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Im Einklang: Selbstverstärkende Rückkopplungsschleifen und Stabilisation der globalen Temperaturen

23 Juni, 2022
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Ein häufiger Punkt der Verwirrung in der Klimawissenschaft ist die Frage, wie man diese 2 Aussagen miteinander in Einklang bringen kann:

1) Das Klimasystem hat viele selbstverstärkende Rückkopplungsschleifen, die die Erwärmung verstärken.

2) Sobald die Menschheit aufhört, Treibhausgase wie CO₂ auszustoßen, werden sich die globalen Temperaturen stabilisieren.


Ein großer Teil der Schuld an dieser Verwirrung liegt bei uns Klimawissenschaftslehrern, die oft selbstverstärkende Rückkopplungsschleifen betonen, aber stabilisierende Rückkopplungen vernachlässigen.


Die globale Temperatur reagiert auf Energieungleichgewichte, so dass jede Temperaturänderung, die dazu führt, dass die Erde mehr Energie ansammelt, als eine der sich selbst verstärkenden Rückkopplungen eingestuft werden kann. Die bekannteste ist wahrscheinlich die Eis-Albedo-Rückkopplung.


Aber wenn man darüber nachdenkt, wird einem klar, dass diese sich selbst verstärkenden Rückkopplungen das System nicht beherrschen können, denn sonst würden winzige Störungen uns immer in eine unkontrollierte Abkühlung oder Erwärmung stürzen.


Der Grund dafür, dass das Klimasystem nicht (leicht) in sehr heiße oder sehr kalte Temperaturen ausbricht, liegt in einer negativen oder stabilisierenden Rückkopplung, die sehr wenig Beachtung findet, weil sie so grundlegend ist.

Man nennt sie die Planck-Reaktion.


Es handelt sich dabei nicht um ein einzigartiges Phänomen des Klimasystems, und wenn Sie jemals Physik studiert haben, kennen Sie diese Beziehung bereits. Sie stammt aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz, das die von einem schwarzen Körper abgestrahlte Leistung in Abhängigkeit von seiner Temperatur beschreibt.


Die Erde hält sich grob an dieses Gesetz.

Die wichtigste Eigenschaft ist, dass die Erde bei ihrer Erwärmung mehr Strahlung in den Weltraum abgibt, und diese Strahlung hängt von der Temperatur ab, die mit der vierten Potenz erhöht wird.

Verdoppelt man also die Temperatur, so fließt 16-mal mehr Energie aus dem System ab.


Bei der derzeitigen Temperatur auf der Erde werden für jeden Temperaturanstieg von 1 °C etwa 3,3 W/m² zusätzliche Energie in den Weltraum abgestrahlt. Dies ist die größte einzelne Rückkopplung (positiv oder negativ) im Klimasystem.

https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/


Auf diese Weise werden die durch steigende Treibhausgaskonzentrationen und sich selbst verstärkende Rückkopplungen verursachten Energieungleichgewichte schließlich “ausgeschaltet”. Auf diese Weise können wir die Temperatur auf der Erde stabilisieren, wenn wir die Anhäufung von Treibhausgasen stoppen, und nur dann.


Quellen/Original/Links:
https://twitter.com/PatrickTBrown31/status/1539979586972160000

Übersetzung:
https://www.deepl.com/

Klimawissenschaftler
Patrick T. Brown

Patrick T. Brown

Patrick T. Brown ist ein promovierter Klimawissenschaftler. Er ist Co-Direktor des Klima- und Energieteams am Breakthrough Institute und Lehrbeauftragter im Programm für Energiepolitik und Klima an der Johns Hopkins University. Er hat einen Doktortitel der Duke University in Erd- und Klimawissenschaften, einen Master-Abschluss der San Jose State University in Meteorologie und Klimawissenschaften und einen Bachelor-Abschluss… Weiterlesen »Patrick T. Brown