Bericht über das Kolloquium der Leibniz- Sozietät „Zur Kopplung von Erd- und Weltraumwetter“ anlässlich des 100. Geburtstags von Akademiemitglied Ernst-August Lauter

Klaus Dethloff und Dietrich Spänkuch:

Die Leibniz-Sozietät der Wissenschaften zu Berlin e.V. veranstaltete am 12.02.2021 im Alfred-Wegener-Institut (AWI), Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Potsdam, das Kolloquium „Zur Kopplung von Erd- und Weltraumwetter“ zum Gedenken an den 100. Geburtstag von Akademiemitglied (AkM) Ernst August Lauter (1920-1984). E. A. Lauter war ein Visionär, der das von Günter Falckenberg im Jahre 1951 in Kühlungsborn gegründete Observatorium für Ionosphärenforschung zusammen mit einer jungen und enthusiastischen Wissenschaftlergeneration unter DDR-Bedingungen zu einem weltweit anerkannten Forschungsinstitut entwickelte. Entzian (2019) hat die Geschichte des Observatoriums und E. A. Lauter‘s Rolle bei der Entwicklung des internationalen Middle Atmosphere Programms MAP detailgetreu beschrieben.  Auch Lauter selbst hat eine Darstellung der frühen Entwicklung dieses Programms gegeben (Lauter 1974). Das 1992 auf Empfehlung des Wissenschaftsrates gegründete Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock (IAP) ist aus diesem Observatorium hervorgegangen und reflektiert in seinem Forschungsprofil wesentliche Ideen E. A. Lauter‘s zur Solar-Terrestrischen Physik.  Von 1968 bis 1972 war E. A. Lauter Generalsekretär der Akademie der Wissenschaften der DDR, wurde aber 1976 auf Druck der Staatssicherheit demontiert und gezwungen, die Rücktritte von hochrangigen internationalen Funktionen als persönliche Entscheidungen zu begründen. Die herausragende visionäre Rolle E. A. Lauter‘s und seine Lebensleistung (Bernhardt und Taubenheim 1985, COSPAR 1985) finden weder auf der Homepage des IAP noch im Wikipedia-Artikel über Kühlungsborn die gebührende Wertschätzung. Die genannte Veranstaltung zur Würdigung des 100. Geburtstages von E. A. Lauter wurde von Klaus Dethloff und Dietrich Spänkuch, beide MLS organisiert und durch Holger Deckelmann (AWI) technisch betreut und infolge der Coronapandemie als virtuelle Veranstaltung mit 20 Teilnehmer*innen durchgeführt. Das Vortragsprogramm umfasste den Bereich der Geosphäre über die Atmosphäre, Ionosphäre und Magnetosphäre bis zur Sonnenphysik und spiegelte damit das von E. A. Lauter entwickelte visionäre Konzept eines Instituts für Solar-Terrestrische Physik (ZISTP) wider.

Das Vortragsprogramm begann mit der Laudatio von MLS Heinz Kautzleben auf den hervorragenden Wissenschaftler und führenden Wissenschaftsorgani­sator Prof. Dr. rer. nat. habil. Ernst August Lauter. Lauter wurde am 11.06.1964 zum Ordentlichen Mitglied der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin (DAW) gewählt. Vom 1968 bis 1972 war er Generalsekretär und 1. Stellvertreter des Präsidenten der DAW. Sein Fachgebiet war die Physik der Atmosphäre, die Ionosphärenforschung und die solar-terrestrische Physik. Lauter vertrat ein Wissenschaftsgebiet, das für die Transformation der DAW zur nationalen Akademie der Wissenschaften der DDR große Bedeutung besaß. Er begründete in der DDR die Weltraumforschung. In der DAW konzipierte er das Wissenschaftsgebiet „Kosmische Physik“ und begann mit dessen Aufbau inhaltlich, personell, strukturell einschließlich der internationalen Beziehungen. Er war Initiator und Mitbegründer des international sehr erfolgreichen Middle-Atmosphere Programms MAP. Der Arbeitskreis Geo-, Montan-, Umwelt-, Weltraum- und Astrowissenschaften der Leibniz-Sozietät pflegt diese Traditionen weiter.
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MLS Karl-Heinz Bernhardt referierte über das Thema „Der Klimawandel – Erscheinung und Wesen“. Anknüpfend an die Dialektik von Erscheinung und Wesen und unter Bezugnahme auf vorangegangene Publikationen des Vortragenden, vornehmlich in den Sitzungsberichten der Leibniz-Sozietät, wurden Erscheinungen des gegenwärtigen Klimawandels, wie die globale Erwärmung, aber auch die veränderte Häufigkeit extremer Wettererscheinungen und Veränderungen im durchschnittlichen Witterungsablauf, thesenhaft umrissen. Der Referent führte aus, dass das Wesen des Klimawandels in Veränderungen im Klimasystem begründet ist, in dem systeminterne Schwankungen eine natürliche Klimavariabilität hervorbringen, während externe, einschließlich anthropogener und damit von der Gesellschaft beeinflussbarer Antriebe in Energie- und Stoffbilanzen des Systems längerfristige Klimawandelerscheinungen hervorbringen.
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MLS Heinz Kautzleben gratulierte in seinen Grußworten den Kollegen Karl-Heinz Bernhardt, Wolfgang Mundt und Dietrich Spänkuch zum 85. Geburtstag und dankte Ihnen für ihre aktive Tätigkeit in der Leibniz-Sozietät. Im Anschluss würdigte er das Wissenschaftlerleben von Prof. Jens Taubenheim, der im Januar 2021 im Alter von 91 Jahren verstarb. J. Taubenheim war seit Beginn seiner Wissenschaftlerlaufbahn 1954 mit dem Institut in Berlin-Adlershof verbunden, das 1946 als „Heinrich-Hertz-Institut für Schwingungsforschung“ (HHI) der damaligen Deutschen Akademie der Wissenschaften (DAW) zugeordnet wurde. Bei der Umbildung des HHI in „Zentralinstitut für Solar-terrestrische Physik“ der Akademie der Wissenschaften der DDR unter dem Direktorat von E. A. Lauter war J. Taubenheim Leiter der Ionosphärenforschung. Nach dem erzwungenen Rückzug von E. A. Lauter aus allen Leitungsfunktionen wurde J. Taubenheim für die Jahre 1976-1981 zum Direktor des ZISTP (HHI) berufen. Neben seiner Forschungstätigkeit betätigte sich J. Taubenheim mit großem Erfolg als Hochschullehrer an der Humboldt-Universität zu Berlin, die ihn zum Professor ernannte. Berühmt ist sein Lehrbuch über statistische Methoden in Meteorologie und Geophysik. Er hat die Meteorologische Gesellschaft der DDR als ihr Präsident in das vereinte Deutschland geführt. Nach der Auflösung der Akademieinstitute und der Meteorologie an der Humboldt-Universität konnte J. Taubenheim bis zum Erreichen der Altersgrenze im Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin weiterarbeiten. Zum Akademiemitglied wurde J. Taubenheim 1983 durch die Wahl zum Mitglied der Leopoldina.

MLS Klaus Dethloff vom Alfred-Wegener-Institut Potsdam sprach über das Thema „Arktisches Klima-Puzzle: Rolle von Beobachtungen, Wettervorhersage- und Klimamodellen“. Das arktische Klimasystem ändert sich schnell, aber die Quantifizierung der treibenden atmosphärischen und ozeanischen Prozesse innerhalb des arktischen Verstärkungspuzzles ist begrenzt, da Wetter- und Klimamodelle in der Arktis nicht gut funktionieren. Die im MOSAiC Projekt 2019/20 durchgeführten und andere In-situ-Beobachtungen und Prozessstudien werden zur Verbesserung des Verständnisses der regionalen und hemisphärischen Folgen des arktischen Meereisverlustes und zur Verbesserung der numerischen Wettervorhersagemodelle und Klimamodelle verwendet. Im Vortrag wurden Ergebnisse von regionalen Ensemblesimulationen mit einem gekoppelten arktischen Klimasystemmodell und die Rolle der intern erzeugten Meereisvariabilität diskutiert. Zusätzliche arktische Radiosonden in stark baroklinen Regionen können Zyklonenvorhersagen für großräumige atmosphärische Strömungssituationen in Wettervorhersagemodellen verbessern. Der Einfluss der arktischen Meereisabnahme, der stratosphärischen Ozonchemie und der Schwerewellen-Parametrisierungen in Bezug auf die sich entwickelnden baroklinen Wettersysteme, deren Wechselwirkung mit planetaren Wellen in der Troposphäre und tropo-stratosphärische Rückkopplungen in Klimamodellen wurden analysiert.
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Ulrike Langematz, Freie Universitär Berlin, sprach über den „Mechanismus der Sonne-Klima Wechselwirkungen“. Die Sonnenaktivität schwankt auf unterschiedlichen Zeitskalen von Tagen bis hin zu Jahrhunderten. Von Bedeutung für das Klima der Erde ist insbesondere der 11-jährige Schwabe-Zyklus. Dieser führt zu dekadischen Variationen der solaren elektromagnetischen Einstrahlung am oberen Rand der Erdatmosphäre sowie des Eintrags geladener Teilchen. Absorption der solaren Strahlung durch die atmosphärischen Gase und am Erdboden sowie chemische Prozesse führen zu einem messbaren solaren Signal in verschiedenen meteorologischen Variablen, wie z.B. der stratosphärischen Temperaturverteilung. Infolge einer dynamischen Verstärkung lässt sich ein Einfluss der solaren Variabilität bis hin zu einer Reaktion wichtiger Klimavariabilitätsmuster, wie z. B. der Arktischen Oszillation (AO) oder der Nordatlantischen Oszillation (NAO) verfolgen. In diesem Vortrag werden die wichtigsten Mechanismen der Sonne-Klima Wechselwirkungen näher vorgestellt.
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MLS Harald Schuh vom Geoforschungszentrum Potsdam referierte zum Thema „Geodätische Satellitenmessungen von Naturgefahren und des Globalen Wandels“. In den vergangenen drei Jahrzehnten hat sich die Geodäsie von einer mathematisch-physikalisch geprägten klassischen Ingenieurwissenschaft zu einer modernen technischen Wissenschaft mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Umwelt- und Geowissenschaften und der Beobachtung von Naturgefahren und des Globalen Wandels entwickelt. Maßgeblich beigetragen haben hierzu, neben den generellen Fortschritten in der Informatik und der Satellitentechnologie, insbesondere die geodätischen Weltraumverfahren, wie die Global Navigation Satellite Systems (GNSS) oder die Radiointerferometrie auf langen Basislinien (VLBI). Aber auch ausgewählte Satellitenmissionen zur Beobachtung des Schwerefeldes der Erde und der sie umgebenden Atmosphäre haben unsere Kenntnisse deutlich erweitert. Im Globalen Geodätischen Beobachtungssystem (GGOS) der International Association of Geodesy (IAG) werden geometrische und physikalische Messverfahren der Geodäsie in einem Gesamtkonzept zusammengefasst, wobei sowohl weltraumbasierte wie auch terrestrische Messungen berücksichtigt werden. Schon jetzt sind neue faszinierende technologische Entwicklungen zu erkennen, wie z.B. Anwendungen der Quantentechnologie für geodätische Zwecke wie auch in der Nutzung von Methoden der KI oder dem sog. Cloud Computing für die Geodäsie oder dem Einsatz neuer vergleichsweise kleiner und kostengünstiger Satelliten.
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Claudia Stolle, gleichfalls vom Geoforschungszentrum Potsdam, berichtete über „Ionosphärische Untersuchungen und Anwendung auf Klima- und Wetterextreme“. Die Ionosphäre ist der ionisierte Teil der Thermosphäre zwischen circa 90 und 800 km, welcher ermöglicht, dass in ihr elektrische Ströme fließen. Die Ionosphäre ist das Bindeglied zwischen dem erdnahen Weltraum und unserer Atmosphäre und extreme Wetterereignisse beider Domänen werden in ihr abgebildet und bestimmen ihre Variabilität. Ionosphärische Wetterereignisse sind zum Beispiel geomagnetische Stürme und werden von ‚oben‘, durch solare Partikelstrahlung, angeregt. Die Ionosphäre ist aber auch von Starkereignissen in den unteren Atmosphärenschichten geprägt, wie zum Beispiel plötzliche Stratosphärenerwärmungen. Durch beispielhafte Ereignisse stellt dieser Vortrag die Bedeutung der Ionosphäre in der Erforschung der solar-terrestrischen Beziehungen vor.
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Timo Reinhold vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung Göttingen referierte zum Thema “Die Aktivität der Sonne und sonnenähnlicher Sterne”. In den letzten Jahrzehnten wurde vermehrt diskutiert, ob die Sonne weniger aktiv ist als andere Sterne mit der gleichen Effektivtemperatur und Rotationsperiode. Durch neueste Messungen der photometrischen Variabilität solcher Sterne, aufgenommen mit dem Kepler Weltraumteleskop, wurde gezeigt, dass die Helligkeitsschwankungen der Sonne typisch sind für Sterne, für welche die Rotationsperiode (bisher) nicht gemessen werden konnte. Im Gegensatz dazu sind die Helligkeitsschwankungen solcher Sterne mit gut bestimmter Rotationsperiode im Mittel 5x so groß wie bei der Sonne. Diese Beobachtung lässt darauf schließen, dass sich die sehr aktiven sonnenähnlichen Sterne in einer bestimmten (bisher unbekannten) Eigenschaft von der Sonne unterscheiden. Ein anderer, deutlich weitreichenderer Schluss wäre, dass auch unsere Sonne irgendwann in ihrem Leben mal so aktiv werden kann wie diese Sterne.
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Literatur:
Bernhardt. K.  und J. Taubenheim, 1985: In memoriam Ernst-August Lauter. Z. Meteorol. 35, 185-187
COSPAR, 1985: Ernst-August Lauter (1920–1984) COSPAR Information Bulletin, Bd. 1985, Heft 103, S. 6–7 doi:10.1016/0045-8732(85)90082-8
Entzian, G., 2019: Von der Rostocker Luftwarte zum Observatorium für Ionosphärenforschung Kühlungsborn. Aus der 80-jährigen Entwicklung der Atmosphärenforschung im Norden Mecklenburgs, 83 S. ISBN 978-3-00-064233-3
Lauter, E. A., 1974: Structure and Energetics of the Stratosphere and Mesosphere (SESAME). Z. Meteorol. 24, 243-248

 

Vortragsprogramm „Zur Kopplung von Erd- und Weltraumwetter“

Kolloquium der Leibniz-Sozietät zum Gedenken an Ernst-August Lauter (1920-1984)
Freitag, den 12. Februar 2021, 10.00 – 14.30, Telegraphenberg Potsdam,
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung


Laudatio von MLS Heinz Kautzleben

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Karl-Heinz Bernhardt, MLS, “Der Klimawandel – Wesen und Erscheinung”

Vorbemerkungen
Meteorologie wurde noch in der zweiten Hälfte des 20.Jahrhunderts in der Öffentlichkeit vornehmlich als Wetterkunde mit der Aufgabe einer täglichen Wetterprognose, allenfalls mit der Untersuchung von Möglichkeiten einer kleinräumigen Wetterbeeinflussung wahrgenommen. In der Gegenwart sind das Klima und vor allem der Klimawandel und seine Auswirkungen, besonders unter dem jetzigen und dem absehbaren künftigen Einfluss des Menschen, Gegenstand hitziger und oft kontroverser öffentlicher Diskussion.

Hohe Bedeutung kommt unter diesen Umständen der Klimakommunikation – der wissenschaftlich fundierten Verständigung über Wesen und Verlauf des Klimawandels und seine Beeinflussbarkeit- zu. Klimakommunikation in diesem Sinne wird von den meteorologischen Diensten bis zur Meteorologischen Weltorganisation (WMO), aber auch von zahlreichen Forschungseinrichtungen, Gesellschaften und Verbänden auf dem Gebiet der Klima- und der Klimafolgenforschung betrieben, die auch schon zu eigenen Tagungen über Klimakommunikation einladen.

Verwiesen sei auch auf Wisssenschaftsblogs, wie klimafakten.de und KlimaLounge, sowie auf die Verlautbarungen des Deutschen Klimakonsortiums (info@klima-klimakonsortium.de). Die WMO veröffentlicht alljährlich ein „WMO Statement on the State of Global Climate in.…“ (demnächst in 2020).

Als ein bescheidener Beitrag zur Klimakommunikation sollen auch die nachfolgenden Thesen verstanden werden, mit denen der Verfasser unter ausdrücklichem Verweis auf vorangegangene ausführliche Darlegungen, vornehmlich in den Sitzungsberichten der Leibniz-Sozietät (zuletzt 125/126 und 129, 2016) den Versuch unternimmt, unter Bezugnahme auf die Dialektik von Erscheinung und Wesen den Klimawandel aktuell zu charakterisieren.

Dabei sind auch in der Öffentlichkeit häufig gebrauchte Begriffe, wie „Klimaneutralität“ oder „Klimaschutz“, kritisch zu hinterfragen. So kann der letztgenannte Terminus sowohl als Schutz des Klimas vor menschlichen Eingriffen, als auch – in Analogie zu „Hochwasser-“ oder „Seuchenschutz“ – als Schutz des Menschen vor unerwünschten Klimaeinflüssen verstanden werden.

Thesen
1.) Klimawandel erscheint als zeitliche Veränderung des Klimas – der statistischen Gesamtheit atmosphärischer Zustände und Prozesse an einem Ort, in einer Region oder auf der gesamten Erde.  Das Klima und seine Veränderungen werden durch statistische Parameter, wie Häufigkeiten, Mittelwerte, Streuungen und Momente höherer Ordnung atmosphärischer Zustandsgrößen beschrieben, die ihrerseits mittels Messungen, aber auch durch Sinneswahrnehmungen, z. B. in Gestalt von Augenbeobachtungen, etwa von Bewölkung und Erdbodenzustand, gewonnen werden.

2.) Die im Sinne der These 1.) durch Beobachtungen erhaltenen Datensätze stellen Stichproben dar, aus denen   mittels   der bekannten Signifikanztests   unter Vorgabe einer Irrtumswahrscheinlichkeit auf einen tatsächlichen Klimawandel geschlossen werden kann. Um einen solchen zweifelsfrei feststellen zu können, ist auch eine ständige Homogenitätsprüfung der Beobachtungsreihen, z.  B.  auf Veränderungen des Standortes, des Instrumentariums und der Beobachtungsanleitungen notwendig.

3.) Während geeignete Beobachtungsnetze an der Erdoberfläche seit Ende des 18. Jahrhunderts eingerichtet und weltweit ausgeweitet wurden, bezeichnet das im 20. Jahrhundert eingeleitete Raumfahrtzeitalter eine neue Qualität in der globalen Erfassung des Klimawandels zunächst als Erscheinung und im Folgenden auch in der Charakterisierung seines Wesens.

4.) In der öffentlichen Diskussion wird der Klimawandel häufig auf die „globale Erwärmung“ – den Anstieg der mittleren Lufttemperatur an der Erdoberfläche – reduziert, der zurzeit ca. 1,0 °C gegenüber dem Jahr 1850 beträgt und der sich zeitlich ungleichmäßig mit einer markanten Temperaturzunahme etwa seit dem Jahr 1975 vollzogen hat.  Auch haben die einzelnen geographischen Regionen in unterschiedlichem Maße zum Anstieg der Mitteltemperatur beigetragen – verstärkt insbesondere das Festland in höheren nördlichen Breiten, während im Seegebiet Island/Grönland eine Verminderung des Temperaturanstieges oder sogar eine leichte Abkühlung eingetreten ist. Im mitteleuropäischen Raum hat eine markante Erwärmung erst im 20. Jahrhundert eingesetzt, schreitet aber seit den 70er Jahren mit über 0,3°C pro Jahrzehnt deutlich rascher als im globalen Maßstab voran und beträgt für das Jahrzehnt 2011-2020 bereits ca. 2,0 °C gegenüber der Periode 1851-1860.

5.) Tiefgreifende Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt und auf die menschliche Gesellschaft hat die im Rahmen des Klimawandels zu beobachtender veränderter Häufigkeit und Andauer extremer meteorologischer Parameter bzw. Witterungserscheinungen, wie Hitze- und Kältewellen, Dürreperioden oder Starkwind- und -niederschlagsereignisse. Von Bedeutung sind gleichermaßen Veränderungen im jahreszeitlichen Ablauf charakteristischer Witterungsereignisse („Witterungsregelfälle“, „Singularitäten“).  Bereits die Erscheinung „Klimawandel“ ist also hinsichtlich Beschreibung und Auswirkung ein komplexes Phänomen, das nicht mittels eines einzelnen meteorologischen Parameters charakterisiert werden kann!

6.)  Während  sich  uns  die  Erscheinung  des  Klimawandels  entsprechend  der  Dialektik  von Erscheinung und Wesen durch Sinneswahrnehmung und instrumentelle Beobachtung, jedenfalls durch unmittelbare Erfahrung erschließt, ist das Wesen des Klimawandels nur durch eine Analyse von  Veränderungen  im  Klimasystem  –  einem  hochkomplexen,  gegenüber  dem  Weltraum offenen, ausgeprägt nichtlinearen „Erdsystem“ zu erfassen, welches Atmosphäre, Hydrosphäre, Litho/Pedosphäre, Kryosphäre und Biosphäre einschließlich ihre anthropogenen Veränderungen einschließt. Das Klima und seine Veränderungen sind Ergebnis vielfältiger Wechselwirkungen thermohydrodynamischer, chemischer, biologischer und anderer Prozesse in diesem System.

7.) Zahlreiche positive und negative Rückkoppelungen im Klimasystem sind Ursprung einer systeminternen natürlichen Klimavariabilität in unterschiedlichen Raum- und Zeitbereichen, die vor dem Hintergrund längerfristigen Klimawandels als zufällig erscheint.  Beispiele für großräumige systeminterne Schwankungen sind zyklische Variationen ozeanisch-atmosphärischer Strömungssysteme, wie El Nino/La Nina im äquatorialen Pazifik mit weltweiten Auswirkungen auf Wetterereignissse und Witterungsablauf.  Rückkoppelungen beeinflussen andererseits auch nachhaltig die Wirksamkeit externer Antriebe von Klimaänderungen, die in die Energie- und Stoffbilanz des Klimasystems eingreifen.

8.) Natürliche externe Antriebe von Klimaänderungen können, wie Variationen im Betrag und in der geographischen Verteilung des solaren Strahlungsflusses an der Atmosphärenobergrenze, stochastisch oder periodisch (Milankovich-Zyklen) sein.  Vulkaneruptionen, über kürzere Zeiträume stochastisch verteilt, fügen sich langzeitig in geologische Zyklen ein. Beispiele für in These 7.) genannte positive Rückkoppelungen im Klimasystem sind die Zusammenhänge zwischen Lufttemperatur und dem Gehalt der Atmosphäre an Wasserdampf, dem wirksamsten natürlichen Treibhausgas, ferner die Beziehungen zwischen der Lufttemperatur und dem Vorkommen sowie der Albedo von Schnee- und Eisflächen und zwischen Meerestemperatur und Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre. Eine negative Rückkoppelung ist mit dem Zusammenhang zwischen der Luft- bzw. Erdoberflächentemperatur und der emittierten langwelligen Strahlung gegeben.

9.) Klimawandel ist kein Phänomen nur der Gegenwart, sondern auf Grund der in den Thesen 7.) und 8.) skizzierten Zusammenhänge ständige Erscheinung in der Erdgeschichte.  Der Klimawandel ist die Daseinsweise des Klimas, in der geologischen Vergangenheit mit wesentlich größeren Klimaschwankungen als in historischer Zeit – bis hin zu einer schnee- und eisfreien Erde bzw. andererseits zu einem total vereisten Planeten („Schneeballerde“). Das gegenwärtige globale Klima ist das einer Warmzeit (Holozän), die vor ca. 11700 Jahren dem Pleistozän folgte, einem ca. 2,6 Millionen Jahre währenden Eiszeitalter mit mehrfachem Wechsel von Kalt- und Warmzeiten (Glaziale und Interglaziale).

10.) Der Einfluss des Menschen auf Klima und Klimawandel vollzieht sich über anthropogene Veränderungen der Erdoberfläche und über Einträge von Energie und Stoffen in die sowie über deren Entnahme aus der Atmosphäre. Mit dem Übergang vom Jäger- und Sammlerdasein zu Ackerbau und Viehzucht im Zuge der neolithischen Revolution begann im Holozän die bis in die Gegenwart andauernde Umgestaltung der Erdoberfläche durch Ackerbau, Rodung, Be- und Entwässerung sowie durch weitere Aktivitäten einschließlich der Anlage von Siedlungen. Das Stadtklima als Musterbeispiel eines anthropogen veränderten Lokalklimas wird seit dem 19. Jahrhundert weltweit untersucht und beschrieben bzw. modelliert.

11.)  Die  im  19.  Jahrhundert  einsetzende  industrielle  Revolution  bezeichnet  mit  der Energiegewinnung  durch  Verbrennung  von  im  Laufe  von  Jahrmillionen  angehäufter, nichtregenerierbarer  fossiler  Kohlenstoffvorräte  im  Laufe  weniger  Jahrzehnte  zusammen  mit ausgedehnter  Brandrodung  und  weiteren  industriellen  Aktivitäten  einen  Anstieg  der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre von ca. 285 ppm auf gegenwärtig um 410 ppm, den  höchsten  Wert  seit  mehreren  hunderttausend  Jahren.  Zusammen  mit  der Konzentrationszunahme  weiterer  „Treibhausgase“,  wie  Methan,  Distickstoffmonoxid  und Fluorkohlenwasserstoffen, resultiert eine derzeit positive Imbalance des Klimasystems, die, über die gesamte Erde gemittelt, mit 0,4…0.6 W/m2 annähernd 0,2 % des Strahlungsenergiezu- und -abflusses  an  der  Atmosphärenobergrenze    ausmacht,  aber  den  Energieumsatz  in  der Fotosynthese,  wie  auch  den  geothermischen  Energiefluß  aus  dem  Erdinneren,  um  ein Mehrfaches übertrifft und ebenso um eine Größenordnung über dem weltweiten anthropogenen Primärenergieverbrauch liegt. Es ist davon auszugehen, dass die im Gefolge der industriellen Revolution eingetretene anthropogene Verstärkung des Treibhauseffektes zur Rückkehr des Klimasystems aus der durch natürliche Prozesse (Veränderung der Erdbahnelemente, Sonnen-und Vulkanaktivität) eingeleiteten “kleinen Eiszeit” beigetragen, aber die markante Erwärmung seit Mitte des 19. Jahrhunderts nicht allein verursacht hat.

12.) Die Energieimbalance des Klimasystems steht für das Wesen der in These 4.) aufgeführten Erscheinung einer „globalen Erwärmung“, der jedoch infolge der Thermohydrodynamik des Klimasystems auch Abkühlung in manchen Schichten der Atmosphäre, z.B.  der oberen Stratosphäre und der Mesosphäre, gegenübersteht. Auch nimmt der Ozean derzeit ca. 90% des in These 11.) genannten jährlichen Wärmeüberschusses    auf, was als Folge der thermischen Expansion des Meerwassers bei gleichzeitig weltweiter Gletscherschmelze zu einem globalen Meeresspiegelanstieg von zurzeit ca. 3 mm/Jahr führt, der wesentlich gleichförmiger als der Anstieg der globalen Mitteltemperatur an der Erdoberfläche verläuft. Ferner geht die regional unterschiedliche Veränderung von Strahlungsbilanz und Temperaturverteilung in der Atmosphäre und   an   der   Erdoberfläche   mit   Modifikationen   des   atmosphärisch-ozeanischen Zirkulationsregimes einher, die wiederum die in These 5.) genannten Veränderungen im Witterungsablauf, im Auftreten extremer Wetterereignisse usw. nach sich ziehen.

13.) Der künftige Klimawandel wird sich unterzunehmendem Einfluss des Menschen, seines Energie- und Stoffwechsels mit der umgebenden Natur vollziehen, der sich seinerseits in Abhängigkeit auch von gesellschaftlichen Veränderungen entwickeln wird.  Angesichts des genannten Energie- und Stoffwechsels bleibt „Klimaneutralität“ im Sinne einer fehlenden Einflussnahme des Menschen auf das Klimasystem eine lebensferne Illusion und muss konkret gefasst werden, z.  B.  als „Treibhausneutralität“ – den Verzicht auf die Emission von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen.

14.) Auf Modellrechnungen basierende Szenarien der künftigen Klimaentwicklung in Abhängigkeit von unterschiedlichen Wirtschaftsstrategien (Energieerzeugung, Verkehr, Landnutzung usw.) sollen den weiteren Klimawandel überschaubar machen. Zu bedenken sind allerdings Unsicherheiten solcher Vorhersageversuche, wie sie sowohl aus möglichen unvorhersehbaren Ereignissen im Klimasystem (Vulkaneruptionen, Schwankungen der Sonnenaktivität), als auch aus Problemen bei der Modellierung hochkomplexer physikalischer Prozesse (z. B. Wolken-Aerosol-Strahlungswechselwirkung) resultieren.

15.) Als Voraussetzung für eine gezielte Einflussnahme auf den künftigen Klimawandel ist Fortführung der Klimadiagnostik und der Klimamodellierung gleichermaßen notwendig. Da aber gezielte Maßnahmen tief in das Leben der Gesellschaft eingreifen und allgemeine Akzeptanz voraussetzen würden, wächst die Bedeutung der Klimakommunikation – der Vermittlung wissenschaftlicher Erkenntnisse über Klima und Klimawandel einschließlich der Polemik gegen unwissenschaftliche bzw. wissenschaftsfeindliche Auffassungen.

Nachtrag
Nach den zum Jahreswechsel 2020/2021 vorliegenden vorläufigen Informationen dürfte das abgelaufene Jahr 2020 eine annähernd gleich hohe Mitteltemperatur an der Erdoberfläche wie das weltweit bisher wärmste beobachtete Jahr 2016 aufweisen. Im Bereich der Bundesrepublik steht es hinsichtlich der Mitteltemperatur an zweiter Stelle hinter dem seit Beginn flächendeckender Wetteraufzeichnungen im Jahre 1881 bisher wärmsten Jahr 2018. Der soeben zu Ende gegangene Winter (Dezember 2020-Februar 2021) war hier der zehnte Winter in Folge mit einer gegenüber langjährigen Mittelwerten erhöhten Temperatur, zeichnete sich aber durch einen ungewöhnlichen Witterungsablauf im Februar 2021 aus, der in der ersten Monatshälfte an mehreren Stationen in der BRD  rekordverdächtige Tagestiefsttemperaturen im Bereich um -20°C, in der zweiten Monatshälfte Tageshöchsttemperaturen um  +20°C aufwies und an manchen Orten ergiebige Schneefälle brachte.

Die Witterung im Februar des Jahres 2021 illustriert die Bedeutung der in These 1.) aufgeführten Gesamtheit statistischer Parameter zur Kennzeichnung ds Klimas, das nicht auf Mittelwerte reduziert werden darf; zugleich wird die Rolle der in These 5.) genannten extremen Parameter und Witterungsereignisse als Bestandteil des Klimawandels deutlich. Dieser ist mit vielfältigen Veränderungen atmosphärischer Strömungsverhältnisse (z. B. „polar vortex split“) die verbunden, die Witterungsabläufe bestimmen und umgestalten. Fortschreitende „globale Erwärmung“ ist ein Indikator des gegenwärtigen Klimawandels – nicht aber sein Wesen!


Heinz Kautzleben (MLS): Grußworte der Leibniz-Sozietät

Liebe Teilnehmerinnen und Teilnehmer,
ich darf Ihnen die besten Grüße der Leibniz-Sozietät überbringen, des Präsidiums, der Klasse Naturwissenschaften und Technikwissenschaften sowie des Arbeitskreises Geo-, Montan-, Umwelt-, Weltraum- und Astrowissenschaften. Mit der heutigen Veranstaltung folgen wir zum einen den Traditionen der Leibniz-Sozietät, zum andern betreten wir mit der Online-Veranstaltung organisatorisches Neuland.

Die Coronavirus-Pandemie zwingt auch den Arbeitskreis GeoMUWA dazu, auf Präsenzveran-staltungen zu verzichten. Die heutige Online-Veranstaltung ist für uns eine Pioniertat, für die wir unserem Mitglied Klaus Dethloff herzlich danken. Die Online-Veranstaltung ist nicht nur eine Einschränkung. Wir sehen sie auch als Möglichkeit und Anstoß, in unserer Tätigkeit künftig die modernen Möglichkeiten zur weitreichenden Kommunikation verstärkt zu nutzen. Wir haben Mitglieder in allen Regionen des vereinten Deutschlands und zahlreichen weiteren Ländern.

Die Leibniz-Sozietät ist eine Gelehrtengesellschaft. Sie wurde 1700 in Berlin begründet, ihr Gründungspräsident war Gottfried Wilhelm Leibniz. Die Sozietät will durch ihre Tätigkeit einen angemessenen Beitrag zum geistigen Leben in unserer Zeit leisten. Wir tun das, indem wir regelmäßig wissenschaftliche Sitzungen unserer Arbeitsgremien durchführen und in dem wir aus gegebenen Anlässen wissenschaftliche Kolloquien, Symposien oder ähnliches veranstalten. Der Leitspruch der Leibniz-Sozietät wurde von Leibniz formuliert; er lautet: Theoria cum praxi et commune bonum. Sie können selbst prüfen, wie weit wir mit unserer heutigen Veranstaltung diesem Leitspruch gerecht werden. Sie sehen selbst, dass wir nicht unter uns bleiben, sondern mit anderen wissenschaftlichen Organisationen zusammenarbeiten und Mitstreiter haben, die nicht oder noch nicht Mitglied der Leibniz-Sozietät sind.

Die Leibniz-Sozietät ist eine Gelehrtengesellschaft. Die Themen, die in unseren Veranstaltungen behandelt werden, ergeben sich folglich in hohem Maße aus den Interessen unserer Mitglieder. Es ist schon lange guter Brauch, dass wir anlässlich der persönlichen Jubiläen unserer besonders aktiven Mitglieder wissenschaftliche Sitzungen einberufen zur Präsentation und Diskussion von neuesten Forschungsergebnissen auf ihren Arbeits- und Interessengebieten. Analog gehen wir auch mit den Jahrestagen in der Geschichte unserer Gelehrten-gesellschaft um.

Anlass für die heutige Veranstaltung ist der 100. Geburtstag von Akademiemitglied Ernst August Lauter. Aber nicht nur das. Wenn wir an Lauter denken, denken wir auch daran, dass vor 50 Jahren die Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin zur nationalen Akademie der Wissenschaften der DDR transformiert wurde. Für die Gelehrtengesellschaft hat sich die Akademiereform positiv ausgewirkt. Sie erhielt per Statut eine ihr angemessene Stellung in der Akademie. Sie wurde von der unmittelbaren Verantwortung für die staatlichen Aufgaben der Akademie entlastet. Am 05.02.1981 (vor 40 Jahren) wurde die Klasse Geo- und Kosmoswissenschaften gebildet, in deren Nachfolge der Arbeitskreis GeoMUWA tätig ist. Von den Mitgliedern der seinerzeitigen Klasse sind im heutigen Arbeitskreis noch aktiv: unser Mitglied Helmut Moritz (er wurde 1984 zum Auswärtigen Mitglied der AdW der DDR gewählt), unser Mitglied Karl-Heinz Bernhardt (er wurde 1990 zum KM gewählt) und ich selbst (ich wurde zum KM 1979 gewählt, zum OM 1987). Kollege Moritz kann leider an unserer Veranstaltung nicht teilnehmen. Er hat mich gebeten, den Teilnehmern seine besten Grüße und Erfolgswünsche zu übermitteln.

Wenn wir in einer Veranstaltung ein Thema behandeln, dass in besonderem Maße den fachlichen Interessen eines Mitgliedes entspricht, so wollen wir uns damit bei ihm anlässlich seines runden Geburtstages für seine aktive Tätigkeit in der Leibniz-Sozietät und für sie bedanken. Unsere heutige Veranstaltung ist über das bereits Gesagte hinaus ein solches „akademisches Dankeschön“ an zwei unserer Kollegen: an Karl-Heinz Bernhardt – er konnte seinen 85. Geburtstag am 24. Dezember 2020 feiern – und an Dietrich Spänkuch – er wird seinen 85. Geburtstag am 17. Februar 2020 feiern.

Vizepräsident Lutz-Günther Fleischer und Klassensekretar Gerhard Pfaff haben Kollegen Bernhardt im Namen der Leibniz-Sozietät im Dezember 2020 mit einem Glückwunschschreiben zum 85. Geburtstag gratuliert. In diesem Schreiben wird sein außerordentlich großes Engagement in unserer Gelehrtengesellschaft gewürdigt und hervorgehoben. Kollege Bernhardt wurde 1990 Korrespondierendes Mitglied der AdW der DDR. 1993 gehörte er zu den Gründungsmitgliedern des Vereins „Leibniz-Sozietät“. Er diente der Sozietät von 1996 bis 2012 als Sekretar der Klasse Naturwissenschaften und anschließend noch weitere vier Jahre als Stellvertreter des Sekretars.

Kollege Spänkuch wurde 1994 zum Mitglied der Leibniz-Sozietät gewählt. Er gehört zu den aktivsten Mitstreitern im Arbeitskreis GeoMUWA, vertritt ihn seit 2015 im Wissenschaftlichen Beirat beim Präsidium der Sozietät. Seit 2019 ist er der Sprecher des Arbeitskreises.

Erlauben Sie mir bitte noch jeweils einige Sätze zu zwei Persönlichkeiten, die wie Ernst August Lauter eng mit dem ehemaligen Zentralinstitut für Solar-terrestrische Physik der AdW der DDR verbunden waren.

Prof. Dr. sc. nat. Wolfgang Mundt: Er wurde 1981 zum Direktor des ZISTP berufen; unter seinem Direktorat wurde es 1985 zum Heinrich-Hertz-Institut für Atmosphärenforschung und Geomagnetismus umgebildet. Er ging nach der Auflösung der Akademieinstitute in die Privatwirtschaft. Wolfgang Mundt wurde 1981 zum KM der AdW der DDR gewählt, 1988 zum OM. Seine Mitgliedschaft in der Leibniz-Sozietät hat er 2004 aktiviert. Auf seine Bitte hin hat ihn das Präsidium von der Mitwirkung an den Aktivitäten der Sozietät entpflichtet. Wolfgang Mundt hat am 03.10.2020 sein 85. Lebensjahr vollendet.

Prof. Dr. rer. nat. habil. Jens Taubenheim: Seine Familie hat mich informiert, dass er vor wenigen Tagen, am 22.01.2021, im Alter von 91 Jahren verstorben ist. Seine vielen Freunde, Kollegen und Schüler gedenken seiner mit großer Hochachtung. Jens Taubenheim war seit Beginn seiner Wissenschaftlerlaufbahn 1954 mit dem Institut in Berlin-Adlershof verbunden, das 1946 als „Heinrich-Hertz-Institut für Schwingungsforschung“ (HHI) der damaligen DAW zugeordnet wurde. Am Anfang stand die wissenschaftliche Arbeit mit der Ionosonde, die das HHI im Auftrage des IZMIRAN entwickelt hatte und von der es ein Exemplar zum IGJ in Juliusruh/Rügen in Betrieb nehmen konnte. Bei der Umbildung des HHI in „Zentralinstitut für Solar-terrestrische Physik“ unter dem Direktorat von OM Ernst August Lauter blieb Jens Taubenheim Leiter und Repräsentant der Ionosphärenforschung. Nach dem erzwungenen Rückzug Lauters aus allen Leitungsfunktionen wurde Jens Taubenheim 1976 zum Direktor des ZISTP berufen. Er amtierte bis 1981. Seine Forschungsleistungen fanden hohe internationale Anerkennung, nicht zuletzt daran erkennbar, dass er seit Gründung der KAPG in deren Unterkommission Solar-terrestrische Physik Leitungsfunktionen innehatte. In den 1980er Jahren war er deren Vorsitzender. Ähnlich aktiv war er in der IUGG, in den Internationalen Assoziationen für Geomagnetismus und Aeronomie bzw. für Meteorologie und Atmosphärenwissenschaften. Neben seiner Forschungstätigkeit betätigte Jens Taubenheim sich mit großem Erfolg als Hochschullehrer an der Humboldt-Universität zu Berlin. Sie hat ihn zum Professor ernannt. Berühmt ist sein Lehrbuch über statistische Methoden in Meteorologie und Geophysik. Hoch zu würdigen ist weiterhin sein Wirken in der Meteorologischen Gesellschaft der DDR. Er hat sie als ihr Präsident in das vereinte Deutschland geführt. Nach der Auflösung der Akademieinstitute und der Meteorologie an der Humboldt-Universität konnte Prof. Taubenheim bis zum Erreichen der Altersgrenze im Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin weiterarbeiten. Zum Akademiemitglied wurde Jens Taubenheim 1983 durch die Wahl zum Mitglied der Leopoldina. Für die Wahl zum Mitglied der AdW der DDR gab es keine freie Planstelle. Bis in seine letzte Lebenszeit interessierte sich Jens Taubenheim für unsere Aktivitäten in der Leibniz-Sozietät. Zur Zuwahl ist es leider nicht gekommen.

Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.


Download der pdf-Dateien der Präsentationsfolien der Referenten:

  • Heinz Kautzleben, MLSLaudatio für Ernst August Lauter”
  • Klaus Dethloff, MLS, „Arktisches Klimapuzzle: Rolle von Beobachtungen, Wetter- und Klimamodellen“, AWI
  • Ulrike Langematz, „Mechanismus der Sonne-Klima Wechselwirkungen“, FU Berlin
  • Harald Schuh, MLS, „Geodätische Satellitenmessungen von Naturgefahren und des Globalen Wandels” GFZ
  • Claudia Stolle „Ionosphärische Untersuchungen und Anwendung auf Klima- Wetterextreme“, GFZ
  • Timo Reinhold, “Die Aktivität der Sonne und sonnenähnlicher Sterne”, MPS