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4 th Assessment Report 4 th Assessment Report Kapitel 2.5 - 2.10 Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing Literaturseminar IPCC SS.

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1 4 th Assessment Report 4 th Assessment Report Kapitel Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing Literaturseminar IPCC SS 2011 Theresa R. Plank

2 Theresa R. Plank Überblick Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche Kondensstreifen und von Flugzeugen induzierte Bewölkung Natürliche Antriebe Vorteile des RF Auswertung des RF Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich

3 Theresa R. Plank Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

4 Theresa R. Plank Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit seit 1750 Abholzung Urbarmachung (6-7% 35-39% der globalen Landfläche) Landnutzung Albedo Erwärmung, weniger Verdunstung Unsicherheiten bei Modellparametern Vegetation (RF relativ zur PNV: bis 0.26 W/m²) Rekonstruktion der Vergangenheit (RF rel. zu 1700: -0.2 bis W/m²) Parametrisierung der Bodenalbedo (RF rel. zur PNV: bis 0.47 W/m²)

5 Theresa R. Plank Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche Rußpartikel in Schnee und Eis RF von 0.2 W/m² Verminderung der Bodenalbedo um 0.4% weltweit (1% in NH) Auswirkung auf die Temperatur (1.7 x von CO 2 ) Bewässerung - beeinflusst Temperatur und Feuchtehaushalt Anthropogene Wärmeabgabe Urbane Wärmeinseln CO 2 und Pflanzen – Physiological Forcing

6 Theresa R. Plank Kondensstreifen und von Flugzeugen induzierte Bewölkung Anhaltende geradlinige Kondensstreifen Dünner Cirrus Optische Tiefen RF von 0.01 W/m² Bewölkung von der Luftfahrt induziert (AIC) – Aerosole AIC = Σ aller Bewölkungsänderungen in Verbindung mit der Luftfahrt Globales Mittel des RF für AIC von 0.03 W/m² Erhöhter Temperaturtagesgang ohne AIC ( , USA) Luftfahrt-Aerosole Sulfat und Rußpartikel – Kondensationskeime Änderung der Strahlungseigenschaften von Cirrus-Bewölkung

7 Theresa R. Plank Comments on Contrails, Cirrus Trends, and Climate, Shine K. P (Journal of Climate, Vol. 18) Comments on Contrails, Cirrus Trends, and Climate, Shine K. P (Journal of Climate, Vol. 18) MAPP (GCM von Minnis et al. 2004) USA Cirrus Bewölkung – optische Tiefen Erwärmung von K/Dekade Überschätzend Beste Schätzung von GCMs: 0.01 K/Dekade Radiative Forcing AIC: W/m² Treibhausgase: 0.8 W/m²

8 Theresa R. Plank Natürliche Antriebe Sonnenstrahlungsvariabilität Messung von Irradianzen Historische Approximation von solarem Strahlungsantrieb (RF durch Irradianz: 0.06 bis 0.3 W/m²) Indirekte Effekte der Sonnenstrahlungsvariabilität UV-Strahlung Kosmische Strahlung Ozonkonzentration

9 Theresa R. Plank Natürliche Antriebe Vulkanaktivität Sulfat Aerosole, Asche Partikel Krakatau (1883), Mt. Pinatubo (1991) – RF: -3 W/m² Agung (1963), El Chichón (1982) – RF: -2 W/m² Klimatische Auswirkungen Strahlungsbilanz der Erde Horizontaler und vertikaler Temperaturgradient Wechselwirkung mit planetaren Phänomenen (NAO, El Niño,...) Chemische Reaktionen Krakatau Mt. Pinatubo Agung El Chichón

10 Theresa R. Plank Vorteile des RF RF zur Beschreibung der Änderung der global gemittelten Gleichgewichtstemperatur Linearität Vertikale und räumliche Verteilung surface forcing vs. radiative forcing Abschätzung von RF mit ESMs (Earth System Models) Wirkungsgrad: E i = λ i /λ CO 2 Effektiver Strahlungsantrieb: RF eff = E i *RF i

11 Theresa R. Plank Vorteile des RF

12 Theresa R. Plank Auswertung des RF Unsicherheiten des global mean RF level of scientific understanding (LOSU) Evidence Consensus Global Mean Radiative Forcing RF – probability density functions (pdfs) netto anthropogenes RF: 1.6 W/m² ( W/m²)

13 Theresa R. Plank Auswertung des RF

14 Theresa R. Plank Auswertung des RF Global Mean RF durch Vorläuferemissionssubstanzen Emissionen und deren Auswirkungen aufs zukünftige Klima Zeitliche Entwicklung des Radiative Forcing und Surface Forcing

15 Theresa R. Plank Auswertung des RF Räumliche Verteilung des Radiative Forcing und Surface Forcing

16 Theresa R. Plank Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich rein physikalische Betrachtung der Dinge Allgemeines Emissionsmaß: Global Warming Potential:

17 Theresa R. Plank Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich Global Temperature Potential: Direct GWPs CO 2 RF: W/(m²ppm) CH 4, N 2 O, Halogen Treibhausgase, …

18 Theresa R. Plank Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich Indirect GWPs Methan Kohlenmonoxid Nicht Methan CHs Stickoxide Halogenierte CHs Wasserstoff

19 Theresa R. Plank Quellen rt_wg1_report_the_physical_science_basis.htm (Chapter 2) rt_wg1_report_the_physical_science_basis.htm Shine K. P. 2005: Comments on Contrails, Cirrus Trends, and Climate (Journal of Climate, Vol. 18)

20 Danke für Eure Aufmerksamkeit ! Literaturseminar IPCC SS 2011 Theresa R. Plank


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