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IPCC Assessment-Report 4 6 Paleoclimate. IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte.

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1 IPCC Assessment-Report 4 6 Paleoclimate

2 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Paläoklima Veränderung des Klimasystems im Laufe der Jahrtausende Fortschritte in 1970er-Jahren Modelle um vergangenes Klima zu simulieren Testen der Klimamodelle

3 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Einleitung Proxies: Eisbohrkerne Pollen Baumjahresringe Plankton Sediment Nicht eine Methode/Proxy, sondern mehrere

4 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Einleitung Rekonstruktion der Temperatur über: Sauerstoffisotopenverhältnis Stickstoffisotopenverhältnis Magnesium/Calzium-Verhältnis Strontium/Calzium-Verhältnis …

5 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Einleitung Rekonstruktion der CO 2 -Konzentration: 2 Proxies: C-Isotopenverhältnisse in Böden und Salzwasser Bor-Isotopenverhältnis Empirischer Zusammenhang zwischen Poren auf Laub und CO 2 -Gehalt

6 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Datieren der Funde Schlechter je weiter zurück Methoden haben spezifische Perioden

7 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Datieren der Funde Baumjahresringe: auf Jahr/Jahreszeit genau tausende Jahre zurück Andere Proxies auf Jahr/Jahreszeit genau: Korallen Sedimente Eisbohrkerne …

8 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Datieren der Funde Radiometrische Datierung: Zerfallsraten natürlich vorkommender Isotope Isotopenverhältnis z.B. C14-Methode

9 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Zeitabschnitte der Erdgeschichte Quartär Holozän ya Pleistozän 2,6mya Neogen 23mya Paläogen 65mya Kreide 145mya Jura

10 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Zeitabschnitte der Erdgeschichte Quartär Holozän ya Pleistozän 2,6mya Neogen 23mya Paläogen 65mya Kreide 145mya Jura

11 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung

12 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Mittleres Pliozän vor 3,3 bis 3 Millionen Jahren Temperatur 2-3K über dem vor dem industriellen Zeitalters (VIZA) Kontinentalverteilung wie heute CO ppm (leicht höher als VIZA) Meeresniveau 15-25m höher weniger Vergletscherung Land feuchter

13 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Mittleres Pliozän Hohe Breiten: +10°C bis +20°C 60°N:+5°C bis +10°C Tropen:keine Erwärmung könnte zeigen, dass höhere Breiten empfindlicher auf erhöhtes CO 2 sind

14 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Thermisches Maximum

15 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Thermisches Maximum mögliche Quellen des C: Freisetzung von Gashydraten vom Meeresboden vulkanische Aktivität Oxidation von Sedimenten Kohlenstofffreisetzung ca. 1-2*10 18 g C etwa ähnliche Menge wie im nächsten Jahrhundert

16 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Zeitabschnitte der Erdgeschichte Quartär Holozän ya Pleistozän 2,6mya Neogen 23mya Paläogen 65mya Kreide 145mya Jura

17 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Glaziale und Interglaziale Sedimente, Eisbohrkerne: Abfolge von Glazial/Interglazial-Zeiten letzte Jahren am Besten dokumentiert: – Jahr Zyklen – andere Perioden

18 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Gründe für Glaziale und Interglaziale Grund für die Änderung des Erdklimas: Änderung der Energiebilanz - durch 1.Änderung der Einstrahlung 2.Änderung der Albedo 3.Änderung der Ausstrahlung

19 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Gründe für Glaziale und Interglaziale Milankovich-Zyklen: Menge der Sommereinstrahlung auf NH ist ausschlaggebend für Eiszeit. Nächste Möglichkeit: in Jahren T…Neigung P…Präzession E…Exzentrizität

20 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Gründe für Glaziale und Interglaziale Neigung: – zwischen 22,05 und 24,5° – Periodizität von Jahren – Jahreszeitenkontrast, gegensätzlicher Einfluss hoher & niedriger Breiten Exzentrizität: – Periodizität von und Jahren – Einfluss auf Distanz Erde-Sonne Präzession: – Periodizität von und Jahren

21 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Glaziale/Interglaziale und Spurengase

22 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung niedrige CO2-Konzentration in Eiszeiten ungeklärt; Prozesse in Atmosphäre, Meer, Sedimente, Eis möglich Meer größter und schnell wechselnder (< Jahre) Kohlenstoffspeicher – fehlende biologische Aktivität im Meer CO 2 höher – CO 2 löslicher in kaltem Wasser

23 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Gründe für Glaziale und Interglaziale Hochaufgelöste Eisbohrkerne: Antarktis-Temperatur beginnt einige hundert Jahre vor CO 2 zu steigen. Nicht erkennbar, ob Beginn Erwärmung auf SH oder NH. Jedoch Unterschiede in Ausmaß und Stärke der stärksten Erwärmung (nicht in Phase, stärker in NH).

24 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Gründe für Glaziale und Interglaziale Keine Änderung der Beziehung zwischen antarktische Temperatur und CO 2 in den letzten Jahren starke Kopplung CO 2 -Gehalt änderte sich immer wieder. Etwa von 180ppm beim letzten Glazialen Maximum zu 265ppm im frühen Holozän.

25 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Beziehung zu Treibhausgasen heute

26 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Beziehung zu Treibhausgasen heute heutige Treibhausgaskonzentrationen so hoch wie seit Jahren nicht Radiative Forcing des industriellen ZA: dominiert von CO 2 Magnitude ähnlich groß wie bei Wechsel glazial interglazial jedoch: startet von interglazial-Zeiten! ein- bis zweimal schneller! (in Eisbohrkernen nichts Vergleichbares in den letzten Jahren)

27 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Beziehung zu Treibhausgasen heute Durchschnittliche Zuwachsrate zwischen 1960 und 1999 war CO 2 : 5-mal größer CH 4 : 6-mal größer N 2 O: 2-mal größer als in jeder anderen 40-Jahre-Periode in den letzten zwei Jahrtausenden vor dem industriellen Zeitalter.

28 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung letztes glaziales Maximum startete vor Jahren Aufgrund von orbital forcing Maximum vor Jahren Landeis über großen Teilen Nordamerikas und Europa, niedriger Meeresspiegel Tundra weitete sich aus, tropischer Regenwald schrumpfte

29 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung letztes glaziales Maximum Modellberechnungen für das letzte glaziale Maximum in Relation zu 1750

30 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung letztes Interglazial 4 Interglaziale in den letzten Jahren kürzestes: einige tausend Jahre längstes: etwa Jahre (Stage 11) Gründe für Stage 11: geringe Exzentrizität ähnliche CO 2 -Konzentration wie VIZA

31 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung letztes Interglazial Jahre Temperaturanomalie zu heute (Sommer) Eisbedeckung

32 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung abrupte Klimaänderungen thermohaline Zirkulation Temperatur mittels N-Isotopen-Verhältnis 17 … 8: Dansgaard-Oetschger- Ereignisse A4 … A1: antarktische Warmzeiten H6 … H3: Heinrich-Ereignisse Deposition

33 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung abrupte Klimaänderungen Dansgaard-Oetschger-Ereignisse: +8 bis +16K in Grönland innerhalb weniger 10 Jahre, dann Abkühlung über Jahrhunderte Heinrich-Ereignisse: Eisberge Reduktion Salzgehalt, SST Hunderte bis tausende Jahre, dann Erwärmung in wenigen 10 Jahren

34 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Meeresniveau

35 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Meeresniveau Rekonstruktion des Meeresniveau bis zum letzten Interglazial: 4 bis 6m höher als heute aufgrund Schmelzen von Polareis Grönland nur zum Teil eisbedeckt 2 bis 4m Antarktis

36 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Die heutige Warmzeit Temperaturen gegenüber dem vor-industriellen Zeitalter

37 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Event vor Jahren abrupte Abkühlung von 2 bis 6°C in NH Abfall von CH 4 -Konzentration atmosphärische Zirkulation verändert große Menge von Süßwasser aufgrund von Abschmelzen der Gletscher extrem schneller Ausbruch von etwa m³ Süßwasser aus See Agassiz (Nordamerika)

38 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung

39 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung heutige Warmzeit Wann endet die heutige Warmzeit? nötig: Reduzierung der Sommereinstrahlung auf NH derzeit aber kleine Exzentrizität nicht in den nächsten Jahren durch Treibhausgaskonzentration & Schmelzen von Grönlandeis zusätzlich verzögert

40 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Proxies

41 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Enge Beziehung Treibhausgase Klima Anstieg Treibhausgaskonzentration sehr wahrscheinlich beispiellos (zumindest letzte Jahre) Treibhausgaskonzentration höher als seit Jahren CO 2 hat Eis-/Warmzeiten verstärkt, nicht ausgelöst Zeiten mit höherer CO 2 -Konzentration waren wärmer als heute

42 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung in letzter Eiszeit 3 bis 5K kühler als Gegenwart Erwärmung nach letzter Eiszeit 10mal langsamer als aktuelle Erwärmung in letzter Warmzeit 4 bis 6m höherer Meeresspiegel heutige Temperatur höher als in den letzten 500 Jahren, auf NH sogar als in den letzten 1300 Jahren in den nächsten Jahren keine Eiszeit aufgrund von orbital forcing

43 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung

44 IPCC Assessment-Report 4 6 Paläoklima Einleitung Prä-Quartär Glaziale & Interglaziale heutige Warmzeit letzte 2000 Jahre Zusammenfassung Viel Wissen, aber: Mechanismen von abrupten Klimaänderungen nicht genug verstanden SH- und Tropen-Daten fehlen Daten nicht komplett Einfluss von anderen Parametern an verwendeten Proxies


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