Veränderungen in der Energiebilanz der Erde

Transkript

1 Veränderungen in der Energiebilanz der Erde Martin Wild Leitautor Kapitel 2 der IPCC Arbeitsgruppe I Yann Arthus-Bertrand / Altitude

2 Energiebilanz der Erde Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

3 Energiebilanz der Erde Sonne: Energiequelle des Klimasystems Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

4 Energiebilanz der Erde Sonne: Energiequelle des Klimasystems 30% reflektiert Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

5 Energiebilanz der Erde Sonne: Energiequelle des Klimasystems 70% absorbiert Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

6 Energiebilanz der Erde Sonne: Energiequelle des Klimasystems Einheit: Wm -2 Thermische Abstrahlung vom Boden IPCC AR5, Fig. 2.11

7 Energiebilanz der Erde Sonne: Energiequelle des Klimasystems Thermische Abstrahlung Atmosphäre Treibhaus effekt Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig Thermische Rückstrahlung

8 Absorbierte Energie Energiebilanz der Erde Strahlungsbilanz am Atmosphärenoberrand: reguliert Energiegehalt des Klimasystems Emittierte Energie - Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

9 Absorbierte Energie Energiebilanz der Erde Strahlungsbilanz am Atmosphärenoberrand: reguliert Energiegehalt des Klimasystems - =? Emittierte Energie Einheit: Wm -2 IPCC AR5, Fig. 2.11

10 Energiebilanz der Erde Strahlungsbilanz an der Erdoberfläche: reguliert bodennahes Klima

11 Einheit: Wm -2 Energiebilanz der Erde Verbesserte Quantifizierung der Energieflüsse seit AR4

12 Energiebilanz der Erde Satellitenmessungen Verbesserte Quantifizierung der Energieflüsse seit AR4 Einheit: Wm -2

13 Energiebilanz der Erde Satellitenmessungen Verbesserte Quantifizierung der Energieflüsse seit AR4 Strahlungsmessungen am Boden BSRN

14 Energiebilanz der Erde Menschliche Eingriffe in den Energiehaushalt der Erde

15 Energiebilanz der Erde Menschliche Eingriffe in den Energiehaushalt der Erde Abnahme Treibhausgase Zunahme

16 Energiebilanz der Erde Menschliche Eingriffe in den Energiehaushalt der Erde Zunahme Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase Abnahme

17 Zunehmende Energie im Klimasystem Akkumulierter Energieeintrag ins Klimasystem (10 21 J) Ungleichgewicht: Weniger Energie abgestrahlt als absorbiert - IPCC AR5 Box 13.1 / TFE.4

18 Zunehmende Energie im Klimasystem Akkumulierter Energieeintrag ins Klimasystem (10 21 J) Reduktion Thermische Abstrahlung => Energiegewinn IPCC AR5 Box 13.1 / TFE.4

19 Zunehmende Energie im Klimasystem Akkumulierter Energieeintrag ins Klimasystem (10 21 J) Vulkane Aerosole Verstärkte Reflexion des Sonnenlichts => Energieverlust IPCC AR5 Box 13.1 / TFE.4

20 Zunehmende Energie im Klimasystem Akkumulierter Energieeintrag ins Klimasystem (10 21 J) Vulkane Aerosole Wohin geht die Energie? IPCC AR5 Box 13.1 / TFE.4

21 Zunehmender Energiegehalt in Ozeanen 93% der Überschussenergie geht in Ozeane Weltweites Messnetz von Temperatursonden in Ozeanen IPCC AR5, Box 3.1 Fig. 1 AR5: verbesserte Rekonstruktion des Energiegehalts im Ozean

22 Energiebilanz der Erde Messbare Änderungen an der Erdoberfläche Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase

23 Energiebilanz der Erde Messbare Änderungen an der Erdoberfläche Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase Thermische Rückstrahlung Treibhauseffekt am Erdboden

24 Treibhauseffekt an der Erdoberfläche: Messungen Südpol Thermische Rückstrahlung Messungen der Thermischen Rückstrahlung (Wm -2 ) NOAA/ESRL Anstieg an weltweiten Messstationen seit 1992: +2 Wm -2 pro Jahrzehnt Anstieg auch messbar im Alpenraum IPCC AR5, Kapitel 2.3

25 Treibhauseffekt an der Erdoberfläche: Modelle Thermische Rückstrahlung in IPCC AR5 Klimamodellen Messungen der Thermischen Rückstrahlung Wm Globales Mittel Anstieg an weltweiten Messstationen seit 1992: +2 Wm -2 pro Jahrzehnt Anstieg auch messbar im Alpenraum IPCC AR5, Kapitel 2.3

26 Treibhauseffekt an der Erdoberfläche: Modelle Thermische Rückstrahlung in IPCC AR5 Klimamodellen Messungen der Thermischen Rückstrahlung Wm -2 2 Wm -2 pro Jahrzehnt Globales Mittel Anstieg an weltweiten Messstationen seit 1992: +2 Wm -2 pro Jahrzehnt Anstieg auch messbar im Alpenraum => In Einklang mit Modell-prognostiziertem Treibhauseffekt IPCC AR5, Kapitel 2.3

27 Treibhauseffekt an der Erdoberfläche: Szenarien Thermische Rückstrahlung in IPCC AR5 Klimamodellen RCP 8.5 Wm -2 RCP Globales Mittel Globales Mittel 25 Wm Wm -2 => Grösste erwartete Aenderung aller Energieflüsse IPCC AR5, Kapitel 2.3

28 Energiebilanz der Erde Messbare Änderungen an der Erdoberfläche Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase

29 Energiebilanz der Erde Messbare Änderungen an der Erdoberfläche Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase Sonneneinstrahlung am Erdboden

30 Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche Potsdam, Deutschland, Sonneneinstrahlung (Wm -2 ) IPCC AR5, Fig (adapted)

31 Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche Potsdam, Deutschland, Sonneneinstrahlung (Wm -2 ) Abnahme dimming IPCC AR5, Fig (adapted)

32 Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche Potsdam, Deutschland, Sonneneinstrahlung (Wm -2 ) Abnahme dimming Zunahme brightening IPCC AR5, Fig (adapted)

33 Energiebilanz der Erde Auswirkungen auf das Bodenklima

34 Energiebilanz der Erde Auswirkungen auf das Bodenklima Treibhausgase Zunahme

35 Energiebilanz der Erde Auswirkungen auf das Bodenklima Aerosole (Schwefel, Russ etc.) Treibhausgase Schwankungen über Jahrzehnte Zunahme

36 Globale Erwärmung IPCC AR5, Fig. SPM.1

37 Globale Erwärmung Abnahme Solarstrahlung dimming

38 Schlussfolgerungen Anthropogener Klimawandel: Eingriff des Menschen in die Energiebilanz der Erde Gegenüber AR4 genauere Kenntnisse der Energieflüsse im Klimasystem: Erde ist energetisch nicht im Gleichgewicht, Energieüberschuss hauptsächlich in Ozeanen akkumuliert, Zunahme messbar Von der Erdoberfläche aus ist der zunehmende Treibhauseffekt messbar Auch die Sonneneinstrahlung an der Erdoberfläche variiert über Jahrzehnte, z.t. als Folge der Luftverschmutzung => Auswirkungen auf verschiedenste Klimaelemente

39 Yann Arthus-Bertrand / Altitude CLIMATE CHANGE 2013 The Physical Science Basis Further Information