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⇐ Forschung
MPI will Beziehung zwischen Vegetation, Boden und Klima erforschen
08.08.2012 Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie soll ein Arbeitskreis aufgebaut werden, der sich intensiver mit Methoden und Modellen um die globale Wechselwirkungen zwischen dem Klima, dem Boden und der Vegetation beschäftigen soll. Als Abteilungsleiter wurde ein Forscher berufen, der sich unter anderem mit der Erdsystem-Modellierung mit der großflächigen Analyse des Kohlenstoffkreislaufs und der Treibhausgase ganzer Kontinente beschäftigt hat. Einen Schwerpunkt will neue Abteilungsleiter dem Kohlenstoff in dem Boden widmen.
[Ich wünsche den Forschern viel Glück und Erfolg. Vielleicht beschäftigen sich die Forscher auch mit der folgenden Frage: Warum sind die mittleren Jahrestemperaturen normalverteilt? Dr. Dieter Porth]
Kommentar,Gedanken, Anmerkungen, ...
Ist die Frage "Warum sind die Schwankungen der Sommertemperaturen normalverteilt?" eine richtige Frage?
In dem vierten Absatz des Zitats habe ich die Fragen der Wissenschaftler durch Fettdruck hervorgehoben. Wenn man zwischen den Zeilen liest, dann sieht man deutlich, dass die Forscher die Vegetation zum Indikator des Klimas 'degradieren' und an die Treibhausgase als Verursacher des Klimawandels glauben. Ich glaube an ein anderes Paradigma, wie mein Sonett ( http://www.buergerstimmen.de/wissenschaft/science_504.htm) mit seiner begründenden Graphik nahelegt. Ich glaube, dass die Pflanzen das Klima über die Veränderung des Erdalbedos manipulieren und dass die Änderung der Vegetation die treibende Kraft des Klimawandels ist. Damit habe ich zwar nur dem Paradigma vom Klimawandel durch Treibhausgase ein plausibles Gegenparadigma entgegenstellt. Aber eine Plausibilität ist sicher kein Beweis für seine Richtigkeit.Vor kurzem fiel mir aber ein wichtiger Satz aus der Stochastik wieder ein: der zentrale Grenzwertsatz. Der brachte mich auf den Gedanken, dass ich selbst schon einen Beweisansatz erbracht haben könnte, warum die Pflanzen Manipulatoren des Klimas sein müssen. Der Beweis ergibt sich aus einer Abbildung, mit welcher ich die Pressemeldung zur Arbeit von Professor Esper an der Universität
2012 © Dr. Dieter Porth (www / Kontakt) |
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Auch scheint die Normalverteilungsannahme einigermaßen erfüllt zu sein, wie der Q-Q-Plot zeigt. |
(siehe auch http://buergerstimmen.de/wissenschaft/science_500.htm )
Beim QQ-Plot werden die Abweichungen von der Regressionsgeraden der Größe nach sortiert und in die Normalverteilungsquantile umgerechnet. Die berechneten Ergebnisse werden für den Plot gegen die theoretisch berechneten Quantile aufgetragen. Wenn die Abweichungen normalverteilt sind, dann sollte die Abbildung eine Winkelhalbierende ergeben. Die aus den Jahresringen von Bäumen ermittelten Sommertemperaturen für den Norden Skandinaviens während der letzten 750 Jahre sind gemäß dieses QQ-Plots (nach Abzug der Regressionsgerade) annähernd normalverteilt.
Die Bedingung der Normalverteilung ist für eine zulässige Regression eine schöne aber nicht unbedingt notwendige Bedingung. Ich stellte mir aber die Frage, warum die Sommertemperaturen eigentlich einer Normalverteilung gehorchten. Er vor kurzem fiel mir ein, dass der Grenzwertsatz etwas über die Normalverteilung aussagt.
Warum beweist diese statistische Analyse, dass die Vegetation ursächlich für das Klima ist?
Bei Wikipedia heißt es anschaulich zum zentralen Grenzwertsatz ( http://de.wikipedia.org/wiki/Zentraler_Grenzwertsatz angesurft am 7.8.12): "Bei den Zentralen Grenzwertsätzen handelt es sich um eine Familie schwacher Konvergenzaussagen aus der Wahrscheinlichkeitstheorie. Allen gemeinsam ist die Aussage, dass die Summe einer großen Zahl von unabhängigen Zufallsvariablen asymptotisch eine stabile Verteilung befolgt. Bei endlicher Varianz der Zufallsvariablen ist die Summe annähernd normalverteilt, was die Sonderstellung der Normalverteilung erklärt. …" Weiter heißt es, dass es bei vielen Zufallsvariablen ausreichend ist, wenn kein Ereignis einen bestimmenden Einfluss auf die summierte Verteilung. In dem Fall dürfen die einzelnen Zufallsvariablen sogar schwach miteinander korreliert sein, heißt es im Wikipedia-Text.Was passiert, wenn man die Argumentation umdreht. Jede Pflanze wächst im Wesentlichen unabhängig von der benachbarten Pflanze, wobei der jährliche Wachstumserfolg der Einzelpflanze in jedem Jahr wieder zufällig von vielen verschiedenen Faktoren abhängt. Mögliche Einflussfaktoren sind zum Beispiel die Schädlinge im nahen Bereich, die Versorgung mit Wasser und Nährstoffen, der Wachstumserfolg von Konkurrenzpflanzen, die Mikroorganismen-Fauna im Boden oder auch der genaue Ort des Aufgehens der Pflanze. Keine Pflanze hat mit seinem jährlich zufälligen Beitrag zum Albedo der Erde einen bestimmenden Einfluss auf das Klima. Das Gesamtalbedo einer Region ist jedes Jahr wieder zufällig anders.
Wenn nun also die mittleren Temperaturen in Skandinavischen Norden zufällig normalverteilt sind, so sollte auch die Albedo im bezeichneten Bereich zufällig normalverteilt sein. Da im Sommer im wesentlichen die Pflanzen das Albedo der Erde in dieser Region bestimmen, ergibt sich aus dem obigen Nachweis der Normalverteilung zwei folgende Schlüsse:
- Man kann nicht ausschließen, dass die zufälligen Wachstumserfolge aller Pflanze sich zufällig zu einem Gesamtalbedo zusammenfügen, wobei dann das zufällige Gesamtabledo das jeweils jährliche Wetter ergibt, welche in den Mittelwert des Klimas einfließt. ,
- Wenn das Kohlenstoffdioxid über seinen Treibhauseffekt wirken würde, dann müsste es global gleichmäßig wirken. Es ist aus naturwissenschaftlicher Sicht unsinnig anzunehmen, dass Wirkung des Kohlenstoffdioxids als global recht gleichmäßig Größe die Ursache für die normaltverteilten Schwankungen der Sommertemperaturen sein kann. Gerade weil der zentrale Grenzwertsatz die summierende Wirkung von vielen Zufallsvariablen fordert, darf der Einfluss der Klimagase als vernachlässigbar für das Klima angesehen werden.
spreche ich nur von einen halben Beweis?
Nun die Normalverteilung ergab sich erst, nachdem der lineare Temperaturanstieg seit dem Jahre 1250 herausgerechnet wurde. Man müsste nachweisen, dass die Vegetation im Laufe der letzten siebenhundertfünfzig Jahre sich "linear" verändert hat, um die Hypothese vom Klimamanipulator "Vegetation" zu beweisen. Erst wenn man den Temperaturanstieg mit Hilfe der Vegetationshypothese nachgewiesen hat, ist der Schluss einigermaßen vollständig. Weiter müsste man noch nachweisen, dass die mittleren Wintertemperaturen eine andere Streuung als die in skandinavischen Norden festgestellten mittleren Sommertemperaturen in den Baumringen. Der Beweis der unterschiedlichen Streuung der mittleren Temperaturen zu bestimmten Jahreszeiten würde zeigen, dass Summe der kleinen Einflüsse der Vegetation im Sommer hauptursächlich für die jährlichen Sommerwetterschwankungen ist. Erst mit dem Nachweis könnte man von einem vollen Beweis sprechen.
An dieser Stelle kann ich nur spekulieren, wie ein solcher Beweis geführt bzw. gemessen werden könnte. Vielleicht lassen sich ähnliche Messungen von Baumringen auch nahe Grönlands machen. Und vielleicht lassen sich aus den Eisbohrkernen Grönlands die Wintertemperaturen der letzten zweitausend Jahre bestimmen, so dass man Wintertemperaturen mit Sommertemperaturen vergleichen könnte. Aber für solche Arbeiten fehlt mir in meiner jetztigen Funktion als Journalist einfach die Zeit, um nachzuschauen, wer sich mit solchen oder ähnlichen Fragen schon beschäftigt hat. So etwas ist die Aufgabe von Wissenschaftlern.
Nach diesem kleinen Ausblick in meine Sicht zur Klimadiskussion wünsche ich dem Neuen Abteilungsleiter beim Max-Planck-Institut in Jena viel Glück und Erfolg in Zukunft bei der Forschung und beim Finden der richtigen Fragen.
Dr. Dieter Porth
Emailnachricht: Kontaktlink zu Max-Planck-Institut für Biogeochemie (Jena) [ Homepage ]
Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie meldet - Globale Wechselwirkungen zwischen Klima, Boden und Vegetation
(Info zur Meldung am 6.8.12 – Link zur Meldung beim Max Planck Institut angesurft am 7.8.12 – Link zur Meldung beim Informationsdienst Wissenschaft (IDW))
Dr. Markus Reichstein zum neuen Max-Planck-Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena ernannt.
Die aktuelle Debatte um den "globalen Wandel" konzentriert sich vor allem auf den Treibhauseffekt, auf die damit verbundene Erwärmung der Atmosphäre und auf die Rückkopplung durch den Kohlenstoffkreislauf. Doch die Erde ist viel komplexer. Für ein umfassendes Verständnis des Erdsystems müssen auch andere Zusammenhänge viel gründlicher untersucht und mit einbezogen werden. Hierzu gehören insbesondere die Wechselwirkung des Kohlenstoffkreislaufs mit Wasser- und Nährstoffkreisläufen sowie Rückkopplungen zwischen der Vegetation, den Böden und der Atmosphäre. Diesen Themen widmet sich die unabhängige Forschungsgruppe um Dr. Markus Reichstein seit 6 Jahren höchst erfolgreich am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.
Zum 1. Juli 2012 wurde Reichstein im kompetitiven Verfahren nach internationaler Ausschreibung zum Max-Planck-Direktor und Abteilungsleiter berufen. "Mit dem zukünftigen Aufbau einer eigenen Abteilung Biogeochemische Modell-Daten Integration werden wir die Entwicklung von Methoden und Modellen intensivieren, mit denen globale Wechselwirkungen zwischen Klima, Boden und Vegetation grundlegend besser verstanden werden können", freut sich Dr. Reichstein.
Ein Schwerpunkt der neuen Abteilung wird in der empirischen Analyse und der globalen Modellierung von Wechselwirkungen zwischen der Biosphäre und der Atmosphäre liegen.
Dr. Reichstein und seine Teamkollegen sind bereits Mitglied zahlreicher internationaler Forschungsprojekte zur Erdsystem-Modellierung sowie zur großflächigen Analyse des Kohlenstoffkreislaufs und von Treibhausgasen ganzer Kontinente. So baute Reichstein als wichtige Informationsquelle die globale FLUXNET-Datenbank mit auf: eine an weltweit mehr als 250 Standorten seit vielen Jahren erhobene Zusammenfassung von Beobachtungen über Kohlendioxid- und Wasseraustausch zwischen definierten Ökosystemen und der Atmosphäre.Typische Fragestellungen dieses Schwerpunkts sind: Wie reagieren Ökosysteme auf Klimaveränderungen und Wetterextreme und wie passen sie sich ihnen an? Wie beeinflusst der Wasserkreislauf den Kohlenstoffkreislauf und umgekehrt? Welche Regionen nehmen zur Zeit am meisten Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und vermindern damit den anthropogenen Treibhauseffekt?
"Eine Schlüsselrolle zum Verständnis dieser Fragen kommt dabei dem Boden zu, der bisher nicht ausreichend erforscht ist", stellt Reichstein dabei fest. So ist allein der Kohlenstoffgehalt in den globalen Böden zahlenmäßig nur schlecht erfasst. Auch verschiedene Bodenfunktionen und -strukturen werden in heutigen Erdsystemmodellen immer noch sehr grob dargestellt. Reichstein bezeichnet daher den Bodenkohlenstoff methaphorisch als "schwarze Materie der Erdsystemforschung". Eine verbesserte Gesamtbetrachtung der Böden, basierend auf bekannten Einzelprozessen, und ihre Einbeziehung in Erdsystem-Modelle wird daher einen weiteren Schwerpunkt von Reichsteins Arbeiten darstellen. So soll z.B. in Reichsteins QUASOM-Projekt, gefördert vom Europäischen Wissenschaftsrat (ERC), die Rolle von Bodenorganismen in einer heterogenen, vertikal differenzierten Bodenumgebung beschrieben werden.
Die Forschungsschwerpunkte des jungen Direktors ergänzen und verbinden in idealer Weise die Themen der beiden anderen Abteilungen am Max-Planck-Institut für Biogeochemie. Die Abteilung Biogeochemische Prozesse, unter der Leitung von Prof. Susan Trumbore, untersucht Schlüssel-Prozesse terrestrischer Ökosysteme, mit den Schwerpunkten Böden und Walddynamik. Die von Prof. Martin Heimann angeführte Abteilung für Biogeochemische Systeme, erforscht Veränderungen biogeochemischer Spurengase in der Atmosphäre und deren Beeinflussung durch regionalen Oberflächenaustausch. "Neue Erkenntnisse dieser Forschungsbereiche können in unsere Modelle globaler Wechselwirkungen zwischen Klima, Boden und Vegetation eingehen, und in einer Gesamtbetrachtung interpretiert werden", so Reichstein. Dadurch können einerseits die Modelle verbessert, andererseits die Bedeutung einzelner Bodenprozesse oder atmosphärischer Veränderungen besser abgeschätzt werden.
Dr. Markus Reichstein studierte Landschaftsökologie mit den Nebenfächern Chemie, Botanik und Informatik an der Universität Münster und promovierte an der Universität Bayreuth. Als Marie-Curie-Stipendiat arbeitete er an der Universität Tuscia in Viterbo, Italien, mit längeren Forschungsaufenthalten in Berkeley (Universität von Kalifornien) und Missoula (Universität von Montana). 2006 gründete er die unabhängige Max-Planck-Forschungsgruppe Biogeochemische Modell-Daten-Integration am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.
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Klimagedicht 18.07.2012 In dem Sonett "Die Pflanzen und das Klima" versucht der Redakteur einen Widerspruchsbeweis, dass statt des Kohlenstoffdioxids die Änderung in der Vegetation die Ursache für den Klimawandel ist. Er nimmt für den Widerspruchsbeweis an, dass sich die jahreszeitliche Schwankung des Kohlenstoffdioxid-Gehalts im Temperaturprofil niederschlagen müsste. Beobachtet wird aber der gegenteilige Effekt, so dass das Kohlenstoffdioxid auch unschuldig am Klimwandel sein könnte. Klimawandel 13.07.2012 In zwei unabhängigen Meldungen weisen Forscher der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Justus Liebig Universität Gießen auf ihre aktuelle Arbeiten hin. Sie haben durch Untersuchungen für den klimatischen Bereich in Nord-Skandinavien die mittleren Sommertemperaturen über die letzten 2000 Jahre rekonstruieren können. Auf Grund ihrer Ergebnisse vermuten die Forscher, dass der in gängigen Klimamodellen berücksichtigte globale Abkühlungstrend über die Jahrtausende wahrscheinlich noch zu niedrig abgeschätzt ist. Die Forscher schätzen gemäß ihrer Ergebnisse die Abkühlungsrate mit 0,3°C pro Jahrtausend ab. |
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Hitartikel 09.08.2012 Im Juli kamen die folgenden sieben Meldungen unter die Top 7 der Ein-Monats-Artikel: 1)'Dritte Netto-Filiale geschlossen - wieder von heute auf morgen', 2) 'Viel Neues auf dem 31. Göttinger Spieleautoren-Treffen', 3) 'Mi. ab 20:00 - Fußball im Hörsaal', 4) '"Was vom Himmel fällt" – eine tolle Komödie über Liebe, Angst und einen schwarzen Männerschuh', 5) '"Geben Sie Gedankenfreiheit, Monika Piel"', 6) 'Versteigerung am 16. Juni ab 10:00', 7) 'ver.di-Vertrauensleute protestieren vor Discounter-Filiale'. Mit Blick auf die letzten sechs Monate interessierte viele Surfer die folgenden drei Halbjahres-Artikel: 1) 'Haar-Färbeverbot für Jugendliche bis 16 Jahre', 2) 'neuer Müllsammler - neue Abfuhrtermine', 3) 'Teldas macht bald dicht – 130 protestieren'. Rückblick 31/12 09.08.2012 Der Rückblick dokumentiert die Konzerte und damit die stilistische Entwicklung der Musik in der Region. Neben den Links zu den Websites und Myspace-Sites der Bands finden sich hier auch Silberlingskritiken (CDs) und Kurzinfos zu den Bänds. In dem Zeitraum waren unter anderem "Deep In The Groove – Jam Session", "Martin Schmitt" und "Heiner - Rockmusiker für Kinder" in Göttingen oder in der Region Südniedersachsen musikalisch aktiv. Abschaffung 08.08.2012 Anlässlich der Bespitzelung eines ehemaligen Mitglieds der Jungen Grünen fordern die Göttinger Grünen eine Abschaffung des Inlandsgeheimdienstes namens Verfassungsschutz. Weiter empfehlen die Grünen jeden politisch Aktiven, eine Selbstauskunft beim Verfassungsschutz einzuholen. Das Thema ist den Grünen und einigen kritischen Bürgern wichtig, wie mehrere beigefügte Meldungen zum gleichen Thema zeigen. Die Meldungen stammten von der niedersächsischen Landtagsfraktion der Grünen, von den Jungen Grünen sowie vom Göttinger Anti-Verfassungsschutz-Bündnis "Extrem daneben". Abschiebung 08.08.2012 In einer Pressemeldung kritisiert die Göttinger Ratsfraktion der Linken die Abschiebung eines Romas in dem Kosovo, wobei der 21 Jährige seit 20 Jahren in Deutschland lebte. In der Pressemeldung wird darauf hingewiesen, dass während des dritten Reiches nicht nur Juden sondern auch viele Roma und Sinti systematisch vernichtet wurden. Vor dem Hintergrund einer inhumanen Abschiebung des Romas in die Heimat seiner Eltern kritisiert die Pressemeldung Resolutionen im Rat und Kreistag zur Flüchtlingspolitik faktisch als scheinheilig. StadtRadiotipps 08.08.2012 Für die werktägliche Woche ab dem 13.8.12 hat das StadtRadio Göttingen unter anderem folgende Themen vorbereitet: "Ein Göttinger in London: zur Stimmung in London am Ende der Olympischen Spiele"[Mo. 7:05], "Der Bärenpark in Leinefelde Worbis"[Mi. 8:05] und "Zum Bundesprojekt ‚Energieregion’ in Südniedersachsen"[Fr. 7:35]. Im Rahmen des Bürgerfunks wird in der Woche unter anderem eine Bürgerfunksendung zur regionalen Musikkultur ausgestrahlt. Die Sendung hat den Titel "gö-töse" und wird jeden 3. Mittwoch im Monat von 18:05 – 19:00 gesendet. |
Klimawandel 11.08.2012 in der Zeit vom 21.9 bis 23.9.12 treffen sich verschiedenen deutsche, österreichische und schweizerische Aktivisten der Transition-Bewegung in Witzenhausen zu einer Konferenz. Die Veranstaltung wird einen bunten Bogen von der Theorie bis zur Praxis der Verhinderung des Klimawandels spannen. Grundsätzliche Fragen, Wirtschaftskonzepte des Wandels und praktischen Beispiele des Wandels und auch Know-How-Transfers werden die Vielfalt der Konferenz bestimmen. Interessierte können sich noch anmelden. Tauwette 10.08.2012 Forscher aus Hamburg versuchen eine Prognose zu dem alljährlichen Forscherwettstreit, wie groß die Eisfläche der Arktis im September 2012 wohl sein wird. Zum Ende des Sommers ist der Eispanzer immer am kleinsten. Sie vermuten die Fläche der bisher kleinste Wert seit 1970, also seit Beginn der Satellitenvermessung, noch unterschritten wird. In der Pressemeldung wird auch Grafik präsentiert, die ein beschleunigtes Wegschmelzen der Arktis in den letzten zehn Jahren vermuten lässt. |