Golfstrom – Heizung Europas Globale und Regionale Auswirkungen des Klimawandels „GloReA“ für Europa (2) SCHULE+plus Projekt Jugend forscht Xaver Pechmann, Benjamin Kralicek, Richard Bagniewski, Projektleiter: Dr. Ronald Eixmann Seewetterstation Bootshafen Kühlungsborn Einführung Gegenwart Zukunft Ist-Zustand der Temperatur Änderung der Temperatur in Europa bis zum Jahr 2100 Will man die Auswirkungen des globalen Klimawandels für Europa verstehen und abschätzen, spielt der Golfstrom, „vor den Toren Europas“, die entscheidende Rolle. Das Verständnis der Klimavariabilität für Europa ist eng geknüpft an die Wirkungsweise des Warmwasserstroms im Nordatlantik. Durch den Golfstrom besitzt Europa ein viel milderes Klima als andere Orte gleicher geographischer Breite. Erst aufgrund der sehr stabilen Strömungsverhältnisse im Nordatlantik (Golfstrom) und dem resultierend eher milden Klima war auch erst das schnelle Tempo der Industrialisierung der letzten 150 Jahre möglich. In Abb. A1 sind die bereits starken natürlichen Klimaschwankungen dargestellt. Die „neue Qualität“ ist die durch den Menschen verursachte zusätzliche Erhöhung der globalen Temperatur, die in der Konsequenz auch Auswirkungen auf die Intensität des Golfstroms haben wird. Der klimatologische Mittel-wert bezieht sich für sämtliche Szenarien auf den Zeitraum 1961 bis 1990. Es wird somit eine 30-jährige Klimatologie als Vergleichszeitraum genutzt. Abb. B1: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 1968 Abb. C2: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 2050 Abb. C3: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 2070 Abb. C4: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 2096 Abb. B2: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 1988 Abb. B3: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 2008 Abb. C1: Temperaturabweichung vom Mittelwert im Jahr 2030 Auf der Grundlage des klimatologischen Mittelwertes ist in den obigen Abbildungen die Temperaturänderung der letzten 40 Jahre gezeigt. Die blaue Farbe bedeutet hierbei keine Änderung vom klimatologischen Mittelwert (0 Grad). Bereits die Grafik für das Jahr 2008 zeigt dagegen eine Abweichung vom Mittelwert um ca. 1 Grad (nachweislich 0,8 Grad). Somit hat der Klimawandel auch in Europa begonnen! In den Abbildungen C1 bis C4 (Szenario A1B) ist die fortschreitende Erhöhung der mittleren Temperatur für Europa und Nordafrika bis zum Jahr 2100 gezeigt. Deutlich zu erkennen ist eine signifikante Zunahme der Durchschnittstemperatur, wobei sich die atmosphärische Erwärmung in den kommenden Dekaden für die verschiedenen Regionen unterschiedlich schnell vollzieht. Die anthropogen hervorgerufene Temperaturerhöhung vollzieht sich im Gegensatz zu Mitteleuropa (3 bis 4 Grad) im Nordosten als auch im Südwesten des europäischen Kontinentes schneller (4 bis 5 Grad). Scheinbar gegensätzlich: die Abnahme der „Warmwasser-Heizung“ Golfstrom reduziert die Erwärmung der Atmosphäre westlich der Britischen Inseln erheblich. Abb. A1: oben: Eiszeit, unten: heute (weiß: Eis) Europas Klimaschutzmaßnahmen sehr gut gut Durchschnitt schlecht sehr schlecht aus der Wertung Bewertung Auf der nebenstehenden Karte (Abb. B4) werden einzelne Staaten Europas mit ihren Klimaschutz-Leistungen (dem so genannten Klimaschutzindex 2008) gezeigt. Kein Staat hat die Bewertung „sehr gut“ erhalten. Grund: auch ihre Leistungen reichen nicht zur Abwendung der Gefahr des Klimawandels. Der Klimaschutzindex ist ein von der deutschen Umwelt- und Entwicklungsorganisation „Germanwatch“ entwickelter Index zur Bewertung der Klimaschutzleistungen. Die Bewertungskriterien sind Klimapolitik, das Emissions-Niveau als auch die Entwicklung der CO2-Emission. Änderung des Niederschlages in Europa bis zum Jahr 2100 Golfstrom – Heizung Europas Funktionsprinzip Der Golfstrom ist Teil eines globalen maritimen Strömungssystems des globalen Förderbandes. Da stark salzhaltiges Wasser aufgrund seiner höheren Dichte schwerer als Süßwasser ist, sinkt im hohen Norden weit vor der Küste Norwegens dichtes, salzhaltiges Wasser von der Oberfläche bis zum Meeresgrund ab und fließt, tief unten im Ozean, an der Küste Grönlands und Nordamerikas vorbei, bis zum westlichen Rand des südlichen Atlantischen Beckens vor die Küste Südamerikas. Von dort wiederum fließt an der Oberfläche warmes Wasser nach Norden. Das im Nordatlantik versinkende, stark salzige Wasser saugt gewissermaßen ständig neues, warmes Wasser aus tropischen Regionen an und wird so zu Europas „Warmwasserheizung“. Abb. C5: März Abb. C6: Juli Abb. C7: Oktober Abb. C8: Dezember Globaler Klimawandel für Europa bedeutet auch eine Änderung der Niederschlagsmengen, deren Häufigkeit sowie Verteilung. In den Abbildungen C5 bis C8 sind die Änderungen der absoluten Niederschläge für den Bezugszeitraum 2071 bis 2100 verglichen mit dem klimatologischen Mittelwert 1961 bis 1990 dargestellt. Während in der Zukunft im Mittel die Winter feuchter werden (Ausnahme Mittelmeerraum), zeichnet sich für die Sommermonate in Mitteleuropa ein gegensätzlicher Trend ab. Dieser Trend ist um so stärker, je weiter südlich sich diese Region befindet. In der Jahressumme bleiben die Niederschläge in Mitteleuropa unverändert, in Nordeuropa nehmen sie zu, in den südeuropäischen Staaten dagegen ab. Abb. B4: Europakarte vom Klimaschutzindex 2008 1. Warmes Wasser strömt in den oberen Schichten von den Tropen ins polare Meer. 2. Absinken des kühlen und salzhaltigen Wassers 3. Zurückfließen des 3°C kalten Wassers am Meeresboden zu den Tropen 4. Erwärmung und folglich Aufsteigen des Wassers Äquator Tropen Norden Island Das Kyoto-Protokoll ist ein 2005 in Kraft getretenes und 2012 auslaufendes Abkommen mit dem Ziel des Klimaschutzes, das verbindliche Zielwerte für den Ausstoß von Treibhausgasen global festlegt. Das Kyoto-Protokoll ist die erste Verpflichtungsperiode. Das Bali-Protokoll, welches das Kyoto-Protokoll 2012 ablösen und ersetzen soll, ist die zweite Verpflichtungsperiode. Das Bali-Protokoll soll auch die USA, Indien und China in die Pflicht zum Klimaschutz nehmen. Auswirkungen des Klimawandels in der Zukunft: abnehmender Sommerniederschlag, zunehmender Winterniederschlag Hochwasser an Flüssen (z.B. 2002, 250 Tote) Rückgang der Gletscher (bis 2050 30-70% Volumenreduzierung) Reduzierung des Golfstroms Meeresspiegel steigt weltweit an, d.h. zunehmende Küstenüberflutungen/ Stranderosionen zunehmende Häufigkeit von Hitzewellen (z.B. 2003 10°C mehr, 35000 Tote) geänderte Wachstumsperioden von Pflanzen zunehmende Bedrohung von Pflanzen- und Tierarten (Artenvielfalt) schnellere Ausbreitung von Krankheiten Abb. A2: Funktionsprinzip des Golfstroms im Atlantik Abb. A3: Karte mit der Verlaufsrichtung des Golfstroms an der Ozeanoberfläche Abb. B5: Überblick einzelner Staaten mit ihren Kyoto-Verpflichtungen zum Ausstoß von Treibhausgasen in Prozent (hellblau) und ihrem Ist-Zustand (2004) des Ausstoßes von Treibhausgasen in Prozent (dunkelblau), im Bezug auf ihren Ausstoß im Jahre 1990. Die USA hat keine Verpflichtung, ursprünglich war aber eine Verpflichtung von -7% geplant! Klimarelevanz Durch seinen Wärmetransport wirkt der Golfstrom wie eine große Heizung. Somit weisen große Teile West- und Nordeuropas (wie Irland, Großbritannien oder Skandinavien) ein weitaus wärmeres Klima auf, als aufgrund ihrer hohen geographischen Breite zu erwarten wäre. Zum Beispiel wachsen vor der britischen Küste auf manchen Inseln Palmen. Auch das Klima in Deutschland ist in den Wintermonaten relativ mild (im Jahresmittel vier Grad Celsius mehr), Folgen sind z.B. eine große Artenvielfalt in der Nord- und Ostsee aufgrund einer erhöhten Wassertemperatur. Zukünftige Klimaszenarien gehen davon aus, dass bei einer zunehmenden Eisschmelze im Nordatlantik die dortige Salzkonzentration abnimmt. Das weniger salzhaltige (geringere Dichte) Wasser sinkt nicht mehr so effektiv ab. Die Folge (durch Messungen bestätigt) ist eine Verringerung der Effektivität des Golfstroms. Literaturverzeichnis weitere Maßnahmen zum Klimaschutz: Ausbau der Nutzung von regenerativen Energien um 20 Prozent in der EU Senkung des Gesamtausstoßes an Treibhausgasen in der EU bis 2020 um 20 Prozent erhöhter Strahlungsgewinn durch bessere Solarnutzung & Isolierung, dadurch reduzierter Wärmebedarf und reduzierte Energienutzung und niedrigere Treibhausgasemission Nutzung der Kernenergie Deutsches Klimarechenzentrum - DKRZ Intergovernmental Panel on Climate Change Report - IPCC Max-Plank-Institut für Meteorologie Hamburg - MPI Umwelt Bundes Amt - UBA nähere Informationen zur Posterfamilie „GloReA“ unter www.schulzentrum-kborn.de