Kosmische Strahlung und Wolken

Viele Leser dürften schon einmal von der Idee gehört haben, dass kosmische Strahlung die Wolkenbildung beeinflusst.

Massgeblich an der Entstehung dieser Theorie beteiligt waren die Forscher Svensmark und Friis-Christensen, die schon vor über einem Jahrzehnt Studien zu einer möglichen Verbindung zwischen Flukuationen kosmischer Strahlung und der Wolkenbedeckung publizierten.

Die beiden dänischen Forscher kamen im Zuge ihrer Untersuchung zum Schluss, dass es eine starke Korrelation zwischen kosmischer Strahlung und der Wolkenbedeckung gibt. In ihrer Arbeit aus dem Jahr 1997 schrieben Svensmark und Friis-Christensen beispielsweise:

„They find that the observed variation of 3-4% of the global cloud cover during the recent solar cycle is strongly correlated with the cosmic ray flux.“

Diese Hypothese wurde relativ schnell von anderen Wissenschaftler widerlegt. Norwegische Forscher veröffentlichten 2000 im „Journal of Geophysical Research“ eine Arbeit, die den von Svensmark und Friis-Christensen gezogenen Schlüssen widerspricht. Ähnliche Studien erschienen in relativ kurzen Intervallen. Einen guten Überblick ermöglicht Laut (2003), der vor allem den falschen Umgang mit den entsprechenden Datensätzen kritisierte.

Es blieb aber nicht nur bei der Veröffentlichtung von Kritik – einige Wissenschaftler schlugen einen ähnlichen Weg ein wie Svensmark und Friis-Christensen. So bestätigten die Forscher Bagó und Butler (2000) im Wesentlichen die Erkenntnisse ihrer dänischen Kollegen. Kinveton und Todd publizierten 2001 eine Arbeit mit dem Titel „On the Relationship of Cosmic Ray Flux and Precipitation„, die eine starke Korrelation von Cosmic Ray Flux (CRF) und Niederschlag fand:

Verhältnismässig aktuell ist ein Artikel des mexikanischen Journals „Atmosfera„. Ramirez et al. griffen in ihrer Arbeit „Effecs of an assumed cosmic ray-modulated low global cloud cover on the Earth’s temperature“ die Hypothesen ihrer dänischen Kollegen nochmal auf. Ihre Publikation bieten einen guten Überblick. Ramirez et al. schliessen einen Einfluss kosmischer Strahlung auf die Wolkenbildung nicht aus, fordern aber, dass man sich damit sehr kritisch auseinandersetzen muss. Die schrittweise Spezifizierung (zuerst: CRF-Wolken, dann CRF-low-level Wolken etc.) der Hypothese von Svensmark und Friis-Christensen kann auf zwei Sachen deuten: Erstens, dass die beiden Forscher Kritik ernstnehmen und ihre Ergebnisse dementsprechend anpassen, oder aber zweitens, dass sie (aus welchem Grund auch immer) an der Verbindung zwischen kosmischer Strahlung und Wolken hängen.

Ramirez et al. verwendeten für ihre Studie das Climate Thermodynamic Model (CTM) und errechneten – unter der Annahme, dass kosmische Strahlung die Wolkenbildung beeinflusst – Temperaturanomalien verursacht durch Veränderungen der Wolkendeckung. Dabei folgerten sie:

„[…] a decrement of 0.90% in the low cloud cover corresponds to a change in the NH radiation budget of 1.05 W/m^-2, this change is significant when compared with the radiative forcing of anthropogenic CO2 emissions during the 20th century of 2.4 W/m^-2.“

Falls kosmische Strahlung also tatsächlich (man beachte den Konjunktiv, den auch in Ramirez et al. verwenden) die Wolkenbildung beeinflusst (auch „nur“ low level clouds), so wären die Auswirkungen durchaus signifikant. Ob das so ist, ist hingegen höchst streitbar.

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Veröffentlicht in Sonne & Magnetfeld. 1 Comment »

Eine Antwort to “Kosmische Strahlung und Wolken”

  1. mundus1 Says:

    Dass Svensmark et al., wie climatereview schreibt, „relativ schnell von anderen Wissenschaftlern widerlegt“ worden sei, will ich mal dahingestellt lassen. Richtig ist zweifellos, dass die ersten Papiere, die Ende der 90er Jahre veröffentlicht wurden, erhebliche methodische Fehler aufwiesen. Diese wurden allerdings in den nachfolgenden Arbeiten korrigiert. Ich würde das als einen üblichen wissenschaftlichen Prozess bezeichnen.
    Wegweisend war sicherlich, dass es Svensmark und seinen Kollegen vom dänischen National Space Centre 2007 in einer Klimakammer gelungen ist, experimentell den Nachweis zu erbringen, dass die kosmische Strahlung tatsächlich zur Wolkenbildung führt („Sky“-Projekt). Das Folgeprojekt heißt übrigens „Cloud“: Im Teilchenbeschleuniger von CERN in der Schweiz soll das „Sky“-Experiment in einem größeren Rahmen verifiziert werden. Erste Ergebnisse des Projektes, an dem neun Universitäten aus Europa und den USA beteiligt sind, werden allerdings frühestens 2010 vorliegen.
    Die „cosmic ray“-Theorie wird auch von einigen neueren Studien unterstützt. Exemplarisch sind hier die Arbeiten des deutschen Geophysikers Jan Veizer und des israelischen Astrophysikers Nir Shaviv zu nennen. Allerdings werden auch sie in der Klimawissenschaft sehr kontrovers diskutiert.
    Interessant in diesem Zusammenhang sind auch die Forschungsarbeiten des Heidelberger Paläoontologen Augusto Mangini (Mangini et al. 2005:), der Stalagmiten als Proxies für historische Temperaturrekonstruktionen nutzt und dabei auf klare Signale gestoßen ist, die auf die Sonnenaktivität und damit CR-Einflüsse als Klimatreiber hinweisen.
    Einen ganz anderen, aber ebenfalls sehr interessanten Zusammenhang lässt ein aktuelles Papier (2008) des US-amerikanischen Biochemikers Quing-Bin Lu erkennen: Laut Lu ist die Ionisation der kosmischen Strahlung maßgeblich für das Entstehen des antarktischen Ozonlochs verantwortlich (Link: http://www.science.uwaterloo.ca/~qblu/research-I.pdf ).
    In den vergangenen zwei Jahren habe ich die kontroverse Debatte um die CR-Theorie sehr intensiv verfolgt. Da ich selber nicht „vom Fach“ bin und deshalb die Stichhaltigkeit der von beiden Seiten vorgetragenen Argumente im Detail nicht bewerten kann, fällt es mir schwer, eine abschließende Antwort darauf zu geben, welche Seite hier nun Recht hat. Dennoch würde ich zu dem Fazit kommen, dass kosmische Strahlung und Sonnenaktivität offenbar einen signifikanten Einfluss auf die Klimaentwicklung haben. Die entscheidende Frage ist allerdings, wie groß dieser Einfluss ist und ob er die Auswirkungen der anthropogenen CO2-Emissionen womöglich sogar übertrifft.
    Wichtig ist letzten Endes, dass die Erforschung des Klimawandels ergebnisoffen in alle Richtungen weitergeht. Eine Aussage wie „the debate is over, science is settled“ (Al Gore) ist zweifellos weder richtig noch zielführend.
    In diesem Sinne ein großes Lob auch an Climatereview: Anders als in vielen anderen deutschsprachigen Blogs zum Klimawandel, in denen sich die üblichen Trolle vor allem mit „ad hominem“-Attacken bekriegen, wird das Thema hier unaufgeregt, sachlich und ausgewogen behandelt. Weiter so!


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