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Globales Förderband

Globales Förderband

Das globale Förderband (auch thermohaline Zirkulation genannt) ist ein ozeanographischer Terminus für eine Kombination von Meeresströmungen, die vier der fünf Ozeane miteinander verbinden und sich dabei zu einem Kreislauf globalen Ausmaßes vereinen. Der Antrieb für diesen umfangreichen Massen- und Wärmeautausches ist thermohaliner Natur, das heißt, er wird durch Temperatur- und Salzkonzentrationsunterschiede innerhalb der Weltmeere hervorgerufen, welche beide für die unterschiedliche Dichte des Wassers verantwortlich sind. Verursacht wird der Temperaturunterschied wiederum durch die Breitengradabhängigkeit der Sonneneinstrahlung.

Geschichte

Nach Freigabe der militärischen maritimen Daten über Meeresströmungen im Zuge der Beendigung des kalten Krieges wurde zunehmend deutlich, dass der Golfstrom nur eine Teilströmung eines globalen maritimen Wärmeaustauschbandes ist. Man nannte dieses daher das „große marine Förderband“ oder einfach „globales Förderband“ bzw. im wissenschaftlichen Sprachgebrauch auch „globale thermohaline Zirkulation“.

Zirkulationsmuster

Golfstrom Das globale Wärmeaustauschband wird im Wesentlichen durch das plötzliche Absinken des salzreichen Meereswassers im Nordatlantik auf 3 bis 4 km Tiefe initiiert, weshalb sich dieser Punkt des globalen Kreislaufes dazu eignet, das Zirkulationsmuster von hier aus zu betrachten. Am oder nahe dem Meeresgrund fließt das Wasser als kalte Tiefenströmung (Tiefenwasser) bis in den indischen Ozean und den Pazifik, wobei sich der Zirkumpolarstrom des südlichen Ozeans um den gesamten Globus windet und als eine Art Mittler und Durchmischer zwischen den Wassermassen der weiter nördlich gelegenen Ozeanen fungiert. Dort angelangt konvektieren die Wassermassen wieder zurück an die Oberfläche (Oberflächenwasser, Pazifik) oder in wenige hundert Meter unter diese (Zwischenwasser, Indik). Das Wasser erwärmt sich in der Folge besonders in den äquatorialen Bereichen und fließt als warme Oberflächenströmung zunächst an Indonesien vorbei, hiernach um die Südspitze Afrikas herum in die Golfregion Mittelamerikas und schließlich als Golfstrom in den Nordatlantik, wo es erneut absinkt und den Kreislauf damit schließt. Golfstrom Neben rein thermohalinen Effekten spielen dabei die Verteilung der Kontinente, die Corioliskraft und der windbedingte Effekt der Korkenzieherströmung eine maßgebliche Rolle. Zusammen führen diese zu einer regional sehr komplexen Ausbildung verschiedenster Meereströmungen, beispielsweise in Form großer Strömungswirbel an der Südostküste Südamerikas. Zu einem geringen Anteil strömen dabei auch Wassermassen aus dem arktischen Ozean in den Atlantik ein, weshalb dieser bedingt auch am globalen Förderband Teil hat. Da viele dieser Faktoren von der lokalen Intensität der Sonnenstrahlung abhängen, können diese Meeresstömungen im Jahresgang auch unterschiedliche Ausprägungen erfahren, so beispielsweise im indischen Ozean aufgrund des Monsuns. Maßgebliche Effekte sind hierbei Upwelling und Downwelling. Im Zuge des längerfristigen Klimawandels und hierbei vor allem der Kontinentaldrift sind jedoch auch die Hauptströmungen zeitlich variabel. Als vergleichsweise kurzfristiger Einflussfaktor, bedingt durch das Abschmelzen der polaren Eiskappen, wird ein Ausbleiben des Golfstroms und damit das Erliegen großer Teile des globalen Förderbandes für möglich erachtet. Hierfür lassen sich auch Beispiele in der Klimageschichte finden.

Weblinks


- [http://www.g-o.de/index.php?cmd=focus_detail2&f_id=46&rang=5 Ausführlicher Artikel bei geoscience-online]
- [http://www.climate.unibe.ch/~stocker/papers/stocker01agu.pdf Perspektiven zur zukünftigen Entwicklung des globalen Förderbandes (engl.)] Kategorie:Meeresströmung ja:熱塩循環

Ozeanographie

Die Ozeanografie (auch Ozeanographie), Meereskunde, ist eine Wissenschaft, die sich mit den physikalischen, chemischen, geologischen und biologischen Vorgängen in den Weltmeeren beschäftigt. Im deutschen Sprachraum wird teilweise zwischen der Ozeanografie, die chemische, biologische und physikalische Vorgänge der Meere und Ozeane erforscht, und der Meeresbiologie unterschieden, die sich den biologischen Zusammenhängen widmet. Auch die geophysikalischen Erscheinungen auf und unter dem Meeresgrund werden der Ozeanografie zugeordnet.

Bereiche

Die klassischen Gebiete der Ozeanografie werden oft in die folgenden Hauptbereiche gegliedert:
- biologische Ozeanografie untersucht wie die Umweltbedingungen (Strömungen, Salzgehalt, etc.) sich auf Verteilung, Vorkommen, Wachstum, Fortpflanzung und Sterberate von maritimen Organismen auswirkt und anderesherum, wie die Lebenszyklen dieser Organismen, sich auf geologische, physikalische und chemische Prozesse im Meer auswirken. Die biologische Ozeanografie ist zu unterscheiden von der Meeresbiologie (siehe Abschnitt weiter unten)
- chemische Ozeanografie beschäftigt sich mit der Herkunft und Zusammensetzung des Wassers im Meer und auch mit chemischen Zyklen von z. B. Kohlenstoff oder Stickstoff im Meer.
- Meeresgeologie erforscht Prozesse, die den Meeresgrund formen, in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft. Ferner werden auch marine Rohstoffvorkommen, zum Beispiel in Form von mineralischen Erzen und Gashydraten untersucht.
- maritime Meteorologie widmet sich der Erforschung der Wechselwirkung des Ozeans mit der Atmosphäre, zum Beispiel, Wärme-, Impuls-, und Wasserdampftransport; der Untersuchung des Einflusses der Ozeane auf das Klimasystem oder auch Auswirkungen von Wetterphänomenen wie Wirbelstürmen, Monsunen, etc. auf die Meere
- maritime Geochemie konzentriert sich auf die Wechselwirkungen zwischen chemischen und geologischen Vorgängen im Meer
- Meeresbiologie untersucht Pflanzen und Tiere, die im Meer leben, deren Fortpflanzung, Physiologie und Anatomie. Sie wird oft unterteilt in Meeresbotanik, Meereszoologie, Planktonologie, Fischereibiologie, Marine Mikrobiologie und Marine Ökologie
- Meerestechnik: Entwicklung moderner, innovativerer Technologie zur Gewinnung von Beobachtungsdaten. Beispiele: Autonome Tiefendrifter, Glider, Lander (Tiefseeobservatorien), autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV=Autonomous Unterwater Vehicle), ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV=Remotely Operated Vehicles)
- physikalische Ozeanografie behandelt physikalische Vorgänge der Meere. Sie erforscht Parameter wie Temperatur, Lichtdurchlässigkeit, Bewegungsvorgänge im Meer, wie Wellen, Flut und Strömungen und dem Wärmetransport im Ozean durch Strömungen. Sie behandelt außerdem Akustik im Ozean und die Satellitenfernerkundung des Ozeans. Weitere kleinere Felder sind unter anderem Meeresrechtwesen, Fischereiwesen, Meeresarchäologie. Verwandte Disziplinen sind Meereisforschung, Polarforschung und Klimaforschung. Ozeanografie versteht sich als eine interdisziplinäre Wissenschaft. Die einzelnen Bereiche arbeiten oft eng zusammen. Aus diesem Grund wird manchmal die international verbreitete Bezeichnung Ozeanologie als Bezeichnung für diese Wissenschaft bevorzugt.

Berufsausbildung Ozeanograf

Ozeanografen arbeiten zumeist in der Forschung oder auch meerestechnischen Firmen. Die Ausbildung unterscheidet sich je nach Fachrichtung. Zumeist jedoch gilt für die oben genannten Fachbereiche, dass das eigentliche Studium zum Ozeanografen in Deutschland nur in Kiel und Hamburg möglich ist, als Nebenfach jedoch auch in Bremen, Rostock und Oldenburg. Für den physikalischen Ozeanografen unterscheidet sich das Studium bis zum Vordiplom nicht von dem eines reinen Physikstudiums. Erst anschließend werden Schwerpunkte in ozeanografischen Bereichen belegt. Für den chemischen Ozeanografen gilt, dass normalerweise ein Vordiplom oder auch Diplom in Chemie erworben wird und erst im Rahmen einer Promotion findet die Spezialisierung zum chemischen Ozeanografen statt. Auch sind Quereinstieg über die Geologie oder Biologie möglich mit einer anschließenden Promotion in Meereschemie. Ferner ist der Einstieg über ein Staatsexamen an der Fachhochschule, als chemisch-technischer Assistent denkbar, denn anschließend ist ein Studium in der Chemie möglich. In ähnlicher Weise erfolgt der Einstieg in die anderen Fachbereiche.

Siehe auch


- Liste internationaler ozeanografischer Forschungsinstitute
- Joint Oceanographic Institutions
- Tsunami

Weblinks


- http://www.deutsche-meeresforschung.de/ - Konsortium Deutsche Meeresforschung: Portal der Meeresforschung in Deutschland
- http://www.ifm-geomar.de/ - Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in Kiel
- http://www.ifm.uni-hamburg.de/ - Institut für Meereskunde, Universität Hamburg
- http://www.awi-bremerhaven.de/ - Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven
- http://www.ocean.uni-bremen.de/EInfo/webseiten/eLibrary.html - Downloadseite der Uni Bremen, PDFs wesentlicher internationaler Arbeiten
- http://www.meeresmuseum.de - Meereskundemuseum in Stralsund
- http://www.heise.de/tr/aktuell/meldung/54758 - Erdbeben-Forschung: Am Puls der Tiefsee Kategorie:Ozeanologie Kategorie:Naturwissenschaft ja:海洋学 ko:해양학

Terminus

Das Wort Terminus (von lat.: terminus = Grenze, Grenzstein, Bezeichnung) steht für
- die sprachliche Benennung eines gedanklich klar umrissenen, abgegrenzten Begriffs - siehe z.B. auch terminus medius (Mittelbegriff), terminus major (Oberbegriff), terminus minor (Unterbegriff) des Syllogismus
- ein Fachwort einer Fachsprache
- u.A. in der Biochemie der Proteine das Ende einer Proteinkette: N- bzw. C-Terminus
- in der römischen Mythologie den Gott und die Personifikation der Grenzsteine - siehe Terminus (Mythologie)
- als geplante Endstation der Western & Atlantic Railroad den ursprünglichen Namen von Atlanta in Georgia
- im Foundation-Zyklus des Autors Isaac Asimov den Sitz der "First Foundation".
- Titel einer Kurzgeschichte des Autors Stanisław Lem - siehe Terminus (Roman)
- Ende (der Zahlungsfrist) = Termin

Siehe auch

Termin, Terminologie, Terminal, Terminator

Ozean

Ein Ozean (Mehrzahl die Ozeane, von griechisch ωκεανός - der Ozean, auch als antiker Gott Okeanos) ist ein größerer Teil des Weltmeeres der Erde oder eines anderen Himmelskörpers.

Ozeane auf der Erde

Lage

Insgesamt sind 71 Prozent der Erdoberfläche von Meeren (die Ozeane und deren Nebenmeere) bedeckt. Sie konzentrieren sich auf der Wasserhemisphäre, deren Zentrum im riesigen Pazifik nahe Neuseeland liegt. Auf der gegenüberliegenden Landhemisphäre befinden sich nur der Atlantik, der Arktische Ozean und Teile des Südlichen Ozeans sowie des Indiks.

Die Aufteilung der Erd-Ozeane

Umgangssprachliche Aufteilung - 3 Ozeane

Im allgemeinen und nicht nur aus ökologischer Sicht wohl überholten Sprachgebrauch spricht man von nur drei Ozeanen (Atlantischer Ozean oder Atlantik, Indischer Ozean oder Indik und Pazifischer Ozean oder Pazifik). Bei dieser Sichtweise wird der Arktische Ozean (Nordpolarmeer) als Teil des Atlantiks angesehen und der Südliche Ozean (Südpolarmeer), dessen Abgrenzungen mittels Breiten- und Längengraden ermittelt wurde, zu den (allen) 3 zuerst genannten Ozeanen gezählt.

Wissenschaftliche Aufteilung - 5 Ozeane

Wissenschaftlich bzw. offiziell betrachtet gibt es allerdings fünf Ozeane, weil alle im allgemeinen Sprachgebrauch erwähnten Bereiche des Weltmeeres als eigenständige Glieder gelten, so dass der Arktische Ozean (Nordpolarmeer) und der Südliche Ozean (Südpolarmeer) als separate Meere bzw. Ökosysteme herausgestellt werden.
- der Arktische Ozean (Nordpolarmeer)
- der Atlantische Ozean (Atlantik)
- der Indische Ozean (Indik)
- der Pazifische Ozean (Pazifik oder Stiller Ozean)
- der Südliche Ozean (Südpolarmeer)

Hemisphärische Aufteilung - 7 Teil-Ozeane

Eine alternative Betrachtungsweise teilt die zwei größten Ozeane der Erde in ihre Hemisphären auf (Nord- und Süd-Atlantik, Nord- und Süd-Pazifik) und zählt den Indik, das Nordpolarmeer und das Südpolarmeer dazu.

Historische Aufteilung - 7 Ozeane (bzw. Weltmeere)

Historisch spricht man von den Sieben Weltmeeren, die neben Atlantik, Pazifik und Indik auch die Karibik, das Mittelmeer, das Gelbe Meer und die Ostsee umfassen (oder auch andere Meere, die als Nebenmeere der Ozeane gelten, wie das Schwarze Meer oder die Nordsee).

Urgeschichtliche Aufteilung - 1 Ozean (bzw. Weltmeer)

Da sich im Lauf der Erdgeschichte die Verteilung von Land- und Wassermassen durch die von der Plattentektonik angetriebene Kontinentaldrift ständig verändert, können auch urgeschichtliche Ozeane (Urozean) unterschieden werden. So existierte in der Trias ein weltumspannender Ozean (bzw. Weltmeer), Panthalassa (Allmeer) genannt; das davon abzweigende Urmittelmeer wird Tethysmeer genannt.

Gestalt der Ozeane

Die einzelnen Ozeane, die zwischen den Kontinenten liegen, unterscheiden sich unter anderen durch Größe, Salzgehalt, ein eigenes Gezeiten-System, Wellen (Seegang) und Meeresströmungen sowie historisch-geologisch von den anderen Teilen des Weltmeeres. Innerhalb der Ozeane und ihren Nebenmeeren bzw. auf deren Meeresboden befinden sich teils sehr hohe und langgestreckte Mittelozeanische Rücken, teils sehr viele und niedrigere Schwellen, große und kleine Tiefseebecken, Tiefseerinnen und verschiedene Meerestiefs und im Pazifik auch noch der Pazifische Feuerring. Außerdem ragen zahlreiche Inseln, Inselgruppen und Archipele aus diesen Meeren heraus und Halbinseln in diese hinein. Nord- und Südpolarmeer sind teils oder ganz von Pack- und Treibeis bedeckt.

Ozeane auf anderen Planeten

Ozeane sind wahrscheinlich nicht nur auf der Erde vorhanden, sondern unter einer mächtigen Eiskruste verborgen auch auf dem Jupitermond Europa, vielleicht auch auf den anderen Monden Ganymed und Kallisto. Viele Hinweise deuten darauf hin, dass der Mars in der Frühzeit seiner Entwicklung offene Wasserflächen enthielt. Ein Ozean aus Kohlenwasserstoffen (Methan, Ethan) könnte auf dem Saturnmond Titan existieren. Darüber, ob die großen Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun vielleicht ebenfalls Schichten flüssiger Phasen, eventuell aus Helium oder Wasserstoff, beherbergen, kann nur spekuliert werden. Zur Herkunft der Ozeane siehe Herkunft des irdischen Wassers.

Siehe auch


- Geographie
- Geowissenschaften
- Globales Förderband
- Kontinent
- Meeresboden
- Meereskunde
- Meerestief
- Meerestiefe
- Nebenmeer (= Oberbegriff für):
  - Binnenmeer
  - Binnensee
  - Mittelmeer
  - Randmeer
- Ozeanografie
- Pazifischer Feuerring
- Planetologie
- Plattentektonik
- Schwelle
- Tiefseebecken
- Tiefseerinne
- Urozean
- Wasser
- Weltmeer

Weblinks


- [http://www.mapsofworld.com/world-ocean-map.htm Oceans & Seas of the World (eng.)]
- [http://www.oceano.org/ Institute Oceanographique Paris/Monaco]
- [http://www.reiseberichte.com/ Reiseberichte aus aller Welt]
- [http://www.mapquest.com/atlas/main.adp?region=oceans Mapquest - World Atlas: Oceans]
- [http://bluefront.org Blue Frontier Campaign (eng.)] Kategorie:Geowissenschaft Kategorie:Physische Geographie Kategorie:Ozeanologie ja:大洋 ko:대양 ms:Lautan simple:Ocean th:มหาสมุทร zh-min-nan:Hái-iûⁿ

Kreislauf

Ein Kreislauf (oft auch mit dem Fremdwort Zyklus umschrieben) beschreibt eine Kette von Ereignissen bei denen Anfangs- und Endzustand identisch sind, bzw. kein Start- und Endzustand festlegbar ist. Der Begriff Zirkulation wurde von Philipp von Zesen durch den Ausdruck Kreislauf eingedeutscht. Beispiele für Kreisläufe:
- Blutkreislauf
- Wirtschaftskreislauf (Geldkreislauf, Warenkreislauf)
- Kreislauf der Gesteine
- Wasserkreislauf
- Stickstoffkreislauf
- Atmosphärische Zirkulation Siehe auch: Zyklus, Zirkulation

Wärmestrom

Der Wärmestrom ist eine physikalische Größe zur quantitativen Beschreibung von Wärmeübertragungsvorgängen. Er ist definiert als die zeitliche Änderung der thermischen Energie über die Grenzen des homogenen Systems hinweg, also der Wärme Q pro Zeit t. Formelzeichen lt. ISO 31: Φ
SI-Einheit: Watt Die Definitionsgleichung für den Wärmestrom lautet: :\Phi = \dot := \frac Für den Fall der eindimensionalen Wärmeleitung ergibt sich :\Phi = - \lambda \cdot \frac Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen für folgende Größen:
- T - Temperatur
- λ - Wärmeleitfähigkeit
- x - eindimensionale Raumkoordinate in x-Richtung Siehe auch: Wärmestromdichte Kategorie:Thermodynamik

Temperatur

Die Temperatur ist eine physikalische Zustandsgröße, die vom Menschen als Wärme beziehungsweise Kälte empfunden wird. Hohe Temperaturen bezeichnet man als heiß, niedrige als kalt. Tatsächlich jedoch beschreibt die Temperatur die mittlere kinetische Energie pro Teilchen, sie ist eine makroskopische und damit phänomenologische Größe und verliert bei Betrachtungen auf Teilchenebene ihren Sinn.

Wärmeleitung und Temperaturempfinden

Stehen zwei Körper unterschiedlicher Temperatur in Wärmekontakt, so wird nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik solange Energie vom wärmeren zum kälteren Körper übertragen, bis beide im thermischen Gleichgewicht stehen und die gleiche Temperatur angenommen haben. Es gibt dabei drei Möglichkeiten der Wärmeübertragung: # Wärmeleitung # Konvektion # Wärmestrahlung Der Mensch kann Temperaturen nur im Bereich um 30 °C fühlen. Genau genommen nimmt man nicht Temperaturen wahr, sondern die Größe des Wärmestroms durch die Hautoberfläche, weshalb man auch von einer gefühlten Temperatur spricht. Dies hat für das Temperaturempfinden einige Konsequenzen:
- Temperaturen oberhalb der Oberflächentemperatur der Haut fühlen sich warm an, solche unterhalb empfinden wir als kalt
- Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie Metalle, führen zu höheren Wärmeströmen und fühlen sich deshalb wärmer beziehungsweise kälter an, als Materialien mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit, wie Holz oder Polystyrol
- Bei gleich kalter Außentemperatur ist die gefühlte Temperatur bei Wind durch den Windchill niedriger als bei Windstille
- Der Mensch kann Lufttemperatur von überlagerter Wärmestrahlung nicht unterscheiden, was auch ganz allgemein gilt und unter anderem dazu führt das Lufttemperaturen immer im Schatten gemessen werden
- Gleiche Temperatur wird von den beiden Händen als unterschiedlich wahrgenommen, wenn diese selbst unterschiedliche Oberflächentemperatur aufweisen Genaugenommen gilt dies nicht nur für das menschliche Empfinden, auch in vielen technischen Anwendungen ist nicht die Temperatur von Bedeutung, sondern der Wärmestrom. So hat die Atmosphäre der Erde oberhalb 1000 km Temperaturen von mehr als 1000 °C, dennoch verglühen deshalb keine Satelliten. Auf Grund der geringen Teilchendichte ist der Energieübertrag minimal.

Temperatur, thermische Energie und der Nullte Hauptsatz der Thermodynamik

Die formalen Eigenschaften der Temperatur werden in der Thermodynamik behandelt und dort über die Entropie S und die innere Energie U definiert. Man bezeichnet die Temperatur hier als eine systemeigene, intensive Zustandsgröße. Im eindimensionalen Fall in x-Richtung kann man die Temperatur über folgende Gleichung definieren: :\frac = \frac Bei einer sehr großen Ansammlung von Teilchen und dem Vorliegen eines idealen Gases, kann man die Maxwell-Boltzmann-Verteilung anwenden und in der Folge die Temperatur wie folgt definieren: : T := \frac Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen für folgende Größen:
- M - Molmasse
- R - universelle Gaskonstante
- \sqrt - quadratisch gemittelte Teilchengeschwindigkeit (hier zum Quadrat) Die Temperatur ist damit ein Maß für den durchschnittlichen ungerichteten, also zufälligen, Bewegungsenergieanteil (kinetische Energie) einer Ansammlung von Teilchen. Die Teilchen sind hierbei die Luftmoleküle bzw. die Moleküle oder Atome eines Gases, einer Flüssigkeit oder eines Festkörpers. In der statistischen Mechanik steht die Temperatur mit der Energie pro Freiheitsgrad in Zusammenhang. Im idealen Gas aus einatomigen Molekülen sind das drei Translationsfreiheitsgrade pro Molekül und bei mehratomigen Gasen können weitere Rotationsfreiheitsgrade hinzu kommen. Bei Gasen kann man diesen Zusammenhang zwischen Temperatur und Teilchengeschwindigkeit nach obiger Beziehung sogar quantitativ angeben. Eine Verdopplung der Temperatur auf der Kelvin-Skala führt bei idealen Gasen zu einer Erhöhung der quadratisch gemittelte Teilchengeschwindigkeit um den Faktor 2½ = 1,414. Zwei unterschiedliche Gase haben dann die gleiche Temperatur, wenn das Produkt aus der Molmasse des jeweiligen Gases und dem Quadrat der quadratisch gemittelten Teilchengeschwindigkeit gleich groß ist. Im thermischen Gleichgewicht nimmt jeder Freiheitsgrad der Materie (Bewegung, potenzielle Energie, Schwingungen, elektronische Anregungen etc.) eine der Temperatur entsprechende Menge an Energie auf. Wieviel genau muss aus der kanonischen Verteilung (Boltzmannkonstante) berechnet werden und ist durch das Verhältnis von Energie zu Temperatur mal Boltzmannkonstante kB bestimmt. Bei der kontinuierlichen (klassischen) kinetischen Energie ist dies genau kBT/2. Die Boltzmannkonstante ergibt einen Zusammenhang zwischen Energie und Temperatur, welcher 11.606,7 Kelvin pro Elektronenvolt beträgt. Bei Raumtemperatur (300 Kelvin) ergibt dies 0,0258472 eV. Die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen ist abhängig von der Molekülmasse bzw. Molmasse. Dabei sind die schweren Teilchen jedoch auch langsamer. Bei idealen Gasen gleichen sich Massenerhöhung und Geschwindigkeitsernierdrigung gegenseitig aus, was zum Gesetz von Avogadro führt. Die thermische Energie ist jedoch wie die Temperatur selbst nur ein Mittelwert innerhalb eines Vielteilchensystems und ihr Zusammenhang mit der Teilchengeschwindigkeit lässt sich ebenfalls aus der Maxwell-Boltzmann-Verteilung ableiten: : \overline = \frac m \overline Das thermische Gleichgewicht hat eine wichtige Eigenschaft, welche in der Thermodynamik zur Formulierung des Nullten Hauptsatzes führt. Wenn ein System A sich mit einem System B sowie B sich mit einem System C im thermischen Gleichgewicht befinden, so befindet sich auch A mit C im thermischen Gleichgewicht. Das thermische Gleichgewicht ist damit transitiv, was es möglich macht die empirische Temperatur θ einzuführen. Diese ist so definiert, dass zwei Systeme genau dann die gleiche empirische Temperatur haben, wenn sie sich im thermischen Gleichgewicht befinden.

Messung der Temperatur

Messung durch Kontakt

Die Temperaturmessung erfolgt mit Hilfe von Thermometern oder anderen wärmesensitiven Messgeräten. Bei Messungen mit massebehafteten Sensoren ist der Wärmeleitung besonders Rechnung zu tragen: Man muss genügend lange warten, bis diese Temperatur-Angleichung im Rahmen der gewünschten Messgenauigkeit eingetreten ist. Andererseits können dabei andere Einflüsse wirksam werden (z.B. Wärmestrahlung, eigener Atem). Die Messgenauigkeit wird bei den feinsten Methoden durch die Brownsche Molekularbewegung begrenzt, bei der Lufttemperatur aber meist durch lokale Turbulenzen. Die Temperaturerfassung durch Kontakt ist in vier Teilbereiche aufzuteilen: #die mechanische Erfassung mittels #
- Gas- oder Flüssigkeitsthermometer (z.B. traditionelle Quecksilber- oder Alkoholthermometer) #
- Bimetallthermometer #
- Temperaturmessfarben (auch thermochromatische Farben; Farbumschlag bei einer bestimmten Temperatur) #
- Seeger-Kegel (Formkörper, die ihre Festigkeit und dadurch ihre Kontur bei einer bestimmten Temperatur ändern) #die resistiven Temperaturaufnehmer (Widerstandsthermometer) #die Thermoelemente #die indirekte, erfahrungsgestützte Messung über tabellierte Stoffdaten (zum Beispiel umgekehrte Schmelzpunktbestimmung) Schmelzpunktbestimmung

Messung durch elektromagnetische Strahlung

Die Temperatur kann indirekt durch die Wärmestrahlung mit einem Pyrometer gemessen werden. Durch diese ist auch eine Thermografie möglich, also eine Farbanzeige oder Hell-Dunkel Darstellung der Temperatur von Flächen und Räumen wie im Bild zur Linken, welches einem Kaffeeautomaten zeigt. Gut erkennbar ist hierbei auch die thermische Spiegelung. Eine andere Art der Temperaturmessung durch elektromagnetische Strahlung auch anderer Wellenlängenbereiche bieten die Bolometer. Siehe hierzu auch Messgeräte, Messtechnik, Messung und Kategorie Temperaturmessung

Temperaturskalen und ihre Einheiten

SI-Einheit

Die SI-Einheit der thermodynamischen Temperatur (Formelzeichen: T) ist Kelvin (Einheitenzeichen: K). Ein Kelvin ist der 273,16te Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes von Wasser, bei dem dessen feste, flüssige und gasförmige Phase koexistieren. Der Nullpunkt der Kelvinskala liegt beim absoluten Nullpunkt. Es ist üblich und nützlich Temperaturdifferenzen immer in Kelvin anzugeben.

Nicht-SI-Einheiten

Die empirische Temperatur (Formelzeichen: \vartheta; gelegentlich auch t), auch als Celsiustemperatur bezeichnet, da in Grad Celsius (Einheitenzeichen: °C) angegeben, ergibt sich damit aus der thermodynamischen Temperatur durch : \vartheta/^\circ\mathrm = T/\mathrm-273,\!15 . Temperaturdifferenzen können vom Prinzip her auch in Grad Celsius angegeben werden, das den gleichen Skalenabstand aufweist wie die Kelvin-Skala, dessen Nullpunkt sich aber auf den Gefrierpunkt von Wasser beim Normaldruck (mittlerer Luftdruck auf Meereshöhe) bezieht. Der so festgelegte Gefrierpunkt liegt gerade 0,01 K unterhalb der Temperatur des Tripelpunktes von Wasser. In den USA ist die Fahrenheit-Skala mit der Einheit Grad Fahrenheit (Einheitenzeichen: °F) immer noch sehr gebräuchlich. Die absolute Temperatur auf Fahrenheit-Basis wird mit Grad Rankine (Einheitenzeichen: °Ra) bezeichnet. Die Rankine-Skala hat den Nullpunkt wie die Kelvin-Skala beim absoluten Temperaturnullpunkt, im Gegensatz zu dieser jedoch die Skalenabstände der Fahrenheit-Skala.

Temperaturskalen

Eine Temperaturskala ist eine Methode der Angabe einer Temperatur in einer Skala und damit der Bestimmung der jeweiligen Messtemperatur in Bezug zu einem Vergleichswert. Zu ihrer Erstellung werden immer mindestens zwei Fixpunkte benötigt. Diese legt man bei bestimmten temperaturabhängigen Eigenschaftsänderungen von Stoffen oder auch anderen Messergebnissen fest. Die häufigsten Fixpunkte sind hierbei der absolute Temperaturnullpunkt, sowie der Schmelzpunkt und Siedepunkt von Wasser. Ausgehend von diesen Fixpunkten wählt man einen Gradabstand für die Größe des Intervalls zwischen zwei Graden und kann auf diese Weise eine Maßeinheit für die Temperatur definieren. Es ist dabei jedoch wichtig, dass der Temperaturbereich zwischen den gewählten Fixpunkten einen konstanten Anstieg aufweist, da man ansonsten unterschiedlich große Gradabstände erhält, je nachdem ob die betrachtete Temperatur näher oder ferner von einem der Fixpunkte liegt. Die bekanntesten Temperaturskalen mit ihren verschiedenen Charakteristika sind in den folgenden Tabellen dargestellt. Die heute gültige Temperaturskala ist die "International Temperature Scale of 1990" (ITS-90). :¹ Einige Werte dieser Tabelle sind gerundet :² Übliche Körpertemperatur ist 36.8 °C ± 0.7 °C, oder 98.2 °F ± 1.3 °F Ein Programm zur automatischen Temperaturumrechnung ist in den Weblinks zu finden.

Ausgewählte Temperaturen

Spezifische Stoffwerte können den entsprechenden Artikel wie beispielsweise Siedepunkt und Schmelzpunkt entnommen werden. Ein Vergleich der Größenordnung von Temperaturen der Kelvin-Skala ist gesondert dargetellt.

Siehe auch


- Kategorie Schwellenwerte der Temperatur
- Absolute Temperatur
- Kritische Temperatur
- Curie-Temperatur
- Debye-Temperatur
- Boyle-Temperatur
- Dopplertemperatur
- Oberflächentemperatur
- Rekristallisationstemperatur
- Potenzielle Temperatur
- Virtuelle Temperatur
- Temperaturresistenz
- Tagesmitteltemperatur
- Wärmekapazität

Weblinks


- [http://www.chemie.fu-berlin.de/chemistry/general/units.html#temp Temperatur-Umrechnung]
- [http://www.temp-web.de/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=26 Informationen rund um die Temperatur]
- [http://www.its-90.com/ Website der ITS-90 (engl.)]
- [http://www.marco-burmeister.de/index_frameaufbau.html?helferlein_temperatur_grad Umrechnungen zw. den Temperaturskalen Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Rankine, Réaumur (Online)] Kategorie:Physikalische Größe Kategorie:Thermodynamik Kategorie:Temperaturmessung ja:温度 ko:온도 th:อุณหภูมิ

Stoffkonzentration

Die Konzentration eines Reinstoffes in einem Gemisch ist eine wesentliche Größe in der Chemie. Es gibt mehrere Verfahren, um die Stoffkonzentration in einer Lösung, einem Gasgemisch, einem Feststoff oder einem Mehrphasengemisch anzugeben: Generell gibt man - ausser bei der Molalität - an, wie viel von dem Stoff in einer Vergleichsmenge des Gesamtgemisches, also insbesondere nicht nur des Lösemittels, vorhanden ist.
- Mol pro Mol: Stoffmengenanteil χ, (Dimensionslose Zahl)
- Masse pro Volumeneinheit: g/l (Massenkonzentration
- Volumen pro Volumeneinheit: ml / 100 ml = % (Volumenprozent, Volumenanteil, Volumenkonzentration)
- Masse pro Masseneinheit: 10 g/kg, g/100 g = % (Gewichtsprozent, Massenanteil)
- Mol pro Volumen: mol/l oder kurz "M" (Molarität)
  - werden Stoffe in eckige Klammern gesetzt, so werden deren molaren Konzentrationen angesprochen. Demnach sind z. B. [S] und [P] die Konzentrationen von Substrat und Produkt bei enzymatischen Umsetzungen
- Mol pro Masseneinheit des Lösemittels: mol/kg (Molalität)
- Val pro Volumeneinheit: val/l oder kurz n (Normalität). Bei Edelmetallen wird der Massenanteil in Promille angegeben: So enthält ein Goldring mit dem so genannten Feingoldgehalt von 585 genau 585 Promille oder 585 g Gold/ kg Gesamtmasse. Kategorie:Chemie ja:モル濃度

Weltmeer

Der Begriff Weltmeer wird für alle Ozeane inklusive aller Nebenmeere gebraucht, da all diese auf der 0-Meter-Höhenlinie miteinander verbunden sind, auch wenn Sie teils nur durch schmale Meerengen ineinander übergehen. Historisch sprach man von den Sieben Weltmeeren, die neben Atlantik, Pazifik und Indischem Ozean auch die Karibik, das Mittelmeer, das Gelbe Meer und Ostsee umfassten (oder auch andere Meere, die heute als Nebenmeere angesehen werden, wie z.B. das Schwarze Meer oder die Nordsee). Zu den sieben Weltmeeren, nach Rudyard Kipling, gehören
- das nördliche Eismeer,
- das südliche Eismeer,
- der nördliche Atlantik,
- der südliche Atlantik,
- der nördliche Stille Ozean,
- der südliche Stille Ozean und
- der Indische Ozean (Indik).

Siehe auch


- Meeresboden
- Meerestief
- Meerestiefe
- Nebenmeer
  - Binnenmeer
  - Binnensee
  - Mittelmeer
  - Randmeer
- Ozean
- Tiefseebecken
- Tiefseerinne
- Schwelle Kategorie:Ozean Kategorie:Ozeanologie Kategorie:Meer

Wasser

Wasser ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff. Die Bezeichnung Wasser wird besonders für den flüssigen Aggregatzustand verwendet, im festen, also gefrorenen Zustand wird es Eis genannt, im gasförmigen Zustand Wasserdampf oder einfach nur Dampf. Dampf

Etymologie und alternative Bezeichnungen

Das Wort Wasser leitet sich vom althochdeutschen wazzar „das Feuchte, Fließende“ ab. Andere chemische Bezeichnungen für Wasser sind:
- Wasserstoffoxid (auf deutsch die korrekte, weil einfachste Bezeichnung)
- Diwasserstoffmonoxid, Wasserstoffhydroxid, Dihydrogeniumoxid, Hydrogeniumoxid, Hydrogeniumhydroxid oder Dihydrogenmonoxid

Vorkommen

Erde

Große Teile der Erde sind vom Wasser bedeckt, wobei dies besonders auf der Südhalbkugel der Fall ist und sich als Extrem an der Wasserhalbkugel zeigt. Die Versorgung der Weltbevölkerung mit hygienisch und toxikologisch unbedenklichem Trinkwasser, sowie einer ausreichenden Menge Nutzwasser, stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar. Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf circa 1 386 Millionen km3, wovon allein 1 338 Millionen km3 (96,5 %) auf das Salzwasser der Weltmeere entfallen. Nur 48 Millionen km3 (3,5 %) des irdischen Wassers liegen als Süßwasser vor. Das mit 24,4 Millionen km3 (1,77 %) meiste Süßwasser ist dabei als Eis an den Polen, Gletschern und Dauerfrostböden gebunden und somit nicht der Nutzung zugänglich. Einen weiteren wichtigen Anteil macht das Grundwasser mit 23,4 Millionen km3 aus. Das Wasser der Fließgewässer und Binnenseen (190 000 km3), der Atmosphäre (13 000 km3), des Bodens (16 500 km3) und der Lebewesen (1 100 km3) ist im Vergleich rein mengenmäßig recht unbedeutend. Dabei ist jedoch nur ein geringer Teil des Süßwassers auch als Trinkwasser verfügbar. Insgesamt liegen 98,233 % des Wassers in flüssiger, 1,766 % in fester und 0,001 % in gasförmiger Form vor. In seinen unterschiedlichen Formen weist das Wasser dabei spezifische Verweilzeiten auf und zirkuliert fortwährend im globalen Wasserkreislauf. Diese Anteile sind jedoch nur näherungsweise bestimmbar und wandelten sich auch stark im Laufe der Klimageschichte, wobei im Zuge der globalen Erwärmung von einem Anstieg des Wasserdampfanteils ausgegangen wird.

Sonnensystem

Auch außerhalb der Erde kommt zwar Wasser vor, aber nur in sehr geringen Mengen und dann als Eis oder Wasserdampf. Als Eis wurde Wasser in Kometen („schmutzige Schneebälle“), auf dem Mars und auf einigen Monden der äußeren Planeten nachgewiesen. Viele Hinweise deuten darauf hin, dass der Mars in der Frühzeit seiner Entwicklung offene Wasserflächen enthielt. Zu den Monden zählen die Jupitermonde Europa, Ganymed und Kallisto, der Neptunmond Triton, sowie Charon, der einzige bekannte Mond Plutos. Hinweise auf das Vorhandensein von Eis in Meteoritenkratern in Polnähe gibt es sogar bei Merkur, dem sonnennächsten Planeten. Es ist möglich, dass auf dem Erdenmond in den Polregionen am Grund tiefer Krater Eisvorkommen als Relikte von Kometeneinschlägen überlebt haben. Solche Vorkommen wären wichtige Wasser- und Sauerstoffquellen für künftige Mondbasen, sind jedoch bis auf weiteres spekulativ.

Herkunft

Hauptartikel: Herkunft des irdischen Wassers Die Herkunft des Wassers auf der Erde, insbesondere die Frage, warum auf der Erde deutlich mehr Wasser vorkommt als auf den anderen erdähnlichen Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte durch das Ausgasen der Magma entstanden sein, also letztlich aus dem Erdinneren stammen. Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, ist fragwürdig. Weitere große Anteile könnten aber auch durch Einschläge von Kometen, transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden (Protoplaneten) aus den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels auf die Erde gekommen sein. Messungen des Isotopenverhältnisses von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) deuten dabei eher auf Asteroiden hin, da in Wassereinschlüssen in kohligen Chondriten ähnliche Verhältnisse gefunden wurden wie in ozeanischem Wasser, wohingegen bisherige Messungen dieses Isotopenverhältnisses an Kometen und transneptunischen Objekten nur schlecht mit irdischem Wasser übereinstimmten.

Wassermolekül

Chondriten Chondriten Hauptartikel: Wassermolekül Das Molekül des Wassers besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Geometrisch ist das Wassermolekül gewinkelt, so dass die zwei Wasserstoffatome und die zwei Elektronenpaare in die Ecken eines gedachten Tetraeders gerichtet sind. Der Winkel, den die beiden O-H-Bindungen einschließen beträgt 104,45°. Er weicht aufgrund des erhöhten Platzbedarfs der freien Elektronenpaare vom idealen Tetraederwinkel (~109,47°) ab. Die Bindungslänge der O-H-Bindungen beträgt jeweils 95,84 Picometer. Sauerstoff hat in der Pauling-Skala mit 3,5 eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff mit 2,1. Das Wassermolekül weist dadurch ausgeprägte Partialladungen auf. In Kombination mit der dreieckigen Geometrie kommt es auf der Seite des Sauerstoffs zu einer negativen und auf der Seite der beiden Wasserstoffatome zu einer positiven Polarität. Diese bewirkt das Dipolmoment, das in der Gasphase 1,84 Debye beträgt. Wassermoleküle wechselwirken miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen und besitzen dadurch ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte. Es handelt sich dabei um keine beständige, feste Verkettung. Der Verbund der über Wasserstoffbrückenbindungen unbeständig verketteten Wassermoleküle besteht nur Bruchteile von Sekunden, wonach sich die einzelnen Moleküle wieder aus dem Verbund lösen und sich in einem ebenso kurzen Zeitraum erneut verketten. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig und führt letztendlich zur Ausbildung eines variablen Clusters. Hierdurch werden wichtige Eigenschaften wie die Dichteanomalie hervorgerufen. Je nach Isotopenzusammensetzung des Wassermoleküls unterscheidet man „schweres Wasser“, „halbschweres Wasser“ und „überschweres Wasser“.

Eigenschaften des Wassers

Hauptartikel: Eigenschaften des Wassers, Stoffdaten des Wassers

Synthese, Elektrolyse und Nachweis

Wasser wurde zum ersten Mal synthetisiert, als Henry Cavendish ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft zum Explodieren brachte. Da Wasserstoff in der Zukunft Energieträger werden soll, ist geplant, durch die Elektrolyse des Wassers diesen Wasserstoff zu gewinnen. Allerdings ist ein hoher Energieaufwand für die Elektrolyse nötig. Mittlerweile ist es Forschern gelungen, Wasser durch Anwesenheit eines Katalysators nur mittels Sonnenlicht in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten: : \mathrm Wasser färbt weißes Kupfersulfat hellblau und blaues Cobalt(II)-chloridpapier wird durch Wasser rot gefärbt, Karl-Fischer-Titration.

Geschichte der Wassernutzung

Hauptartikel: Geschichte der Wassernutzung Die Geschichte der menschlichen Nutzung des Wassers und somit jene der Hydrologie, der Wasserwirtschaft und besonders des Wasserbaus, ist durch eine vergleichsweise geringe Zahl von Grundmotiven geprägt. Von den ersten sesshaftwerdenen Menschen zu den Hochkulturen der Antike über das Mittelalter bis zur Neuzeit, stand im Zentrum immer ein Konflikt zwischen einem zu viel und einem zu wenig an Wasser. Ihm war man dabei fast immer ausgeliefert, ob durch Dürren die Ernte einging oder Hochwasser Leben und Besitz bedrohte. Ohne die Kenntnis woher das Wasser kam und wohin es ging, wurde es zu einem Gegenstand der Mytholgie und später auch Naturphilosophie. Noch heute kommt dem Wasser in den meisten Religionen der Welt eine Sonderstellung zu, besonders dort, wo die Frage des Überlebens von der Lösung der zahleichen Wasserprobleme abhing. Ziel war es allen Nutzungsansprüchen gerecht zu werden und dabei auch jedem Menschen den ihm zustehenden Teil des Wassers zu garantieren. Hierzu wurde das Wasserrecht als eine der ersten Rechtsformen zum Mitbegründer der ersten zentralistischen Zivilisationen von Mesopotamien und Ägypten, bis in die Flusstäler Chinas und Indiens. Die lange Geschichte der Wassernutzung zeigt sich dabei, wie die Menschheitsgeschichte insgesamt, nicht als ein kontinuierlicher Entwicklungspfad. Sie wurde vor allem durch einzelne Zentren hohen wasserwirtschaftlichen Standards sowie immer wiederkehrende Brüche geprägt, neben oft Jahrhunderte lang währenden Stagnationsphasen. So beeindruckend die frühen wasserbaulichen Anlagen dabei auch waren, wie groß sich Innovationskraft und Kreativität unserer Vorfahren auch zeigte, letztlich war und ist man auch heute noch abhängig von der Natur, die man jedoch erst in vergleichsweise jüngster Zeit anfing wirklich zu verstehen.

Bedeutung des Wassers in den Wissenschaften

Zur Bedeutung für das Leben und die Welt allgemein siehe: Bedeutung des Wassers Wasser spielt wegen seiner besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften, vor allem des Dipolmoments, der Wasserstoffbrückenbindung und der Dichteanomalie, eine zentrale Rolle in vielen Wissenschaften und Anwendungsgebieten. Es ist der wahrscheinliche Entstehungsort des irdischen Lebens und unter Umständen auch eine Bedingung für dieses. In Organismen und in unbelebten Bestandteilen der Geosphäre spielt es als vorherrschendes Medium bei fast allen Stoffwechselvorgängen beziehungsweise geologischen und ökologischen Elementarprozessen eine entscheidende Rolle. Die Erdoberfläche ist zu circa 72 % von Wasser bedeckt, wobei Ozeane hieran den größten Anteil tragen. Süßwasserreserven bilden lediglich 2,53 % des irdischen Wassers und nur 0,3 % sind als Trinkwasser zu erschließen (Dyck 1995). Durch die Rolle des Wassers in Bezug auf Wetter und Klima, als Landschaftsgestalter im Zuge der Erosion und durch seine wirtschaftliche Bedeutung unter anderem in den Bereichen der Land-, Forst- und Energiewirtschaft ist dieses zudem in vielfältiger Weise mit Geschichte, Wirtschaft und Kultur der menschlichen Zivilisation verbunden. Die Wissenschaft, welche sich mit der räumlichen wie zeitlichen Verteilung des Wassers und dessen Eigenschaften beschäftigt, bezeichnet man als Hydrologie. Insbesondere untersucht die Ozeanologie das Wasser der Weltmeere, die Limnologie das Wasser der Binnengewässer, die Hydrogeologie das Grundwasser und die Aquifer, die Meteorologie den Wasserdampf der Atmosphäre und die Glaziologie das gefrorene Wasser unseres Planeten. In flüssiger Form wurde Wasser bislang nur auf der Erde nachgewiesen.

Wasserchemie

Die Chemie beschäftigt sich unter anderem mit der Analyse von im Wasser gelösten Stoffen, den Eigenschaften des Wassers, dessen Nutzung, dessen Verhaltensweise in verschiedenen Zusammenhängen. Wasser ist ein Lösungsmittel für viele Stoffe, für Ionenverbindungen, aber auch für hydrophile Gase und hydrophile organische Verbindungen. Sogar gemeinhin als in Wasser unlöslich geltende Verbindungen können in Spuren im Wasser enthalten sein. Daher liegt Wasser auf der Erde nirgends in reinem Zustand vor. Es hat je nach Herkunft die unterschiedlichsten Stoffe in mehr oder weniger großen Konzentrationen in sich gelöst. In der Analytik unterscheidet man unter anderem folgende Wassertypen:
- Reinstwasser
- Demineralisiertes Wasser
- Destilliertes Wasser
- Enteisentes Wasser
- Ätherisches Wasser
- Rohwasser
- Regenwasser
- Grundwasser
- Oberflächenwasser (Fließ- und Stehgewässer),
- Süßwasser/Salzwasser/Brackwasser
- Mineralwasser
- Trinkwasser
- schweres Wasser
- Abwasser, (Haushalts-Abwässer, landwirtschaftliche Abwässer,Industrie-Abwässer) Aber auch bei den wässrigen Auslaugungen (Eluaten) von Sedimenten, Schlämmen, Feststoffen, Abfällen und Böden wird die Wasseranalytik eingesetzt. Um die Eigenschaften des Wassers und eventuell darin gelöster Stoffe, bzw. damit in Kontakt stehender fester Phasen aufzuklären hat sich die Molekulardynamik-Simulation bewährt. Siehe auch: Wasserhärte, Gewässergüteklasse, Hydrophobie, Hydrophilie

Wasser in den Geowissenschaften

Hydrophilie In den Geowissenschaften haben sich Wissenschaften herausgebildet, die sich besonders mit dem Wasser beschäftigen: die Hydrogeologie, die Hydrologie, die Glaziologie, die Limnologie, die Meteorologie und die Ozeanographie. Besonders interessant für die Geowissenschaften ist, wie Wasser das Landschaftsbild verändert (von kleinen Veränderungen über einen großen Zeitraum bis hin zu Katastrophen, bei denen Wasser innerhalb weniger Stunden ganze Landstriche zerstört), dies geschieht zum Beispiel auf folgende Weisen:
- Flüsse oder Meere reißen Erdmassen mit sich und geben sie an anderer Stelle wieder ab (Erosion).
- Durch sich bewegende Gletscher werden ganze Landschaften umgestaltet.
- Wasser wird von Steinen gespeichert, gefriert in diesen und sprengt die Steine auseinander, weil es sich beim Gefrieren ausdehnt (Frostverwitterung).
- Durch Dürren werden die natürlichen Ökosysteme stark beeinflusst. Wasser ist nicht nur ein bedeutender Faktor für die mechanische und chemische Erosion von Gesteinen sondern auch für die klastische und chemische Sedimentation von Gesteinen. Dadurch entstehen unter anderem Grundwasserleiter. Auch interessiert Geowissenschaftler die Vorhersage des Wetters und besonders von Regenereignissen (Meteorologie). Siehe auch: Gewässer, Gletscher, Permafrostboden, Binnenmeer, Binnensee, Teich, Meer, Ozean, Fluss, Bach, Flussaue.

Wasser in der Hydrodynamik

Die verschiedenen strömungstechnischen Eigenschaften und Wellentypen auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene werden intensiv untersucht, wobei folgende Fragestellungen im Mittelpunkt stehen:
- Optimierung von Bootskörpern und exponierter Baukörper (zum Beispiel Wehre) - Minimierung des Strömungswiderstandes
- Optimierung des Wirkungsgrades von wassergetriebenen Turbinenrädern
- Untersuchung von Strömungsphänomenen und Resonanzkatastrophen (Tsunami, Monsterwellen)
- Untersuchung der Konsistenz und Qualität des Mediums Wasser aus der Analyse seiner charakterisierenden Strömungseigenschaften. Mit diesem Aspekt beschäftigt sich das Institut für Strömungswissenschaften in Herrischried im Südschwarzwald.

Kulturelle Bedeutung des Wassers

Aufgrund der großen Bedeutung des Wassers wurde es nicht zufällig bereits bei den frühesten Philosophen zu den vier Urelementen gezählt. Thales von Milet sah im Wasser sogar den Urstoff allen Seins.

Wasser in der Mythologie

Thales von Milet Wasser ist in der von Empedokles eingeführten und dann vor allem von Aristoteles vertretenen Vier-Elemente-Lehre neben Feuer, Luft und Erde ein Element. Ebenso ist Wasser in der taoistischen Fünf-Elemente-Lehre (neben Holz, Feuer, Erde, Metall) vertreten. Die Bezeichnung Elemente ist hier jedoch etwas irreführend, da es sich um verschiedene Wandlungsaspekte eines zyklischen Prozesses handelt. Im antiken Griechenland wurde dem Element Wasser das Ikosaeder als einer der fünf Platonischen Körper zugeordnet.

Wasser in der Religion

In den Religionen hat Wasser häufig einen hohen Stellenwert. Oft wird die reinigende Kraft des Wassers beschworen, zum Beispiel bei den Moslems in Form der rituellen Fußwaschung vor dem Betreten einer Moschee, oder im Hindu-Glauben beim rituellen Bad im Ganges. Die christliche Taufe wurde bis ins späte Mittelalter durch Untertauchen oder Übergießen mit Wasser als Ganzkörpertaufe vollzogen, im Westen heute meist nur noch durch Besprengen mit Wasser. Die Taufe bedeutet Hinwendung zu Christus und Aufnahme in die Kirche. Sie steht auch symbolisch für Sterben (Untertauchen) und Auferstehen (ankommen am Ufer des neuen Lebens). In der katholischen und orthodoxen Kirche spielt das Weihwasser eine besondere Rolle. Vor allem die reinigende Kraft des Wassers gab immer wieder Anlass, über die Bedeutung des Wassers für das Leben und auch für ein Leben nach dem Tod nachzudenken.

Wasser in der Esoterik

In der Esoterik heißt es, Wasser sei in seiner Struktur veränderbar und übertrage so Informationen. Diese Wasser werden als "Polywasser", "levitertes", "formatiertes" oder Belebtes Wasser bezeichnet und gehen zum Teil zurück auf Masaru Emoto, Viktor Schauberger oder Wilfried Hacheney.

Wasser als Trinkwasser und Produkt

Wilfried Hacheney Die zur Trinkwasserversorgung nutzbaren Wasservorkommen werden unterschieden in Niederschlagswasser, Oberflächenwasser in Flüssen, Seen, Talsperren, Grundwasser, Mineralwasser und Quellwasser. Die Nutzung der Gewässer wird im Wasserhaushaltsgesetz (in Deutschland, Österreich und der Schweiz (?)) geregelt. In Mitteleuropa gibt es eine zuverlässige, weitgehend kostendeckende und hochwertige Wasserversorgung, meist noch durch öffentliche Anbieter. Meist kommt Leitungswasser aus der näheren Region, für die der kommunale Versorger auch ökologisch Verantwortung übernimmt. Der weltweite Wassermarkt hat ein Wachstum wie kaum eine andere Branche. Deshalb haben private Anbieter großes Interesse, Wasser als Handelsware zu definieren, um diesen Markt zu übernehmen. Auch wenn das normale Trinkwasser nicht direkt eine Handelsware darstellt, so wird auch von manchen Organisationen ins Treffen geführt, dass durch die Globalisierung auch ein indirekter Wasserexport, vor allem der Länder der dritten Welt, stattfindet. Das bedeutet beispielsweise, dass für den Anbau von Bananen 1.000 l/m² Boden notwendig ist. Durch Produktionssteigerungen, die für den Export bestimmt sind, fehlt das Wasser der einheimischen Bevölkerung. (Quelle: Wuppertaler Institut)

Wasserverbrauch

Der Wasserverbrauch ist das für den menschlichen Verbrauch benötigte Wasser. Dieses umfasst den unmittelbaren menschlichen Genuss (Trinkwasser) ebenso wie den zum alltägliche Leben (Waschen, Kochen etc.) sowie für die Landwirtschaft, das Gewerbe und die Industrie (siehe Nutzwasser) gegebenen Bedarf. Wie der Wortsinn - verbrauch darlegt, wird hierbei das Wasser im Hinblick auf seine Menge und Qualität geändert. Der Wasserverbrauch ist daher nicht nur eine Kenngröße für die nachgefragte Wassermenge, sondern zumeist auch für die Entsorgung (Kanalisation, Kläranlage) Der Wasserbedarf in Deutschland betrug 1991 47,9 Milliarden m3, wovon allein 29 Milliarden m3 als Kühlwasser in Kraftwerken dienten. Rund 11 Milliarden m3 wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Milliarden m3 von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Milliarden m3 dienten der Trinkwasserversorgung. Der durchschnittliche Wasserverbrauch beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag (davon etwa 1 Liter zum Trinken, neben Cola, Bier oder anderen Getränken welche ebenfalls Wasser enthalten). Siehe auch: Abwasser, Nutzwasser, Verbrauch

Wasserversorgung

Verbrauch Die Versorgung der Menschheit mit sauberem Wasser stellt Menschen nicht nur in den Entwicklungsländern vor ein großes logistisches Problem. Nur 0,3 % der weltweiten Wasservorräte sind als Trinkwasser verfügbar, das sind 3,6 Millionen km3 von insgesamt ca. 1,38 Milliarden km3. Um die Wasserknappheit in niederschlagsarmen Ländern zu lindern, wurden schon verrückt erscheinende Ideen erwogen: so wurde vorgeschlagen, mit Schleppern einen riesigen Eisberg über das Meer zu schleppen, der nur zum Teil schmelzen würde, und von dem auftauenden Eisberg Trinkwasser aufzufangen. Siehe auch: Wasserverteilungssystem, Wasseraufbereitung, Wasseraufbereitungsanlage, Wasserwirtschaft, Wasserreinhaltung

Gesetzliche Grundlagen und Behörden

Hauptartikel: Wasserrecht Die wasserrechtlichen Grundlagen der Wasserwirtschaft und des öffentlichen Umganges mit den Wasserresourcen bilden in Deutschland das Wasserhaushaltsgesetz und die Europäische Wasserrahmenrichtlinie. Wichtige Behörden und Institutionen sind:
- Wasser- und Schifffahrtsamt
- LAWA (Arbeitsgemeinschaft)

Ausstellungen und Veranstaltungen rund ums Wasser


- Von 2005 bis 2014 hat die UNO zur Internationalen Aktionsdekade „Wasser – Quelle des Lebens“ aufgerufen
- Weltwasserforum
- Weltwassertag
- [http://www.hww-hamburg.de/hww_prod_engine.shtml?id=137 Museum Wasserforum HWW (Hamburger Wasserwerke)]

Siehe auch


- Trinkwasser, Mineralwasser, Aquavit - Wasser als Getränk
- Brackwasser, Salzwasser und Süßwasser - Wasserarten nach Salzgehalt
- Gewässer - Allgemeine Bezeichnung für natürliche und künstliche Wasseransammlungen
- Wasser als Handelsware, Umwelt- und Ressourcenkonflikte
- Weihwasser - als Symbol in der Religionsgeschichte
- Wasser - Der Film, einen Film aus Großbritannien, 1985, mit deutschem Titel
- Mpemba-Effekt, abnormaler Gefriervorgang

Literatur

Allgemeine Inhalte
- Karl Höll, Andreas Grohmann et. al. (2002): Wasser. Nutzung im Kreislauf. Hygiene, Analyse und Bewertung. 8. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin - New York.
- Dyck & Peschke (1995): Grundlagen der Hydrologie. 3. Auflage, Verlag Bauwesen. ISBN 3345005867
- Philip Ball (2001): H2O – Biographie des Wassers. Piper Verlag. ISBN 3492041566 Wasserchemie
- Günter Wieland (1999): Wasserchemie. 12. Auflage, Essen. ISBN 3802725425
- Bernd Naumann (1994): Chemische Untersuchungen der Lebensgrundlage Wasser. Herausgeber: Landesinstitut für Lehrerfortbildung, Lehrerweiterbildung und Unterrichtsforschung von Sachsen-Anhalt (LISA)], (=Anregungen zur ökologischen Bildung, Bd. 2), Halle. Nutzung und Schutz
- Christian Opp (Hrsg.): Wasserressourcen - Nutzung und Schutz (=Beiträge zum Internationalen Jahr des Süßwassers 2003) Marburg/Lahn 2004, 320 S., ISBN 388353049 Gesundheit/Esoterik
- Batmanghelidj, F. (2002): Wasser - die gesunde Lösung. Ein Umlernbuch. VAK Verlag. ISBN 3924077835
- Batmanghelidj, F. (2003): Sie sind nicht krank, Sie sind durstig! Heilung von innen mit Wasser und Salz. VAK Verlag. ISBN 3935767250

Weblinks

Allgemeine Inhalte
- [http://www.quarks.de/dyn/15851.phtml Quarks & Co: Lebensquell Wasser]
- [http://www.wasser-wissen.de/ Wasserlexikon der Uni Bremen]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wasserwanderweg/index.html Wasserwanderweg]
- [http://www.wasser.de Informationen über Wasser] Informationen zum Wasser für Kinder
- [http://www.klasse-wasser.de/ bei klasse-wasser.de]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wassertropfen/index.html Ein Wassertropfen auf Reisen]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wasserumwelt/index.html Wasser Umwelt] Multimedialinks
- Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
  - [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=021027.rm Ist Wasser magisch?] Kategorie:Alkoholfreies Getränk Kategorie:Wasserwirtschaft Kategorie:Ernährung Kategorie:Flüssigkeit Kategorie:Chemische Verbindung als:Wasser ja:水 ko:물 ms:Air simple:Water th:น้ำ zh-min-nan:Chúi

Sonneneinstrahlung

] Die Sonnenstrahlung oder Solarstrahlung ist die Strahlung der Sonne. Sie hat ihr Maximum im sichtbaren Licht, umfasst aber auch andere elektromagnetische Wellen von Röntgen- und UV-Strahlung bis zu Radiowellen. Als Sonnenlicht werden neben der Sonnenstrahlung bezeichnet:
- das sichtbare Licht (Lichtspektrum) der Sonne.
- die durch die Erdatmosphäre gefilterte Sonnenstrahlung. Je nach Ort und Zeit ist die Wahrnehmung der Sonnenstrahlung durch das Klima oder weitere Bedingungen beeinflusst. Erreicht das Licht ungehindert durch Wolken die Erdoberfläche, herrscht dort Sonnenschein. Dieses Licht wird auch Direktstrahlung genannt. Licht, das über Reflexion an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht, erzeugt die Diffusstrahlung. Diffusstrahlung und Direktstrahlung an einem Ort ergeben zusammen die dort einfallende Globalstrahlung.

Strahlungsgesetze und Strahlungsarten

Das Strahlungsmaximum liegt im gelb-grünen Licht, was sich aus der Sonnentemperatur von knapp 6000 °C und den Strahlungsgesetzen von Planck und Wien ergibt. Zusammen mit den roten und blauen Lichtanteilen empfinden unsere Augen diese Lichtstrahlung als weiß, während die nicht-sichtbare Strahlung großteils auf Infrarot entfällt, auf deren Wirkung die Wärmerezeptoren der Haut ansprechen. Von den kurzwelligeren Strahlen gelangt noch ein Teil des UV-Lichts zu uns (siehe Sonnenbrand und Ozonloch), während die vereinzelte Röntgenstrahlung von Sonneneruptionen (Flares) und die kosmische Strahlung (wie zum Beispiel Radio aktive Strahlung) von der Lufthülle abgeschirmt werden.

Die Solarkonstante

Hauptartikel: Solarkonstante Die gesamte Strahlungsleistung der Sonne, die pro Quadratmeter auf die Erde einfällt, wird durch die Solarkonstante beschrieben. Sie beträgt im Mittel :E_0 = 1367\ \mathrm. Ihr tatsächlicher Wert variiert jedoch um 3 bis 4 Prozent in beide Richtungen, weil sich der Abstand Erde-Sonne zwischen Januar und Juli von 147,1 bis 152,1 Millionen km ändert - also um ± 1,7 % (Exzentrizität der Erdbahn, siehe auch Milanković-Zyklen). Die Strahlungsleistung hängt allerdings auch von dem Winkel zur Sonne ab. Dieser verändert sich im laufe des Jahres. Zwischen September und März ist auf der Nordhalbkugel die Sonnenstrahlung weniger groß als auf der Südhalbkugel. Zwischen März und September ist dies genau umgekehrt. Der resultierenden Bestrahlungsstärke von 1.325 bis 1.420 W/m² überlagert sich noch ein quasi-periodischer Einfluss von 0,1 % wegen des 10-12jährigen Sonnenfleckenzyklus. Er wurde um 1700 erkannt und erstmals 1843 von Samuel Heinrich Schwabe in seiner Wirkung auf die Sonnenstrahlung untersucht.

Dämpfung durch die Atmosphäre

Die bis zur Erdoberfläche durchdringende Strahlung ist jedoch viel geringer, weil #die Erdatmosphäre und in ihr befindliche Aerosole die elektromagnetische Strahlung zu 20 bis 40 Prozent absorbieren bzw. ins All reflektieren, unter anderem in Abhängigkeit von der Bewölkung. #der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen nur in den Tropen bei idealen 90° liegen kann, siehe hierzu den nächsten Abschnitt und den Artikel Sonnenenergie. Steht die Sonne im Zenit, treffen auf Höhe des Meeresniveaus maximal etwa 800 W/m² ein, im Vergleich auf 3-4 km hohen Bergen jedoch etwa 1000 W/m². Wolken vermindern diesen Wert nochmals, doch geht der Erde dabei nur ein Teil der Energie "verloren" - nämlich jener Anteil, der ins Weltall zurück reflektiert wird. Das Air Mass gibt einen Wert für die Länge des Weges durch die Atmosphäre an.

Minderung durch schrägen Lichteinfall

Wesentlicher noch ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung - der Winkel zwischen den Strahlen und dem Horizont. Fällt die Licht- und Wärmestrahlung schräg ein, verteilt sie sich über eine größere Fläche auf der Erdoberfläche. Dieser Effekt verläuft genähert mit dem Sinus des Höhenwinkels, hängt aber lokal natürlich auch vom Gelände ab. Wenn ein Berghang im Schatten liegt, wird dies großteils von den im prallen Sonnenlicht liegenden Hängen wettgemacht, doch entstehen Temperaturunterschiede und lokale Winde (siehe Aufwind, Segelflug). Der Einfluss der Jahreszeiten ist in den Tropen kaum merklich, weil der Sonnenstand dort zu Mittag immer steil ist und sich sein Sinus kaum ändert. Dagegen wirkt der Unterschied zwischen Sommer und Winter umso mehr, je näher man zu den Polen kommt. In Mitteleuropa steht die Mittagssonne im Sommer 60-65° hoch und strahlt bei idealen Bedingungen mit einer Bestrahlungsstärke von etwa 1000 Watt/m² herab, gemessen in der Horizontalen. Im Winter sind es nur 13-18° und selbst zu Mittag nur etwa 200 Watt/m² (ebenfalls in der Horizontalen gemessen). Für die Erwärmung der Erdoberfläche ist zusätzlich die Dauer des hellen Tages wichtig, die Ende Juni etwa 16 Stunden beträgt, im Dezember aber nur 8 Stunden. Daher liegt das Verhältnis der gesamten eingestrahlten Sonnenenergie zwischen diesen Monaten bei etwa 5:1 bis 10:1, wird aber durch Wärmespeicherung im Erdboden und vor allem in den Meeren gemildert. Betrachtet man die winterliche Situation nicht nur in der horizontalen Ebene, so ist die einfallende Energie natürlich höher. Normal zum Lichteinfall erreicht sie den Großteil der Sommerwerte, was über die Mittagsstunden zur Wärmeproduktion mit Solarkollektoren oder in Wintergärten nutzbar ist.

Strahlungsbilanz, Treibhauseffekt und Wetter

Die Temperatur der Erdoberfläche wird global von der Strahlungsbilanz bestimmt - dem Zusammenwirken von Absorption und Reflexion sowie Re-Emission und Streuung.
Die zur Erde kommende Sonnenenergie wird durch Wolken, Luft und Boden (hier besonders von Schnee) zu 30 % wieder in den Weltraum reflektiert (das heißt die Albedo der gesamten Erde ist 0,30). Die restlichen 70 % werden absorbiert: rund 20 % von der Atmosphäre, 50 % vom Erdboden. Letztere werden durch Wärmestrahlung und Konvektion wieder an die Lufthülle abgegeben. Würde alle diese Energie wieder zur Gänze in den Weltraum abgestrahlt, läge die mittlere Lufttemperatur bei -18 °C, während sie tatsächlich +15 °C beträgt. Die Differenz erklärt sich aus dem natürlichen Treibhauseffekt der Atmosphäre. Deren so genannte Treibhausgase - vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid - erschweren die Abstrahlung im Infraroten. Sie werfen es zu 85 % wieder zur Erdoberfläche zurück, was zu einer Erwärmung um durchschnittlich 33 °C führt.
Diese Zahlen gelten nur für die Erde als Ganzes. Lokal und regional hängen die Verhältnisse von zahlreichen Faktoren ab:
- von der Albedo der Erdoberfläche, die vom 30 %-Mittel stark abweichen kann (beispielsweise Schnee 40 bis 90 %, Wüste 20 bis 45 %, Wald 5 bis 20 %)
- vom oben erwähnten Einfallswinkel der Sonnenstrahlen und der Dauer ihrer Einwirkung
- von Bewölkung und Luftfeuchtigkeit
- vom Wärmetransport durch Wind, von Luftschichtungen usw. Theoretisch sind diese Faktoren weitgehend modellierbar, doch nicht in allen Details wie Staueffekten an Gebirgen oder unregelmäßiger Bewegung von Tiefdruckgebieten. Für gute Vorhersagen benötigt die Meteorologie außer enormen EDV-Kapazitäten auch ein weltweit dichtes Raster von Messdaten über alle Luftschichten, was in der Praxis an Grenzen stößt.

Weblinks

[http://www.sfdrs.ch/sendungen/meteo/lexikon/strbilnz.html www.sfdrs.ch] - globale Strahlungsbilanz (mit Animation) Kategorie:Solarenergie Kategorie:Meteorologie

Maritim

siehe auch Lagebezeichnungen (Geologie) ---- Maritim (Adjektiv, von lateinisch mare, das Meer und maritimus, zum Meer gehörig) bezeichnet einen Einfluss des Meeres. Im Unterschied zum Adjektiv marin wird der Ausdruck maritim insbesondere dann angewendet, wenn es um Nutzungen des Meeres durch den Menschen oder eine auf den Menschen bezogene Sichtweise geht. Daher spricht man von maritimer Technologie, aber von marinen Bodenschätzen oder marinen Ökosystemen
- Ein maritimes Klima ist ein durch den Einfluss des Meeres charakterisiertes Klima. Es zeichnet sich durch geringere Temperaturschwankungen und eine größere mittlere Luftfeuchtigkeit gegenüber kontinentalem Klima aus.
- Maritime Wirtschaft umfasst alle Wirtschaftszweige, die direkt oder indirekt mit dem Meer zu tun haben. Sie zählt zu den bedeutenderen Wirtschaftssektoren Deutschlands und stellt rund 220.000 Arbeitsplätze (Zahl laut Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit). Die maritime Wirtschaft umfasst neben der Schifffahrt auch die maritime Industrie sowie strenggenommen auch den maritimen Fremdenverkehr.
- Maritime Industrie umfasst die Industriezweige, die Produkte herstellt, die auf dem Meer benutzt werden. Hierzu zählen insbesondere
  - die maritime Zulieferindustrie
  - die Werften
  - Hafenbetriebe
  - fischverarbeitende Industrie
  - Erdöl- und Erdgasgewinnung auf dem Meer, z.B. durch Bohrinseln.
- Maritime Technologie umfasst die Technologien, die speziell auf dem Meer oder im Meer eingesetzt werden, insbesondere die Offshore-Technologien.
- In die „Maritime Umgebung“ ordnet man landläufig alles ein, was im weitesten Sinn mit Marine, Schifffahrt, Seefahrt und Wassersport am oder auf dem Meer zu tun hat.
- Als maritime Landschaft werden Küstenlandschaften bezeichnet, die in besonderem Maß durch das Meer und die Schifffahrt geprägt sind.
- maritim ist außerdem der Name eines deutschen Hörspiellabels.
- Ferner ist MARITIM der Name einer Hotelkette. Kategorie:Begriffsklärung

Kalter Krieg

Der Ausdruck "Kalter Krieg" bezeichnet den welthistorischen Gegensatz, den die beiden Supermächte USA und Sowjetunion zwischen 1945 und 1990 mit allen verfügbaren Mitteln, aber unterhalb der Schwelle eines offenen Krieges anführten und austrugen.

Überblick

1990 1990 Der Ost-West-Konflikt führte zur Bildung von zwei feindlichen Machtblöcken und dazugehörigen Militärbündnissen der NATO und des Warschauer Paktes, die sich hochgerüstet gegenüberstanden und eine bipolare Welt dominierten. Die Entwicklung dorthin begann schon mit der Entstehung der Sowjetunion 1917, verfestigte sich aber erst seit dem Zerfall der Anti-Hitler-Koalition ab 1944 und der darauf folgenden Teilung Europas zu jenem Beinahe-Kriegszustand, der die Politik beider Seiten bis zum Zerfall der Sowjetunion 1991 maßgeblich bestimmte. 1947 prägte der US-amerikanische Journalist Walter Lippmann dafür den englischen Begriff cold war. Der Kalte Krieg war Ausdruck eines fundamentalen Systemgegensatzes: Zu den machtpolitischen Interessensphären, die auch sonst internationale Beziehungen bestimmen, traten konträre Ideologien. Aus westlicher Sicht standen dabei stets "Freiheit und Demokratie" gegen "totalitäre Diktatur" sowie "Marktwirtschaft" gegen "Planwirtschaft". Aus östlicher Sicht stand gegen das "Wolfsgesetz der Ausbeutung" im "Kapitalismus" die von der Staatspartei realisierte "allseitige Entfaltung" des "neuen Menschen" im "Kommunismus", der sich der Zukunft gewiss wähnte. Die Supermächte vermieden zwar den "heißen" Krieg mit direkten Militäraktionen gegeneinander, trieben aber ein beispielloses Wettrüsten vor allem auf dem Gebiet der Atomwaffen voran. Die Drohung des Atomkriegs, den beide Seiten einkalkulierten, beschwor erstmals in der Menschheitsgeschichte die Gefahr der Selbstauslöschung herauf. Der Interessenkonflikt drohte mehrmals militärisch zu eskalieren: in der Berlin-Blockade 1948, aus Anlass des Mauerbaus 1961 und besonders in der Kuba-Krise 1962. Dort konnte der direkte Krieg zwischen den Supermächten, der zum Einsatz von Atomwaffen geführt hätte, nur äußerst knapp vermieden werden. Seitdem wurde der Konflikt auf bilateraler Ebene zwar durch Krisendialog und Rüstungskontrollverträge reguliert, erzeugte aber weiterhin viele Stellvertreterkriege: etwa den Vietnamkrieg, Kriege in Kambodscha, Angola, Afghanistan sowie bewaffnete Konflikte in Afrika, Mittel- und Südamerika. Der Wettkampf der Systeme verlief auch auf technologischem, kulturellem und sportlichem Gebiet. So wurden das US-amerikanische wie das sowjetische Weltraumprogramm maßgeblich vorangetrieben, um dem Gegner die eigene wissenschaftlich-technische Überlegenheit zu demonstrieren. Dadurch entstanden viele Technologien, die heute zivil genutzt werden, so auch das Internet. Der Kalte Krieg spaltete Europa und Deutschland durch den sogenannten "Eisernen Vorhang". Er spiegelte sich auch in der Rivalität der zwei miteinander konkurrierenden deutschen Staaten. In Westdeutschland wurde die DDR während ihres gesamten Bestehens nicht als eigenständiger Staat anerkannt. Das Grundgesetz hielt in der Präambel „... Das gesamte Deutsche Volk bleibt aufgefordert, in freier Selbstbestimmung die Einheit und Freiheit Deutschlands zu vollenden“ bis zur tatsächlichen Wiedervereinigung 1990 am Wiedervereinigungsgebot fest. Bis 1969 erhob die Bundesrepublik Deutschland sogar einen außenpolitischen Alleinvertretungsanspruch auf Gesamtdeutschland (Hallstein-Doktrin). Die Springerpresse, besonders die Bild-Zeitung, druckte die Abkürzung "DDR" daher stets in Anführungszeichen. Die DDR-Regierung hingegen bezeichnete Ostberlin entgegen dem Viermächte-Status von ganz Berlin stets als "Hauptstadt der DDR", um als eigener Staat anerkannt zu werden. Obwohl die Bundesrepublik dieses offiziell vermied - etwa mit einer "Ständigen Vertretung" statt einer Botschaft - behandelte sie die DDR seit den Ostverträgen der Regierung Willy Brandt de facto als selbstständigen Staat. Dem folgte auch die konservative Regierung Helmut Kohls. Wann der Kalte Krieg endete, ist unter Historikern umstritten. Politische Entspannungsbemühungen begannen schon bald nach Stalins Tod 1953, erfuhren aber immer neue Rückschläge. US-Präsident John F. Kennedy proklamierte 1961 nach seinem Wahlsieg das Ende des Konflikts, worauf aber mit der Kuba-Krise ein weiterer Höhepunkt folgte. Auch während der anschließend ausgerufenen "friedlichen Koexistenz" setzten beide Supermächte das Wettrüsten und Stellvertreterkriege unvermindert fort. Erst mit dem Führungswechsel im Kreml zu Michail Gorbatschow eröffneten sich ernsthafte Chancen zu militärischer Abrüstung und politischer Annäherung der Blöcke. Diese zog ab 1989 die Selbstbestimmung der Völker Osteuropas, den Zerfall des Ostblocks und 1991 die Auflösung der Sowjetunion nach sich. Damit endete zumindest vorläufig die bipolare Weltaufteilung.

Die Vorgeschichte (1917–1944)

1917 ergriffen in Russland die Bolschewisten unter Führung Lenins die Macht. Die USA und andere westliche Mächte sandten Interventionstruppen, um diese Oktoberrevolution im Keim zu ersticken. Zwar misslang dies, aber der Versuch markiert den Beginn der latenten Phase des Kalten Krieges. Erst 1933 erkannten die USA den neuen Staat UdSSR an. Im Zweiten Weltkrieg kämpften beide dann als Alliierte gegen Nazi-Deutschland. Die Beziehung des damaligen US-Präsidenten Franklin D. Roosevelt zum sowjetischen Diktator Stalin war wegen des gemeinsamen Interesses am Sieg über Adolf Hitler relativ freundschaftlich; die Sowjetunion wurde z.B. auch mit Kriegsmaterial beliefert.

Von Jalta bis zur Teilung Deutschlands (1944–1949)

1944 zeigte die Anti-Hitler-Koalition erste Risse: Roosevelt lehnte auf der Konferenz von Jalta konkrete Garantien und Vereinbarungen mit der SU für die Nachkriegszeit ab, obwohl diese die Hauptlast des Krieges, nämlich den verlustreichen Vormarsch der Roten Armee am Boden trug und zudem durch Hitlers Überfall auf ihr Gebiet und die deutschen Vernichtungs- und Arbeitslager für ihre Soldaten die weitaus größten Kriegszerstörungen erlitten hatte. Stalin versuchte die Konferenzergebnisse als Freibrief zur Durchsetzung sowjetischer Sicherheitsinteressen ohne Rücksprache mit den Westalliierten zu benutzen: Er etablierte zum Teil gewaltsam in Mittel- und Osteuropa kommunistische Regierungen. 1945 nach Roosevelts Tod (12. April) zerbrach die Anti-Hitler-Koalition: Sein Nachfolger Harry S. Truman schwenkte auf einen strikt antisowjetischen und antikommunistischen Kurs um. Als er auf der Konferenz von Potsdam vom ersten erfolgreichen Test einer Atombombe erfuhr (16. Juli 1945), stellte er Stalin Bedingungen für seine - von Roosevelt noch gewünschte - Kriegserklärung an Japan (8. August) und gab den Befehl für den Einsatz der ersten Atombomben. Diese wurden am 6. August auf Hiroshima, am 9. August auf Nagasaki abgeworfen. Sie sollten die bedingungslose Kapitulation Japans beschleunigen, auch um dem weiterem Vorrücken Stalins in Ostasien zuvorzukommen. Zugleich wurde die Wirkungsweise zweier unterschiedlicher Bombentypen am "lebenden Objek