to be in the range of −0.1°C to 0.1°C, and from internal variability is likely to be in the range of −0.1°C to 0.1°C. Together these assessed contributions are consistent with the observed warming of approximately 0.6°C to 0.7°C over this period. […]

There is high confidence that changes in total solar irradiance have not contributed to the increase in global mean surface temperature over the period 1986 to 2008, based on direct satellite measurements of total solar irradiance. There is medium confidence that the 11-year cycle of solar variability influences decadal climate fluctuations in some regions. No robust association between changes in cosmic rays and cloudiness has been identified.“ Hier noch eine andere Sammlung von Auszügen, und wie einer Pressemitteilung des IPCC zu entnehmen ist, wird der komplette Working Ground Report I des AR5 am 30. September veröffentlicht. 2500 Seiten, die die obigen Aussagen anhand der publizierten Literatur – das IPCC selbst forscht nicht – akribisch begründen: Über 9200 Papers wurden ausgewertet, mehr als 3/4 davon nach dem letzten AR 2007 erschienen. Weiterführende Artikel zum Summary z.B. hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier. NACHTRÄGE: AGU und GSFC Releases, ein Interview mit Autoren, Artikel & Kommentare hier, hier und hier, Radio-Interviews hier, hier und hier und mehr Links hier und hier.

Die Sonne ist nicht beängstigend inaktiv: Sie kehrt nur zur Normalität zurück

19. März 2010

Auch wenn es mit der Sonnenaktivität nun wieder deutlich aufwärts geht: Das lange und tiefe Minimum warf so manche Fragen auf – die der prominente Sonnenforscher Sami Solanki heute im letzten Plenarvortrag der DPG-Tagung in Bonn zum Teil beantworten konnte. Das Minimum war tatsächlich ungewöhnlich, mit doppelt so vielen fleckenfreien Tagen (nämlich >800) als im Schnitt der vorangegangenen 8 Minima. Die Gesamtstrahlung der Sonne (TSI) war – geglättet – geringer als irgendwann seit Beginn der direkten Messungen im Orbit, und der magnetische Fluss sank auf die Hälfte des Wertes der vorangegangenen 5 Minima. Doch TSI wie Fluss wie Länge des Minimums sind nur im 20. Jahrhundert ohne Beispiel: Im 19. Jahrhundert hat sich die Sonne durchweg so verhalten wie jetzt!

Der vermeintliche Einbruch – der nebenbei drastisch vor Augen führt, dass die Sonnenaktivität nichts mit der globalen Erwärmung („Schwankungen der Sonnenleuchtkraft …“) zu tun hat; s.a. ISAN 106-5 – kann vielmehr als Abschied der Sonne von einem „Großen Maximum“ gedeutet werden, das 60-70 Jahre währte, und Rückkehr zur Normalität. Wie sie im 19. Jh. und überhaupt dem Großteil des Holozäns herrschte, dessen im letzten Diagramm geplottete Sonnenfleckenzahlen natürlich nicht von Höhlenmenschen beobachtet sondern aus radioaktiven Spuren rekonstruiert wurden. Was übrigens den Sonnendynamo zu seinen langfristigen Schwankungen treibt, konnte auch Solanki nicht sagen: Vielleicht steckt eine generelle Instabilität an der Grenze zwischen Strahlungs- und Konvektionszone der Sonne dahinter, wo der globale Dynamo lokalisiert ist.

Mit großen und kleinen Experimenten auf der Suche nach „Neuer Physik“

Auf einer der letzten Sessions der DPG-Tagung gab es heute von so manchem Experiment zu hören, das demnächst vielleicht Hinweise auf exotische physikalische Phänomene finden – oder diesen zumindest neue Grenzen zuweisen – und dabei womöglich den lang gesuchten Weg zu einer Theory of Everything weisen könnte.

  • Der Large Hadron Collider – dessen Protonenstrahlen just heute morgen erstmals 3.5 TeV Energie erreichten; siehe CERN und STFC Releases und Artikel von Physics World, Discovery, Telegraph, BBC, Cosmic Variance, Spiegel und Science Blogs – könnte, wenn es zusätzliche Raumdimensionen geben sollte, extrem kurzlebige (10^-26 Sekunden!) und winzige Schwarze Löcher produzieren, weil die Schwarzschildradien der kollidierenden Protonen dann erheblich größer wären und einander berühren könnten. Wie Berechnungen zeigen, wären die Signatur des explosiven Zerfalls dieser Löchlein erstaunlich einfach nachzuweisen: Die Suche hat bereits begonnen. (T54.4)

  • Es muss nicht immer ein Experiment sein, das mehrere Milliarden Euro kostet: Mit vom LHC-Projekt für lau ausgeliehenen starken Magneten und Lasern spürt das Experiment OSQAR am CERN mit einem Etat nahe Null der nie gemessenen magnetischen Vakuum-Doppelbrechung der QED aber auch Axionen nach, einem Kandidaten für die Dunkle Materie des Universums. Dummerweise ist der 18-Watt-Laser gerade kaputt gegangen: Wer einen ungepulsten Laser für sichtbares Licht mit 10-20 Watt Leistung übrig hat, möge sich melden … (T54.2)

  • Astrophysikalische abbildende Cherenkov-Teleskope, namentlich H.E.S.S. in Namibia, könnten nebenbei auch magnetische Monopole nachweisen: Diese müssten eine Menge Cherenkov-Strahlung aussenden und dabei – im Gegensatz zu ’normalen‘ Teilchenschauern – nur wenige Pixel der Kameras in charakteristischer Weise triggern. Gefunden wurde bisher nichts, und diese Nachweistechnik ist auch generell viel unempfindlicher als es ein direkter Fang von Monopolen in Neutrinoteleskopen sein sollte – aber es handelt sich um eine unabhängige Technik, die bei künftigen Cherenkov-Teleskopen immerhin 10-mal besser empfindlicher sein sollte. (T54.3)

Abgesehen von der gezielten Suche nach speziellen Partikeln oder Phänomenen (wovon es auf der Tagung noch einiges mehr zu hören gab), kann man aber auch ‚blind‘ nach ungewöhnlichen Phänomenen suchen, wie sie im gewaltigen Datenstrom des LHC auftauchen dürften: Dafür die richtigen statistischen Kriterien zu finden, die weder zuviel Insignifikantes durchlassen noch potenzielle Entdeckungen unterdrücken, ist freilich nicht leicht. (T54.8)

Pulsare sind das ultimative Labor zur Erforschung der Schwerkraft an sich und insbesondere Tests, ob die Allgemeine Relativitätstheorie die endgültige Antwort ist: Das machte Michael Kramer im vorletzten Plenarvortrag der DPG-Tagung (s.o.; PV IX) deutlich. Vor allem Pulsare mit Begleitern und insbesondere der Binärpulsar stellen derart extreme Systeme dar, dass subtile relativistische Effekte, die im Sonnensystem Jahrmillionen brauchen, hier binnen Jahre beobachtet werden können. Mehrere post-Kepler’sche Bahnveränderungen lassen sich messen und für direkte Tests der ART einsetzen – die bisher unangefochten bleibt. Insbesondere das sehr genau beobachtbare Verhalten einer Scheibe um einen der beiden Pulsare, die zeitweise den anderen Pulsar verfinstert, gibt eindeutige Antworten.

Nachrichten aus der Planetenforschung kompakt

15. Februar 2010

So sah Cassini den Saturnmond Mimas am Wochenende: Vom seltenen Flyby („Der erste …) sind vor einigen Stunden sowohl Nahaufnahmen des markanten Riesenkraters als auch Gesamtansichten auf der Erde eingetroffen; Anklicken liefert jeweils die Originalbilder. Davor hatte es auch die kleine Calypso aus der Nähe gegeben, geeignet für Farbbilder zum Selbermachen (die aber keine Farbe zeigen). NACHTRAG: Was man aus den Mimas-Rohbildern so alles machen kann. Und ein JPL Press Release wurde auch noch nachgereicht.

Schon wieder ein ’neuer‘ Ring des Jupiter entdeckt?

Als die Raumsonde New Horizons auf ihrem Weg zum Kuipergürtel am Jupiter vorbei kam, war auf Bildern der Telekamera LORRI des Jupitermonds Himalia diffuses Licht zu erkennen: Damals hielt man das für Streulicht in der Optik, doch inzwischen neigen die Auswerter zu der Interpretation, dass sich da ein weiterer, unbekannter Jupiterring bemerkbar gemacht hat – dessen Quelle Himalia selbst ist. Denn egal wie der Blickwinkel war, immer passte dieser „Lichtstrahl“ zur Orientierung der Bahnebene Himalias. Leider gibt es keine Aufnahmen vom Cassini-Vorbeiflug vor 10 Jahren unter passenden Lichtverhältnissen, aber LORRI wird diesen Sommer noch einmal das Jupiter-System aus der Ferne aufnehmen und dabei auch nach dem möglichen Ring schauen. (Stryk, Planetary Society Blog 19.1.2010) NACHTRAG: das LORRI-Foto des Lichtstreifens – und bereits in Nature vom 22.10.2009 S. 1065 wurde auf einen möglichen Himalia-Ring und Parallelen mit dem Phoebe-produzierten Saturnring hingewiesen.

Warum Ganymed stärker als Callisto entwickelt ist, könnte ein neues Modell erklären: Während des Late Heavy Bombardement in der Frühzeit des Sonnensystems wurden die anfliegenden Kometen vom Schwerefeld Jupiters in dessen Nähe fokussiert und stärker beschleunigt – der weiter innen umlaufende Mond wurde stärker „verprügelt“ und konnte aufschmelzen. (SwRI Release 24., Space Today 26., Science 29.1.2010 S. 515) NACHTRAG: ein Bericht dazu von der LPSC.

Manche Mars-„Gullies“ auch durch fließendes CO2 zu erklären

Das berühmte Mars-Phänomen („Mars-Gullies …“) ist enorm verbreitet, und auf Aufnahmen der Mars-Orbiter werden ständige neue Rinnen entdeckt, die auf früheren Bilder fehlten. Doch dass dahinter zeitweise flüssiges Wasser steckt, ist nach wie vor unbewiesen – im Gegenteil: Zeit (mitten im Winter!) und Ort vieler der neu entdeckten Gullies scheinen eher zu Hangrutschungen zu passen, bei denen CO2 als Schmiermittel wirkte; teilweise wurden ganze Felsen mitgerissen. Ein schlüssiges Gesamtbild des Gully-Wesens zeichnet sich aber nicht ab. (Science 22.1.2010 S. 408. Dazu: Harrison, Planetary Society Blog 25.1.2010 zu Gully-Beobachtungen mit den MRO-Kameras CTX & MARCI)

Ein neuer „Atlas“ des Planeten Merkur ist aus den Aufnahmen der drei MESSENGER-Flybys erstellt worden, schöner anzuschauen als die erste Gesamtkarte daraus. Noch sind manche Längenzonen nur in schrägem Licht bekannt – am Ende der Orbitalmission wird das Bild dann völlig gleichmäßig sein. (Planetary Society Blog 6.1.2010)

Neue Erkenntnisse über die Asteroiden Pallas und Vesta

haben das Very Large Telescope und Keck II geliefert: Demnach hat Pallas eine Dichte von 3.4±0.9 g/cm³, signifikant höher als die 2.2±0.1 g/cm³ von Ceres, während sich die Oberflächen der beiden nur wenig unterscheiden (vgl. ISAN 96-7) – ihre innere Struktur und/oder Beschaffenheit müssen ganz verschieden sein. Und Vestas Oberfläche ähnelt ihrem Spektrum nach insgesamt Meteoriten des Howardit-Typs, wobei aber ein kleiner Fleck eher zu einem Diogeniten passt. (Carry & al., Preprints zu Pallas und Vesta 18.12.2009)

Schwankungen der Sonnenleuchtkraft sind irrelevant für das Erdklima und seine – anhaltende – Erwärmung in den vergangenen Jahrzehnten gewesen: Das kommt auch bei der jüngsten Analyse weltweiter Daten wieder heraus (vgl. ISAN 25-5 und 43-5). Um höchstens 0.1°C geht es im Rhythmus der Sonnenaktivität auf und ab (vgl. ISAN 45-4), was gegen den anthropogenen Effekt wie auch irdische Faktoren, etwa Vulkanismus, völlig verblasst. (NASA Feature 21.1.2010. Auch: Independent 14.12.2009, Scientific American 9.2.2010 über die Nicht-Rolle – sonnenmodulierter – Kosmischer Strahlung und RealClimate 14., Deltoid 15.2.2010 zur ungebrochenen Glaubwürdigkeit des IPCC AR4 in Klimafragen. Und bei der NOAA kann man alle relevanten Daten gleich per Schieberegler abrufen) NACHTRAG: Wegen der geringen Klimawirkung des Sonnenzyklus hätte selbst ein neues Maunder-mäßiges Minimum für die Erdtemperatur nur minimale Auswirkungen.