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Der Klimawandel 12.02.2007 Nicholas Domes Fortgeschrittenen-Praktikum Betreuer: Prof. Dr. Konrad Kleinknecht.

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Präsentation zum Thema: "Der Klimawandel 12.02.2007 Nicholas Domes Fortgeschrittenen-Praktikum Betreuer: Prof. Dr. Konrad Kleinknecht."—  Präsentation transkript:

1 Der Klimawandel Nicholas Domes Fortgeschrittenen-Praktikum Betreuer: Prof. Dr. Konrad Kleinknecht

2 Gliederung Zeichen des Klimawandels –mittlere Erdtemperaturverlauf, Hurrikans, Gletscherschwund Milankovic - Zyklen Der Treibhauseffekt –Funktionsweise des Treibhauseffekts –Leistungsbilanz der Erde –Natürlicher Treibhauseffekt –Anthropogener Treibhauseffekt –CO 2 -Emission und Ausblick Grönlandeis Vergleich mit Venus Mögliche Auswege Fazit

3 Die Zeichen des Klimawandels Erhöhung der mittleren Temperatur auf der Erde Von 1900 bis 2000 ist die mittlere Temperatur der Erde um 0,6K gestiegen.

4 Die Zeichen des Klimawandels Allen 1988 Andrew 1992 Mitch 1998 Charley, Frances, Ivan 2004 Dennis, Katrina, Rita, Stan, Vince und Wilma 2005 Daniel, Ioke, John war das aktivste Jahr seit Beginn der Beobachtungen im Nordatlantik. Höhere Wassertemperatur -> mehr starke Hurrikans Karibik und Golf von Mexiko 1623 östl. Pazifik3649 ind. Ozean2457

5 Die Zeichen des Klimawandels Gletscherschwund Auf alten Postkartenbildern sind Gletscher zu sehen, die heute wesentlich kleiner sind. (www.gletscherarchiv.de) Kilimanjarogletscher hat zwischen 1912 und 2000 ca 80% seiner Eismasse verloren.  Albedo vermindert sich (positive Rückkopplung)

6 Die Zeichen des Klimawandels Gletscherschwund Gepatschgletscher (Quelle: WDR, Q21)

7 Die Zeichen des Klimawandels Gletscherschwund Kilimanjaro (Quelle Wikipedia commons)

8 Milankovic - Zyklen 1941 hat Milutin Milankovic die Variation der einstrahlenden Energie beschrieben. (Exzentrität Jahre; Neigungswinkel Jahre; Präzession Jahre) Die Abweichung der eingestrahlten Energie liegt dabei insgesamt in einer Größenordnung von 5 bis 10 Prozent. Die langen Zeiten für einen Zyklus deuten darauf hin, dass dieser Effekt nicht für den schnellen Klimawandel der letzten hundert Jahre verantwortlich gemacht werden kann.

9 Die im Mittel einfallende Strahlung (342W/m²) wird zum Teil an Wolken und zum Teil am Boden reflektiert. Diesen Effekt nennt man Albedo. Die übrige Strahlung wird von der Erde und der Atmosphäre absorbiert und erhitzt beide. Der Treibhauseffekt Funktionsweise des Treibhauseffekts

10 Erde strahlt Schwarzkörperstrahlung ab. Die Atmosphäre nimmt zusätzlich noch einen Teil dieser Strahlung auf und erwärmt sich. Atmosphäre gibt mehr Schwarzkörperstrahlung ab -> Wärmere Atmosphäre gibt zusätzliche Energie ab, ein Teil wird auf die Erde abgestrahlt und erwärmt diese. Der Treibhauseffekt

11 Absorptionsspektren von CO 2 und Methan im Vergleich zum Emissionsspektrum schwarzer Körper CO 2 Methan

12 Der Treibhauseffekt Treibhausgase sind für kurzwelliges Sonnenlicht durchlässig  Erde absorbiert kurzwellige Licht abzüglich des Albedos  Energieabstrahlung der Erde nach Stefan-Boltzmann  Treibhausgase absorbieren langwellige Wärmestrahlung und erwärmen sich  Wärmestrahlung in alle Richtungen (also auch auf die Erde)  zusätzlicher Wärmeantrieb = Treibhauseffekt

13 Der Treibhauseffekt Leistungsbilanz der Erde - Absorbierte Leistung: mittlere Solarkonstante s=342 W/m² Albedo (reflektierter Anteil) a = 0,3 P a = (1-a)·s·4·π·R² = 1,2·10 17 W -Abgestrahlte Leistung: Stefan-Boltzmann-Gesetz P e = σ·T e 4 ·4·π·R²

14 Der Treibhauseffekt Leistungsbilanz der Erde Mit P a = P e erhält man T = -18°C Aber: T Erdoberfläche = 15°C Der natürliche Treibhauseffekt erhöht die Temperatur also um 33K.

15 Der Treibhauseffekt Anthropogener Treibhauseffekt Mensch erzeugt CO 2 und andere Treibhausgase  stärkere Absorption der Wärmestrahlung in der Atmosphäre  0,6K höhere Temperatur seit 1900 Den Anstieg der CO 2 -Konzentration sieht man an den Daten der Messstation Mauna-Loa auf Hawaii. Hier wurden ab 1958 Daten zum CO 2 -Gehalt der Luft aufgenommen. Die andere Kurve zeigt den Anstieg des CO 2 -Gehaltes über einen Zeitraum von 1000 Jahren. Man erkennt eine deutliche Erhöhung mit Beginn des Industriezeitalters.

16 CO 2 Emission in der Welt und Ausblick Emission pro Einwohner und Jahr

17 Was wenn das Grönlandeis komplett geschmolzen ist? Oberfläche Erde5E14m² Oberfläche der Ozeane3,62E14m² Fläche Grönland2,166E12m² Eisedeckte Fläche (85%)1,841E+12m² Höhe Grönlandeis (zwischen 1 und 3 km)1000m3000m Volumen Grönlandeis1,84E15m³5,52E15m³ Erhöhung Meeresspiegel5m15m untere Grenzeobere Grenze

18 Vergleich Erde - Venus ErdeVenus Solarkonstante [W/m²] Albedo 0,30,8 Übrigbleibende Strahlungsenergie [W/m²] 957,6516 Erwartete Temperatur (Stefan- Boltzmann) [°C] Tatsächliche Oberflächentemperatur [°C] Temperaturdifferenz [K] CO 2 -Konzentration [%] 0, Quelle: Rahmstorf, Schellenhuber: Der Klimawandel

19  Vermeide Emission von CO 2 in die Atmosphäre!!

20 Mögliche Auswege Abscheidung und Lagerung von CO 2 Kraftwerke ohne Emission von CO 2 Ausnutzung regenerativer Energiequellen Energie einsparen Öffentlichkeit über Umweltproblematik informieren

21 Fazit Das Klima wird wärmer Dadurch mehr Naturkatastrophen wie Hurrikans und Überschwemmungen Lösung ist CO 2 -Reduktion Dazu mehr im nächsten Vortrag (Diskussion am Ende)


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