Lehrerinformation 1/7 Arbeitsauftrag Die SuS erfahren die verschiedenen Ursachen für en und lernen, dass es natürliche und menschliche Einflussfaktoren für die gibt. Sie lesen die Texte zu den verschiedenen Ursachen, diskutieren und erarbeiten Vorträge. Ziel Die SuS kennen die Ursachen für die. Material Informationstexte Sozialform Plenum/GA Zeit 45 Zusätzliche Informationen: Aus aktuellem Anlass kann in dieser Lektion näher auf das Thema Klima und Vulkanausbrüche eingegangen werden. Links und zahlreiche Informationen finden Sie hier: - www.vulkanhaus-strohn.de (Website eines Vulkanmuseums) - Tambora der Vulkan, der den Winter brachte. Interessante Dokumentation über den Ausbruch des Tambora 1815 und die klimatischen Folgen, Download hier: http://dokujunkies.org
2/7 Aufgabe: Lest die Texte und lernt so, was zu en führen kann. Anschliessend bildet ihr Gruppen; jede Gruppe wählt einen Einflussfaktor und versucht, im Internet weitere Informationen dazu zu finden. Erarbeitet anschliessend einen Vortrag, welchen ihr der Klasse präsentieren könnt. Versucht auch, die Folgen der verschiedenen Faktoren zu recherchieren. Die Der Begriff bezeichnet eine Veränderung des Klimas auf der Erde über einen längeren Zeitraum. Seit der Entstehung der Erde verändert sich das Klima ständig. Eine kann beispielsweise eine tendenzielle Abkühlung oder Erwärmung der Oberflächentemperatur über Jahrtausende bezeichnen. Klimaänderungen im Lauf der Klimageschichte Auch Eiszeiten oder die globale Erwärmung sind en; erstere werden auf natürliche, letztere auf menschliche Einflüsse zurückgeführt. Temperaturänderungen der letzten 2000 Jahre
3/7 Ursachen für natürliche en en können verschiedene Ursachen haben. Zahlreiche zyklische und nichtzyklische Prozesse und Ereignisse wirken auf das Erdklima ein und verstärken oder neutralisieren sich gegenseitig. Einige von diesen Einflussgrössen sind mittlerweile wissenschaftlich genau verstanden und allgemein akzeptiert, andere sind als grundsätzlicher Wirkungszusammenhang plausibel, aber noch nicht quantifiziert, wieder andere sind aufgrund von guten Korrelationen der vermuteten Einflussgrössen mit bestimmten Klimadaten naheliegend, werden aber vom notwendigen Wirkungszusammenhang noch nicht genau verstanden. Nachfolgend eine unvollständige Liste: Die Erdbahn um die Sonne und die Neigung der Erdachse Sowohl die Erdbahn um die Sonne als auch die Neigung der Erdachse und damit die Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen in verschiedenen Breiten der Erde unterliegen längerfristigen Zyklen, die zuerst von dem serbischen Astrophysiker und Mathematiker Milutin Milanković untersucht und berechnet wurden und daher heute als Milanković-Zyklen bezeichnet werden. Die durch die Milanković-Zyklen verursachten Schwankungen der Energieeinstrahlung in die Atmosphäre sind zum Teil sehr gross und werden heute unter anderem für den Eiszeitenzyklus verantwortlich gemacht. Die Sonne Die Sonne und die von ihr ausgestrahlte Solarenergie sind die treibende Kraft für den energetischen Antrieb des irdischen Wetters und Klimas. Offenbar hängen sowohl langfristige en als auch unser tägliches Wetter eng mit den Aktivitäten unserer Sonne zusammen. So wie wir das Licht der Sonne täglich sehen, erscheint es uns stabil und gleichmässig. Satellitendaten zeigen aber, dass sich in den für das menschliche Auge unsichtbaren Spektralbereichen teilweise starke Veränderungen sowie Schwankungen der Sonnenaktivität verbergen. Die Solarkonstante unterliegt daher teils grossen Schwankungen, welche gerade in kleineren Zeitskalen, wenn also die Plattentektonik keine wesentliche Rolle spielt, die Veränderung des Klimas wesentlich mitbestimmen. Zudem kommt von der Sonne ein ständiger Sonnenwind, der aus einem beständigen Strom elektrisch geladener Teilchen besteht und dessen Stärke stark variiert. Die Erfassung der Wechselwirkung zwischen der sich ändernden Sonnenaktivität und dem Magnetfeld unseres Planeten untersucht die Wissenschaft unter dem Begriff Weltraumwetter. Die solaren Schwankungen lassen sich durch regelmässige Änderungen im Magnetfeld der Sonne erklären. Das magnetische Verhalten der Sonne unterliegt wiederkehrenden zyklischen Schwankungen. Ein solcher Sonnenzyklus, also der Zeitraum zwischen einem Solarmaximum und einem erneuten Solarmaximum, dauert etwa elf Jahre. Auf dem Zyklus-Höhepunkt, der das letzte Mal 2001 erreicht worden ist, wird der Sonnenwind zu einem regelrechten Sonnensturm. Auf der Sonnenoberfläche ereignen sich nun gewaltige Eruptionen, die grosse Mengen energiereicher Partikel ins All schleudern. Die dabei freigesetzten Urgewalten entsprechen etwa der Explosion von 66 Milliarden Hiroshima-Bomben. Die ersten Beobachtungen der Sonnenflecken gehen auf das Jahr 1610 zurück. Damals wurden diese unter anderem von Galileo Galilei mit einem Fernrohr gemacht. Regelmässige Zählungen gibt es allerdings erst seit 1860 vom astronomischen Observatorium in Zürich.
4/7 Die Kontinentaldrift Die wohl wichtigste und anerkannteste Erklärung für die starke zeitliche Veränderung der mittleren Globaltemperatur in Bezug auf sehr lange Zeitskalen ist die Kontinentaldrift, also die Bewegung der Landmassen auf der Erde. Die Anordnung der Kontinente war nicht immer so, wie wir sie heute kennen. So bildeten das heutige Südamerika, Afrika, die Arabische Halbinsel, Indien, Australien und die Antarktis bis vor 150 Millionen Jahren den grossen Urkontinent Gondwana beziehungsweise Gondwania, welcher am geografischen Südpol lag. Es gab also damals Eis im Gebiet der heutigen Sahara. Die Theorie, die die Kontinentaldrift als Grundlage hat, besagt, dass der Niederschlag an den Polen verstärkt eine Chance hat, Eis oder Schnee zu bilden, wenn sich dort Land befindet, da Land sehr viel mehr Sonnenstrahlen reflektiert als Wasser. Durch die stärkere Reflexion des Lichts kommt es dort zu einer lokalen Abkühlung und es entsteht Eis. Dieses Eis ist aufgrund seiner hohen Albedo noch besser dazu geeignet, Sonnenstrahlen zu reflektieren. Es kommt zu einer positiven Rückkopplung mit sinkenden Temperaturen und einer immer weiter fortschreitenden Eisbildung. Durch das im Eis gebundene Wasser sinkt jedoch auch der Meeresspiegel. Damit verbunden ist eine kleinere Wasseroberfläche und es kann daher aus den Meeren auch weniger Wasser verdunsten. Dies führt dazu, dass die Niederschläge im globalen Mittel zurückgehen und das Eis in der Folge auch weniger schnell wächst. Liegen die Pole im gegensätzlichen Fall über dem Meer, so ist es nur bei sehr tiefen Temperaturen möglich, dass sich Meereis bildet. Die gegenüber dem Meereswasser höhere Albedo führt auch hier zu einer sich selbst verstärkenden Eisbildung. Quelle: www.diercke.de Die sich selbst verstärkende weltweite Abkühlung kommt erst dann zur Umkehr, wenn der CO 2 -Gehalt der Atmosphäre stark angestiegen ist. Dieser natürliche Treibhauseffekt entsteht dadurch, dass das von Vulkanen ausgestossene CO 2 wegen der grossflächigen Vereisung weniger stark in Gesteinen und Biomasse gebunden wird und somit klimawirksam wird. In unserer heutigen Zeit liegt der geografische Südpol auf einem Kontinent, der Antarktis. Als vor rund 25 Millionen Jahren eine Öffnung zwischen der Antarktis und Südamerika entstand, bildete sich der Antarktische Zirkumpolarstrom und eine verstärkte Vereisung setzte ein. Deshalb liegen heute rund 90 Prozent des irdischen Eises in der bis zu 4500 Meter dicken Eisdecke der Antarktis.
5/7 Der Vulkanismus Grosse Vulkanausbrüche können zu einer mehrjährigen Abkühlung des Klimas führen. Gase und Asche werden dann weit hinauf in die Atmosphäre geschleudert. Insbesondere die Gase können dabei bis in die Stratosphäre (17 bis 50 km Höhe) gelangen. Durch fotochemische Prozesse in der Atmosphäre können sich aus den Gasen winzige Partikel (Aerosole) bilden, die die Sonnenstrahlen reflektieren und damit die Einstrahlung von Wärmeenergie verhindern. Die Folge ist eine Abkühlung. Stratovulkan Fujisan, Japan Der Vulkanausbruch des Laki-Kraters auf Island im Sommer 1783 hat wahrscheinlich zu dem extrem kalten Winter 1783/84 in Nordeuropa und Nordamerika sowie zu Überschwemmungen in Deutschland im Frühjahr 1784 geführt. Im April 1815 brach der Vulkan Tambora auf Sumbawa, einer Insel, die heute zu Indonesien gehört, aus und verursachte offenbar das "Jahr ohne Sommer" (1816). Weitere wichtige Faktoren Weitere Faktoren, die das Klima beeinflussen können, sind der Treibhauseffekt, atmosphärische Schwebstoffe, sogenannte Aerosole, Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation (Monsun), Veränderungen der Meeresströmungen: globales Förderband, Nordatlantische Oszillation, Southern Oscillation Index, El Niño (ENSO), der Mond durch seinen Einfluss auf die Gezeiten und damit die grossen Meeresströmungen.
6/7 Einfluss der Menschen auf das Klima Der Mensch das ist wissenschaftlich bewiesen hat Einfluss auf die Erwärmung der Erde. Massgeblich ist dabei der vom Menschen verursachte Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre schuld. Die den Klimawandel am meisten forcierenden Gase sind Kohlendioxid (CO 2 ), Methan (CH 4 ) und Lachgas (N 2 O). Der Anstieg der oben genannten Gase steht im engen Zusammenhang mit der vor etwa 200 Jahren beginnenden Industrialisierung und den damit verbundenen wirtschaftlichen Veränderungen sowie der Nachfrage nach Energie und Ressourcen. Der Anstieg der Konzentration von CO 2 (und anderer Treibhausgase) in der Atmosphäre verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt, bei dem vereinfacht ausgedrückt einfallende Sonnenstrahlen absorbiert und in Wärme umgewandelt werden. Erhöht sich der CO 2 -Wert und der anderer Treibhausgase in der Erdatmosphäre, desto höher fällt die Absorption der einfallenden Sonneneinstrahlung aus. Gleichzeitig wird die Wärmeabstrahlung ins Weltall vermindert. Die Folge: Die Temperaturen auf der Erde steigen. Der Hauptverursacher, der zur Erderwärmung beiträgt, ist der hohe und weiter steigende Verbrauch von Ressourcen und fossilen Energieträgern, die für alle menschlichen Aktivitäten benötigt werden. Bei der Energiegewinnung werden überwiegend fossile Energieträger, wie beispielsweise Erdöl, Erdgas und Kohle, verbrannt. Dadurch werden Treibhausgase freigesetzt. Der Anteil der fossilen Energieträger beträgt derzeit weltweit etwa 80 Prozent des Primärenergieverbrauchs. Jeder dieser Energieträger trägt somit durch die Verbrennung zur Erhöhung der CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre bei. Bei der Braunkohle zum Beispiel werden bei jedem verbrannten Kilogramm etwa drei Kilogramm CO 2 freigesetzt. Ähnlich hoch ist die CO 2 -Freisetzung im Verkehr und in der Landwirtschaft. Jeder Liter Benzin, der verbrannt wird, erzeugt ca. 2,3 Kilogramm CO 2. Bei der Herstellung von Nahrungsmitteln wird durch den Einsatz von Dünger Lachgas und bei der Viehzucht durch Verdauungsprozesse Methan an die Atmosphäre abgegeben. Die Ernährungsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) geht davon aus, dass die Viehzucht für 18 Prozent aller Treibhausgase verantwortlich ist. Ein weiterer Aspekt: die zunehmende Rodung von Waldflächen für den landwirtschaftlichen Anbau oder die Viehzucht. Im Zusammenhang mit dem Klimawandel haben Wälder jedoch einen hohen Stellenwert. Sie tragen grundsätzlich zur CO 2 -Speicherung und zur Senkung bei. Wälder entziehen der Atmosphäre grosse Mengen an Kohlendioxid und speichern es. Jedoch durch die Verrottung und Verbrennung von Bäumen wird der von ihnen gespeicherte Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid wieder freigesetzt. Wachsende Wälder und neu angepflanzte Bäume dagegen entziehen der Atmosphäre mehr Kohlendioxid, als sie an die Atmosphäre abgeben. Wälder sind somit ein wichtiges Element, um die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre zu senken. Im Jahr 1800 lebten etwa eine Milliarde Menschen auf unserem Planeten. Bis 1925 verdoppelte sich die Anzahl der Weltbevölkerung auf zwei Milliarden. Dieses rasche Bevölkerungswachstum hängt mit der industriellen Revolution zusammen. Durch den Einsatz von neuen Maschinen konnte die Agrarproduktion gesteigert werden und die Qualität der Nahrungsmittel nahm zu. 1960 zählte man bereits drei Milliarden, 1974 vier Milliarden Menschen und zur Jahrtausendwende betrug die Zahl der Weltbevölkerung sechs Milliarden. Laut den Prognosen der Vereinten Nationen werden bis zum Jahr 2050 neun Milliarden Menschen auf der Erde leben. Das heisst: Pro Jahr kommen weitere 78 Millionen Menschen dazu. Hinzu kommt, dass die Bevölkerung nicht nur immens wächst, sondern dass auch die Bedürfnisse nach Konsum und der Wunsch nach Wohlstand steigen. Diese Entwicklung führt dazu, dass der Bedarf an Ressourcen und Energie sowohl bei der Produktion als auch bei der Nutzung weiter steigt. Und das heisst auch: Die damit in Verbindung stehenden Umwelt- und Klimabelastungen nehmen zu, und die Konzentration der Treibhausgase steigt.
7/7 Aufgabe: Berichtet von Ereignissen, die vermutlich eine Folge des Klimawandels sind und diskutiert in der Klasse. Die Folgen des Klimawandels Ein antarktischer Eisberg von der Grösse des Kantons Waadt stürzte im Frühjahr 1995 in den Südatlantik. Der spektakuläre Abbruch ist nicht nur ein Indiz für die Erwärmung am Südpol, er gilt gleichzeitig als weiterer Beweis für den raschen Anstieg der weltweiten Durchschnittstemperatur in den letzten Jahrzehnten. Rund um den Globus häufen sich die Signale einer vom Menschen verursachten Klimaänderung: Im 20. Jahrhundert nahm die Durchschnittstemperatur weltweit um 0,4 bis 0,8 Grad Celsius, in der Schweiz sogar um 1,4 Grad Celsius zu. Seit 1966 hat die Schneedecke in der Nordhemisphäre um 10 Prozent abgenommen. Im 20. Jahrhundert haben sich die Gletscher weltweit zurückgebildet. Die Schweizer Gletscher haben zwischen 1864 und 2005 beinahe die Hälfte ihres Volumens verloren. Im März 2006 war die Meereseisdecke der Arktis so dünn wie nie zuvor. Innerhalb eines einzigen Jahres ist hier eine Eisfläche von der Grösse Italiens geschmolzen. Im 20. Jahrhundert sind die Meeresspiegel weltweit um 10 bis 20 cm angestiegen. Die Messungen der NASA ergeben, dass der Meeresspiegel zwischen 1993 und 2005 um 3,6 cm gestiegen ist. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts haben schwere Wetterereignisse auf der Nordhalbkugel um 2 bis 4 Prozent zugenommen. Hitzewellen wie El Niño wurden häufiger, intensiver und länger seit den 1970er Jahren. In gewissen Regionen Asiens und Afrikas hat die Häufigkeit und Intensität von Dürren in den vergangenen Jahrzehnten zugenommen. Die globale Erwärmung könnte auch schwerwiegende Auswirkungen auf die Verbreitung von Infektionskrankheiten (wie Malaria, Dengue-Fieber und Cholera) haben. Dürren und Überschwemmungen sind ideale Bedingungen zur Ausbreitung von Parasiten, Bakterien und Viren. Die wird sich auf die Pflanzen- und Tierwelt auswirken; über Jahrtausende entstandene Lebensgemeinschaften werden sich rasch anpassen müssen oder sterben aus.