Radiative Energy Flux Variation from 2001–2020

re:look climate Aufriss


Dr. Philipp Lengsfeld

October 2021


Primary source:

Dübal and Vahrenholt, Radiative Energy Flux Variation from 2001–2020. Atmosphere 12 2021

(Grafiken aus dieser Quelle kopiert)



Hans-Rolf Dübal und Fritz Vahrenholt haben in einer peer-reviewed Publikation in “Atmosphere” die Strahlungsbilanz der Erde in den letzten 20 Jahren untersucht. Der Nettostrahlungsfluss, also die Differenz zwischen solarer Einstrahlung und lang- und kurzwelliger Abstrahlung, bestimmt die Veränderung des Energieinhaltes des Klimasystems. Ist er positiv, so heizt sich die Erde auf, ist er negativ, so bedeutet das eine Abkühlung.

Das von der NASA betriebene satellitengestützte CERES-Projekt liefert seit zwei Jahrzehnten solche Strahlungsdaten sowie Daten zur Entwicklung der Bewölkung in zeitlicher und räumlicher Auflösung. Diese Daten werden sowohl bezogen auf eine Höhe von ca. 20 km (TOA = „Top of Atmosphere“), also auch bezogen auf die Erdoberfläche bestimmt.

Die kürzlich veröffentlichte Arbeit hat ein für die Klimawissenschaft überraschendes Ergebnis zu Tage gefördert: Die Erwärmung der Erde in den letzten 20 Jahren kann im Wesentlichen mit einer höheren Durchlässigkeit der Wolken für die kurzwellige Sonneneinstrahlung erklärt werden. Die kurzwellige Abstrahlung ist in diesem Zeitraum stark zurückgegangen (siehe Abbildung) und zwar gleichermaßen auf der Nord- und Südhalbkugel (NH und SH). Das bedeutet bei nahezu konstanter Sonneneinstrahlung, dass mehr kurzwellige Strahlung die Erdoberfläche erreicht hat und damit zur Erwärmung beitrug.



Der Beitrag der langwelligen Rückstrahlung (also der sog. Treibhauseffekt) dagegen scheint nur einen geringeren Teil zur Erwärmung beizutragen. Und dieser wurde sogar weitgehend kompensiert durch die ebenfalls ansteigende Durchlässigkeit der Wolken für von der Erde ausgehende langwellige Strahlung. Zu diesem eindeutigen Ergebnis kommen die Autoren nach der Auswertung der CERES-Daten Strahlung.

Schon die NASA-Forscher um Norman Loeb, sowie der finnische Forscher Antero Ollila hatten kürzlich bereits darauf hingewiesen, dass die kurzwellige Sonneneinstrahlung auf Grund der Abnahme niederer Wolken von 2005 bis 2019 zugenommen hat.

Dübal und Vahrenholt untersuchten nun für den gesamten Zeitraum TOA- und bodennahe Strahlungsflüsse und setzten diese in Bezug zu Veränderungen der Bewölkung. Der Nettoenergiezufluss war im gesamten Zeitraum positiv und ist von 2001 bis 2020 von 0.6 W/m² auf 0.75 W/m² angestiegen. Im 20-jährigen Mittel betrug er 0,8 W/m². In der Übersichtsdarstellung erkennt man deutlich, den dominierenden Bereich der kurzwelligen Strahlung in den bewölkten Gebieten (SW Cloudy Area, +1.27 W/m²).



Die Autoren betrachteten auch die Auswirkung dieses Strahlungsüberschusses auf den Wärmeinhalt des Klimasystems für einen längeren Zeitraum seit 1750.

Zentral sind die Erkenntnisse zum Treibhauseffekt. Hans-Rolf Dübal (zitiert aus einer ausführlicheren Darstellung auf Kalte Sonne: ”Wir konnten den erhöhten Treibhauseffekt der Summe aller Treibhausgase (Wasserdampf, CO2 usw.) unter „Clear Sky“- Bedingungen mit 1,2 W/m² Zunahme in den letzten 20 Jahren nachweisen. Allerdings wird diese Zunahme flächengewichtet überkompensiert durch die zunehmende Abstrahlung der langwelligen Strahlung in den bewölkten Zonen („Cloudy Areas”) in Höhe von -1,48 W/m².


In der Diskussion werden die Erkenntnisse der Untersuchung eingeordnet: Die Zeitspanne von 20 Jahren ist noch zu kurz, um abschließend entscheiden zu können, ob die jetzige Heizphase eine temporäre oder permanente Entwicklung ist. Im ersteren Fall müssen die Klimaprognosen grundlegend überarbeitet werden.

Der physikalische Mechanismus, der zu der Wolkenverdünnung geführt hat, wird in der Literatur unterschiedlich diskutiert. Fritz Vahrenholt (Zitat Kalte Sonne): “Die Wolkenveränderungen können durch Rückgang der Aerosole, durch Erwärmung der Atmosphäre auf Grund natürlicher Ursachen (z.B. der AMO oder der PDO), durch anthropogene Erwärmung durch CO2 oder einer Kombination dieser einzelnen Faktoren ausgelöst werden.


Zum Abschluss noch mal eine zusammenfassende Einschätzung von Fritz Vahrenholt (Zitat Kalte Sonne): „Eines kann allerdings schon jetzt festgehalten werden: die Erwärmung der letzten 20 Jahre wurde stärker durch Veränderung in den Wolken als durch den klassischen Treibhauseffekt verursacht.”.



Ausführliche Darstellung auf Kalte Sonne: Die Erwärmung der letzten 20 Jahre hat ihre wesentliche Ursache in der Veränderung der Wolken


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