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Die Ökozonale Gliederung der Erde nach Schultz 2000.

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Präsentation zum Thema: "Die Ökozonale Gliederung der Erde nach Schultz 2000."—  Präsentation transkript:

1 Die Ökozonale Gliederung der Erde nach Schultz 2000

2 Die Sonne ist der alleinige Energielieferant für die Erde. Damit ist die variierende Sonneneinstrahlung der Sonne (Bestrahlungsstärke) für den Energiehaushalt der Erde und damit für die Dynamik von Wetter und Klima auf der Erde "verantwortlich". Entfernung Erde – Sonne im Mittel 149,6 Mio km. Die Sonne © H.Kehl Der wichtigste Parameter für das Klima

3 Die Evolution auf den unterschiedlichen Kontinenten führte z.B. zu verschiedenen Florenreichen und unterschiedlichen Tiergruppen. © H.Kehl Dabei spielte wesentlich eine Rolle, vor wie langer Zeit die einzelnen Kontinentalplatten sich voneinander getrennt hatten. Die Entwicklung des Lebens auf der Erde Evolution

4 Die Verteilung der Landmassen und der Meere auf der Erde im Laufe ihrer Geschichte ist entscheidend für den Strahlungshaushalt. © H.Kehl Die Platten- Tektonik Und: Die Verteilung der Landmassen auf der Erde im Laufe ihrer Geschichte ist entscheidend für den Evolution. Klimabestimmend im Laufe der Erdgeschichte

5 © H.Kehl Plattentektonik & Evolution Die zeitlichen Abstände (in Mio Jahren) zwischen der Trennung der Landmassen als Folge der Kontinentaldrift der einzelnen Erdplatten.

6 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Erde & Sonne: Der Wechsel zwischen Warm- und Kaltzeiten Klimadynamik in der Erdgeschichte

7 © H.Kehl Der Wechsel von Warm- und Kaltzeiten Die Sonne und verschiedene Phänomene: Das zyklische Auftreten von Kalt- und Warmzeiten mit ca. 150 Mio. Zykluszeit.

8 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Die Sonne und verschiedene Phänomene: Das zyklische Auftreten von Kalt- und Warmzeiten mit ca. 100 bis Jahren Zykluszeit. Relativ kurzfristige Schwankungen

9 © H.Kehl Das Verhältnis von Erde & Sonne... Die wichtigsten Parameter für das Klima A) Die Exzentrizität (100 ka) - Änderung des Ellipsenradius der Erdumlaufbahn: Die jährliche Umlaufbahn der Erde verändert sich im Laufe einer Periode von rund Jahren von einem fast vollkommenen Kreis zu einer länglichen Ellipse und wieder zurück zum Kreis. Dabei schwankt die Entfernung der Erde zur Sonne um 18,5 Millionen Kilometer (aktuell nur 4,9 Mio km). URSACHEN sind im Wesentlichen wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität.

10 © H.Kehl B) Die Schiefe der Ekliptik bzw. Neigungswinkel der Erdrotations- achse, gen. Obliquität (41 ka): Die Rotationsachse der Erde verläuft nie lotrecht zur Ebene ihrer Umlaufbahn um die Sonne, sondern in einem Winkel, der im Verlauf einer Periode von 41 ka zwischen 21°55' und 24°18'° schwankt. Das Verhältnis von Erde & Sonne wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität. Die wichtigsten Parameter für das Klima URSACHEN sind im Wesentlichen... Zurzeit beträgt der Neigungswinkel 23°26'25". Wegen dieser Neigung der Erdachse ändert sich die Intensität der auf jeden Punkt der Erde treffenden Sonnenstrahlung während der einjährigen Umlaufzeit, die die Jahreszeiten verursacht.

11 © H.Kehl B) Die Schiefe der Ekliptik bzw. Neigungswinkel der Erdrotations- achse, gen. Obliquität (41 ka): Das Verhältnis von Erde & Sonne wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität. Die wichtigsten Parameter für das Klima URSACHEN sind im Wesentlichen... > Wenn der Neigungswinkel am grössten ist, kommt es auf der Nord- wie auf der Südhalbkugel zu den heissesten Sommern und kältesten Wintern. Vor 25 ka erhielt die Erde auf 65° nördlicher Breite nur soviel Sonne wie heute auf 71° nördlicher Breite, rund 450km weiter nördlich.

12 © H.Kehl C) Die Präzession ( Jahre - nach anderen Angaben 19 bis 23 ka): Das Verhältnis von Erde & Sonne wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität. Die wichtigsten Parameter für das Klima URSACHEN sind im Wesentlichen... Während sich die Form der Umlaufbahn (Exzentrizität) und der Neigungswinkel der Rotationsachse (Schiefe der Ekliptik - Obliquität ) ändern, vollführt die Erde gleichzeitig eine langsame Kreiselbewegung im Raum - ihre Achse beschreibt einen Kreis (Wanderung des Himmelsnordpols), den sie alle Jahre vollendet und der als Umlauf des Perihels bezeichnet wird.

13 © H.Kehl C) Die Präzession ( Jahre - nach anderen Angaben 19 bis 23 ka): Das Verhältnis von Erde & Sonne wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität. Die wichtigsten Parameter für das Klima URSACHEN sind im Wesentlichen... Diese Kreiselbewegung, die sogen. Präzession, hat zur Folge, dass sich der Abstand zwischen Erde und Sonne (aktuell mittl. Abstand km) in einer bestimmten Jahreszeit langsam verändert. So erreicht auf der Nordhalbkugel die Erde auf ihrer Umlaufbahn gegenwärtig den sonnennächsten Stand (das Perihel) im Winter (Januar mit km in Sonnennähe) und den sonnenfernsten Stand (das Aphel mit km in Sonnenferne) Anfang Juli.

14 © H.Kehl C) Die Präzession ( Jahre - nach anderen Angaben 19 bis 23 ka): Das Verhältnis von Erde & Sonne wird geprägt von unterschiedlicher Strahlungsintensität. Die wichtigsten Parameter für das Klima URSACHEN sind im Wesentlichen... > Diese Kombination begünstigt milde Winter und kühle Sommer - und damit das Anwachsen von Eisdecken. Vor rund 11 ka (Ende der letzten Eiszeit) jedoch waren die Verhältnisse genau umgekehrt und damit nach Ansicht vieler Wissenschaftler die Voraussetzungen für das Abschmelzen des Eises auf der Nordhalbkugel gegeben.

15 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Wie war die Vegetationsverteilung während und nach der letzten Eiszeit als Folge der klimatischen Bedingungen? Der Weg in das Holozän

16 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Der Weg in das Holozän, das aktuelle Interglazial

17 Paleontology Science Center, Colorado Regenwaldreste: LGM = ca – ca BP © H.Kehl

18 Paleontology Science Center, Colorado (Regen)waldreste: LGM = ca – ca BP

19 Aktuelle Ökozonen Afrikas nach Schultz 2000 u. Sayre et al. 2013

20 Darfur – Nord-Sudan

21 Antarktis / Arktis / N-Europa / N-Amerika

22 LGM = ca – ca BP Die trocken liegenden Schelfgebiete aller Kontinente hatten etwa die Fläche Europas. Regenwälder bedeckten den Sunda-Schelf. © H.Kehl

23 Australien, Cairns / Atherton Tableland

24 Zum Vergleich: Gegenwart plus x Jahre Schelfgebiete aller Kontinente sind mit Wasser bedeckt und Teile flacher Küstenregionen

25 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Warme und kühle Phasen in der nördlichen Hemisphäre Zwischen den Eiszeiten von Jahren immer wieder Interglaziale. Das aktuelle heisst Holozän. Das Klima im Holozän

26 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Humide und aride Phasen Zwischen den Eiszeiten von Jahren immer wieder Interglaziale. Das aktuelle heisst Holozän. Das Klima im Holozän: Sahara

27 Paleontology Science Center, Colorado Gegenwart:

28 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter "... das geographische Klima [ist] die für einen Ort, eine Landschaft oder einen grösseren Raum typische Zusammenfassung der erdnahen und die Erdoberfläche beeinflussenden atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraums (mindestens 30 Jahre) in charakteristischer Verteilung der häufigsten, mittleren und extremen Werte." Was versteht man unter Klima?

29 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Das sogenannte „Globalklima“ ist dagegen eine fiktive Grösse. Die Verwendung von globalen Durchschnittstemperaturen dienen bestenfalls der Orientierung. Einen praktischen Nutzen besitzen sie nicht, obwohl sie durch die Diskussion um „Global Warming" in aller Munde sind. Arithmetische Mittelwerte in diesem Kontext, d.h. zur Charakterisierung des "Globalklimas" sind tatsächlich Werte ohne Wert. Was versteht man unter dem „Globalklima“? Die globale Mitteltemperatur wird heute mit 14-15°C angegeben (is believed to be between!).

30 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Orte ähnlichen Klimas können zu Klimazonen zusammen gefasst werden. Die Erde wird aufgrund unterschiedlich intensiver Sonneneinstrahlung in Zonen verschiedener Klimabedingungen eingeteilt. Diese lassen sich vom Nordpol zum Äquator grob tabellarisch darstellen. Und was versteht man unter Klimazonen?

31 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Die stark schematisierte Zonierung ist zwar die gängigste Unterteilung, jedoch zur Charakterisierung von Vegetations- bzw. Klimazonen völlig unbrauchbar. Und was versteht man unter Klimazonen?

32 Die Ökozonale Gliederung der Erde nach Schultz 2000

33 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Genetische Klassifikation: Klassifikation des Klimas, Methoden: Effektive Klassifikation: FS Wir unterscheiden:

34 © H.Kehl Die drei wichtigsten Parameter Genetische Klassifikation: Klassifikation des Klimas, Methoden: Sie leitet Klimazonen aus der globalen atmosphärischen Zirkulation und der ungleichen globalen Verteilung der Landmassen ab (ohne Berücksichtigung der Reliefenergie und der unterschiedlichen Abstände zwischen den Kontinenten); Die Abhängigkeit der Klimazonen von der Konzentration der Kontinente in der nördlichen Hemisphäre, der globalen Verteilung der Meere sowie der atmosphärischen Strömungsverhältnise wird hier dargestellt. Vor allem nach Köppen.

35 © H.Kehl Effektive Klassifikation: Diese Methode berücksichtigt die Wirkungen von Klimaelementen (Strahlung, Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Wind, Niederschlag) und der jeweils dominierenden Vegetation sowie weitere allgemeine ökologische Kriterien (wie im Rahmen der LV vorgenommen) Klassifikation des Klimas, Methoden:

36 Klimadiagramm für einen typisch medit. Standort z.B. Winterfeuchte Subtropen (ZB IV) a a: Station u. Höhe ü.NN b: Beobachtungsjahre b c: mittl. Jahrestemp. in °C c d: mittl. Jahresniederschl. in mm d e: linke Ordinate mit Temp. in C ein Teilstrich 10 C e f: rechte Ordinate mit Niederschlag ein Teilstrich 20 mm Regen (schwarz über 100 mm = Maßstab auf 1/10 reduziert) f g: relative Dürrezeit (punktiert) g h: relative Trockenzeit h i: Monate mit absolutem Minimum unter 0 Grad C (gestrichelt) i j: Monate mit mittl. Tagesminimum unter 0 Grad C (schwarz - fehlt hier!) j k: mittl. tägl. Minimum des kältesten Monats k l: tiefste gemessene Temperatur l Wie kann man das Klima an einem Ort beschreiben? Das ökologische Klimadiagramm nach Walter 1968.

37 Wie kann man das Klima an einem Ort beschreiben? Das ökologische Klimadiagramm nach Walter 1968.

38 © H.Kehl Wie entstehen Klimazonen? Ferrel Cell

39 © H.Kehl Globalklimatische Bedingungen

40 © H.Kehl Globalklimatische Bedingungen

41 © H.Kehl Globalklimatische Bedingungen

42 © H.Kehl Globalklimatische Bedingungen: Die ITC

43 Globalklimatische Bedingungen: Verlagerung der ITC


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