Gliederung B Klimawandel Ursachen des Klimawandels Der Klimawandel

Präsentation zum Thema: "Gliederung B Klimawandel Ursachen des Klimawandels Der Klimawandel"—  Präsentation transkript:

1 Gliederung B Klimawandel Ursachen des Klimawandels Der Klimawandel
Klimaszenarien

2 B: 1. Klimawandel Was ist Klimawandel?
„Klimawandel kann durch natürliche interne Prozesse oder äußere Klimafaktoren bedingt sein, oder durch langanhaltende anthropogene Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre oder in der Landnutzung“ Was ist Klimawandel überhaupt? Die IPCC (Intergouvernemental Panel on Climate Change) veränderte im letzten Klimabericht die Definition des Klimawandels. „Klimawandel kann durch natürliche interne Prozesse oder äußere Klimafaktoren bedingt sein, oder durch langanhaltende anthropogene Änderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre oder in der Landnutzung.“ (Quelle: IPCC 5. Klimabericht / Doch was bedeutet das? Klimawandel wird oft auch als Klimaänderung, Klimawechsel oder Klimaschwankung bezeichnet. Es kommt hierbei zu einer Veränderung des Klimas, egal ob durch natürliche Einflüsse oder durch menschliche Einflüsse verursacht. Gegenwärtig sind die Einflüsse auf der Erde von Menschenhand verursacht. Ein Beispiel für die Klimaänderung ist die globale Erwärmung. Quellen: - - - - Quelle: IPCC 5. Klimabericht

3 Ursachen des Klimawandels
B: 1. Klimawandel Ursachen des Klimawandels Interne Ursachen des Klimawandels Klimaschwankungen Externe Ursachen des Klimawandels Natürliche und anthropogene Einflüsse Aufgrund der ungewöhnlichen globalen Temperaturerhöhung seit dem 20. Jahrhundert machen sich Menschen Gedanken über die Ursachen des Wandels und wieso die Durchschnittstemperatur sich überhaupt ändern kann. Dabei muss man grundlegend zwischen zwei Arten von Ursachen unterscheiden. Zum einen gibt es interne Ursachen des Klimawandels, wie zum Beispiel Klimaschwankungen. Das wären zum Beispiel Änderungen in der thermohalinen Zirkulation (Meeresströmungen) oder Schwankungen des El Niño Phänomens. Klimaschwankungen sind in der Erdgeschichte nichts neues. Zum anderen gibt es aber auch externe Ursachen des Klimawandels, wie natürliche und anthropogene Einflüsse. Die natürlichen Einflüsse beeinflussen das Klimasystem von außen, sind aber nicht durch Menschen verursacht worden. Ein Beispiel dafür sind z.B. Vulkanausbrüche oder eine Veränderung der Sonneneinstrahlung. Auch diese kommen immer wieder in der Erdgeschichte vor und haben Klimaveränderungen verursacht. Dagegen sind anthropogenen Einflüsse durch Menschen verursacht und so noch nie dagewesen. Quellen: - - - - - -

4 Ursachen des Klimawandels
B: 1. Klimawandel Ursachen des Klimawandels natürliche Klimasystem Solarstrahlung Klimaänderung Externe Antriebs-faktoren Interne Variabilität Diese Abbildung zeigt das Klimasystem und wie Klimaveränderungen zustande kommen. Sowohl die interne Variabilität als auch die externen Antriebsfaktoren werden dargestellt. Interne Schwankungen können beispielsweise die Veränderungen der Zirkulation der Atmosphäre sein, die die nordatlantische Zirkulation beeinflussen. Natürliche externe Antriebsfaktoren sind plattentektonische Veränderungen oder Veränderungen der Sonnenstrahlung. Bei der Sonnenstrahlung wird zusätzlich zwischen Änderungen der ankommenden Sonnenstrahlung (natürlich) und Änderungen der reflektierten Sonnenstrahlung durch Landnutzungsänderung (anthropogen) unterschieden wird. Anthropogene Einflüsse sind beispielsweise Treibhausgasemissionen. Quellen: - - - - - - Abbildung in Anlehnung an: - anthropogene Treibhausgasemissionen Quelle: Wiki.Bildungsserver

5 B: 1. Klimawandel Ursachen des Klimawandels Häufigkeit des Auftretens
Plattentektonik Erdbahnparameter Solaraktivität Interne Variabilität Einzelne Vulkanausbrüche Häufigkeit des Auftretens Hunderttausende bis viele Millionen Jahre Hunderttausend Jahre Jahre bis Jahrzehnte Wenige Jahre Die Ursachen des Klimawandels treten in unterschiedlicher Häufigkeit auf. Dabei gibt es Unterschiede zwischen wenigen Jahren und Millionen Jahren. Veränderungen in der Plattentektonik treten alle hunderttausende bis viele Millionen Jahre auf. Die Solaraktivität ändert sich hingegen alle Jahre bis Jahrzehnte. Die Häufigkeit des Auftretens von Erdbahnparameter liegt bei etwa alle Hunderttausend Jahren. Veränderungen in der internen Variabilität können mit einer Häufigkeit zwischen Jahre und Jahrzehnte auftreten. Einzelne Vulkanausbrüche können in Abständen von wenigen Jahren stattfinden. Quelle: -

6 B: 1. Beispiel für internen Klimawandel
Wechselwirkungen im Klimasystem Veränderung der Dynamik der Atmosphäre Veränderung der chemischen Zusammensetzung Andere atmosphärische Eigenschaften Interne Klimaänderungen Interner Klimawandel, oder auch Klimaschwankungen, können durch Wechselwirkungen im Klimasystem auftreten. Oftmals werden die ursprünglichen Ursachen durch die Wechselwirkungen verstärkt oder abgeschwächt. Die Wechselwirkungen können durch drei Hauptursachen entstehen. Erstens kann es Veränderung der Dynamik der Atmosphäre geben. Zweitens kann es eine Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre geben. Und drittens können sich auch andere atmosphärische Eigenschaften verändern. Die größte Wechselwirkungen besteht zwischen der Atmosphäre und den Ozeanen. Die Wechselwirkungen wirken oft wie eine Spirale, aus der man nur schwierig entkommen kann. Quellen: - - - - -

7 B: 1. Beispiel für internen Klimawandel
El Niño-Phänomen Beginnend um die Weihnachtszeit Oberflächentemperaturen des Ozeans im pazifischen Raum ungewöhnlich erhöht Ca. Alle 4 Jahre wiederkehrend Ursache: Schwächung oder Ausbleiben der Passatwinde Die größte Rolle bei der internen Klimaveränderung spielt dabei die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozeanen. Eines der bekanntesten und zugleich fasziniertesten Beispiele ist das El Niño-Phänomen. Dabei handelt es sich um eine starke, kurzfristige Klimaveränderung im tropischen Pazifik. Das Phänomen beginnt meist um die Weihnachtszeit und kehrt im Durchschnitt alle 4 Jahre wieder. In einem großen Gebiet des Pazifik steigt dabei die Oberflächentemperatur des Ozeans an. Die Ursache für dieses Phänomen liegt in einer Schwächung bzw. in einem Ausbleiben der Passatwinde, die dort normalerweise ganzjährig wehen. Quelle: -

8 B: 1. Beispiel für internen Klimawandel
Folgen des El Niño-Phänomen Auswirkungen auf die atmosphärische Zirkulation In manchen Regionen Südamerikas, in denen sonst Trockenheit üblich ist, kann es zu starken Niederschlägen kommen In Indonesien und Australien treten Dürreperioden auf, die zu Bränden führen Doch die Folgen des El Niño-Phänomens sind nicht nur in der Region im Pazifik zu spüren. Die Veränderung der Oberflächentemperatur des Meeres hat Auswirkungen auf die atmosphärische Zirkulation. In manchen Regionen Südamerikas, in denen sonst Trockenheit üblich ist, kann es zu starken Niederschlägen kommen. In Indonesien und Australien treten Dürreperioden auf, die zu Bränden führen. Quelle: -

9 B: 1. Ursachen des Klimawandels
Änderungen der ankommenden Sonnenstrahlung Leuchtkraft der Sonne Änderungen der Erdparameter Externer Klimawandel Eine Ursache für externen Klimawandel ist die Veränderung der ankommenden Sonnenstrahlung. Die Leuchtkraft der Sonne ist nicht immer gleich. Sie kann sich langfristig, mittelfristig und kurzfristig verändern. Je älter die Sonne wird, desto mehr dehnt sie sich aus. Das hat zur Folge, dass sie immer heißer wird. Deswegen nimmt die Leuchtkraft und auch die ankommende Sonnenstrahlung konstant zu. Bei Beginn des Lebens auf der Erde war die Sonne etwa 35 % schwächer als heute. Wissenschaftler haben Beweise gefunden, dass die Sonnenstrahlung auch kurzfristig (Dekaden bis Jahrtausenden) schwanken kann. Änderungen der ankommenden Sonnenstrahlung kann auch durch Veränderungen verschiedener Erdparameter (z.B. Änderungen in der Umlaufbahn) verursacht werden. Quelle: -

10 B: 1. Ursachen des Klimawandels
Änderungen der reflektierten Sonnenstrahlung Verhältnis der Albedo Veränderung der Intensität der Strahlungen Neben der Ursache der Änderungen der ankommenden Sonnenstrahlung, können auch Schwankungen durch Änderungen der reflektierten Sonnenstrahlung zustande kommen. Etwa 30 % der ankommenden Strahlung wird heutzutage durch die Atmosphäre oder der Erdoberfläche reflektiert und in den Weltraum abgegeben. Die Relation zwischen ankommender Strahlung und reflektierter Strahlung nennt man Albedo. Das bedeutet, dass etwa ein Drittel der ankommenden Strahlung nur reflektiert wird. Veränderungen der Albedo sind abhängig von der Helligkeit und der Beschaffenheit der Erdoberfläche. Eis und Schnee haben ein relativ hohes Albedo. Sowohl kurzfristige und langfristige Veränderungen der Erdoberfläche verändern auch die Intensität der reflektierten Strahlen. Verursacher dieser Veränderungen sind sowohl Mensch, als auch Umwelt. Quelle: -

11 B: 1. Ursachen des Klimawandels
Anthropogene Einflüsse Veränderungen der Erdoberfläche Eingriffe in den Wärme- und Energie-haushalt auf der Erdoberfläche Eingriffe in den Wasserhaushalt Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre Einer der Hauptgründe, warum der Klimawandel so bedrohlich sein kann, ist die Tatsache, dass der Mensch und seine anthropogenen Einflüsse den natürlichen Klimawandel verstärken. Viele Handlungen von Menschen führen zu Treibhausgasemissionen. Eine der größten menschlichen Ursachen des Klimawandels ist die Veränderungen der Erdoberfläche, da Infrastrukturen und Städte gebaut werden. Außerdem findet ein Eingriff in den Wärme- und Energiehaushalt z.B. durch Heizungen statt. Der Wasserhaushalt der Erde wird durch Stauseen und ähnlichen Projekten zusätzlich verändert. Darüber hinaus verändern Menschen die chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre z.B. durch Waldrodung oder den Einsatz von fossilen Energieträgern. Quelle: - Bilderquelle: - pixabay.com

12 B: 1. Ursachen des externen Klimawandels
Veränderungen der Erdoberfläche Umwandlung von Natur in Wohnmöglich-keiten Umwandlung von Natur in Landwirtschaft Umwandlung von Natur in Infrastruktur und Industrieanlagen Durch die Veränderungen der Erdoberfläche wird das Albedo verändert und somit ein wesentlicher Teil zum Klimawandel beigetragen. Man unterscheidet drei verschiedene Kategorien: Umwandlung von Natur in Wohnmöglichkeiten, Umwandlung von Natur in Landwirtschaft oder Umwandlung von Natur in Infrastruktur und Industrieanlagen. Letztendlich verändern und beeinträchtigen alle drei Kategorien die Erdoberfläche und sind somit schädlich. Quelle: -

13 B: 1. Ursachen des externen Klimawandels
Veränderung der chemischen Zusammen-setzung der Atmosphäre Nutzung fossiler Energieträger Waldrodungen Verkehr Seit der Industrialisierung ist der Mensch der wichtigste Klimafaktor, da er die chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre verändert hat und auch in Zukunft weiter beeinflussen wird. Die größten Treiber der Veränderung der chemischen Zusammensetzung sind die Nutzung fossiler Energieträger, die Waldrodung und der Verkehr und die damit verbundenen Emissionen. Quelle: -

14 Kipp-Punkte im Klimasystem
B: 2. Klimawandel Kipp-Punkte im Klimasystem Abrupte Klimaänderungen, die kritische Schwellen beinhalten Langfristige, sehr ausgeprägte Klimaänderungen Unumkehrbare Prozesse Auch schlagartige und irreversible Veränderungen sind möglich Könnte die menschliche Gesellschaft überfordern Durch den Anstieg der Konzentrationen von klimawirksamen Gasen in der Atmosphäre steigt langsam aber stetig die globale Erwärmung. Das Klimasystem der Erde reagiert sensibel bei einer zu hohen Erwärmung. Experten nennen das einen Kipp-Punkte der Erde. Bei eintreten eines Kipp-Punktes verändert sich das Klimasystem drastisch. Kipp-Punkte können schlagartig auftretende und unumkehrbare Ereignisse sein, oder aber langfristige und starke Ereignisse. Vor allem besteht eine Gefahr durch plötzlich eintretende Veränderungen, da hier Anpassungsmöglichkeiten versagen und die menschliche Gesellschaft überfordert sein könnte. Quelle: -

15 B: 2. Klimawandel Welche Kipp-Punkte sind Ihnen bekannt?
Bilderquelle: - pixabay.com

16 B: Klimawandel Beispiele der Kipp-Punkte im Klimasystem der Nordkalbkugel
Abnahme des arktischen Eises Abschmelzen des Grönland- Eisschildes Auftauen des Permafrosts Absterben der borealen Nadelwälder Zerstörung der Zirkulation im Nordatlantik Auf den folgenden zwei Grafiken kann man gut erkennen, welche Kipp-Punkte auftreten können. Die Kipp-Punkte sind zwar theoretisch von einander abgrenzbar und eigenständig, jedoch reicht ein Kipp-Punkt aus um eine Kettenreaktion auszulösen. So kann zum Beispiel eine Erhöhung der Temperatur nicht nur eine Abnahme des arktischen Eises bedeuten, sondern genauso das Abschmelzen des Grönland-Eisschildes, das Auftauen des Permafrosts oder das Schmelzen weiterer Gletscher. Diese Kipp-Punkte können das bestehende Klima so verändern, dass globale Auswirkungen zu spüren sind. Gerade das Auftauen des Permafrostbodens hat fatale Folgen, da unter der Oberfläche riesige Mengen CO2 und Methan eingeschlossen sind und diese durch das Auftauen freigesetzt werden können. Durch das Freisetzen solcher Mengen an CO2 und Methan wäre ein Anstieg der Temperatur bemerkbar. Quelle: - Bilderquelle: - Schmelzen der Gletscher Veränderung Der Monsun- Verhältnisse Zusammenbruch der Wüstenklimate

17 B: Klimawandel Beispiele der Kipp-Punkte im Klimasystem der Südhalbkugel
Zerstörung der tropischen Regenwälder Zunahme des El-Niño-Phänomens Nicht nur auf der Nordhalbkugel sind mögliche Kipp-Punkte vorhanden, sondern auch auf der Südhalbkugel. Das Abschmelzen der antarktischen Eismassen oder die Zerstörung der tropischen Regenwälder in Südamerika können als Kipp-Punkt gesehen werden. Quelle: - Bilderquelle: - Abnahme der CO2 – Speicherung der Meere Abschmelzen des antarktischen Eisschildes

18 B: 3. Klimaszenarien-SRES
Ökonomisch A1FI Fossil A1B Balance A1 A2 Technologisch A1T Global Regional B2 B1 Das zukünftige Klima ist noch ungewiss. Dennoch versuchen Forscher mit der Hilfe von Klimaszenarien mögliche Ausgänge vorherzusagen. Ob die Klimaszenarien jedoch eintreten werden ist nicht hinreichend sicher. Entscheidend wird sein, wie sich die zukünftigen Treibhausgasemissionen entwickeln werden. Die Entwicklung der Gase sind abhängig von den künftigen ökonomischen, sozialen und politischen Aspekten. Da die Prognose der Aspekte nicht genau bestimmt werden kann, legen Forscher eine breite Varianz von Annahmen den Klimaszenarien zugrunde. Der IPCC-Bericht von 2001 beinhaltet insgesamt fast 40 Szenarien, die in vier Klassen eingruppiert werden können. (A1, A2, B1, B2) Quellen: - - - - Umweltorientiert Bevölkerung Landwirtschaft Ökonomie Energie Technologie Quelle: Darstellung aus dem Emissions-Szenarien des IPCC-Sonderberichtes über Emissions-Szenarien (SRES )

19 B: 3. Klimaszenarien-SRES
A1-Szenario-Familie Hohes Wirtschaftswachstum Neue und effizientere Technologien Untergruppen je nach Benutzungsintensität der fossilien oder erneuerbaren Energien: A1FI (Fossil-intensiv) A1B (Ausgewogene Nutzung aller Quellen) - A1T (Benutzung nicht fossiler Energiequellen) Wie in der Grafik zu sehen ist, beschreibt die A1-Szenario-Familie eine zukünftige Erde mit hohem Wirtschaftswachstum. Forscher gehen davon aus, dass die Bevölkerungszahlen ab 2050 zurückgehen werden. Außerdem wird prognostiziert, dass neue und effizientere Technologien entwickelt werden. Zentrale Thematiken dieser Szenarien sind kulturelle und finanzielle Annäherung von Regionen und Entwicklung von Handlungskompetenz. Wichtig ist jedoch, dass die A1-Szenario-Familie drei Untergruppen hat. Die Untergruppen weichen je nach Benutzungsintensität der fossilen oder erneuerbaren Energien von einander ab. Dabei ist das A1FI-Szenario für Fossil-intensiv, A1B für eine ausgewogene Nutzung aller Quellen und A1T für die Benutzung nicht fossiler Energiequellen. Quellen: - - - -

20 B: 3. Klimaszenarien-SRES
A2-Szenario-Familie Heterogene Welt Autarkie und Schutz von lokalen Identitäten Wirtschaftliche Entwicklung ist vermehrt regional geprägt Die A2-Szenario-Familie steht hingegen für eine heterogene Welt. Vor allem steht die Autarkie und der Schutz von lokalen Identitäten im Vordergrund. Es wird mit einer konstanten Zunahme der Weltbevölkerung gerechnet. Die ökonomische Entwicklung ist vermehrt regional geprägt. Das Wirtschaftswachstum und die technologischen Veränderungen sind geringer als in den anderen Szenario-Familien. Quellen:

21 B: 3. Klimaszenarien-SRES
B1-Szenario-Familie Rückgang des Materialverbrauchs Nutzung von ressourcen-effizienten Technologien Schwerpunkt auf eine ökonomische, soziale und umweltfreundliche Nachhaltigkeit Auch die B1-Szenario-Familie geht von abnehmenden Bevölkerungszahlen ab Mitte des 21. Jahrhunderts aus. Es wird mit schnellen Veränderungen der ökonomischen Struktur in Richtung einer Dienstleistungs- und Informationswirtschaft gerechnet. Gleichzeitig gehen Forscher von einem Rückgang des Materialverbrauchs aus. Darüber hinaus wird die Nutzung von ressourcen-effizienten Technologien voranschreiten. Der Schwerpunkt liegt auf einer ökonomischen, sozialen und umweltfreundlichen Nachhaltigkeit. Quellen: - - - -

22 B: 3. Klimaszenarien-SRES
B2-Szenario-Familie Schwerpunkt auf eine ökonomische, soziale und umweltfreundliche Nachhaltigkeit Lokale und regionale Ebene im Mittelpunkt Vielfältiger technologischer Fortschritt So wie bei der B1-Familie liegt der Schwerpunkt bei der B2-Szenario-Familie auf einer ökonomischen, sozialen und umweltfreundlichen Nachhaltigkeit. Die Bevölkerungszahlen werden langsam, aber konstant steigen. Die lokale und regionale Ebene steht im Mittelpunkt. Das Wirtschaftswachstum liegt auf einem mittlerem Niveau, jedoch gibt es vielfältige technologische Fortschritte. Quellen: - - - -

23 B: 3. Klimaszenarien-RCP
Repräsentative Konzentrationspfade Seit dem 5. Sachstandsbericht 2013/2014 existieren „Repräsentative Konzentrationspfade“ Diese ersetzten die früheren SRES-Szenarien Sie werden von freien Wissenschaftlern erarbeitet Sie beinhalten Treibhausgaskonzentrationen und Strahlungsantriebe Im 5. Sachstandsbericht des IPCC von 2013/2014 wurden die älteren Szenarien überarbeitet. Sie ersetzen nun die früheren SRES-Szenarien. Dabei handelt es sich um „Repräsentative Konzentrationspfade“ (Representative Concentration Pathways - RCPs). Diese Konzentrationspfade werden nicht vom IPCC, sondern von frei arbeitenden Wissenschaftlern erarbeitet. Die Wissenschaftler erarbeiteten vier Szenarien. Im Mittelpunkt der Szenarien stehen Treibhausgaskonzentrationen und Strahlungsantriebe. Außerdem wurden zu den vorhandenen Szenarien noch weitere Szenarien, die Vorhersagen bis 2300 geben, entwickelt. Sie werden als ECPs (Extended Concentration Pathway) bezeichnet. Quellen: - - -

24 B: 3. Klimaszenarien-RCP
Bezeichnung RCP 8.5 RCP 6.0 RCP 4.5 RCP 2.6 Treibhausgas-konzentration im Jahre 2100 1370 ppm CO2-äq 850 ppm 650 ppm 400 ppm Strahlungsantrieb 8,5 W/m2 6,0 W/m2 4,5 W/m2 2,6 W/m2 Einstufung Sehr hoch hoch mittel Sehr niedrig Ähnlich wie SRES-Szenarien A2-Szenario A1B-Szenario B1-Szenario E1-Szenario In der Tabelle sind die vier Szenarien nach Treibhausgaskonzentration, Strahlungsantrieb und deren Einstufung aufgelistet. Zugleich wurde eine Verbindung der RCP und den SRES hergestellt, da die Konzentrationspfade auf die Klimaszenarien-SRES aufbauen. Die vier Pfade RCP 8.5, RCP 6.0, RCP 4.5 und RCP 2.6 stehen repräsentativ für die wissenschaftliche Literatur der Wissenschaftler. Bei den früheren Szenarien wurden die Treibhausgase und Konzentrationen abgeleitet und aus diesen wiederum die Klimaänderungen. Bei de RCP-Szenarien werden bestimmte Treibhausgaskonzentrationen festgelegt. Daraus werden dann Klimaänderungen und die Emissionen errechnet. Durch die Emissionen können dann die Konzentrationen bestimmt werden. Quellen: - - -

25 Fazit Klimawandel hat sowohl interne als auch externe Ursachen
Die Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und den Ozeanen haben eine große Bedeutung Anthropogene Einflüsse tragen einen Teil zum Klimawandel bei Der Klimawandel hat sowohl interne als auch externe Ursachen. Die Wechselwirkungen zwischen der Atmosphäre und der Ozeane haben eine große Bedeutung. Anthropogene Einflüsse tragen einen Teil zum Klimawandel bei.

26 Fazit Kipp-Punkte im Klimasystem können verheerende Folgen haben
Eine Reihe von möglichen Zukunftsszenarien kommen in Frage Die Höhe der Folgen des Klimawandels sind noch ungewiss Kipp-Punkte im Klimasystem können verheerende Folgen haben. Eine Reihe von möglichen Zukunftsszenarien kommen in Frage. Die Höhe der Folgen des Klimawandels sind noch ungewiss.