Sonnenflecken und globale Temperatur

Schwabenland · (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 24.11.2016, 22:36 von Schwabenland.)

Hallo Random_weather endlich bist du wieder hier. Das wird uns eine Bereicherung in diesem Forum. Smiley20

Na dann kann ich bei dir wieder viel dazulernen. Nach dem du früher weg warst als "Winter Wonder" musste ich mich nämlich selber in Klausur begeben Smiley53

bin zwar jetzt besser mit dem Sonnenwissen geworden, aber deine begnadete hochwissenschaftliche Rechenkunst in Grafiken und Tabellen habe ich leider nicht drauf.

Frage an Robbi und co: Wenn ich das richtig verstehe ist die "Herdplatte" ab 50 Sonnenflecken und weniger dann aus? Würde mich mal so nebenbei interessieren.

24.11.2016, 22:37

@ Zirfeld

Danke Danke erstmal, nunja hochpowern ist immer gut, muss leider dann versuchen etwas "leichter" zu formulieren, mal sehen wieviel Zeit mir letztlich zu Verfügung steht, da ich eigentlich auf Basic-Diskussionen keine Lust mehr habe.

Gruss

24.11.2016, 22:59

Moin Schwabenland,

Erstmal Danke für die Netten Worte

(24.11.2016, 22:35)Schwabenland schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Frage an Robbi und co: Wenn ich das richtig verstehe ist die "Herdplatte" ab 50 Sonnenflecken und weniger dann aus? Würde mich mal so nebenbei interessieren.

Naja, dass ist ziemlicher Unsinn, da die planetare Wärmekapazität nicht unendlich ist, da die Sonnenflecken eine Aktivität darstellen, welcher letztlich ein Energieniveau darstellen, unserer Planet reagiert recht komplex darauf, im Grund gilt es zu unterscheiden in:

Atmosphäre = Schnelle Reaktion irgendwo bei 1-5 Jahren
Oberer Ozean = mittlere Reaktion irgendwo bei rund 30 Jahren
unterer Ozean = langsame Reaktion, irgendwo zwischen 100-1000 Jahre
Eisschilder = langsamste Reaktion, irgendwo bei mehreren Tausenden Jahren

Das sind die ungefähren theoretischen Zeiten für hypothetische Gleichgewichtszustände, der hacken, alle Interagieren miteinander, wenn wir also eine Veränderung der Gleichgewichtstemperatur von 1K erleben würde, dann würden rund 30-50% in 1-5 Jahren realisiert, der Rest zieht sich über die Reaktionen aus den oberen sowie unteren Ozean, sowie der Eisschilder.

Deshalb unterscheidet man in der Wissenschaft folgende Wirkungen von einer Erhöhung der Treibausgase (gilt aber Grundsätzlich für energetische Bilanzveränderung)

TCR (transient climate response) welche die schnellen Reaktion abpaßt
ECS (equilibrium climate sensitivity) welche schnelle und langsame Reaktionen abpaßt
ESS (earth system sensitivity) welche schnelle, langsame und sehr langsame Reaktion abpaßt

Der Zusammenhang ist folgender:

TCR<ECS<ESS

Um auf die 50 Sonnenflecken zurückzukommen:
Das Klima stellt sich selbst mit der Zeit nahe eines Gleichgewichts ein, dass Niveau für weitere Erwärmung steigt also konsiquent an, dass heißt, reichten vor n-Jahren noch 50 SSN, sind es nach n-Jahren bereits 70, 100 oder noch mehr um eine weitere Erwärmung zu erzeugen. Wir vorher schon gezeigt lässt sich mittels eines Model-Konzepts die Reaktion aufs Klima zeigen und da sieht man auch, dass selbst bei unkorrigierter SSN die Max-Reaktion eigentlich schon erreicht ist

Schwabenland · 24.11.2016, 23:02

Ok danke für die Ausführliche Erklärung. So gute Nacht ich schreibe dann morgen weiter.

24.11.2016, 23:32

(24.11.2016, 22:32)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login....

Ansonsten:
Ja, kann man Themen als wichtig anpinnen sodass sie oben verbleiben? Dann kann man gewisse Themen (z.b Arktis Meereis) zusammenfassen

Hi,

Off topic:

ich würd hier eine andere Lösung vorschlagen. Statt einzelner Beiträge die man immer oben hält,
machen wir ein extra Unterforum "Expertenwissen - Arktis/Meereis" und da kommen dann alle
Expertenbeiträge rein!

Darunter gibt es genau einen Beitrag, der heißt "Diskussionen zu Arktis/Meereis" und in all diesen
Diskussionen kann dann von jedem immer wieder auf das Wissen in diesen Expertenbeiträgen
verwiesen werden.

Neue Beträge reinstellen darf in diesem Unterforum niemand, außer der Experte, wenn er wieder
einen Fachbeitrag zu genau diesem Thema reinstellen will!

Mit diesen verschiedenen "Expertenwissen" zu den verschiedensten Theman, wollen wir auch
so quasi ein forumseigenes "Wissenslexikon" zusammenstellen. Das Ziel wär dann auch, daß man
sich als Mitglied in Form von genormten Multiple-Choice Tests auch testen lassen kann. An
den Sternen jedes Mitglieds sieht man dann, wer welche Tests erfolgreich absolviert hat, und
somit auch über was für ein Wetter/Klimawissen verfügt! Dies würde den Ehrgeiz der Mitlgieder
bestärken und natürlich auch das Gesamtniveau des Forums sukzesssive heben!

Soweit die Vision - hoffe trotzdem, daß ich deswegen nicht gleich einen Arzt benötige;-)

lg

Wetterleuchte · 25.11.2016, 07:26

(23.11.2016, 23:30)Robbi schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Hi,
in Anlehnung an Wetterleuchtes Grafik...

[Bild: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.]

... hab ich mich mal ein paar Tage hingesetzt um ne Korrelation zwischen den kumulierten Sonnenflecken und der globalen Temperatur zu berechnen. Herausgekommen ist die im Anhang beigefügte Tabelle. Quelle der Sonnenflecken: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.

Leider reicht diese Reihe nur bis April 2015 aber das sollte bei 165 auszuwertenden Jahren keine große Rolle spielen.

Quelle der globalen Temperatur: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.

Bei letzterem hab ich die 2. Spalte mit dem Median der 100 Ensembles genommen: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.

Berechnet hab ich die Korrelation nach Formel 1: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.

Unter der Tabelle hab ich ab Zeile 3199 abwärts diverse Summen und Durchschnitte berechnet sowie in Zeile 3203 diese beschrieben und die Verbindung zur Korrelationsformel geschildert.

Ergebnis: Seit 1850 beträgt die Korrelation 0,537, d.h. der Verlauf der globalen Temperatur wird zu 53,7% von den Sonnenflecken erklärt, alle anderen Einflüsse (Treibhausgase, Vulkanausbrüche...) zusammen betragen 46,3%. Aber jetzt kommt der Hammer: Ich hab noch die Korrelation ab 1960 getestet, ab Zeile 3208. Das Jahr 1960 ist von Bedeutung, weil ab da der Ausstoß von CO² deutlich zunahm:

[Bild: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.]

Quelle Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.

Ergebnis: Gerade ab 1960 passen die Sonnenflecken sehr gut zur globalen Temperatur, die Korrelation beträgt 0,910!!! Findet jemand nen Rechenfehler? Wenn nicht, dann sollte Stefan Rahmstorf mal ganz schnell zurückrudern...

Hinweis: Korrelation ist nicht Kausalität, allerdings besteht erwiesenermaßen wirklich eine Kausalität zwischen Sonnenaktivität und globaler Temperatur. Mir wären Daten der Strahlung in W/m² lieber, aber die hab ich bisher nicht gefunden. LG

Hi Robbi,

schön dass Du das Thema aufgegriffen hast. Ich bin Deine Daten durchgegangen und habe keine Fehler gefunden. Auch die Vorgehensweise ist ohne Beanstandung. Die Ergebnisse sind korrekt ermittelt. Bis hier hin eine gute Arbeit!

Eine grafische Darstellung wäre noch nachzureichen, das hilft dem weniger involvierten Leser ungemein.

Wie bereits angesprochen wurde, gibt es neuere Zählweisen bei den Sonnenflecken. Genau genommen wurden sie überarbeitet und auch ein stückweit angepasst, da gerade bei den ältesten Daten genug Raum für Interpretationen besteht und dieser auch genutzt werden kann. Will sagen: auch die rekonstruierten neuen Werte unterliegen einer Portion Spekulation durch Annahmen und sind mit entsprechendem Hinweis zu verwenden. Es wird in diesem Bereich ziemlich sicher weitere Korrekturen oder Anpassungen geben, so wie auch Temperatur- und andere Klimadaten regelmäßig nachträglich angepasst werden. Das gehört heute zur Klimawissenschaft dazu und ist nicht zu verdammen oder zu bejubeln, sondern Ergebnis von Entwicklungen im Kenntnisstand.

Daher ist es sinnvoll, die von Dir hier gefundenen Ergebnisse mit der neuen Datenreihe abzugleichen. Du wirst sehen, dass das Ergebnis sich verändert, aber dennoch eine überraschende Aussage bereithält und damit sogar ein Ergebnis der ersten Datenreihe stützt. Ich wollte nicht vorgreifen, nur motivieren. Heart

Und bleibe genau bei der angewandten Methode, sonst verlierst Du die Vergleichbarkeit.
Ein häufiger Fehler in wissenschaftlichen Disziplinen liegt darin, dass die Methoden in den Reihen mehr oder weniger willkürlich abgewandelt werden. Damit werden originäre Ergebnisse verändert und auch ungewollt künstlich getrendet, obwohl detrended auf dem Etikett steht. Ähnliches gilt für den Einbau eines oder mehrerer timelags. Diese® ist/sind jedenfalls spekulativ und werden regelmäßig wieder verworfen oder neu definiert. Meine Empfehlung daher: bleibe bei Deiner tatsächlich simplen, aber korrekten Methode und vergewaltige die Resultate aus den Rohdaten nicht mit Handschellen oder Fußfesseln. Das sollte immer erst in den nachfolgenden Analysen und Bewertungen erfolgen. Dann auch gern mit härteren Bandagen.

Guten Morgen in die Frühstücks-Runde!

Wetterleuchte · 25.11.2016, 08:43

(24.11.2016, 22:59)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login...
Das sind die ungefähren theoretischen Zeiten für hypothetische Gleichgewichtszustände, der hacken, alle Interagieren miteinander, wenn wir also eine Veränderung der Gleichgewichtstemperatur von 1K erleben würde, dann würden rund 30-50% in 1-5 Jahren realisiert, der Rest zieht sich über die Reaktionen aus den oberen sowie unteren Ozean, sowie der Eisschilder.

Deshalb unterscheidet man in der Wissenschaft folgende Wirkungen von einer Erhöhung der Treibausgase (gilt aber Grundsätzlich für energetische Bilanzveränderung)

TCR (transient climate response) welche die schnellen Reaktion abpaßt
ECS (equilibrium climate sensitivity) welche schnelle und langsame Reaktionen abpaßt
ESS (earth system sensitivity) welche schnelle, langsame und sehr langsame Reaktion abpaßt

Der Zusammenhang ist folgender:

TCR<ECS<ESS

Um auf die 50 Sonnenflecken zurückzukommen:
Das Klima stellt sich selbst mit der Zeit nahe eines Gleichgewichts ein, dass Niveau für weitere Erwärmung steigt also konsiquent an, dass heißt, reichten vor n-Jahren noch 50 SSN, sind es nach n-Jahren bereits 70, 100 oder noch mehr um eine weitere Erwärmung zu erzeugen. Wir vorher schon gezeigt lässt sich mittels eines Model-Konzepts die Reaktion aufs Klima zeigen und da sieht man auch, dass selbst bei unkorrigierter SSN die Max-Reaktion eigentlich schon erreicht ist

Moin Random weather,

die Zusammenhänge, die Du aufführst, bestehen ohne Zweifel. Im komplexen Zusammenspiel der vielen Faktoren ergibt sich jedoch nie ein Gleichgewicht, sondern im Gegenteil schwanken die Einflussanteile der einzelnen Faktoren permanent und lassen keine Konstanten zu, die zu einem Gleichgewicht führen könnten. Damit ist ein angenommenes Gleichgewicht nur ein mathematisches Hilfsziel, das dazu dient, Entwicklungen und deren einzelne Komponenten zu qualifizieren und zu quantifizieren. Der Schwebezustand wird also nur wie ein Standbild angehalten und in diesem Zustand bewertet.

In unserem Thema hat das angenommene Gleichgewicht jedoch keinen Platz. Denn hier geht es um eine Komponente und nicht um die Summe aller Komponenten. Um den Einfluss dieser einen Komponente auf ein Gesamtergebnis zu bestimmen, bedarf es zunächst - wie Robbi es richtig vorgenommen hat - einer quantitativen Bestimmung, z.B. sinnvoll als Anomalie zu einem Durchschnitt aus einem Zeitraum. Diese kann man nun ins Verhältnis bringen zu einem Summenergebnis, wie es die atmosphärische Lufttemperatur in 2 Meter Höhe global darstellt, hier die Anomalien zu einer Durchschnittstemperatur eines Zeitraumes. In diesen Anomalien ist keine theoretische Gleichgewichtstemperatur enthalten und auch keine ausgeglichene Energiebilanz, auch nicht indirekt. Die Daten zeigen lediglich ein Ergebnis aus Messwerten und sind originär frei von Bewertungen oder Trends.

Findet sich nun eine hohe Korrelation zwischen Datenreihen, dann besteht der Anfangsverdacht einer Kausalität.
Korrelation bedeutet nicht automatisch Kausalität. Daher ist der nächste Schritt nicht etwa, die Kausalität zu verweigern, da nicht begründbar nach heutigem Stand der Kenntnisse, sondern der nächste Schritt wird sein müssen, weitere Komponenten (z.B. Treibhausgas X) mit Hilfe vorhandener Datenreihen nach der selben Vorgehensweise mit dem Summenergebnis zu vergleichen und Korrelation zu ermitteln. Dann die nächste Komponente (z.B. ENSO) und die nächste etc. etc.

Im Idealfall findet man Korrelationen für die einzelne Komponenten im Ganzen oder für bestimmte Zeitabschnitte. Die finale Bewertung findet ergebnisoffen erst an dieser Stelle statt, nicht nach der ersten Probenahme. Hier sind wir bei der ersten Probenahme, sprich Auswertung der Daten aus Anomalien Sonnenflecken zu Anomalien Globaltemperaturen. Daher gehören hier unbedingt keine Bereinigungen hinein, die das Ergebnis schon relativieren.

Ich weiß, ich weiß. Wir arbeiten heute in der Wissenschaft vorausdenkend und korrigieren schon vor dem Ergebnis. Das ist aber - streng wissenschaftlich betrachtet - eine schlechte Angewohnheit, auch etwas Arrogant gegenüber den Grundprinzipien, und führt zu vielen kleinen Fehlern und falschen Interpretationen. Die Mehrarbeit nach Zeit ist dadurch beachtlich.

Gruß!

25.11.2016, 09:06

@Wetterleuchte

Wie ich schon angedeutet habe werde ich keine Grundsatz Diskussionen führen, dazu gehört auch Statistik und mit der von mir angesprochen Autokorrelation. Du kannst die Sonnenflecken Reihe auch umdrehen oder ne Zufallsvariable kummulieren. Du verursachst damit Autokorrelation und da die Globalen Temperaturen Autokorreliert sind speziell nach 1970 ist auch eine Hohe Korrelation zu erwarten.

Selbiger Fehler ist in manchen Publikationen zu finden, warum deren Ergebnisse auch nie einer ordentlichen Analyse standhalten.

Das ist alles elementare Basics

Robbi · 25.11.2016, 10:07

(24.11.2016, 22:35)Schwabenland schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Frage an Robbi und co: Wenn ich das richtig verstehe ist die "Herdplatte" ab 50 Sonnenflecken und weniger dann aus? Würde mich mal so nebenbei interessieren.

Hi,
aus ist die Herdplatte wenn die Sonne in ein paar Milliarden Jahren explodiert. : Big Grin

Aber mehr oder weniger hoch kann sie eingestellt sein, sodass es bei hoher Temperatur und niedriger Herdplatte ab irgendeinem Punkt nicht mehr reicht, die Temperatur oben zu halten. Das sollte dann schon in der Nähe des Durchschnitts (52 Sonnenflecken) sein. Smile

Robbi · 25.11.2016, 11:28

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Naja, weiß noch nicht, hab eher Angst, dass das hier dann eher negativ aufgefasst werden könnte, but how knows, mal sehen

Hi,
bisher vertragen wir uns hier ziemlich gut, z.B. auch wir, die wir etwas kontrovers diskutieren.

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Sehe ich anders, dass Prinzip Herdplatte trifft es nicht so wirklich, da die Wärmekapazität nicht unendlich ist und das Klima sich selbst an die solare Vorgabe anpasst. Letztlich bekommst du diese Korrelation circa auch so hin, wenn du eine Zufallsdatenreihe mit einen positiven Trend belegst, der Zusammenhang kommt aus dem Trend heraus

Ja gut,
"nicht so wirklich" da stimm ich dir zu, dafür sind die klimatischen Zusammenhänge zu komplex. Sehe ich auch so dass die Herdplatte weiter aufgedreht werden müsste, um bei höherer Temperatur zu einer weiteren Erwärmung zu führen. Ich hätte besser geschrieben "der bessere, als wenn man die direkten Verläufe von Sonnenflecken und globaler Temperatur vergleicht."

Ja nu die kumulierten Sonnenflecken und die globale Temperatur haben eben beide einen positiven Trend, klar bekomm ich das auch ca so hin wenn ich Zufallsdaten mit nem positiven Trend belege.

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Meistens mit Detrenden bringt man die Autokorrelation (vorrausgesetzt sie ist rein Trendbasierend) runter.

Könntest du da den Trend mal rausrechnen? Oder mir beschreiben, wie das geht?

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Ne, ich habe die TSI über ein Box-Model, dass eine expondenzielle Verzögerung berücksichtig modeliert, dass zu eine recht typischen Klimasensitvität gegenüber ein Strahlungbilanzveränderung. Dazu habe ich 2x Zeitkonstanten (Tau) genutzt, einmal mit 8y und einmal mit 20y. Da siehst du auch recht, dass was du angesprochen hast, aber gegenüber anderen Faktoren sehr klein.

Da der Link nicht funzt hier mal die Abbildungen
[Bild: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.]

Kannst du das noch an nem Zahlenbeispiel erklären? Oder versteh ich's bereits richtig?

Du nimmst die Differenz von 2 aufeinander folgenden Monatswerten der TSI und vergleichst sie mit der Differenz der Globaltemperatur vom entsprechenden Monat zu in 8 Jahren und in 20 Jahren? Und Exponentiell heißt du nimmst nicht den Quotient sondern die Wurzel?

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.So wäre der solare Inpact auf die Globaltemperatur bei einer Klimasensivität von 0.8K/W/m^2 (eqivalent zu 3K-Erwärmung bei Co2-Verdopplung). Wenn die solare Aktivität dann die Globaltemperatur erklären sollte, müsste die Reaktion auf rund 4K/W/m^2 hochgehen, was ziemlich unplausibel ist, da es unter Vulkanausbrüchen dann rund 10K kurzfristig abkühlen müsste.

Immerhin,
es geht ja nur um das Ausmaß einer teilweisen Erklärung. Smile

Die Sonnenaktivität schwankt ja um 1W/m² (Solarkonstante), d.h. sie könnte 3k Erwärmung bei CO²-Verdoppelung kompensieren, und bisher haben wir ja auch ca 1k Erwärmung bei CO²-ver1,33fachung.

(24.11.2016, 22:10)Random_weather schrieb: Link ist nur fuer registrierte User sichtbar. registrieren oder login.Darüber hinaus spricht nicht nur das dagegen, sondern auch die DTR (diurnal temperature range), den wenn Erwärmung zu größten Teil solar wäre, dann müsste sich das darin äußern, dass die T-Max schnell ansteigt als die T-Min, während es genau umgekehrt bei einer CO2 basierden Erwärmung wäre, die Messwerte zeigen jedoch das die T-Min stärker ansteigt als die T-Max Gruss

Ja gut,
CO² und andere Treibhausgase spielen denk ich schon ne Rolle und ich halte es für nicht abwegig, dass sich diese insbesondere in diesem Punkt äußert. : Smile

LG

Sonnenflecken und globale Temperatur

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