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Klimasystem
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Das Klima der Vergangenheit |
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Geschichte des Klimas und der Klimaveränderungen |
| Maria J. Welfens |
Klimageschichte erkunden
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In Zukunft Eisbären nur noch hinter Gittern? Foto: AP
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Das Klima hat sich im Verlauf der 4,6 Milliarden Jahre der Erdgeschichte etliche Male verändert. Nach sehr warmen Phasen kamen lange Eiszeiten, die wiederum von warmen Perioden abgelöst wurden. Aufgrund der wissenschaftlichen Analysen lässt sich feststellen, dass die Temperatur der Erde sehr stark von der Treibhausgaskonzentration abhängt: die Warmzeiten wurden durch eine hohe und die kalten Perioden durch eine niedrige Konzentration der Treibhausgase gekennzeichnet.
Wie kann das Klima eigentlich gemessen werden und woher kommt das Wissen, dass das Klima sich verändert?
Hier setzt die Paläoklimatologie an. Sie ist ein Teilgebiet der Klimatologie und versucht anhand von Daten aus den so genannten "Klimaarchiven", in denen die Klimadaten aus der Vergangenheit gespeichert sind, die klimatischen Verhältnisse der Vergangenheit zu rekonstruieren und daraus Rückschlüsse auf die klimatische Zukunft der Erde zu ziehen.
Informationen über die bisherige Klimageschichte unserer Erde haben Klimaarchive vor allem in Form von Schichtungen im Gletschereis, Sedimenten von Meeresböden, Jahresringen von Korallen und Bäumen und Bohrkernen aus Mooren gespeichert. Die Klimaarchive beinhalten Daten u.a. bezüglich der Sonneneinstrahlung oder Temperaturen, die von der Paläoklimatologie untersucht und ausgewertet werden können.
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Zur Person |
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Maria J. Welfens
geb. 1951, Studium Volkswirtschaftslehre, Dr. rer. Oec (PL); derzeit Projektkoordinatorin für Bildung und Konsum in der Forschungsgruppe Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren am Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie. Forschungsschwerpunkte: Instrumente und Strategien einer Nachhaltigen Entwicklung, Nachhaltiger Konsum und Lebensstile, Bildung für Nachhaltigkeit.
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Um diesen "Archiven" ihre Daten zu entlocken, werden vielfältige Methoden angewandt. So können an organischen Resten (von Pflanzen und Tieren) mit der Radiokohlenstoffdatierung Messungen zum Gehalt an Kohlenstoff-Isotopen durchgeführt werden, um das Alter der Reste zu bestimmen. Die Bestimmung der Sauerstoff-Isotopen-Verhältnisse an fossilen Schalentieren und an Eisbohrkernen gibt Hinweise auf den Verlauf des Klimas und den Ablauf von Eiszeiten. Darüber hinaus werden von den Paläoklimatologen auch historische Archive, wie z.B. Berichte über Naturkatastrophen aus der Vergangenheit und Kirchenchroniken genutzt. Die Forscher analysieren diese Berichte, um zusätzliche Informationen über den Verlauf der Klimaveränderungen zu erhalten.
Natürlicher Klimawandel in der Erdgeschichte: Ursachen
Die großen Klimaveränderungen wurden bis zur Industrialisierung durch natürliche Faktoren ausgelöst. Zu diesen natürlichen Ursachen der Klimaänderungen in der Erdgeschichte gehören:
- Änderungen des Anteils der Treibhausgase und des Feinstaubs in der Erdatmosphäre. Diese Stoffe beeinflussen direkt die von der Erd- und Meeresoberfläche abgehende Wärmestrahlung: Der hohe Anteil der Treibhausgase trägt zur Verstärkung des Treibhauseffekts und zu höheren Temperaturen bei, die großen Staubmengen wiederum schwächen die einfallende Sonnenstrahlung und tragen zur Abkühlung bei. Den stärksten Einfluss auf die Änderungen der Zusammensetzung der Erdatmosphäre hatten der Vulkanismus und die Verschiebung der Kontinente (plattentektonische Bewegung).
- Änderungen in der Umlaufbahn der Erde: die sich periodisch wiederholende Zyklen, die so genannten Milankovic-Zyklen. Benannt sind sie nach ihrem Entdecker, dem serbischen Astronomen Milutin Milankovic. Sie erklären die zyklischen Veränderungen des Abstandes zwischen der Erde und der Sonne und damit auch die sich im Laufe der Zeit verändernde Menge der Sonnenstrahlung.
- Änderungen in der Albedo des Planeten. Die Albedo (der Anteil der Sonnenstrahlung, der an der Erdoberfläche reflektiert wird) hängt in erster Linie von der Helligkeit der Erdoberfläche, also vor allem von der Eisbedeckung ab.
Wie genau sich das Klima im Verlauf der Erdgeschichte verändert hat, lässt sich nur zum Teil rekonstruieren. Denn die Aussagen zu dem Verlauf der Klimaänderungen haben vor der Erdneuzeit (ab 65,5 Millionen Jahre) sehr oft nur einen hypothetischen Charakter, weil aus diesem Zeitraum keine detaillierten Klimaarchive existieren, wie z.B. Tiefseesedimente, die genau datiert werden könnten.
Die Eiszeiten der letzten 650.000 Jahre hingegen können relativ genau rekonstruiert werden. Sie wurden auch in den aktuellen Bewertungen des Weltklimarates (IPCC 2007) einbezogen. Die Analyse des Temperaturverlaufs und des Kohlendioxidgehalts in den letzten 650.000 Jahren zeigt deutlich den Zusammenhang zwischen den beiden Größen (siehe Abbildung 1).
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Quelle: IPCC (2007), Nach: Latif, M. (2007): Wie stark ist der anthropogene Klimawandel?, in: Müller, M., U. Fuentes/H. Kohl (Hrsg.: Der UN-Weltklimareport. Berichte über eine aufhaltsame Katastrophe. Kiepenheuer und Witsch, Köln., S. 186-189.
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Die Temperatur (rot) und der Kohlendioxidgehalt (blau) in den letzten 650.000 Jahren zeigen eine große Schwankungsbreite. Der parallele Kurvenverlauf verdeutlich den Zusammenhang zwischen der Temperaturänderung und der Treibhausgasen-
konzentration.
02. Oktober 2008 |
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1 / 3 |
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Schriftenreihe |
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Erneuerbare Energien
Erneuerbare Energien sind die Energiequellen der Zukunft. Aber wie funktioniert die Energiegewinnung aus Sonne, Wasser und Wind und wann beginnt die Energiewende? |
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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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