Svensmark über kosmische Strahlung, Wolken und die Politik der Klimawissenschaft

Von links nach rechts: Svensmark, Connolly und Soon. (Quelle: CERES)

Clintel Foundation
Datum: 13. August 2026

Im Zentrum von Svensmarks Arbeit steht die These, dass Schwankungen der Sonnenaktivität das Erdklima über einen Mechanismus beeinflussen können, der in herkömmlichen Klimamodellen weitgehend fehlt oder unzureichend abgebildet wird: Veränderungen der galaktischen kosmischen Strahlung können die Ionisierung der Atmosphäre beeinflussen, was wiederum die Bildung von Aerosolen und Wolkenkondensationskernen beeinflussen kann. Da Wolken einen großen Einfluss darauf haben, wie viel Sonnenenergie die Erdoberfläche erreicht, könnten selbst relativ geringe Veränderungen der Wolkeneigenschaften potenziell klimatische Folgen haben.

Von einer ungewöhnlichen Korrelation zu einer neuen Hypothese

Svensmark erinnert sich, dass sein Interesse an den Auswirkungen der Sonne auf das Klima während seiner Tätigkeit am Dänischen Meteorologischen Institut begann. Er war auf frühere Forschungen von Eigil Friis-Christensen über den Zusammenhang zwischen der Länge des Sonnenzyklus und dem Klima gestoßen. Obwohl diese Korrelation am Institut mit erheblicher Skepsis betrachtet wurde, fand Svensmark sie faszinierend und fragte sich, welcher physikalische Mechanismus sie erklären könnte.

Damals ging man davon aus, dass die Veränderungen der gesamten Sonneneinstrahlung zu gering seien, um wesentliche Klimaeffekte zu erklären. Dies veranlasste Svensmark, eine andere Möglichkeit in Betracht zu ziehen: Vielleicht beeinflusste die Sonne das Klima indirekt durch die Veränderung der Wolkenbildung.

Sein Interesse richtete sich auf die kosmische Strahlung, da deren Intensität in der Atmosphäre im Laufe des etwa elfjährigen Sonnenzyklus erheblich schwankt. Bei hoher Sonnenaktivität ist der Sonnenwind stärker und schirmt die Erde tendenziell vor galaktischer kosmischer Strahlung ab. Bei geringer Sonnenaktivität dringt mehr kosmische Strahlung in die Atmosphäre ein.

Die Hypothese lautete daher nicht einfach, dass die Sonne heller oder dunkler wird, sondern dass die Sonnenaktivität die atmosphärischen Bedingungen verändern könnte, unter denen sich Wolken bilden.

Soon und Connolly betonen, dass dies eine bedeutende Abkehr von der üblichen Behandlung solarer Einflüsse in Klimamodellen darstellt. Konventionelle Modelle bilden die solare Strahlungsantriebskraft größtenteils durch Änderungen der gesamten solaren Bestrahlungsstärke (TSI) ab. Svensmarks vorgeschlagener Mechanismus hingegen beinhaltet eine Kette physikalischer Prozesse in der Atmosphäre.

Kosmische Strahlung, Ionisation und Wolkenbildung

Svensmark erklärt den vorgeschlagenen Mechanismus in relativ einfachen Worten. Schwankungen der Sonnenaktivität modulieren den Fluss galaktischer kosmischer Strahlung, die die Erde erreicht. Diese kosmische Strahlung führt zur Ionisierung der Atmosphäre. Die entstehenden Ionen können kleine Molekülcluster stabilisieren, sodass diese zu Aerosolpartikeln heranwachsen können.

Einige dieser Partikel können sich schließlich zu Wolkenkondensationskernen (CCN) entwickeln – den mikroskopischen Oberflächen, an denen Wasserdampf zu Wolkentröpfchen kondensiert. Veränderungen in der Anzahl der verfügbaren Kondensationskerne können daher die Wolkenmikrophysik und letztlich die Menge, der vom Erdsystem reflektierten oder absorbierten Sonnenstrahlung beeinflussen.

Entscheidend ist, dass Svensmark nicht behauptet, die kosmische Strahlung erzeuge Wolken aus dem Nichts. Wolken entstehen durch das Zusammenwirken vieler Prozesse. Kosmische Strahlung kann jedoch unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen ein wichtiger Faktor sein.

Connolly vergleicht dies mit dem Konzept des geschwindigkeitsbestimmenden Schritts in der Chemie. Ein komplexer Prozess kann viele verschiedene Reaktionen umfassen, doch unter bestimmten Bedingungen kann ein Faktor einen überproportionalen Einfluss auf die Gesamtgeschwindigkeit ausüben. Ebenso könnte die durch kosmische Strahlung induzierte Ionisation in bestimmten Umgebungen besonders wichtig werden.

Svensmark betont, dass es sich bei dem Mechanismus daher eher um eine Modulation der Wolkenbildung handelt als um eine Erklärung aller Wolken. 

Laborbefunde

Eine der zentralen Entwicklungen in Svensmarks Forschung war der Bau von Laboreinrichtungen, die relevante atmosphärische Bedingungen nachbilden sollten.

In Experimenten, die in Dänemark durchgeführt wurden, schufen Forscher eine große Kammer, die Gase enthielt, welche Aspekte der Atmosphäre nachahmen sollten. Anschließend variierten sie den Ionisierungsgrad.

Die Ergebnisse zeigten laut Svensmark, dass eine erhöhte Ionisierung die Anzahl kleiner Aerosolpartikel steigerte. Dies lieferte experimentelle Belege für einen wichtigen Teil des vorgeschlagenen Mechanismus: Die Ionisierung kann die Aerosolbildung beeinflussen.

Die Bedeutung solcher Experimente liegt darin, dass sie die Argumentation über eine rein statistische Korrelation hinaus erweitern. Anstatt lediglich zu beobachten, dass kosmische Strahlung und eine bestimmte Klimavariable gemeinsam variieren, versuchten die Forscher, einen zugrundeliegenden physikalischen Prozess nachzuweisen.

Das CERN-Experiment CLOUD lieferte anschließend einen weiteren wichtigen experimentellen Test. CLOUD, unter der Leitung von Jasper Kirkby, nutzte eine hochpräzise Atmosphärenkammer, um die Aerosolkeimbildung zu untersuchen. Svensmark merkt an, dass die CERN-Experimente ebenfalls ergaben, dass eine erhöhte Ionisation die Aerosolbildung verstärkte, was weitgehend mit den in seinen früheren Experimenten beobachteten Effekten übereinstimmte.

Die Diskussion wird kontroverser, als die Teilnehmer Svensmarks Verbindung zum CLOUD-Projekt schildern. Svensmark berichtet, er sei zunächst im Lenkungsausschuss tätig gewesen, später jedoch ausgeschlossen worden, nachdem ihm mitgeteilt worden war, sein dänisches Experiment stehe in Konkurrenz zum CERN-Projekt. Das Gespräch stellt diese Episode als Beispiel für die institutionellen Spannungen dar, die entstehen können, wenn Forschung etablierte Interpretationen infrage stellt.

Die Atmosphäre als natürliches Labor

Ein wesentlicher Kritikpunkt an Laborexperimenten liegt auf der Hand: Selbst, wenn ein Mechanismus unter kontrollierten Bedingungen funktioniert, funktioniert er dann auch in der realen Atmosphäre?

Svensmark und seine Mitarbeiter versuchten, genau diese Frage durch die Untersuchung von Forbush-Ereignissen zu beantworten. Dabei handelt es sich um vorübergehende Verringerungen der kosmischen Strahlungsintensität, die mit Sonneneruptionen, insbesondere koronalen Massenauswürfen, einhergehen. Wenn ein solches Ereignis die Erde erreicht, kann das Sonnenplasma den Planeten vorübergehend vor galaktischer kosmischer Strahlung abschirmen.

Die daraus resultierende Veränderung der atmosphärischen Ionisation kann beträchtlich sein – Svensmark spricht von Veränderungen von bis zu etwa 30 Prozent. Anders als bei einem Laborexperiment treten diese Ereignisse natürlich auf, und beeinflussen die Atmosphäre in einem relativ kurzen Zeitraum.

Dadurch eignen sie sich für das, was die Forscher als „natürliche Experimente“ betrachten. Forscher können untersuchen, was mit atmosphärischen Aerosolen und Wolken vor, während und nach einem Forbush-Abfall passiert.

Laut Svensmark zeigen Satellitenbeobachtungen und andere Datensätze eine Reaktion insbesondere in niedrigen, flüssigen Wolken, vor allem über abgelegenen Meeresregionen. Dieses geografische Muster ist wichtig, da diese Gebiete relativ frei von vielen anthropogenen und terrestrischen Einflüssen sind, die Beobachtungen andernorts erschweren.

Der Vorteil von Forbush-Ereignissen liegt auch in ihrer statistischen Bedeutung. Veränderungen im Zusammenhang mit dem 11-jährigen Sonnenzyklus verlaufen relativ langsam und werden leicht durch andere langfristige Veränderungen im Klimasystem verfälscht. Ein Forbush-Ereignis hingegen erzeugt eine vergleichsweise abrupte Störung, gefolgt von einer Erholung, wodurch sich leichter untersuchen lässt, ob atmosphärische Variablen im erwarteten Zeitrahmen reagieren.

Die Schwierigkeit, Wolken zu messen

Das Gespräch kommt dann auf eines der hartnäckigsten Probleme der Klimaforschung zu sprechen: Wolken.

Connolly weist darauf hin, dass moderne globale Klimamodelle typischerweise horizontale Gitterabmessungen von etwa 100 Kilometern aufweisen. Einzelne Wolken und viele Aerosolprozesse finden jedoch auf deutlich kleineren Skalen statt. Ein Modell kann sie daher nicht explizit auflösen.

Stattdessen müssen Wolken parametrisiert werden – dargestellt durch mathematische Näherungen, die versuchen, das durchschnittliche Verhalten unaufgelöster Prozesse zu beschreiben.

Dies führt zu einer grundlegenden Unsicherheit. Wenn die physikalischen Prozesse, die die Wolkenbildung steuern, nicht ausreichend verstanden werden, enthalten Parametrisierungen zwangsläufig Annahmen und Vereinfachungen.

Für Svensmarks Hypothese ist dies besonders wichtig, da der vorgeschlagene Mechanismus genau über Aerosole und die Mikrophysik von Wolken wirkt. Die Interviewer argumentieren, dass es schwierig sei, einen Mechanismus zu verwerfen, nur weil er in Modellen nicht prominent auftritt, wenn die Modelle selbst die relevanten Prozesse nicht direkt auflösen können.

Svensmark stimmt zu, dass Wolken nach wie vor eines der größten ungelösten Probleme in der Klimamodellierung darstellen.

Die IPCC-Kontroverse

Die Diskussion gewinnt an Schärfe, als die Teilnehmer erörtern, wie der Weltklimarat (IPCC) mit Svensmarks Forschung umgegangen ist.

Soon macht eine wichtige Einschränkung: Es wäre unzutreffend zu behaupten, der IPCC habe die Auswirkungen kosmischer Strahlung nie in seine Modelle einbezogen. Seiner Ansicht nach liegt das Problem vielmehr in der Art ihrer Darstellung. Er argumentiert, dass einige Versuche, den Mechanismus in Modelle zu integrieren, so stark vereinfacht wurden, dass sie keine ernsthafte Überprüfung von Svensmarks empirischen Befunden ermöglichen.

Svensmark sagt, der IPCC habe seine Arbeit im Allgemeinen abweisend behandelt. Er erinnert sich an Diskussionen über die Auswahl der Autoren für die jeweiligen Abschnitte der Sachstandsberichte und erklärt, ein vorgeschlagener Autor sei unter anderem deshalb als qualifiziert eingestuft worden, weil er „Svensmark-kritisch“ sei.

Die Interviewer deuten dies als Beleg für eine institutionelle Tendenz, Svensmarks Hypothese eher als etwas widerlegen zu wollen, anstatt sie neutral zu untersuchen. Sie sprechen auch über ein ihrer Ansicht nach wiederkehrendes Muster in der wissenschaftlichen Literatur: Wenn eine Arbeit Svensmarks Ergebnisse stützt, findet sie möglicherweise wenig Beachtung, während eine Studie mit einem negativen Ergebnis als wegweisend dargestellt werden kann.

Wie auch immer man diese institutionellen Streitigkeiten interpretiert, die grundlegende wissenschaftliche Frage bleibt, ob der Mechanismus der kosmischen Strahlung/Wolken einen Klimaeffekt haben kann, der groß genug ist, um auf längeren Zeitskalen von Bedeutung zu sein.

Vom Sonnenzyklus bis zur Geschichte der Erde

Svensmarks Arbeit beschränkt sich nicht auf den etwa elfjährigen Sonnenzyklus. Das Interview geht auch auf Forschungen zu viel längeren Zeiträumen ein, einschließlich der geologischen Geschichte.

An dieser Stelle werden die Arbeiten von Nir Shaviv und Jan Veizer vorgestellt. Galaktische kosmische Strahlung entsteht größtenteils durch energiereiche astrophysikalische Prozesse, darunter die Explosion massereicher Sterne. Während sich das Sonnensystem durch die Milchstraße bewegt, durchquert es Regionen mit unterschiedlicher Sternentstehungsrate, einschließlich der Spiralarme der Galaxie.

Wenn kosmische Strahlung die Wolkenbildung beeinflusst, könnten diese großen Schwankungen in der Intensität der kosmischen Strahlung möglicherweise eine klimatische Signatur auf geologischen Zeitskalen hinterlassen.

Svensmark beschreibt Forschungsergebnisse, die nahelegen, dass große Vereisungsperioden in der Erdgeschichte recht gut mit dem Durchgang des Sonnensystems durch Regionen der Galaxie übereinstimmen, die mit höheren kosmischen Strahlungsflüssen verbunden sind.

Der vorgeschlagene Mechanismus würde unabhängig von Veränderungen der Sonnenaktivität funktionieren. Die Sonne wirkt auf kürzeren Zeitskalen als Modulator der kosmischen Strahlungsdurchdringung, während die galaktische Umgebung über Millionen von Jahren hinweg viel größere Veränderungen hervorrufen kann.

Diese Forschungsrichtung verdeutlicht auch, warum sich Svensmark für das Klima als ein umfassenderes astrophysikalisches Problem interessierte. Er erklärt, dass geologische Klimaschwankungen im Vergleich zu den im modernen instrumentellen Zeitalter beobachteten enorm sind und Zusammenhänge zwischen astronomischen Prozessen und den für das Leben auf der Erde notwendigen Bedingungen aufzeigen könnten.

Die persönlichen Kosten kontroverser Forschung

Der letzte Teil des Interviews wird sehr persönlich. Svensmark berichtet, dass seine Forschung schwerwiegende Folgen für seine akademische Karriere hatte. Er beschreibt seine Degradierung als Professor im Jahr 2016, den Versuch seiner Entlassung im Jahr 2021 und den damit verbundenen Gehaltsverlust. Schließlich wurde er 2026, kurz vor dem Interview, entlassen.

Er sagt auch, dass sein Sohn, der den Nachnamen Svensmark trägt, Schwierigkeiten hatte, eine akademische Stelle zu finden, und jetzt an einem Gymnasium unterrichtet.

Die Teilnehmer weisen die Annahme zurück, dass Svensmarks Arbeit durch finanzielle Unterstützung der fossilen Brennstoffindustrie motiviert war.

Für Svensmark liegt die Ironie darin, dass das wissenschaftliche Prinzip, dem er nach eigenen Angaben gefolgt ist – der Verfolgung von Beweisen, wohin sie auch führen –, politisch problematisch werden kann, wenn es um das Thema Klimawandel geht.

Wissenschaft versus Politik

Das Interview schließt mit einer weiterführenden Betrachtung der wissenschaftlichen Freiheit. Svensmark sagt, er sei dennoch dankbar, dass er Forschung betreiben konnte, die ihn intellektuell fasziniert. Sein Interesse gilt letztlich nicht einfach der Kritik an einer bestimmten Klimatheorie, sondern dem Verständnis der physikalischen Mechanismen, die das Erdklima und seine Beziehung zum Kosmos bestimmen.

Soon und Connolly argumentieren, dass dieses Beispiel ein umfassenderes Problem verdeutlicht: Wenn wissenschaftliche Fragen politisch aufgeladen werden, geraten Wissenschaftler möglicherweise unter Druck, sich einer etablierten Erzählung anzupassen.

Ihre abschließende Botschaft lautet, dass echte wissenschaftliche Forschung sich an Fakten und nicht an politischen Erwartungen orientieren muss. Wie Connolly es formuliert: Wenn Forschung in einem politisch aufgeladenen Feld betrieben wird und die Ergebnisse den vorherrschenden politischen Annahmen widersprechen, kann die Wissenschaft selbst „politisch inkorrekt“ werden.

Svensmark stimmt zu. Das Gespräch schließt mit dem Grundsatz, dass „ein echter Wissenschaftler der Wissenschaft folgt, wohin sie auch führt“.

Das Interview präsentiert Svensmarks Karriere daher sowohl als wissenschaftliche Untersuchung als auch als Fallbeispiel für die Schwierigkeiten, mit denen Forscher konfrontiert sind, die Mechanismen jenseits des vorherrschenden Klimaparadigmas vorschlagen. Seine zentrale wissenschaftliche These lautet, dass die solare Variabilität das Klima nicht nur durch geringfügige Änderungen der gesamten Sonneneinstrahlung, sondern auch durch kosmische Strahlung, atmosphärische Ionisation, Aerosolbildung und Wolkenmikrophysik beeinflussen kann. Die Laborexperimente, die Beobachtungen der Forbush-Ereignisse und die geologischen Untersuchungen werden als unterschiedliche Belege für diese umfassendere Hypothese angeführt.

Ob das Ausmaß des resultierenden Klimaeffekts ausreicht, um die vorherrschende Erklärung des modernen Klimawandels infrage zu stellen, ist eine separate wissenschaftliche Frage. Das Interview macht jedoch deutlich, dass der Mechanismus der kosmischen Strahlung aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften untersucht werden sollte, anstatt ihn zu verwerfen, nur weil er sich nicht nahtlos in bestehende Klimamodellrahmen einfügt.

Übersetzung: Eric Vieira

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