Weltenwetter

Archive for Juli 2008

Sonnenschein und Unwetter – Die Wetterlage am 28. Juli 2008

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Seit Ende letzter Woche hat das Wetter in Mitteleuropa ein doppeltes Gesicht: Strahlend blauer Himmel mit gelegentlichen Schönwetterwolken, aber dann immer wieder auch dunkle, aufquellende Gewitterwolken und sintflutartige Niederschläge, die besonders im Südwesten Deutschlands Überschwemmungen und große Schäden verursachten. Schauen wir uns die Wetterlage von heute auf einer Aufnahme des europäischen Wettersatelliten Meteosat näher an:

Wetterlage am 28. Juli 2008 um 17:00 Uhr UTC Das Foto im Bereich des sichtbaren Lichts wurde von Meteosat aufgenommen. Der europäische Wettersatellit umkreist die Erde in einer so großen Entfernung, daß er sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit bewegt, mit der sich die Erde um ihre eigene Achse dreht. Dadurch „steht“ der Satellit immer genau über demselben Ort auf der Erdoberfläche, ist also geostationär. Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/

Über dem Nordatlantik befindet sich ein ausgedehnter Höhentrog mit einem Tief südwestlich von Island und einem Tief bei den Britischen Inseln, die beide gut sichtbare Frontensysteme ausgebildet haben. Über Mitteleuropa liegt ein Hochkeil (Höhenrücken) mit einem ausgedehnten Hochdruckgebiet mit Zentrum über Skandinavien. An der Grenze zwischen Höhentrog und Hochkeil treffen südwestliche und östliche Luftströmungen unterschiedlicher Temperatur zusammen. In dieser Konvergenz- und Frontalzone bilden sich zahlreiche Gewitterzellen und aus Wellenstörungen sogar richtige kleine Tiefs.

Eine Stunde später machte Meteosat eine Infrarotaufnahme, auf der die Gewitterzellen als dicke helle Flecken besonders deutlich hervortreten.

Wetterlage am 28. Juli 2998 18:00 Uhr UTC Die Infrarotaufnahme bildet die unsichtbare Wärmestrahlung ab, die vom Land, den Wasserflächen und den Wolken ausgeht. Warme Objekte erscheinen dunkel, kalte Objekte dagegen hell. Aus den Helligkeiten der Objekte ist somit ein direkter Rückschluss auf deren Temperatur möglich. Infrarotbilder gelingen auch in der Dunkelheit der Nacht, denn im Gegensatz zum sichtbaren Licht ist die Wärmestrahlung immer vorhanden. Quellwolken (Cumulus), die sich bis in große Höhen auftürmen wie ganz besonders die Gewitterwolken (Cumulonimbus), sind wegen der mit der Höhe abnehmenden Lufttemperatur an ihrer Oberseite relativ kalt und erscheinen daher hell. Dasselbe gilt für die nur in großer Höhe entstehenden Eiswolken (Cirrus). Die Wolken in niedrigen Höhen sind dagegen jedoch schon fast genauso warm wie die Erdoberfläche darunter und erscheinen somit ähnlich dunkel. Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/

Dazu passend auch die Höhenkarte des amerikanischen Wetterdienstes mit der aktuellen Wetterlage:

Wetterlage am 28. Juli 2008 um 18:00 Uhr UTC Die Farbschattierungen in der Höhenkarte des amerikanischen Wetterdienstes, der sich noch genauere Informationen über die Wetterlage entnehmen lassen, zeigen an, in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa zurückgegangen ist (Höhenangaben in Dekametern!). Da sich warme Luft mehr ausdehnt als kalte Luft, sinkt auch der Luftdruck dementsprechend langsamer mit zunehmender Höhe. Je wärmer also die Luft umso größer die Höhe in der der Luftdruck auf 500 hPa gesunken ist. Man erhält in einer zusammenfassenden Kartendarstellung dann eine 500 hPa-Fläche in Form einer “Landschaft” mit “Bergen” und “Tälern”. In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; in den grünen, blauen und violetten Bereichen hingegen die kalte Luft, mit von grün über blau nach violett sinkender Temperatur. Die Isobaren des Bodenluftdrucks sind als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte gleichen Luftdrucks miteinander. Geringe Abstände zwischen diesen zeigen ein großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt. Die Luftdruckwerte sind auf den Isobaren eingetragen. Die Zahlen auf der 500 hPa-Fläche zeigen die jeweils herrschenden Temperaturen an. Die schwarze Linie markiert den Verlauf der Polarfront, wo die Temperaturgegensätze am größten sind. Quelle: www.wetterzentrale.de

Die Höhenkarte ist das Ergebnis einer Vorausberechnung des Wetters bis 18:00 Uhr UTC mit einem Computermodell, ausgehend von der Wetterlage um 12:00 Uhr UTC . Die Luftmassen mit ihren unterschiedlichen Temperaturen und die Höhenströmung mit einem Hochkeil, eingerahmt von zwei Höhentrögen sind gut zu erkennen und damit auch den schon oben beschriebenen Charakter der aktuellen Wetterlage.

Zu guter Letzt noch eine Infrarotaufnahme der ganzen Erde, ebenfalls von Meteosat. Sie zeigt die wichtigsten Grundmuster des aktuellem Wettergeschehens im Überblick, auch jenseits von Europa:

Wetterlage am 28. Juli 2008 um 15:00 Uhr UTC Quelle: EUMETSAT

Auf der Nord- und auf der Südhalbkugel sind jeweils in mittleren Breiten dynamische Tiefs mit ihren Frontensystemen erkennbar, welche tropische Warmluft und polare Kaltluft miteinander verwirbeln. Wegen des großen Temperaur- und Druckgradienten (Warmluft hat eine größere Ausdehnung als Kaltluft, so daß in einer Luftsäule mit zunehmender Höhe der Luftdruck dementsprechend langsamer zurückgeht!) entstehen starke polwärts gerichtete Höhenwinde, die unter dem Einfluß der Erdrotation (Corioliskraft) zu Westwinden umgelenkt werden, die sich bis zum Boden hin durchsetzen (Westwindzonen). In den Bereichen mit den größten Temperaturgradienten erreichen die Höhenwinde innerhalb der Westwindzonen eine maximale Geschwindigkeit (Jetstream). Aus  Divergenzen (Luftverdichtungen aufgrund von Strömungsschwankungen) in den mehr oder weniger stark mäandernden Jetstreams entwickeln sich die dynamischen Tiefs.  Aus Konvergenzen (Luftverdünnungen) entstehen dagegen dynamische Hochs, in denen die Luft absinkt und sich dabei erwärmt, darunter auch die Subtropenhochs. Infolgedessen bilden sich dort nur wenige Wolken, es ist  heiß und trocken (Wüstengebiete). Besonders auffällig ist die intensive Wolkenbildung über den Tropen. Hier, im Bereich der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ), einer Tiefdruckrinne, strömen die stark erwärmten Luftmassen aus den Subtropenhochs von Nord- und Südhalbkugel zusammen (Konvergenz), werden dadurch gehoben und kühlen dabei ab. Es ist demzufolge feucht, wolken- und niederschlagsreich (moist cloudy regions). Die Innertropische Konvergenzzone (ITCZ) bleibt nicht ortsfest am Äquator, sondern wandert in Abhängigkeit vom Sonnenstand und damit von den Jahreszeiten abwechselnd in Richtung einer der beiden Pole. Dadurch gibt es in den Tropen eine regelmäßige Abfolge von Regenzeiten im Sommer (Monsun) und Trockenzeiten im Winter.

Über einer ausreichend warmen Wasseroberfläche, die genug latente Wärme (Kondensationswärme) liefert, kann sich aus einigen Tiefs der Innertropischen Konvergenzzone auch ein tropischer Wirbelsturm entwickeln, aber nur während der Monate, in denen sich die Innertropische Konvergenzzone weit genug weg vom Äquator befindet. Nur dann ist die Corioliskraft für die Herausbildung einer  Wirbelstruktur hinreichend stark. Auslösend für die  Entstehung tropischer Wirbelstürme sind Konvergenzen (Luftverdichtungen) innerhlb des African Easterly Jets, eines kräftigen mittelhohen  Ostwindes. Dieser wird durch den Temperaturgegensatz zwischen der heißen Saharaluft und der vergleichsweise kühleren Luft über dem tropischen Regenwald und einem dementsprechend von Nord nach Süd gerichteten Luftdruckgefälle (Warme Luft dehnt sich mehr aus als kalte Luft. Der Luftdruck in einer Luftsäule warmer Luft nimmt deshalb von unten nach oben langsamer ab als der Luftdruck in einer Luftsäule kalter Luft!) angetrieben (Gradientenkraft). Wegen der Corioliskraft wird aus dem ursprünglichen südwärtsgerichteten Nordwind ein Ostwind, der African Easterly Jet (Urpassat), der bis in relativ bodennahe Luftschichten hinab reicht, dann aber wegen der Bodenreibung zunehmend in einen Nordostwind ((Nordostpassat) übergeht. Erreicht der  African Easterly Jet, welcher bis weit über den Atlantik reicht, eine kritische Strömungsgeschwindigkeit, so beginnt er zu mäandern. Es entstehen Rossby-Wellen mit Wellenbergen (Tröge), die kühle Luft enthalten und Wellentälern (Rücken) mit warmer Luft. Das verursacht Strömungsschwankungen im African Easterly Jet: Aus Divergenzen (Luftverdünnungen) entstehen bodennahe Hochs mit absinkender Luft, die sich dabei erwärmt, denn die Luft wird von oben angesaugt. Wolken lösen sich auf (Schönwetter). Im Bereich der Konvergenzen (Luftverdichtungen) wird die Luft jedoch gehoben und kühlt die Luft ab, so daß eine sich selbst verstärkende Wolkenbildung einsetzt und  ein  bodennahes Tief entsteht  (Schlechtwetter). Oberhalb des African Easterly Jet herrschen starke Westwinde vor, weil in größeren Höhen die Luft über dem tropischen Regenwald durch die bei der Wolkenbildung frei werdende Kondensationswärme (latente Wärme) noch deutlich wärmer ist als die praktisch wolkenfreie Luft über der Sahara, deren Temperatur mit zunehmender Höhe hier deutlich schneller zurückgeht. Der Temperaturgegensatz in niedriger und mittlerer Höhe kehrt sich also weiter oben  um und damit auch die Richtung der Winde.

 Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 28, 2008 at 11:33 pm

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Unwetter über Norddeutschland

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Am Morgen des 21. Juli 2008 kam es über Norddeutschland zu ungewöhnlich heftigen Regenfällen und Gewittern. Wie es dazu kam, darauf gibt das folgende Satellitenbild die ersten Hinweise:

Über der Nordsee hat sich ein kalter Höhentiefdruckwirbel mit kommaförmiger Wolkenstruktur gebildet. Die hellblauen Linien sind Isobaren, welche Orte miteinander verbinden, wo der gleiche Luftdruck herrscht. So lassen sich Hoch- und Tiefdruckgebiete leichter erkennen. Quelle: http://www.nrlmry.navy.mil/sat-bin/over.cgi

Über der Nordsee bildete sich schon am 20. Juli 2008 in der Höhe ein kalter Tiefdruckwirbel, seinerseits ein Abkömmling eines dynamischen Tiefs in einem Höhentrog. Bei diesem Tief verselbstständigte sich die Höhenkaltluft gegenüber dem dynamischen Prozeß. Die „abgespaltene“ Kaltluft bildete einem Wirbel und bewegte sich als kaltes Höhentief nur noch langsam weiter, währenddessen das dynamische Tief sich mit dem weiterwandernden Trog schnell ostwärts bewegte. Eine gute Übersicht der Wetterlage gibt die Höhenkarte des amerikanischen Wetterdienstes:

Wetterlage am 21.Juli 2008 um 00:00 Uhr UTC: Die Farbschattierungen zeigen an, in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa zurückgegangen ist (Höhenangaben in Dekametern!). Da sich warme Luft mehr ausdehnt als kalte Luft, fällt auch der Luftdruck dementsprechend langsamer mit zunehmender Höhe. Je wärmer also die Luft umso größer die Höhe in der der Luftdruck auf 500 hPa gesunken ist. Man erhält in einer zusammenfassenden Kartendarstellung dann eine 500 hPa-Fläche in Form einer “Landschaft” mit “Bergen” und “Tälern”. In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; in den grünen, blauen und violetten Bereichen hingegen die kalte Luft, mit von grün über blau nach violett sinkender Temperatur. Die Isobaren des Bodenluftdrucks sind als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte gleichen Luftdrucks miteinander. Geringe Abstände zwischen diesen zeigen ein großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt. Die Luftdruckwerte sind auf den Isobaren eingetragen. Die Zahlen auf der 500 hPa-Fläche zeigen die jeweils herrschenden Temperaturen an. Die schwarze Linie markiert den Verlauf der Polarfront, wo die Temperaturgegensätze am größten sind, denn an der Polarfront treffen tropische Warmluft und polare Kaltluft aufeinander. Dem Temperaturgegensatz entspricht ein mit der Höhe zunehmendes Druckgefälle von der Warm- zur Kaltluft. Unter dem Einfluß der Erdrotation entsteht ein kräftiger westlicher Höhenwind, der Jetstream. Aus Divergenzen in dem mehr oder weniger stark mäandernden Jetstreams entwickeln sich dynamische Tiefs, welche tropische Warmluft und polare Kaltluft miteinander verwirbeln. Aus Konvergenzen entstehen dagegen dynamische Hochs, darunter auch die Subtropenhochs.  Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

Am Morgen des 21. Juli 2008 erreichte das Höhentief Norddeutschland.

Wetterlage am 21.Juli 2008 um 06:00 Uhr UTC: Die Infrarotaufnahme bildet die unsichtbare Wärmestrahlung ab, die vom Land, den Wasserflächen und den Wolken ausgeht. Warme Objekte erscheinen dunkel, kalte Objekte dagegen hell. Aus den Helligkeiten der Objekte ist somit ein direkter Rückschluss auf deren Temperatur möglich. Infrarotbilder gelingen auch in der Dunkelheit der Nacht, denn im Gegensatz zum sichtbaren Licht ist die Wärmestrahlung immer vorhanden. Quellwolken (Cumulus), die sich bis in große Höhen auftürmen wie ganz besonders die Gewitterwolken (Cumulonimbus), sind wegen der mit der Höhe abnehmenden Lufttemperatur an ihrer Oberseite relativ kalt und erscheinen daher hell. Dasselbe gilt für die nur in großer Höhe entstehenden Eiswolken (Cirrus). Die Wolken in niedrigen Höhen sind dagegen jedoch schon fast genauso warm wie die Erdoberfläche darunter und erscheinen somit ähnlich dunkel. Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/

Das kalte, allseitig von relativ warmer Luft umgebene Höhentief (Kaltlufttropfen) brachte eine labile Luftschichtung. Die Kaltluft „stürzt“ dabei von oben nach unten, die wärmere Luft bekommt Auftrieb und es entstehen Konvektionszellen. Durch die Hebung, der von der Meeresoberfläche angefeuchteten Luftmassen bilden sich Quellwolken (Cumulus), darunter auch viele hochreichende Gewitterwolken (Cumulonimbus). Im Einflussgebiet des kalten Höhentiefs gibt es dann heftige Unwetter mit Starkregen und Gewittern. Da die bei der Wolkenbildung freigesetzte Kondensationswärme (latente Wärme) ihrerseits wieder die Wolkenbildung antreibt, verhält sich diese stets bis zu einem gewissen Grade selbstverstärkend. Der sich dabei am 21. Juli 2008 entwickelnde Tiefdruckwirbel mit Kommaform war in Erscheinungsbild und Entstehungsweise ein Polartief.

Jens Christian Heuer

Written by jenschristianheuer

Juli 21, 2008 at 11:40 pm

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Wirbelsturm über der Nordsee?

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Am 11. Juli 2008 entwickelte sich über der Nordsee östlich von Schottland über einige Stunden lang eine Wirbelstruktur von etwa 200 km Durchmesser, die ähnlich wie ein tropischer Wirbelsturm (Hurrikan) ein Auge ausbildete. Auf der Aufnahme des amerikanischen Wettersatelliten NOAA 18 ist das sehr schön zu sehen:

Der „Wirbelsturm“ über der Nordsee östlich von Schottland hat ein Auge in seinem warmen Zentrum ausgebildet. Der Wirbel über dem nördlichen Skandinavien ist dagegen ein „normales“ dynamisches Tief mit einem kaltem Zentrum und einem deutlich ausgeprägten Frontensystem. Quelle: http://wekuw.met.fu-berlin.de/~SatellitenDaten/

Es scheint sich nicht um ein „normales“ dynamisches Tief zu handeln, so wie es uns in Europa vertraut ist, denn in seinem Zentrum befindet sich ein Auge, wo sich die Wolken auflösen, was darauf hindeutet, daß die Luft hier absinkt. Das Zentrum des Tiefs ist also warm! Dynamische Tiefs haben hingegen immer ein kaltes Zentrum! Hinzu kommt noch die symmetrische Struktur des Wirbels, die keine eindeutige Frontenbildung erkennen lässt.

Exkurs: Wichtige Eigenschaften und Unterschiede zwischen dynamischen Tiefs (Cyclonen) und tropischen Wirbelstürmen (Hurrikane, Taifune)

Dynamische Tiefdruckgebiete entstehen an der Fronalzone (Polarfront), wo tropische Warmluft und polare Kaltluft aufeinander treffen. Die beiden Luftmassen strömen wegen der Ablenkung durch die Erdrotation (Corioliskraft) in entgegengesetzten Richtungen aneinander vorbei. Da der Luftdruck in warmer Luft mit zunehmender Höhe langsamer abnimmt als in kalter Luft, ergibt sich aus dem Temperaturgefälle zwischen tropischer Warmluft und polarer Kaltluft ein mit der Höhe immer größer werdendes Luftdruckgefälle (Druckgradient). Daraus resultiert eine Gradientenkraft, die einen starken, polwärts gerichteter Höhenwind hervorruft, welcher durch die von der Erdrotation (Corioliskraft) zu einem Westwind abgelenkt wird (Jetstream). Die Temperatur- und Druckgegensätze sind aber nicht an allen Abschnitten der Frontalzone genau gleich groß und damit auch nicht die Windgeschwindigkeiten innerhalb der Jetstreams. Durch diese Unregelmäßigkeiten beginnt der Jetstream zu mäandern (Rossby-Wellen). Die Höhenströmung wird dadurch abwechselnd beschleunigt und wieder abgebremst. Die Wellenberge (Hochkeile, Höhenrücken) der Rossby-Wellen enthalten tropische Warmluft, die Wellentäler(Höhentröge) polare Kaltluft.

Auf der Rückseite eines Troges (die Westseite bei einem von West nach Ost gerichteten Jetstream) wird die Luft abgebremst, denn die Luftteilchen erfahren neben der Gradientenkraft eine Zentrifugalkraft in genau die entgegengesetzte Richtung. Der Jetstream wird langsamer und durch die noch mit  größerer Geschwindigkeit nachfolgende Luft gibt es eine Luftverdichtung (Konvergenz). Die Luftsäule in diesem Bereich gewinnt an Masse, so daß der Bodenluftdruck steigt. Die Luft weicht ringsherum nach außen aus (Divergenz am Boden) und es bildet sich ein abwärts gerichteter Hochdruckwirbel. Auf diese Weise entstehen die dynamischen Hochdruckgebiete (Anticyclonen), die sich auf der Nordhalbkugel (Südhalbkugel)wegen der Corioliskraft im Uhrzeigersinn (Gegenuhrzeigersinn)drehen und äquatorwärts ausscheren. Da die Luft in einem solchen Hochdruckgebiet nach unten sinkt und sich dabei erwärmt, wird die Wolkenbildung erschwert und vorhandene Wolken lösen sich größtenteils auf.

Auf der Vorderseite eines Troges (die Ostseite bei einer von West nach Ost gerichteten Höhenströmung) nimmt die Strömungsgeschwindigkeit wieder zu, da die abbremsende Zentrifugalkraft wegfällt. Die mit einer noch geringeren Geschwindigkeit nachfolgende Luft kommt nicht hinterher und es kommt zu einer Luftverdünnung (Divergenz). Die Luftsäule in diesem Bereich verliert an Masse und der Bodenluftdruck fällt. Die Luft strömt von ringsherum herbei (Konvergenz am Boden) und es bildet sich ein aufwärts gerichteter Tiefdruckwirbel. Die Luft im Zentrum des Tiefdruckwirbels wird gehoben, kühlt dabei ab und bei ausreichender Luftfeuchtigkeit bilden sich Wolken. Das Zentrum eines dynamischen Tiefs ist also immer kalt! Auf diese Weise entstehen die dynamischen Tiefdruckgebiete (Cyclonen), die sich auf der Nordhalbkugel (Südhalbkugel) wegen der Corioliskraft im Gegenuhrzeigersinn (Uhrzeigersinn)drehen und polwärts ausscheren. Das horizontale Temperaturgefälle (Temperaturgradient) zwischen tropischer Warmluft und polarer Kaltluft an der Frontalzone ist also letztendlich der Antrieb für die Bildung dynamischer Tiefdruckgebiete!

Durch die von ihrem Tiefdruckzentrum ausgehende Drehbewegung stößt warme Luft polwärts gegen die Kaltluft vor (Warmfront), und im Gegenzug stößt kalte Luft äquatorwärts gegen die Warmluft (Kaltfront) vor. Diese Frontenbildung ist ein typisches Merkmal dynamischer Tiefs! An der Warmfront, wo die warme Luft langsam über die kältere Luft nach oben gleitet, bilden sich Schichtwolken, und es fängt häufig über längere Zeit an zu regnen (Landregen). In größeren Höhen, wo es kälter ist, bilden sich Eiswolken (Cirrus). Die Kaltfront und die dahinter befindliche Kaltluft bewegen sich wesentlich schneller als die vorauseilende Warmluft, die wegen ihrer Aufstiegstendenz eine schwächer ausgeprägte Vorwärtsbewegung hat. Die Warmluft wird so nach und nach von der herannahenden Kaltluft durchdrungen, erfährt dabei, da sie leichter ist, einen starken Auftrieb (labile Luftschichtung), und es bildet sich eine ausgeprägte Quellbewölkung. Bei kräftigen Winden kommt es zu sehr heftigen Regenschauern, oft auch zu Gewittern mit Hagel. Der Warmluftsektor wird nach und nach zusammengeschoben. Warm- und Kaltfront vereinigen sich dabei zu einer Mischfront (Okklusion) bis der Warmluftsektor völlig verschwunden ist. Dynamische Tiefdruckgebiete verwirbeln also tropische Warmluft und polare Kaltluft miteinander und sorgen damit für einen gewissen Temperaturausgleich zwischen der Äquatorregion und  den Polen.

Später löst sich das Tief dann ganz auf. Die durchschnittliche Lebensdauer liegt bei knapp einer Woche. Dieses recht lange Überleben ist nur möglich, weil die von der Erdrotation verursachte, die Luftströmungen ablenkende Corioliskraft dafür sorgt, daß der Druckausgleich zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten nicht auf geradem, direktem Wege erfolgen kann.

Tropische Wirbelstürme entstehen normalerweise nur über offenem Wasser und auch immer nur dann, wenn die Wassertemperatur ausreichend hoch (mindestens 26°C) und die Luft darüber kalt genug ist. Je  wärmer das Meerwasser ist, d.h. je mehr Wasser verdunstet, umso mehr Energie steht dem Wirbelsturm zur Verfügung: Die über dem Wasser erwärmte, feuchte Luft wird gehoben und kühlt dabei ab. Kältere Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen, so daß in der aufsteigenden Luft schließlich Wolkenbildung einsetzt. Dabei wird fortlaufend die für die Verdunstung des Wassers zuvor verbrauchte Energie (latente Wärme) als Kondensationswärme wieder freigesetzt. Das wiederum verstärkt den Auftrieb der Luft, die solange weiter aufsteigt,wie sie noch eine höhere Temperatur als die Umgebungsluft hat. Ein hohes vertikales Temperaturgefälle (Temperaturgradient) ist als Antrieb für den sich selbst verstärkenden Prozeß  der Wolkenbildung und damit letztendlich auch für die Entstehung des tropischen Wirbelsturms entscheidend! Horizontale Temperaturunterschiede, also Frontalzonen zwischen warmen und kalten Luftmassen gibt es dagegen nicht! Wichtig ist, daß genug latente Wärme durch Wasserverdunstung nachgeliefert wird. Es bilden sich auf diese Weise gewaltige Wolkentürme die bis in enorme Höhen anwachsen können. Die aufsteigende Luft wird durch den Einfluss der Erdrotation (Corioliskraft) abgelenkt, und so entsteht ein Wirbel, der ein sich verstärkendes Tiefdruckgebiet bildet, das immer mehr feuchtwarme Luft von allen Seiten ansaugt. Die Drehbewegung wird immer schneller, angetrieben durch die latente Wärme. Ein tropischer Wirbelsturm wirkt als eine gigantische Kühlmaschine, die Wärme von der Wasseroberfläche in große Höhen transportiert, wo sie als Infrarotstrahlung in den Weltraum abgegeben wird. Die Drehbewegung wird innerhalb des tropischen Wirbelsturms zum Zentrum hin immer schneller. Die Zentrifugalkräfte werden  dabei oft so groß, daß sich im Zentrum trotz der Bodenreibung, welche die Wirkung der Corioliskraft abschwächt, ein  beinahe windstilles Auge bildet, in dessen Außenrand, der Eyewall, der Auftrieb der feuchtwarmen Luftmassen besonders groß ist. Vom Auge wird aus der Höhe Luft angesaugt, die sich auf ihrem Weg nach unten immer mehr erwärmt. Deshalb lösen sich vorhandene  Wolken größtenteils auf, und so ist das Auge wolkenarm. Das Zentrum eines tropischen Wirbelsturms ist immer warm! Der entstandene Wirbelsturm bewegt sich dann mit der jeweils vorherrschenden Luftströmung. Bleibt nachzutragen, daß das auslösende Moment für die  Entstehung der tropischen Wirbelstürme Konvergenzen (Luftverdichtungen) innerhlb eines mittelhohen, tropischen  Ostwindes sind. Durch das Temperaturgefälle (Temperaturgradient) zwischen der heißen Saharaluft und der vergleichsweise kühleren Luft über dem tropischen Regenwald entwickelt sich über Afrika unter Beteiligung der Corioliskraft in mittlerer Höhe ein kräftiger Ostwind (African Easterly Jet, Urpassat), der bis in relativ bodennahe Luftschichten hinab reicht, dann aber wegen der Bodenreibung zunehmend in einen Nordostwind (Nordostpassat) übergeht, sich bis über den Atlantik und noch weiter fortsetzt und ab einer kritischen Strömungsgeschwindigkeit Rossby-Wellen ausbildet. An der Vorderseite der Tröge (hier die Westseite, weil es ein Ostwind ist), welche die kühlere Luft enthalten, treten Divergenzen (Luftverdünnungen) auf, welche von oben Luft ansaugen. Die absinkende Luft erwärrmt sich, Wolken lösen sich auf und es bildet sich ein bodennahes Hoch (Schönwetter). An der  Rückseite der Tröge jedoch (hier die Ostseite), treten Konvergenzen (Luftverdichtungen) auf und die Luft muss nach oben ausweichen. Dabei wird sie gehoben, kühlt ab, Wolkenbildung setzt ein und durch den Sog nach oben entsteht ein  bodennahes Tief (Schlechtwetter). Über einer ausreichend warmen Wasseroberfläche, die genug latente Wärme liefert, kann dann sogar ein tropischer Wirbelsturm dabei herauskommen.

    

 Links:Nordsee – Hurrikan“, Ausschnittsvergrößerung der Aufnahme von oben
 Rechts: Hurrikan „Fran“, Quelle: NOAA (USA)

Trotz aller Ähnlichkeiten handelt es sich bei der Wirbelstruktur in der Nordsee aber mit Sicherheit nicht um einen tropischen Wirbelsturm. Dafür reichen die Wassertemperaturen einfach nicht aus. Vielleicht ist es ein sogenanntes Polartief. Dieses ähnelt dem tropischen Wirbelsturm in Aufbau und Verhalten. Polartiefs bilden sich bei einem ausreichend hohen vertikalen Temperaturgradienten, der immer dann erreicht werden kann, wenn eiskalte Polarluft über eine relativ warme Wasseroberfläche hinwegströmt. Die Wasseroberfläche ist in diesem Fall dann warm genug, denn nicht die absolute Wassertemperatur ist entscheidend, sondern es ist der Temperaturunterschied zwischen Wasseroberfläche und den darüber liegenden Luftschichten, der als Antriebsmoment für die aufwärts gerichtete Wirbelbildung wirkt! Die Windgeschwindigkeiten innerhalb der Polartiefs können Hurrikanstärke erreichen. Polartiefs sind allerdings im Vergleich zu tropischen Wirbelstürmen deutlich kurzlebiger. Das trifft auch auf den „Nordsee-Hurrikan“ zu, der nur einige Stunden lang überdauerte.

Jens Christian Heuer 

Written by jenschristianheuer

Juli 15, 2008 at 10:00 pm

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Zerfall des Wilkins-Schelfeises in der Westantarktis

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Am Wilkins-Schelfeis ist die größte Eisplatte seit Beginn der Satellitenaufnahmen abgebrochen. Das Eis bröckelt täglich. Radaraufnahmen des europäischen Umweltsatelliten ENVISAT (http://envisat.esa.int) zeigen, daß seit Ende Juni eine Eisplatte von 1350 Quadratkilometern Fläche abgebrochen ist. Das sind mehr als 10% der Gesamtfläche. Eigentlich sind Abbrüche normal, aber in der letzten Zeit kommen sie immer häufiger vor und nun sogar auch im antarktischen Winter. Schon im Februar waren 425 Quadratkilometer weggebrochen, im Mai verlor das Wilkins-Schelfeis in nur zwei Tagen 120 Quadratkilometer. Der jetzige Abbruch hat mit seinen 1350 Quadratkilometern ein weit verheerenderes Ausmaß. Neue Daten des British Antarctic Survey, des britischen Polarforschungsprogramms, belegen, daß die Wassertemperaturen im Bereich der antarktischen Halbinsel angestiegen sind. Das Schelfeis taut deshalb von unten. Da dies an verschiedenen Stellen unterschiedlich schnell geschieht, ergeben sich unterschiedlich große Auftriebskräfte, die  zu Biegespannungen im Eis führen und dann zu Rissen von 10 bis 20 km Länge, die sich schlagartig ausdehnen. Durch die Eisabbrüche entstehen neue Biegespannungen und Risse im Eis. Diese Schädigungszonen destabilisieren das Schelfeis weiter und erlauben eine Vorhersage, wo das Eis als nächstes brechen wird. Schmelzwasser spielt zumindest im antarktischen Winter keine Rolle bei der Destabilisierung der Schelfeisfläche, da diese dann komplett zugefroren ist. Die Analyse der aktuellen Satellitendaten hat ergeben, daß das aktuelle Abbruchereignis noch nicht vorbei ist. Die Risse deuten darauf hin, daß am Ende bis zu 2150 Quadratkilometer abgebrochen sein werden.

Das Wilkins – Schelfeis zerbricht. Schelfeis ist eine große Eisplatte, die zwar auf dem Wasser schwimmt, aber mit einem Gletscher an Land fest verbunden ist. Am äußeren Rand der Eisplatte brechen immer wieder Eisberge ab. Man spricht vom „Kalben“ des Schelfeises. Wenn das Schelfeis aber ganz verschwindet, wandern die Festlandgletscher schneller in Richtung Meer.
Die Stabilität des antarktischen Festlandeisschildes gerät in Gefahr. Quelle: ESA

Der beschleunigte Zerfall des westantarktischen Schelfeises könnte mit dem globalen Klimawandel durch die zunehmende Emission von Treibhausgasen zusammenhängen. Aber die Erwärmung der westantarktischen Halbinsel geht mit einer gleichzeitigen Abkühlung der flächenmäßig viel größeren Ostantarktis einher. Dieser scheinbare Widerspruch zur Theorie der globalen Erwärmung durch Treibhausgase lässt sich  aber womöglich auflösen. Dazu 4 Thesen:

1) Das Ozonloch, schwerpunktmäßig über der sehr kalten Ostantarktis führt dort zu einer direkten Abnahme des Treibhauseffektes, denn Ozon ist ein Treibhausgas wie Kohlendioxid und Methan.

2) Die Abkühlung der Stratosphäre über der Antarktis durch Ozonabbau und Zunahme des stratosphärisch abkühlend wirkenden Kohlendioxids verstärkt den Polarwirbel und damit auch den südlichen Polarfrontjetstream und die Westdrift. Dadurch wird die polare Kaltluft der Antarktis besser eingeschlossen. Die nun überwiegende zonale (breitenkreisparallele) Luftzirkulation lässt die gesamte Antarktis kälter werden! Aber:

3) Die weit nach Norden ragende Antarktische Halbinsel der Westantarktis liegt voll im Einflussbereich der Westdrift, also auch der von West nach Ost ziehenden dynamischen Tiefdruckgebiete, die relativ milde Luft mitführen. Die meridionale (längenkreisparallele) Ausrichtung der westantarktischen Halbinsel begünstigt meridionale Luftströmungen, wodurch milde Luftmassen die Westantarktis besonders leicht erreichen können. Entsprechendes geschieht auch mit den durch die Westdrift angetriebenen Meeresströmungen.

4) Die globale Erwärmung verschiebt den Polarfrontjet der Südhalbkugel und damit auch die dazugehörige Westdrift südpolwärts.Ursache ist ein „Vordringen“ der tropischen Warmluft und ein „Rückzug“ der Kaltluft in die engere Polregion. Das verstärkt noch die Erwärmung der Westantarktis und erklärt auch die ansatzweise schon beginnende Erwärmung der ostantarktischen Küste. Dementsprechend verändern sich auch wiederum die von der Westdrift angetriebenen Meeresströmungen.

Auch die Karte der Temperaturtrends in der Antarktis von 1984-2004 scheint diese 4 Thesen zu bestätigen:

Stichwort Treibhausgase: Der Erdboden absorbiert die Strahlung der Sonne , wandelt sie in Wärme um und wirkt als Heizfläche für die Atmosphäre darüber. Entsprechend seiner Temperatur strahlt der Erdboden im Infraroten in Richtung Weltraum. Diese Infrarotstrahlung wird aber teilweise durch die Treibhausgase (Kohlendioxid, Wasserdampf, Methan, Lachgas und Ozon)  wiederum zurückgehalten. Die Moleküle der Treibhausgase sind infrarotaktiv und absorbieren bestimmte ausgewählte Wellenlängen der Infrarotstrahlung des Erdbodens – wobei sie in Schwingungen geraten – und geben einen Großteil der empfangenen Energie durch Stöße an die zahlreichen Nachbarmoleküle anderer Atmosphärengase ab, wozu natürlich auch die jeweils anderen Treibhausgase gehören. Die Atmosphäre erwärmt sich dabei ein wenig, und die in ihr enthaltenen Treibhausgase strahlen dementsprechend im  Infraroten. Ein Teil  davon gelangt als infrarote Gegenstrahlung wieder zurück zum Erdboden, der dadurch zusätzliche Wärme erhält. Der Erdboden wird dadurch wärmer als durch die Sonnenstrahlen alleine. Die Wirkungen der Treibhausgase addieren sich, können sich aber auch gegenseitig überproportional verstärken. Nimmt beispielsweise die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Luft zu, so wird es nur ein wenig wärmer. Die wärmere Luft kann jedoch mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Wasser (H2O) ist ein wesentlich stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid (CO2). Damit verstärkt das H2O in der Atmosphäre den relativ geringen Treibhauseffekt des CO2 (Wasserdampfverstärkung).

In der Stratosphäre erreicht aber kaum noch Infrarotstrahlung vom Erdboden die Treibhausgase, da die Treibhausgase in der Troposphäre darunter schon fast alles absorbiert haben. Die Treibhausgase in der Stratosphäre werden nur durch Zusammenstöße mit Molekülen anderer Atmosphärengase erwärmt. Da die Luft hier schon recht dünn ist, können sie einen erheblichen Teil der so erhaltenen Wärme in den Weltraum abstrahlen, bevor sie durch erneute Zusammenstöße mit Nachbarmolekülen wieder zurückgegeben werden kann. Diese Wärme geht der Stratosphäre damit unwiderruflich verloren. Eine Zunahme von Treibhausgasen wirkt in der Stratosphäre also abkühlend, was sich ganz besonders in der Polarnacht bemerkbar macht, wo es praktisch keine Wärmezufuhr durch die Sonne mehr gibt. Dadurch wird auch der Polarwirbel verstärkt.

Stichwort Polarwirbel: Der Polarwirbel bildet sich in der Stratosphäre, der nächsthöheren Atmosphärenschicht oberhalb der Troposphäre, wo sich die allermeisten Wettervorgänge abspielen. Der Polarwirbel ist ein Tiefdruckwirbel, der bis in die mittlere Troposphäre hinabreicht. Die Stratosphäre enthält größere Mengen an Ozon, das die für das Leben gefährlichen Anteile der von der Sonne kommenden Ultraviolettstrahlung absorbiert. Deshalb ist die Stratosphäre deutlich wärmer als die obere Troposphäre. Ein Polarwirbel bildet sich nur, wenn die Stratosphäre über dem Pol sehr kalt wird. Das passiert immer während der Polarnacht, wenn keine Sonnenstrahlen das vorhandene Ozon erwärmen können. Ein kräftiger Polarwirbel treibt den Jetstream an und verstärkt damit die Westdrift.

Stichwort Polarfrontjetstream: An der Polarfront, wo tropische Warmluft und polare Kaltluft aneinander grenzen, entwickelt sich aufgrund des Temperaturunterschieds ein starker Höhenwind, der Jetstream, welcher maßgeblich das Wettergeschehen bestimmt: Durch den Temperaturunterschied entsteht mit zunehmender Höhe ein immer deutlicheres Luftdruckgefälle (Druckgradient) zwischen den beiden Luftmassen, da sich warme Luft mehr ausdehnt als kalte Luft (In warmer Luft nimmt der Luftdruck mit zunehmender Höhe dementsprechend langsamer ab). Dieses Luftdruckgefälle treibt den Jetstream an, eine polwärts gerichtete Höhenströmung, die wegen der Erdrotation aber zu einem Westwind abgelenkt wird und sich oft bis zum Boden hin durchsetzt (Westdrift). Bei Erreichen einer kritischen Strömungsgeschwindigkeit beginnt der Jetstream zu mäandern (Rossby-Wellen). Kleine Störungen im Jetstream aufgrund eines nicht überall gleichen Temperaturgefälles an der Polarfront (Konvergenzen und Divergenzen) erzeugen abwärts gerichtete Hochdruckwirbel und aufwärts gerichtete Tiefdruckwirbel, welche dann die polare Kaltluft und die tropische Warmluft miteinander vermischen. Folge: Das Temperatur- und Druckgefälle an der Polarfront geht zurück. In den abwärts gerichteten Hochdruckwirbeln (Hochs) sinken die Luftmassen großflächig ab und erwärmen sich dabei. Die Wolkenbildung wird infolgedessen erschwert, vorhandene Wolken lösen sich auf, und das Wetter ist heiter und trocken. Innerhalb der aufwärts gerichteten Tiefdruckwirbeln werden die Luftmassen gehoben und kühlen sich dabei ab, so daß sich bei ausreichender Luftfeuchtigkeit viele Wolken bilden können. Sehr oft kommt es dann auch zu Niederschlägen.  Die Hochs befinden sich innerhalb der mit tropischer Warmluft gefüllten Wellenberge (Hochkeile) der Rossby-Wellen, die Tiefs dagegen (vorwiegend) innerhalb der mit polarer Kaltluft gefüllten Wellentäler (Höhentröge). Einige Hochs bilden gemeinsam den subtropischen Hochdruckgürtel. Die Tiefs wandern mit der Westdrift und sorgen unter ihren Zugbahnen für ein wechselhaftes aber mildes Wetter. Durch einen starken, nur wenig mäandernden Jetstream wird die polare Kaltluft wie von einem Zaun eingeschlossen, aber auch die tropische Warmluft kann kaum polwärts vordringen. Ein meridionaler (längenkreisparalleler) Luftaustausch findet also praktisch nicht statt. Dem Wechsel der Jahreszeiten folgend, verlagert sich der Polarfrontjetstream; im Sommer polwärts und im Winter  äquatorwärts.

Jens Christian Heuer 

Quelle: ESA Earthnet Online http://envisat.esa.int/ 

Written by jenschristianheuer

Juli 13, 2008 at 8:00 am

Veröffentlicht in Klimaforschung, Klimawandel

“Anthropogener“ Meeres-Spiegel-Anstieg: Vom Konstrukt zur Panik ?

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Z u s a m m e n f a s s u n g:  Es wird dargestellt, daß aufgrund der unsymmetrischen komplizierten Oberflächenform der Erde ein gleichmäßiger Meeresspiegel nicht existiert. Geophysikalische und meteorologische Effekte führen in verschiedenen zeitlichen Skalen zu ständigen Veränderungen, mit großen regionalen Unterschieden. Es wird diskutiert, inwieweit durch Veränderungen der polaren Eismassen der Meeresspiegel steigen kann  –  in naher und in fernerer Zukunft. Dazu werden auch die Prozesse von Eis und Meer seit der letzten Eiszeit betrachtet. Die in der aktuellen Literatur besprochenen Pegelmessungen werden in ihren Trends dargestellt und erörtert. Seit ca. 15 Jahren erfolgt die Messung des Meeresspiegels mit Satelliten-Radar-Instrumenten. Die seit ca. 30 Jahren veröffentlichten Prognosen der Meeresspiegel-Entwicklung werden aufgeführt, auf aktuelle Signale hin besprochen, und auf die künftige Eintritts-Wahrscheinlichkeit hin diskutiert. 
 
Vorbemerkung: In den Medien vergeht kaum eine Woche, in der nicht die angeblich bevorstehende Klima-Katastrophe für überflutete Küsten, untergehende Inseln und fliehende Menschen verantwortlich gemacht wird. Jedoch  – die eigentlichen Überflutungs-Extreme liegen hinter uns, nämlich in den vergangenen Jahrtausenden seit der letzten Eiszeit, die vor rund 10 Tausend Jahren endete. Selbst in den jüngeren Jahrhunderten gab es Phasen (Transgressionen), in denen der Meeresspiegel deutlich schneller/höher angestiegen ist als z.B. im 20. Jahrhundert. Was vor uns liegt, das ist zwar ungewiß, aber die Katastrophen-Prognosen hinsichtlich dramatischer Küsten-Überflutungen haben keine naturwissenschaftliche Absicherung.
 

Der Meeres-Spiegel  –  was ist das ? Eine Fläche (ein “Spiegel“) kann die Meeresoberfläche ohnehin nicht sein, denn die Erde ist (in erster Näherung) eine Kugel. Die “Haut“ dieser Kugel besteht zwar zu immerhin 71% aus Wasser, aber diese ist weder spiegel-glatt noch eben noch überhaupt irgendwie gleichmäßig. Diese Erkenntnis wird zwar seit wenigstens 100 Jahren in der Schule vermittelt (…vom Rotations-Ellipsoid zum Geoid…), aber die kaum glaubliche reale “verschrumpelte“ Form unsere Erdoberfläche konnte man erst mit den neueren Generationen der Satelliten-Radar-Instrumente (Mikrowellen-Bereich) vermessen. Sehr überzeugend und international anerkannt ist daraus ein Erd-Modell (Abb.1) konstruiert worden, das die Wissenschaftler des Geo-Forschungs-Zentrum Potsdam (GFZ) sehr anschaulich eine “Kartoffel“ nennen [1]. 

Abb.1 Quelle: GFZ Potsdam

Die Darstellung in Abb.1 ist um der Anschaulichkeit willen stark “überhöht“, also nicht maßstabs-gerecht. Die Kontinente ragen heraus, in Form und Höhe durch ihrer Entstehungs-Geschichte gekennzeichnet.

Sehr anschaulich ergibt sich aber schon auf den ersten Blick noch etwas:  Auch der Meeresspiegel hat überall eine unterschiedliche “Höhe“, ob man ihn nun auf den Erdmittelpunkt, auf eine mathematische Kugel-Oberfläche oder irgendeinen fiktiven mittleren Oberflächen-Pegel bezieht. Dazu sagt das GFZ [1]1: 

“Der Meeresspiegel liegt bis zu 110 Metern unter und bis zu 85 Metern über den errechneten Werten. Ursache ist die ungleichmäßige Verteilung dichter Gesteine im Erdinnern und die dadurch bewirkte unterschiedliche Anziehung des Wassers.“ So beträgt z.B. die Differenz selbst zwischen zwei nahezu benachbarten Meeren wie dem Südatlantik und dem Indischen Ozean rund 200 m.

Das regionale Schwerefeld ist also verantwortlich für den “örtlichen Meeresspiegel“. Da sich das Schwerefeld der Erde ständig verändert (z.B. durch Magma-Ströme), so verändert sich auch die Meeres-Oberfläche ständig. Mit irgendeiner “Klima-Katastrophe“ hat das bis hierher nichts zu tun.

Badewanne Meer Meere und Seen ruhen nicht “in sich“, sondern sind außer dem variablen Schwerefeld noch etlichen anderen Kräften ausgesetzt, zum Beispiel den Gezeiten sowie Änderungen von Luftdruck, Wind, Stürmen, globalen Windsystemen, Meeresströmen… u.a.m.. Daß Sturmtiefs den Meeresspiegel kurzfristig verändern können, wird bei mancher Schiffsreise und bei jeder Sturmflut anschaulich. Aber auch stetige Windsysteme wie die Passate oder die Westwindgürtel der gemäßigten Breiten bewegen Wassermassen. Sie verursachen und treiben ihrerseits die großen Meeres-Ströme auf den Ozeanen. Da alle genannten Kräfte nicht konstant oder gleichmäßig sind, kommt es auf den Meeres-Oberflächen dieser Welt zu Schwingungen in vielen zeitlichen und räumlichen Größenordnungen. Wassermassen schwappen hin+her wie in einer riesigen Badewanne. In Deutschland sind dabei vielleicht am meisten bekannt die Schwingungen solcher Art in der Ostsee, die sgn. “Seiches“. Diese können auch dort im Zusammenwirken mit umspringendem Wind zu extremen Küsten-Überflutungen führen, wie z.B. die berüchtigte und verheerende Ostsee-Sturmflut von 1872 an den Schleswig-Holsteinischen Küsten zeigte.

In ganz anderer zeitlicher Größenordnung (Jahrzehnte…Jahrhunderte) liegen z.B. Schwingungen von Passaten oder zonalen Luftdruck- und Wind-Gürteln (NAO, ElNino, ENSO, Monsune,…), die alle zu mittel- und langfristigen Veränderungen von Meeresoberflächen führen, regional und/oder auch großräumig. Dabei können Meeresoberflächen-Erhöhungen und -Absenkungen auf den Ozeanen in relativer Nähe liegen.

Einen weltweiten, für alle Küsten einheitlichen “Normal-Null“-Wert kann es folglich nicht geben. “Die Höhe des mittleren Meeresspiegels ist ein von Land zu Land verschieden genormter Wert, in Deutschland etwa der mittlere Amsterdamer Pegel, in Österreich traditionellerweise der mittlere Adriapegel in Triest von 1875“ [2]

Bei alledem kann es nicht wundern, wenn z.B. der Hamburger Professor Winfried Siefert sagt [3]:

‘Der Meeresspiegel entpuppt sich bei näherer Betrachtung immer mehr als eine rechnerische Krücke, unzulänglich und vor allem wenig aussagekräftig. Besonders, wenn er allein als Maßstab dienen soll. Oder wenn aus ihm Horrorszenarien abgeleitet werden…‘

Zwischen-Fazit: Pegeländerungen an den Küsten haben stets mehrere Ursachen, die sich überlagern. Mit irgendeiner Klima-Katastrophe hat das zunächst nichts zu tun.

Meeres-Flut durch schmelzendes Pol-Eis ? Seit ca. 30 Jahren nehmen Eismasse und Eisbedeckung am Nordpol ab, am Südpol zu. Während das stetige Wachsen des antarktischen Eispanzers in den Medien und damit in der Öffentlichkeit kaum zur Kenntnis genommen wird, sorgen die Meldungen vom Nordpol regelmäßig für panikartige Darstellungen überfluteter Küsten. Einer physikalischen Nachprüfung halten solche Meldungen nicht stand, denn wenn schwimmendes Eis schmilzt, dann steigt der Wasser-Spiegel um keinen Millimeter, weder in einem Cola-Glas noch im Nordmeer („Archimedisches Prinzip“).

Anders ist die Sache, wenn auf Kontinenten liegendes Eis schmilzt, wie auf Grönland. Allerdings  –  auch dadurch entsteht für eine überschaubare Zukunft kein Problem: Unterhalb von 1500 m schmilzt in Grönland zwar Eis, aber die gleiche Menge wird derzeit im dortigen Höhenbereich 1500-3000 m akkumuliert [4]. Die Massenbilanz ist in etwa ausgeglichen, für einen Meeresspiegelanstieg bleibt nichts.

Dazu sagt eine zusammenfassende Studie [5]: „Zwally (2005) kommt an den Rändern Grönlands zu einem deutlichen Rückgang der Eismassen, aber insgesamt zu einem leichten Zuwachs der gesamten Eismassen in Grönland.“, und a.a.O.(S.132) weiter „Die Messungen der Veränderungen der grönländischen Eis- und Schneemassen haben bisher noch keinen eindeutigen Trend ergeben“.

In dieser Hinsicht sieht der Vizepräsident des Alfred-Wegener-Instituts Prof. Dr. Miller [6] auch für die Zukunft kein Überflutungsproblem, indem er feststellt, daß „…Grönland zwar sehr wahrscheinlich an Masse verlieren wird, aber dieser Massenverlust durch verstärktes Abschmelzen in Grönland wird kompensiert durch eine Eiszunahme in der Antarktis“ und weiter „… nach den von uns berechneten Szenarien kommen wir zu dem Schluss, daß Veränderungen der großen Eismassen keinen Beitrag zu einem Meeresspiegelanstieg leisten werden“, und weiter : „Wann und ob die Arktis eisfrei sein wird, können wir nicht mit Sicherheit sagen“

Und weiter Prof. Miller [7] zum Gletschertourismus: „Das Abschmelzen des Grönland-Eises taugt nicht für Endzeit-Szenarien“ und weiter a.a.O. „Auch für den Sermeq Kujalleq sieht Miller nicht schwarz, der Rückgang der Gletscherzunge werde in den nächsten Jahren zum Stillstand kommen“.

Mit gleicher Sachlichkeit bemerkt die neue AWI-Direktorin Dr. Karin Lochte [8] in einem FAZ-Interview auf die Frage, ob die starken Meereisverluste im Sommer 2007 ein Indiz für die künstliche Erwärmung sei: „Das müssen wir erst noch sehen. Wir wissen heute noch nicht, ob das Teil eines Zyklus ist, ob wir in vielleicht fünf Jahren wieder mehr Eis haben…“.

Und in der Tat: Schon im Winter 2007/08 kehrte sich der Trend am Nordpol drastisch um [9]:

“ There’s an upside to the extreme cold temperatures northern Canadians have endured in the last few weeks: scientists say it’s been helping winter sea ice grow across the Arctic, where the ice shrank to record-low levels last year. Temperatures have stayed well in the -30s C and -40s C range since late January throughout the North, with the mercury dipping past -50 C in some areas. Satellite images are showing that the cold spell is helping the sea ice expand in coverage by about 2 million square kilometres, compared to the average winter coverage in the previous three years. ’It’s nice to know that the ice is recovering’, Josefino Comiso, a senior research scientist with the Cryospheric Sciences Branch of NASA’s Goddard Space Flight Centre in Maryland, told CBC News on Thursday. Winter sea ice could keep expanding. The cold is also making the ice thicker in some areas, compared to recorded thicknesses last year, Lagnis added. ’The ice is about 10 to 20 centimetres thicker than last year, so that’s a significant increase,’ he said. If temperatures remain cold this winter, Langis said winter sea ice coverage will continue to expand.”

Das hält im derzeitigen Sommer noch an [10]:

Wilfried Jokat, Fahrtleiter des Forschungseisbrechers „Polarstern“ vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, über die aktuelle Expedition in die Nordpolarregion:

“…Wir wollen die Nord-West-Passage bis in die ostsibirische See durchfahren – sofern die Eisbedeckung dies zulässt.“
SPIEGEL: Sie wissen noch nicht, ob die Passage möglich sein wird?
Jokat: „Nein, es gibt dort in dieser Saison mehr Eis als erhofft. Im letzten Jahr sah das besser aus, da hätte es mit dieser Route keine Probleme gegeben. Ich hoffe jedoch, dass das Eis bis Mitte August noch schmilzt.“ (Anm.: Hofft man, daß das Eis schmilzt, damit man beweisen kann, daß wegen der Klimakatastrophe das Eis schmilzt ??  Nennt man das in der Wissenschaft nicht einen“Zirkel-Schluß“?).

Dies alles bedeutet: Solange die Hoch-Plateaus von Grönland und Antarktika nicht schmelzen, gibt es keine Flut.

Damit das geschieht, müßte die globale Erwärmung um 10…20…°C zunehmen, denn: Der vertikale Temperaturgradient in der Atmosphäre beträgt rund 0.7°C/100m. Das bedeutet: Bei 1°C Erwärmung klettert die (mittlere) “Null-Grad-Grenze“ um ca. 130 m nach oben. Das Hochplateau Grönlands liegt auf  3000 m, dasjenige der Antarktis auf 4000 m; der Rest ist ein einfaches Rechen-Exempel. Dabei muß man dann noch berücksichtigen, daß die mittlere Lufttemperatur der Arktis im Jahresmittel deutlich unter Null liegt. 

Seit einiger Zeit wird häufiger eine These erwähnt, die dennoch einen Beitrag zum Meeresspiegel-Anstieges leisten könnte  – über eine Destabilisierung von Teilen des höher gelegenen grönländischen Eises, zumindest in den Randbereichen des “Kontinent Grönland“. Das Schmelzwasser auf den Rand-Gletschern sickert durch die Eisschicht hindurch, es beginnen sich Rinnen, Spalten und vertikale Rinnsale zu bilden, die sich zu Strudeln und unter Mitführung von Gestein zu “Gletschermühlen“ entwickeln. So kann es zu einem selbstverstärkenden Prozeß kommen, der  –  wenn er sich bis zum Grund durchsetzt  –  auf der Unterseite die Gletscher destabilisieren und zum Abrutschen bringen kann.

Aber es können auch andere Prozesse zum Abschmelz-Trend der Arktis in den letzten Jahrzehnten beigetragen haben [29]: “A research team led by the Woods Hole Oceanographic Institution has uncovered evidence of explosive volcanic eruptions deep beneath the ice-covered surface of the Arctic Ocean. Researchers found jagged, glassy rock fragments spread out over a 10 square kilometer area around a series of small volcanic craters about 4000 meters below the sea surface. The volcanoes lie along the Gakkel Ridge, a remote and mostly unexplored section of the mid-ocean ridge system that runs through the Arctic Ocean.”

Ohnehin völlig anders lagen die Verhältnisse z.B. am Ende der letzten Eiszeit vor ca.10 Tausend Jahren. Viele tiefliegende Kontinental-Flächen waren von 1-2 km dicken Eismassen bedeckt. Schon ein Temperaturanstieg von wenigen Grad genügte damals, um gigantische Schmelzprozesse in Gang zusetzen, mit gewaltigen Schmelzwasser-Strömen in die Meere.

100-Meter-Flut nach der Eiszeit Während erdgeschichtlicher Eiszeiten wird sehr viel Wasser in Eis gebunden. Soweit dieses Eis sich auf Kontinenten akkumuliert, sinkt der Meeresspiegel entsprechend. Dabei entstehen an den Küsten zusätzlich glazial-isostatische Effekte: Durch das zunehmende oder abschmelzende Eis verändert sich der Druck auf die Kontinente, tektonische Platten senken oder heben sich, was an ihren Rändern (z.B. Küsten)  zu indirekten Meeresspiegel-Veränderungen führt.

In der Erdgeschichte ist der Meeresspiegel immer in Bewegung  – aufwärts und abwärts. Auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit (vor ca. 20 Tausend Jahren) lag der Meeresspiegel um ca. 140 Meter unter dem heutigen Niveau [11]. Seither und bis heute(!) ist er im Wesentlichen angestiegen (Transgression), allerdings insbesondere in den letzten 3000 Jahren immer wieder unterbrochen von “kurzzeitigem“ Zurückweichen (Regressionen à Abb.3).

Dieses ist z.B. für die deutsche Nordseeküste anhand von Sedimenten (Torfmoore) und archäologischen Daten wissenschaftlich detailliert untersucht worden  (vgl. Abb. 2 und 3)[12]. Die Plausibilität der Ergebnisse fußt vor allem auch darauf, daß “… nach dem derzeitigen Kenntnisstand der südliche Nordseerand im Holozän isostatisch weitgehend stabil…“ ist [12].

Abb.2 und 3. Meeresspiegel-Anstieg an der südlichen Nordseeküste Quelle: K.-E. BEHRE, Probleme der Küstenforschung, Bd.28, Isensee-Verlag, Oldenburg, 2003)

Nach diesen Untersuchungen waren Meeresspiegel-Schwankungen  von 1-2 Metern in wenigen Jahrhunderten nicht ungewöhnlich. Seit 1600 bis heute ist die Nordsee um 135 cm gestiegen. Das sind im Mittel 34 cm/Jh.     

Somit liegt der Anstieg des Cuxhavener Pegels von 1900-2000 mit 25 cm eher im unteren Randbereich der naturgegebenen säkularen Schwankungen (Abb.4), und der Meeresspiegel-Anstieg erfolgte in den letzten 400 Jahren noch nie so langsam wie im 20. Jahrhundert.  Nach den gängigen Aussagen der IPCC-Institute sollte es umgekehrt sein!? 

Pegel Aus den vorstehenden Anmerkungen folgt zwangsläufig: Für die Erfassung von lokalen wie auch globalen Trends (so z.B. auch von Klimatrends) sind Langzeitmessungen unerläßlich. Dabei stoßen wir bei den Pegeln auf das gleiche Problem wie bei den Temperaturmessungen: Es existieren nur ganz wenige globale Meßreihen, die mehr als 100 Jahre zuverlässig und ununterbrochen auf dem gleichen Standort gemessen haben.

Das ist auch der Grund, weshalb im Zusammenhang mit der derzeitigen Klima-Katastrophen-Debatte die publizierten Ergebnisse von langjährigen Pegelmessungen rund um den Globus sehr unterschiedliche und auch widersprüchliche Ergebnisse zeigen.

Einige Beispiele seien hier angeführt:

(1)  Cuxhaven und Norderney:  Die ständig von IPCC, Klima-Instituten und Medien beschworene Beschleunigung des Anstieges im 20. Jahrhundert  –  parallel zur globalen Erwärmung in diesem Zeitraum  –  ist z..B. in den Pegel-Registrierungen Cuxhaven und Norderney nicht zu finden – eher das Gegenteil! (Abb.4).

Abb.4 Entwicklung des Meeresspiegels am Pegel  Cuxhaven: Meßwerte (1850-2000) und Prognosen (bis 2100). Quelle: Generalplan Küstenschutz Schleswig-Holstein

Weiterhin ist bemerkenswert, daß in einer Auswertung des Cuxhavener Pegels durch die Bundesanstalt für Wasserbau [13] für den Zeitraum 1950-2003 zwar das  mittlere Hochwasser (mTHW) den gleichen Trend zeigt wie der mittlere Pegel in Abb.4, aber daß das mittlere Niedrigwasser (mTNW) innerhalb des Auswertungszeitraumes der letzten 50 Jahre überhaupt keinen Trend zeigt. Eine Erklärung ist (zumindest in der o.a. Publikation) nicht zu finden. 

Die gleichen Fakten gelten für den Pegel Norderney, zu dessen Auswertung der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) sagt [14]: “Mit dem Norderneyer Pegel kann aber nach wie vor ein beschleunigter Anstieg des Meeresspiegels nicht nachgewiesen werden.“ 

(2)  Wikipedia [15] : 23 Pegel

Die Kurve in Abb. 5 zeigt um 1910 einen leichten Knick nach oben, aber in dem Zeitraum danach (1910-2005) ist keine Beschleunigung mehr erkennbar  –  der Anstieg verläuft im Mittel linear. Das paßt nicht zu den Verlautbarungen und Prognosen des IPCC, denn ab 1970 wird der Hauptteil der globalen Erwärmung verzeichnet, worauf der Meeresspiegel offensichtlich gar nicht reagiert. Zwischen 1910 und 2005 ergibt sich im Mittel aller Pegel ein (linearer) Anstieg von im Mittel 18 cm.

 

Abb.5  Meeresspiegelanstieg Quelle: Wikipedia 

Holgate [16] : 9 ununterbrochene Pegel-Registrierungen global 

“The mean rate for the twentieth century calculated in this way is 1.67±0.04 mm/yr. The first half of the century (1904-1953) had a slightly higher rate (1.91±0.14 mm/yr) in comparison with the second half of the century (1.42±0.14 mm/yr 1954-2003).”  

Daraus ergibt sich (Abb.6): Der Meeresspiegel stieg  im 20. Jahrhundert um 17 cm, dabei in der ersten Hälfte um 10 cm, in der zweiten Hälfte nur noch um 7 cm; es wird eine Verlangsamung des Anstieges festgestellt.

Den gleichen Verlangsamungs-Effekt zeigt z.B. auch der Pegel Cuxhaven (Abb.4).

Abb.6 Meeresspiegelanstieg S.J.HOLGATE, GEOPHYS.RES.LETT., VOL. 34, L01602, doi:10.1029/2006GL028492, 2007

4)  Heartland Institut [17] : 84 Pegel global 

 

Abb. 7 Meeresspiegelanstieg Heartland Institute Quelle: http://www.heartland.org/Article.cfm?artId=22835   

Ob man die eingefügten farbigen Linien so oder etwas anders legt: Eine Beschleunigung des Meeresspiegel-Anstieges ist nicht erkennbar. Innerhalb der 80 Jahre ergibt sich im Mittel der 84 Pegel ein Meeresspiegel-Anstieg von etwa 16 cm. 

(5)  S. Rahmstorf [18] : Keine Angaben zur Zahl der Pegel (Zitat: “…Pegelmessungen an zahlreichen Küsten…“). Rahmstorf und Richardson (a.a.O. Seite 120): “…Diese Kurve zeigt einen Anstieg des Meeresspiegels um 18 cm seit 1880… Das ist etwas Neues. In den vergangenen Jahrtausenden hat es keinen auch nur annähernd vergleichbaren Anstieg gegeben…“. (vgl. Abb.8). 

Abb.8 Meeresspiegelanstieg nach Rahmstorf und Richardson  Quelle: S.Rahmstorf: Wie bedroht  sind die Ozeane? Fischer, 2007 

Einfache Berechnungen führen jedoch zu ganz anderen Ergebnissen. So lag der Meeresspiegel z.B. nach Schönwiese [11] vor ca. 15 Tausend Jahren weltweit um 140 Meter tiefer gegenüber heute. Ein einfaches Überschlagsrechnung ergibt einen mittleren Meeresspiegelanstieg von nahezu 1 Meter pro Jahrhundert. 

Behre [12] kommt für die südliche Nordseeküste zu einem Anstieg des Meeresspiegels von 50 m in den letzten 10 Tausend Jahren. Selbst das ergibt immerhin noch einen mittleren Anstieg von 50 cm pro Jahrhundert (Abb. 2+3). Selbst innerhalb der letzten 3000 Jahre hat es Phasen gegeben mit Anstiegen von 50-60 cm pro Jahrhundert (Abb.3).

Gegen alle diese Ergebnisse nehmen sich die von Rahmstorf [18] genannten 18 cm eher bescheiden aus, etwas “Neues“ (Zitat aus [18]) ist das jedenfalls nicht!

Die Abb. 8 zeigt drei unterschiedliche Phasen: Einen Anstieg 1870-1915, einen Abfall ca. 1915-1930, danach wieder einen Anstieg. Die beiden Anstiegsphasen zeigen einen insgesamt linearen Trend. Einerseits: Die zweite Gerade verläuft etwas steiler als die erste. Andererseits: Eine Beschleunigung des Meeresspiegel-Anstieges innerhalb des Zeitraumes <1930-2005> , also in der zweiten Hälfte des 20.Jh , wie vom IPCC, einigen Klima-Instituten und vor allem den Medien immer wieder behauptet, ist auch in der Abb. 8 nicht zu erkennen (vgl. auch Abb. 5-7). 

Satelliten-Messungen Seit 1993 gibt es kontinuierliche Messungen mir Satelliten-Radar-Instrumenten (Altimeter), die eine globale Vermessung von Meeresspiegel-Höhe und dessen Trend ermöglichen (Abb. 9).  

 

 

 

Abb.9 Globale Meeresspiegeländerungen aus Radar-Altimetrie; Daten der Satelliten Topex/Poseidon (1992-2001) Quelle: http://www.gfz-potsdam.de/portal/ 

 

Dazu sagt das GeoForschungsZentrum Potsdam [19]: Dabei stellte sich heraus, daß der globale Meeresspiegelanstieg bei weitem nicht die Größenordnung annimmt wie von manchen befürchtet. Wie die Untersuchungen der Daten zeigen, steigt der Meeresspiegel weltweit durchschnittlich nur um zwei Millimeter pro Jahr. Der Anstieg um zwei Millimeter pro Jahr ist ein weltweiter Durchschnittswert. Weiterführende Studien am GFZ/D-PAF haben ergeben, dass der Meeresspiegelanstieg nicht gleichmäßig erfolgt, sondern erhebliche regionale Unterschiede aufweist. So stehen Meeresspiegelerhöhungen von bis zu einem Zentimeter pro Jahr im mittleren Indischen Ozean und im Südwestpazifik gleich große Meeresspiegelsenkungen im Zentralpazifik und im Golf von Bengalen gegenüber. Diese Zahlen machen deutlich, daß der weltweite Durchschnittswert von zwei Millimeter pro Jahr für sich allein betrachtet noch keine große Aussagekraft im Hinblick auf eine drohende Klimakatastrophe besitzt…“

Von einem Trend ist schon gar keine Rede.

Dann aber doch? Eine ganz neue Auswertung der Satelliten-Messungen zeigt (Abb.10) , daß sich sogar ein Absinken des Meeresspiegels seit Anfang 2006 andeutet. Gibt es hier ein erstes Signal für eine Trendumkehr, wie bei der globalen Temperatur [20] in den letzten Jahren? Ein so kurzfristiger thermischer Effekt (“Ausdehnungs-Koeffizient“, s.w.u.)  ist jedoch kaum plausibel, dazu ist das Meer in seinen zeitlichen Reaktionen zu träge.  

 

 

 

Abb. 10 Meeresspiegelanstieg vorbei? Quelle: University of Colorado

 

 

Allerdings: Messungen des Bojen-Projektes ARGO (seit 2003) [21] mit 3000 Drift-Bojen und Temperatur-Messungen bis 2000 m Tiefe zeigen keine Erwärmung der Meere mehr, sondern eher einen (noch nicht signifikanten) Trend zur Abkühlung. Zum gleichen Ergebnis kommen Messungen des Alfred-Wegener-Instituts  [22]: “Die Tiefsee der Antarktis wird nach jahrelanger Erwärmung wieder kälter“.

Seit rund 30 Jahren werden Horror-Visionen bezüglich eines Meeresspiegel-Anstiegs innerhalb von 100 Jahren prognostiziert. So heißt es schon 1987 in einem Enquete-Bericht für den Bundestag [23] “Es ist wahrscheinlich, daß der Meeresspiegel im Verlauf des nächsten Jahrhunderts um bis zu 1,5 m ansteigen wird, aber auch ein Anstieg um 5 m ist nicht ausgeschlossen…“.

Ähnliche Größenordnungen liest man auch heute [18; S.124] : “…Meeresspiegelanstieg möglicherweise sogar um mehr als einen Meter bis zum Jahr 2100 im Falle einer starken globalen Erwärmung um mehr als 4° C“.

Bei den Prognosen zum Meeresspiegel-Anstieg wird  immer wieder als maßgeblicher Faktor die thermische Ausdehnung der Meere als Folge der atmosphärischen Erwärmung und der daraus folgenden Meereserwärmung genannt [11,18]. Dazu wird in einer Abschätzung [18] ausgeführt:

“Die allmähliche Erwärmung der tieferen Wasserschichten kann man messen, auch wenn die Datenabdeckung noch zu wünschen übrig läßt, da die Temperaturen in der Tiefe bislang fast nur von Forschungsschiffen aus erfaßt wurden. Erst seit einigen Jahren (Anm.: seit 2003) gibt es dazu zahlreiche autonome Sonden, die sogenannten ARGO-Treibsonden. Diese mit Meßinstrumenten bestückten , etwa zwei Meter hohen Zylinder treiben in 2000 Meter Tiefe im Meer und steigen alle 10 Tage an die Oberfläche, um unterwegs ein Temperaturprofil zu messen und die Daten anschließend an Satelliten zu funken. Rund 3000 dieser Sonden sind derzeit in den Weltmeeren unterwegs….“…“Die vorhandenen Daten zeigen, daß eine Erwärmung um 0,1°C oder mehr im größten Teil der Ozeane noch auf die oberen 500 m beschränkt ist. Nur in einigen Gebieten – vor allem im nördlichen Atlantik zwischen 50 und 60 Grad nördlicher Breite – mißt man dagegen eine Abkühlung bis in große Tiefen, vermutlich eine Folge der bereits erwähnten Abkühlung an der Oberfläche in dieser Region, die sich durch das Absinken schweren Wassers bis in die Tiefe ausgewirkt hat.“…

“In den letzten 40 Jahren (1961-2003) hat der Ozean 1,4×1023 Joule an Wärme gewonnen … und hat die Meerestemperaturen im Mittel um weniger als 0,04°C erhöht, bezogen auf das Gesamtvolumen des Meerwassers. Übrigens hat der Ozean in den beiden Jahren nach 2003 kurzzeitig wieder etwas Wärme verloren…“ (Anm.: Die Abkühlung hält vorerst bis 2008 an; vgl. wie w.o. zitiert: [21,22]).  …und weiter ([18] S.122) “Die bereits beschriebene Erwärmung des Meerwassers hat für den Analysenzeitraum 1961-2003 zu eine Meeresspiegelanstieg durch thermische Ausdehnung um 0,4 mm pro Jahr geführt…“

Daraus folgen 4 mm/Jahrzehnt, 4 cm/Jahrhundert, entsprechend rund 20% des natürlichen Anstieges von jeweils rund 20 cm in den letzten Jahrhunderten. Selbst wenn man das bei einer weiteren IPCC-Temperatur-Prognose von 3°C(??) bis 2100  hochrechnet*  –  eine Überflutungs-Katastrophe von Inseln und Küsten würde daraus nicht herzuleiten sein

 

)* Anm.: seit 10 Jahren gibt es einen insgesamt abnehmenden globalen Temperaturtrend [20], was Sinken des Meeresspiegels zur Folge hat; eine lineare Hochrechnung mit 3°C Erwärmung ergäbe ca. 12 cm; genau genommen ist es ein Problem der Differentialrechnung für den Wärmetransport von der Meeresoberfläche in die Tiefe, sowie mit einer funktionalen Abhängigkeit des Ausdehnungskoeffizienten wiederum von der Temperatur.

 

 

 

Abb. 11 Quelle: Nature, Not Human Activity, Rules the Climate; Summary for Policymakers of the Report of the Nongovermental Panel on Climate Change,      http://www.heartland.org/Article.cfm?artId=22835  

Seit 1990 gibt es den “Weltklimarat“ (IPCC), der in seinen in ungefährem 5-Jahres-Rhythmus veröffentlichten umfangreichen Berichten stets auch Meeres-Spiegel-Prognosen publiziert. Eine diesbezügliche Zusammenstellung gibt die Abb.11: Das IPCC hat seine Meeres-Anstiegs-Prognosen von Bericht zu Bericht deutlich zurück genommen, und liegt in seinem jüngsten Bericht (2007) mit seiner Prognose für die nächsten 100 Jahre (18-59 cm) mit einem Mittelwert von 38 cm nahezu bei genau dem Wert, zu dem Behre [12] im Jahrhundertmittel der  letzten 400 Jahre an der südlichen Nordseeküste kommt (Abb.3).

Es ist offensichtlich: Der aktuell gemessene Meeresspiegel-Anstieg folgt den seit 30 Jahren gestellten Prognosen nicht  – und auch das IPCC paßt sich der Realität an (è Abb.11), und diese ist erfreulich ernüchternd und weit diesseits irgendwelcher Katastrophen!

In der Graphik der Abb.11 ist auch ein mit einem „R“ gekennzeichneter Balken dargestellt. Dieser steht für eine Prognose des PIK-Forschers S. Rahmstorf [24], der 2006 seine neue Meeresspiegel-Prognose in Science veröffentlichte. Dazu schrieb die FAZ [25]:

“Im Science-Express, der schnellen Online-Ausgabe der Zeitschrift „Science“ berichtet er heute über seine neueste Kalkulation, wonach nicht mehr mit einem Meeresanstieg von 9 bis 88 Zentimetern bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zu rechnen sei, sondern mit 50 bis 140 Zentimetern. Diesen Befund könnte man einreihen in eine Reihe ähnlicher Berichte, in denen mal von Zentimetern bis hin zu mehr als zehn Metern Meeresanstieg die Rede ist. Rahmstorfs Aufsatz aber ist durchaus etwas Besonderes. Denn zum ersten mal und noch nie so deutlich hat einer der Klimaforscher ausgeführt (und ausgesprochen), was als Ursünde in der Zunft gilt: das offene Infragestellen der physikalischen Computermodelle.“  Die Tatsache, daß wir mit unterschiedlichen Methoden so unterschiedliche Abschätzungen erhalten, macht deutlich, wie unsicher unsere gegenwärtigen Meeresspiegelvorhersagen noch sind„, schreibt Rahmstorf. Und er gibt zu bedenken, daß die Modelle bisher „nicht in der Lage sind, den Meeresanstieg der vergangenen Jahrzehnte richtig zu reproduzieren“. Er, der selbst seit Jahren bei der Simulation seiner Klimaprognosen, insbesondere der Golfstrom-Vorhersagen (und der daraus abgeleiteten Eiszeit-Prophezeiungen), auf die komplexen Atmosphäre-Ozean-Modelle setzt, wandte sich nun einem schlichten „halbempirischen Verfahren“ zu. Er hat sich die von der NASA gesammelten und aufbereiteten Beobachtungsdaten seit 1880 angesehen und aus dem Vergleich von Temperatur und Meeresanstieg einen Zusammenhang gefunden. Das Meer steige „etwa proportional“ mit der Erwärmung. Rahmstorf nimmt jetzt an, daß das bei weiterer Erwärmung so bleibt, und kommt damit zu seinen „neuen“ Pegelwerten 50 bis 140 Zentimeter – Werten, deren unverändert große Spannweite das Grundübel jeder Jahrhundertprognose verdeutlicht: Über möglicherweise entscheidende physikalische Einflußgrößen weiß man kaum etwas. Das betrifft hier die Gletscher, insbesondere auf Grönland und in der Antarktis, „deren Verhalten nur schwer berechenbar ist“, so Rahmstorf. „Die Unsicherheit über den künftigen Meeresanstieg ist wahrscheinlich größer, als früher angenommen.“

Berücksichtigt man, daß es weltweit und auch an den deutschen Küsten keinen Trend zu mehr Stürmen und Sturmfluten gibt [26], dann spricht die jüngste Verlautbarung des Bundesamtes für Schiffahrt und Hydrographie [27] eine klare Sprache zur (nicht vorhandenen!) Gefahrenlage: “Es gibt in Norddeutschland nicht mehr Sturmfluten als vor 50 Jahren. Ein generell steigender Trend bei der Häufigkeit und Intensität von Sturmfluten als Vorbote des globalen Klimawandels ist gegenwärtig nicht erkennbar….Schon jetzt sind Küstenschutz und Deiche so ausgelegt, dass sie auch höheren Sturmfluten Stand halten als den bisher eingetretenen. Sollte es zu einem Meeresspiegelanstieg von 20 bis 80 cm kommen, wie er von einigen Wissenschaftlern bis 2100 prognostiziert wird, bleibt genügend Zeit, um sich auf neue Szenarien einzustellen.“ 

Ein IPCC-Insider plaudert aus der Schule Prof. Dr. Nils-Axel Mörner war von 2000-2007 Hauptberichterstatter beim IPCC für den Meeresspiegel-Anstieg. Er leitet seit Jahren das Stockholmer Institut für Paläogeowissenschaften. Nach seinem Ausscheiden beim IPCC setzte er sich in einem Interview [28] sehr kritisch mit der beim IPCC geführten Meeresspiegel-Betrachtung auseinander: 

„I have been the expert reviewer for the IPCC, both in 2000 and last year (2007). The first time I read it, I was exceptionally surprised. First of all, it had 22 authors, but none of them, none, were sea-level specialists. They were given this mission, because they promised to answer the right thing. Again, it was a computer issue“ ..und weiter :“If you go around the globe, you find no rise anywhere. But they (IPCC) need the rise, because if there is no rise, there is no death threat. They say there is nothing good to come from a sea-level rise, only problems, coastal problems. If you have a temperature rise, if it’s a problem in one area, it’s beneficial in another area. But sea level is the real ‘bad guy’, and therefore they have talked very much about it. But the real thing is, that it doesn’t exist in observational data, only in computer modelling“…

…ein vernichtendes Urteil eines IPCC-Insiders zu allen Überflutungs-Szenarien und letztlich auch zur Arbeitsweise des IPCC.

F a z i t : Einen weltweit einheitlichen Meeresspiegel gibt es nicht. In der Erdgeschichte hat es durch vielerlei geophysikalische und meteorologische Prozesse stets Veränderungen des Meeresspiegels gegeben, die bis heute auftreten. Die globale Massenbilanz des Eises von Nordpol, Grönland und Antarktis ist derzeit und für eine überschaubare Zukunft positiv, so daß schmelzendes Nordpoleis keinen Beitrag zu einem Meeresspiegelanstieg leistet. Seit der letzten Eiszeit ist der Meeresspiegel (unterbrochen von einigen Regressionen) stetig gestiegen, im Mittel um einen halben bis einen Meter pro Jahrhundert, z.B. an der deutschen Nordseeküste  immer noch 35 cm/Jahrhundert  innerhalb der letzten 400 Jahre. Dabei haben anthropogene Einflüsse keine Rolle gespielt. Die verfügbaren Pegel zeigen global im 20. Jahrhundert einen Anstieg von etwa 16-18 cm, deutlich weniger als in den Jahrhunderten davor. Eine Beschleunigung des Anstieges ist nicht erkennbar, bei der überwiegenden Zahl der Auswertungen zeigt sich eher eine Abschwächung. Ein anthropogenes Signal des Meeresspiegel-Anstieges ist nicht zu finden! Der “Weltklimarat“ (IPCC) hat seine Prognosen von im Mittel 180 cm (1990) in mehreren zwischenzeitlichen Schritten auf im Mittel 38 cm (2007) zurückgenommen, und somit nach unten hin weitgehend an den noch geringeren Trend der letzten Jahrzehnte angepaßt.

Die in der Öffentlichkeit immer wieder angeheizte Krisenstimmung bis hin zur Panikmache bezüglich bevorstehender Küsten-Überflutungen hat keine naturwissenschaftliche Grundlage. 

 

Dipl.-Met. Klaus Eckart Puls, Jahrgang 1939, Diplom in Meteorologie im Jahre 1968 an der FU Berlin; forschte dann dort als wissenschaftlicher Angestellter über Ozon (1969-1970); arbeitete danach beim Deutschen Wetterdienst (DWD) und dem Seewetteramt Hamburg (1971-1978); leitete anschließend die Agarmeteorologische Beratungs- und Forschungsstelle in Bonn (1978-1984), das Wetteramt Essen (1984-2000) und zsätzlich das Wetteramt Leipzig(1990-1991); über 150 wissenschaftliche und populärwissenschaftliche Veröffentlichungen.   

L i t e r a t u r  [1]  Das GeoForschungsZentrum Potsdam, 10.Aufl., 2003, Potsdam [2]  Wikipedia [3]  Emder Zeitung, Sonntagsblatt, 26. Februar 1995 [4]  ESA: http://www.esa.int/esaEO/SEMILF638FE_planet_1.html#subhead3 [5]  BEISING, R.: Klimawandel und Energiewirtschaft, VGB PowerTech Service GmbH, Essen, 2006, S.131 [6]  http://www.awi.de/de/aktuelles_und_presse/bild_film_ton/tonbeitraege/miller_3112007_klimawandel Okt. 2007 [7]  Handelsblatt, 08.08.2007, „Wenn der Gletscher ruft – Politiker pilgern nach Grönland“ [8]  FAZ 16.11.2007, S.46  9]  CBC – February 15, 2008; http://www.cbc.ca/technology/story/2008/02/15/arctic-ice.html [10] DER SPIEGEL, 16.06.2008,  S.140, Interview mit Dr.Jokat, AWI [11] C.D.SCHÖNWIESE, Klimaschwankungen, Springer-V. Berlin, 1979, S.87  12] K.-E. BEHRE, Probleme der Küstenforschung, Bd.28, Isensee-Verlag, Oldenburg, 2003 [13] M.J.BOEHLICH, Tidedynamik der Elbe, BA f. Wasserbau, Mitt.Bl. 86/2003, S.55-60 [14] NLWKN, Mitteilung 19.07.2007,         http://www.nlwkn.niedersachsen.de/master/C22398955_N22398616_L20_D0_I5231158.html [15] http://wapedia.mobi/de/Meeresspiegelanstieg [16] GEOPHYS.RES.LETT., VOL. 34, L01602, doi:10.1029/2006GL028492, 2007 [17] Heartland Inst. Chicago, 2008, http://www.heartland.org/Article.cfm?artId=22835 [18] S.RAHMSTORF u. K.RICHARDSON, Wie bedroht sind die Ozeane? Fischer, Ffm, 2007 [19] GeoForschungsZentrum Potsdam, Presse-Information, 18.02.2002,http://www.gfz-potsdam.de/news/meeres.html [20] http://www.metoffice.gov.uk/research/hadleycentre/obsdata/HadCRUGNS.html [21] http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=88520025 [22] Alfred-Wegener-Institut, Pressemitteilung, 21.04. 2008 [23] Zwischenbericht der Enquete-Kommission des 11. Deutschen Bundestags, Schutz der Erdatmosphäre, Bonn 1988, S.418 [24] S. RAHMSTORF: A Semi-Empirical Approach to Projecting Future Sea-Level Rise, Science (express) 10.1126/science.1135456, 14 Dec. 2006 [25] F.A.Z., 15.12.2006, Nr. 292 / Seite 42 [26] K.-E.PULS, Die Klimakatastrophe – Sturm im Wasserglas, nicht an den Küsten, http://www.eike-klima-energie.eu/, “Publikationen“ [27] BSH  Hamburg , 26.09.2007,  Pressemitteilung,      http://www.bsh.de/de/Das%20BSH/Presse/Pressearchiv/Pressemitteilungen2007/28-2007.jsp [28] Claim That Sea Level Rising Is a Total Fraud, Interview with Dr. Nils-Axel Mörner, June 22, 2007 EIR Economics 33, http://www.schmanck.de/KlimaWiss/SeaLevel.htm [29]  ROB REVES-SOHN et al., Woods Hole Oceanographic Institution, Fire Under Arctic Ice: Volcanoes Have Been Blowing Their Tops In The Deep Ocean, Science Daily, June 26, 2008         http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080625140649.htm

Gastbeiträge geben nur die persönlichen Ansichten der Autoren wieder und stehen nicht unbedingt für die Positionen des Herausgebers des Weltenwetter Weblogs!

Written by jenschristianheuer

Juli 11, 2008 at 9:23 pm

Veröffentlicht in Klimadebatte, Klimawandel

Eine kurze Hitzewelle und dann: Die Nacht der Gewitter

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Der 2.Juli 2008 war der bisher heißeste Tag des Jahres in Deutschland. Praktisch überall kletterten die Temperaturen auf über 30°C. Die Spitzenwerte wurden zwar im Südwesten mit vielerorts 36°C erreicht, aber auch der Norden knnte durchaus mithalten. So wurden beispielsweise auf der Nordseeinsel Norderney immerhin noch 32°C gemessen.

 

Die bodennahen Temperaturen am 2.Juli 2008 um 12:00 Uhr UTC Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

Für die kurze Hitzewelle ist ein relativ kurzlebiger Hochkeil (Höhenrücken) über Mitteleuropa verantwortlich, in dem sich ein Hochdruckgebiet befindet, wo die Luftmassen großflächig absinken, sich dabei erwärmen, so daß sich die meisten Wolken auflösen und die Sonnenstrahlung ungehindert einfallen kann. Das alles lässt sich auch auf dem Satellitenbild gut erkennen.

Wetterlage am 2.Juli 2008 um 12:00 Uhr UTC  Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/

Direkt westlich des Höhenrückens befindet sich ein Höhentrog mit einem schon stark verwirbelten (okkludierten) dynamischen Tiefdruckgebiet, dessen Kaltfront der Vorderseite (Ostseite) des Troges entspricht. Hinter der Kaltfront strömt polare Kaltluft nach, gut erkennbar an der zellularen Bewölkung. Da die kalte Luft über eine schon relativ warme Wasseroberfläche strömt, die als Heizfläche wirkt, bilden sich wabenartig angeordnete Konvektionszellen, in denen die Luft gehoben wird und sich dabei abkühlt. In der durch Wasserverdunstung feuchten Luft bilden sich sehr schnell Wolken (Quellwolken, Cumulus). Die dabei frei werdende Kondensationswärme (latente Wärme) treibt die Wolkenbildung zusätzlich an.

Hoch – und Tiefdruckgebiet lenken gemeinsam aus südwestlicher Richtung feuchte, tropische Warmluft nach Mitteleuropa, was neben dem wolkenlosen Himmel zu den dort herrschenden hochsommerlichen Temperaturen beiträgt.

Eine gute Übersicht der Wetterlage  bietet die Höhenkarte des amerikanischen Wetterdienstes:

 

Wetterlage am 2.Juli 2008 um 12:00 Uhr UTC
Die Farbschattierungen zeigen an, in welcher Höhe der Luftdruck auf 500 hPa zurückgegangen ist (Höhenangaben in Dekametern!). Da sich warme Luft mehr ausdehnt als kalte Luft, fällt auch der Luftdruck dementsprechend langsamer mit zunehmender Höhe. Je wärmer also die Luft umso größer die Höhe in der der Luftdruck auf 500 hPa gesunken ist. Man erhält in einer zusammenfassenden Kartendarstellung dann eine 500 hPa-Fläche in Form einer “Landschaft” mit “Bergen” und “Tälern”. In den roten, orangefarbenen und gelben Bereichen befindet sich die warme Luft, deren Temperatur von gelb nach rot zunimmt; in den grünen, blauen und violetten Bereichen hingegen die kalte Luft, mit von grün über blau nach violett sinkender Temperatur. Die Isobaren des Bodenluftdrucks sind als weiße geschlossene Linien eingezeichnet. Isobaren verbinden die Orte gleichen Luftdrucks miteinander. Geringe Abstände zwischen diesen zeigen ein großes Luftdruckgefälle an und umgekehrt. Die Luftdruckwerte sind auf den Isobaren eingetragen. Die Zahlen auf der 500 hPa-Fläche zeigen die jeweils herrschenden Temperaturen an. Die schwarze Linie markiert den Verlauf der Polarfront, wo die Temperaturgegensätze am größten sind.
Quelle: http://www.wetterzentrale.de/

Der Höhentrog mit dem dynamischen Tief bewegt sich weiter nach Osten und damit endet auch bald das sonnige und trockene Wetter in Deutschland. Im Einflussbereich des Tiefs  kommt es im Westen Deutschlands, da wo kalte und warme Luftmassen „zusammenprallen“, schon in der Nacht zu heftigen Gewittern, die eine deutliche Abkühlung einleiten. Die am späten Abend im Infraroten aufgenommené Satellitenaufnahme zeigt sehr schön im Vergleich zur ersten Aufnahme vom Mittag das Vorrücken der Gewitterfront.  

Wetterlage am 2.Juli 2008 um 23:00 Uhr UTC
Die Infrarotaufnahme bildet die unsichtbare Wärmestrahlung ab, die vom Land, den Wasserflächen und den Wolken ausgeht. Warme Objekte erscheinen dunkel, kalte Objekte dagegen hell. Aus den Helligkeiten der Objekte ist somit ein direkter Rückschluss auf deren Temperatur möglich. Infrarotbilder gelingen auch in der Dunkelheit der Nacht, denn im Gegensatz zum sichtbaren Licht ist die Wärmestrahlung immer vorhanden. Quellwolken (Cumulus), die sich bis in große Höhen auftürmen wie ganz besonders die Gewitterwolken (Cumulonimbus), sind wegen der mit der Höhe abnehmenden Lufttemperatur an ihrer Oberseite relativ kalt und erscheinen daher hell. Dasselbe gilt für die nur in großer Höhe entstehenden Eiswolken (Cirrus). Wolken in niedrigen Höhen sind dagegen schon fast genauso warm wie die Erdoberfläche darunter und erscheinen somit ähnlich dunkel. Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/ 

Die Nacht der Gewitter ist vielerorts sehr spektakulär verlaufen!  Mitursächlich könnte hierbei die mit der globalen Erwärmung einhergehende erhöhte Wasserverdunstung sein. Bei der Wolkenbildung wird dadurch auch mehr Kondensationswärme (latente Wärme) frei, die ihrerseits die Wolkenbildung weiter antreibt. Je höher die Wolken sich aber auftürmen, umso stärker entwickeln sich  die Gewitter.

 
Wetterlage am 3.Juli 2008 um 17:00 Uhr UTC Quelle: http://www.metoffice.gov.uk/

Am Nachmittag des 3.Juli erreichte das Frontensystem auch Norddeutschland, wo es daaan auch heftige gewitter mit Starkregen gab. Die Temperaturen, die hier während des Tages wieder auf beinahe 30°C geklettert waren, gingen nun deutlich zurück. Der Wind wehte aus südöstlichen bis südwestlichen Richtungen. Die Gewitter hielten bis in die Nacht an.  

Jens Christian Heuer 

Written by jenschristianheuer

Juli 3, 2008 at 9:30 pm

Veröffentlicht in Wetternotizen