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Meeresspiegel

Meeresspiegel

Der Meeresspiegel bezeichnet, wie hoch das Meer gerade steht. Der Meeresspiegel ist im Gegensatz zu Normalnull keine Konstante. Er richtet sich zum Beispiel nach den Gezeiten, die vom Mond abhängig sind, und außerdem hängt die Höhe des Meeresspiegels langfristig von Klimaschwankungen und anderen Einflüssen ab. So steigt heute der Meeresspiegel durch das Abtauen der Gletscher aufgrund der globalen Klimaerwärmung an, möglicherweise auch durch eine geringe Ausdehnung der obersten Meeresschichten (Deckschicht) oberhalb der Thermokline. Auswertungen von Pegelmessungen und Satellitenmessungen von Topex/Poseidon weisen darauf hin, dass der Meeresspiegels zur Zeit um etwa 18 cm pro Jahrhundert ansteigt. Siehe auch:
- Meer
- Gezeiten
- Wasserstand
- Überschwemmung
- Normalnull Kategorie:Geographischer Begriff

Meer

Unter Meer (von lateinisch mare: Meer oder althochdeutsch meri: Sumpf, stehendes Gewässer, verwandt mit Moor) versteht man im Hochdeutschen die miteinander verbundenen Gewässer der Erde, die die Kontinente umgeben, im Gegensatz zu den auf Landflächen liegenden Binnengewässern. Im Niederdeutschen (und ebenso im Niederländischen) sind demgegenüber die Wortbedeutungen von "Meer" und "See" vertauscht: die an Norddeutschland angrenzenden Meere heißen Nordsee und Ostsee (die See); im Landesinneren liegen dagegen das Steinhuder Meer, das Zwischenahner Meer; in den Niederlanden wurde die Zuiderzee nach ihrer Eindeichung in IJsselmeer umbenannt. Das Meer ist eine zusammenhängende, reich gegliederte Wassermasse, die rund 71% der Erdoberfläche bedeckt. 31,7% des Weltmeeres sind 4000 - 5000 m tief. Die Meeresflora produziert ungefähr 70% des Sauerstoffes, den die Menschen einatmen. Die Kontinente gliedern es in drei Ozeane: den Atlantischen, den Indischen und den Pazifischen Ozean. Insgesamt hat das Meer ein Volumen von 1,338 Mrd. km³ und damit einen Anteil von 96,5% am Weltwasservorkommen. Meerwasser ist wegen des hohen Salzgehaltes von rund 3,5% für den Gebrauch als Trink- und Bewässerungswasser nicht direkt geeignet. Nur 3,5% des gesamten Wasservorrates auf der Erde ist Süßwasser. Man unterscheidet die Ozeane (Pazifischer Ozean, Atlantischer Ozean, Indischer Ozean) und deren Nebenmeere. Zu diesen gehören unter anderem :Chinesisches Meer :Japanisches Meer :Karibisches Meer :Nordsee :Ostsee (umrandet von Skandinavien und Deutschland, Polen und Baltikum) :Mittelmeer (zwischen Europa, Afrika und Asien) :Schwarzes Meer (umrandet von Bulgarien, Rumänien, Ukraine, Russland, Kaukasus, Türkei) :Rotes Meer (zwischen Asien und Afrika) :Gelbes Meer (zwischen Korea und der Volksrepublik China) Weil das Kaspische Meer und das Tote Meer auf einem Kontinent liegen; zählen sie weder zu den Meeren noch zu den Binnenseen; sie gelten als Seen. Alle Meere unterliegen den Gezeitenkräften. Durch die Anziehung des Mondes entstehen Ebbe und Flut - auch Tide genannt. Den bei Ebbe freiliegenden Meeresboden nennt man Watt.

Meeresgrund

Vor der Erfindung des Echolots stellte man sich den Meeresboden als eine weitestgehend ebene Fläche vor. Später erkannte man, dass der Meeresgrund mindestens genauso gebirgig ist wie die Erdoberfläche. Unter der Wasseroberfläche gibt es Riffe, Gebirge, Erdspalten, Graben und Rinnen. Durch die Verschiebung der Erdplatten (Tektonik) kommt es zu untermeerischen Vulkanausbrüchen und Seebeben.

Salzgehalt (Salinität)

Meerwasser zeichnet sich durch einen relativ einheitlichen Salzgehalt aus, der durchschnittlich 3,5% beträgt. Erhöht ist er dort, wo die Verdunstung sehr hoch ist, wodurch relativ gesehen die Wassermenge weniger wird, während der Salzgehalt steigt. Zusätzlich steigt er, wenn wenige Zuflüsse bestehen, die das Meer mit dem Süßwasser verdünnen.

Wirtschaftliche Bedeutung

Meere sind seit jeher eine der Nahrungsquellen. Seit Jahrtausenden leben viele Menschen an den Küsten, ja ganze Inselvölker vom Fischfang im Meer. Meere sind weiterhin für den internationalen Verkehr und Warenaustausch von größter Bedeutung. Die maritimen Branchen erreichen pro Jahr einen Weltmarktumsatz von 1 200 Milliarden Euro bei stark steigender Perspektive. Vor der Erfindung des Flugzeugs war der Transport durch Schiffe über die Meere die einzige Möglichkeit, von Europa nach Amerika oder nach Australien zu gelangen. Auch die meisten in den Ozeanen gelegenen Inseln, wie z.B. Madagaskar, und Inselgruppen, wie z.B. die Kanarischen Inseln, waren nur auf dem Meerweg zu erreichen. Da der Transport per Luftfracht viel teurer ist als per Schiff, ist der Warentransport über die Meere für Massengüter nach wie vor die erste Wahl. Nach dem Gewicht werden weiterhin 92% aller Güter im Welthandel - 5,7 Milliarden Tonnen jährlich - über den Seeweg transportiert. In den letzten Jahrzehnten wurden Ideen zur Erzeugung elektrischen Stromes in den Meeren entwickelt und in den letzten Jahren auch vermehrt umgesetzt. (Windkraft, Gezeitenkraftwerk, Osmosekraftwerk ...)

Gefahren des Meeres

Das Meer hält für den Schiffsverkehr und für die Küstenstaaten einige Gefahren bereit. So können z. B. Untiefen, Riffe und Klippen, aber auch Sturmfluten für Schiffe gefährlich werden. Wattwanderer und Badende sollten auf Ebbe und Flut sowie auf starke Strömungen achten. Küstenländer können von Sturmfluten und Springfluten bedroht sein. Seebeben und Meteoriteneinschläge können riesige Schwerewellen auslösen, die Tsunamis.

Siehe auch

- Meeresboden
- Meereskunde
- Meerestief
- Meerestiefe
- Nebenmeer (= Oberbegriff für):
- Binnenmeer
- Binnensee
- Mittelmeer
- Randmeer
- Ozean
- Ozeanografie
- Tiefseebecken
- Tiefseerinne
- Schwelle
- Weltmeer
- [http://www.meercam.com/ Webcams am Meer] Kategorie:Ozeanologie ja:海 ko:바다 ms:Laut simple:Sea zh-min-nan:Hái

Normalnull

Mit Normalnull (Abkürzung: N.N. oder NN), auch Nullniveau, wird ein Referenzwert für Höhenangaben auf der Erdoberfläche bezeichnet (z. B. die Höhe von Bergen oder die Tiefe von Meeresgräben). In der Luftfahrt werden die Höhen der Lufträume in der Regel über NN angegeben. Auch Luftfahrtkarten wie die ICAO-Karte besitzen Angaben über NN. Die Angabe der Höhe bzw. Tiefe erfolgt dabei meist in einer der folgenden Formen: „Meter über NN“, „m ü. NN“, „m NN“ oder „müM“ (umgangssprachlich und in der Schweiz offiziell „Meter über (dem) Meer(esspiegel)“, korrekt „Meter über dem mittleren Meeresspiegel“). In der Luftfahrt und manchmal auch in der Schifffahrt spricht man vom Mean Sea Level (MSL), der mittleren Meereshöhe und gibt die barometrisch gemessene Höhe in Fuß an. Hat man eine Referenz bestimmt, kann man sich durch Nivellement die Höhe in das Landesinnere übertragen. Systematische Fehler können bei unsachgemäßem Nivellement zu Messfehlern im Bereich von mehreren Metern führen:
- Auf lange Strecken summieren sich die Messfehler der Einzelmessungen auf. (Fehlerrechnung)
- Die Abweichung der Erde von der Kugelgestalt führt zu weiteren Fehlern. So kam es bei den Höhenangaben der Stadt Saarbrücken zu großen Höhenunterschieden, je nachdem, ob man die Messung an der Nordsee oder am Atlantik begann.
- Brückenbau mit Stufe: Beim Bau der neuen Rheinbrücke zwischen dem deutschen und dem schweizer Teil der Stadt Laufenburg ist eine peinliche Panne passiert: Zwischen beiden Seiten tut sich ein Höhenunterschied von 54 Zentimetern auf. Während die Schweiz das Niveau des Mittelmeers zu Grunde legt, orientiert sich Deutschland an der Nordsee: „Die Differenz von 27 Zentimetern ist natürlich bekannt, und auf dem Papier war alles klar“, erläuterte Beat von Arx, Abteilungsleiter im Bauamt des Schweizer Kantons Aargau. In der Praxis habe es dann aber gehapert: „Auf Schweizer Seite hätte das Niveau um 27 Zentimeter angehoben werden müssen. Stattdessen sei es aber um 27 Zentimeter gesenkt worden.“

Deutschland

Der Referenzwert ist für Deutschland seit 1879 definiert durch den mittleren Pegel von Amsterdam. In der DDR war die Bezeichnung Höhennormal HN und als Datum galt von 1958 bis zur Einführung des gesamtdeutschen Höhensystems NHN der rund 14 Zentimeter niedrigere Pegel von Kronstadt, d.h. H(NN)=H(HN)+14cm. Die HN-Höhen unterschieden sich nicht nur in der Pegelhöhe, sondern auch vom Höhensystem her, da HN-Höhen genauso wie NHN-Höhen sogenannte Normalhöhen sind. In Ost-Berlin, beim Höhensystem der Deutschen Reichsbahn und an den Binnenwasserstraßen wurden auch in der DDR unverändert NN-Höhen weiter verwendet.

Meter über Normalhöhennull (NHN)

Die neueste Entwicklung ist das 1992 eingeführte gesamtdeutsche amtliche Nivellementsnetz 1. Ordnung, das DHHN 92. Die neuen Höhen werden als Höhen über Normalhöhennull (NHN) bezeichnet. Für die Normalhöhen wurde das genauere Höhensystem entsprechend der Theorie von Molodenskij (System HN) gewählt, Bezugspegel ist der Nullpunkt des Pegels von Amsterdam (System NN). Der NHN wurde eingeführt, da beim NN das Schwerefeld der Erde nicht berücksichtigt wurde. Das Schwerefeld der Erde bildet keine Kugel sondern ähnelt mehr einer Kartoffel. Diese „Kartoffel“ beschreibt als Geoid eine nur mit Wasser bedeckte Erde, auf der nur die Zentrifugalkraft und die Gravitation wirken. Die Bestimmung des Schwerefeld-Geoids gelingt auf Meereshöhe gut, kann aber im Falle eines Berges wie dem Mont Blanc um zwei Meter differieren. Neben dem Deutschen Haupthöhennetz (DHHN92) nimmt auch das United European Levelling Net (UELN) diese „Kartoffel“ als Bezugssystem Damit ändern sich sowohl die bisher normal-orthometrischen westdeutschen NN-Höhen (neue Berechnungsmethode), als auch die Normalhöhen Ostdeutschlands (Bezug auf einen neuen Pegel).

\beginh_ &=& \ h_ - 32~ \\
\ &=& h_ - 25~ \end

Schweiz

Für die Schweiz gilt der Repère Pierre du Niton mit 373,6 m über mittlerem Meeresspiegel von Marseille als Ausgangspunkt der Vermessung (der Pierre du Niton ist ein großer Findling im Genfersee bei Genf). Die schweizerischen Höhenangaben weichen um + 0,32 m von den deutschen ab. Die offizielle Bezeichnung lautet: m ü. M.

\beginh_ &=& \ h_ + 32~ \\
\ &=& h_ + 7~ \end

Österreich

Für Österreich gilt der mittlere Pegel von Triest an der Adria (Meter über Adria) als Nullpunkt. Die österreichischen Höhenangaben weichen um + 0,25 m von den deutschen ab.

\beginh_ &=& \ h_ + 25~ \\
\ &=& h_ - 7~ \end

Sonstiges

NN ist nur eines von vielen möglichen Höhensystemen. Daneben kann man als Referenzwert das so genannte Geoid verwenden, das man durch die Vermessung von Satellitenbahnen bestimmt. Es markiert die Oberfläche, die sich bilden würde, wenn die ganze Erde von Meer bedeckt wäre. Physikalisch handelt es sich dabei um eine Äquipotenzialfläche, eine Fläche, die überall senkrecht zur Richtung der Schwerkraft steht und auf der das Schwerepotenzial (die potentielle Energie) überall denselben Wert hat. Die Erde hat nun nicht mehr Kugelform, sie gleicht auch nicht mehr einem abgeplatteten Ball (Rotationsellipsoid), sondern – übertrieben gesagt – eher einer Kartoffel. Allerdings sind die Abweichungen so klein, dass sie aus dem All gesehen nach wie vor wie eine Kugel aussieht. Im englischen Sprachraum wird die Bezeichnung Sea Level (kurz SL) für NN verwendet.

Weblinks

- [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie – Begriffserklärungen]
- [http://www.gfz-potsdam.de/pb1/media/champ/eigen-cg01c/anim_web_EIGEN-CHGR01C.gif Gravitationsmodell der GfZ an der Uni Potsdam. Das Eiern der Erde stark überzeichnet]
- [http://www.wissenschaft-online.de/artikel/690951 Wo liegt eigentlich Normalnull?, spektrumdirekt]

Siehe auch

- Geodäsie
- Geografische Lage
- DHDN
- Haupthöhenpunkt
- Höhenmessung
- Kartennull
- Nivellement
- Höhennetz
- Fehlerrechnung
- Ausgleichungsrechnung
- Deutsches Haupthöhennetz Kategorie:Geodäsie Kategorie:Geographischer Begriff Kategorie:Ozeanologie als:Normalnull ja:海抜

Konstante

Eine Konstante ist ein fester, unveränderlicher Wert (lat. constans = beständig, fest).
- Physikalische Konstanten. In der Naturwissenschaft werden physikalische Größen als physikalische Konstanten oder Naturkonstanten bezeichnet, wenn sich deren numerischer Zahlenwert nicht ändert.
- Mathematische Konstanten sind oft benutzte irrationale Zahlen wie z.B. die Kreiszahl Pi In anderen Kontexten kann der Begriff der Konstanten eine andere Bedeutung haben:
- Größen, die nicht Gegenstand der Untersuchung sind
- Langfristig stabile Größen in der Volkswirtschaftslehre
- Nichtstochastische Werte in der Statistik
- Variablen, deren bei Vereinbarung zugewiesener Inhalt nicht mehr verändert werden kann in der Informatik ja:定数

Gezeiten

Unter den Gezeiten oder der Tide (niederdeutsch tiet=Zeit) versteht man den durch die Gravitation des Mondes und der Sonne verursachten Zyklus von Ebbe und Flut. Die maximale Wasserstandsdifferenz zwischen Hoch- und Niedrigwasser nennt man den Tidenhub. Dieser variiert je nach Stellung von Sonne und Mond: Stehen Sonne, Mond und Erde auf einer Geraden wie bei Voll- und Neumond, so addieren sich die Anziehungswirkungen, und es kommt zu einer (höheren) Springtide. Stehen Sonne, Mond und Erde in einem rechten Winkel zueinander wie bei Halbmond, so wird die Anziehungskraft des Mondes von der Sonne abgeschwächt, und es kommt zur (niedrigeren) Nipptide. Den Zeitpunkt der Strömungsumkehr zwischen auflaufend und ablaufend Wasser und umgekehrt nennt man den Kenterpunkt der Tide. Erreicht die Tide durch eine Flussmündung das Landesinnere spricht man von Gezeitenwelle. Die folgenden Erklärungen zur Entstehung der Gezeiten beziehen sich ausschließlich auf die vom Mond verursachten Gezeiten. Die Wirkung der Sonne kann analog verstanden werden, und die Gezeiten der Erde sind dann eine Überlagerung der Gezeiten von Mond und Sonne.

Missverständnisse in der Umgangssprache

Umgangssprachlich ist Flut der Höchststand und Ebbe der Tiefststand des Wassers. Leider wird diese Variante auch in einigen Fernsehsendungen (Galileo, Sendung mit der Maus) vertreten. Fachleute wie Schiffsführer und das [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie] sowie Bewohner der Küste definieren Ebbe und Flut folgendermaßen: Ebbe ist der Vorgang des Sinkens des Wasserspiegels und Flut der Vorgang des Steigens des Wasserspiegels. Den Augenblick des Höchststandes bezeichnet man mit Hochwasser, den Augenblick des niedrigsten Wasserstands als Niedrigwasser.

Physikalische Erklärung

Gezeiten Gezeiten Gezeiten Die physikalische Ursache der Gezeiten ist die Gezeitenkraft. Sie beruht darauf, dass die Gravitationskraft mit der Entfernung abnimmt. Die Anziehungskraft des Mondes ist auf der dem Mond zugewandten Seite der Erde aufgrund der geringeren Entfernung zum Mond größer als auf der dem Mond abgewandten Seite. Durch die daraus resultierenden Kräfteverhältnisse ergeben sich an diesen beiden Stellen jeweils ein Gezeitenberg und in den Gebieten dazwischen Gezeitentäler. Dieser Effekt kann nicht einfach mit der Kraftwirkung erklärt werden. Eine anschauliche Erklärung für die an verschiedenen Orten der Erde wirkenden Gezeitenkräfte ist nicht ganz einfach: Genau betrachtet kreist nicht nur der Mond um die Erde, sondern Erde und Mond kreisen synchron um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Da die Erde 81 Mal so schwer ist wie der Mond, befindet sich dieser Schwerpunkt im Abstand von nur 4740 km vom Erdmittelpunkt und damit noch im Inneren der Erde mit ihrem Radius von 6378 km. Eine solche Kreisbewegung der Erde als starres Ganzes erfordert auf jeden einzelnen Massenpunktes der Erde eine ganz bestimmte Kraftwirkung, die aber das inhomogene Gravitationsfeld des Mondes nicht an jeder Stelle exakt liefern kann. Die Differenz dieser Kräfte führt zu einer Verformung der Erde und den Gezeiten. Da sich die Erde gleichzeitig einmal pro Tag um sich selbst dreht, treten zusätzliche Fliehkräfte auf. Da diese jedoch am Äquator überall gleich groß und radial nach außen gerichtet sind, tragen sie nicht zu den Gezeiten bei. Es ist daher für das Verständnis der relevanten Kräfte hilfreich, die Erde im Rahmen der folgenden Überlegung als nicht rotierend zu betrachten, und damit diese Fliehkräfte zu eliminieren. Die Bewegung der Erde reduziert sich in diesem Fall auf eine Bewegung, bei der ihr Zentrum um den gemeinsamen Schwerpunkt kreist, während sie gleichzeitig ihre Orientierung im Raum beibehält, anstatt zu rotieren (so genannte Revolution ohne Rotation). Alle Punkte der Erde vollführen dabei synchron die selbe Bewegung wie der Erdmittelpunkt nämlich eine Kreisbewegung mit einem Radius von 4740 km. Daher ist auch die damit verbundene Fliehkraft überall auf der Erde gleich. Sie ist stets vom Mond weg gerichtet. Im Erdmittelpunkt wird sie exakt durch die zum Mond hin gerichtete Anziehungskraft des Mondes kompensiert. An allen anderen Stellen ergibt jedoch die Summe aus Mondanziehung und dieser Fliehkraft gerade das Kraftfeld, das zu Ebbe und Flut führt. Da die Anziehungskraft des Mondes auf der dem Mond zugewandten Seite größer ist, ergibt diese Summe dort eine dem Mond zugewandte Kraft, und da sie auf der entgegengesetzten Seite schwächer ist, ergibt sie dort eine vom Mond abgewandte Kraft. Diese Kräfte ziehen die Erde gewissermaßen in die Länge und führen dort zu jeweils einem Flutberg, wobei sich die Erde im Bereich zwischen diesen Flutbergen entsprechend verjüngt. Bei einer vollständig mit Ozean bedeckten Erde ergäbe sich eine Höhenvariation von etwa 50 cm. Da die Mondanziehung zur dem Mond zugewandten Seite hin rascher zunimmt als sie gegenüber abnimmt, ist der Flutberg dort etwa 7% höher. Die zugehörige Flut wird auch Zenitflut genannt. Die Verhältnisse werden oft irreführend so dargestellt, als würde die vom Mond weg gerichtete Fliehkraft die Ozeane zur dem Mond abgewandten Seite drängen und damit den Flutberg dort bewirken. Dabei wird jedoch übersehen, dass diese Fliehkraft nicht nur auf die Ozeane wirkt sondern auch auf die Erde darunter und ferner überall auf der Erde den selben Wert hat, wie obige Überlegung zeigt. Sie kann daher nicht die Ursache einer Verformung der Erdoberfläche sein, anders als die Anziehungskraft des Mondes. Das gleiche gilt auch für die Fliehkraft, die bei einer echten Rotation der Erde einmal im Monat um den gemeinsamen Schwerpunkt auftreten würde, da sie sich von der obigen nur um eine radial nach außen gerichteten Komponente ohne Relevanz für Ebbe und Flut unterscheidet. Da die Erde sich innerhalb 24 Stunden einmal um sich selbst dreht und damit unter den beiden Flutbergen hindurch, gibt es zweimal täglich Flut und Ebbe. Der Abstand zwischen zwei Tidehochwässern beträgt jedoch nicht 12, sondern etwa 12 Stunden 25 Minuten, da der Mond auf seiner Bahn um die Erde täglich ein Stück weiterrückt, so dass er seine scheinbare Bahn am Himmel im Mittel 50 Minuten später durchläuft. Aufgrund der Küstenmorphologie (siehe unten), der Neigung der Erdachse und der elliptischen Bahn des Mondes um die Erde treten zusätzlich Variationen in den Abständen aufeinander folgender Hoch- und Tiefwasserstände auf. Im freien Ozean, wie beispielsweise bei den Azoren, beträgt diese Variation ca. eine Stunde. In Flussmündungen sind die Variationen größer, in Hamburg beispielsweise bis über zwei Stunden. Infolge Bildung von Knoten (siehe unten) können sie aber auch niedriger ausfallen. So beträgt diese Variation beispielsweise in Wilhelmshaven ca. 40 Minuten. Es ist aber nicht so, dass der Mond, bzw. die Gezeitenkraft, das Wasser der Ozeane direkt anheben könnte. Die Gezeitenkraft des Mondes in den Ozeanen entspricht etwa 0,0000001 (10^-7) der Kraft, welche die Erde durch ihre Gravitation auf das Wasser in den Ozeanen ausübt. Der Mond kann also das Wasser auf keinen Fall direkt anheben. Vielmehr verliert das Wasser in den Gebieten, in denen die Gezeitenkraft wirkt, an Gewicht. Der Gewichtsverlust (nicht Massenverlust) entspricht dort etwa dem Gewicht von 0.1 Mikrogramm pro Kilogramm. Dieser Gewichtsverlust bewirkt in den Gebieten der Gezeitenkraft eine Druckminderung im Wasser der Ozeane, so dass eine Wasserströmung ausgelöst wird. Die Wasserströmung führt zu einer Materialverschiebung in den Ozeanen, in die Tidenberge hinein. Im (nicht realen) statischen Fall, also bei einer nicht rotierenden Erde, würde dieser Prozess solange fortgesetzt werden, bis die Oberfläche des Ozeans eine Äquipotentialfläche im kombinierten Gravitationsfeld von Erde und Mond angenommen hat. Diese Äquipotentialfläche liegt im Maximum etwa 60 cm höher als die ungestörte Oberfläche der Ozeane. Real wird dieser statische Zustand wegen der Erdrotation nicht erreicht, bzw. von den auftretenden Strömungs- und Wellenprozessen überlagert. Die Gezeitenkraft ist aber die Anregung des gesamten Vorgangs. Da ein Teil des Erdkerns flüssig und Erdmantel und -kruste elastisch sind, führen die Gezeitenkräfte auch zu einer Verformung der Erdoberfläche. Die Gezeitenkräfte wirken auf das gesamte Volumen der Erde ein. Genau wie in den Ozeanen kommt es im flüssigen Material des Erdinneren zu Druckschwankungen, die im gesamten flüssigen Volumen des Erdinneren auftreten. Die Gezeitenkraft wird mit zunehmender Tiefe immer schwächer, der Druckunterschied zu den Regionen ohne Gezeitenkraft nimmt jedoch mit der Tiefe zu. Die Druckänderungen erfolgen mit der Periode der Gezeitenkraft. Wie in jeder Flüssigkeit, so werden durch diese Druckschwankungen im Erdinneren Materialströmungen ausgelöst. Da es sich dabei um die Strömung einer leitenden Flüssigkeit im Magnetfeld der Erde handelt, sind Effekte aus der Magnetohydrodynamik (MHD) zu erwarten. Das gilt natürlich auch für das Wasser der Ozeane, wo die Strömungen der Gezeiten offensichtlich sind. Schwankungen im Magnetfeld der Erde sind abhängig von Mond- und Sonnenstand, und können zum Teil mit diesem magnetohydrodynamischen Effekt erklärt werden. Die Verformung der Erdoberfläche erfolgt mit einer Verzögerung von etwa zwei Stunden, aber immerhin mit einer Vertikalbewegung von 20 bis 30 Zentimetern. Die Meere können den Gezeitenkräften leichter folgen, insbesondere auch ihren horizontalen Komponenten, die vor und hinter den Flutbergen auftreten. Ebbe und Flut stellen zum Teil die Differenz zwischen den Bewegungen der Meere und der Erdkruste dar, und sind zum anderen Teil eine Folge der komplexen (von der Geografie abhängigen) Strömungs- und Wellenvorgänge in den Weltmeeren, die durch die Gezeitenkraft angeregt werden. Die Gezeiten regen im Erdinneren kontinuierlich eine stehende seismologische Welle an, die mit Seismografen gemessen werden kann, sofern diese für die Messung langperiodischer Signale ausgelegt sind (vergleiche Erdspektroskopie). Die Verformung der Erde durch die Gezeitenkraft ist weitaus geringer als die Erdabplattung von 21 km als Folge der Erdrotation, die jedoch nicht auffällt, da sie statisch ist.

Küstenphänomene

In Küstennähe sind die Gezeiten erheblich durch die geometrische Form der Küsten beeinflusst. Das betrifft sowohl den Tidenhub als auch den Zeitpunkt des Eintretens von Ebbe und Flut. So ist der Tidenhub an den Küsten der Weltmeere oft größer als auf offener See. Das gilt insbesondere für trichterförmige Küstenverläufe. Das Meer schwappt bei Flut gewissermaßen an die Küste. So beträgt der Tidenhub in der westlichen Ostsee nur ca. 30 cm, an der deutschen Nordseeküste etwa 1 bis 2 Meter. In den Ästuaren (Mündungen) der tidebeeinflussten Flüsse, z.B. Elbe und Weser, beträgt der Tidenhub aufgrund der Trichterwirkung bis über 4 Meter. Noch höher ist der Tidenhub beispielsweise bei St. Malo in Frankreich oder in der Severn-Mündung zwischen Wales und England. Er kann dort über 8 Meter erreichen. In der Bay of Fundy treten die weltweit höchsten Gezeiten mit 14 bis 21 Metern auf. Der Zunahme der Höhe der Flutwelle an den Küsten erfolgt hin (???) etwa nach dem gleichen Prinzip wie bei einem Tsunami. Die Geschwindigkeit der Flutwelle verringert sich in flachem Wasser, wobei sich die Höhe der Welle vergrößert. Im Gegensatz zum Tsunami ist die Gezeitenwelle aber keine reine Oberflächenwelle, sondern enthält einen Anteil, der durch die Gezeitenkraft stets neu angeregt wird. Die durch die Tide auf hoher See an den Küsten angeregten Meeresschwingungen können auch zu Schwingungsknoten führen, an denen gar kein Tidenhub auftritt. Ebbe und Flut rotieren gewissermaßen um solche Knoten herum. Herrscht auf der einen Seite Ebbe, so herrscht auf der gegenüberliegenden Seite Flut. Dieses Phänomen findet man vor allem in Nebenmeeren, wie der Nordsee, die zwei solcher Knoten aufweist (siehe z. B. letztes Bild in [http://www.nordwestreisemagazin.de/ebbeflut-druck.htm]. Herausragend ist hierbei vor allem die Tideresonanz der Bay of Fundy. Durch die Gezeiten werden insbesondere in Küstennähe erhebliche Energiemengen umgesetzt. Dabei kann die kinetische Energie der Strömungen oder auch die potenzielle Energie mittels eines Gezeitenkraftwerks genutzt werden.

Rückwirkungen auf Erde und Mond

Die Tide wirkt auch wieder auf den Hauptverursacher, den Mond, zurück. Da die Flutberge aufgrund der Erdrotation bezüglich der Verbindungslinie zwischen Erd- und Mondmittelpunkt etwas in Richtung dieser Rotationsbewegung verschoben sind, ist die Anziehungskraft dieser Wassermassen auf den Mond nicht exakt zum Erdmittelpunkt hin gerichtet (Da die Erde schneller rotiert als der Mond sie umrundet, und wegen der Trägheit der Strömungen, laufen die Flutberge immer "vor dem Mond".). Durch die größere Masse der Zenitflut und ihren geringeren Abstand zum Mond ergibt sich dabei eine Kraft auf den Mond, die eine kleine Komponente in dessen Flugrichtung aufweist, so dass dem Mond permanent Energie und Drehimpuls zugeführt wird. Der Verlust an Rotationsenergie der Erde ist nicht auf die Übertragung von Energie auf den Mond beschränkt. Es treten zusätzlich Reibungsverluste wegen der Strömungen auf und in der Erde, und magnetohydrodynamische Verluste auf (siehe Magnetohydrodynamik, MHD). Die oben erwähnten Gezeitenkraftwerke würden zu diesem Energieverlust beitragen. In einer genaueren Analyse müssen Energie und Drehimpuls in diesem Prozess separat bilanziert werden, da es für beide Größen in der Physik jeweils einen Erhaltungssatz gibt. Die folgenden Erläuterungen gehen zwecks besserer Verständlichkeit von einem isolierten Erde - Mond System aus. Das ist kein vollständiges Modell, da es Planeten und die Sonne gibt, die dieses System stören (Störungsrechnung). Energieerhaltung: Die Erde verliert Rotationsenergie durch die Abbremsung infolge der Tiden. Diese Energie findet sich in der Rotationsenergie des Mondes, einer Erwärmung (Wärmeenergie) der Erde durch Reibung, den Strömungen im Erdinneren (kinetische Energie) und den durch einen MHD-Prozess ausgelösten Veränderungen im Magnetfeld der Erde wieder (genauer: elektromagnetisches Feld). Drehimpulserhaltung: Der Drehimpulsverlust bei der Abbremsung der Erdrotation wird auf den Drehimpuls des Mondes in seinem Orbit um die Erde, auf den Drehimpuls von Strömungen im Erdinneren, und auf das Erdmagnetfeld (elektromagnetisches Feld) der Erde übertragen. Durch die Abbremsung der Erde und die Übertragung von Drehimpuls und Rotationsenergie auf den Mond vergrößert sich der Abstand zwischen Erde und Mond jährlich um etwa 4 cm. Die Gegenkraft auf die Flutberge führt zu einem Drehmoment, das die Erdrotation bremst. Dadurch verlängern sich die Tage jedes Jahr um etwa 16 Mikrosekunden. Vor 500 Millionen Jahren dauerte ein Erdentag nur etwa 21 Stunden. Diese Darstellungen illustrieren die physikalischen Prozesse bei der Abbremsung der Erdrotation (Die Überlegungen gelten umgekehrt genauso für den Einfluß der Gezeitenkraft der Erde auf den Mond.). Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Mikrosekunde Der Mond erzeugt Tide (Gezeitenberge) auf der dem Mond zugewandten und abgewandten Seite der Erde. Diese Tide entstehen dadurch, dass sich im gesamten Körper der Erde (natürlich auch in den Ozeanen) Druckunterschiede bilden, die Materialströmungen und Verformungen auslösen. Die mit diesem Prozess verbundenen Reibungsverluste entziehen der Erdrotation Energie (Bild 1). Da sich die Erde dreht, wandern die Tide um die Erde herum. Die Erde dreht sich schneller, als der Mond umläuft. Wegen der Trägheit des Materials in den Tiden laufen sie "vor dem Mond". Deswegen enthält die Anziehung der Erde auf den Mond eine Komponente, die den Mond in seiner Bahnrichtung vorwärts zieht (Bild 2). Die Drehung der Erde wird durch die umgekehrte Anziehung des Mondes auf die Tide verlangsamt. Ein Körper in einer Umlaufbahn, der vorwärts beschleunigt wird wie der Mond, steigt in eine höhere Umlaufbahn auf und gewinnt an Energie. Dieser Prozess entzieht der Erde wieder Rotationsenergie (Bild 3). Energieerhaltung: Ein Teil des Verlustes an Rotationsenergie der Erde geht also durch Reibung (als Wärmeenergie) verloren, der andere Teil wird auf den Mond übertragen. Der Reibungsverlust hängt dabei von verschiedenen Eigenschaften des Materials in der Erde ab, die auf den Mond übertragene Energie wird ausschließlich durch die geometrische Massenverteilung bestimmt. Diese ist u.A. abhängig von der Geografie der Erde, wie etwa den Kontinenten, da sie die Ausbildung der Tide stören (Bild 4). Drehimpulserhaltung: Der Verlust an Eigendrehimpuls der Erde muss dem Gewinn an Bahndrehimpuls des Mondes entsprechen, plus einem Drehimpuls, der "irgendwo in der Erde" auftritt. Der auf den Mond übertragene Drehimpuls, hängt über die transferierte Energie nur von der geometrischen Massenverteilung auf der Erde ab. Der Verlust an Eigendrehimpuls der Erde wird dagegen durch den Verlust ihrer Rotationsenergie bestimmt, die auch von der inneren Reibung der Erde abhängig ist. Es gibt im Allgemeinen eine Differenz zwischen dem Verlust an Eigendrehimpuls der Erde und dem Gewinn an Bahndrehimpuls des Mondes. Dieser Drehimpuls muss irgendwo im System wieder auftauchen (Bild 5). Etwas locker gesagt: Was der Mond macht, hängt vom Äußeren der Erde ab. Der kann nicht ihre inneren Eigenschaften sehen, die Reibungsverluste bestimmen. Daraus ergeben sich Differenzen, die erklärt werden müssen. Auf der Erde gibt es einen Mechanismus, der einen Drehimpuls (und damit verbundene Energie) zwischenspeichern kann. "Zwischenspeicherung" deswegen, weil dieser Drehimpuls nur über Verformungen der geometrischen Massenverteilung auf der Erde als Bahndrehimpuls an den Mond übertragen werden kann. Ein Kandidat für diesen Mechanismus ist eine Kombination aus dem elektromagnetischen Feld und inneren Materialströmungen der Erde. Die Kombination aus elektromagnetischem Feld und Strömungen einer leitenden Flüssigkeit ist ein magnetohydrodynamisches System (MHD-System, Bild 6). Je nachdem, wieviel Rotationsenergie durch Reibung in der Erde verloren geht, und wieviel Drehimpuls über Verformungen der Erde an den Mond abgegeben wird, kommt es zu Schwankungen im Magnetfeld der Erde. Ein möglicher Zusammenhang zwischen den Gezeiten und anderen bekannten oder vermuteteten Phänomenen ist nicht gesichert oder nicht richtig verstanden. Dazu zählen unter Anderem (Stand September 2005): Messungen, die auf eine schnellere Rotation des Erdkerns relativ zum Erdmantel hinweisen (Abbremsung des Erdmantels durch eine stärkere Gezeitenbremsung), Schwankungen und Umpolungen des Erdmagnetfeldes (Schwankungen im Magnetfeld der Erde sind von Sonnen- und Mondstand abhängig), Einflüsse des Mondes auf die Stellung der Drehachse bei der Eigen-Rotation der Erde, und ein Zusammenhang mit Erdbeben. Tatsächlich gemessen wurden kontinuierliche Schwingungen (stehende Welle) als seismologische Wellen der Erde, die durch die Tide angeregt werden (siehe Seismologie). Siehe auch: Gezeiteninsel

Weblinks

- [http://www.greier-greiner.at/hc/gezeiten.htm Erklärung mit Animationen]
- [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/index.jsp Gezeitentabellen der deutschen Nordsee]
- [http://www.bsh.de/de/Meeresdaten/Vorhersagen/Gezeiten/808.jsp Begriffe aus der Gezeitenkunde]
- [http://www.mobilegeographics.com/tides/index.html Gezeitentabellen weltweit]
- [http://exnatura.de:9099/ Gezeitentabellen weltweit, deutschsprachig]
- [http://www.muenster.de/~breitens/segeln/referate/ebbe/ebbeflut.htm Referat über die Verhältnisse bei Ebbe und Flut]
- [http://www.nordwestreisemagazin.de/ebbeflut.htm Die Gezeiten an der Nordseeküste] Kategorie:Ozeanologie ja:潮汐 zh-min-nan:Lâu-chúi

Klima

Der Begriff des Klimas steht für die Gesamtheit aller meteorologischen Erscheinungen, die für den gemittelten Zustand der Erdatmosphäre an einem Ort verantwortlich sind. Das Klima wird dabei jedoch nicht nur von Prozessen innerhalb der Atmosphäre, sondern vielmehr durch das Wechselspiel aller Sphären der Erde geprägt. Es umfasst zudem unterschiedlichste Größenordnungen, wobei vor allem die zeitliche und räumliche Dimension des Klimabegriffs von entscheidender Bedeutung für dessen Verständnis sind. Die Wissenschaft, die die Gesetzmäßigkeiten des Klimas, dessen Eigenschaften, Entwicklung und Erscheinungsbild erforscht, bezeichnet man als Klimatologie.

Der Klimabegriff

Etymologie

Das Wort Klima (Mehrzahl: Klimata, Klimate) stammt vom griechischen Verb κλίνειν [klinein], welches übersetzt „neigen“ bedeutet. Dies bezieht sich auf die Schiefe der Erdekliptik. Im 20. Jahrhundert hat sich dabei das Begriffsverständnis von der Wettergesamtheit (Fedoroff 1927) hin zur Synthese des Wetters (WMO 1979) entwickelt.

Zeitliche Dimension

Als Abgrenzung zum Wetter (Zeitrahmen: Stunden bis wenige Tage) und zur Witterung (Zeitrahmen: einige Tage bis circa eine Woche, im Extremfall auch ein Monat oder eine Jahreszeit) versteht man Klima als einen über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten (meist 30 Jahre) statistisch bereinigten Zustand der Erdatmosphäre. Man bedient sich dieser statistischen Methoden, um kurzfristige Schwankungen des Wetters zu filtern und charakteristische Werte bezüglich verschiedener meteorologischer Größen zu erhalten, welche in ihrer Gesamtheit wiederum das Klima eines Ortes beschreiben. Hierbei stehen vor allem die Langzeittrends im Zentrum des Interesses, welche jedoch gegenläufig zu den Extremen bei langen Referenzzeiträumen verwischen. Basis für das Klima ist dabei jedoch immer das Wetter und die in Wetterstationen bzw. Wetter- und Umweltsatelliten erfassten Daten. Ausgehend von dieser Datenbasis stellen sich für die zeitliche Dimension des Klimabegriffs die Frage, wie wechselhaft das Wetter ist und welche Schwankungen daher die meteorologischen Größen aufweisen, welche das Wetter hinreichend beschreiben. Je größer diese Schwankungen sind, desto weniger repräsentativ ist eine statistische Auswertung der Daten eines kurzen Referenzzeitraumes. Der Anspruch ein vornehmlich ortspezifisches Klima und eben nicht nur zeitspezifische Wetterphänomene zu charakterisieren, ist in diesem Falle nicht aufrecht zu erhalten.
Doch auch Langzeitauswertungen verlieren durch diese Schwankungen partiell ihren Aussagegehalt, weshalb insbesondere ein Mittelwert im Allgemeinen nicht ausreicht, um das Klima zeitlich richtig einzuschätzen. Eine Niederschlagsverteilung von einem Starkregen innerhalb eines halben Jahrzehntes und sonstiger Dürre als Mittelwert der Jahresniederschläge auf die fünf Einzeljahre zu verrechnen, illustriert die verzerrenden Effekte, welche aus einer unzureichenden Anwendung dieser statistischen Methoden erwachsen können. Betrachtet man das Klima eines Ortes mit einem Referenzzeitraum von 1000 Jahren, so hat man sicher alle Extremereignisse gefiltert, jedoch gilt dies bei einem solch langen Zeitraum auch für alle kurzfristigen Schwankungen. Selbst wesentliche Trends, wie der kleinen Eiszeit, könnten durch die Wahl eines solchen Zeitraums schlicht übersehen werden. Betrachtet man jedoch die Datenlage in Bezug auf weit zurück liegende Zeitalter, so zeigt sich hierbei, dass die zur Verfügung stehenden Klimaarchive nur über sehr lange Referenzzeiträume eine Auskunft bieten. Das Bestreben diese Zeiträume zu reduzieren und so auch in Bezug auf die Klimageschichte kurzfristigere Trends in der Entwicklung des Klimas mit zu erfassen, ist eine wesentliche Bestrebung der Paläoklimatologie. Diese modifizierenden Einflüsse richten sich aber immer nach dem konkreten Anwendungsfall und können nicht von vornherein und allgemeingültig festgelegt werden. Man kann sie nur nach einer Auswertung der Daten beantworten, um hierüber den Bezugs- oder Referenzzeitraumraum festlegen zu können, welcher angepasst an die Datenlage eine repräsentative Ermittlung des jeweiligen Klimacharakters und der zugehörigen Entwicklungstrends ermöglicht. Ausgehend von der Problematik der Referenzzeiträume hat die World Meteorological Organization so genannte Klimanormalperioden festgelegt. Diese umfassen einen fest definierten Referenzzeitraum von 30 Jahren. Die festgelegten Intervalle sind die schon abgeschlossenen Zeiträume von 1931 bis 1960 und 1961 bis 1990, sowie die derzeitige Klimanormalperiode von 1991 bis 2020. Sie dienen unter anderem der Vergleichbarkeit der klimatischen Größen untereinander und werden hierbei vor allem zur Darstellung dieser Größen in Klimadiagrammen herangezogen. Viele Prognosen der zukünftigen Klimaentwicklung beziehen sich hierbei auf das Jahr 2050, also das Ende der nächsten Klimanormalperiode.

Räumliche Dimension

Der Begriff Klima wird oft mit dem Weltklima bzw. globalen Klima gleichgesetzt. Hierbei zeigt sich jedoch, dass globale Trends und Mittelwerte in keiner Weise repräsentativ für einzelne Standorte sein müssen. Eine globale Temperaturerhöhung von einem Grad Celsius ist also lediglich eine Abstraktion, welche sich jedoch nicht mit lokalen Wetterbeobachtungen decken muss, was auch über einen längeren Klimazeitraum in der Regel seine Gültigkeit behält. Ihr kann lokal eine Erhöhung oder Erniedrigung von weit größerem aber auch weit kleinerem Ausmaß entgegen stehen, weshalb auch beispielsweise ein lokaler „Rekordsommer“ auf globalem Niveau „verschwinden“ kann und umgekehrt.
Diese lokalen Effekte sind näher an den realen Auswirkungen der sehr abstrakten globalen Tendenzen und im Rahmen dessen, dass auch meteorologische Werte lokal und nicht global erfasst werden, von außerordentlichem Interesse. Nicht zuletzt werden auch die Einflüsse des Klimas auf den Menschen und dessen vitale Interessen, wie beispielsweise der Landwirtschaft, durch die lokalen Entsprechungen globaler Tendenzen geprägt. Weil sich aus den großen räumlichen Unterschieden auch Unterschiede in der Methodik ergeben, hat sich eine dreistufige Einteilung der Maßstäbe bewährt.
- Das Mikroklima beschränkt sich auf wenige Meter bis einige Kilometer, zum Beispiel ein Zimmer, eine Wiese oder ein Straßenzug.
- Das Mesoklima bezieht sich auf Landschaften oder Länder bis zu einigen hundert Kilometern Ausdehnung.
- Das Makroklima beschreibt kontinentale und globale Zusammenhänge. Während beim Wetter eine enge Bindung zwischen Größenordnung und Dauer eines Phänomens bestehen, zeigt sich dieser Zusammenhang bei klimatischen Betrachtungen nicht oder kaum.

Mikroklima

Mikroklima bezeichnet das Klima im Bereich der bodennahen Luftschichten bis etwa 2 Meter Höhe oder das Klima, dass sich in einem kleinen, klar umrissenen Bereich (zum Beispiel zwischen Gebäuden in einer Stadt) ausbildet. Es wird entscheidend durch die Nähe der Bodenoberfläche und die dortige Bodenreibung des Windes geprägt. Hier herrschen schwächere Luftbewegungen, aber größere Temperaturunterschiede. Die Verschiedenheit des Bodens, des Geländes, der Hanglage und des Pflanzenbewuchses kann auf engem Raum große Klimagegensätze hervorrufen. Das Mikroklima ist besonders für niedrig wachsende Pflanzen von Bedeutung, da sie ihr klimaempfindlichstes Lebensstadium in der bodennahen Luftschicht durchlaufen.
Aber nicht nur die Pflanzen, auch der Mensch ist dem Mikroklima direkt ausgesetzt. Insbesondere in nicht-natürlichen Lebensräumen wie Städten kann das Mikroklima durch die unterschiedlichen Baumaterialien, die Architektur, der Variabilität der Sonneneinstrahlung (Beschattung) oder die Modifikation des Windfeldes erheblich von den regionaltypischen Gegebenheiten abweichen, wobei diese Abweichungen sehr labil sind und sich auch durch kleine Eingriffe, wie den Bau oder Abriss eines Hauses, empfindlich und schlagartig ändern können. Da sich diese Einflüsse mit der Zeit nahezu überall ergeben und auch externe Faktoren sehr leicht einwirken kann, basieren Mikroklimate in der Regel nicht aus jahrzehntelangen Messreihen, sondern werden vielmehr durch Erfahrung und tabellierte Vergleichsdaten abgeschätzt.

Mesoklima

Zu den Mesoklimaten werden unterschiedlichste Einzelklimate zusammen gefasst, welche eine Ausdehnung zwischen einigen hundert Metern und wenigen hundert Kilometer besitzen, sich im Regelfall jedoch im unteren Kilometerbereich befinden. Aufgrund dieses breiten aber dennoch lokalen Spektrums, spielen hierbei viele Felder der angewandten Meteorologie und Klimatologie eine große Rolle. Beispiele hierfür sind das Stadtklima oder das Regenwaldklima. Generell werden alle Lokalklimate und Geländeklimate zu den Mesoklimaten gezählt, also beispielsweise das Lokalklimate von Ökosystemen, wobei bei diesen der Übergang zu den Mikroklimaten fließend ist.

Makroklima

Vom Makroklima spricht man bei großskaligen Effekten mit einer Ausdehnung von mehr als in etwa 500 Kilometern. Hierzu zählen daher vor allem die Elemente der globalen Zirkulation und des großen marinen Förderbandes. Auch das Weltklima selbst zählt hierzu. Als Orientierung in Abgrenzung zu Mesoklimaten werden alle die gesamte Erde umspannenden, sowie ozean- bzw. kontinentweit wirksamen Effekte zu den Makroklimaten gezählt. Weniger eindeutig, jedoch im Regelfall zutreffend, ordnet man auch überregionale Effekte wie den Monsun, den El Niño oder sehr große Regionalklimate wie den brasilianischen Regenwald mit zu den Makroklimaten. Alle Makroklimate stehen dabei in einer engen gegenseitigen Wechselwirkung und beeinflussen sich daher auf vielfältige Weise, wobei vor allem diese Wechselwirkungen noch nicht vollständig verstanden und Thema aktueller Forschung sind. Letztlich kann aufgrund dessen kein Makroklimat für sich allein betrachtet werden und in ihrem dynamischen Zusammenspiel führen sie direkt zum umfassenden Konzept des globalen Klimas.

Klimafaktoren

Unter Klimafaktoren versteht man verschiedenste Prozesse und Zustände, durch welche das Klima hervorgerufen, erhalten oder verändert wird. Man unterscheidet nach primären und sekundären Klimafaktoren, wobei die primären Klimafaktoren elementarer Natur sind und sich die sekundären Klimafaktoren demzufolge aus den primären Klimafaktoren ableiten. Zu Ersteren zählen die Sonnenstrahlung, die Land-Meer-Verteilung, die Zusammensetzung der Erdatmosphäre und die Höhe des Standortes. Zwar lassen sich diese oft auch auf Ursachen wie die Plattentektonik oder astrophysikalische Phänomene zurückführen, diese selbst sind jedoch nicht direkt am Klima beteiligt und werden daher nur indirekt zu den Klimafaktoren gezählt. Die sekundären Klimafaktoren beinhalten verschiedene Kreisläufe und Zirkulationssysteme der Erde, welche sich direkt oder indirekt aus den primären Klimafaktoren ergeben. Hierzu zählen vor allem die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre, die Meeresströmungen, der Wasserkreislauf und bedingt auch der Kreislauf der Gesteine. Auch regionale Zirkulationssysteme wie El Niño, La Niña und Monsune werden hierzu gezählt. Zusätzlich differenziert man auch in einigen Anwendungsfällen danach, ob die Klimafaktoren bzw. deren Wandel anthropogenen oder natürlichen Ursprungs sind.

Klimasysteme

Die Klimasysteme stellen eine Erweiterung des Konzeptes der Klimafaktoren dar. Das Klimasystem der Erde setzt sich hierbei aus seinen verschiedenen Geosystemen zusammen: der Atmosphäre, der Lithosphäre, der Hydrosphäre, der Biosphäre, der Pedosphäre und der Kryosphäre. Die Schwankungen innerhalb und Wechselwirkungen zwischen den Geosystemen bezeichnet man hierbei als Klimarauschen. Der energetische Antrieb des Klimasystems liegt in der Solarstrahlung und zu einem geringen Anteil auch in der Erdwärme, wobei diese in Form des Vulkanismus einen wesentlich entscheidenderen Auswirkung auf die stoffliche Zusammensetzung der Erdatmosphäre und damit deren Strahlungshaushalt besitzt. Entscheidend für das Wechselspiel der Klimasysteme ist deren unterschiedliche zeitliche Dynamik. Betrachtet man das Klima in sehr kurzen Zeiträumen, beispielsweise den Klimanormalperioden, so kann man viele klimatisch entscheidende Faktoren vernachlässigen, da diese nur über sehr lange Zeiträume einem Wandel unterliegen. Die Drift der Lithosphärenplatten prägt auf lange Sicht die Land-Meer-Verteilung und den Meeresspiegel, beträgt aber nur rund 3 bis 20 Zentimeter pro Jahr und ist damit in kurzen Zeitspannen irrelevant. Man kann an diesem Beispiel erkennen, dass die klimatische Rolle eines Klimasystems immer einen bestimmten Zeitraum bzw. einer zeitlichen Trägheit zuzuordnen ist. Diese Trägheit kann im Falle der Lithosphäre Jahrmillionen betragen oder im Falle der Atmosphäre nur wenige Jahre bis Jahrzehnte. Insbesondere kann sich die Zusammensetzung der Atmosphäre sehr schnell ändern, wirkt ihrerseits jedoch nur in sehr langen Zeitskalen auf eine Veränderung der Zusammensetzung der Lithosphäre hin. Diese Skalen sind jedoch nicht zwingend, wie beispielsweise der Vulkanismus zeigt. Der Begriff des Klimasystems ist jedoch nicht allein auf das Klimasystem der Erde als Ganzes beschränkt, sondern kann auch auf niederskalige Systeme angewandt werden, wobei diese dann wiederum Teile des globalen Klimasystems darstellen. Beispiele hierfür sind das Land-Seewind System oder die Monsunsysteme.

Klimaelemente

Als Klimaelement bezeichnet man jede messbare Eigenschaft des Klimasystems der Erde, welche einzeln oder durch ihr Zusammenwirkungen das Klima auf unterschiedlichen Ebenen prägen und für dessen Charakterisierung genutzt werden können. Es handelt sich dabei meist um meteorologische Größen, welche im Zuge der Wetterbeobachtungen in Wetterstationen erfasst werden, aber auch Größen aus der Ozeanologie und den Geowissenschaften allgemein. Man unterscheidet sie nach danach, ob sie Bestandteile in den verschiedenen Haushalten des Klimasystems sind (Budget-Elemente) oder dies eben nicht sind (Nichtbudget-Elemente). Auch unterscheidet man nach Zustandsgrößen, Prozessgrößen und Feldgrößen. Klimaelemente:
- Luftdruck - gemessen durch Barometer;
- Luftfeuchtigkeit - gemessen durch Hygrometer;
- Wind - gemessen durch Anemometer;
- Niederschlag - gemessen durch Hydroskope (Regenmesser);
- Verdunstung, unterschieden nach potenzieller und realer Verdunstung - meist abgeleitet oder/und geschätzt aus anderen Größen wie Temperatur und Niederschlag;
- Ein- und Ausstrahlung - komplizierte Erfassung aus Messungen, Schätzungen und Berechnungen, siehe auch Globalstrahlung, Albedo und Milanković-Zyklen;
- Salzgehalt der Meere - gemessen durch Salinometer;
- Meeresströmungen;
- Wassertemperatur;
- Eisdicke bzw. Schneehöhe und deren Dichte. Nichtbudget-Elemente:
- Albedo
- Sonnenscheindauer
- Bewölkung - statistisch erfasst bzw. gemessen durch Radaraufnahmen;
- Rauhigkeitshöhe
- Zirkulationsindizes Durch globale Mittelwerte der Temperatur lässt sich beispielsweise feststellen, ob ein Jahr kälter oder wärmer war als ein langjähriger Durchschnitt. Gleiches gilt jedoch auch für die Monats-, Wochen und Tagesmitteltemperatur. Man kann sich jedoch auch auf andere Größe wie den Niederschlag beziehen. Eine andere Aufgabenstellung wäre es beispielsweise die Jahres-, Monats-, oder Tageshöchsttemperaturen mit einem klimatischen Mittelwert zu vergleichen, wobei bei letzterem jedoch nur ein sehr begrenzte Aussagefähigkeit besteht, da die Abweichung der Temperaturen eines Tages zu einem langjährigen Durchschnittswert stark abweichen.

Klimageschichte

Hauptartikel: Klimageschichte Das Klima der Erde wandelt sich über lange Zeiträume hinweg. So wechselten sich im Pleistozän immer wieder Warm- und Kaltzeiten gegenseitig ab und tun dies vielleicht auch noch bis heute (Holozän). Anhand von Klimaarchiven wie arktischen Eisbohrkernen, geologischen Ablagerungen (Sedimente), Fossilien und Jahresringen versteinerter Bäumen lassen sich diese Klimaveränderungen über viele Perioden zurückverfolgen. Je mehr man dabei in die Vergangenheit vordringt, desto weniger Datenmaterial steht zur Verfügung und man ist gezwungen immer größere Zeiträume zu betrachten, bis man schließlich Ungenauigkeiten erreicht, die mehrere Millionen Jahre ausmachen können. Dadurch werden Effekte wie die längerfristige Änderung der Solarkonstante, die Kontinentaldrift und die Erdbahnvariabilität von immer entscheidenderer Bedeutung, während diese bei kurzfristigen Klimawandelprozessen von anderen Faktoren überlagert werden und nur eine geringe Rolle spielen. Allein durch diese unterschiedliche zeitliche Perspektive wandelt sich jedoch auch der Klimabegriff, was bei einer Nichtberücksichtung dieses Effekts zu Widersprüchlichkeiten zwischen der Paläontologie/Geologie und der Klimatologie führen kann. Korrigiert man jedoch die zeitliche beziehungsweise teilweise auch räumliche Perspektive, so lösen sich diese Widersprüchlichkeiten in der Regel auf.

Klimawandel

Hauptartikel: Klimaveränderung und Globale Erwärmung In jüngerer Zeit steigen die Jahresmittelwerte der Temperatur, seit einem Tiefpunkt 1880, mit Schwankungen an. Daraus wird, neben vielen anderen Indizien und Faktoren, eine fortschreitende globale Erwärmung abgeleitet.

Aspekte

Die wichtigsten externen Ursachen von Klimaveränderungen liegen in der Variabilität der Sonneneinstrahlung, der Vulkanaktivität und gesonderten Großereignissen wie Meteoriteneinschlägen. Bei der Erdatmosphäre handelt es sich um ein chaotisches System, welches in bestimmten Fällen vergleichsweise plötzlich umschlagen kann, obwohl es vorher oft nur sehr träge auf bestimmte Einflüsse reagierte, beispielsweise in dem diese durch negative Rückkopplungen abgeschwächt wurden. Es gibt jedoch zahlreiche Effekte, die dazu führen, dass eine negative Rückkopplung sehr schnell in eine positive Rückkopplung umschlägt und so jegliche Trends der Klimaentwicklung mit einer potenziellen Unsicherheit behaftet sind. Dabei kann die Ursache des Umschlags selbst sogar in der Vergangenheit liegen. Der durch die statistischen Daten beschriebene Klimacharakter und das Klima selbst sind hier jedoch zu unterscheiden. Ziel der Klimatologie ist es den Unterschied zwischen beiden zu minimieren, jedoch kann dies aufgrund der Komplexität des Klimas und hierdurch bedingten Notwendigkeit einer Vereinfachung immer nur einen Näherungscharakter besitzen. Siehe auch: Treibhauseffekt, Ozonloch, Sommeranomalie

Klimafolgen

Als Klimafolgen bezeichnet man nicht die Folgen des Klimas, denn diese sind omnipotent und eindeutig, sondern die Folgen des Klimawandels, besonders in Bezug auf den Menschen. Siehe auch: Klimafolgen, Klimafolgenforschung

Klimamodelle

Hauptartikel: Klimamodell Ein Klimamodell ist ein Computer-Modell zur Berechnung und Vorhersage des Klimas für eine bestimmten Zeitabschnitt. Das Modell basiert in der Regel auf einem Meteorologiemodell, wie es auch zur numerischen Wettervorhersage verwendet wird. Dieses Modell wird jedoch für die Klimamodellierung erweitert, um alle Erhaltungsgrößen korrekt abzubilden. In der Regel wird dabei ein Ozeanmodell, ein Schnee- und Eismodell für die Kryosphäre und ein Vegetationsmodell für die Biosphäre angekoppelt. Klimamodelle stellen die komplexesten und rechenaufwendigsten Computermodelle dar, welche bisher entwickelt wurden. Die „Voraussagen“ der Klimamodelle sind naturgemäß unsicherer als die der Wettermodelle, da hier wesentlich größere Zeiträume in Betracht gezogen und eine große Zahl zusätzlicher Parameter berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grunde spricht man bei diesen Einzelmodellen auch von Klimaszenarien und nicht von Klimavorhersagen. Der Unterschied zwischen diesen ist, dass man für ersteres eine Vielzahl verschiedener Szenarien modelliert, einerseits mit anderen Modellen und andererseits mit anderen Vorwegannahmen. Eine Klimaprognose basiert also auf der Auswertung verschiedener Modellierungsversuche und ist auch aufgrund der schwierigen Vergleichbarkeit zwischen diesen nur sehr schwer zu erstellen. Da die einzelnen Szenarien, welche sich auch in der Struktur der Intergovernmental Panel on Climate Change widerspiegeln, unterschiedliche Endresultate aufweisen, kann auch eine darauf basierende Klimaprognose nur eine Spannweite von Möglichkeiten aufzeigen. Dies zeigt sich daher auch an der von der IPCC prognostizierten globalen Erwärmung mit einer Spannweite von 1,4 bis 5,8 °C zum Jahr 2100 (IPCC 2001). °C

Klimadiagramme

Hauptartikel: Klimadiagramm Ein Klimadiagramm bezeichnet die grafische Darstellung klimatischer Verhältnisse an einem bestimmten Ort im Jahresverlauf. Dabei werden üblicherweise die Klimaelemente Niederschlagsmenge und Temperatur berücksichtigt und als 30jährige Mittelwerte dargestellt. Üblicherweise wird das Walter-Lieth-Diagramm verwendet, welches auf dem Beispiel von Rio de Janeiro zu sehen ist. Häufig auftretend ist außerdem das Thermoisopletendiagramm, bei dem nur die Temperatur dargestellt wird. Diese ist bei diesem Diagramm jedoch für jede Stunde von jedem Tag im Jahr im einzelnen ablesbar.

Klimazonierung und Klimaklassifikation

Hauptartikel: Klimazone Gebiete gleicher klimatischer Bedingungen werden in Klimazonen eingeordnet und dadurch klassifiziert. Zur Einteilung der Erde in verschiedene Klimazonen gibt es dabei verschiedene Klassifikationen. Die Bekannteste ist diejenige von Wladimir Köppen. Die Klimazonen werden vor allem durch Klimadiagramme charakterisiert. Man unterscheidet in Abhängigkeit
- vom Ozean maritimes Klima und
- vom Festland kontinentales Klima. Man unterteilt kleinskalige Klimate unter anderem in
- Gebirgsklima (Orographie),
- Grenzflächenklima,
- Kleinklima, Lokalklima, Regionalklima, Standortklima,
- Landschaftsklima,
- Topoklima,
- Stadtklima und
- Waldklima.
Klima auf anderen Planeten
Der Klimabegriff ist zwar in Bezug auf die Erde am gründlichsten beschrieben und klassifiziert, jedoch sind dessen Grundprinzipien unabhängig vom Charakter des Klimas selbst und damit in letzter Konsequenz auch vom Planeten Erde. Vor allem im Bereich der Wetter- und Klimamodellierung werden daher Ansätze verfolgt, auch das Klima anderer Himmelskörper unseres Sonnensystems zu beschreiben (extraterrestrische Meteorologie). Da diese ein vollkommen anderes Set an Klimafaktoren und Eingangsvariablen für die klimatologischen Modelle aufweisen (siehe Atmosphäre und Planetenartikel), zeigen sich dabei Übertragungsprobleme. Hinzu kommt eine in vielen Fällen und Bereichen mangelhafte Datenlage. Der Nutzen dieser Projekte liegt jedoch nicht nur im Verständnis der fremdplanetaren Klimate in Bezug auf extraterrestrische Aktivitäten des Menschen, wie beispielsweise einem bemannten Marsflug, sondern auch in der Verbesserung terrestrischer Klimamodelle durch die Erprobung ihrer abgewandelten Entsprechungen an physikalisch völlig anders gearteten Systemen. Ein Beispiel hierfür ist das MAOAM-Projekt.
Klima im alltäglichen Sprachgebrauch
Es existieren zahlreiche Begriffe, die sich direkt oder indirekt auf das Klima beziehen, jedoch dabei auch oft auf einem falschen Verständnis des Klima- oder Umweltbegriffs basieren. Meist sind diese stark anthropogen geprägt und stellen daher eine wertende Verbindung zwischen den Auswirkungen des Klimas auf den Menschen und dem Klima selbst her.
Klimakiller und Klimaschädlinge
Das Klima als solches kann nicht getötet werden und man kann ihm auch nicht schaden. Auch Treibhausgase sind keine Klimakiller, da sie zwar das Klima beeinflussen, der Effekt des Schadens aus einer solchen Beeinflussung sich jedoch auf einen rein subjektiven Bezug zur Natur durch den Menschen bezieht. Zudem sind Treibhausgase im Rahmen des natürlichen Treibhauseffektes dafür verantwortlich, dass die globale Durchschnittstemperatur am Boden 15 °C anstatt -18 °C beträgt, wie es ohne diesen derzeit der Fall wäre. Man könnte die Treibhausgase daher mit gleicher Berechtigung auch als Klimaretter oder Klimanützlinge bezeichnen, was jedoch ebenfalls keinerlei wissenschaftlichen Aussagewert besitzt. Das Klima existiert vollkommen unabhängig davon, ob die globale Durchschnittstemperatur 15 °C, 30 °C oder 100 °C beträgt. Eine Klimaänderung eines solch extremen Ausmaßes könnte man zwar zurecht als Menschheitskiller bezeichnen, da man annimmt, das bereits eine globale Durchschnittstemperatur von über 30 °C für größere Säugetierarten ein sicheres Aussterben zur Folge hat. Eine solche Temperatur wäre demgegenüber für Lebewesen mit einem höheren Temperaturoptimum auch eine Art Rettung, speziell vor dem Menschen, der großflächig deren Lebensräume bedroht. Für ein realitätsnahes und problemorientiertes Verständnis des Klimabegriffs sind solche Begleitbegriffe daher nutzlos.
Klimaschutz
Der Begriff des Klimaschutzes ist wie der Begriff des Umweltschutzes zwar ein offizieller Begriff, jedoch bezieht sich dieser ebenfalls auf eine rein anthropogene Betrachtung dessen was schützenswert ist und warum bzw. wofür es dies ist. Der Mensch definiert hierbei, vor was Klima oder Umwelt geschützt werden müssen, und was in der Folge nicht zu diesen gezählt wird. Diese ausgeschlossenen und mit einem Stigma behafteten Umweltbestandteile werden dann oft auch zu den Klimaschädlingen oder gar Klimakillern gezählt. Es besteht daher nur ein schmaler Grad zwischen einer sinnvollen Betrachtung des Klimawandels und dessen Folgen aus einer menschlichen Perspektive heraus einerseits und einem fehlerhaften Verständnis dessen was Klima und Klimawandel ist andererseits.
Klimakollaps und Klimaumschwung
Bei beiden Begriffen handelt es sich um potenziell richtige Begriffe, die jedoch auch nur dann richtig sind, wenn sie auf eine richtige Art und Weise genutzt und verstanden werden. Ein Klimaumschwung äußert sich nicht in besonders extremen Wetterereignissen, in Naturkatastrophen oder einem Jahrhundertsommer, sondern in einem langfristigen Wandel der Klimafaktoren und -elemente. Klimaumschwung und als Extrem hierzu der Klimakollaps sind nichts anderes als ihrerseits Extreme einer Klimaveränderung und als solche leiten sich diese auch aus den Eigenschaften der Erdatmosphäre und damit des Klimas ab, nicht jedoch aus dem, was lokal als ein besonders „heftiger“ Witterungswechsel empfunden wird. Eine Veränderung des Klimas und insbesondere Weltklimas kann nur durch vornehmlich statistische Modelle auf Basis langjähriger Messreihen nachvollzogen werden. Extremwetterereignisse sind räumlich begrenzt und stellen daher subjektive Einzelbeobachtungen dar, die niemals mit der Klimaveränderung als solches deut- oder begründbar sind. Es handelt sich lediglich um Symptome für diese und man kann sie daher als Warnzeichen verstehen. Selbst ein enorm schneller Klimakollaps benötigt Jahre bis Jahrzehnte und niemals Wochen bis Monate, wie in manch populären Darstellungen. Zudem fällt ein solcher Klimawandel nicht „vom Himmel“ und kann daher auch nicht im eigentlichen Sinne überraschend auftreten. Er hat auch immer Ursachen und kann bei Kenntnis und Modellierbarkeit dieser im voraus abgeschätzt werden.
Klimakatastrophe
Dieser Begriffs ist die anthropogene Entsprechung zu Klimakollaps bzw. Klimaumschwung und als solches ein zentrales Element der Klimafolgenforschung, wenn dieser Begriff hier auch in der Regel nicht verwendet wird. Das Klima selbst kann freilich keine Katastrophe erfahren, jedoch sind die Folgen eines sehr plötzlichen Klimawandels mit aller Berechtigung aus menschlicher Sicht als Katastrophe zu interpretieren, da sie unsere Lebensweise bzw. Lebensbedingungen elementar und hierbei in aller Regel negativ berühren.
Literatur

Begriff und Definition des Klimas

- Bernhardt, K: Aufgaben der Klimadiagnostik in der Klimaforschung. Gerl. Beitr. Geophys. 96 (1987), 113-126.
- Hantel, M.; H. Kraus, C. D. Schönwiese: Climate definition. Berlin: Springer Verlag 1987.
Lehrbücher

- Weischet, Wolfgang: Einführung in die allgemeine Klimatologie. -- 6., überarb. Aufl. -- Stuttgart : Teubner, ©1995. - ISBN 3-519-03432-8
- Hupfer, Peter: Unsere Umwelt: Das Klima. Globale und lokale Aspekte. Stuttgart; Leipzig: Teubner, 1996. - ISBN 3-8154-3521-8
Weblinks

- [http://www.hamburger-bildungsserver.de/index.phtml?site=klima Ausführliche Informationen zu Klima, Klimawandel, Klimafolgen, Klimaschutz und Klimaskeptikerthesen beim Hamburger Bildungsserver]
- [http://www.payer.de/entwicklung/entw02.htm Grundgegebenheiten: Klima, Wetter, Wasser]
- [http://www.atmosphere.mpg.de/enid/660 ESPERE Klimaenzyklopädie]
- [http://www.klimadiagramme.de/ Klimadiagramme weltweit]
- [http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/lis/17515/1.html Telepolis: Der Klimaforscher Stefan Rahmstorf über den Emmerich-Film "The Day after Tomorrow"]
- [http://www.realclimate.org/ englischsprachige Artikel zu aktuellen Fragen der Klimaforschung bei realclimate.org] Kategorie:Klimatologie ja:気候 ko:기후 simple:Climate

Klimaerwärmung

Die globale Erwärmung ist ein planetenweites Klimaphänomen, das einen Anstieg der längerfristig und global gemittelten bodennahen Lufttemperatur während der etwa letzten 150 Jahre bezeichnet. Um dieses Phänomen zu erklären, werden sowohl natürliche als auch durch den Menschen verursachte Gründe in Betracht gezogen, lassen sich jedoch im Regelfall nicht klar gegeneinander abgrenzen. Die Bezeichnung wurde im Verlauf der 1980er und 1990er Jahre geprägt. Vor dieser Zeit war man in der Wissenschaft eher vom umgekehrten Effekt überzeugt, nämlich einer langsamen Abkühlung der Erdoberfläche in Richtung einer allmählichen Klimaveränderung (neue Kaltzeit).

Grundsätzliches

In der Klimatologie geht man heute davon aus, dass die gestiegene Konzentration der vom Menschen in die Erdatmosphäre freigesetzten Treibhausgase die wichtigste Ursache der globalen Erwärmung ist, wenn auch eine große Zahl anderer Faktoren und Rückkopplungen positiv wie negativ an diesen Effekt gekoppelt sind. Der atmosphärische Treibhauseffekt ist eine Folge davon, dass Treibhausgase die (kurzwellige) Einstrahlung von der Sonne auf die Erde weitgehend ungehindert durchlassen, die (längerwellige) Wärmeabstrahlung von der Erde in den Weltraum aber in erhöhtem Ausmaß absorbieren, wodurch sich die Temperatur der unteren Atmosphäre (Troposphäre) erhöht. Die Gasteilchen strahlen die dabei aufgenommene Energiemenge ihrerseits als Wärmestrahlung ab, und zwar in alle Richtungen gleich viel, also je zur Hälfte nach oben (in den Weltraum) und nach unten (zurück zur Erdoberfläche). Diese zurück zur Erdoberfläche gehende Strahlung wird auch als atmosphärische Gegenstrahlung bezeichnet (weil sie der Wärmeabstrahlung der Erde entgegengesetzt gerichtet ist). Diese atmosphärische Gegenstrahlung wärmt die Erdoberfläche (und die untersten Luftschichten) zusätzlich zur Sonneneinstrahlung auf. Die wärmere Erdoberfläche sendet dann entsprechend mehr Wärmestrahlung aus. Dieser Prozess der Erwärmung und Strahlungszunahme kumuliert so lange, bis der nicht absorbierte Anteil der Wärmeabstrahlung der Erdoberfläche und die nach außen gerichtete Strahlung der Atmosphäre zusammen genommen genau so groß sind, wie die Sonneneinstrahlung auf die Erde. Dann herrscht ein Gleichgewicht bei erhöhtem Temperaturniveau der Erdoberfläche und der untersten Luftschichten. Treibhausgase gibt es in der Atmosphäre auch von Natur aus. Die von ihnen auf dem geschilderten Weg verursachte Temperaturerhöhung wird als natürlicher Treibhauseffekt bezeichnet. Er ist für die Entwicklung höherer Lebewesen von entscheidender Bedeutung. Ohne Treibhauseffekt läge die längerfristig und global gemittelte bodennahe Lufttemperatur der Erde bei etwa -18 °C und damit um etwa 33 K unter dem heute tatsächlich vorhandenen Mittelwert von rund +15 °C. Ohne Treibhauseffekt wäre die Erde für die meisten höheren Lebewesen unbewohnbar. Als Hauptbeweis für die derzeitige globale Erwärmung werden die seit etwa 1860 vorliegenden weltweiten Temperaturmessungen sowie die Auswertung verschiedener Klimaarchive herangezogen. Korrigiert um den städtischen Aufwärmeffekt zeigen sie, dass die längerfristig und global gemittelte bodennahe Lufttemperatur im 20. Jahrhundert um 0,6 °C ± 0,2 °C zugenommen hat. Am ausgeprägtesten war die Erwärmung von 1910 bis 1945 und von 1976 bis heute. Gemessen an den Schwankungen des Wetters ist das wenig, als Änderung des Klimas ist es jedoch sehr viel.

Klimamodelle

Klimasimulationen zeigen, dass die Erwärmung von 1910 bis 1945 auch durch natürliche Phänomene erklärt werden kann (Schwankungen der Sonnenstrahlung, Milanković-Zyklen), aber die Erwärmung von 1976 bis 2000 wahrscheinlich nur im Zusammenhang mit menschgemachten Treibhausgasen erklärbar ist. Deshalb ist eine Mehrheit der Wissenschaftler heute davon überzeugt, dass der Großteil der Erwärmung wahrscheinlich auf die steigenden Treibhausgas-Konzentrationen zurückzuführen ist. Diese Folgerung beruht auf der Genauigkeit der Modelle und der Einschätzung der äußeren Faktoren. Die Mehrheit der Wissenschaftler stimmt zu, dass wichtige Klimabesonderheiten nicht in den Klimamodellen berücksichtigt werden, dass sich aber mit besseren Modellen nicht unbedingt die Voraussage ändert. Klimakritiker verweisen auf die Mängel der Modelle und ungenügend berücksichtigte externe Faktoren, die die Schlussfolgerung verändern würden. Aus Sicht der Klimakritiker sind die Klimasimulationen nicht in der Lage, Partikel, Wasserdampf oder Wolken und vor allem dynamische Rückkopplungseffekt (beispielsweise Ein- und Auslagerung von CO₂ in Abhängigkeit von Meeres- Strömungen und Wasser-Temperatur, CO₂-Absorption CO₂-Absorptionsverhalten von Meeres-Plankton, CO₂-Absorption durch Ausweitung von Vegetation und anderem) erfolgreich in die Modelle zu integrieren. Klimakritiker gehen auch davon aus, dass die Sonne einen größeren Einfluss an der globalen Erwärmung hat als bisher angenommen. Einige indirekte solare Effekte könnten sehr wichtig sein, seien aber in den Modellen nicht berücksichtigt. Sie verweisen auf die wechselvolle Klimageschichte der Erde, die sowohl CO₂-Konzentrationen bis zu 15 % (heute 0,035 %) sowie extreme Warm- und Kaltzeiten aufweist (zum Beispiel eisfreie Pole). Diese erheblichen Klimaänderungen seien gänzlich ohne menschlichen Einfluss entstanden. Daraus ergebe sich die Schlussfolgerung, dass der menschgemachte Anteil an der globalen Erwärmung niedriger sei als bisher angenommen.

Auswirkungen

2000 Abhängig von den Zuwachsraten aller Treibhausgase und dem angewandtem Modell wird damit gerechnet, dass sich die globale Durchschnittstemperatur bis 2050 um ein bis fünf Grad Celsius erhöht. Aufgrund der potentiellen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Wirtschaft und die Umwelt, ist die globale Erwärmung von großem Interesse. Einige Umweltveränderungen wurden schon beobachtet und auf die globale Erwärmung zurückgeführt. Die oben erwähnten abgeleiteten Belege (verringerte Schneebedeckung, steigender Meeresspiegel, Gletscherschmelze, Wetteränderungen) sind Beispiele für jene Konsequenzen der globalen Erwärmung, die nicht nur Aktivitäten des Menschen beeinflussen, sondern auch die Ökosysteme. Steigende Temperaturen weltweit bedeuten, dass Ökosysteme sich verändern. Manche Tier- oder Pflanzen-Arten werden aus ihren Lebensräumen verdrängt oder sterben aus, wenn sie den sich geografisch schnell verschiebenden Vegetationszonen nicht folgen können. Andere Arten können sich unter den veränderten Bedingungen stärker ausbreiten. Ein vor allem den Menschen direkt betreffendes Problem dieser Verschiebung von Vegetationszonen sind mögliche gravierende Veränderungen der Erträge aus der Landwirtschaft. Insgesamt wird hier eine Verschlechterung erwartet. Jedoch könnte die globale Erwärmung diesbezüglich auch positiv sein, da höhere Temperaturen und höhere Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen die Produktivität mancher Anbauarten erhöhen. Satellitendaten zeigen, dass die Produktivität sich auf der Nordhalbkugel seit 1982 erhöht hat, was aber vermutlich primär auf einen erhöhten Eintrag von düngewirksamen Stickstoffverbindungen (vor allem NH₄⁺) als Umwandlungsprodukte von Abgasen (NO_x) zurückzuführen ist. Eine andere große Sorge ist die Erhöhung des Meeresspiegels. Der Meeresspiegel ist um 1 cm bis 2 cm pro Jahrzehnt gestiegen. Hierfür werden im Wesentlichen zwei Faktoren verantwortlich gemacht: Zum einen dehnt sich das Meerwasser bei höheren Temperaturen stärker aus, zum Anderen kommt es bei höheren Temperaturen zum verstärkten Abschmelzen von Gletschern und Polkappen. Insbesondere das Abschmelzen des Ross-Eisschelfs würde nach Ansicht von Wissenschaftlern zu einem zusätzlichen Anstieg des Meeresspiegels von 5 bis 6 Metern führen. Über den Einfluss polarer Eiskappen herrscht weitestgehend Unsicherheit vor, da Akkumulation in den Kernbereichen und Schmelzprozesse in den Randbereichen eine geschlossene Massenbilanz sehr erschweren. In dieses komplexe Problem - der im Regelfall sehr trägen Eisdynamik - spielen jedoch auch lokal wie global anderweitige Faktoren hinein, die zum Beispiel plattentektonischer oder -isostatischer Natur (lokales Absinken, Verengung der Ozeane) sein können. Diese zielen jedoch eher auf lange Zeiträume ab. Einige kleine Länder im Pazifischen Ozean müssen dennoch fürchten, dass sie aufgrund ihrer sehr geringen Höhe im Meer versinken, falls der Anstieg nicht stoppt. Durch die Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur steigt die Verdunstung, was zu stärkeren Niederschlägen, damit verbundener verstärkter Erosion und zur Verstärkung des Treibhauseffektes führt. Der erhöhte Energiegehalt in der Atmosphäre, vor allem in Form von Wasserdampf, wird voraussichtlich die Zunahme extremer Wetterbedingungen verursachen. Mit Sorge wird zurzeit beobachtet, dass sich die Temperaturen in Westsibirien um ein Vielfaches schneller erhöhen als im globalen Mittel. Seit den 1960ern ist die mittlere Temperatur dort um ca. 3 °C angestiegen. Als Konsequenz beginnen seit der Jahrtausendwende die Permafrostböden zu tauen und sehr große Methanmengen, die bisher noch im Boden gebunden sind, werden in die Atmosphäre entweichen. Da Methan ein starkes Treibhausgas darstellt, wird die Erwärmung zusätzlich beschleunigt. Die globale Erwärmung kann auch weniger offensichtliche Wirkungen haben: Die ozeanischen Ströme, zum Beispiel der Golfstrom, werden dadurch angetrieben, dass in den Polarmeeren Meerwasser gefriert. Dabei gefriert nur das Wasser, das Salz bleibt im umgebenden Meer zurück, was zu einem höheren Salzgehalt im umgebenden Wasser führt. Je salziger das Meerwasser, desto höher seine Dichte. Daher sinkt dieses salzigere Meerwasser an den Grund des Ozeans. Dieses Absinken führt dann zu einer Zirkulation des Meerwassers. Bei einer allgemeinen Klimaerwärmung gefriert aufgrund höherer Temperaturen weniger Wasser und die ozeanischen Strömungen werden abgeschwächt. Auf der Erde herrscht durch die unterschiedliche Steilheit der Sonnen-Einstrahlung ein Temperaturgradient zwischen den warmen Tropen und den kalten Polen. Dieser Gradient wird beständig durch den Transport von Wärme von den Tropen in Richtung Pole verringert. Dies geschieht sowohl durch ozeanische Ströme, als auch durch oberirdische Luftströme. Wenn nun die ozeanischen Ströme schwächer werden, müssen sich gezwungenerweise die oberirdischen Luftströme verstärken, was ganz allgemein zu höheren Windgeschwindigkeiten und stärkeren Unwettern führt. Für das häufigere Entstehen von Hurrikanen, die Städte auch in den Industrienationen gefährden können, genügen bereits erhöhte Meerwassertemperaturen. Der Hurrikan kann dadurch mehr Energie beziehen und gewinnt dadurch an Stärke. Der Hintergrund dafür ist, daß mit Zunahme der Lufttemperatur die Luft in der Lage ist mehr Wasserdampf aufzunehmen. Der graphische Verlauf der Zunahme von Wasserdampf in Prozent pro Kubikmeter Luft ist nicht linear sondern exponentiell. Der Prozess aus Verdunstung und Kondensation pro bewegten Kubikmeter liefert dadurch mehr konzentrierte Kraft für den Sturm und bringt auch insgesamt mehr plus heftigeren Niederschlag zustande. Falls sich das Klima weiter erwärmt, könnte es mit der Zeit auch zu einem Versiegen der ozeanischen Ströme kommen. Ein Versiegen des Golfstroms hätte dann einen massiven Kälteeinbruch in ganz Westeuropa und Nordeuropa zur Folge. Dieses Szenario wird aber von einer Mehrheit der Wissenschaftler als mittelfristig unwahrscheinlich erachtet. Weitere Folgen:
- Verschiebung des Anteils der Klimazonen: die boreale Zone könnte nach Meinung mancher Forscher von zurzeit 23 % auf weniger als 1 % zurückgehen, während die tropische Zone von 25 % auf 40 % ansteigen würde.
- Verschiebung der Vegetationszonen: Die Tundra würde verschwinden, der Wald würde von 58 % auf 47 % zurückgehen (in den letztern 15 Jahren hat die Waldfläche jedoch wieder zugenommen), Savannen und Steppen würden von 18 % auf 29 % zunehmen und die Wüsten würden sich um 3% vergrößern.
- Abschmelzen des Nordpolareises und der Gletscher
- Anstieg des Meeresspiegels, Überflutung von Inseln und dicht besiedelten Küstenregionen?
- Steigerung der Regenfälle durch verstärkte Verdunstung, dadurch Verstärkung des Treibhauseffektes und Zunahme der Bodenerosion
- Verlagerung der Anbauzonen nach Norden in Gebiete mit schlechteren Böden
- Verlagerung der trockenen Zonen nach Norden in die dicht besiedelten Gebiete der Erde

Die Arbeit des Intergovernmental Panel on Climate Change

Als internationale Institution wurde der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderung Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) eingerichtet. Er untersucht und bewertet für seine Berichte weltweit die Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Klimaänderungen. Die IPCC-Aussagen basieren auf mehreren Klimamodellen, die 35 verschiedene Emissionsszenarien einbeziehen. Diese Szenarien ergeben sich aus unterschiedlich vorhergesagten Mengen von Treibhausgasen und Aerosolen, die vom Menschen verursacht werden. Die Daten berücksichtigen dabei auch die Vorhersagen von ökonomischen Modellen. Im letzten IPCC-Bericht wird als Bandbreite aller Modelle und aller Szenarien im Zeitraum von 1990 bis 2100 eine Erhöhung der bodennahen Lufttemperatur von 1,4 °C bis 5,8 °C und eine Erhöhung des Meeresspiegels von 0,1 m bis 0,9 m projiziert. Das IPCC berücksichtigt auch die von den erwarteten Klimaänderungen verursachten Folgen für die Zivilisation und wägt die Kosten der erwarteten Folgen gegen die Kosten der vorgeschlagenen Maßnahmen ab. Die Aussagen des IPCC-Berichts von 2001 werden derzeit von einer Minderheit in Frage gestellt. Hauptkritikpunkte sind die unzureichend einbezogene Komplexität der Ozeansysteme und die zu grobe Rasterung der Erdoberfläche. Auch die Zusammenhänge zwischen Klimaerwärmung und Sonnenaktivitäten sind keineswegs vollständig geklärt. Diese methodische Kritik wird oft vermischt vorgetragen mit grundsätzlichen Bedenken gegen mögliche Gegenmaßnahmen, wie zum Beispiel eine vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien. Viele in der Öffentlichkeit auftretende Bedenkenträger sind zudem den Hauptemittenten von Treibhausgasen zuzuordnen. Diese Verquickungen machen es schwierig, die offensichtlichen Unsicherheiten in der Klimaberechnung sowohl von Panikmache als auch von fossiler Ressourcenpropaganda abzugrenzen.

Die Rahmenvereinbarung der UN und das Kyoto-Protokoll

Auch wenn Zweifel über ihr Ausmaß bestehen, wird die globale Erwärmung durch die Allgemeinheit zur Kenntnis genommen und von manchen politischen Führern als Bedrohung angesehen. Es wurden Reduktionen der Emissionen von Treibhausgasen vorgeschlagen. Nur eine weltweite Übereinkunft kann die Emissionen ausreichend verringern. Das Kyoto-Protokoll wurde von allen industrialisierten Staaten unterschrieben, die darin übereinstimmten, die Emissionen auf einen Pegel unterhalb von 1990 zu reduzieren. Entwicklungsländer wurden von dieser Regel befreit. Die Vertreter der USA – in diesem Land entstehen 1/3 der Treibhausgase – verließen das Kyoto-Protokoll, noch bevor es vom Kongress ratifiziert werden konnte. Diese Entscheidung von Präsident George W. Bush ist international sehr umstritten. Die weltweit größten Emittenten USA, Russland, China und Indien sind zusammen für ca. 50 % der Gesamtemissionen verantwortlich, die beiden letzteren aber von einer Reduzierungspflicht ausgenommen (das Kyoto-Protokoll enthält nur Regelungen bis zum Jahr 2012). Umstritten sind andererseits auch die Berechnungsmethoden im Kyoto-Protokoll: Hier wurde nicht nur die Höhe des Kohlenstoffdioxid-Ausstoßes pro Staat festgeschrieben, sondern auch dessen Absorption durch die Biosphäre (hier: Felder, Wälder und Wiesen) einbezogen. Wie viel Kohlenstoffdioxid die Biosphäre bindet und über welchen Zeitraum diese Bindung wirksam ist, ist wissenschaftlich allerdings ungeklärt. Russland wurde angesichts seiner großflächigen Wälder im Kyoto-Protokoll dennoch eine Gutschrift von jährlich 17 Megatonnen Kohlenstoffdioxid zugestanden. Dieses Angebot wurde im Laufe der Verhandlungen auf das Doppelte erhöht. Eine wissenschaftliche Basis für diese Zahlen gibt es nicht. Diese Anrechnung von Waldflächen wurde nachträglich hinzugefügt, um Zweifler zu überzeugen.

Weitere Zusammenhänge

Befürworter von Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen stellen diese Maßnahmen in Zusammenhang mit anderen Initiativen zum Umweltschutz und weisen hin auf positive Nebeneffekte bei der Luftreinerhaltung (etwa in Städten). Der als Idealfall vorzustellende vollständige Verzicht auf fossile Brennstoffe führt nach gängiger Lehrmeinung wegen der Trägheit des Abbaus von Klimagasen und der generell verzögerten Antwort des Klimas auf eine Störung der Atmosphärenzusammensetzung mindestens noch eine Generation lang (ca. 25 Jahre) zu weiterem Temperaturanstieg. Der Verzicht dürfte aber praktisch jeden Anwendungsfall menschlicher Technologie außer Betrieb setzen. Die Folgen für die Zivilisation wären unkalkulierbar. Ersatztechnologien müssten mit Hilfe fossiler Brennstoffe noch vor deren Ende entwickelt und gebaut werden, was viele Experten schon heute für unmöglich halten. Der gänzliche Verzicht auf klimarelevante, fossile Energieträger würde das heutige Wirtschaftssystem kollabieren lassen. Befürworter umfangreicher Präventivmaßnahmen führen ins Feld, dass die Vorräte der fossilen Energieträger sowieso in kurzen (Öl: 25 Jahre, manche meinen allerdings wesentlich länger) bis mittleren (Kohle: 200 Jahre) Zeiträumen an ihre Grenzen geraten, was eine Umstellung auf regenerative Energiequellen oder Kernenergie notwendig macht. Auch mit bereits entwickelten Technologien kann das Problem gelöst werden, ohne dass der Untergang droht. Wichtig ist auch, dass die Effektivität des Energieeinsatzes erhöht wird. Aber auch das ist eher eine politisch-organisatorische als eine technische Frage, wie folgendes Beispiel zeigt: Für 100 km mit dem PKW kann man 25 l oder 4 l fossilen Treibstoff verbrauchen.

Situation in Deutschland

In Deutschland wurden im Jahr 2003 temperaturbereinigt 844 Millionen Tonnen CO₂ emittiert. Bei einer Bevölkerungsanzahl von 82,5 Millionen entspricht dies einer rechnerischen Pro-Kopf Emission von 10,2 Tonnen CO₂ pro Bundesbürger. Die Bundesregierung hat ein nationales CO₂-Reduktionsziel aufgestellt: In diesem wird angestrebt, die deutschen Emissionen des Jahres 1990 (temperaturbereinigt: 1021,1 Mio. Tonnen) bis zum Jahr 2005 um 25 % zu senken. Dies entspricht einer Emissionsmenge von 759,1 Mio. Tonnen für ganz Deutschland beziehungsweise 9,2 Tonnen pro Bundesbürger im Jahr 2005. Um dieses Ziel zu erreichen, müsste jeder Bundesbürger folglich zwischen 2003 und 2005 rechnerisch genau eine Tonne CO₂ einsparen. Dies könnte man folgendermaßen erreichen: Bei einem jährlichen Stromverbrauch von 1300 kWh und den durchschnittlichen Emissionen des deutschen Kraftwerkparks (rund 620 Gramm CO₂ pro kWh Strom) lässt sich rund eine halbe Tonne CO₂ einsparen, wenn man die Stromerzeugung auf einen Emissionwert von 200 Gramm CO₂ pro kWh Strom umstellt. Eine weitere halbe Tonne könnte man einsparen, wenn man im Jahr 2005 220 Liter weniger Benzin verbraucht als im Jahr 2003.

Aktuelle Forschungen

Im Januar 2005 veröffentlichte die mit dem Programm Climate Prediction arbeitende Gruppe erste Ergebnisse ihres mit SETI@home vergleichbaren Client-Projektes in der Fachzeitschrift Nature (Ausgabe vom 27. Januar 2005). Darin ergaben sich Reichweiten einer zukünftigen Erwärmung zwischen 2 und 11 Kelvin. Die großen Unsicherheiten in der Voraussage lassen aber noch keinen Schluss über die wahrscheinlich tatsächlich eintretenden Veränderungen zu. Dafür seien präzisere Modelle nötig, so der Artikel (Link siehe unten).

Direktmaßnahmen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen in Privathaushalten

- Energie sparen (Stromsparlampen verwenden, Raum nicht übermäßig klimatisieren, Solarkollektoren installieren)
- Heizungen mit möglichst hohem Wirkungsgrad betreiben, ggf. Umsteigen
- Wärmedämmung im Haus verbessern
- Unnötiges Benutzen eines Autos vermeiden
- Auf öffentliche Verkehrsmittel zurückgreifen
- vorrausschauend Auto fahren (tieftourig fahren; vorrausschauend an Ampeln und Hindernisse heranfahren, um unnötiges Bremsen und erneutes Anfahren zu vermeiden; hohes Tempo vermeiden; einen fließenden Verkehrsfluss nicht behindern)
- lokal hergestellte Produkte bevorzugen, um lange Transportwege zu vermeiden (z.B. Lebensmittel aus der Umgebung den Importierten vorziehen)
- beim Kauf auf umweltschonende Verpackung achten
- Dünge- und Spritzmittel im Garten vermeiden
- Produkte, die Treibhausgase enthalten, möglichst vermeiden (z.B. Spraydosen, ...) Bei anderen propagierten Maßnahmen ist eine Energieersparnis oft nur vordergründig. Fertigprodukte und Produkte aus Kunststoffen werden oft als in der Produktion zu energieintensiv kritisiert. Hier ist aber zu beachten, dass auch die Verarbeitung von z.B. Holz (insbesondere wenn es Kunststoffe ersetzen soll) viel Energie benötigt und großtechnische Verarbeitungsanlagen von Nahrung in der Regel viel energieeffizienter sind, als der heimische Herd. Auch bei der Neuanschaffung energieeffizienterer Haushaltsgeräte, Heizungen und Fahrzeugen ist zu berücksichtigen, ob eine Weiterbenutzung ohne Neuanschaffung nicht die energieeffizientere Alternative darstellt, da sowohl die Produktion neuer Geräte, als auch die Entsorgung der Altgeräte, meist sehr energieintensiv ist.

Kritik an der These der Globalen Erwärmung

Die Kritik von so genannten „Klimaskeptikern“ lässt sich in vier Kategorien einteilen. Die schärfsten Kritiker bestreiten, dass es überhaupt eine globale Veränderung des Klimas gibt. Die vorhandenen Messdaten seien nicht eindeutig oder mit zu großen Schwankungen und Unsicherheiten behaftet. Diese radikale Position wird von einer sinkenden Zahl von Politikern und Wirtschaftsvertretern geteilt, aber praktisch nicht von anerkannten Klimawissenschaftlern. Die zweite Kategorie von Kritikern sieht zwar einen Wandel des Klimas, bezweifelt aber, dass menschliche Aktivitäten dafür maßgeblich verantwortlich sind. Der beobachtete Klimawandel sei durch natürliche Ursachen ausgelöst, etwa verstärkte Aktivitäten der Sonne. Teilweise wird behauptet, dass es maßlose Selbstüberschätzung sei, dass der Mensch zu einer Veränderung des Klimas in der Lage sei. Es wird bemängelt, dass erhebliche finanzielle Mittel in einem „aussichtslosen“ Projekt gebunden werden, obwohl sie an anderer Stelle nötiger gebraucht würden. Sie weisen auf die Kosten für die Industrie und den Einzelnen hin und sagen ein vermindertes wirtschaftliches Wachstum voraus. Ein kritischer, wenn auch nicht spezifische den Klimaskeptikern zuzurechnender Punkt ist vor allem, dass im allgemeinen Bewusstsein der Bevölkerung nicht präsent ist, wie erheblich der Verzicht auf fossile Brennstoffe sein müsste, um eine signifikante Änderung des Klimas zu bewirken. In der Klimafolgenforschung wird dem jedoch die Erheblichkeit der Folgen des Klimawandels entgegen gestellt, die nach maßgebenden Prognosen um Größenordnungen schwerwiegender ausfallen würden als rechtzeitige Gegenmaßnahmen. In abgeschwächter Form weist diese Kritik auf Unsicherheiten hin, die auch in der wissenschaftlichen Gemeinschaft diskutiert werden. Kritik richtet sich etwa gegen die Mann-Kurve (Hockeyschläger-Diagramm). Die herrschende Meinung der Wissenschaftler sieht aber grundsätzlich den Zusammenhang zwischen menschlichen Aktivitäten und einer Veränderung des Klimas als unzweifelhaft an. Untermauert wird diese Kritik durch das Argument, dass sich die Atlanticum- und Borealzeiten bisher in einem 2000-Jahres-Rhythmus abwechseln. Zurzeit müsste rein rechnerisch wieder ein Wechsel hin zu einer warmen Borealzeit stattfinden, was den Temperaturanstieg erklären würde. Diese Kritiker bestreiten nicht, den zu hohen CO2-Ausstoß, zweifeln jedoch an, dass so geringe Gaskonzentrationen derart starke Auswirkungen auf das Klima haben können. Weitere Kritik erkennt an, dass es einen Klimawandel gibt, für den Menschen mitverantwortlich sind. Allerdings sei es günstiger oder sinnvoller, sich an die veränderten Umweltbedingungen anzupassen, anstatt die Ursachen zu bekämpfen. Eine solche Strategie tritt jedoch oft in Konflikt mit den Ergebnissen der Klimafolgenforschung, die eine sanfte Anpassung zunehmend als Illusion erscheinen lassen. Zudem ist sie potenziell fatalistisch. Die vierte Position in dieser Debatte geht davon aus, dass sich die Erde – vermutlich in den nächsten 150 Jahren - wieder auf eine Kälteperiode innerhalb der gegenwärtigen Eiszeit zubewegt. Ein kurzfristiger globaler Temperaturanstieg diene so gesehen einer langfristigen Stabilisierung des jetzigen Klimas. Vertreter dieser Position halten die weltweit erhöhten Emissionen daher für unproblematisch oder befürworten diese sogar. In der Klimaforschung selbst stellen die Ergebnisse des IPCC einen Konsens dar. Danach sollte der Ausstoß von klimaschädlichen Gasen bis 2050 um 80% reduziert werden, um die schlimmsten Schäden zu verhindern.

Globale Erwärmung auf anderen Planeten als der Erde

Obwohl der Begriff der globalen Erwärmung meist in Bezug auf die Erde verwendet wird, kann er auch entsprechende Phänomene auf anderen Planeten beschreiben. Beobachtungen der Sonde Mars Global Surveyor zeigen z.B. eine Klimaerwärmung auf dem roten Planeten, die mit einem Absublimieren des südlichen Polareises um mehrere Meter je Marsjahr verbunden ist.

Literatur

Aufsätze

- Tillmann Buttschardt: Klimaänderung - Was weiß die Wissenschaft? Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung 17(3), S. 166 - 170 (2005),
- Harald Kohl: Neuer Bericht zum Weltklima: Künstliche Heißzeit. Physik in unserer Zeit 33(5), S. 232 - 238 (2002),
- C.D. Schönwiese: Globaler Klimawandel im Industriezeitalter. Geographische Rundschau 56(1), S. 4 - 9 (2004),
- Christian-D. Schönwiese: Globaler und regionaler Klimawandel - Indizien der Vergangenheit, Modelle der Zukunft. Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung 17(3), S. 171 - 175 (2005),
- Matthew Sturm, Donald K. Perovich, Mark C. Serreze: Eisschmelze am Nordpol. Spektrum der Wissenschaft, März 2004, S. 26 - 33,
- R. Zellner: Klimawandel: Eine Herausforderung für Wissenschaft und Gesellschaft. Chemie Ingenieur Technik 75(8), S. 983 ff. (2003),

Bücher

- Ulrich Cubasch, Dieter Kasang: Anthropogener Klimawandel. Klett-Perthes Verlag, Stuttgart 2000, ISBN 3-6230-0856-7
- Kleidon A, Lorenz R D (Herausgeber): Non-Equilibrium Thermodynamics and the Production of Entropy: Life, Earth, and Beyond, 2004, ISBN 3540224955 (Biosphärenbilanzierung. Grundlage für das Verständnis der das globale Klima bestimmenden Faktoren)
- Eike Roth: "Globale Umweltprobleme - Ursachen und Lösungsansätze", Friedmann Verlag München 2004, ISBN 3-933431-31-X (gut lesbare Darstellung des Problems der globalen Erwärmung einschließlich Diskussion der Argumente für und gegen einen anthropogenen Einfluss)

Weblinks

Informationsangebote

- [http://www.ipcc.ch/pub/nonun.htm Deutsche Fassung des IPCC-Berichts 2001]
- [http://www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/index.htm Umweltbundesamt: Portal Klimaschutz]
- [http://www.hamburger-bildungsserver.de/welcome.phtml?unten=/klima/ipcc2001 hervorragende Materialsammlung zum Thema Klima - basierend auf den Ergebnisse der IPCC-Berichte 2001]
- http://www.energie-fakten.de/html/klima.html Gut verständliche Antwort auf die Frage, ob der Mensch das Klima ändert
- http://www.atmosphere.mpg.de/enid/660 ESPE

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Salzgehalt (Salinität)

Wirtschaftliche Bedeutung

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Siehe auch

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