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Klimaforscher sind uneins über den Einfluss der Sonne, deren Aktivität ungewöhnlich niedrig ist: Kommt eine neue Kaltzeit?

Für die einen war es ein Schneechaos, als zu Jahresbeginn in weiten Teilen der nördlichen Hemisphäre die Temperaturen auf Tiefstwerte sanken. Andere sahen darin nur die Rückkehr des früher gewohnten Winters. Einige Forscher aber messen den Kältewellen eine ganz andere Bedeutung bei: Sie fürchten, diese könnten Vorboten einer neuen "Kleinen Eiszeit" sein. Dann würde die Erde nicht, wie von den Klimatologen vorhergesagt, in einem heißen Treibhausklima geröstet. Vielmehr sänken die Temperaturen weit unter das derzeitige Niveau.Anlass zu den Befürchtungen gibt das Verhalten der Sonne. Ihre Aktivität schwankt in einem elfjährigen Zyklus, den 1843 der Dessauer Apotheker und Amateurastronom Heinrich Schwabe entdeckte. Im Frühjahr 2007 hatte der vergangene Zyklus sein Minimum erreicht. Es war der 23. seit Beginn der systematischen Sonnenbeobachtung Mitte des 18. Jahrhunderts. Zugleich sank die Zahl der Sonnenflecken -sie ist ein Maß für die magnetische Aktivität der Sonne -auf einen Tiefpunkt.Nun hätte ein neuer Zyklus starten müssen, verbunden mit einem Anstieg der Fleckenzahl. Doch unser Zentralgestirn blieb still, seine Aktivität verharrte im untersten Gang. Im Jahr 2008 gab es 266 fleckenfreie Tage, 2009 waren es 260 Tage. Seit 1849 gab es nur drei Jahre mit noch längeren Perioden ohne einen einzigen Sonnenfleck. Ungefähr parallel dazu pausierte auch die Erderwärmung. Die globale Durchschnittstemperatur stieg seit 2002 kaum mehr an, obwohl unvermindert große Mengen an Treibhausgasen in die Luft gelangten.Dies war Wasser auf die Mühlen der Klimaskeptiker, die nicht an einen vom Menschen verursachten Klimawandel glauben. "Das Klima macht einfach nicht das, was es soll", urteilte der frühere Direktor des Instituts für Meteorologie der Freien Universität Berlin, Horst Malberg. Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2), glaubt er, seien nicht die Ursache der globalen Erwärmung, sondern die Sonne, denn sie treibe das Klimasystem der Erde entscheidend an.In der Vergangenheit traf dies sicher zu. So ging eine Warmzeit im Mittelalter, die vom 9. bis zum 13. Jahrhundert anhielt, mit erhöhter Sonnenaktivität einher. Während dieses Klimaoptimums unterhielten die Wikinger blühende Siedlungen auf Grönland (ihrem "Grünland"), in Norwegen wurde bis fast an den Polarkreis Getreide angebaut, und in Pommern und Südschottland kelterten Winzer Wein. Zugleich waren global nur wenige Vulkane aktiv, deren Aschewolken die Erde durch eine verminderte Sonneneinstrahlung kühlen.Umgekehrt bescherte eine anhaltend passive Sonne der Erde vermutlich die "Kleine Eiszeit". Diese Periode, die von Anfang des 15. bis ins 19. Jahrhundert währte, war durch bitterkalte Winter und feuchte, kühle Sommer gekennzeichnet, in denen der Weizen auf den Halmen verfaulte. Die sinkenden Ernten zogen Hungersnöte nach sich.Zweimal sanken die Temperaturen besonders tief: Im "Maunder-Minimum", das von 1645 bis 1715 anhielt, sowie im "Dalton-Minimum" von 1790 bis 1830. In diesen Phasen froren winters in Holland regelmäßig die Grachten sowie in England die Themse zu, und mindestens zweimal war die gesamte Ostsee von Eis bedeckt.Im Maunder-Minimum blieb die Zahl der Sonnenflecken 30 Jahre lang auf einem Tiefpunkt. Nur 50 davon waren in dieser Periode zu sehen, dabei hätten mehrere tausend auftauchen müssen. Insgesamt gab es in jener Zeit 3579 fleckenlose Tage in Folge. Diese für die Menschheit katastrophale Zeit könnte sich nun wiederholen.Der Berliner Meteorologe Malberg etwa konstatiert bei der Sonnenfleckenzahl einen Abwärtstrend. Im vergangenen Zyklus 23 habe sie den kritischen Wert von rund 50 erreicht. Dieser aber bilde die Grenze zwischen Kalt- und Warmphasen des irdischen Klimas. Der niederländische Astrophysiker Cornelis de Jager dagegen betrachtete, wie sich die Sonne unter dem Einfluss ihrer verschiedenen Zyklen verhält. Neben dem elfjährigen Schwabe-Zyklus gibt es nämlich weitere Schwankungen mit Perioden von rund 85 (Gleissberg-Zyklus) sowie 210 Jahren. Sie können sich überlagern, wobei sich die Sonnenaktivität verstärkt oder abschwächt.Im ersteren Fall brodelt es auf unserem Tagesgestirn über mehrere Schwabe-Zyklen hinweg gewaltig, die Sonnenphysiker sprechen von einem "großen Maximum". Mit der Aktivität sinkt oder steigt de Jagers Theorie zufolge auch die von der Sonne abgestrahlte Energie, deshalb wird es auf der Erde entsprechend kälter oder wärmer. Dabei kann die Erdtemperatur um bis zu 0,3 Grad Celsius schwanken. Dann wäre zumindest ein Teil der globalen Erwärmung im 20. Jahrhundert von etwa einem Grad der Sonne zuzuschreiben. Zuletzt durchlief die Sonne in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ein großes Maximum, mit Gipfelpunkten in den 50er und späten 80er Jahren.Um 2000 aber begann laut de Jager ein Übergang zu einer Phase verringerter Aktivität. "Im Jahr 2014 erreicht der verspätete Zyklus 24 sein Maximum. Das folgende Minimum hält ein bis zwei Gleissberg-Zyklen an, also mindestens 60 bis 100 Jahre", glaubt der Niederländer. "Diese Periode gleicht den Klimaschwingungen in der Kleinen Eiszeit. Sie könnte so stark negativ ausfallen wie das Dalton-Minimum." Sein belgischer Kollege Dirk Callebaut von der Universität Antwerpen kommt zu einem ähnlichen Ergebnis: Er prognostiziert ein tiefes solares Minimum für den Zyklus 26, also zur Mitte des Jahrhunderts.Viele Sonnenforscher widersprechen jedoch solchen Vorhersagen. "Der Sonnenzyklus ist ein nicht lineares chaotisches System, dessen Verhalten wir nicht genau kennen", kontert etwa der Solarphysiker Manfred Schüssler vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau (MPS). Deshalb ließen sich aus vergangenen Aktivitätsschwankungen keine Vorhersagen für die Zukunft ableiten. Schüssler: "Der stärkste Zyklus in den Aufzeichnungen hatte sein Maximum 1957, davor gab es ein ähnlich tiefes Minimum wie jetzt."Auch der Sonnenphysiker Wolfgang Schmidt vom Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in Freiburg wendet sich gegen die Schwarzmalerei. "Die fleckenlosen Perioden sind zu kurz, um signifikant auf das Erdklima zu wirken. Im Maunder-Minimum in der Kleinen Eiszeit waren es Jahrzehnte mit einer solchen niedrigen Aktivität", erläutert er. Zudem seien die Zyklen nicht konstant, sondern könnten durchaus vom Elf-Jahres- Rhythmus abweichen.Überdies belegen mehrere Studien von Sonnenforschern, dass die Schwankungen der Sonneneinstrahlung zu schwach sind, um das Klima signifikant zu beeinflussen. So stieg ihre Intensität im 20. Jahrhundert um nur etwa 0,1 Prozent. Dies genügt nicht, um die globale Erwärmung zu erklären. "Die Strahlungswirkung der vom Menschen emittierten Treibhausgase ist inzwischen um ein Mehrfaches stärker", urteilt MPS-Forscher Schüssler.Er hat aber einen noch stärkeren Pfeil im Köcher. Eine Arbeitsgruppe seines Instituts verglich den Verlauf von Sonnenaktivität und Erdtemperatur für die vergangenen 150 Jahre. Wie sich zeigte, verliefen beide Kurven in den ersten 120 Jahren im Einklang. Dann aber entkoppelten sie sich: Während die Erdtemperatur rasant anstieg, nahm die Sonnenleuchtkraft leicht ab. "Würde der Solarzyklus das Klima tatsächlich dominieren", so Schüssler, "hätte sich die Erde auch in den letzten 30 Jahren im Takt mit der Sonne wieder abkühlen müssen."Eine Studie eines internationalen Astrophysiker-Teams bestätigt diesen Befund. Die Forscher hatten die Veränderung der Sonnenleuchtkraft zwischen 1978 und 2008 unter die Lupe genommen. Sie betrug gerade 0,1 Prozent. "Selbst im Maunder-Minimum war die Sonne ungefähr so hell wie bei den normalen Fleckenminima, bei denen sich ihre Leuchtkraft gegenüber dem Durchschnittswert um etwa 0,04 Prozent verringert", erklärt Henk Spruit vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching, ein Mitautor der Studie.Die Kleine Eiszeit könnte somit durchaus auch andere Ursachen gehabt haben. Möglicherweise war sie nur ein lokales Ereignis in der Nordatlantikregion und in Europa, wobei starke Vulkanausbrüche die Temperaturen in den Keller sandten. Eine neuerliche Schwächephase der Sonne könnte sich sogar als segensreich erweisen, weil sie einem gefährlichen Anstieg der Erdtemperatur entgegenwirkt."Wir haben keinen Anhaltspunkt dafür, dass sich die Erde so drastisch abkühlen wird, und selbst wenn, genügt es nicht, die globale Erwärmung zu kompensieren", meint der Klimatologe Mojib Latif vom Geomar-Forschungszentrum der Universität Kiel. "In der Kleinen Eiszeit war es gegenüber heute um 0,6 bis 0,7 Grad kühler. Wir rechnen bis Ende des Jahrhunderts aber mit bis zu fünf Grad Temperaturzunahme. Das ist eine ganze Größenordnung mehr. Deshalb könnte eine verringerte Sonneneinstrahlung die erwartete Erwärmung allenfalls verzögern."Hinzu kommt, dass sich die Sonne Ende 2009 eindrucksvoll zurückmeldete. Zuerst registrierten Forschungssatelliten eine mächtige Eruption, dann tauchten mehrere Gruppen von Sonnenflecken auf. Seither gewann die Aktivität weiter an Fahrt. Genau werden wir es aber erst in ein paar Jahren wissen.------------------------------Grafik: Kalt- und Warmzeiten auf der Erde"Die fleckenlosen Perioden sind zu kurz, um signifikant auf das Erdklima zu wirken." Astrophysiker Wolfgang Schmidt vom Kiepenheuer-Institut für Sonnenphysik in FreiburgFoto: So turbulent wie auf dieser Aufnahme vom November 2003 sieht es derzeit auf der Sonne nicht aus. Es gibt bislang nur winzige Sonnenflecken.