Das Klima der Erde I. Mensch, Klima und Klimasystem

Max Camenzind

Bildungszentrum HD

2015/2016 www.lsw.uni-heidelberg.de/users/mcamenzi

Klima betrifft uns alle!

Klima ist Physik & heute messbar

Der Umweltwächter Sentinel-1A/ESA

• I. Die Erde, ihr Werdegang & Sonnenstrahlung

• Was ist Klima? Erde in der Habitablen Zone!

• II. Paläoklima & die letzten 800.000 Jahre

• Aufbau der Erde, Uratmosphäre, Klimazyklen und Klimaarchive (Eisbohrkerne, Arktis, Antar);

• III. Klima ist deterministisches Chaos

• Das Klimasystem der Erde, deterministisches Chaos, magnetisches Pendel & Lorenz-Modell;

• IV. Einfluss der Sonne & Globale Klima-Modelle

• Treibhauseffekt, Strahlungsantrieb, Aerosole, Sonnenflecken oder CO2? IPCC 5 Sachstandsber.

4 Themenkreise zum Klima

• Macht Klima Geschichte? • tiefe Wurzeln in der Menschheitsgeschichte • ZdF Mediathek: „Klima macht Geschichte“, 2015. • Was ist Klima? Was ist Wetter? • Definition, Klima-Variablen, Klima-Geschichte • Das Klimasystem der Erde wird durch 6 Klima-

Elemente bestimmt: Sonne, Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Lithosphäre & Biosphäre.

• Strahlung bestimmt das Klima! • Solarkonstante, wie entsteht die

Planetentemperatur, was ist ein Treibhaus? • Sonnensystem und Planeten – Was ist die Habitable

Zone?

Die Themen Teil I

Teil I: Der Mensch und

das Klima der Erde

Video: Menschheitsgeschichte und Klima ZdF 2015

https://www.youtube.com/watch?v=UJ0m_2mHbo0

Klima & Mensch seit der Eiszeit

Wir leben heute in einer Warmphase

Was ist Klima ? ein physikalisches

System Variablen!

Spektrometer analysieren vom Weltraum aus ständig die Zusammensetzung der Atmosphäre. Dabei ermitteln Satelliten unter anderem Temperatur und den Gehalt an Spurengasen und Schwebeteilchen in der Atmosphäre. Bild: ESA/Sentinel

Wetter ist nicht Klima !

Was ist Klima ?

Klima ist das globale Langzeitverhalten der Klima-Variablen (> 25 a) - Temperatur Atmosphäre - Zusammensetzung Atm - Wasserdampf Atm - Temperatur & Strömung der Ozeane, Salzgehalt …

Wetter ist nicht Klima !

Wetter – Witterung - Klima

Wetter Witterung Klima

Momentaner Zustand der Atmosphäre

(1Stunde,

1 Tag)

Charakter des

Wetters über

einige Tage

oder

Jahreszeit

Mittlerer

Zustand der

Atmosphäre

(z.B. 30-40

Jahre)

Unterteilung des Klimas

Klima

Makroklima

global

Mesoklima

Region: Stadt

Landschaft

Mikroklima

lokal: m - km

Klimasystem 6 Klimaelemente

Atmosphäre

Sonneneinstrahlung

Hydrosphäre

Kryosphäre

Biosphäre

Lithosphäre

Die Sonne ist Motor des Klimas

Liefert die Energie

Spektrum am Rand der Atmosphäre

Spektrum eines Schwarzen Körpers

Spektrum auf Meereshöhe

UV sichtbar Infrarot

Absorptionsbanden

Mittlere Solare

Einstrahlung

Flecken- Minimum

Flecken- Maximum

Beispiel

Atmosphäre

Temperatur-

verlauf

Globale Windgürtel Atmosphäre

Bsp. Hydrosphäre: Der Golfstrom

Video Hydrosphäre: Golfstrom

Hydrosphäre: El Nino-Phänomen

Hydrosphäre: El Nino-Phänomen

Die an den südamerikanischen Pazifik angrenzende Atacama gilt heutzutage als die trockenste Wüste der Welt, und sie ist fast ohne Vegetation. Die Ursache dafür liegt in den besonderen Wind- und Strömungsverhältnissen im Pazifik. Die kalten Gewässer an der Südamerikanischen Küste stammen von dem aus dem Süden kommende kalten Humboldtstrom, und dem Auftrieb von kalten nährstoffreichem Tiefenwasser. Die Nährstoffe bilden die Grundlage ganzer Nahrungsketten. Das kalte Meer kühlt die darüber liegenden Luftschichten stark ab und an den Hängen der Anden können sich deshalb keine Regenwolken bilden. Unter normalen Wetterbedingungen türmen die im tropischen Pazifikraum westwärts wehenden Passatwinde die warmen Wassermassen im West-Pazifik auf. Da die Stärke der Passatwinde durch die Temperaturdifferenz des Oberflächewassers zwischen West- und Ostpazifik bestimmt wird, haben veränderte Meeresströmungen großen Einfluss auf dieses System. Wenn warmes äquatoriales Oberflächenwasser aus dem Westen sich ostwärts ausbreitet, verringert sich diese Temperaturdifferenz zwischen West und Ost und die Passatwinde lassen nach. In Folge kommen weniger Nährstoffe nach oben, es gibt weniger Plankton und als Folge weniger Fische. Dieses Wetterphänomen tritt alle zwei bis sieben Jahre meist um den Dezember auf. Die Fischer von Peru nennen es seit Jahrhunderten El Niño oder „Das Christkind“.

Meeresströmungen / NASA 2006