Spektrum der Wissenschaft: Herr Professor Claussen, die Erde wird wärmer. Hat die kosmische Strahlung irgendetwas damit zu tun?

Martin Claussen: Manche Kollegen vermuten einen Zusammenhang zwischen der Intensität der kosmischen Strahlung und der Wolkendecke über der Erde. Ein Statistiker hat zu einer entsprechenden Studie der dänischen Klimaforscher Friis-Christensen und Svensmark allerdings gesagt: Das ist, als wolle man aus einem halben Mal Würfeln bereits die Statistik des gesamten Spiels ableiten. Die Dänen haben sich in ihrer ersten Untersuchung nur auf einen halben elfjährigen Sonnenzyklus bezogen.

Spektrum: Betrachten Sie die Hypothese damit als erledigt?

Claussen: Mittlerweile wurden die Untersuchungen verbessert, und auch andere Forscher haben Korrelationen entdeckt. Doch die These steht weiterhin auf wackligen Füßen. So wäre zum Beispiel zu erwarten, dass die Korrelation in hohen Breiten am stärksten ist, weil dort die kosmische Partikelstrahlung am größten ist. Ebenso sollten die Auswirkungen bei den hohen Wolken stärker sein als bei den niedrigen. Die Daten belegen jedoch praktisch das Gegenteil. Eine Veröffentlichung, die demnächst im Journal of Geophysical Research erscheinen wird, zeigt außerdem, dass die Korrelation von Friis-Christensen und Svensmark völlig zusammenbricht, wenn man sie weiter in die Vergangenheit zurückverfolgt. Zwar wurden auch Theorien zur Wirkung kosmischer Partikelstrahlung aufgestellt; viele Wolkenphysiker bezweifeln jedoch ihre Übertragbarkeit auf unsere Atmosphäre.

Spektrum: Der anerkannte Stand der Klimaforschung, wie ihn beispielsweise die Berichte des Intergovernmental Panel for Climate Change (IPCC) widerspiegeln, weist aber ebenfalls noch Erklärungslücken auf. So stehen die Prognosen aktueller Klimamodelle über die Erwärmung der Troposphäre im Widerspruch zu den Messungen.

Claussen: Über die Erwärmung der bodennahen Troposphäre und deren physikalische Erklärung gibt es wenig Zweifel. Aber die bodennahe Atmosphärenschicht erwärmt sich stärker als die mittlere Troposphäre; das können Klimamodelle derzeit nicht abbilden. Neuere Berechnungen des IPCC kommen den Beobachtungen jedoch viel näher – nämlich dann, wenn sie den Ozonabbau der letzten Jahrzehnte in der Stratosphäre berücksichtigen. Aufgrund dieses Abbaus wird weniger ultraviolettes Licht durch Ozon absorbiert, und die Erwärmung verringert sich, was auch die darunter gelegene Troposphäre beeinflusst. Welche Prozesse dabei im Einzelnen eine Rolle spielen, muss allerdings noch geklärt werden. Im Übrigen halte ich das Problem der unterschiedlich raschen Erwärmung der verschiedenen Schichten der Troposphäre für nicht so gravierend, dass wir unsere Kenntnisse über den Treibhauseffekt und die Erderwärmung grundsätzlich revidieren müssten.

Spektrum: Wie erklären die aktuellen Klimamodelle die Erwärmung der Erde?

Claussen: Wir unterscheiden zwischen angetriebener und interner Klimavariabilität, also zwischen einer Klimaänderung, die dem Klimasystem von außen aufgeprägt wird, und einer, die von sich aus entsteht. Zum Antrieb gehören die Veränderung der Erdbahn um die Sonne, die Variabilität der Sonnenstrahlung selbst und sporadische Einschläge von Meteoriten. Die Hitze des Erdkerns einschließlich der Zerfallswärme ra­dio­aktiver Elemente im Erdmantel gilt ebenfalls als Antrieb, sozusagen von innen. Außer dem Vulkanismus bewirkt sie unter anderem die Verschiebung der Kontinente. Dies wiederum beeinflusst die Land-Meer-Verteilung auf dem Globus und damit sehr stark das Klima.

Spektrum: Und der Beitrag des Menschen?

Claussen: Die menschliche Aktivität gewinnt zunehmend an Bedeutung als nicht natürlicher Antrieb für Klimaänderungen. Ihr Einfluss beruht auf zwei Faktoren: auf der Emission von Treibhausgasen und Aerosolen sowie auf der Landnutzung. 45 Prozent der Landoberfläche hat der Mensch direkt umgestaltet. Abholzung führt beispielsweise zu einer helleren und dadurch etwas kühleren Erde. Eine Schwäche des letzten IPCC-Berichts von 2001 besteht darin, die Effekte der Landnutzung zu wenig berücksichtigt zu haben. In Kürze werden Wissenschaftler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung zusammen mit vielen internationalen Kollegen ein neues Buch vorlegen, das den Forschungsstand zu diesem Thema umfassend diskutiert.

Spektrum: Wie wichtig ist die interne Variabilität?

Claussen: Wir nehmen an, dass die Sonne 25 bis vielleicht sogar 40 Prozent der globalen Erwärmung im 20. Jahrhundert verursacht hat. Der Einfluss des Menschen dominiert jedoch, er beträgt mindestens 50 Prozent. Die restlichen 20 bis 30 Prozent sind auf die erwähnte interne Variabilität zurückzuführen. Atmosphäre, Ozeane, Eiskappen und Vegetation: All diese Komponenten des Klimasystems tauschen miteinander Energie, Impuls und Masse aus. In einem komplexen Wechselspiel können sich daraus auch ohne äußeren Antrieb Klimaveränderungen ergeben, sozusagen ganz von alleine.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 2003, Seite 10
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