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Klimasystem
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Wetter, Klima und Klimawandel |
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Funktionsweise des Systems Klima
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Gewitter entsteht durch das Zusammenspiel verschiedener Faktoren, ein komplexes meteorologisches Phänomen. Foto: AP
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Wetter und Klima
Der Unterschied zwischen Wetter und Klima lässt sich vereinfacht ausdrücken als der Unterschied zwischen kurzfristigen Geschehnissen in der Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit (Wetter) und den Geschehnissen, die sich über einen längeren Zeitraum (mindestens 30 Jahre) vollziehen und die sich auf (über-)regionale, statistische Ausprägung bestimmter Variablen beziehen (Klima). Einfacher ausgedrückt: Wetterforschung befasst sich also mit der Entstehung, Verlagerung und der Vorhersage einzelner Wetterelemente, z.B. von einem Hochdruckgebiet oder einem Sturm. Die Klimaforschung hingegen beschäftigt sich mit der Entwicklung solcher Klimaelemente in den nächsten Jahrzehnten sowie mit den grundlegenden Zusammenhängen zwischen den Prozessen, die sich in den Teilsystemen der Erde abspielen.
Um Klimavorhersagen treffen zu können, greift man auf die Aufzeichnungen der Wettereignisse zurück. Einzelne Wetterereignisse sind jedoch kein Anzeichen eines Klimawandels, sondern müssen immer im Kontext langer Beobachtungszeiträume gesehen und in Verbindung mit weiteren Ereignissen gebracht werden. Ein Beispiel: der Rekordsommer 2003 mit extremen Hitzetemperaturen. Betrachtet man diesen ungewöhnlich heißen Sommer ganz allein, kann er nicht als ein Indiz für Veränderungen des Klimas gewertet werden. Sieht man ihn jedoch im Zusammenhang mit den Messungen der letzten Jahrzehnte, die eine Zunahme der Temperaturen in den Sommermonaten ergaben, lassen sich Rückschlüsse auf langfristige Temperaturveränderungen schließen.
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Zur Person |
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Ina Schaefer
geb. 1977, Studium der Geografie, Wissenschaftliche Assistenzkraft der Forschungsgruppe Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren am Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie.; Forschungsschwerpunkte: Strategien für nachhaltige Entwicklung, nachhaltige Lebensstile, Bildung für Nachhaltigkeit.
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Was ist das Klimasystem?
Das Klimasystem der Erde ist sehr komplex und wird von vielen Variablen beeinflusst, z.B. von der Sonneneinstrahlung, dem Niederschlag oder den Wolken. Das Klimasystem besteht aus unterschiedlichen Teilsystemen, darunter beispielsweise die Atmosphäre (Luft) und die Hydrosphäre (Wasser). Diese Sphären stehen über Stoffkreisläufe in einem direkten Austausch miteinander und werden durch Wechselwirkungen beeinflusst, z.B. Land-Luft- oder Luft-Ozean-Wechselwirkungen. Zwischen den Stoffkreisläufen kommt es zu einem Austausch von Stoffen und Energie, der wiederum auf das Klimasystem einwirkt. Dazu gehören beispielsweise der globale Wasser- und Wärmetransport durch Wind, durch die Meeresströmungen und in Form von Verdunstung zwischen Ozean und Atmosphäre. Diese Wechselwirkungen der einzelnen Klimakomponenten beeinflussen sich gegenseitig; jedoch sind sie unterschiedlich stark. Für die Entstehung des Klimas sind die dynamischen Stoffverlagerungen und Prozesse innerhalb und zwischen folgenden Sphären verantwortlich: die Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre und die Pedosphäre, die zusammen die Geosphäre bilden. Diese Teilsysteme des Klimas stehen im direkten Austausch miteinander und beeinflussen sich gegenseitig.
Die Atmosphäre (Luft)
Die Atmosphäre ist die "Gashülle der Erde", die unseren gesamten Planeten umgibt. Sie setzt sich aus Luft (Gasgemisch aus 78 Prozent Stickstoff, 21 Prozent Sauerstoff und 1 Prozent Spurengas) und aus Wolken und Aerosole (z.B. Staub- und Rußpartikel) zusammen. Für das lebensfreundliche Klima auf der Erde sind die Spurengase (Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2) und Ozon) besonders wichtig. Sie beeinflussen maßgeblich den Strahlungshaushalt der Erde. Durch die Einflussnahme des Menschen, besonders seit der Industrialisierung, wird die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert und die Konzentration der für das Klima relevanten Treibhausgase, wie z.B. CO2, steigt.
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Schematische Darstellung des Klimasystems der Erde. Quelle: Wuppertal Institut
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Die Hydrosphäre (Wasser)
Die Hydrosphäre ist die "Wasserhülle der Erde". Dazu gehören alle Gewässer (die Seen und Flüsse sowie der Ozean), das Boden- und Grundwasser, Gletschereis sowie der Wasserdampf in der Atmosphäre. Für die Ausprägung des Klimas sind die Ozeane der wichtigste Bestandteil. Sie bedecken allein 70 Prozent der Erde. Die einfallende Sonneneinstrahlung führt zu einer Aufwärmung des Wassers. Aufgrund der Wärmespeicherkapazität, die um ein Vielfaches höher ist als die von Landmassen und um etwa 1000 Mal höher als die der Luft, wird die Wärme erst nach und nach abgegeben. Wegen dieser hohen Wärmespeicherkapazität herrscht an Küsten maritimes Klima, d.h. die Temperaturen sind sowohl im Sommer als auch im Winter gemäßigt, mit zum Teil wesentlich geringeren Temperaturschwankungen als beim kontinentalen Klima. Entscheidend für den Einfluss auf das Klima sind auch die Meeresströmungen, die warme und kalte Wassermassen über den gesamten Globus verteilen. Ein gutes Beispiel ist dafür der Golfstrom.
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Infobox |
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Der Golfstrom heizt Europa
Der Golfstrom, der ein Teil des Nordatlantikstroms ist, wird auch als "Heizung Europas" bezeichnet. Der Strom aus der Karibik fährt warmes, tropisches Wasser in Richtung Europa. Daraus resultiert ein mildes Klima in Nord- und Westeuropa, während andere Regionen derselben geografischen Breite, wie z.B. Kanada, die nicht vom Golfstrom "erwärmt" werden, höheren Temperaturschwankungen unterliegen.
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Die Kryosphäre
Die Kryosphäre umfasst alle Formen von Schnee und Eis (Meer-, Schelf und Inlandeis) sowie die Gebirgsgletscher. Aufgrund ihrer Ausdehnung und Wärmekapazität ist die Sphäre nach dem Ozean das zweitrelevanteste Element für das Klimasystem, denn hier herrscht eine hohe Reflexion der Sonnenstrahlen von Schnee- und Eisflächen, diese Reflexion nennt man Albedo. Weltweit betrachtet, reflektieren Regionen mit Schnee- und Eisfeldern am meisten Sonnenstrahlen; Neuschnee kann bis zu 95 Prozent der Sonnenstrahlen reflektieren, Altschnee zwischen 40-70 Prozent. Wald- oder Meeresgebiete mit ihren dunklen Flächen haben im Gegensatz dazu die geringsten Albedowerte. Während einer Eiszeit ist die Schneebedeckung der Erde größer, und damit liegen auch die Albedowerte höher; es ist kühler auf der Erde. Je mehr Schnee und Eis schmilzt desto geringer ist die Reflexion der Sonnenstrahlen und die Temperaturen auf der Erde steigen. Dies fördert wiederum das Schmelzen von Schnee und Eis.
Die Biosphäre (Gesamtheit der Lebewesen)
Zur Biosphäre werden alle lebenden Organismen (Pflanzen, Mikroorganismen, Tiere und Menschen) gezählt. Auch bei dieser Sphäre spielt die Albedo eine wichtige Rolle und kann, je nachdem wie Regionen mit Vegetation bedeckt sind, mit Werten zwischen sieben und 20 Prozent Einfluss auf das Klima haben. Darüber hinaus wirkt sich die Vegetationsbedeckung auf lokale Windverhältnisse aus und trägt über die Verdunstung zum Wasseraustausch mit der Atmosphäre bei.
Eine weitere wichtige Auswirkung auf das Klimasystem: Die Biosphäre bindet Kohlenstoff durch den Aufbau von Biomasse. Jedes Lebewesen, das atmet und Pflanzen, die langsam zu Kompost zersetzt werden, wandeln Kohlenstoff in das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) um. Die Biosphäre setzt also Kohlendioxid frei.
10. Juli 2008 |
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Informationen zur politischen Bildung |
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Umweltpolitik
Treibhauseffekt, Nahrungsmittelknappheit und das Wachstum der Erdbevölkerung: Die Welt steht vor großen umweltpolitischen Herausforderungen. Politiker, Medien und Umweltaktivisten diskutieren mögliche Lösungen für diese und weitere Probleme. Wie kann der Mensch das System Erde schützen? Das Heft gibt Antworten. |
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Aus Politik und Zeitgeschichte |
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Klimawandel
Der Klimawandel stellt die Menschheit vor eine riesige Herausforderung. Ende 2010 wird sich die Welt in Cancún (Mexiko) versammeln, um über ein neues Klimaabkommen zu verhandeln. |
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Dreck
Verbrauchen wir den Boden schneller, als er sich regeneriert? Eine Zivilisation überlebt nur, wenn sie Erde wie ein wertvolles Erbe behandelt. Die Kulturgeschichte des Bodens plädiert für einen nachhaltigen und respektvollen Umgang mit dieser Ressource. |
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