Extremes Winterwetter in Europa, der Wärmeinseleffekt und das Märchen vom CO2- Treibhauseffekt Teil 1: Die gegenwärtigen Witterungsextreme und wesentliche Hintergründe der Erwärmung in Deutschland

Stefan Kämpfe, Josef Kowatsch
Während die Rekord- Wärme des Novembers und Dezembers 2015 die Befürworter der CO2- bedingten Erwärmung noch hyperventilieren ließ, hat sich in den ersten Januartagen eisige Winterluft von Nordosteuropa zeitweise auch bis Deutschland ausgebreitet. Und der Horror- Winter wird weitergehen. Doch was verursacht diese Extreme, wie haben sich die Temperaturen langfristig entwickelt, und was hat das mit den steigenden CO2- Konzentrationen zu tun?


Bild rechts: Ein extrem milder Dezember 2015 ließ in Weimar erste Schneeglöckchen blühen, doch Eiseskälte setzte der Frühlingsherrlichkeit ein jähes Ende. Foto: Stefan Kämpfe

Selten bescherte uns ein Winter solche Temperaturkontraste, wie der gegenwärtige. Während man sich im November und Dezember über frühlingshafte Temperaturen in ganz Deutschland freuen konnte, vertrieb eisige Winterluft in den ersten Januartagen den „Dezemberfrühling“ aus Skandinavien und erreichte zeitweise auch Nordostdeutschland. Der Südwesten blieb noch vom Wintereinbruch verschont. Die um den 7. Januar gemessenen Temperaturen in Skandinavien waren sibirisch und ließen zeitweise eine markante Luftmassengrenze mit Temperaturgegensätzen von bis zu 15 Grad über Deutschland entstehen:

Über Deutschland stellte sich die Situation am 5. Januar so dar:

Beide Bilder Quelle wetteronline.de, ergänzt von Stefan Kämpfe

Eines wird bei der Betrachtung dieser beiden Abbildungen klar: Die annähernd überall gleiche CO2- Konzentration passt nicht zu den extremen Temperaturkontrasten. Und wie vertragen sich die deutlich gestiegenen CO2- Werte, die doch eigentlich wärmen sollten, mit den sibirischen Temperaturen in Skandinavien und Osteuropa? Gar nicht, wie ein kritischer Blick auf die Entwicklung der Wintertemperaturen an der Station Erfurt- Weimar zeigt:

Bleibt die spannende Frage, was statt CO2 diese Extreme verursacht hat und wie sich die Deutschland- Temperaturen zukünftig entwickeln könnten. Im Rahmen dieses Beitrages können wir die wichtigsten Ursachen nur kurz benennen und anreißen. Eine wesentliche Rolle spielt die Sonnenaktivität. Unser Zentralgestirn strahlt nicht immer gleich viel Energie ab. In aktiven Phasen, wie wir sie am Ende des 20. Jahrhunderts bis kurz nach der Jahrtausendwende erlebten, zeigen sich unter anderem mehr Sonnenflecken, die Sonne ist magnetisch aktiver ;sie sendet dann auch mehr Röntgen-, UV- und Teilchenstrahlung aus, was tendenziell die Luftströmungen beeinflusst und die Häufigkeitsverhältnisse der Großwetterlagen zugunsten westlicher Luftströmungen über Europa beeinflusst. Diese wirken im Winter tendenziell erwärmend (folgende Abbildung):

Eine wesentliche Voraussetzung für eine intensive Westströmung ist unter anderem ein möglichst ungestörter Polarwirbel (das im Winterhalbjahr vorhandene Kältereservoir über der Arktis, besonders in der mittleren Troposphäre). Ein solch annähernd kreisrunder Polarwirbel wird an seinem Südrand von einer Intensiven Ringströmung begrenzt, die von West nach Ost verläuft und mit der die milde Atlantikluft nach Europa gelangen kann. Ist der Polarwirbel hingen gestört, beispielsweise durch sogenannte „Stratosphärenerwärmungen“, so weicht die glatte Westströmung einer mehr oder weniger stark mäandrierenden Strömung, mit der warme Luft im Extremfall bis zum Nordpol, aber kalte Luft auch bis nach Nordafrika oder in die Türkei und in den Nahen Osten gelangen kann – wie gegenwärtig. Folgend ein nahezu idealer, wenig gestörter Polarwirbel aus dem milden Winter 2014/15:

Man erkennt eine vorwiegend westlich orientierte Strömung am Südrand des Polarwirbels, von der Europa durch besonders milde Luft (Atlantik, Golfstrom- Einfluss) profitiert (Rote Pfeile). Ganz anders zeigt sich die Modellrechnung für den 12. Januar 2016, welche einen stark mäandrierenden Polarwirbel vorhergesagt hat:

Es dominieren meridionale Strömungsmuster, welche Extremwetter fördern. Einem markanten Kaltlufteinbruch über dem Mittleren Westen der USA und über Westeuropa stehen mildere Südströmungen über der US-Westküste, Ostkanada und Osteuropa gegenüber (beide Bildquellen wetterzentrale.de, ergänzt von Stefan Kämpfe).

Mit den Faktoren Sonnenaktivität, Polarwirbel und Eisbedeckung der Arktis ist auch die AMO verknüpft, die sogenannte Atlantische Mehrzehnjährige Oszillation, eine etwa 50- bis 80-jährige Schwankung der Wassertemperaturen im zentralen Nordatlantik. KÄMPFE wies nach, dass die AMO die Großwetterlagenhäufigkeit und die Temperaturverhältnisse in Deutschland wesentlich beeinflusst:

Die Häufigkeitsspitzen der Süd- und Südwestlagen folgen den AMO- Warmphasen mit einer Verzögerung von 5 bis 15 Jahren, was erklärt, dass gegenwärtig, am Ende einer solchen Warmphase, gehäuft diese Lagen auftreten. Da die Wassertemperaturen des Nordatlantiks seit dem späten 19. Jahrhundert insgesamt gestiegen sind (mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Folge der zunehmenden Sonnenaktivität), nahm auch langfristig die Häufigkeit der S- und SW- Lagen sowie die überwiegend erwärmend wirkender Hochdruckwetterlagen zu, was in Deutschland einen erheblichen Temperaturanstieg verursachte:

Und damit ist auch geklärt, warum hierzulande Spätherbst und Frühwinter 2015 so exorbitant warm ausfielen – es gab ungewöhnlich häufig warme südliche bis westliche Luftströmungen. Am Beispiel des Novembers sehen wir, dass dieser Monat auch langfristig wärmer wurde, weil die Häufigkeit der südlichen Luftströmungen zu- und die der (im Spätherbst schon sehr kalten) Ostwetterlagen abgenommen hat:

Abschließend sei noch darauf verwiesen, dass auch eine längere und intensivere Sonnenscheindauer, allerdings nur im Sommerhalbjahr, wesentlich erwärmend wirkte. Diese Entwicklung ist unter anderem auf Luftreinhaltemaßnahmen, die schon beschriebenen Häufigkeitsänderungen bei den Großwetterlagen, aber auch auf die Sonnenaktivität selbst (SVENSMARK- Effekt) zurückzuführen. Doch es gibt noch eine weitere Erwärmungsursache, die nicht unterschätzt werden darf: Wärmeinseleffekte im weitesten Sinne. Misst man an zwei gleich hoch gelegenen, ebenen, nicht allzu weit voneinander entfernten Orten die Lufttemperaturen unter standardisierten Bedingungen, so sollte man nahezu identische Messergebnisse erwarten. Wenn allerdings ein Messort im Zentrum einer Großstadt liegt, etwa in Berlin, und der andere ist eher ländlich, so zeigt sich folgendes Ergebnis:

Im dicht bebauten, versiegelten, nur wenig begrünten Zentrum einer Großstadt kann es also selbst im vieljährigen Mittel um fast 2 Kelvin (2°C) wärmer als in ländlichen Regionen sein! Und die Bebauungs- und Versiegelungstätigkeit nahm gerade nach 1945 massiv zu. Im folgenden zweiten Teil wollen wir daher diesen WI- Effekt genauer beleuchten.

Stefan Kämpfe, Diplom- Agraringenieur, unabhängiger Natur- und Klimaforscher

Josef Kowatsch, Naturbeobachter und unabhängiger Klimaforscher

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14 Kommentar(e)

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1

Worüber man in diesem Zusammenhang nie etwas liest, ist die Auswirkung der intensiven landwirtschaftlichen Bewässerung in den semiariden Gebieten.
Dort entsteht Abkühlung durch die Verdunstungskälte. Die latente Wärme im Wasserdampf wird transportiert und manifestiert sich dann anderorts als Kondensationwärme. So wie der Föhn.
Das hat natürlich auf eine "globale Mitteltemperatur" keinen Einfluss, aber auf die Thermometer in den betroffenen Gebieten.
Damit könnte man auch die Erwärmung der Arktis erklären sowie die der westantarktischen Halbinsel.
Grössenordnung:
Weltweit werden durch Beregnung 2.700 km³ Wasser zum Verdunsten gebracht.
Da die Kondensationswärme 7 mal grösser ist als die Schmelzwärme, entspricht das dem Schmelzen von 15.000 km³ Eis oder 5 Millionen km² 3-Meter dickem Packeis. Nur um die Grössenordnung der transportierten Wärmemenge zu beurteilen.

2
Neulen, Holger

ja 88,89,90 - die Winter erinnere ich als ausgesprochen mild, wie nur konnte das sein?
Die Sonne hier als treibende Kraft einzubeziehen ist unausweichliche Bedingung!

Und schoen zu sehen der geometrische MIttelwert der Temperatur in Deutschland, ware also so bei Null grad, je nach Anzahl der Messstationen und deren geodaedischen Ort, nichtmal geometrisch gemittelt in der wahren Verteilung deshalb unfug darueber einen Mittelwert anzugeben.
Schoen auch in Graphic "7 Januar" Temeperaturen wohl in 2 m Hoehe, ueber dem Erdboden, nicht ueber NormalNull
also insgesamt ist der Artikel hier das beste Beispiel dafuer dass Klimaziele wie vom ICCP auf COP21 verabschiedet wurden an Temperatur alleine, festgemacht werden koennen doch von allem physicalisch gar ueberhaupt nicht duerfen.

Jedoch Klimaziel von 2 Grad, oder weniger einzuhalten ist damit auch kein Problem.
Es ist also schon jetzt zu sehen die Klimaziele eingehalten zu haben, egal ob den alle Gletscher verschmolzen sind und die Antarktis sich in Wasser aufgeloest haben sollte(was nicht geschehen wird)

2 Grad konnten alle zeichnen, weil tun ja alle einhalten!

Nur Strom aus ohne Kohle, OeL, und Gas laesst schrumpfen Deutscher Wirtschaft Spass

3
Dr. Gerhard Stehlik

Dank für die beiden Antworten in #10 und #11.

Genau deshalb muss die CO2 - Frage nicht mit Wetter, Klima, Wolken, Temperauren und all dem ganzen unsinnigen Beiwerk beantwortet werden, sondern mit der physikalischen Chemie des CO2 Gasmoleküls selbst!
Ergo: CO2 ist das wichtigste Kühlmittel der Erde, aber das schlechteste an der Erdoberfläche. Nur erwärmen (= Treibhaus) kann es nie!

4
Stefan Kämpfe

@#9
wie Herr Heinzow schon richtig ausführte, kann man die Bewölkung nur eingeschränkt beobachten (was ist über den CL- Wolken?); selbiges gilt auch, wenn Nebel herrscht. Vom Satelliten aus ist vielleicht mehr möglich, aber das geht frühestens seit den 1970ern., so dass es keine Langzeitreihen geben kann. Die Potsdam- Werte des Gesamtbedeckungsgrades (hier ist der Mangel, dass nicht nach CL- CM- und CH- Bewölkung unterschieden wird) liegen seit 1893 (in Achteln) vor. Setzt man sie zu den Monatsmitteltemperaturen in Beziehung, so zeigt sich tendenziell Folgendes: Wolkenreiche Sommermonate sind kühler als wolkenarme, im Winter ist es umgekehrt. Wolken haben eben einen viel größeren Einfluss auf das Temperaturniveau, als die viel zitierten "Treibhausgase". Zu den Wolken muss man auch den Nebel rechnen, der wirkt- als tiefste Wolke sozusagen- im Sommerhalbjahr tagsüber besonders kühlend; im Winter hingegen behindert er die langwellige Ausstrahlung und "wärmt" in Bodennähe. Etwas zum Nebel lesen Sie in unserem Teil 2.

5

@ #9 G. Stehlik

"Messdaten der täglich und nächtlichen Bedeckungsgrade"

Schwierig zu messen. Oder: Es geht nicht. Was oberhalb einer Stratocumulusschicht ist, ist von unten nicht messbar.
Hab hier gerade in HH 8/8 Bedeckung. Stratocumulus. Näheres entnehme man dem wettermast in Hamburg.

6
Dr. Gerhard Stehlik

Liebe Autoren, danke für die nachvollziehbare Darstellung, wie Winde Temperaturen beeinflussen. Auch das muss immer wieder neu mit Daten belegt veröffentlicht werden, obwohl das im Wesentlichen Lehrbuchwissen der Meteorologie ist.
Was weniger ausführlich in Lehrbüchern behandelt wird, ist die Wolkenbedeckung, vor allem die unterschiedliche Wolkenbedeckung bei Tag, die kühlt, und bei Nacht, die wärmt.
Gibt es in euren Datenquellen dafür überhaupt Messdaten der täglich und nächtlichen Bedeckungsgrade?

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Stefan Kämpfe

@#7:"Auch sich an einer Kaltwetterlage (dem Winter 15/16 bis jetzt) zu ergötzen, wie ich es bei Eike oft zwischen den Zeilen lese, halte ich für nicht angebracht, da man Klima, wie Sie sicher wissen, u.a. nicht an einem einzelnen Zustand festmachen sollte."
Ihre Ausführungen zum Klima sind zutreffend! Allerdings ergötzen wir uns nicht an der Kältewelle, denn diese ist zwar aus meteorolog. Sicht sehr bemerkenswert, was wir hier verdeutlichen wollten, sie hat aber- speziell nach dem sehr milden Dezember- durchaus ihre Schattenseiten (Straßenverkehrsbehinderungen, empfindliche Kulturen...). Und der Begriff "Horror- Winter?" Ist, wenn man mit Betroffenen, wie beispielsweise den Vertretern der Tourismus- Branche, Wintersport- Veranstaltern oder Landwirten, spricht, durchaus nicht übertrieben. So musste der Biathlon- Weltcup in Oberhof wegen Schneemangels abgesagt werden- ein herber Verlust für diese wirtschaftsschwache Region. Alles aber schon mal dagewesen und daher nur Wetter extrem und kein Klimawandel, so etwa Ende Dezember 1978, als wir in Norddeutschland 15 bis 20 Grad Kälte, südlich des Mains aber bis zu 10 Grad Plus hatten. Noch ein Wort zu den Diagrammen. Um sehr unterschiedliche Größen wie beispielsweise Wetterlagenhäufigkeit und Lufttemperaturen, in einem Diagramm darstellen zu können, mussten wir Indexwerte berechnen. Andernfalls hätten wir viel zu viele Einzeldiagramme untereinander bringen müssen- das wäre zu unübersichtlich.
Schönen Eiswinter noch (bald auch für Süddeutschland).
Stefan Kämpfe

8

Liebe Autoren,

die inhaltliche Ausarbeitung Ihres Artikels möchte ich zunächst loben.

Jedoch kritisiere Ich Ihren Ausdruck.
Skandalorientierte (Unter-)Titel wirken nie wissenschaftlich und sind meiner Meinung nach Sache der "Klimaaktivisten". Sobald sich "Klimaskeptiker" aus dem sicheren Feld der Wissenschaftlichkeit heraus provozieren lassen, machen sie sich anfällig.
"Und der Horror-Winter wird weitergehen" - stelle ich in seiner Aggressivität gleich mit Formulierungen wie "und diese Hitzeextreme werden in Zukunft noch weiter zunehmen", wie man es von der eher unwissenschaftlichen Klima-Panik-Ecke kennt. Zumal ich den diesjährigen Winter (noch) nicht als extrem empfand.

Auch sich an einer Kaltwetterlage (dem Winter 15/16 bis jetzt) zu ergötzen, wie ich es bei Eike oft zwischen den Zeilen lese, halte ich für nicht angebracht, da man Klima, wie Sie sicher wissen, u.a. nicht an einem einzelnen Zustand festmachen sollte.

Beiläufig möchte ich (als Leihe) anmerken, dass die hier angeführten Grafiken ohne konkreten Achsbeschriftungen nicht überzeugend wirken könnten.

"Klimakritische" Meinungsvertreter müssen weiterhin versuchen, der "Klimaerwärmungsideologie" faktenorientiert die Stirn zu bieten.
Ich hoffe, Sie verstehen meine Bedenken und lassen sich nicht auch von der "Hyperventilation" ergreifen.

Mit freundlichen Grüßen
F. Teschendorf

9

@ #1 f. Ketterer

"Letzte Woche war ich im Südwesten und habe schon die ersten Mandelbäume und Forsythien blühen sehen."
In meinem Garten haben bereits Anfang Dezember die Brombeersträucher geblüht. Und den Rasen mußte ich vor Weihnachten noch einmal mähen. Verantwortlich ist der "Klimawandel" ... . Die Balz der Meisen und Amseln ist auch schon in vollem Gange ...

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Verehrte Autoren,

Der sog. "Treibhauseffekt" steht in keinem Widerspruch zu den "Temperaturkontrasten". Sie sollten an Ihrer Argumentation noch weiter arbeiten.

Den "Treibhauseffekt", wie er in den IPCC-Berichten und in der "Klimawissenschaft" dargestellt wird, gibt es in der Realität nicht, aber aus einem völlig anderen Grund, nämlich dem rein Physikalischen.

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#1: Warum so zurückhaltend? Es muss doch CO2 gewesen sein, oder?

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Die Entwicklung der Wintertemperaturen in Deutschland ist tatsächlich ziemlich interessant. Insbesondere an alpinen Bergstationen (Zugspitze, Wendelstein) ist die "Abkühlung" seit 1988 doch recht markant und hier ist übrigens auch der Winter 1989/90 wärmer als 2006/07 (gemäß Messdaten vom DWD). Beachten muss man dabei, dass die Winter 1986/87, 87/88, 89/90 ausgesprochen mild waren. Dies bedeutet einen hohen "Startwert", so dass der anschließende Trend natürlich geringer bis negativ ausfällt. Das ist äquivalent zu dem Vorgehen der Alarmisten, die den Startwert in die kleine Eiszeit legen - und wie zu bestaunen - es wird wärmer, wer hätte das gedacht!
Trotz allem kann man bzgl. der oben gezeigten Temperaturentwicklung mit Fug- und Recht von einer leichten Abkühlung oder zumindest von einem Plateau sprechen.
Allerdings sind regionale Temperaturverläufe - erst rech saisonal - überhaupt kein Gradmesser, oder gar Beweis gegen einen Einfluss von C02. Bemerkenswert ist aber etwas anderes: Die Graphiken zeigen, dass ein Teil der Bevölkerung (alle unter etwa 30 - 35 Jahre) überhaupt keine "kälteren" Winter kennt, als wie sie gegenwärtig vorfinden. Trotzdem nehmen viele Menschen subjektiv eine Erwärmung war. Das zeigt wie start die Konditionierung durch die allgemeine Propaganda wirkt!

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Stefan Kämpfe

@#1: Den Mandelbäumchen wird's am kommenden Wochenende nicht so gut gehen- die Kaltluft gelangt auch in den Südwesten. Das ändert nichts daran, dass dieser Winter westlich der Weser und südlich des Mains einer der mildesten seit Aufzeichnungsbeginn werden könnte- wenn der Februar mitspielt und mild ausfällt, was keiner momentan vorhersagen kann. Wer entschuldigt sich eigentlich für all die grottenschlechten Prognosen vom "Haslinger Sepp" und anderen "Experten", die trotz der immer wieder beschwörten "Klimakatastrophe" durch die "Qualitätsmedien" geisterten und uns einen extrem kalten Winter 2015/16 vorhersagten???

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Letzte Woche war ich im Südwesten und habe schon die ersten Mandelbäume und Forsythien blühen sehen.