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Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen Dr. Martina Flörke Green Day, 12 November 2013.

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Präsentation zum Thema: "Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen Dr. Martina Flörke Green Day, 12 November 2013."—  Präsentation transkript:

1 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen Dr. Martina Flörke Green Day, 12 November 2013

2 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Das Sphärenmodell der Umwelt 12.11.2013 1 Die Erde als globales Ökosystem Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html

3 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Die Atmosphäre – Vertikale Schichtung 12.11.2013 2 http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Die_ Stratosphaere_verstehen/- _Schichten_1ma.html T ändert sich mit der Höhe p nimmt ab ρ wird geringer Mit zunehmender Höhe…

4 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Die Hülle der Erde Atmosphäre = Hülle der Erde Die Atmoshäre ist hauchdünn im Vergleich zum Durchmesser der Erde Zahlreiche Funktionen: ▫ Filter für UV- und Röntgenstrahlung der Sonne ▫ Durchlässigkeit von Sonnenlicht (Energiequelle) ▫ Schutz vor schneller Auskühlung und Überhitzung (Wärmeausgleich) ▫ Erhöhung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde ▫ Energietransport (aus Äquatornähe zu höheren Breiten) ▫ Durch Zirkulation wird Niederschlagsverteilung bestimmt ▫ Hauptspeicher für Stickstoff ▫ Reservoir für Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff 12.11.2013 3

5 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Hydrosphäre 12.11.2013 4 Max-Planck-Institut für Meteorologie, http://www.mpimet.mpg.de

6 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day “Der blaue Planet” 12.11.2013 5 Schönwiese 2008

7 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Biosphäre Die Gesamtheit des Lebens wird auch Biosphäre genannt. Dünne Schicht, die die Erde von der tiefsten bis zur höchsten Stelle überzieht. Überall, wo es Wasser, organische Stoffe und eine Energiequelle gibt, gibt es Leben. Ein Merkmal des Lebens ist die Anzahl, die Vielfalt und die Verschiedenartigkeit der Lebewesen, auch Biodiversität genannt. 12.11.2013 6

8 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Biodiversität Grundlage für zahlreiche Dienstleistungen des Ökosystems Erde. Heute sind etwa 1,75 Millionen Arten bekannt 12.11.2013 7 www.oekosystem-erde.de

9 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Pedospähre 12.11.2013 8

10 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Die Haut der Erde Böden = Bodenhülle der Erde Mischung aus zerbröseltem Gestein, organischem Material, Luft und Wasser. Böden wandeln tote organische Materie wieder in Mineralien um, die den Pflanzen als Nährstoff dienen und so in den Kreislauf der Natur zurückkehren. Die Böden der Erde sind die Grundlage für die Erzeugung der meisten Nahrungsmittel. Artenreicher Lebensraum im Ökosystem Erde. 12.11.2013 9

11 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Lithosphäre Erdkruste, oberste Erdschicht. 70-250 km dick, bestehend aus Platten Die Platten schwimmen auf einer plastischen Astenosphäre Die Platten bewegen sich = Kontinentalverschiebungen (aufgeschmolzenes Gestein, obere Schicht des Erdmantels) Durch die Platenbewegungen entstehen Erdbeben und Vulkanausbrüche. Die Lithosphäre verbindet das “Innere der Erde” mit den äußeren Sphären. 12.11.2013 10 www.zum.de

12 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Das Sphärenmodell der Umwelt 12.11.2013 11 Die Erde als globales Ökosystem Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html

13 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Die besondere Rolle des Menschen 12.11.2013 12 IGBP 2004 Menschen bewirken Umweltveränderungen, die auf die natürlichen Regelkreise einwirken, die das Ökosystem steuern. Globale Umeltveränderungen wie z. B. Klimawandel und Überfischung der Weltmeere gehen auf eine wachsende Weltbevölkerung und zunehmenden Wohlstand eines Teils dieser Bevölkerung zurück.

14 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Planetary Boundaries 12.11.2013 13 Rockström et al. 2009 Gefährdung der Ökosysteme Verlust an Biodiversität Stickstoffkreislauf Klimawandel …haben die Grenzwerte bereits überschritten

15 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Ökölogischer Fussabdruck 12.11.2013 14 „Ecological Footprint“ oder „ökologischer Fußabdruck“ Die Länder der Welt entsprechend ihrem Einfluss auf die Umwelt: Die Fläche eines jeden Staates entspricht dem >>Ökologischen Fußabdruck<< seiner Bewohner. Quelle: SASI Group (University of Sheffield) and Mark Newman (University of Michigan)

16 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Passen wir noch auf den Planeten? 12.11.2013 15  Heute nutzt die Menschheit Ressourcen von 1,5 Planeten.  Ressourcen werden schneller in Abfälle verwandelt, als dass Abfälle wieder in Ressourcen umgewandelt werden können.

17 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Klima 12.11.2013 16 Klimadaten aus dem Wostok-Eisbohrkern, Informationen Atmosphäre der letzten 400.000 Jahre Temperaturverlauf (rot) Kohlendioxid-Gehalt (gelb) der Veränderungen der Exzentrizität der Erdumlaufbahn (weiß). Kohlendioxid Methan Distickstoffoxid

18 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Erwärmung der Erde 12.11.2013 17 Beobachtete Änderung der durchschnittlichen Erdoberflächentemperatur (seit Beginn der flächendeckenden Temperaturmessung) IPCC 2007 Wird die Erde wirklich wärmer?  Im Jahr 2011 wurden 1,6 Milliarden Temperaturmessungen aus 15 Datenbanken mit einer ganz neuen Methode ausgewertet (Universität Berkeley)  Ergebnis: In den letzten 60 Jahren ist die Erde um 0,9°C wärmer geworden.

19 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Abschmelzen der Inlandgletscher auf Grönland 12.11.2013 18 Source: Steffen und Hoff, 2006, University of Colorado 1992 Boundary of ice melting 2005 boundary

20 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Meereissituation 2013 12.11.2013 19

21 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Umweltveränderungen sind bereits heute zu beobachten 12.11.2013 20 Abschmelzen der Alpengletscher Änderungen in der Phänologie von Pflanzen (früheres Einsetzen des Frühlings, verlängerte Wachstumsperiode) Veränderung der Verbreitungsgebiete von Pflanzen (in höhere Lagen, polwärts) 1904 2005

22 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Es wird große regionale Unterschiede in den Auswirkungen des Klimawandels geben 12.11.2013 21 EEA 2010

23 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Europaweite Auswirkungen 12.11.2013 22 Abnehmender Sommerniederschlag und zunehmende Wasserknappheit (Mittel-, Süd-, teilweise Nordeuropa) Zunehmende Häufigkeit von Hitzewellen (Mittel- & Südeuropa) Zunehmende Häufigkeit von Winterhochwasserereignissen

24 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Europaweite Auswirkungen 12.11.2013 23 Küstengebiete: Zunehmende Küstenüberflutungen & Stranderosion (durch Meerspiegelerhöhung) (Rückverlagerung der Strände: > 0.5-1 m pro Jahr) Zunehmende Bedrohung von Pflanzen- und Tierarten (europaweite Bewertung, bis 2080er: 20-50% der Pflanzenarten werden bedroht sein, d.h. 30-100% Verlust ihres Lebensraums) (Thuiller et al., 2005) Berggebiete: Abschmelzen der Gletscher (-2050: 30-70% Volumenreduktion) Rückgang der Schneebedeckung Bedrohung von Pflanzenarten (-2080er: Bedrohung bis 60% der Arten in alpinen Gebieten)

25 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Ökonomische Folgen des Klimawandels 12.11.2013 24 Erhöhtes Risiko von Ernteeinbußen in der Land- und Forstwirtschaft sowie erhöhte Bewässerungskosten im Süden und Osten Reduziertes Wasserkraftpotential Abnahme des Wintertourismus im alpinen Raum und Verschiebung des Sommertourismus nach Norden Änderung des Wärmebedarfs und Kühlungsbedarfs

26 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Warum ist Klimawandel unvermeidlich? Trägheit des Klimasystems (schematische Darstellung) 12.11.2013 25

27 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Botschaft  Das Sphärenmodell ist komplex. Um Folgen unseres Handelns zu vermeiden müssen komplexe Wechselwirkungen erkannt und berücksichtigt werden.  Bevölkerung, technischen Möglichkeiten und die materiellen Ansprüche der (reichen) Menschen bewirken Umweltveränderungen, die auf die natürlichen Regelkreise einwirken, die das Ökosystem steuern.  Globale Umweltveränderungen haben zahlreiche negative Auswirkungen auf die menschliche Gesellschaft sowie die Natur.  Die Gesellschaft kann und sollte auf diese Auswirkungen reagieren: Klimaschutz und Anpassungsmaßnahmen helfen den anthropogenen Nutzungsdruck zu verringern oder zu vermeiden. 12.11.2013 26

28 Center for Environmental Systems Research Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day Meeresströmungen 12.11.2013 27


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