Stand der Wissenschaft

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1 Der anthropogene Klimawandel Stand der Wissenschaft von Jan Hohlbein 1

2 Inhalt Def. Klima Natürlicher Treibhauseffekt Strahlungsbilanz Anthropogener Treibhauseffekt Indikatoren Beteiligte Gase Folgen des Klimawandels Politische Handlungsempfehlungen 2

3 Wetter Witterung - Klima Wetter Augenblicklicher Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort Witterung Witterung ist das Gleichbleibende (Konstante) in einer Aufeinanderfolge von Wetterzuständen während mehrerer Tage/Wochen jahreszeitlich wiederholende Wetterlagen Klima Gesamtheit der Witterungen langer Beobachtungszeitraum, Klimaangaben beziehen sich laut Richtlinien der WMO auf einen Beobachtungszeitraum von mind. 30 Jahren 3

4 Der natürliche Treibhauseffekt H 2 O CO 2 O 3 N 2 O CH 4 20,6 C 7,2 C 2,4 C 1,4 C 0,8 C + 32,4 C Ohne den natürlichen Treibhauseffekt würden wir auf der Erde eine Durchschnittstemperatur von -18 C haben! 4

5 Treibhauseffekt Kurzwellige Strahlung dringt ungehindert durch die Glasscheibe und wird dort absorbiert. Die Pflanzen und der Boden emittieren langwellige Wärmestrahlung. Diese wird aber teilweise von den Glasscheiben reflektiert. Die Wärme bleibt innen. 5

6 Strahlungsbilanzgleichung Treibhauseffekt S = I + D - A + G -R k -R l I = direkte Sonnenstrahlung D = diffuse Himmelsstrahlung A = langwellige Ausstrahlung G = Gegenstrahlung R K = Reflexion der kurzwelligen Strahlung R l = Reflexion der langwelligen Strahlung 6

7 Strahlungsströme Absorbtionsbande Quelle: Häckel (1999) 7

8 Anthropogener Treibhauseffekt Menschlicher Einfluss auf Klima seit der Industriellen Revolution wächst Teils irreversible Eingriffe in das gesamte Erdsystem => Anthropozän (Crutzen 2002) Bei der Klimaforschung geht kein Weg vorbei am IPCC IPCC gibt in regelmäßigen Abständen Klima- Berichte heraus. Der aktuelle ist der Third Assessment Report (TAR) von

9 Indikatoren für anthropogenen Einfluss CO 2 N 2 O CH 4 SO 2 Quelle: IPCC (2001) 9

10 Temperaturveränderung Quelle: IPCC (2001) : 0,04 C / Dek : 0,07 C / Dek : 0,15 C / Dek. 10

11 CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre von 1959 bis

12 CO 2 -Konzentration: Prognose ppm Quelle: IPCC (2001) 12

13 CO 2 -Emissionen und -Konzentration Verschiedene Szenarien (~40 Stück) Träges System Quelle: IPCC (2001) 13

14 CH 4 Konzentration in Atmosphäre Quelle: IPCC (2001) 14

15 Bevölkerungsentwicklung Prognose 2100: ca. 10 Mrd. Menschen 15

16 Quellen von Treibhausgasen Gas Natürliche Quellen Anthropogene Quellen CO 2 Biosphäre, Ozean, Böden Verbrennung fossiler Brennstoffe, Brandrodung, Abholzung CH 4 N 2 O Feuchtgebiete, Termiten, Ozean, Methan-Hydrat Ozean, Böden (Denitrifikation) Nassreis, Viehhaltung,Mülldeponien, Fermentation Dünger, Verbrennung FCKWs keine Kühlmittel, Treibgase Quelle: Schutz der Erde (1990) und Becker (2002) 16

17 Übersicht Treibhausgase Gas Gehalt 1750 Gehalt 1998 Derzeitige Veränderung pro Jahr Wirksamkeit rel. zu CO 2 bezogen auf 100 Jahre %-Anteil vom anthropogenen Treibhauseffekt Verweilzeit in der Atmosphäre in Jahren CO ppm 365 ppm 1,5 ppm 1 63,8% 120 CH 4 N 2 O O 3 FCKWs 700 ppb 270 ppb 25 ppt ppb 314 ppb 34 ppt 7 ppb 0,8 ppb? ? ,0% 6,0%? 11,0% ,01-0,05 1, Eigene Darstellung nach IPCC (2001) 17

18 Anteil am anthropogenen Treibhauseffekt 18 Quelle: IPCC (2001)

19 Folgen der Erwärmung im 21. Jh. (I) Temperaturanstieg von 1,4 C 5,8 C Höhere Temp.maxima und mehr Hitzetage über Landmassen Weniger Kältetage über Landmassen und höhere Temp.minima Geringere Schwankung zwischen Tagund Nacht-Temp. Zunahme Verdunstung Verstärkter hydrologischer Kreislauf 19

20 Folgen der Erwärmung im 21. Jh. (II) Häufigere intensive Niederschlagsereignisse Verschiebung von Klimazonen polwärts Größere Dürregefahr in subtropischen und in kontinentalen Regionen (Sommer) Meeresspiegel-Anstieg zwischen 0,09 m und 0,88 m Abschmelzen großer Eismassen in Grönland, der Arktis und von Gebirgsgletschern Zunahme der Eismassen in der Antarktis 20

21 Unsichere Folgen Zunahme von ENSO-Ereignissen Abschwächung der thermohalinen Zirkulation Entwicklung von SO 2 -Emission? Welche Rückkopplungen mit anderen ökologischen, sozialen und ökonomischen Systemen, wie intensiv? 21

22 Politische Handlungsempfehlungen Sofortiges Handeln (-> träges System!) Senkung der CO 2 -Konzentration unter der Wert von 1990 (Kyoto-Protokoll) Vermeidung von Emissionen anderer klimarelevanter Gase Unterstützung von Entwicklungsländern 22

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24 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!

25 C-Kreislauf Quelle: Häckel (1999) 25

26 Meeresspiegelanstieg: Prognose Quelle: IPCC (2001) 26

27 Temperaturveränderung: Prognose Quelle: IPCC (2001) 27

28 Quelle: Ehlers (2002) 28

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30 Paläoklima Das Klima der letzten 1 Mio. Jahre Quelle: Schutz der Erde (1990) 30

31 0 Kondensation + 27 % Wärmetransport langwellige Verdunstung +5% -22% -5% 0 Wichtig = Treibhauseffekt!!! Weltraum +59% +11% +2% +7% +21% -100 % einfallende kurzwellige Strahlung Atmosphäre Reflexion an diffuse Reflexion der Luft +3% Reflexion an Wolken langw. Ausstrahlung der Atmosphäre Absorption Reflexion an Erdoberfläche in Wolken diff. Streuung in Atmosphäre +2% Absorption in reiner Atm % Aerosol + 14 % Absorption +5 % diff. Streuung an Wolken direkte Strahlung Gegenstrahlung Ausstrahlung Die Strahlungsbilanz -111% +95% -5% +11% +12% +25% Erdboden Verändert nach: Weischet (1988)

32 Atmosphärische Transmission Quelle: Albertz (1991) 32

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35 CH 4 Quellen und Senken Quelle: Schutz der Erde (1990) 35