Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Klimawandel WS 05/06 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz CO 2 (ppm) www.staff.uni-mainz.de/curtius/Klimawandel/ Login:

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Klimawandel WS 05/06 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz CO 2 (ppm) www.staff.uni-mainz.de/curtius/Klimawandel/ Login:"—  Präsentation transkript:

1 Klimawandel WS 05/06 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz CO 2 (ppm) Login: Klimawandel Password: CO2

2 Nachträge: Hurrican Katrina: nur ein Hurrikan der Stufe 3... Durchschnitts-Temperaturen 2005: wärmstes oder 2.-wärmstes Jahr nach 1998, aber kein El-Nino-Jahr wie 1998!

3 Schäden durch Naturkatastrophen Volkswirtschaftliche Schäden 2005: Mrd. US$ versicherte Schäden 2005: ~75 Mrd. US$; davon ~45 Mrd. US$ durch "Katrina" [Münchner Rückversicherung und Schweizer Rückversicherung, 2005]

4 Inhalt 1. Überblick 2. Grundlagen 3. Klimawandel heute: Beobachtungen 4. CO 2 5. Andere Treibhausgase 6. Aerosole und Wolken 7. Solare Variabilität 8. Erwarteter zukünftiger Klimawandel 9. Klimageschichte 10. Klimaschutz

5 CO 2 -Aufnahme im Ozean CO 2 löst sich im Ozean (1.7 Pg C/yr), dort zu ~91% als Bicarbonat-Ionen HCO 3 -, 1% CO 2 und 8% Carbonat-Ionen. "Gelöster inorganischer Kohlenstoff"; Bildung von Kohlensäure: CO 2 + H 2 O +CO 3 2 ¯ 2 HCO 3 ¯ Zusätzliche CO 2 -Aufnahme aus der Atmosphäre führt zu Senkung der CO 3 2 Konzentration: Steigerung des pH-Werts um bis zum Jahr 2100 d.h. [H + ] - Konzentration steigt um % nach IS92a Auflösung der Kalziumkarbonat-Schalen (CaCO 3 ) von Muscheln, Plankton und Korallen da CO 3 2- in Untersättigung. Antarktische Südsee und arktischer Pazifik möglicherweise Aragonit- untersättigt ab Große Auswirkungen für Pteropod-Plankton [Orr et al., Nature, 2005]

6 Orr et al., Nature, 2005: Modell-Vorhersagen für Aragonit-Sättigung Auflösung von Pteropod- Schalen nach 48 hr in Aragonit-untersättigten Bedingungen

7 Inhalt 1. Überblick 2. Grundlagen 3. Klimawandel heute: Beobachtungen 4. CO 2 5. Andere Treibhausgase 6. Aerosole und Wolken 7. Solare Variabilität 8. Erwarteter zukünftiger Klimawandel 9. Klimageschichte 10. Klimaschutz

8 [IPCC 2001]

9 Übersicht der nicht-CO 2 Treibhausgase [IPCC 2001]

10 terrestrisches Strahlungs- fenster 8-12 µm Spektrale Verteilung der Abstrahlung von Sonne und Erde im Vergleich mit Planck-Strahler Sonne: Oberfläche ~5776°C Strahlung maximal im sichtbaren Bereich (0.4 – 0.8 µm)

11 GWP "Greenhouse Warming Potential": berechnet für ein Gas (x) auf Basis der IR-Absorption der Moleküle und der atmosphärischen Abbauzeitskalen ("life time") die Wirksamkeit als Treibhausgas: Referenzgas (r) ist CO 2. ( 120 Jahre). Es muss immer der Zeithorizont (TH) berücksichtigt werden. Angegeben werden meist GWPs für Zeithorizonte von 20, 100 und 500 Jahren. a x ist die "radiation efficiency", [x(t)] ist der zeitliche Verlauf der Gas-Konzentration.

12 Methan: zeitliche Entwicklung und Trend [IPCC 2001]

13 Quellen und Senken von Methan (Tg CH 4 /yr) [IPCC 2001] inkl. ~ Tg/yr aus Reisfeldern Erdgas, Öl- und Kohle- förderung Wiederkäuer gesamt: ~70% anthropogene Quellen

14 Methan: langlebiges, gut-durchmischtes Gas, Konzentration ~1750 ppbv Abbauzeit: 8.4 Jahre Abbau vor allem (>85%) durch OH-Reaktion: CH 4 + OH CH 3 + H 2 O Rückkopplung: CH 4 "verbraucht" das OH, daher: je höher die CH 4 –Konzentration, desto weniger OH (+1% CH 4 entspricht –0.32% OH): Dies verlängert den CH 4 -Abbau um einen Faktor 1.4 geschätzter Klimaantrieb durch anthropogen verursachtes Methan: 0.48 W m -2

15 Methan: zeitliche Entwicklung der letzten 1000 Jahre [IPCC 2001]

16 Methan: zeitliche Entwicklung der letzten Jahre [Spahni et al., Science, 2005] ähnlich wie bei CO 2 waren die Konzentrationen von CH 4 und auch N2O in den letzten Jahren nie so hoch wie heute.

17 Methan: zukünftige Entwicklung sehr stark Szenario-abhängig [IPCC 2001]

18 Erwartete Änderung der Methan-Abbauzeiten wegen OH-Rückkopplung: [IPCC 2001]

19 Methanverluste in russischen Öl-Pipelines? Lelieveld et al., Nature, 2005: CH 4 -Flußmessungen mit Hubschrauber... Verluste sind klein:~1.4% daher "lohnt" Umstieg von Kohle und Öl auf Erdgas als Energiequelle, denn nicht nur weniger CO 2 pro kWh, sondern auch weniger Strahlungsantrieb insgesamt, trotz großen GWPs von CH 4

20 Übersicht der nicht-CO 2 Treibhausgase [IPCC 2001]

21 N 2 O: Quellen und Senken (Tg N/yr) [IPCC 2001] gesamt: ~ 60% anthropogene Quellen, hauptsächlich durch Düngerproduktion und als Abbauprodukt von Stickstoff-Dünger

22 [IPCC 2001]

23 N 2 O: zukünftige Entwicklung ebenfalls stark Szenario-abhängig [IPCC 2001]

24 Übersicht der nicht-CO 2 Treibhausgase [IPCC 2001]

25 Halogenierte Kohlenwasserstoffe: zeitliche Entwicklung seit Nach Montreal- Abkommen haben bestimmte Ersatzstoffe wie z.B HFC 134a stark zugenommen. [IPCC 2001]

26 FCKWs: zeitliche Entwicklung seit 1977 Nach Montreal- Abkommen keine weitere Zunahme oder Abnahme.

27 Halogenverbindungen: Zukünftige Entwicklung [IPCC 2001]

28 Troposphärisches Ozon: sehr variabel, Mittelwerte und Trends schwierig Chemie stark beeinflusst durch NO x, CO, CH 4 und VOCs, UV-Licht, etc. daher gelten diese Gase als "indirekte" Treibhausgase, Die "Vorläufer-Substanzen" haben starke anthropogene Quellen ("Smog"), Beispiel NO x -katalysierte CO-Oxidation. bodennahes Ozon rückläufig in Europa und Nord-Amerika, zunehmend in Südost-Asien und im Nahen Osten Nicht nur Treibhausgas, sondern auch wegen der Auswirkungen auf Gesundheit und landwirtschaftliche Erträge wichtig

29 Ozontrend in mittleren Breiten der Nördlichen Hemisphäre [IPCC 2001]

30 zukünftige Entwicklung troposphärisches Ozon [IPCC 2001]

31 Klimaantrieb in W/m 2 a) durch langlebige Treibhausgase CO 2, CH 4, N 2 O, Halogen-KWs c) durch Ozon [IPCC 2001]

32 Methan-Abbau in der Atmosphäre [Lelieveld et al., Tellus B, 1998]


Herunterladen ppt "Klimawandel WS 05/06 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz CO 2 (ppm) www.staff.uni-mainz.de/curtius/Klimawandel/ Login:"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen