Eine einführende Erklärung zu diesem Argument wurde als Blog-Eintrag veröffentlicht: "Warum wir wissen, dass uns keine Eiszeit kurz bevorsteht"

Es folgt eine ausführlichere Erklärung:

Vor einigen Jahrhunderten erlebte die Erde eine milde Eiszeit, die sogenannte Kleine Eiszeit. Ein Abschnitt der Kleinen Eiszeit fiel mit einer Phase geringer Sonnenaktivität zusammen, die als Maunder Minimum bezeichnet wird (nach dem Astronomen Edward Maunder). Man geht heute davon aus, dass eine Kombination von geringer Sonnenaktivität und starker vulkanischer Aktivität wesentlich dazu beigetragen haben (Free 1999, Crowley 2001), zusammen mit Änderungen der Ozean-Zirkulation, die ebenfalls Auswirkungen auf Temperaturen in Europa hatte (Mann 2002).

Abbildung 1: Sonnenstrahlung (TSI). TSI von 1880 bis 1978 nachSolanki. TSI von 1979 bis 2009 nach Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos (PMOD). 11 Jahres-Mittelwerte in Blau, Jahres-Mittelwerte in Hellblau.

Ist es möglich dass wir uns augenblicklich auf ein neues Maunder Minimum zu bewegen? Die Sonnenaktivität ist zur Zeit in einer langzeitlichen Abkühlungsphase. In 2009 war die Abstrahlung der Sonne auf einem Niveau so niedrig wie seit hundert Jahren nicht mehr. Die Vorhersage der Sonnenaktivität ist allerdings problematisch. Der Übergang von einer Phase der "stark ausgeprägten Maxima" (wie es im späteren 20ten Jahrhundert der Fall war) zu "stark ausgeprägten Minima" (z. Bsp. Maunder Minimum Bedingungen) ist ein chaotischer Vorgang und schwer vorherzusagen (Usoskin 2007).

Aber welchen Einfluss hätte es auf das Klima, wenn wir mal annehmen, dass die Sonne ein weiteres Maunder Minimum während des 21ten Jahrhunders erlebt ? Entsprechende Simulationen haben ergeben, dass der Temperatur-Rückgang vernachlässigbar ist gegenüber der Erwärmung durch vom Menschen erzeugte Treibhausgase (Feulner 2010). Die niedrigere Sonnenstrahlung würde zu einer Abkühlung von geschätzen 0.1°C (maximal 0.3°C) führen, die Erwärmung durch die zusätzlichen Treibhausgase jedoch 3.7°C bis 4.5°C betragen - abhängig davon wie viel CO2 wir während des 21ten Jahrhunderts emittieren (mehr zu dieser Untersuchung...).

Abbildung 2: Globale Durchschnitts-Temperatur von 1900 bis 2100, dargestellt als Abweichung von der mittleren Temperatur in der Referenzperiode 1961 to 1990 für zwei verschiedene Emissions-Szenarien: A1B (roten Linien) und A2 (violette Linien). Für jedes Sznenario dargestellt sind drei verschiedene Antriebe durch die Sonne: ein typischer 11 Jahres-Zyklus (durchgezogene Linie), ein weiteres stark ausgeprägtes Minimum entsprechend der aus einer aktuellen Rekonstruktion gewonnen, niedrigsten Sonnestrahlung während des Maunder-Minimums (gestrichelte Linie) und eine noch niedrigere Sonnenstrahlung (gepunktete Linie). Tatsächlich beobachtete Temperaturen bis 2009 nach NASA GISS sind ebenfalls abgebildet (blaue Linie) (Feulner 2010.

Das Klima hat allerdings schon deutlich dramatischere Änderungen durchgemacht als die Kleine Eiszeit. Währed der letzten 400.000 Jahre hat sich die Erde im Zustand  einer Eiszeit befunden, unterbrochen ungefähr alle 100,000 Jahre von kurzen, warmen Perioden. Diese Warmzeiten, die man auch als Interglaziale oder Zwischeneiszeiten bezeichnet, dauern jeweils ungefähr 10.000 Jahre an. Das Interglazial, in dem wir uns augenblicklich befinden, begann vor ca. 11.000 Jahren. Könnten wir uns also kurz vor dem Ende der aktuellen Warmzeit befinden?

Abbildung 3: Temperatur-Abweichungen (verglichen mit heute) der letzten 420.000 Jahre in Vostok, Antarktis (Petit 2000). Warmzeiten sind grün markiert.

Wodurch werden Eiszeiten ausgelöst? Änderungen in der Erdumlaufbahn führen zu einer verringerten Sonneneinstrahlung auf der Nord-Halbkugel während des dortigen Sommers. Dadurch schmilzt die Eisdecke im Norden weniger stark ab als sonst im Sommer und über die Jahrtausende steigt die Eisbedeckung dadurch stetig an. Das erhöht die Albedo (Reflektivität) der Erde, was zu weiterer Abkühlung führt, wodurch die Eisbedeckung noch weiter wächst. Dieser Vorgang leitet so über den Zeitraum von etwa 10.000 bis 20.000 Jahre eine Eiszeit ein.

Warmzeiten können unterschiedlich lange andauern. Ein bei Dome C in der Antarktis gebohrter Eiskern erlaubt einen Einblick in den Temperaturverlauf der letzen 720.000 Jahre und zeigt, dass das Klima vor 420.000 Jahren dem unseren ähnlich war. Die damalige Warmzeit dauerte allerdings 28.000 Jahre an, was bedeuten könnte dass, ohne menschlichen Einfluss, die augenblickliche Warmzeit genau so lange andauern würde (Augustin 2004).

Die Ähnlichkeiten der Bedingungen heute und vor 400.000 Jahren ergeben sich durch die ähnliche Beschaffenheit der Erdumlaufbahn. Zu beiden Zeiten führten die Änderungen der Erdumlaufbahn zu geringeren Variationen der Sonneneinstrahlung als während der anderen Warmzeiten. Klima-Simulationen, die die heutige Erdumlaufbahn benutzen, haben ergeben, dass selbst ohne CO2 Emissionen, die derzeitige Zwischeneiszeit mindest 15.000 Jahre andauern würde (Berger 2002).

Die Frage, wie lange die derzeitige Warmzeit ohne menschlichen Eingriff andauern würde ist natürlich rein akademisch, da wir einen Einfluss ausüben. Welche Auswirkungen haben also unsere CO2 Emissionen auf zukünftige Eiszeiten? Diese Frage wird von einer Studie behandelt, die den Auslöser des Wachstums der Eisbedeckung untersucht, nämlich die Verringerung der Sonneneinstrahlung die notwendig ist, um das Wachstum der Eisdecke auszulösen (Archer 2005). Je mehr CO2 sich in der Atmosphäre befindet, um so mehr muss die Sonneneinstrahlung abnehmen, um das Wachstum der Eisbedeckung auslösen zu können.

Abbildung 4 stellt die Reaktion des Klimas auf verschiedene CO2 Emissions-Szenarien dar. Die grüne Linie entspricht dem natürlichen Temperaturverlauf, ohne CO2 Emissionen. Der blau dargestellte Verlauf ergibt sich bei der Emission von 300 Giga-Tonnen Kohlenstoff - eine Menge die wir bereits überschritten haben. Die Emission von 1000 Giga-Tonnen (orange Linie) würde verhindern dass es während der nächsten 130.000 Jahre zu einer Eiszeit kommt. Bei Emission von 5000 Giga-Tonner oder mehr würde es währed der nächsten 500.000 Jahre nicht mehr zu einer Eiszeit kommen. Es sieht augenblicklich so aus, als wenn die Kombination von geringem Einfluß durch Änderungen in der Erdumlaufbahn und der langen Verweildauer von CO2 in der Atmosphäre zu einer Warmzeit führt, die es in dieser Länge in den letzten 2,6 millionen Jahren nicht gegeben hat.

Abbildung 4. Auswirkungen von CO2 aus fossilen Brennstoffen auf die zukünftige Entwickling der mittleren, globalen Temperatur. In grün der Verlauf ohne CO2 Emissionen, blau stellt den Verlauf bei Ausstoss von 300 Giga-Tonnen Kohlenstoff, orange 1000 Giga-Tonnen und rot 5000 Giga-Tonnen dar (Archer 2005).

Wir können also beruhigt sein, dass keine Eiszeit vor der Tür steht. Diejenigen, die immer noch denken, dass eine weitere Eiszeit bevorsteht, mögen sich die Eisbedeckung auf der Nordhalbkugel anschauen. Wächst diese, kann das bedeuten dass der 10,000 Jahre andauernde Vorgang der Vereisung begonnen hat. Tatsächlich nimmt der arktische Permafrost ab, schmilzt das arktische Meereis und das grönländische Inlandeis verliert immer schneller an Masse. Dies sind kaum geeignete Bedingungen für eine bevorstehende Eiszeit.

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