Klimawandel: Die Sonne ist nur Statist

Die Sonnenaktivität galt bislang als einer der maßgeblichen Einflussfaktoren des Klimas. Zu Unrecht, wie deutsche Wissenschaftler herausgefunden haben© Michael Probst/AP

Die Schwankung der Sonnenstrahlung in den vergangenen 1000 Jahren ist viel geringer als Wissenschaftler bislang annahmen. Das fanden Forscher aus Katlenburg vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung heraus. Die Sonne spielt beim Klimawandel allenfalls eine kleine Nebenrolle. Die beobachtete globale Erwärmung kann man mit ihr nicht erklären. Das Ergebnis geht in das sogenannte "Millenniumsexperiment" ein, das Johann Jungclaus betreut. Seine Projektgruppe will das Klima der vergangenen 1000 Jahre deutlich besser simulieren als bisher.

Mehrere Forschergruppen der deutschen Max-Planck-Gesellschaft, der Helmholtz Gemeinschaft und anderer Organisationen teilten sich die aufwendigen Arbeiten an den monatelang laufenden Berechnungen. Die Simulationen verschlangen die Kapazitäten ganzer Super-Computer-Anlagen. Sie bezogen erstmals auch den gesamten Kohlenstoffkreislauf der Erde mit ein. Er ist so komplex, dass er von Computern bisher nicht simuliert werden konnte.

Herr Jungclaus, als ein Faktor neben den Treibhausgasen gilt die Sonneneinstrahlung; deren Veränderung soll im Millenniumsexperiment berücksichtigt werden. Nun gibt es neue Erkenntnisse, die zeigen, dass die Sonnenaktivität in den letzten 1.000 Jahren deutlich weniger schwankte als bisher angenommen.

Unabhängige Experten haben die Sonne neu analysiert und mit sonnenähnlichen Sternen verglichen. Die Ergebnisse zeigen: Über die letzten 400 Jahre wäre die Veränderung der Sonnenstrahlung fast vier mal kleiner als bisher angenommen.

Überrascht Sie, dass die alten Berechnungen womöglich falsch sind?

Es hat mich schon überrascht, dass gestandene Wissenschaftler ihre eigene Forschungsarbeit nach 10 Jahren überarbeiten und um den Faktor 4 korrigieren. Das kommt sicher nicht so häufig vor in der Wissenschaft.

Das Maß der Sonnenaktivität (linke Skala) der globalen Erhöhung der Durchschnittstemperatur seit 1860 gegenüber gestellt (rechte Skala). Die Übereinstimmungen beider Kurven reichen nur bis zum Jahr 1980© MPI for Solar System Research/Prof. Dr. Sami K. Solanki

Ist ein Fehler um den Faktor 4 Forschungsalltag?

Es gehört dazu, sich damit auseinanderzusetzen: Was bisher alle geglaubt haben, muss manchmal revidiert werden. Ein Beispiel: Vor einigen Jahren diskutierte man das Zusammenbrechen des Golfstroms und somit eine neue Eiszeit über Europa als Folge des Klimawandels. Das ist nicht mehr aktuell. Alle neueren Modellrechnungen zeigen, dass es eine Abschwächung, aber keinen Zusammenbruch geben wird. Außerdem ist die globale Erwärmung gravierender als die Abkühlung durch einen schwächeren Golfstrom. Es gibt keine neue Eiszeit. Und neue Erkenntnisse bieten auch immer die Chance, neu nachzudenken, neue Einflussgrößen und Mechanismen zu berücksichtigen. Was die Rolle der Sonne angeht, werden wir in Zukunft zum Beispiel den Einfluss der Sonnenstrahlung auf die Chemie der Atmosphäre erforschen müssen.

Skeptiker messen der Sonnenaktivität immer wieder eine größere Bedeutung bei als den menschengemachten Effekten. Gewinnen die Treibhausgase angesichts Ihrer Erkenntnisse an Bedeutung beim Klimawandel?

Ja. Die Frage lautet: Was bewirkte die Temperaturänderungen seit der Industrialisierung um 1860? Ein Teil wird auf die solare Einstrahlung, ein anderer Teil auf die Treibhausgase zurückgeführt. Aber seit 1950 ist der Effekt der Treibhausgase der Wichtigere. Insbesondere die Messungen mit Satelliten über die letzten 30 Jahre zeigen keinen Trend in der Sonnenaktivität, mit dem man die Erwärmung der Erde erklären kann. Das gilt auch, wenn man noch ungeklärte Rückkoppelungen beachtet.

Welche Folgen haben nun die neuen Rekonstruktionen der Sonnenaktivität für die Klimaprognose? Muss alles neu berechnet werden?

Für die Prognose des Klimas hat das relativ wenig Einfluss, denn auch wenn die Sonnenaktivitäts-Schwankung noch mal um den Faktor 4 kleiner ist - der Faktor der Treibhausgase war schon zuvor so groß, dass die Sonne von den meisten Wissenschaftlern als weniger bedeutend angesehen wurde. Der menschengemachte Treibhauseffekt hat einen Einfluss von 2 bis 4 Watt pro Quadratmeter; die Sonnenaktivität hingegen schwankte nur um 0,25 bis 0,5 Watt pro Quadratmeter.

Im Millenniumsexperiment geht es um das Klima der letzten 1.000 Jahre. Das wurde schon oft simuliert. Was also ist das Besondere an Ihrer neuen Simulation?

In vergangenen Simulationen stand uns weniger Computer-Rechenkraft zur Verfügung und wir mussten vereinfachte Modelle mit geringer Auflösung rechnen lassen. Unser neues Modell ist sehr viel realitätsnäher als das Vorherige und schließt sogar den Kohlenstoffkreislauf der Erde mit ein.

Neben menschlichen Einflüssen, Sonnenaktivität und Vulkanausbrüchen – was verändert das Klima noch?

Bei den menschlichen Einflüssen sollte man die Landnutzungsänderungen nicht vergessen. Die Menschen haben die Oberfläche des Planeten verändert, den Boden mit Straßen und Häusern versiegelt, Wälder gerodet und Äcker angelegt, was sich auf das Klima auswirkt. Dazu kommen natürliche, interne Klimaveränderungen die recht regelmäßig auftreten: Wie das El Nino Phänomen und sich ändernde Meeresströmungen. Einige Forscher geben veränderte Meeresströmungen zum Beispiel als Ursache für den letzten großen Klimawandel an, was allerdings sehr umstritten ist. Dieser letzte Klimawandel wird kleine Eiszeit genannt und dauerte vom 16. bis zum 19. Jahrhundert.

El Niño und die Meeresströmungen gehören also zu den natürlichen Faktoren. Es ist aber bei natürlichen Veränderungen nie sicher, was genau ihr Auslöser ist.

Auch die Meeresströmungen können durch äußere Faktoren beeinflusst werden, was ja die zu erwartende Abschwächung des Golfstroms zeigt. Das Problem ist eher, dass der Ozean äußerst träge ist. Er verändert sich in ähnlich langer Zeit wie der wachsende menschliche Einfluss durch Treibhausgase. Das macht es manchmal schwer, beide Prozesse auseinanderzuhalten.

Zur Person Johann Jungclaus ist der Projektleiter des laufenden Millenniumsexperiments in Hamburg. Seit 1999 ist er am Max-Planck-Institut für Meteorologie tätig. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Rolle des Ozeans im Klimasystem und Klimasimulationen. Er ist Autor und Koautor von mehr als 30 wissenschaftlichen Veröffentlichungen in internationalen Fachzeitschriften und Mitglied des Arctic Climate Panels des World Climate Research Programs.