CO₂-Anstieg um 1940? Stu­die der Uni Ham­burg wider­legt IPCC-Klimamodelle

Laut Mes­sun­gen stieg die glo­ba­le CO₂-Kon­zen­tra­ti­on um 1940 sprung­haft an. Ein Ereig­nis, das nicht ganz zu den Model­len des IPCC passt. Eine Stu­die der Uni Ham­burg ana­ly­sier­te die­sen kurz­zei­ti­gen, aber signi­fi­kan­ten CO₂-Anstieg.
1940
Der Haupt­ein­gang des Haupt­ge­bäu­des der Uni­ver­si­tät Ham­burg. Es scheint noch nicht wirk­lich klar zu sein, wie stark der Effekt des men­schen­ge­mach­ten CO₂ ist.Foto: iStock
Von Mau­rice For­geng3. Novem­ber 2023

Die Kli­ma­mo­del­le und Behaup­tun­gen des Zwi­schen­staat­li­chen Aus­schus­ses für Kli­ma­wan­del (IPCC), oft als „Welt­kli­ma­rat“ bezeich­net, zei­gen auf, dass es seit dem Beginn der Indu­stri­el­len Revo­lu­ti­on vor rund 150 Jah­ren einen ste­ti­gen, kon­stan­ten Anstieg der Kohlenstoffdioxid-(CO₂-)Konzentration in der Erd­at­mo­sphä­re geben soll. Die­ser sei ein­zig auf die men­schen­ge­mach­ten Emis­sio­nen zurück­zu­füh­ren. Dem wider­spricht nun eine Ver­öf­fent­li­chung der Uni­ver­si­tät Ham­burg von Her­mann Harde.

Die Stu­die trägt den Titel „About Histo­ri­cal CO₂-Data sin­ce 1826: Expl­ana­ti­on of the Peak around 1940“ (Über histo­ri­sche CO₂-Daten seit 1826: Erklä­rung der Spit­zen­wer­te um 1940). Auf dem wis­sen­schaft­li­chen Por­tal „Rese­arch Gate“ ist sie frei einsehbar.

Wie der Name bereits ver­rät, geht es pri­mär um einen auf­fäl­li­gen Anstieg der CO₂-Kon­zen­tra­ti­on um das Jahr 1940. Sie basiert auf der Arbeit des Bio­lo­gen Ernst-Georg Beck zur Bestim­mung des CO₂-Niveaus, die bis ins Jahr 1826 zurück­reicht. Der Betrach­tungs­zeit­raum endet 1960.

Hun­dert­tau­send Pro­ben zei­gen kräf­ti­gen Ausschlag

Becks Arbeit liegt ein Aus­wahl­ver­fah­ren zugrun­de, das 97.404 Ein­zel­pro­ben aus mehr als 200.000 ver­füg­ba­ren boden­na­hen Pro­ben an Land und im Meer, haupt­säch­lich auf der Nord­halb­ku­gel ver­wer­te­te. Zu den Ergeb­nis­sen tru­gen Aus­wer­tun­gen von Mess­da­ten, Pro­be­nah­me­sta­tio­nen, meteo­ro­lo­gi­schen Bedin­gun­gen und Luft­mas­sen bei. So konn­te Beck die ver­gan­ge­nen jähr­li­chen CO₂-Hin­ter­grund­wer­te rekon­stru­ie­ren. Der geschätz­te Feh­ler­be­reich der Rekon­struk­ti­on ist in der Aus­ar­bei­tung mit bis zu plus/​minus drei Pro­zent angegeben.

In sei­ner Publi­ka­ti­on ist eine deut­li­che Fluk­tua­ti­on der Wer­te um 1870 zu erken­nen, am Ende einer Peri­ode mit hohen sta­ti­sti­schen Unsi­cher­hei­ten. Die­se begrün­den sich ver­mut­lich in älte­ren Mess­me­tho­den und/​oder weni­gen Mess­punk­ten. Ein wesent­lich stär­ke­rer Aus­schlag zeigt sich um 1940 ohne der­ar­ti­ge Unsicherheiten.

Vom Beginn des Zeit­raums bis 1870 zei­gen die Wer­te gar einen Abfall der CO₂-Kon­zen­tra­ti­on von rund 360 auf 300 ppm. Ab etwa 1920 steigt der Wert dann rapi­de auf rund 380 ppm an, nur um dann inner­halb von zehn Jah­ren wie­der auf etwa 310 ppm abzu­fal­len. Ab etwa 1970 stieg die CO₂-Kon­zen­tra­ti­on weit­ge­hend kon­stant auf den heu­ti­gen Wert von rund 420 ppm.

Dar­über hin­aus gibt es einen sehr ähn­li­chen Kur­ven­ver­lauf bezüg­lich der atmo­sphä­ri­schen CO₂-Kon­zen­tra­ti­on auf der nörd­li­chen Hemi­sphä­re. Die­ser datiert das Maxi­mum des von Beck erkann­ten Anstiegs auf 1942. Der Spit­zen­wert wird zudem auf über 410 ppm bezif­fert. Um 1822 soll der CO₂-Gehalt dem­nach sogar bei knapp 450 ppm gele­gen haben und damit deut­lich höher als heu­te. Von wel­chem Insti­tut die­ses Dia­gramm stammt, konn­te jedoch nicht ein­ge­se­hen und somit nicht über­prüft werden.

Natür­li­che und außer­ge­wöhn­li­che Ursa­chen möglich

Dass sich der Anstieg um 1940 nicht mit den men­schen­ge­mach­ten CO₂-Emis­sio­nen erklä­ren lässt, zeigt ein Blick auf die regi­strier­ten welt­wei­ten anthro­po­ge­nen CO₂-Emis­sio­nen, die auf dem Por­tal „Our World in Data“ ein­zu­se­hen sind. Die Kur­ve ver­läuft um 1940 gleich­mä­ßig expo­nen­ti­ell ohne auf­fäl­li­gen Aus­schlag oder Abfall, der die Erkennt­nis­se von Beck erklä­ren könnte.

Har­de erkann­te in Becks Daten zudem, dass neben dem „signi­fi­kan­ten“ CO₂-Anstieg um 1940 auch im 19. und 20. Jahr­hun­dert immer wie­der kür­ze­re Schwan­kun­gen auf­tra­ten. Dem­nach schluss­fol­ger­te er, dass mög­li­cher­wei­se auch „natür­li­che Pro­zes­se für die­se Stö­run­gen ver­ant­wort­lich gemacht wer­den müssen“.

Dabei äußer­te er sich nicht dazu, ob die höhe­ren CO₂-Emis­sio­nen mög­li­cher­wei­se durch den Zwei­ten Welt­krieg ver­ur­sacht wur­den. Pan­zer, Kampf­flug­zeu­ge und ande­re mili­tä­ri­sche Aus­rü­stung set­zen viel CO₂ frei. Ande­rer­seits ist im Dia­gramm von „Our World in Data“ deut­lich zu erken­nen, in wel­chen Jah­ren sich die men­schen­ge­mach­ten CO₂-Emis­sio­nen redu­zier­ten. Das war beson­ders in den Jah­ren 1919 bei der „Demo­bi­li­sie­rung“ der Wirt­schaft nach dem Ersten Welt­krieg, 1930 zur Welt­wirt­schafts­kri­se und 1945 zum erneu­ten Kriegs­en­de der Fall. Auch dar­auf ging Har­de nicht expli­zit ein.

Indes griff Har­de die bereits von Beck erkann­te maß­geb­li­che Rol­le der Tem­pe­ra­tur der Mee­res­ober­flä­che auf. So ent­deck­te Beck damals eine hohe Kor­re­la­ti­on zwi­schen dem CO₂-Gehalt und der glo­ba­len Mee­res­ober­flä­chen­tem­pe­ra­tur. Er hat unter ande­rem die Luft an den Küsten von Nord­see, Barents­see und Nord­at­lan­tik beob­ach­tet und auf ihren CO₂-Gehalt unter­sucht. Dar­auf­hin schluss­fol­ger­te er, dass wär­me­re Mee­res­strö­mun­gen über dem Nord­at­lan­tik die Ursa­che für die erhöh­ten CO₂-Wer­te seien.

Das deu­tet dar­auf hin, dass die Tem­pe­ra­tur die trei­ben­de Kraft ist und CO₂-Schwan­kun­gen die Wir­kung. Laut vor­herr­schen­dem Kli­manar­ra­tiv bestim­me der CO₂-Gehalt die Temperatur.

For­scher: Aus­ge­wo­ge­ner Zwei­fel wichtig

Die „stär­ke­re Schwan­kung“ um 1940 kön­ne nicht allein durch die men­schen­ge­mach­ten Emis­sio­nen fos­si­ler Brenn­stof­fe erklärt wer­den, die im Lau­fe des Indu­strie­zeit­al­ters mono­ton ange­stie­gen sei­en, so Har­de. Vor allem die Boden­at­mung in den Tro­pen und mitt­le­ren Brei­ten kön­ne als wich­tig­ste natür­li­che Quel­le von CO₂-Emis­sio­nen iden­ti­fi­ziert werden.

Laut dem Ham­bur­ger Wis­sen­schaft­ler stimm­ten die neu­en Berech­nun­gen sehr mit den Beob­ach­tun­gen über­ein. Das Wich­tig­ste sei jedoch, dass die­se eine kla­re phy­si­ka­li­sche Erklä­rung mit einer quan­ti­ta­ti­ven Repro­duk­ti­on der beob­ach­te­ten Daten lie­fer­ten. Dies gesche­he auf Basis von unab­hän­gi­gen Mes­sun­gen der Tem­pe­ra­tur­emp­find­lich­keit der ozea­ni­schen und land­ge­bun­de­nen Emissionen.

Abschlie­ßend rich­tet sich Har­de noch an mög­li­che Kri­ti­ker. „Wer Zwei­fel an den histo­ri­schen CO₂-Daten hat und sich auf indi­rek­te Pro­xy-Daten ver­lässt, muss auch Zwei­fel an den Tem­pe­ra­tur­trends haben, nicht nur über die 30er bis 50er Jah­re, son­dern bis in die Gegenwart.“

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