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Globaler Klimawandel und seine regionalen Folgen Teil I Geographieseminar Klimawandel am St. Benno Gymnasium 08.05.2008 Aktuelle Wetterlage Klimageschichte.

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1 Globaler Klimawandel und seine regionalen Folgen Teil I Geographieseminar Klimawandel am St. Benno Gymnasium Aktuelle Wetterlage Klimageschichte Klimafaktoren Klimaschraube CO 2

2 Hochdruckgebiet von Südskandinavien bis ins westliche Mittelmeer

3 Hoch MARCO seit einer Woche stabil - Omegalage lässt sonnige Pfingsten erwarten Aktuelle Wetterlage: Quelle: DWD

4 OMEGA-Lage am

5 Quelle: April 2007 OmegalageApril 2008 Vb-Zugbahnen

6 Klimageschichte oder Was bedeuten 1, 2, 3…6 Grad Erwärmung?

7 Diagnostizierte und projizierte globale Temperaturtrends Änderung im 20. bzw. 21. Jahrhundert 0,7 K 1,1 – 6,4 K Diagnose Projektion Quellen: IPCC, DWD, DMG, LfUG

8 Die 10 wärmsten Jahre zwischen 1850 – 2005 Referenztemperatur: Mittlere Globaltemperatur zwischen Quelle: National Climatic Data Center

9 Eine globale Erwärmung um 1…6 Grad Celsius – Was bedeutet das?? dazu ein Blick zurück in die Klimageschichte: 5 Millionen Jahre - Die THC setzt ein 400 Tausend Jahre - Die Milankovichzyklen 50 Tausend Jahre - Die letzte Eiszeit 10 Tausend Jahre - Warmzeit mit ungewöhnlich stabilen Klima

10 Rekonstruktion des mittleren Temperatur- und Niederschlagsverlaufs der Erde seit 3,8 Milliarden Jahre E = Eiszeitalter E (unterstrichen) = Eiszeitalter mit Eisbildungen an beiden geografischen Polen W = eisfreies Warmklima

11 Zusammensetzung der wasserdampflosen, reinen Atmosphäre nahe dem Meeresniveau BestandteilVol.% Stickstoff (N 2 )78,084 Sauerstoff (O 2 )20,948 Argon (Ar)0,934 Kohlendioxyd (CO 2 )0,03 (variabel) Neon (Ne)0, Wasserstoff (H 2 )0,001-0,00005 Methan (CH 4 )0,0002 Helium (He)0,00052 Krypton (Kr)0, Schwefeldioxyd (SO 2 )0,0001 (variabel) Distickstoffoxyd (N 2 O)0, Xenon (Xe)0, Ammoniak (NH 3 )0, Ozon (O 3 )0, (variabel)

12 Die Wandlung der Erdatmosphäre von einer N2/ CO2 zu einer N2/ O2 - Atmosphäre

13 Rekonstruktion des mittleren Temperaturverlaufs während der letzten 540 Millionen Jahre

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15 Kontinentaldrift 300 – 50 Mill. a vh

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17 Schließung der mittelamerikanischen Landbrücke von vor 13 Mill. bis 2,7 Mill. Jahren

18 Das große marine Förderband (Termohaline Zirkulation THC)

19 Änderungen der globalen Mitteltemperatur letzten 5 Millionen Jahre Vorfahre der Hominiden

20 Rekonstruktion des mittleren Verlaufs der atmosphärischen Temperaturänderung in Europa und der CO2-Konzentration während der letzten Jahre

21 Entwicklung der globalen Lufttemperatur in den letzten Jahre

22 Temperaturänderungen in Grönland (Eisbohrkerne) gegenüber dem heutigen Mittelwert während der letzten Jahre Homo sapiens besiedelt Europa Neandertaler verschwindet Rekonstruktion der Atmosphärentemperatur über Grönland der letzten Jahre (Dansgaard-Oeschger-Ereignisse, Heinrich-Ereignisse)

23 Drei unterschiedliche Strömungszustände: Strömung nicht mehr vorhanden Strömung hört schon südlich von Island auf Nordantlantikstrom wie im heutigen Klima Die drei möglichen Strömungszustände des Atlantik während der letzten Eiszeit und heute

24 Eigenschaften der Dansgaard- Oeschger-Ereignisse

25 Eiskappe auf dem nordamerikanischen Kontinent Man erkennt, dass gerade ein Teil des Eises nach Osten in die Labradorsee abgerutscht ist. Solche Heinrich-Ereignisse traten während der letzten Eiszeit mehrfach auf

26 Heinrich-Ereignisse gegen Ende der glazialen Zeit

27 Stabilität glaziales Klima modernes Klima Das Klima der Gegenwart befindet sich in einem erdgeschichtlich unvergleichbaren Regelkreis

28 Entwicklung der globalen Lufttemperatur letzte Jahre

29

30 Tagesschau Dezember 2006

31 Das Erdklima unterlag schon immer heftigen Schwankungen. Erst der Treibhauseffekt hat unseren Planeten bewohnbar gemacht. Den gegenwärtigen Klimawandel kann also die Erde auf die leichte Schulter nehmen. Die Menschen können das nicht.

32 Klimafaktoren

33 Externe Faktoren: Erdbahnparameter (Exzentrizität, Obliquität, Präzession – Milankovitch) Tektonische Prozesse (Kontinentaldrift, Vulkane, Gebirgsbildung) Sonne (Zyklen, Zunahme 25 – 30 % in 4 Mrd. a) Interne Faktoren: Ozeane (CO 2 -Senke, Meereszirkulationen: Auftriebsgebiete, Nordatlantikstrom (THC), El Nino, PDC, H, D/O …) Atmosphärische Zirkulationen (NAO, AAO, ENSO …) Albedo (Eisfläche, Vegetationsfläche, planetare Albedo) C-Kreislauf (Karbonat-Silikat-Verwitterung) Vegetation / Boden (CO 2 -Senke, Albedo, CH 4, …) Wolkenbildung Wasserdampfgehalt der Atmosphäre Anthropogen beeinflusste Faktoren: THG (fossile Brennstoffe, Massentierhaltung, Reisanbau, …) Aerosole (Meerwasseremissivität, Global Dimming, Sulfate, Ruß …) Zufall / Unbekanntes / Rückkopplungseffekte / Wechselwirkungen

34 Die wichtigsten Erdbahnparameter und ihre Zyklen in den letzten 1000 Mill. Jahren Quelle: Zachos, J., M. Pagani, L. Sloan, E. Thomas and K. Billups (2001): Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present, Science 292,

35 Tektonik Kontinentaldrift Äquatornahe Vulkane Gebirgsbildung Subduktion

36 Der lange Atem der Erde

37 Die biologische Pumpe im Kohlenstoffkreislauf Karbonatverwitterung CaCO 3 + CO 2 + H 2 O => Ca HCO 3 - => CaCO 3 + CO 2 + H 2 O (Zooplankton lagert in Sedimenten ein; z.B. Kreidefelsen von Dover und Rügen) Silikatverwitterung CaSiO 3 + 2CO 2 + 2H 2 O => … => CaCO 3 + SiO 2. H 2 O + CO 2 + H 2 O ( Kieselalgen lagern sich im Meeressediment ab)

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40 Dargestellt sind von oben nach unten: prähistorisch-historische Zeitskala von Mitteleuropa, die solare Einstrahlungsintensität, die Perioden höherer und schwächerer Solaraktivität, die stärksten tropischen Vulkanexplosionen die Mittelkurve der globalen CO2-Konzentration Versuch der Darstellung der für den Klimawandel mitverantwortlichen Antriebs- und Schwankungseinflüsse nach aktuellem Wissensstand

41 Klimafaktor Sonne

42 Maskierung des anthropogenen Anteils am Klimawandel bis ca durch die natürlichen Faktoren

43 Globaler Strahlungsantrieb zu Beginn des 21. Jahrhunderts

44 Gegenwart weitere Einflussfaktoren wurden in diese Darstellung nicht integriert

45 Klimafaktor Ozean Meereszirkulation THG – Pool Meerwasseremissivität

46 Max-Planck-Institut Hamburg NHK Dämpfung der Erwärmung Europa Nordamerika SHK zusätzliche Erwärmung Australien, Südamerika Südafrika + 2 K Pentagon-Studie, 2003 Flannery, 2006

47 Ozean – Atmosphäre – System im Pazifik neutraler Zustand El Nino Ereignis

48 Beispiele der Auswirkungen eines El Nino-Ereignisses

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50 CO 2 - Stellschraube für unser Klima

51 Die Menschheit verbrennt derzeit jährlich etwa so viel fossile Brennstoffe, wie sich in einer Million Jahre gebildet haben. Noch verbleiben nur knapp die Hälfte des dabei freigesetzten CO 2 in der Atmosphäre. Treibhausgas CO 2

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54 Fakt ist: C-Senken Ozean und Biosphäre weisen gegenwärtig Tendenzen der Erschöpfung auf

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56 Scripps Institution of Oceanography - Monitoring sites University of California, USA

57 Barrow, Alaska, U.S.A. On the coast of the Arctic Ocean 71°19' N, 156°36' W, 11 m above MSL

58 Mauna Loa, Hawaii, U.S.A. Barren lava field of an active volcano 19°32' N, 155°35' W, 3397 m above MSL

59 South Pole, Antarctica Ice- and snow-covered plateau 89°59' S, 24°48' W, 2810 m above MSL

60 Von Anfang der 1960er Jahre zu heute hat sich der Anstieg der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre pro Jahr beschleunigt

61 Wichtigste Prämisse der Anpassung an die Klimafolgen Das 2 K Ziel !!! Anpassung an Klimafolgen setzt konsequenten Klimaschutz voraus um in einem Erwärmungsbereich zu bleiben, indem Anpassung überhaupt noch möglich ist.

62 Ambitioniert, aber notwendig: Das 2K-Ziel der EU

63 Um das 2K-Ziel einzuhalten ist die Stabilisierung der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre bei ca. 450 ppm erforderlich. Aktueller Stand: über 380 ppm

64 Zielstellung und Wirklichkeit Kyoto: Reduktion THG-Emission bis ,2% (EU 8%) … aktuelle Zunahme um + 30% … zu erwartende Zunahme um ca. + 50%


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