Globaler Klimawandel und seine regionalen Folgen Teil I Geographieseminar Klimawandel

1. Globaler Klimawandel und seine regionalen Folgen Teil I Geographieseminar Klimawandel am St. Benno Gymnasium 08.05.2008 • Aktuelle Wetterlage • Klimageschichte • Klimafaktoren • Klimaschraube CO2

2. 08.05.2008 Hochdruckgebiet von Südskandinavien bis ins westliche Mittelmeer

3. 08.05.2008 Aktuelle Wetterlage: Hoch MARCO seit einer Woche stabil - „Omegalage“ lässt sonnige Pfingsten erwarten Quelle: DWD

4. OMEGA-Lage am 27.04.2007

5. April 2007 Omegalage April 2008 Vb-Zugbahnen Quelle: http://www.bernd-hussing.de/klima.htm

6. Klimageschichteoder „Was bedeuten 1, 2, 3…6 Grad Erwärmung?“

7. Diagnostizierte und projizierte globale Temperaturtrends Änderung im 20. bzw. 21. Jahrhundert 0,7 K Diagnose 1900-2000 1,1 – 6,4 K Projektion 2000- 2100 Quellen: IPCC, DWD, DMG, LfUG

8. Die 10 wärmsten Jahre zwischen 1850 – 2005Referenztemperatur: Mittlere Globaltemperatur zwischen 1850 - 2003 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 • 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 PolenW = eisfreies Warmklima

11. Zusammensetzung der wasserdampflosen, reinen Atmosphäre nahe dem Meeresniveau

12. Die Wandlung der Erdatmosphärevon einer N2/CO2 zu einer N2/ O2 - Atmosphäre

13. Rekonstruktion des mittleren Temperaturverlaufs während der letzten 540 Millionen Jahre

15. Kontinentaldrift 300 – 50 Mill. a vh

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 Mitteltemperaturletzten 5 Millionen Jahre Vorfahre der Hominiden

20. Rekonstruktion des mittleren Verlaufs der atmosphärischen Temperaturänderung in Europa und der CO2-Konzentration während der letzten 400.000 Jahre

21. Entwicklung der globalen Lufttemperaturin den letzten 150.000 Jahre

22. Temperaturänderungen in Grönland (Eisbohrkerne) gegenüber dem heutigen Mittelwert während der letzten 50.000 Jahre Homo sapiens besiedelt Europa Neandertaler verschwindet Rekonstruktion der Atmosphärentemperatur über Grönland der letzten 50.000 Jahre (Dansgaard-Oeschger-Ereignisse, Heinrich-Ereignisse)

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

24. Eigenschaften der Dansgaard-Oeschger-Ereignisse

25. Eiskappe auf dem nordamerikanischen KontinentMan 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 unvergleichbarenRegelkreis

28. Entwicklung der globalen Lufttemperatur letzte 10.000 Jahre

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. Klimafaktoren Externe Faktoren: • Erdbahnparameter (Exzentrizität, Obliquität, Präzession – Milankovitch) • Tektonische Prozesse (Kontinentaldrift, Vulkane, Gebirgsbildung) • Sonne (Zyklen, Zunahme 25 – 30 % in 4 Mrd. a) Interne Faktoren: • Ozeane (CO2-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 (CO2-Senke, Albedo, CH4, …) • 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, 686-693

35. Tektonik Kontinentaldrift Äquatornahe Vulkane Gebirgsbildung Subduktion

36. Der „lange Atem“ der Erde

37. Die „biologische Pumpe“ im Kohlenstoffkreislauf Karbonatverwitterung CaCO3 + CO2 + H2O => Ca2+ + 2HCO3- => CaCO3 + CO2 + H2O (Zooplankton lagert in Sedimenten ein; z.B. Kreidefelsen von Dover und Rügen) Silikatverwitterung CaSiO3 + 2CO2 + 2H2O => … => CaCO3 + SiO2.H2O + CO2 + H2O ( Kieselalgen lagern sich im Meeressediment ab)

40. Versuch der Darstellung der für den Klimawandel mitverantwortlichen Antriebs- und Schwankungseinflüsse nach aktuellem Wissensstand 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

41. Klimafaktor Sonne

42. Maskierung des anthropogenen Anteils am Klimawandel bis ca. 1980 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 Pazifikneutraler Zustand El Nino Ereignis

48. Beispiele der Auswirkungen eines El Nino-Ereignisses

50. CO2 - Stellschraube für unser Klima