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Horst-Joachim Lüdecke: Energie und Klima - Chancen, Risiken, Mythen
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Donnerstag, 16.02.2012 08:22

Fehler in der BEST-Studie zur Klimaerwärmung

Die BEST-Studie zur Beurteilung des Wärmeinsel-Effekts auf die globalen Temperaturen ist fehlerhaft. Der Studienautor, Dr. Richard Muller, hat sich nicht eingehend mit dem Einfluss der Besiedelung und kalter Winter auf die Temperaturtrends beschäftigt.

Urbanisierung Mexico-City © Fernanda Chandler - Fotolia.com

Fehler in der BEST-Studie: Keine Berücksichtigung der Siedlungsdichte und der kalten Winter.

Im BEST-Papier Influence of Urban Heating on the Global Temperature Land Average Using Rural Sites Identified from MODIS Classifications stellen die roten Punkte Messstationen mit Erwärmungstrends dar, die blauen mit Abkühlungstrends. In diesem Artikel wird gezeigt, dass Dr. Richard Muller sich nicht eingehend mit dem Einfluss der Besiedelung und der kalten Winter beschäftigt hat und auch nicht die Wintertemperaturen weiter im Norden beachtet hat.

Abb. 1. Dies ist Abbildung 4 aus dem BEST-Papier

Abb. 2. Die Jahresmitteltemperatur in Nordamerika (Quelle hier)

Die meisten der von Dr. Richard Muller et al. überprüften Temperaturmessstationen liegen in den USA. Im eingangs zitierten Papier wurde Abkühlung bei 33% der Stationen entdeckt, dazu wurde eine Gauss-Verteilung (Abb. 3 unten) für Erwärmung und Abkühlung erstellt, die die Autoren mit Messfehlern erklärten.
Das klingt merkwürdig, weil die Stationen mit Abkühlung - wie auf der Karte oben gezeigt - keine zufällige Verteilung haben. Dies wäre aber zu erwarten, wenn die Gauss-Verteilung auf einen Zufallsfehler zurückginge. Viele Stationen sind im Südost-Quadranten der USA zu gelegen. Um die verstädterten Gebiete zeigt sich sehr deutlich eine Konzentration von roten Punkten. Dies ist vom Wärmeinsel-Effekt (UHI) verursacht. Woher kommt aber der blaue Abkühlungseffekt im Südosten?
Abb. 2 zeigt eine weitere Karte mit den Jahresmitteltemperaturen in Nordamerika von 1950 bis 2000.  Man beachte, dass das Gebiet mit Abkühlung in Abb. 1 auch das warme Gebiet in Abb. 2 ist. Für diese Abkühlung in Abb. 1 gab Dr. Muller keine Erklärung.


Abb. 3. Die Gauss’sche Trendverteilung aus dem oben zitierten BEST-Papier

Der Verfasser hat Daten von 71 Orten mit durchgängigen Langzeit-Aufzeichnungen (von 1930 bis 2000), verteilt über die USA und Kanada, heruntergeladen und sich dabei auf die Region mit Abkühlung und die Gebiete nördlich und westlich davon konzentriert. Jede Örtlichkeit wurde nach Möglichkeit anhand des Netzes von Anthony Watts’ SurfaceStations.org auf Metadaten überprüft, insbesondere auf die Entfernung der Thermometerstandorte vom nächstgelegenen beheizten Gebäude. Die Bevölkerungszahlen der umliegenden Gebiete wurden Wikipedia entnommen. Die Dezember-, Januar- und Februar-Temperaturen (Winter) wurden von GISS heruntergeladen und die Temperaturtrends von 1934 bis 2000 für jeden Ort berechnet, so auch die Winter-Mitteltemperaturen.
Abb. 4 stellt die Winter-Mitteltemperaturen und den Winter-Temperaturtrend für 71 Orte dar.
 
Abb. 4. Winter-Mitteltemperaturen und Winter-Temperaturtrend für 71 Orte versus Erwärmungs- oder Abkühlungstrend für die Periode von 1934 bis 2000. Die  Winter-Mitteltemperaturen sind für die Periode von 1930 bis 1980 berechnet

Orte mit kalten Wintern zeigen einen Erwärmungstrend. Extremes Beispiel ist Edmonton, Alberta, Kanada, mit 4,4°C Erwärmung und einer durchschnittlichen Winter-Temperatur von 11,9°C. Die Erwärmung ist natürlich vom Wärmeinsel-Effekt (UHI) verursacht. Edmonton ist im Zeitraum von 1931 bis 2001 von ungefähr 80.000 auf 666.000 Einwohner gewachsen. Die kalten Winter-Temperaturen überzeichnen den UHI-Effekt.

Abb. 5 stellt die Erwärmung versus derzeitige Einwohnerzahl dar.
 
Abb. 5. Zusammengefasste Darstellung des Winter-Temperaturtrends (1934 - 2000) versus Bevölkerung (blau) und Entfernung der Thermometer zum nächstgelegenen beheizten Gebäude, normalerweise ein Wohngebäude (rosa)

Schon vor Beginn der Studie war dem Verfasser klar, dass ein beheiztes Gebäude in der Nähe eines Thermometers die Ablesungen in Richtung WARM verfälschen würde. Das konnte auch anhand einer großen Stichprobe nachgewiesen werden. Abbildung 5 zeigt, dass das aber nicht generell stimmt. Eine große in der Umgegend lebende Bevölkerungszahl erzeugt einen Erwärmungseffekt. Im Winter noch verstärkt durch die Differenz zwischen den Innen- und Außentemperaturen, weil mehr Wärme nach draußen verloren geht. Für einzelne nahegelegene Gebäude ist das nicht erkennbar. Die Zahlen wurden gedreht und gewendet bis herauskam: bei einem 3 Meter entfernten Bauernhaus gibt es nur geringe Erwärmung, aber einige Tausend Häuser in der Umgegend erzeugen eine “Wärmeblase”, was schon einen Unterschied macht. Die aus Kaminen hinausgehende Wärme übersteigt bei weitem die durch Mauern hinausgehende Wärme.
Es gibt Ausnahmen, Abbildung 6 zeigt eine besonders bemerkenswerte.

 
Abb. 6. Die Wetterstation in Grand Forks, North Dakota. Sie liegt am Wettervorhersagebüro der NOAA/NWS Eastern North Dakota. Die Wetterstation (Cotton Region Shelter (CRS)) liegt etwa 3 Meter vor den Belüftungsschlitzen der Klimaanlage für das Büro. Aus SurfaceStations.org

Der Winter-Temperaturtrend am Grand Forks Wetterdienst-Büro beträgt 2,9°C Erwärmung; etwa 1,5°C über dem Betrag, der der Bevölkerung zuzurechnen wäre.

Ein anderes Ausnahmebeispiel ist der Ort der Station Albert Lea, Minnesota. (Abbildung 7). Die Winter-Erwärmung in Albert Lea liegt etwa 2,5°C über dem Betrag, den die Bevölkerung verursachen würde.


Abb. 7. Klärwerk in Albert Lea, MN. Die Gebäude, Wassertanks, Abwasserbecken umgeben die Station. Foto aus SurfaceStations.org

Diese und andere Ausnahmen, zusammen mit Städten mit großer wachsender Einwohnerzahl, stellen die roten Punkte in Abbildung 1 dar. Die blauen Punkte zeigen, was das Klima wirklich macht: Abkühlung. Die gemessene Abkühlung dehnt sich nicht in den kühleren Norden und Westen aus, weil der Wärmeinsel-Effekt (UHI) diese Gebiete stärker erwärmt als den Süden.
Der Wärmeinsel-Effekt wirkt sich in kühleren Wintern übertrieben stark aus.

Ist der Wärmeinsel-Effekt ein Problem in ländlichen Ortschaften mit Einwohnerzahlen unter 10.000?
Aus der Zusammenstellung wurden 50 Orte mit Bevölkerungszahlen unter 10.000 ausgewählt. Sie wurden dann in zwei Gruppen nach ihren Wintermitteltemperaturen angeordnet. Abbildung 8 zeigt die kühlere Gruppe, Abbildung 9 die wärmere.

 
Abb. 8. Plots der Wintertemperaturen und Temperaturtrends versus Bevölkerung von 25 Orten mit Wintertemperaturen von 0°C bis minus 10°C



Abb. 9. Plots der Wintertemperaturen und Temperaturtrends versus Bevölkerung von 25 Orten mit Wintertemperaturen von 0°C bis plus 10°C

Abbildungen 8 und 9 zeigen keine bevölkerungsabhängigen Veränderungen beim Temperaturtrend von 1934 bis 2000. Die durchschnittliche Wintererwärmung für beide Gruppen betrug für den Zeitraum von 1934 bis 2000 etwa 0,5°C. Aber es gibt eine signifikante bevölkerungsabhängige Differenz bei den Wintertemperaturen. Für Orte mit Bevölkerungszahlen über 1000 sind die Winter im Durchschnitt wärmer, sie werden nicht nur wärmer, sie sind immer wärmer. Warum? Es sind alles kleine Städte und Dörfer, die langsam, wenn überhaupt, gewachsen sind, während gleichzeitig Thermometer aufgestellt wurden. Das Bevölkerungswachstum hielt Schritt mit den Verbesserungen der Heizsysteme und der Isolierungen.
Die (Bevölkerungs)größe ist wichtig, wie auch die absolute Wintertemperatur. BEST (und GISS) sollten erkennen, dass sie die Grenze für „ländliche Bevölkerung“ auf 1000 vermindern müssen. Nur von Satelliten-Bildern aus auf die Lichterverteilung in der Umgebung zu achten, reicht nicht. Man muss schon die Metadaten der tatsächlichen Bevölkerung und der Örtlichkeiten erforschen. Bei Orten mit durchschnittlichen Wintertemperaturen unter Null muss besonders darauf geachtet werden, nahegelegene Wärmequellen auszuschließen. Es könnte ja so einfach sein, eine Temperaturmessstation auf dem Gelände des örtlichen Klärwerks aufzustellen, aber das ist keine gute Idee, wenn es um die Messungen der Temperaturen geht.

Was ist im vergangenen Jahrzehnt passiert? Für globale Darstellungen hat GISS eine Trenddarstellung für die jeweiligen Örtlichkeiten für den Zeitraum von 2001 bis Ende 2011 gemacht. Abbildung 10 zeigt das Resultat.


Abb. 10. Die GISS-Karte der jährlichen (Januar bis Dezember-) Temperaturtrends (Veränderung) von 2001 bis 2011. Die in der oberen rechten Ecke angegebenen –0.01 ist die Zahl für den globalen Trend,
0.01°C Abkühlung. (Quelle hier)

In Abbildung 10 stehen die roten Flächen für Erwärmungen von 2°C bis 4°C an etwa 10 Mess-Orten, die meisten an der sibirischen Arktisküste. Dort ist Erwärmung, weil der Wind das Eis von der sibirschen Küste wegtreibt. Man vergleiche Abbildung 10 mit Abbildung 1. Viele rote Punkte in der Abbildung 1 befinden sich im Abkühlungsgebiet der Abbildung 10 oben. Das ist das genaue Gegenteil von dem, was das BEST-Papier zeigt. Jene Orte mögen Erwärmung während der von BEST untersuchten Periode gehabt haben, jetzt aber haben sie Abkühlung.
Man beachte auch in Abbildung 10, dass sich die Kontinente in einer Abkühlung zu befinden scheinen, nur die Landstationen an der Arktisküste zeigen Erwärmung. Pazifik und Nordatlantik kühlen ab. Sie werden noch kälter werden, wenn die Kontinente weiter abkühlen. Wir befinden uns nun seit zehn Jahren am Anfang eines der regelmäßigen 60 bis 70 Jahre dauernden Erwärmungs- und Abkühlungszyklen, dazu noch am Ende eines 200 Jahre langen Zyklus seit dem Dalton Minimum (1790 to 1830). Wenn die Sonne wirklich am Anfang eines Großen Minimums steht, vergleichbar dem Dalton- oder dem Maunder-Minimum - dabei scheint das letztere wahrscheinlicher zu sein - dann wird es noch viel kälter, und das für eine Dauer von wenigstens 40 oder 50 Jahren.

Die USDA hat gerade eine Karte zur Winterhärte der Pflanzen veröffentlicht. Die Vegetationszone wurde um eine Zone nach Norden verschoben im Vergleich zur vorherigen Karte. Diese Verschiebung sollte noch einmal überdacht werden. Im vergangenen Winter hat die Kälte im südlichen Neu-Mexiko und West-Texas viele mexikanische Palmen und andere Tropenpflanzen vernichtet, die seit 100 Jahren die vergangenen Winter überstanden hatten. Thermometeranzeigen können lügen, Pflanzen nicht.

Zusammenfassung

Im BEST-Papier hat Dr. Muller die durch den Wärmeinsel-Effekt verursachten Veränderungen bei den nördlichen Stationen nicht beachtet. Dadurch hat er die Tatsache übersehen, dass in den kontinentalen USA tatsächlich eine Abkühlung stattfindet. Ich frage mich, wie kalt es noch werden muss, bis Berkeley Earth die Abkühlung bemerkt.

Zusatzbild des Übersetzers:

Kalter Winter 2012 - Vorbote einer globalen Abkühlung?

Ed Caryl 

Original hier

Zur Fehlerlastigkeit von BEST-Studien siehe auch die Studie von Lüdecke, H.-J; R. Link; F.-K. Ewert auf EIKE.

Übersetzung: Helmut Jäger, EIKE

 


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10 Kommentare:
Anzeige: 1 - 10 von 10.
 

#1: Ketterer sagt:

am Donnerstag, 16.02.2012, 10:51

Danke an Herrn Jäger für die Übersetzung,

aber der Satz
" Man beachte, dass das Gebiet mit Abkühlung in Abb. 1 auch das Gebiet mit Erwärmung in Abb. 2 ist."
heißt im Original:
" Man beachte, dass das Gebiet mit Abkühlung in Abb. 1 auch das warme Gebiet in Abb. 2 ist."

Abb. 2 zeigt einen Zustand, keine Veränderung.

MfG
Ketterer

Kommentar:

danke für den Hinweis, ist korrigiert.
mfG
Admin

 

#2: Thomas Heinzow sagt:

am Donnerstag, 16.02.2012, 14:36

Bitte in der Übersetzung korrigieren:

"Belüftungsschlitzen der Klimaanlage für das Büro."

"The Cotton Region Shelter (CRS) is located about 3 meters in front of the vent on the office heating/cooling plant."

Im Winter wird offensichtlich die "Klimaanlage" als Heizung benutzt, also massiv Luft angesaugt, was dann tatsächlich die gemittelte Temperatursteigerung in der Wetterhütte im winter erklären könnte.

Kommentar:

Danke - wurde weitergeleitet.
mfG
admin

 

#3: Wahl, Joachim sagt:

am Donnerstag, 16.02.2012, 17:48

Die Kachelmann-Wetterstation "Kalterherberg", Hocheifel, liegt eigentlich in Küchelscheid, Belgien.
Am 10. November 2011 wurde unweit der Station unser traditionelles St. Martinsfeuer abgehalten.
Postwendend berichtete im deutschen WDR-Wetter Sven Plöger von einem ungewöhnlichen "Eifelföhn", der am 10.11. die Temperaturen nach oben getrieben hat.
Da kann man mal sehen...
Dipl.-Ing. Joachim Wahl, Küchelscheid/Belgien

 

#4: Thomas Heinzow sagt:

am Donnerstag, 16.02.2012, 20:02

@ J. Wahl #3

""Eifelföhn""
Autsch, das tut weh.

Wahrscheinlich meinte er "Eifelfön".

 

#5: J.Kowatsch sagt:

am Freitag, 17.02.2012, 10:34

Ein sehr guter Artikel über den Wärmeinseleffekt -WI- der Stationen in den USA, der unsere Arbeiten über die Entwicklung des Flächen-WIs Deutschlands in den letzten 130 Jahren voll bestätigt. Leider gehen die meisten Betrachtungen dieses Artikels nur bis zum Jahre 2000 -warum eigentlich- schließlich nehmen seit 1998 weltweit die Temperaturen wieder ab. Da die Virginia Dale Enterprise Station so gut wie keinen WI hat, ist dort die Abnahme besonders gut zu sehen. Man hätte Sie hier im Artikel vielleicht extra darstellen sollen.
Frage: Wie können die Regierungen der Welt am leichtesten und billigsten die Klimaerwärmung bekämpfen?
Antwort: Sie müssen lediglich die Messstationen wieder an die früheren Standorte stellen.

 

#6: J.Kowatsch sagt:

am Freitag, 17.02.2012, 10:54

Das Abschlußbild zeigt: München- Winterfreuden in der Stadt. Vor 10 Jahren behaupteten unsere teuer bezahlten Erwärmungs-Märchenerzähler vom PIK-Potsdam noch, es werde in Deutschland keine Winter mehr geben. So allmählich wird es Zeit, dass man bei EIKE offiziell die Auflösung des PIK-Potsdam samt Entlassung dieser Nonsens-Wissenschaftler fordert, die durch ihre ständige Panikmache dem notwendigen Umwelt-und Naturschutz schaden werden. Es ist gut, dass EIKE hier eine deutliche Trennung zwischen Klima- und Umweltschutz zieht.

 

#7: Wahl, Joachim sagt:

am Samstag, 18.02.2012, 16:19

#4 Herr Heinzow,
danke für Ihren Hinweis, so etwas sollte nicht passieren!!

 

#8: Thomas Heinzow sagt:

am Samstag, 18.02.2012, 19:53

@ J. Wahl #7

"#4 Herr Heinzow,
danke für Ihren Hinweis, so etwas sollte nicht passieren!!"

Stimmt, einem Diplom-Meteorologen sollte sowas nicht passieren, denn die Eifel kann keinen "Föhn" wie die Alpen oder andere hohe Gebirge verursachen. Dazu ist die nicht hoch genug. In geringem Maße kann sie es, wenn das Kondensationsniveau quasi in Bodennähe ist und tatsächlich eine Abregnung des Wasserdampfpartialdrucks vor dem Mittelgebirge erfolgt.

Am 10. Nov. 2010 war die Wetterlage nicht so, als daß ein sog. "Eifelföhn" hätte beobachtet werden können(jedenfalls nach der Reanalyse der Wetterzentrale Karlsruhe).

Ist übrigens selbst für die "Harburger Berge" in HH statistisch nachweisbar, daß vor den läppischen Hügeln mehr Regen gemessen wird, als dahinter.

Schlimm wird es jedoch, wenn man Wiki anpeilt:
"http://de.wikipedia.org/wiki/F%C3%B6hn"

Da steht dann unter einem Bild:
"Ein Gebirgsaufwind führt auf der Leeseite (rechts) zur Erwärmung der absinkenden Luftmassen (Föhn)", was völliger Quatsch in Bezug zu dem Bild ist.

Erst der erzwungene feuchtadiabatische Aufstieg nebst Abregnung des kondensensierten Wasserdampfes der Luft auf der Luvseite eines Gebirges und der trockenadiabatische Abstieg verursucht den "warmen" Fallwind.

Grausam, was einem so manchmal präsentiert wird.

 

#9: Ketterer sagt:

am Sonntag, 19.02.2012, 14:53


#8: Thomas Heinzow sagt:am Samstag, 18.02.2012, 19:53
...
Stimmt, einem Diplom-Meteorologen sollte sowas nicht passieren, denn die Eifel kann keinen "Föhn" wie die Alpen oder andere hohe Gebirge verursachen. Dazu ist die nicht hoch genug.

####################

Wie sagen sie doch immer zu solchen geistigen Ergüssen:

Nullsatz. Die Eifel ist nciht so hoch wie die Alpen?
Welche Überrascung und was für ein Erkenntnisgewinn.

Eifel, Alaaf.

 

#10: Thomas Heinzow sagt:

am Sonntag, 19.02.2012, 17:23

@ Ketterer #9

Selektives zitieren ist eines der Duftmarken von Desinformanten oder Forenstörern.

"In geringem Maße kann sie es, wenn das Kondensationsniveau quasi in Bodennähe ist und tatsächlich eine Abregnung des Wasserdampfpartialdrucks vor dem Mittelgebirge erfolgt."

Das mit dem von Ihnen selektiv zitierten Satz ist eben kein Nullsatz.

 
 
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