Klimawandel

Klimawandel
Fakten und Aussichten

Dr. Willy H. Gerber

www.gphysics.net – Klimawandel-Version 06.08

Gletscher

Seit langem hören wir Gerüchte ... die Gletscher „gehen zurück“.

Stand Gletscherzunge
1990
Rückgang seit 1900 = 1687 m
Ist es wircklich so?


Gletscher in Europa
1940

Gletscher
Pasterze
mit Großglockner (3798 m)
und Johannisberg (3467 m).

Ein kurzer Spaziergang durch
europäische Gletscher zeigt, dass
alle dahin schmelzen.

2000

Gletscher in Europa
1900

Gletscher
Pasterze -Pasterze - Pasterzenzunge
mit Großglockner (3798 m).

Einige sind spurlos
verschwunden.

2000

Gletscher in Europa
1940

Gletscher
Rhone
mit Hotel Belvedere (2274 m).

In einigen Fällen sind nur
noch unsere Bauten um
diese zu bewundern. Im Fall
des Rhone Gletschers gibt
es Reste und eine Höhle in
der man unter diese
spazieren kann.

2000

Gletscher in Europa
1904

Gletscher
Gepatschferner

Doch der Schwund der
Gletscher ist unverneinbar.

2000

Gletscher in Afrika

Auch in Afrika; man rechnet, dass der Gletscher des Kilimancharo
in 20 Jahren vollkommen verschmolzen sein wird.

Gletscher in Chile

Auch in Chile kann man den Gletscher Rückzug beobachten z.B.
Gletscher Cipreses (Cuenca del Cachapoal)

Gletscher in Chile

1930

1992

2000
Einige Gletscher haben aber sich vor kurzem noch ausgedehnt
(Brüggen oder Pío XI)

Was ist los?

?
Was kommt auf uns zu?
Erwärmt sich die Erde?
Warum?


Fakten?

Fakt ist, dass sich in den letzten 20 Jahren die Erde um etwa 0.3 Grad Celsius erwärmt
hat, wobei der CO2 Gehalt der Atmosphäre gleichzeitig um 10% gestiegen ist:


Zufall?

Es besteht eine Korrelation zwischen CO2 in der Atmosphere und die Temperatur auf der
Erde:
Temperatur Abweichung

Jahr CO2
Temperatur in
Isotopen Blasen
im Eis

Andere Möglichkeiten?
Sonnenzyklus
Sonnenstrahlung (W/m2)

Die Sonnenfleckentheorie wird heute Globale Temperatur
nicht mehr ernsthaft als Grund
betrachtet.


Warum geschieht dies?

Heutzutage sind sich die meisten Wissenschaftler einig, dass der CO2 (und andere Gase
wie Methan) ein Treibhauseffekt verursachen.

Was bedeutet dies?

Beachte: die Strahlungs Theorie ist grossteils entkräftet. Es besthet kaum Korrelation zwischen
Sonnenaktivität und Temperaturerhöhung, sie erklärt nicht die Atmosphärenerwärmung und es
gibt ethische Bedenken bezüglich der Finanzierung der Berichte durch die Oelindustrie.

Treibhauseffekt

Die Sonnenstrahlen haben bestimmte
Sonne Wellenlängen, die wir zum Teil als Farbe
sowie als Wärme wahrnehmen können.

Sichtbares Licht
Intensität (W/m2)

Infrarot

Wellenlänge (μm)


Treibhauseffekt

Das Glas ist, wie unsere Atmosphäre,
durchsichtig für diese Wellenlängen.
Sonne

Das Licht kann in
unser Gewächshaus
sowie auf die Erde
gelangen.

En Teil des Lichtes wird
direkt reflektiert. Aus
diesem Grund können
wir sowohl Gewächs-
haus wie Erde „sehen“.


Treibhauseffekt
Ein Teil der Strahlung erwärmt die Körper innerhalb des Treibhauses
(auf der Erde die Erdoberfläche bzw. das Meer).

Die erwärmten Körper strahlen nun ebenfalls, nur aber in einem anderen Wellenlängen-
bereich (im Infrarot also „Wärmestrahlung“).

Treibhauseffekt
Und nun kommt das Problem, dass Glas sowie unsere Atmosphäre
sind nicht ganz durchsichtig für diese Wellenlängen, was dazuführt,
dass die Wärme nicht aus dem Gewächshaus, bzw. Erde ganz
entweichen kann:

Die Folge ist, dass sich die Wärme im Gewächshaus, bzw. Erde ansammelt und es einen
Temperaturanstieg gibt.

Kann man es messen?

Ist es wircklich so? Ist die Erdatmosphäre nur teilweise durchlässig für Wärmestrahlung? Ein
Blick auf das Emissionsspektrum der Erde zeigt es klar: in bestimmten Wellenlängen dringt
nur eine geringe Energiemenge ins All:

CO2 Wasser (Wolken)
Ozon


Warum steigt die Temperatur nicht ins unendliche?
Warum aber steigt die Temperatur nicht ins Unendliche? Die zurückgestrahlte Energie wird
erneut von der Erdoberfläche aufgenommen und in anderen Wellenlängen ausgestrahlt, so
dass sie dann von der Erde entkommen kann.
Werte in W/m2
Sonnenstrahlung Wärmestrahlung

Wetterbedingte Wärmeleitung
342

(Leitung + Konvektion)
77

195

„Natürlicher“
Atmosphäre 67
Treibhauseffekt
168 30 24 78 40 350 324

Erdoberfläche
Somit entsteht ein neuer Gleichgewichtszustand bei dem die Erdtemperatur höher ist.

Rolle der Wolkendecke

Die Wolkendecke bildet einen wahren Mantel um die Erde:

Normaler
Beitrag
20.6 °C

Ist der Mensch schuld?

Wie hat sich das CO2 in der Atmosphäre mit der Zeit verändert?

fast 30%
Anstieg!!!

Industrielle Zeitalter

Normaler
Beitrag
7.2 °C

Was ist los?
Industrie (Energie)
Woher kommt Industrie (Prozess)
Kommerz
aber all dieses Haushalt

CO2?
Elektrizität

Transport

Land- und
Forstwitschaft u. Abfall


Welcher Beitrag leisten Fosile-Produkte

Globale Emissionen

Millonen Tonnen pro Jahr
Gesammt
Oel
Kohle
Gas
Zement

?
Variación de Temperatura (°C)

Globale Temperatur


Wie verändert sich der CO2 Gehalt der Luft?

Der Kohlenstofffluss lässt sich wie folgt darstellen:
Kraftstoffe Landwirtschaft
Werte in kT/Jahr
5.5 1.6

Atmosphäre
90 90 2.0 120 60 0.5 1.3 60
Oberflächen- Vegetation
gewässer
100 100 60 Boden
Tiefesge-
wässer

Mittelwert der 80 Jahre Zusätzlich pro Jahr

Somit sammeln sich vorläufig jedes Jahr zusätzliche 3.3 kT Kohlenstoff in der Luft an.


Rolle des Meerwassers
Mit dem zusätzlichen CO2 wird das Meereswasser immer saurer, was die Fischbestände
stark reduzieren kann. Der heutige CO2 Inhalt der Meere verteilt sich wie folgt :

Bekannt ist, dass eine jede Flüssigkeit einen Sätigungsgrad erreichen kann, nach dem es
kein weiteres Gas (CO2) aufnehmen kann. Würde dies erreicht werden könnte der CO2
Anstieg auf 5.3 kT pro Jahr ansteigen.

Stickstoffdioxyd (NO2)
CO2 ist aber nicht das einzige „Treibhausgas“; auch Stickstoffdioxyd (NO2) wird von der
Industrie erzeugt :

Normaler
Beiträg
1.4 °C


Methan (CH4)

Im letzten Jahr hoch in Diskussion: Methan (CH4) mit einer Zunahme von 150%!!!

fast 150%
Industrielle Zeitalter Anstieg!!!


Weltbevölkerungswachstum

Dieser 150% ist eine direkte Folge des Weltbevöllkerungswachstums!!!

Rinder 22%
Reis 18%
Gas und Oel 14% März
Brände 14%
Flüssige Abfälle 10%
Kohle 9%
Feste Abfälle 8%
Düngung 4%
Industrie 1%

August


Methan (CH4) und Weltbevölkerungwachstum

Normaler
Beiträg
0.8 °C

Zwischen 1950 und 2000:

1125 ppb CH4 y 2.5 billonen Menschen
und
1750 ppb CH4 y 6.0 billonen Menschen

Presse
Das Problem ist das Methan (CH4) ein weitaus wirksamer Treibhausgas ist als
Kohlendioxyd (CO2), nur dass er bis heute kaum in Betracht genommen wurde, da seine
Menge in der Atmosphäre zu gering waren.
Entsprechend waren die Schlagzeilen in der
Bild Zeitung.


CO2 Konzentration und Temperatur Veränderung

Ist das überhaupt möglich? Ein Hinweis liefert uns unsere eigene
Vorgeschichte des Planeten in den letzten 400‘000 Jahre: Heutiger Stand

300 ppmv
280 ppmv

Mittelwert der
letzten 1000 Jahre
+ 4°C Veränderung Ohne Atm.-18.0°C
0°C
Wolken +20.6°C
CO2 + 7.2°C
NO2 + 1.4°C
CH4 + 0.8°C

Persönlicher Schluss: 3° bis 5° scheint eher Optimistisch Mit Atm. +14.4°C

UN Studium
Fazit: Wissenschaftler einer Internationalen UNO Delegation kommen so zum Schluss,
dass wenn wir nicht handeln:

Die mittlere Temperatur des Planeten
in den nächsten
100 Jahren um mindestens 3 Grad
(Celsius) ansteigen
wird.

Falls zusätzlicher Methan frei wird
(Anpflanzungen,
Unterwasserlager, usw.) oder die
CO2 Saturation der
Meere eintrete, würde man mit einem
Anstieg von 5 bis 7 Grad rechnen
müssen.


UN Studium

Ausblick

Temperaturanstieg
(°C)
Wirklichkeit Voraussage
(1995-2004) (2070-2100)

Temperaturanstieg (°C)

Folgen

Was kommt aber auf uns zu
falls diese Erwärmung tatsächlich eintritt?


Zuerst etwas Physik
Falls wir Wasser erwärmen, entstehen sogenannte Konvektionsströme
Heisses Kaltes
Grundwasser Oberflächenwasser
steigt auf sinkt

Ähnliche Strömungen werden
in der Atmosphäre beobachtet.
Es bilden sich sogenannte
Hadley Zellen.


Zuerst etwas Physik
Insgesamt bilden sich drei Arten von Zellen, die Hadley, die Ferrel und die Polar Zellen.
Sie verursachen sowohl Vertikale wie auch Horizontale Winde:
Polar Zelle
Steigende Luft
Ferrel Zelle
Sinkende Luft

Hadley Zelle
Steigende Luft
Hadley Zelle

Sinkende Luft
Ferrel Zelle
Steigende Luft
Polar Zelle

Doch diese horizontale Bewegung führt Luftmassen in Bereiche mit unterschiedlichen
Rotationsgeschwindigkeit.

Zuerst etwas Physik

Am Equator ist die Umfangsgeschwin-
digkeit am höchsten, wärend sie an den
Polen verschwindet.
Somit wird eine Strömung vom Equator
(z.B. Hardley Zelle) in einen
langsameren Bereich vordringen und
aufholen:

Eine Strömung die sich vom Equator
entfernt (z.B. Ferrel Zelle) wird in einen
schnelleren Bereich vordringen und
zurück bleiben.

Zuerst etwas Physik
Aus der Kombination beider Bewegungen entstehen die bekannten Wirbelstürme:


Wirbelsturmstatistik
Der Temperturanstieg wird, wie beim Erhöhen der Temperatur im Kochtopf, zu immer
stärkeren und öfteren Wirbelstürme führen. Eine erste Tendenz ist bereits zu erkennen:


Beispiel New Orleans
Es wird mehr als ein New Orleans
geben


Können Wirbelstürme vermieden werden?
Doch die Wirbelstürme haben eine klare Aufgabe: Temperaturdifferenzen ausgleichen,
Wärme leiten in kältere Gebiete.


Kosten

Anzahl Katastrophen (Werte 2004)

Versicherte Verluste ($ b)
Ereignisse

Ereignisse Verluste Tendenz Ereignisse Tendenz der Verluste


Es wird neue New Orleans geben

www.gphysics.net – Calentamiento Global – Versión 10.07

Tornados
Dies gilt auch an Land wo Wirbelstürme ebenfalls
Siedlungen verwüsten.

Das Problem ist, dass es nicht nur eine Temperatur-
erhöhung geben wird, sondern auch mehr Extreme.

Gekoppelte Systeme

Wenn ich ein System stöhre, so versucht es sich auf die neue Situation
einzustellen. Falls das System Trägheit besitzt wird es anfangen zu schwingen.

Bei komplexen Systemen kann die Reaktion unerwartet ausfallen.

El Niño
Ein Beispiel ist das „El Niño“ Phänomen
Normal

El Niño

Feucht

Trocken Feucht

El Niño

„El Niño“ Phänomen sogar in Afrika

El Niño 1992 La Niña 2000
Äusserste Dürre Überschwemungen und
Seuchen


Auch in Deutschland

Wir müssen lernen anders zu bauen um Überschwemmungen zu vermeiden.


Und weitere Photos


Überschmenungskosten

Verluste durch Überschwemungen in USA, Europa und Japan

Jährliche Verluste ($b)
Anzahl Ereignisse

Ereignisse Verluste Mittelwerte


Auch Dürreperioden

Komplizierter wird es mit den Dürreperioden in dritte Weltländern.


Schwingungen und Tendenzen

Beispiel Intensität der Zyklone im Atlantik und Pazifik

Extreme mitteln sich aus. Mittlerer Wert bildet eine Tendenz.


Kältewellen

Auch Kälte ist
zu meistern, wenn
die Polar Zelle
ihre kalte Luft
gegen Süden
bewegt.


Klimatische Veränderungen

Mit dem Begin der Klimazonen Verschiebung …

… beginnt die “Wanderung” von Pflanzen und Tieren..

Veranderungen der Pflanzen und Tieren – Verschiebungen der Seuchen

Produktions niveau
(FAO)

Noch sind keine
Bemerkenswerte
Veränderungen
eingetreten.


Insekten wandern

Die Malaria Fliege verbringt schon heute
Ihre Ferien in Frankreich.

Die Tigerfliege hat schon
Amerika entdeckt.

Arten Abnahme

Ursprüngliche Struktur

Ausrottung durch
Klimawandel

Ausrottung durch
Umweltveränderungen

Vorsicht: auch der Mensch
ist Teil dieses Systems


Kleine Eiszeit?

Sind aber
solche Extreme
möglich?


Der Golfstrom
Das Argument des Filmes spricht vom Zusammenbruch des Golfstroms, der bis heute
Europa „wärmt“.

Ohne ihm könnte eine lokale Eiszeit einsetzen, doch es ist eher unwahrscheinlich, dass er
wegen dem Fehlen von Süsswasser vom Nordpol zusammenbricht.

Polarkappenschmelze

In Grönland beobachtet man
ebenfalls wie die Gletscher
dahinschmelzen.


Abspalten von Eisberge (Kalben)
2003 hat man beobachtet, wie
in der Arktis ein 120 km langer
Eisberg sich löste und davon
schwamm.


Was hat man gemessen?

Eisdickenänderung
(cm/año)

Gesammte Eisdickenänderung
(metros)


Eiskappe im Nord Pol verschwindet
Ganze Eisbereiche in der Arktis werden eisfrei im Sommer.

Was einige Tierarten gefährden
würde.


Der Meeresspiegel steigt

Doch die eigentliche Gefahr kommt „freihaus geliefert“. Seit der Begin Industrierevolution
ist der Meeresspeigel um mehr als 20 cm angestiegen.

Sateliten Messungen
Mittelwert 3 Jahre

Meeresspiegelanstieg (cm)
Falls die Polkappen total schmelzen würden (was in etwa 40 Jahre der Fall sein könnte)
könnte das Meer um etwa 6 Meter ansteigen.

Was ist los?

Florida (0m) Florida (10m) New Jersey, New York u. Bronx (10m)
Ganze
Landstriche
würden
verschwinden.

Bangladesh (7m) Holland und Norddeuschland (5m)

Folgen?

Das Wetter und Umwelt war stets ein wichtiger Faktor in der menschlichen Geschichte.

Ende der Mayas
(extreme Bodennutzung)

Ende der Moches Kultur
(Extremer El Niño))

Ende der Vikinger Ende des
Kolonie in Grönland Mesopotamischen
(14. Jahrhundert) Reiches
Scheitern in Russland (extreme Dürre 2200AC)

Napoleón Hitler

Und in unserer Gesellschaft?

Missernten Land Ind

Schaden an
Krankheiten Infrastruktur
Per Din
Schaden
An Güter

Dienstleistung
Personen

Industrie

Landwirtschaft
GDP PPP per Capita

Und in unserer Gesellschaft?

Reduktion des Angebots
Bringt Preiserhöhungen.

Erhöhung der Nachfrage Ergebniss:
kann zu Engpässen
im Angebot führen Schrumpfung der
(Produkte und Wirtschaft
Dienstleistungen)
Verschlechterung
Reduktion des Angebots der Lebensqualität
kann zur Erhöhung der
Arbeitslosigkeit führen. Protest,
Erhebungen
Die Reduktion der und Auswanderung.
Kaufkraft wird zu
Veränderung beim
Konsumenten führen.


Was können wir erwarten?

Die Natur kann sich erneuern und neu aufbauen,
MIT oder OHNE die Menschheit.

Vortrag Kopie: http://downloads.gphysics.net/klimawandel.pdf


Kontakt

Dr. Willy H. Gerber
wgerber@gphysics.net

Instituto de Fisica
Universidad Austral de Chile
Campus Isla Teja
Casilla 567, Valdivia, Chile


Klimawandel

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (11)

More from Willy H. Gerber

More from Willy H. Gerber (20)

Klimawandel