ein Vortrag von Hans-Georg Gampper

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1 ein Vortrag von Hans-Georg Gampper
Klima und Klimawandel ein Vortrag von Hans-Georg Gampper

2 Dieter Kasang: www.hamburger-bildungsserver.de
Klimasystem Das Klimasystem Unter Klima versteht man die für einen geographischen Raum charakteristische Verteilung der häufigsten, mittleren und extremen Werte der atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraums. Die Atmosphäre ist kein isoliertes System, sondern steht mit der Hydrosphäre (Ozean und Wasserkeislauf), der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Biosphäre (Pflanzen und Tiere), der Pedosphäre (Boden) und der Lithosphäre (Gestein) in Wechselwirkung. Diese "Sphären" sind die Subsysteme des Klimasystems. Die bedeutendste Wechselwirkung zwischen den Subsystemen ist die zwischen Atmosphäre und Ozean. Das Klimasystem bezieht als eine riesige Wärmekraftmaschine seine Energie von der Sonne. Die unterschiedliche Einstrahlung der Sonne zwischen Pol und Äquator, Sommer und Winter, Tag und Nacht schafft wärmere und kältere Zonen in der Atmosphäre, wodurch Luftdruckunterschiede und Winde entstehen, die wiederum Meeresströmungen antreiben und Energie transportieren. Wie die Winde tragen auch die Meeresströmungen zum Energieausgleich zwischen niederen und höheren Breiten bei. Aufgrund seiner hohen Wärmespeicherkapazität gleicht der Ozean thermische Unterschiede zwischen den Jahreszeiten, aber auch zwischen Tag und Nacht bis zu einem gewissen Grade aus. Zugleich ist er in der Lage, Energie über große Entfernungen zu transportieren. So verfrachtet etwa der Golfstrom warmes Wasser aus der Karibik in den Nordatlantik und sorgt für ein überdurchschnittliches warmes Klima in Westeuropa und eisfreie Häfen in Norwegen bis über den Polarkreis hinaus. Die Dynamik des Klimasystems ist durch unterschiedliche Zeitskalen bestimmt. Wolken und Luftdruckgebiete verändern sich in wenigen Stunden oder Tagen. Die Tiefenströmungssysteme der Ozeane oder die Zustände großer Eismassen wandeln sich erst in Jahrhunderten bis Jahrtausenden. Dieter Kasang:

3 Definition Unter Klima versteht man die für einen geographischen Raum charakteristische Verteilung der häufigsten, mittleren und extremen Werte der atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraums

4 Kein isoliertes System
Die Atmosphäre ist kein isoliertes System, sondern steht mit der Hydrosphäre (Ozean, Wasserkreislauf), der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Biosphäre (Pflanzen und Tiere), der Pedosphäre (Boden) und der Lithosphäre (Gestein) in Wechselwirkung. Das Klimasystem bezieht als eine riesige Wärmekraftmaschine seine Energie von der Sonne. Die unterschiedliche Einstrahlung der Sonne zwischen Pol und Äquator, Sommer und Winter, Tag und Nacht schafft wärmere und kältere Zonen in der Atmosphäre, wodurch Luftdruckunterschiede und Winde entstehen, die wiederum Meeresströmungen antreiben und Energie transportieren.

5 Energie von der Sonne Das Klimasystem bezieht als eine riesige Wärmekraftmaschine seine Energie von der Sonne. Die unterschiedliche Einstrahlung der Sonne zwischen Pol und Äquator, Sommer und Winter, Tag und Nacht schafft wärmere und kältere Zonen in der Atmosphäre, wodurch Luftdruckunterschiede und Winde entstehen, die wiederum Meeresströmungen antreiben und Energie transportieren.

6 Dieter Kasang: www.hamburger-bildungsserver.de
Klimasystem Das Klimasystem Unter Klima versteht man die für einen geographischen Raum charakteristische Verteilung der häufigsten, mittleren und extremen Werte der atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraums. Die Atmosphäre ist kein isoliertes System, sondern steht mit der Hydrosphäre (Ozean und Wasserkeislauf), der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Biosphäre (Pflanzen und Tiere), der Pedosphäre (Boden) und der Lithosphäre (Gestein) in Wechselwirkung. Diese "Sphären" sind die Subsysteme des Klimasystems. Die bedeutendste Wechselwirkung zwischen den Subsystemen ist die zwischen Atmosphäre und Ozean. Das Klimasystem bezieht als eine riesige Wärmekraftmaschine seine Energie von der Sonne. Die unterschiedliche Einstrahlung der Sonne zwischen Pol und Äquator, Sommer und Winter, Tag und Nacht schafft wärmere und kältere Zonen in der Atmosphäre, wodurch Luftdruckunterschiede und Winde entstehen, die wiederum Meeresströmungen antreiben und Energie transportieren. Wie die Winde tragen auch die Meeresströmungen zum Energieausgleich zwischen niederen und höheren Breiten bei. Aufgrund seiner hohen Wärmespeicherkapazität gleicht der Ozean thermische Unterschiede zwischen den Jahreszeiten, aber auch zwischen Tag und Nacht bis zu einem gewissen Grade aus. Zugleich ist er in der Lage, Energie über große Entfernungen zu transportieren. So verfrachtet etwa der Golfstrom warmes Wasser aus der Karibik in den Nordatlantik und sorgt für ein überdurchschnittliches warmes Klima in Westeuropa und eisfreie Häfen in Norwegen bis über den Polarkreis hinaus. Die Dynamik des Klimasystems ist durch unterschiedliche Zeitskalen bestimmt. Wolken und Luftdruckgebiete verändern sich in wenigen Stunden oder Tagen. Die Tiefenströmungssysteme der Ozeane oder die Zustände großer Eismassen wandeln sich erst in Jahrhunderten bis Jahrtausenden. Dieter Kasang:

7 Stockwerksaufbau Die Atmosphäre ist von unten nach oben in verschiedene Stockwerke gegliedert. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis in eine Höhe von 8 km am Pol und 12 km am Äquator. In ihr spielen sich die Wettervorgänge wie Wolkenbildung und Niederschlag, auf- und absteigende Luft usw. ab. Im oberen Bereich der Troposphäre und in der unteren Stratosphäre bewegen sich die Passagierflugzeuge.

8 Das grosse marine Förderband
Das große marine Förderband Das grosse marine Förderband Das große marine Förderband 71% der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Schon daher kommt dem Ozean im Klimasystem eine große Bedeutung zu. Neben der ausgleichenden Wirkung des Ozeanwassers im Jahres- und Tagesgang der Temperatur sind die Meereströmungen ein wichtiger Klimafaktor, da sie durch Energietransport entscheidend zum Ausgleich des Strahlungsgegensatzes zwischen nie-drigen und höheren Breiten beitragen. Die Abbildung zeigt die sogenannte Förderbandzirkulation im Ozean: Die Wassermassen strömen an der Oberfläche vom Pazifischen und Indischen Ozean in den Atlantik, wo sie im Nordatlantik absinken und in 2-3 km Tiefe wieder nach Süden zurückströmen. Hier werden sie vom Antarktischen Zirkumpolarstrom in der Tiefe an den Indischen und Pazifischen Ozean verteilt, wo sie in höhere Schichten aufsteigen und wieder in Richtung Atlantik strömen. Angetrieben wird das "große marine Förderband" durch den Unterschied im Salzgehalt der Ozeane. Durch einen stärkeren Export von verdunstetem Wasser über die Atmosphäre, der vor allem über die mittelamerikanische Landbrücke vom Atlantik in den Pazifik erfolgt, hat das Wasser des Atlantischen Ozeans einen höheren Salzgehalt und da-mit eine höhere Dichte als das der beiden anderen Ozeane. Es schiebt sich daher im Bereich des Antarktischen Zirkumpolarstroms unter die Wassermassen des Indischen und Pazifischen Ozeans, von wo zum Ausgleich Wasser an der Oberfläche in den Atlantik fließt. Ein besonders wichtiges Glied dieser Förderbandzirkulation ist der Golfstrom. Dieter Kasang: verändert nach Norbert Noreiks

9 Meeresströmungen 71% der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt. Schon daher kommt dem Ozean im Klimasystem eine große Bedeutung zu. Neben der ausgleichenden Wirkung des Ozeanwassers im Jahres- und Tagesgang der Temperatur sind die Meeresströmungen ein wichtiger Klimafaktor, da sie durch Energietransport entscheidend zum Ausgleich des Strahlungsgegensatzes zwischen niedrigen und höheren Breiten beitragen

10 -----Ende Klimasystem-----

11 Der Stockwerkaufbau der Atmosphäre
Die Atmosphäre ist von unten nach oben in verschiednene Stockwerke gegliedert. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis in eine Höhe von 8 km am Pol und 12 km am Äquator. In ihr spielen sich die Wettervorgänge wie Wolkenbildung und Niederschlag, auf- und absteigende Luft usw. ab. Im oberen Bereich der Troposph%auml;re und in der unteren Stratosphäre bewegen sich die Passagierflugzeuge. Die Temperatur nimmt in der Troposphäre mit der Höhe von +15 oC auf -55 oC ab. Von der Tropopause, der Obergrenze der Troposphäre, erstreckt sich bic in eine Höhe von 50 km die Stratosphäre. In der Stratosphäre steigt die Temperatur wieder leicht an, da hier ein Teil der UV-Stralung der Sonne durch die Ozonschicht absorbiert wird. Bei stärkeren Vulkanausbrüchen werden Ascheteilchen bis in die unetere Stratosphäre geschleudert und umkreisn dort für einige Jahre den Erdball; sie reflektieren die Sonnenstrahleng und wirken für die Troposphäre abküend. Mesosphäre und Thermosphäre haben für das Klima keine nennenswerte Bedeutung. Dieter Kasang: verändert nach Norbert Noreiks

12 Temperaturverlauf Die Temperatur nimmt in der Troposphäre mit der Höhe von +15 oC auf -55 oC ab. Von der Tropopause, der Obergrenze der Troposphäre, erstreckt sich bis in eine Höhe von 50 km die Stratosphäre. In der Stratosphäre steigt die Temperatur wieder leicht an, da hier ein Teil der UV-Strahlung der Sonne durch die Ozonschicht absorbiert wird

13 Vulkane Bei stärkeren Vulkanausbrüchen werden Ascheteilchen bis in die untere Stratosphäre geschleudert und umkreisen dort für einige Jahre den Erdball; sie reflektieren die Sonnenstrahlung und wirken für die Troposphäre abkühlend. Mesosphäre und Thermosphäre haben für das Klima keine nennenswerte Bedeutung.

14 Stockwerkaufbau Der Stockwerkaufbau der Atmosphäre
Die Atmosphäre ist von unten nach oben in verschiedene Stockwerke gegliedert. Die Troposphäre reicht vom Erdboden bis in eine Höhe von 8 km am Pol und 12 km am Äquator. In ihr spielen sich die Wettervorgänge wie Wolkenbildung und Niederschlag, auf- und absteigende Luft usw. ab. Im oberen Bereich der Troposphäre und in der unteren Stratosphäre bewegen sich die Passagierflugzeuge. Die Temperatur nimmt in der Troposphäre mit der Höhe von +15 oC auf -55 oC ab. Von der Tropopause, der Obergrenze der Troposphäre, erstreckt sich bis in eine Höhe von 50 km die Stratosphäre. In der Stratosphäre steigt die Temperatur wieder leicht an, da hier ein Teil der UV-Strahlung der Sonne durch die Ozonschicht absorbiert wird. Bei stärkeren Vulkanausbrüchen werden Ascheteilchen bis in die untere Stratosphäre geschleudert und umkreisen dort für einige Jahre den Erdball; sie reflektieren die Sonnenstrahlung und wirken für die Troposphäre abkühlend. Mesosphäre und Thermosphäre haben für das Klima keine nennenswerte Bedeutung. Dieter Kasang: verändert nach Norbert Noreiks

15 -----Ende Stockwerkaufbau-----

16 Strahlungshaushalt und Treibhauseffekt
Der viel diskutierte anthropogene (vom Menschen verursachte) Treibhauseffekt ist lediglich eine Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts. Ohne die natürliche Treibhauswirkung der Atmosphäre würde die globale Mitteltemperatur der Erde gegenwärtig nicht bei +15 oC, sondern bei -18 oC liegen. Der natürliche Treibhauseffekt entsteht durch die atmosphärischen Spurengase Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffdioxid (N2O) u.a., die wie eine Wärmefalle wirken. Die durchschnittliche globale Sonneneinstrahlung beträgt 342 Wm-2. Etwa 31% dieser Energie werden durch Streuung und Reflexion von Luftmolekülen, Aerosolen und Wolken sowie von der Erdoberfläche wieder in den Weltraum zurückgesandt. 235 Wm-2 werden von Wolken, Molekülen und Partikeln der Atmosphäre (67 Wm-2) und von der Eroberfläche (168 Wm-2 = 49%) absorbiert und als Wärmestrahlen emittiert. Die natürlichen Treibhausgase absorbieren zu einem großen Teil die vom Erdboden ausgesandte langwellige Wärmestrahlung und emittieren sie nach allen Richtungen. Durch diesen "Treibhauseffekt'' wird die Atmosphäre in Bodennähe um 33 oC erwärmt. Um das System im Gleichgewicht zu halten, gibt die Erde in der Summe von lang- und kurzwelliger Strahlung genauso viel Energie an den Weltraum ab, wie sie von der Sonne erhalten hat. Der anthropogene Treibhauseffekt wird dadurch verursacht, daß der Mensch die Konzentration der natürlichen Treibhausgase erhöht bzw. neue Treibhausgase (die FCKWs) hinzufügt. Dieter Kasang: Daten nach IPCC

17 natürlicher Treibhauseffekt
Der natürliche Treibhauseffekt entsteht durch die atmosphärischen Spurengase Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffdioxid (N2O) u.a., die wie eine Wärmefalle wirken.

18 Anthropogener Treibhauseffekt
Der viel diskutierte anthropogene (vom Menschen verursachte) Treibhauseffekt ist lediglich eine Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts. Ohne die natürliche Treibhauswirkung der Atmosphäre würde die globale Mitteltemperatur der Erde gegenwärtig nicht bei +15 oC, sondern bei -18 oC liegen.

19 31% Die durchschnittliche globale Sonneneinstrahlung beträgt 342 Wm-2. Etwa 31% dieser Energie werden durch Streuung und Reflexion von Luftmolekülen, Aerosolen und Wolken sowie von der Erdoberfläche wieder in den Weltraum zurückgesandt

20 235 Wm-2 werden von Wolken, Molekülen und Partikeln der Atmosphäre (67 Wm-2) und von der Eroberfläche (168 Wm-2 = 49%) absorbiert und als Wärmestrahlen emittiert

21 Treibhauseffekt hausgemacht?
"Wissenschaftler warnen vor Treibhauseffekt", "Treibhauseffekt schuld an Klimaänderung.." Der Begriff ist heute in aller Munde. Er steht für die meisten als Synonym für negative, von uns Menschen "hausgemachte" Klimaveränderungen.

22 natürlicher Treibhauseffekt
Weitgehend unbekannt ist dagegen die wichtige Rolle, die der bei der Entstehung des Lebens auf unserer Erde spielt. Ohne ihn wäre die Erde ein lebensfeindlicher Planet. Die Atmosphäre wirkt ähnlich wie die Glasscheibe eines Gewächshauses: Sie lässt Wärme von außen durch und hält sie im Inneren fest

23 Treibhaus

24 Treibhaus Erde Kurzwellige Strahlung von der Sonne dringt durch die Lufthülle zur Erdoberfläche und wird von dort als langwellige Wärmestrahlung reflektiert. Einige Moleküle in der Atmosphäre, darunter vor allem Kohlendioxid und Wasserdampf, können diese Wärmestrahlung absorbieren und dadurch die Wärme in der Atmosphäre halten. Der heutige CO2-Gehalt von 0,036 Prozent reicht schon aus, um einen Temperaturgewinn von rund 30 Grad zu bewirken. Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt lägen die Temperaturen unserer Erde nur bei minus 15 Grad.

25 Treibhaus Erde

26 Treibhaushausgase Die natürlichen Treibhausgase absorbieren zu einem großen Teil die vom Erdboden ausgesandte langwellige Wärmestrahlung und emittieren sie nach allen Richtungen. Durch diesen "Treibhauseffekt'' wird die Atmosphäre in Bodennähe um 33 oC erwärmt. Differenz globale Mitteltemperatur der Erde von +15 oC derzeit, und nicht -18 oC wie ohne natürlichen Treibhauseffekt.

27 Von vom Mensch verursacht
Der anthropogene Treibhauseffekt wird dadurch verursacht, dass der Mensch die Konzentration der natürlichen Treibhausgase erhöht bzw. neue Treibhausgase (die FCKWs) hinzufügt.

28 FCKW Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW)
Während Kohlendioxid, Methan und Distickstoffoxid auch ohne menschliche Aktivitäten in der Natur freigesetzt werden, sind die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) reine "Zivilisationsgase". Die internationalen Abkommen mit dem Ziel eines weltweiten Produktionsstopps für FCKW reduzieren langfristig deren Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt. Im Gegensatz dazu wird aber die Freisetzung der anderen Spurengase wird noch weiter ansteigen, da ihre Entstehung eng an den wachsenden Energie- und Nahrungsbedarf der Weltbevölkerung gekoppelt ist. IMSI Masterclips

29 Methan CH4 Methan                 Eine der wichtigsten Methanquellen ist die Nahrungsproduktion. Ein ausgewachsenes Rind kann es zum Beispiel auf einen Methan-Ausstoß von bis zu 300 Litern pro Tag bringen. Weltweit grasen inzwischen mehr als drei Milliarden Wiederkäuer (Rinder, Schafe, Ziegen...) auf den Weiden und tragen zum Treibhauseffekt bei. Methan wird aber auch bei Brandrodungen des Tropenwaldes, aus Mülldeponien, Lecks in Erdgasleitungen, Sümpfen und Termitenhaufen freigesetzt. IMSI Masterclips

30 Distickstoffoxyd N2O Distickstoffoxid (Lachgas)
Lachgas entsteht bei Verbrennungen unter hohen Temperaturen wie in Düsentriebwerken oder bei Brandrodungen. Aber auch die Landwirtschaft trägt zur Emission von Lachgas bei: Wachsender Kunstdünger-Einsatz führt zu überdüngten Böden, in denen Bodenbakterien die reichlich vorhandenen Stickstoffverbindungen in ihre Bestandteile zerlegen und dabei auch Distickstoffoxid freisetzen. IMSI Masterclips

31 OZON O3 Ozon                       Auch Ozon gehört - in den unteren Schichten der Atmosphäre zu den Treibhausgasen. Während es in der oberen Luftschicht, der Stratosphäre, die gesundheitliche UV-Strahlung filtert, ist es in der tiefer gelegenen Troposphäre eher unerwünscht. Ozon entsteht überall dort, wo Industrie und Autoverkehr besonders viel Stickoxide und Kohlenwasserstoffe produzieren. Diese Vorläufersubstanzen des Ozons reagieren unter Einfluß des Sonnenlichts in einer photochemischen Reaktion miteinander und bilden dann den sogenannten "Sommersmog". IMSI Masterclips

32 Kohlendioxyd CO2 Kohlendioxid
Das Kohlendioxid entsteht größtenteils durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Öl, Gas, Kohle), die zur Energieerzeugung für Industrie, Verkehr und Haushalte gebraucht werden. Aber auch aus natürlichen Quellen wird CO2 frei: Es strömt aus Vulkanen, Tiere und Menschen atmen es aus, und auch die Pflanzen geben nachts einen Teil des tagsüber augnommenen Kohlendioxids wieder ab. IMSI Masterclips

33 -----Ende Treibhauseffekt-----

34 Absorptionsbereiche Treibhausgase
Die Absorptionsbereiche der Treibhausgase Die Absorptionsbereiche der Treibhausgase Anders als das Glasdach eines Gartentreibhauses unterbinden die Treibhausgase der Atmosphäre nicht den Fluß fühlbarer Wärme und absorbieren sehr selektiv nur bestimmte Wellenlängenbereiche der emittierten Wärmestrahlen. Während das Sonnenlicht zwischen 0,3 µm und 1 µm nur unwesentlich durch Absorption geschwächt wird, absorbieren die Treibhausgase die Wärmestrahlung zwischen 3 µm und 55 µm erheblich. Vor allem Wasserdampf absorbiert in Bereichen von 5-7 µm und über 21 µm mit hoher Intensität. In anderen Wellenlängenbereichen und zumeist weniger intensiv wirken die anderen Spurengase. Anthropogene Treibhausgase können den Absorptionskoeffizienten (die Intensität der Absorption) der natürlichen Treibhausgase erhöhen, aber auch in völlig neuen Wellenlängenbereichen ansetzen (z.B. FCKW). Dieter Kasang:

35 nur bestimmte Wellenlängenbereiche
Die Treibhausgase absorbieren sehr selektiv die emittierten Wärmestrahlen.

36 -----Ende Absorptionsbereiche-----

37 Temperaturveränderungen 150 000Jahre
Temperaturveränderungen in den letzten Jahren Während der letzten Kaltzeit (Würm-Kaltzeit: Jahre v.H.), als die Gletscherzungen des skandinavischen Inlandeises bis kurz vor Hamburg reichten, lag die globale Mitteltemperatur etwa 4Grad Celsius unter dem heutigen Durchschnittswert. Davor gab es eine Warmzeit ähnlich der heutigen, die Eem-Warmzeit. Am Ende der Würm-Kaltzeit, möglicherweise aber auch davor, zeigte das Klima regional, möglicherweise auch weltweit, starke Schwankungen. Dagegen ist das Klima der Nacheiszeit, in der die menschlichen Hochkulturen entstanden, auffallend stabil. Als Ursache für die nur sehr allmählich und über sehr lange Zeiträume erfolgenden Klimaänderungen zwischen Kaltzeit und Warmzeit gelten Änderungen in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

38 Würm-Kaltzeit Während der letzten Kaltzeit (Würm-Kaltzeit: bis Jahre vor heute), als die Gletscherzungen des skandinavischen Inlandeises bis kurz vor Hamburg reichten, lag die globale Mitteltemperatur etwa 4 oC unter dem heutigen Durchschnittswert. Davor gab es eine Warmzeit ähnlich der heutigen, die Eem-Warmzeit. Am Ende der Würm-Kaltzeit, möglicherweise aber auch davor, zeigte das Klima regional, möglicherweise auch weltweit, starke Schwankungen

39 Klima der Nacheiszeit Dagegen ist das Klima der Nacheiszeit, in der die menschlichen Hochkulturen entstanden, auffallend stabil. Als Ursache für die nur sehr allmählich und über sehr lange Zeiträume erfolgenden Klimaänderungen zwischen Kaltzeit und Warmzeit gelten Änderungen in der Umlaufbahn der Erde um die Sonne.

40 Temperaturänderungen 11 000
Temperaturveränderungen in den letzten Jahren Auch wenn das Klima der Nacheiszeit relativ stabil war, hat es auch in dieser Epoche wärmere und kältere Perioden gegeben. Vor und noch einmal vor Jahren, im sogenannten Hochoptimum der Nacheiszeit, war es deutlich wärmer als heute. In dieser Zeit entstanden die ersten Hochkulturen. Das Optimum der Römerzeit erleichterte Hannibal den Übergang über die Alpen; und während des mittelalterlichen Optimums besiedelten die Normannen Grönland und entdeckten weit vor Columbus Amerika. Dazwischen lagen kältere Klimaperioden. Das Pessimum der Völkerwanderungszeit etwa trieb die germanischen Vöker aus dem Ostseeraum bis ans Mittelmeer. Und die sogenannte Kleine Eiszeit ( ) sorgte für Mißernten und Hungersnöte in England. Ursache der nacheiszeitlichen Klimaschwankungen sind wahrscheinlich Aktivitäten der Sonne. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

41 Temperaturerhöhung im 20. Jahrhundert
Seit Beginn der instrumentellen Messungen (ca. 1860) war die bodennahe globale Mitteltemperatur nie so hoch wie Vom Ende des 19. Jahrhunderts bis heute ist der globale Durchschnittswert um ca. 0,5 oC gestiegen. Die Graphik zeigt die Abweichungen der globalen Mitteltemperatur vom Durchschnitt der Jahre Das Jahr 1997 lag mit +0,5 oC über diesem Mittel, davor war 1995 mit +0,44 oC das wärmste Jahr des Jahrhunderts. Die Temperaturzunahme im 20. Jahrhundert erfolgte in zwei Schüben: von 1910 bis Anfang der 40er Jahre und vom Ende der 70er Jahre bis heute. In den letzten 1000 Jahren scheint kein Jahrhundert so warm wie das 20. Jahrhundert gewesen zu sein, und in keinem gab es einen so rapiden Temperaturaturanstieg. Vor Beginn der Industrialisierung war der Mensch ausschließlich Opfer von Klimaschwankungen und hat allenfalls das lokale Klima beeinflußt. Heute scheint zum erstenmal in der Klimageschichte der Mensch Ursache für eine deutliche Veränderung der globalen Mitteltemperatur zu sein. In geringerem Maße haben an der Temperaturveränderung auch natürliche Faktoren mitgewirkt wie die Schwankung der solaren Einstrahlung, die Schwankung des Ozean-Atmosphäre-Systems und Vulkanausbrüche wie der des Pinatubo 1991 auf den Philippinen, der die Abkühlung zwischen 1991 und 1994 ausgelöst hatte. Dieter Kasang: Daten nach IPCC

42 nie so hoch wie 1997 (Darstellung geht nur bis 2000)
Seit Beginn der instrumentellen Messungen (ca. 1860) war die bodennahe globale Mitteltemperatur nie so hoch wie Vom Ende des 19. Jahrhunderts bis heute ist der globale Durchschnittswert um ca. 0,5 oC gestiegen. Die Graphik zeigt die Abweichungen der globalen Mitteltemperatur vom Durchschnitt der Jahre

43 Das Klima im nächsten Jahrhundert
Wesentlich schneller als in diesem wird die Temperatur im nächsten Jahrhundert steigen, wenn der Anstieg der anthropogenen Emission von CO2, CH4, N2O und FCKW's (in der Graphik als CO2-Äquivalente berücksichtigt) weiter anhält. Dann ist mit einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur von mindestens 0,2 oC pro Jahrzehnt zu rechnen, die im Jahre 2085 um etwa 2 oC höher als heute liegen wird. Das ist die Prognose von Klima-Modellrechnungen, die neben den CO2-Äquivalenten auch die regional abkühlende Wirkung von anthropogenen Sulfat-Aerosolen berücksichtigen. Aerosole sind kleine, für einige Tage oder Wochen in der Luft schwebende Teilchen, die durch die Verbrennung fossiler Energierohstoffe entstehen und Sonnenstrahlen reflektieren. Bis in die siebziger Jahre unterscheiden sich die berechneten Temperaturveränderungen mit (blaue Kurve) und ohne Aerosole (rote Kurve) kaum voneinander und liegen nahe bei den beobachteten Werten (schwarze Kurve). Das spricht zum einen für die Qualität der Modellrechnungen, die das reale Klima gut simulieren, und zeigt zum anderen, daß bis dahin die klimatische Wirkung der Aerosole nur gering war. Ab ca liegt die Aerosol-Kurve enger bei der des beobachteten Temperaturanstiegs und wird deshalb auch bei Prognosen für das nächste Jahrhundert zugrunde gelegt Dieter Kasang:

44 2085 etwa 2 oC höher als heute Wesentlich schneller als im letzten wird die Temperatur in diesem Jahrhundert steigen, wenn der Anstieg der anthropogenen Emission von CO2, CH4, N2O und FCKW's (in der Graphik als CO2-Äquivalente berücksichtigt) weiter anhält. Dann ist mit einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur von mindestens 0,2 oC pro Jahrzehnt zu rechnen, die im Jahre 2085 um etwa 2 oC höher als heute liegen wird. Wesentlich schneller als in diesem wird die Temperatur im nächsten Jahrhundert steigen, wenn der Anstieg der anthropogenen Emission von CO2, CH4, N2O und FCKW's (in der Graphik als CO2-Äquivalente berücksichtigt) weiter anhält. Dann ist mit einer Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur von mindestens 0,2 oC pro Jahrzehnt zu rechnen, die im Jahre 2085 um etwa 2 oC höher als heute liegen wird. Das ist die Prognose von Klima-Modellrechnungen, die neben den CO2-Äquivalenten auch die regional abkühlende Wirkung von anthropogenen Sulfat-Aerosolen berücksichtigen. Aerosole sind kleine, für einige Tage oder Wochen in der Luft schwebende Teilchen, die durch die Verbrennung fossiler Energierohstoffe entstehen und Sonnenstrahlen reflektieren. Bis in die siebziger Jahre unterscheiden sich die berechneten Temperaturveränderungen mit (blaue Kurve) und ohne Aerosole (rote Kurve) kaum voneinander und liegen nahe bei den beobachteten Werten (schwarze Kurve). Das spricht zum einen für die Qualität der Modellrechnungen, die das reale Klima gut simulieren, und zeigt zum anderen, daß bis dahin die klimatische Wirkung der Aerosole nur gering war. Ab ca liegt die Aerosol-Kurve enger bei der des beobachteten Temperaturanstiegs und wird deshalb auch bei Prognosen für das nächste Jahrhundert zugrunde gelegt.

45 -Ende Temperaturveränderungen-

46 Kohlenstoffkreislauf
Der Kohlenstoffkreislauf Der Kohlenstoffkreislauf In den letzten 150 Jahren sind durch die Verbrennung fossiler Energieträger rund 210 Gigatonnen Kohlenstoff (1 GtC= t Kohlenstoff) und durch Abholzung und Änderungen in der Landnutzung 110 GtC in die Atmosphäre emittiert worden. Davon befinden sich z.Zt. noch etwa 43% in der Atmosphäre. Der Rest hat sich in den Kohlenstoffkreislauf eingefügt und damit die Austauschraten zwischen Atmosphäre und Biosphäre sowie zwischen Atmosphäre und Ozean erhöht und neben dem atmosphärischen auch das ozeanische Reservoir vergrößert. Die Abbildung zeigt neben den Reservoiren von Atmosphäre, Ozean und Biosphäre (in GtC) auch den durchschnittlichen jährlichen Austausch (in GtC/a) für die 80er Jahre des 20. Jahrhunderts. Der anthropogene Beitrag belief sich durch die Verbrennung von Öl, Kohle und Gas auf 5,5 GtC/a sowie auf 1,6 GtC/a durch die Vernichtung von Wäldern und andere Landnutzungsänderungen. Zusammengenommen betrugen die anthropogenen Kohlenstoff­emissionen in den 80er Jahren 7,1 Gt jährlich. Das führte zu einem Wachstum des Kohlenstoffreservoirs in der Atmo-sphäre von 3,3 GtC pro Jahr (dem entspricht eine CO2-Konzentrationszunahme von 1,53 ppmv/a). Der Rest wurde vom Ozean aufgenommen (2 GtC/a), von Aufforstungen auf der N-Halbkugel (0,5 GtC/a) und von einem verstärkten Pflanzenwachstum durch CO2-"Düngung" und höhere Temperaturen (1,3 GtC/a). D.h. mehr als die Hälfte der anthropogenen Kohlenstoffemissionen (3,8 von 7,1 Gt) verschwindet wieder in den CO2-Senken Ozean und Biosphäre, ohne deren Wirkung die CO2-Konzentration der Atmosphäre und somit die klimatischen Effekte erheblich höher wären. Der Ozean als die wichtigste CO2-Senke vermag langfristig, d.h. über mehrere Jahrhunderte, sogar bis zu 85% des in die Atmosphäre emittierten Kohlendioxids zu binden. Bei den gegenwärtig stark ansteigenden anthropogenen CO2-Emissionen kann die hohe potentielle Speicherkapazität des Ozeans allerdings nur schwach greifen. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

47 Kohlenstoffkreislauf
In den letzten 150 Jahren sind durch die Verbrennung fossiler Energieträger rund 210 Gigatonnen Kohlenstoff (1 GtC= t Kohlenstoff) und durch Abholzung und Änderungen in der Landnutzung 110 GtC in die Atmosphäre emittiert worden. Davon befinden sich z.Zt. noch etwa 43% in der Atmosphäre. Der Rest hat sich in den Kohlenstoffkreislauf eingefügt und damit die Austauschraten zwischen Atmosphäre und Biosphäre sowie zwischen Atmosphäre und Ozean erhöht und neben dem atmosphärischen auch das ozeanische Reservoir vergrößert.

48 anthropogene Beitrag 7,1 GtC/a
Die Abbildung zeigt neben den Reservoiren von Atmosphäre, Ozean und Biosphäre (in GtC) auch den durchschnittlichen jährlichen Austausch (in GtC/a) für die 80er Jahre des 20. Jahrhunderts. Der anthropogene Beitrag belief sich durch die Verbrennung von Öl, Kohle und Gas auf 5,5 GtC/a sowie auf 1,6 GtC/a durch die Vernichtung von Wäldern und andere Landnutzungsänderungen.

49 Kohlenstoffkreislauf
Der Kohlenstoffkreislauf Der Kohlenstoffkreislauf In den letzten 150 Jahren sind durch die Verbrennung fossiler Energieträger rund 210 Gigatonnen Kohlenstoff (1 GtC=109t Kohlenstoff) und durch Abholzung und Änderungen in der Landnutzung 110 GtC in die Atmosphäre emittiert worden. Davon befinden sich z.Zt. noch etwa 43% in der Atmosphäre. Der Rest hat sich in den Kohlenstoffkreislauf eingefügt und damit die Austauschraten zwischen Atmosphäre und Biosphäre sowie zwischen Atmosphäre und Ozean erhöht und neben dem atmosphärischen auch das ozeanische Reservoir vergrößert. Die Abbildung zeigt neben den Reservoiren von Atmosphäre, Ozean und Biosphäre (in GtC) auch den durchschnittlichen jährlichen Austausch (in GtC/a) für die 80er Jahre des 20. Jahrhunderts. Der anthropogene Beitrag belief sich durch die Verbrennung von Öl, Kohle und Gas auf 5,5 GtC/a sowie auf 1,6 GtC/a durch die Vernichtung von Wäldern und andere Landnutzungsänderungen. Zusammengenommen betrugen die anthropogenen Kohlenstoff­emissionen in den 80er Jahren 7,1 Gt jährlich. Das führte zu einem Wachstum des Kohlenstoffreservoirs in der Atmo-sphäre von 3,3 GtC pro Jahr (dem entspricht eine CO2-Konzentrationszunahme von 1,53 ppmv/a). Der Rest wurde vom Ozean aufgenommen (2 GtC/a), von Aufforstungen auf der N-Halbkugel (0,5 GtC/a) und von einem verstärkten Pflanzenwachstum durch CO2-"Düngung" und höhere Temperaturen (1,3 GtC/a). D.h. mehr als die Hälfte der anthropogenen Kohlenstoffemissionen (3,8 von 7,1 Gt) verschwindet wieder in den CO2-Senken Ozean und Biosphäre, ohne deren Wirkung die CO2-Konzentration der Atmosphäre und somit die klimatischen Effekte erheblich höher wären. Der Ozean als die wichtigste CO2-Senke vermag langfristig, d.h. über mehrere Jahrhunderte, sogar bis zu 85% des in die Atmosphäre emittierten Kohlendioxids zu binden. Bei den gegenwärtig stark ansteigenden anthropogenen CO2-Emissionen kann die hohe potentielle Speicherkapazität des Ozeans allerdings nur schwach greifen. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

50 Kohlenstoffkreislauf

51 anthropogener Beitrag 7,1 GtC/a
Zusammengenommen betrugen die anthropogenen Kohlenstoffemissionen in den 80er Jahren 7,1 GtC/a Das führte zu einem Wachstum des Kohlenstoffreservoirs in der Atmosphäre +3,3 GtC/a Der Rest wurde vom Ozean aufgenommen +2 GtC/a von Aufforstungen auf der N-Halbkugel +0,5 GtC/a von einem verstärkten Pflanzenwachstum durch CO2-"Düngung„ und höhere Temperaturen +1,3 GtC/a

52 CO2-Senken D.h. mehr als die Hälfte der anthropogenen Kohlenstoffemissionen (3,8 von 7,1 Gt) verschwindet wieder in den CO2-Senken Ozean und Biosphäre, ohne deren Wirkung die CO2-Konzentration der Atmosphäre und somit die klimatischen Effekte erheblich höher wären !

53 Die CO2-Konzentration der letzen 100 Jahre
Die CO2-Konzentrationen der letzten 1000 Jahre Die CO2-Konzentration der letzten 1000 Jahre Der eindeutigste Beleg für den Eingriff des Menschen in die klimarelevante Zusammensetzung der Atmosphäre ist der Anstieg der CO2-Konzentration seit Beginn des Industriezeitalters. Vor 1800 lag der atmosphärische Kohlendioxidgehalt Jahrhunderte lang recht stabil bei 280 ppmv, mit nur geringen Schwankungen von 10 ppmv. Seit Beginn des 18. Jahrhunderts ist mit der sich beschleunigenden Industrialisierung auch die Konzentration von CO2 in zunehmendem Maße auf 360 ppmv im Jahre 1995 angestiegen. Das entspricht einer Steigerung um fast 30% in nur 200 Jahren. Eine Änderung der CO2-Konzentration in diesem Ausmaße fand sich in der Vergangenheit nur in Perioden mit dramatischem Klimawechsel wie im Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeiten vor ca Jahren. Schätzungsweise sind seit 1850 über 210 Gigatonnen Kohlenstoff (1 GtC=3,7 GtCO2) durch Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre emittiert worden und über 110 Gigatonnen durch Abholzungen und andere Landnutzungsänderungen. Seit 1958 gibt es direkte Messungen des CO2-Gehaltes vom Südpol und von Mauna Loa, Hawaii. Die Werte früherer Zeiten stammen aus Untersuchungen von Eisbohrkernen. Die Mauna-Loa-Kurve zeigt einen ungebrochenen Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration von 315 ppmv auf 360 ppmv. Die Wachstumsrate der CO2-Konzentration stieg von 0,6 ppmv/a in den 50er Jahren auf 1,53 ppmv/a in den 80er Jahren. Die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen wurden für das letzte Jahrzehnt auf 7,1 Gigatonnen C pro Jahr berechnet. Davon sind jährlich 3,3 Gigatonnen C in der Atmosphäre verblieben und verstärken den Treibhauseffekt. Dieter Kasang: Daten nach IPCC

54 Anstieg der CO2-Konzentration
Der eindeutigste Beleg für den Eingriff des Menschen in die klimarelevante Zusammensetzung der Atmosphäre ist der Anstieg der CO2-Konzentration seit Beginn des Industriezeitalters. Vor 1800 lag der atmosphärische Kohlendioxidgehalt jahrhundertelang recht stabil bei 280 ppmv, mit nur geringen Schwankungen von 10 ppmv. Seit Beginn des 18. Jahrhunderts ist mit der sich beschleunigenden Industrialisierung auch die Konzentration von CO2 in zunehmendem Maße auf 360 ppmv im Jahre 1995 angestiegen.

55 Das entspricht einer Steigerung um fast 30% in nur 200 Jahren.

56 Die CO2-Konzentration der letzen 100 Jahre
Die CO2-Konzentrationen der letzten 1000 Jahre Die CO2-Konzentration der letzten 100 Jahre Der eindeutigste Beleg für den Eingriff des Menschen in die klimarelevante Zusammensetzung der Atmosphäre ist der Anstieg der CO2-Konzentration seit Beginn des Industriezeitalters. Vor 1800 lag der atmosphärische Kohlendioxidgehalt jahrhundertelang recht stabil bei 280 ppmv, mit nur geringen Schwankungen von 10 ppmv. Seit Beginn des 18. Jahrhunderts ist mit der sich beschleunigenden Industrialisierung auch die Konzentration von CO2 in zunehmendem Maße auf 360 ppmv im Jahre 1995 angestiegen. Das entspricht einer Steigerung um fast 30% in nur 200 Jahren. Eine Änderung der CO2-Konzentration in diesem Ausmaße fand sich in der Vergangenheit nur in Perioden mit dramatischem Klimawechsel wie im Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeiten vor ca Jahren. Schätzungsweise sind seit 1850 über 210 Gigatonnen Kohlenstoff (1 GtC=3,7 GtCO2) durch Verbrennung fossiler Energieträger in die Atmosphäre emittiert worden und über 110 Gigatonnen durch Abholzungen und andere Landnutzungsänderungen. Seit 1958 gibt es direkte Messungen des CO2-Gehaltes vom Südpol und von Mauna Loa, Hawaii. Die Werte früherer Zeiten stammen aus Untersuchungen von Eisbohrkernen. Die Mauna-Loa-Kurve zeigt einen ungebrochenen Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration von 315 ppmv auf 360 ppmv. Die Wachstumsrate der CO2-Konzentration stieg von 0,6 ppmv/a in den 50er Jahren auf 1,53 ppmv/a in den 80er Jahren. Die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen wurden für das letzte Jahrzehnt auf 7,1 Gigatonnen C pro Jahr berechnet. Davon sind jährlich 3,3 Gigatonnen C in der Atmosphäre verblieben und verstärken den Treibhauseffekt. Dieter Kasang: Daten nach IPCC

57 --Ende CO2 Konzentration---

58 Konzentrationsszenarien IPCC
Kohlendioxid: Konzentrationsszenarien Aufgrund der fortgesetzten Emission von Kohlendioxid wird auch die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter ansteigen. Der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), ein internationaler Zusammenschluß der führenden Klimaforscher der Welt, hat für das nächste Jahrhundert verschiedene Szenarien entworfen, die zeigen, daß nur durch drastische Einschränkungen der Kohlendioxid-Emissionen eine ökologisch verträgliche Konzentrationszunahme in der Atmosphäre zu erwarten ist. Im sogenannten "business as usual"(weiter wie bisher)-Szenario (IS92a), bei dem die gegenwärtigen Steigerungsraten beibehalten werden, liegt der CO2-Gehalt am Ende des nächsten Jahrhunderts doppelt so hoch wie heute. Grundannahmen dieses Szenariums sind eine Zunahme der Weltbevölkerung bis zum Jahre 2100 auf 11,3 Milliarden, ein durchschnittliches Wachstum der Weltwirtschaft um jährlich 2,3% und keine einschneidenden energiepolitischen Maßnahmen. Nur bei einer Bevölkerung von 6,4 Milliarden im Jahre 2100 (1998: 6,0 Ma.!), einem Wirtschaftswachstum von 1,2% und einer anderen Energiepolitik mit z.B. einem kWh-Preis von 0,10 DM für Solarenergie läge nach dem Szenario IS92d die CO2-Konzentration im Jahre 2100 bei "nur" dem Doppelten des vorindustriellen Wertes von 280 ppmv. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

59 Intergovernmental Panel on Climate Change
Aufgrund der fortgesetzten Emission von Kohlendioxid wird auch die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter ansteigen. Der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), ein internationaler Zusammenschluss der führenden Klimaforscher der Welt, hat für das nächste Jahrhundert verschiedene Szenarien entworfen, die zeigen, dass nur durch drastische Einschränkungen der Kohlendioxid-Emissionen eine ökologisch verträgliche Konzentrationszunahme in der Atmosphäre zu erwarten ist.

60 weiter wie bisher-Szenario (IS92a)
Im sogenannten "business as usual"(weiter wie bisher)-Szenario (IS92a), bei dem die gegenwärtigen Steigerungsraten beibehalten werden, liegt der CO2-Gehalt am Ende des nächsten Jahrhunderts doppelt so hoch wie heute.

61 Konzentrationsszenarien IPCC
Kohlendioxid: Konzentrationsszenarien Aufgrund der fortgesetzten Emission von Kohlendioxid wird auch die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiter ansteigen. Der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), ein internationaler Zusammenschluß der führenden Klimaforscher der Welt, hat für das nächste Jahrhundert verschiedene Szenarien entworfen, die zeigen, daß nur durch drastische Einschränkungen der Kohlendioxid-Emissionen eine ökologisch verträgliche Konzentrationszunahme in der Atmosphäre zu erwarten ist. Im sogenannten "business as usual"(weiter wie bisher)-Szenario (IS92a), bei dem die gegenwärtigen Steigerungsraten beibehalten werden, liegt der CO2-Gehalt am Ende des nächsten Jahrhunderts doppelt so hoch wie heute. Grundannahmen dieses Szenariums sind eine Zunahme der Weltbevölkerung bis zum Jahre 2100 auf 11,3 Milliarden, ein durchschnittliches Wachstum der Weltwirtschaft um jährlich 2,3% und keine einschneidenden energiepolitischen Maßnahmen. Nur bei einer Bevölkerung von 6,4 Milliarden im Jahre 2100 (1998: 6,0 Ma.!), einem Wirtschaftswachstum von 1,2% und einer anderen Energiepolitik mit z.B. einem kWh-Preis von 0,10 DM für Solarenergie läge nach dem Szenario IS92d die CO2-Konzentration im Jahre 2100 bei "nur" dem Doppelten des vorindustriellen Wertes von 280 ppmv. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

62 Grundannahmen dieses Szenariums
Grundannahmen dieses Szenariums sind eine Zunahme der Weltbevölkerung bis zum Jahre 2100 auf 11,3 Milliarden, ein durchschnittliches Wachstum der Weltwirtschaft um jährlich 2,3% und keine einschneidenden energiepolitischen Maßnahmen

63 560 ppmv Nur bei einer Bevölkerung von 6,4 Milliarden im Jahre 2100 (1998: 6,0 Ma.!), einem Wirtschaftswachstum von 1,2% und einer anderen Energiepolitik mit z.B. einem kWh-Preis von 0,50 Euro für Solarenergie läge nach dem Szenario IS92d die CO2-Konzentration im Jahre 2100 bei "nur" dem Doppelten des vorindustriellen Wertes von 280 ppmv.

64 Kohlendioxid: Stabilisierungsszenarien
Kann der CO2-Gehalt der Atmosphäre irgend- wann stabilisiert werden, so daß die Ökosysteme Zeit genug hätten, sich den neuen klimatischen Verhältnissen anzupassen? Die IPCC-Szenarien zeigen, daß das wegen der Langlebigkeit von CO2 in der Atmosphäre nur erreicht wird, wenn in naher Zukunft von dem gegenwärtigen Emissions-Pfad deutlich abgewichen wird. Eine Stabili-sierung der CO2-Konzentration auf dem hohen Niveaus von 450, 650 oder 1000 ppmv wäre nur unter folgenden Bedingungen möglich: Die CO2-Emissionen müßten in den nächsten Jahren unter der gegenwärtigen Steigerungsrate bleiben, wenige Jahrzehnte später eine negative Wachstumsrate aufweisen und in ca. 40, 110 bzw. 240 Jahren deutlich den gegenwärtigen Wert unterschreiten. Nur dann wäre es in naher oder ferne-rer Zukunft dem Ozean und der Biosphäre möglich, die weiteren anthropogenen CO2-Emissionen vollständig aufzunehmen. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

65 Stabilisierung möglich?
Kann der CO2-Gehalt der Atmosphäre irgend- wann stabilisiert werden, so daß die Ökosysteme Zeit genug hätten, sich den neuen klimatischen Verhältnissen anzupassen? Die IPCC-Szenarien zeigen, daß das wegen der Langlebigkeit von CO2 in der Atmosphäre nur erreicht wird, wenn in naher Zukunft von dem gegenwärtigen Emissions-Pfad deutlich abgewichen wird.

66 IPCC Szenarien Eine Stabilisierung der CO2-Konzentration auf dem hohen Niveaus von 450, 650 oder 1000 ppmv wäre nur unter folgenden Bedingungen möglich: Die CO2-Emissionen müssten in den nächsten Jahren unter der gegenwärtigen Steigerungsrate bleiben und wenige Jahrzehnte später eine negative Wachstumsrate aufweisen Kohlendioxid: Stabilisierungsszenarien Konzentrationsszenarien IPCC

67 Kohlendioxid: Stabilisierungsszenarien
Kann der CO2-Gehalt der Atmosphäre irgend- wann stabilisiert werden, so daß die Ökosysteme Zeit genug hätten, sich den neuen klimatischen Verhältnissen anzupassen? Die IPCC-Szenarien zeigen, daß das wegen der Langlebigkeit von CO2 in der Atmosphäre nur erreicht wird, wenn in naher Zukunft von dem gegenwärtigen Emissions-Pfad deutlich abgewichen wird. Eine Stabili-sierung der CO2-Konzentration auf dem hohen Niveaus von 450, 650 oder 1000 ppmv wäre nur unter folgenden Bedingungen möglich: Die CO2-Emissionen müßten in den nächsten Jahren unter der gegenwärtigen Steigerungsrate bleiben, wenige Jahrzehnte später eine negative Wachstumsrate aufweisen und in ca. 40, 110 bzw. 240 Jahren deutlich den gegenwärtigen Wert unterschreiten. Nur dann wäre es in naher oder ferne-rer Zukunft dem Ozean und der Biosphäre möglich, die weiteren anthropogenen CO2-Emissionen vollständig aufzunehmen. Dieter Kasang: Norbert Noreiks, Max-Planck-Institut für Meteorologie

68 -Ende Kohlenstoffkreislauf und IPCC Szenarien-

69 Verursacher des anthropogenen Treibhauseffekts
Treibhausgase Nach Sektoren Wer emittiert wie viel Pro Kopf CO2

70 Auswirkungen, Szenarien und Prognosen
Anstieg des Meeresspiegels Verschiebung der Klimazonen Trinkwasserknappheit Naturkatastrophen

71 Anstieg des Meeresspiegels
Nach Prognosen des IPCC könnte der Meeresspiegel im schlimmsten Falle im Jahr 2100 örtlich bis zu rund 90 Zentimeter angestiegen sein - im günstigsten Falle allerdings nur um knapp zehn Zentimeter. Der Durchschnitt aller Szenarien liegt bei etwa einem halben Meter. Die Eismassen der Arktis und Antarktis verlieren bereits jetzt stellenweise an Volumen, die Gletscher der Gebirge schmelzen. Bleibt dieser Trend erhalten, könnten sie in Zukunft bs auf kleine Eisreste abgeschmolzen oder ganz verschwunden sein. Bedeutende Anteile des heute als Inlandeis gebundenen Wassers wechseln dadurch in den flüssigen Aggregatzustand und lösen damit einen Anstieg des Meeresspiegels aus. Eine Volumenzunahme des Ozeanwassers durch die Erwärmung verstärkt diesen Effekt noch. Nach Prognosen des IPCC könnte der Meeresspiegel im schlimmsten Falle im Jahr 2100 örtlich bis zu rund 90 Zentimeter angestiegen sein - im günstigsten Falle allerdings nur um knapp zehn Zentimeter. Der Durchschnitt aller Szenarien liegt bei etwa einem halben Meter. Zwar variiert die Höhe des Anstiegs je nach Region, nicht überall steigt der Meeresspiegel gleich stark an, doch viele küstennahe Landschaften auf Meeresniveau, die wie Bangladesh bereits heute mit immer wiederkehrenden Überschwemmungen zu kämpfen haben, würden überspült. Auch viele Inselstaaten der Südsee gehören schon jetzt zu den Verlierern des Klimawandels, die meist nur flachen Atolle spüren den Anstieg am deutlichsten. Direkt betroffen von einer Erhöhung des Meeresspiegels wären auch Teile der Niederlande, doch im Gegensatz zu den betroffenen Entwicklungsländern haben diemNiederländer genügend finanzielle Mittel, um durch immer höhere Deiche ihr Land vor dem heranflutenden Meer zu schützen.

72 Verschiebung der Klimazonen
Inwieweit sich eine Temperaturerhöhung und eine Veränderung der Land-Meerverteilung auch auf die Niederschläge auswirkt, ist nicht leicht vorherzusagen, eine Verschiebung der Klimazonen und dadurch eine andere Verteilung der Niederschlagsmengen wird allerdings von Klimaforschern erwartet. Für Deutschland könnte dies im Extremfall mehr Regen, für die ohnehin wasserarmen Mittelmeerländer dagegen Trockenheit bedeuten.

73 Trinkwasserknappheit
Durch Niederschlagsumverteilung Durch sinkenden Grundwasserspiegel Durch eindringen von Meerwasser in flach liegende Grundwasservorräte Insbesondere in Afrika und anderen Teilen der dritten Welt

74 Naturkatastrophen Stürme Überschwemmungen Dürren
Häufigkeit und Intensität nehmen zu

75 Hurrican über dem Golf von Mexico
NOAA

76 Klimapolitik und Klimaverhandlungen
Rio bis Kyoto Das Kyoto Protokoll Ohne USA und mit Russland

77 Klimarahmenkonvention
Der erste Schritt in Richtung einer weltweiten Klimaschutzpolitik erfolgte 1992 im Rahmen der Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Zusammenarbeit (UNCEP) in Rio de Janeiro. Dort unterzeichneten 154 Staaten und die EU eine Klimarahmenkonvention, in der sich die Industrieländer auf Maßnahmen zu einer langfristigen Senkung der Treibgasemissionen verpflichteten. Die Klimarahmenkonvention Die Beschlüsse der UN-Konferenz von Rio de Janeiro Der erste Schritt in Richtung einer weltweiten Klimaschutzpolitik erfolgte 1992 im Rahmen der Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Zusammenarbeit (UNCEP) in Rio de Janeiro. Dort unterzeichneten 154 Staaten und die EU eine Klimarahmenkonvention, in der sich die Industrieländer auf Maßnahmen zu einer langfristigen Senkung der Treibgasemissionen verpflichteten. Diese Verpflichtungen gelten zunächst nur für die 36 sogenannten „Annex 1“-Staaten. Zu diesen gehören vor allem die Industrieländer als Hauptproduzenten der klimaschädlichen Treibhausgase, unter anderem auch die OECD-Staaten und die Europäische Union. Die Entwicklungsländer wurden von einer Reduktion ihrer Emissionen zunächst freigestellt. Auszüge aus der Klimarahmenkonvention: Artikel 4(2)a: „Jede der Vertragsparteien beschließt regionale Politiken und ergreift entsprechende Maßnahmen zur Abschwächung der Klimaänderungen, indem sie ihre anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen begrenzt und ihre Treibhausgassenken- und –speicher schützt und erweitert. Diese Politiken und Maßnahmen werden zeigen, daß die entwickelten Länder bei der Änderung der längerfristigen Trends bei anthropogenen Emissionen in Übereinstimmung mit dem Ziel des Übereinkommens die Führung übernehmen....; Sie berücksichtigen die unterschiedlichen Ausgangspositionen und Ansätze sowie die unterschiedlichen Wirtschaftsstrukturen und Ressourcen der Vertragsparteien (...) und tragen der Tatsache Rechnung, das jede dieser Vertragsparteien zu einem weltweiten Bemühen um die Verwirklichung des Zieles gerechte und angemessene Beiträge leisten muß. Die Vertragsparteien können solche Politiken und Ziele gemeinsam mit anderen durchführen und können andere dabei unterstützen (...).“ Artikel 4(2)b: „Um Fortschritte in dieser Richtung zu fördern, übermittelt jede dieser Vertragsparteien innerhalb von sechs Monaten nach Inkrafttreten des Übereinkommens ...und danach in regelmäßigen Abständen ...ausführliche Angaben über ihre vorgesehenen Politiken und Maßnahmen sowie über ihre sich daraus ergebenden vorraussichtlichen Emissionen von ...Treibhausgasen aus Quellen und den Abbau solcher Gase durch Senken (...) mit dem Ziel, einzeln oder gemeinsam die anthropogenen Emissionen von Kohlendioxid und anderen ...Treibhausgasen auf das Niveau von 1990 zurückzuführen. Diese Angaben werden in regelmäßigen Abständen auf der Konferenz der Vertragsparteien überprüft werden.“ Diese Klimarahmenkonvention wurde inzwischen von mehr als 150 Staaten und der EU ratifiziert und am 21. März 1994, sechs Monate nach Hinterlegung der ersten 50 Ratifizierungsurkunden, trat sie in Kraft.

78 Beschlüsse von Rio Diese Verpflichtungen gelten zunächst nur für die 36 sogenannten „Annex 1“-Staaten. Zu diesen gehören vor allem die Industrieländer als Hauptproduzenten der klimaschädlichen Treibhausgase, unter anderem auch die OECD-Staaten und die Europäische Union. Die Entwicklungsländer wurden von einer Reduktion ihrer Emissionen zunächst freigestellt. Die Klimarahmenkonvention Die Beschlüsse der UN-Konferenz von Rio de Janeiro Der erste Schritt in Richtung einer weltweiten Klimaschutzpolitik erfolgte 1992 im Rahmen der Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Zusammenarbeit (UNCEP) in Rio de Janeiro. Dort unterzeichneten 154 Staaten und die EU eine Klimarahmenkonvention, in der sich die Industrieländer auf Maßnahmen zu einer langfristigen Senkung der Treibgasemissionen verpflichteten. Diese Verpflichtungen gelten zunächst nur für die 36 sogenannten „Annex 1“-Staaten. Zu diesen gehören vor allem die Industrieländer als Hauptproduzenten der klimaschädlichen Treibhausgase, unter anderem auch die OECD-Staaten und die Europäische Union. Die Entwicklungsländer wurden von einer Reduktion ihrer Emissionen zunächst freigestellt. Auszüge aus der Klimarahmenkonvention: Artikel 4(2)a: „Jede der Vertragsparteien beschließt regionale Politiken und ergreift entsprechende Maßnahmen zur Abschwächung der Klimaänderungen, indem sie ihre anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen begrenzt und ihre Treibhausgassenken- und –speicher schützt und erweitert. Diese Politiken und Maßnahmen werden zeigen, daß die entwickelten Länder bei der Änderung der längerfristigen Trends bei anthropogenen Emissionen in Übereinstimmung mit dem Ziel des Übereinkommens die Führung übernehmen....; Sie berücksichtigen die unterschiedlichen Ausgangspositionen und Ansätze sowie die unterschiedlichen Wirtschaftsstrukturen und Ressourcen der Vertragsparteien (...) und tragen der Tatsache Rechnung, das jede dieser Vertragsparteien zu einem weltweiten Bemühen um die Verwirklichung des Zieles gerechte und angemessene Beiträge leisten muß. Die Vertragsparteien können solche Politiken und Ziele gemeinsam mit anderen durchführen und können andere dabei unterstützen (...).“ Artikel 4(2)b: „Um Fortschritte in dieser Richtung zu fördern, übermittelt jede dieser Vertragsparteien innerhalb von sechs Monaten nach Inkrafttreten des Übereinkommens ...und danach in regelmäßigen Abständen ...ausführliche Angaben über ihre vorgesehenen Politiken und Maßnahmen sowie über ihre sich daraus ergebenden vorraussichtlichen Emissionen von ...Treibhausgasen aus Quellen und den Abbau solcher Gase durch Senken (...) mit dem Ziel, einzeln oder gemeinsam die anthropogenen Emissionen von Kohlendioxid und anderen ...Treibhausgasen auf das Niveau von 1990 zurückzuführen. Diese Angaben werden in regelmäßigen Abständen auf der Konferenz der Vertragsparteien überprüft werden.“ Diese Klimarahmenkonvention wurde inzwischen von mehr als 150 Staaten und der EU ratifiziert und am 21. März 1994, sechs Monate nach Hinterlegung der ersten 50 Ratifizierungsurkunden, trat sie in Kraft.

79 Von 150 Staaten ratifiziert
Diese Klimarahmenkonvention wurde von mehr als 150 Staaten und der EU ratifiziert und am 21. März 1994, sechs Monate nach Hinterlegung der ersten 50 Ratifizierungsurkunden, trat sie in Kraft.

80 Das Kyoto Protokoll Die Beschlüsse der 3. Weltklimakonferenz
Am 11. Dezember 1997 wurde im Rahmen der 3. Vertragsstaatenkonferenz das sogenannte „Kyoto-Protokoll“ verabschiedet. An dieser Fortentwicklung der Klimarahmenkonvention von 1992 beteiligten sich 160 Staaten. Dabei wurden erstmals auch rechtsverbindliche Begrenzungs- und Reduktionsverpflichtungen für die Industrieländer festlegt.

81 um fünf Prozent Demnach müssen die Industrieländer ihre Emissionen von sechs Schlüssel-Treibhausgasen bis zum Jahr 2010 im Schnitt um fünf Prozent gesenkt haben (bezogen auf die Werte von 1990).

82 Was wird gemessen? Gemessen werden die Emissionen von Kohlendioxid, Methan, und Stickoxiden, außerdem die Abgabe von drei besonders langlebigen Fluorkohlenwasserstoffverbindungen.

83 Die Verpflichtungen im einzelnen:
Die EU soll CO2 um acht Prozent senken, Ungarn, Polen und Japan jeweils um sechs Prozent, die USA um sieben Prozent. Russland, die Ukraine und Neuseeland haben sich verpflichtet, ihre Emissionen auf dem bisherigen Stand einzufrieren.

84 Emissionen sogar erhöhen!
Demgegenüber dürfen Staaten, die bislang nur relativ wenig zum anthropogenen Treibhauseffekt beitragen, ihre Emissionen sogar erhöhen: Norwegen um einen Prozent, Australien bis zu acht und Island sogar um bis zu zehn Prozent.

85 Ohne USA, aber mit Russland
Das Protokoll trat in Kraft, als es von mindestens 55 Staaten ratifiziert worden ist und dadurch gleichzeitig mindestens 55% der 1990 von Industrieländern ausgestoßenen CO2 Emissionen abgedeckt waren.

86 Senken Menschliche Aktivitäten können auch CO2-Senken schaffen. Beispielsweise wird durch das anlegen von Wäldern Kohlenstoff im Holz der Bäume gespeichert. Aber Achtung! Gefahr!

87 Flexible Mechanismen Reduktionsverpflichtungen können auch im Ausland erfüllt werden 1. Industriestaaten untereinander im Rahmen von Projekten JI = Joint Implemetation 2. in Entwicklungsländern, CDM = Clean Development Mechanism

88 Flexible Mechanismen 3. Industriestaaten können untereinander mit Emissionshandelskontingenten Handel treiben. (Emissionshandel)

89 Was behandelt wurde 1. Klima und Klimasystem
2. Temperaturveränderungen in Vergangenheit und Zukunft 3. Kohlenstoffkreislauf und Treibhauseffekt 4. Szenarien und Prognosen 5. Klimapolitik und Verhandlungen

90 Was nicht behandelt wurde
Maßnamen zu Klimaschutz Was erwarten wir von der Politik Wie kann und sollte jeder Einzelne einen Beitrag leisten.

91 ----ENDE----