Die Klimadiskussion wird überwiegend von der Diskussion um den Einfluss von dominiert, das nach den Strahlungstransportgleichungen, die die ausgehende Infrarotstrahlung (OLR = „outgoing longwave radiation“) beschreiben, einen gewissen Einfluss auf den Strahlungshaushalt der Erde hat.
Es gibt jedoch noch weitere Faktoren, die berücksichtigt werden müssen.
Das Dilemma der Albedo der Erde war, dass
- Wolken unterschiedlicher Art in verschiedenen Höhen,
- reflektierende und streuende Aerosole,
- Einflüsse auf die Wolkenerzeugung, wie kosmische Strahlung und Magnetfelder,
- Oberflächen- und atmosphärische Eigenschaften als Folge von Schneebedeckung, Verstädterung, Landwirtschaft, Luftverschmutzung usw.,
- mögliche Rückkopplungseffekte der Temperatur über Wasserdampf.
Mangels einer umfassenden Theorie wurde der Einfluss der Erdalbedo lange Zeit in der Mainstream-Klimadiskussion vernachlässigt oder ignoriert.
Aber es gibt einen anderen Ansatz.
Diese sorgfältige Analyse zeigt einen klaren, signifikanten Trend für die gesamte Reflexivität, die 75% der gesamten Sonneneinstrahlung auf der Erde ausmacht (Breitengrad -60…60 Grad, die Pole haben weniger Gewicht aufgrund kleinerer Gesamt-Einstrahlung und größerer Albedo in Polnähe):

Die geänderte Reflektivität wurde in Änderungen des einfallenden bzw. reflektierten Licht-Energieflusses umgesetzt:

Das bedeutet, dass der solare Einstrahlungs-Energiefluss in den 30 Jahren von 1980 bis 2010 um gestiegen ist. Diese albedo-bedingte Zunahme innerhalb von 30 Jahren ist größer als der geschätzte Strahlungs-Antrieb durch den Anstieg von
seit Beginn der Industrialisierung.
Basierend auf der Energiebilanz zwischen einfallender Lichststrahlung und ausgehender Infrarot-Strahlung mittels des Stefan-Boltzmann-Gesetzes
ergibt sich die Temperatur-Sensitivität gegenüber Einstrahlungsänderungen (ohne Berücksichtigung von möglichen Rückkopplungen) – durch Bildung der ersten Ableitung und linearer Approximation des Stefan-Boltzmann-Gesetzes:
Im gleichen Zeitraum von 30 Jahren beträgt die geschätzte Abnahme des Infrarot-Energieflusses in den Weltraum aufgrund von
, was zu einer Temperatursensitivität von
führt. Beide „Antriebe“ sorgen für Erwärmung der Atmosphäre.
Es gibt 2 wichtige und einfache Konsequenzen aus dieser Übersicht und den Berechnungen:
Der Einfluss von macht 20% der Temperaturänderung der letzten 30 Jahre aus, während die Änderung der Wolkenreflexivität 80% der Temperaturänderung bewirkt.
- Beide Kräfte zusammen hätten demnach zusammen eine durchschnittliche Erwärmung von 0,88 K erzeugt.
Die tatsächliche Änderung der globalen Temperatur ist viel geringer, je nach der Institution, die die Temperatur misst, beträgt sie0,3..0,5 K, was etwa die Hälfte der theoretischen Gleichgewichtstemperatur nach den obigen Überlegungen ist .Daher muss es eine ziemlich starke negative Rückkoppelung geben, die den Effekt des zusätzlichen Licht-Energieflusses (von der abnehmenden Wolkenreflextion) sowie des verminderten Infrarot-Energieflusses (von reduziert.) um ca. 50%


Für die -Sensitivität (Temperaturänderung bei Verdoppelung von
) bedeutet diese negative Rückkopplung, dass wir
-Konzentration auf 600 ppm eine Temperaturänderung von weniger als 0,5 Grad K
-Änderungen sind.
Natürlich stellt sich die Frage, was den Rückgang der Albedo verursacht hat. Darauf gibt es derzeit keine klare Antwort. Die Grösse des Effekts scheint -Niveau
Hallo Herr Dengler,
wieder einmal sehr interessante Aspekte und sehr gut von Ihnen beschrieben.
Eine simple Überlegung:
Es ist ja eine Tatsache, dass die Erde in den vergangenen Jahrzehnten „ergrünt“ ist, wohl Dank dem erhöhten CO2.
Führt eine „Ergrünung“ nicht auch zu einem niedrigeren Albedo, bspw. durch größere Blattgrün-Flächen?
Vielen Dank voab und: Machen Sie weiter so 🙂
Beste Grüße
Stephan Wilke
Lieber Herr Wilke,
gute Frage. Die beschriebenen Variabilität beruht in meiner Vorstellung v.a. auf der Reflexion durch die Wolken. Das Thema Albedo auf der Erdoberfläche habe ich noch nicht systematisch bearbeitet. Zugegebenermaßen ist das Thema Bodenalbedo einigermaßen kompliziert, z.B. hat Wald eine niedrigere Albedo als offenes Ackerland und Wiesen. Bei zunehmender Begrünung dürfte der Haupt-Klimaeffekt auf der Kühlung durch Wasserverdunstung beruhen (Mannheim will bis zur BuGa seine Temperatur durch Begrünung um 2 Grad senken) – was dann auch wieder zur verstärkten Wolkenbildung führt. Aktuell lenkt das Thema Covid 19 etwas vom Klima ab, ich sehe einige Parallelen, die falschen Modelle werden dort schneller von der Wirklichkeit eingeholt.
Viele Grüße, Joachim Dengler