Klima- und Umweltveränderungen im Laufe der Erdgeschichte Folienskriptum zur gleichnamigen Vorlesung im Wintersemester 2013/14 Ulrich Foelsche Erhältlich unter: Quelle: Gletscherarchiv

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(1) Das Klimasystem der Erde Das System (griechisch σύστημα, sístima – wörtlich das Gebilde, Zusammengestellte, Verbundene) hat verschiedene Bedeutungen – die jedoch alle die Zusammenstellung aus mehreren Elementen, die untereinander in Wechselwirkung stehen, gemeinsam haben. Jedes System besteht aus Elementen (Komponenten, Subsystemen), die untereinander in Beziehung stehen. Meist bedeuten diese Relationen ein wechselseitiges Beeinflussen ( Das Klimasystem der Erde ist das Verbundsystem der Komponenten Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Pedosphäre, Lithosphäre und Biosphäre. Klima 1 Die Hydrosphäre wird weitergehend in das Salzwasser der Ozeane und das Süßwasser der Landgebiete unterteilt, die Kryosphäre in Land- und Meereis. Zwischen allen diesen Komponenten gibt es interne Wechselwirkungen, die klimarelevant sind, insbesondere zwischen Atmosphäre und Ozean (El Niño, ENSO). Einflüsse auf das Klimasystem, die keine Wechselwirkungen beinhalten, werden als extern bezeichnet, z.B. solare Aktivität oder anthropogene Klimabeeinflussung (Lexikon der Geowissenschaften).

Untersysteme – Stichworte Atmosphäre Geringe Wärmekapazität, schnellstes Klima-Untersystem Zeitskalen: Tagesgang, Jahresgang, synoptische Aktivität Hydrosphäre (Ozean, Seen, Flüsse, Regen, Grundwasser) Hohe Wärmekapazität, geringe Albedo Tiefsee (>1000m), Zeitskala: 100 – 1000 Jahre Mischungsschicht (<100m), Zeitskala: Wochen – Monate Kryosphäre (Inlandeis, Gletscher, Schneefelder, Meereis, Permafrost) Hohe Albedo, geringe Wärmeleitfähigkeit, (größtes Süßwasserreservoir) Inlandeis, Zeitskala: – Jahre Meer-Eis, Zeitskala: 1 – 10 Jahre Terrestrische Biosphäre Bio–geophysikalische Wechselwirkung: Albedo, Verdunstung, Rauhigkeit Bio–geochemische Wechselwirkung: Photosynthese und Respiration von C, Einfluss auf Methan–Emission Zeitskalen: Physiologie (Reaktion der Stomata): Minuten, Sukzession: 30 – 150 Jahre, Migration: 300 – 1500 Jahre Marine Biosphäre CO 2 -Senke/Quelle, Kohlenstoffpumpe, Zeitskalen wie Ozean. Pedosphäre (Bodenschicht) Zeitskalen (Temperatur- und Wasserspeicherung) hängen von der Schichttiefe ab: Tagesgang: etwa 10 – 30 cm, Jahresgang: wenige Meter Lithosphäre (Erdkruste und oberster Erdmantel) Wichtige Einflussfaktoren: Gebirgsbildung, Kontinentaldrift, Vulkanaktivität Zeitskalen: Gebirgsbildung: 10 7 Jahre (Auffaltung des Himalayas, der Alpen) Plattentektonik: 10 8 Jahre (nach Peixoto & Oort, M. Claussen) Klima 2