Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) definiert das Klima als die Statistik des Wetters über einen Zeitraum, der lang genug ist, um diese statistischen Eigenschaften auch bestimmen zu können. Während das Wetter den physikalischen Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort beschreibt, ist Klima erst dann richtig gekennzeichnet, wenn die Wahrscheinlichkeit für Abweichungen vom Mittelwert angegeben werden kann, also auch Extremwerte Teil der Statistik sind. Zur Beschreibung des Klimas wird in der Regel eine Zeitspanne von 30 Jahren als Bezugszeitraum herangezogen. Die übliche Einteilung in Klimazonen folgt überwiegend dem Jahresgang der Temperatur und des Niederschlags. Show
Der Begriff "Klima" ist von "klinein", dem griechische Wort für "neigen", abgeleitet, denn Sommer und Winter sind Folge der Neigung der Erdachse relativ zur Bahnebene der Erde um die Sonne, der sogenannten Ekliptik. Gegenwärtig beträgt die Neigung 23.5 Grad, wodurch während des Nordsommers die Nordhalbkugel und während des Südsommers die Südhalbkugel stärker von der Sonne bestrahlt werden. Die im Jahresgang und im Mittel unterschiedliche Einstrahlung der Sonne am Äquator und am Pol sorgt für wärmere und kältere Oberflächen und damit horizontale Temperaturunterschiede in der unteren Atmosphäre, wodurch Luftdruckunterschiede und daraus Strömungen entstehen. Die Atmosphäre ist aber kein isoliertes System, sondern steht mit der Hydrosphäre (Ozean und Wasserkreislauf auf Kontinenten und in der Atmosphäre), der Kryosphäre (Eis und Schnee), der Biosphäre (Tiere und Pflanzen), der Pedosphäre (Boden) und der Lithosphäre (Gestein) in Wechselwirkung. Diese Bestandteile des Klimasystems (siehe Abbildung) bewegen sich mit völlig unterschiedlicher Geschwindigkeit und sie haben drastisch unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten. Die Dynamik des Klimasystems und die daraus folgende Statistik des Klimas, wird daher durch die stark unterschiedlichen Zeitskalen der Komponenten geprägt. Die unterste Atmosphäre passt sich in Stunden den Bedingungen an der Oberfläche an, die Tiefenzirkulation der Ozeane reagiert erst in Jahrhunderten voll auf die veränderte Zusammensetzung der Atmosphäre, und ein grosses Inlandeisgebiet wie die Antarktis braucht dazu viele Jahrtausende. Schematische Darstellung des Klimasystems der Erde. Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Klima und Wetter beschäftigen die Menschen seit alters her, natürllich ganz besonders die
Menschen in der Landwirtschaft oder in der Seefahrt. Aber auch bei Wanderungen, beim Bergsteigen oder beim Segeln und natürlich bei den zahlreichen Veranstalten, die im Freien stattfinden, spielt das Wetter eine große, wenn nicht sogar eine entscheidende Rolle. Einleitung, Was ist Klima?Das Klima ist bekanntermaßen nicht beständig und hat sich während der Erdgeschichte kontinuierlich geändert. Unser heutiger Klimawandel ruft die Diskussion hervor, ob der Einfluss des Menschen die Klimaänderung beeinflusst oder sogar beherrscht. Obwohl es in der Erd- und Menschheitsgeschichte immer wieder starke Klimaschwankungen gegeben hat, ist die derzeitige Entwicklung deswegen so beunruhigend, da sie sich
wahrscheinlich innerhalb extrem kurzer Zeiträume vollzieht und daher kaum eine Anpassung daran möglich ist. Der Winter 2006/2007 war weltweit der wärmste Winter seit es Aufzeichnungen gibt und die 10 wärmsten Winter überhaupt kamen in den letzten 12 Jahren vor. Über die Tatsache, dass sich das Klima verändert, gibt es keinen Zweifel und auch immer weniger darüber, dass der Mensch dafür verantwortlich ist. Was versteht man unter Klima? Opa Benni schaut seit 40 Jahren zum Fenster hinaus: Während der letzten Wochen erlebte er die Witterung. Der Begriff Klima hat seinen Ursprung im Griechischen Verb „klinein“und bedeutet „neigen“, was sich auf die Krümmung der Erdoberfläche bezieht. Spricht man heute von Klima meint man damit den Zustand der Atmosphäre an einem Ort, in einem Zeitraum von mehreren Jahrzehnten. Die World Meteorological Organization WMO schlägt als sinnvolle Periode, das Klima zu definieren einen Zeitabschnitt von 30 Jahren vor. In der geographischen Klimatologie wird Klima nach BLÜTGHEN wie folgt definiert: Das geographische Klima ist die für einen Ort, eine Landschaft oder einen größeren Raum typische Zusammenfassung der erdnahen und die Erdoberfläche beeinflussenden atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraumes in charakteristischen Verteilung der häufigsten, mittleren und extremen Werte. Sonne in Deutschland Hinweis WetterUnter Wetter versteht man den Zustand der Atmosphäre zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort. In Kitzingen am Main in Bayern zeigte das Thermometer am Sonntag den 5. Juli 2015 mit 40,3° C die höchste bisher gemessene Temperatur in Deutschland seit Beginn der flächendeckenden Wetteraufzeichnungen im Jahr 1881. Treibhauseffekt durch Wasserdampf, Kohlendioxid und MethanAnthropogener Treibhauseffekt Kohlendioxid
(CO2) Methan (CH4) Lachgas Fluorkohlekwasserstoffe (FCKW) Wirkung der Treibhausgase Fossile Brennstoffe KlimawandelGeologische Geschichte der Temperatur und des CO2- und O2- Gehaltes vom Präkambrium bis zum Holozän CO2 Entwicklung O2 Entwicklung Eiszeiten Das letzte Eiszeitalter der Erdgeschichte ist unser jetziges Zeitalter, in dem wir uns seit rund 3,2 Millionen Jahren befinden. Man nennt es nach der Ära in der wir leben "Jungkänozoische Vereisung“. Erste Anzeichen der Eiszeit gab es schon vor 30 Millionen Jahren, als die Antarktis erste Gletscher bildete. Die Vereisung des Nordpols hat allerdings erst verzögert vor 3,2 Millionen Jahren stattgefunden. Forscher können in den Sedimenten der Tiefsee erkennen, dass die Temperatur vor 3,2 Millionen Jahren stark abgefallen ist. Ursache für die Eiszeit war die plattentektonische Schließung des Panamaisthmus, der bis heute Süd- und Mittelamerika miteinander verbindet. Die Schließung führte zur Bildung des Golfstroms. Der Golfstrom führte zwar zunächst zu einer Erwärmung der Nordhalbkugel, brachte aber gleichzeitig die nötige Feuchtigkeit, die im kalt bleibenden Klima nötig war, um Gletscher entstehen zu lassen. Eine weitere wichtige Ursache war der damalige geringe Neigungswinkel der Erdachse (s. Milankovic- Zyklen), der nur minimalste saisonale Temperaturschwankungen zuließ. Dadurch taute Schnee, der im Winter gefallen war im Sommer nicht mehr ab. Es begannen erste Inlandeisgletscher zu wachsen. Abgesehen von den großen Eiszeitaltern gibt es, wie bereits erwähnt, innerhalb dieser Eiszeiten Kaltzeiten. Man erklärt die Entstehung von Warm- und Kaltzeiten innerhalb der Eiszeiten durch Veränderungen in der Erdbahngeometrie. (s.auch Milankovic Zyklen) Die Kaltzeiten unserer momentanen Eiszeit sind nach Flüssen benannt und haben regional unterschiedliche Bezeichnungen. Im Alpenraum nennt man sie Günz (640-540 Tsd. Jahre), Mindel (480-430 Tausend Jahre) Riß (240-180 Tausend Jahre) und Würm (120- 10 Tausend Jahre). In Norddeutschland heißen sie Menap, Elster, Saale und Weichsel. Die letzte Kaltzeit innerhalb der bestehenden
Eiszeit endete vor ca. 10.000 Jahren. Die maximale Ausdehnung des Eisschildes wurde im Elsterglazial erreicht. Die Gletscher reichten damals. bis zum Fuße der deutschen Mittelgebirge. Rekonstruktion der KlimaentwicklungEs ist natürlich von größtem Interesse zu wissen, welches Klima zu den unterschiedlichen Zeiten der Erdgeschichte vorherrschte. Aber wie ist die Rekonstruktion des Klimas überhupt möglich? Erst seit Mitte des 19. Jahrhunderts gibt es kontinuierliche Aufzeichnungen der Klimaparameter wie Temperatur, Niederschlag und Luftdruck. In den Zeiträumen der Erdgeschichte eine wahrlich nur sehr kurze Zeitspanne. Um längere Zeitspannen der Klimaentwicklung zu rekonstruieren, muss man mit indirekten Daten arbeiten. Hierzu haben Wissenschaftler verschiedene Methoden entwickelt, die im Folgenden erklärt werden sollen. Dendrochonologie Eisbohrkerne Pollenanalyse Historische Daten Sedimente Natürliche Ursachen von Klimaveränderungen, SonnenfleckenWie bereits betrachtet, unterlag das Klima in der geologischen Vergangenheit teilweise erheblichen natürlichen Schwankungen. Schon immer wurde das Leben auf der Erde durch Natur- und Klimakatastrophen bedroht. Diese resultierten aus verschiedenen Ursachen wie vulkanischen und tektonischen Aktivitäten oder besonders durch eine Änderung der Sonneneinstrahlung. Sonnenflecken Milankovic-Zyklen Vulkanismus Meteoriten Rolle der Ozeane und der thermohalinen Zirkulation auf das KlimaDie Einstrahlung der Sonne auf die Erde ist, wie jeder aus Erfahrung weiß, unterschiedlich verteilt. In Äquatornähe strahlt mehr Energie ein als in Polnähe. Es gibt physikalisch wirkende Kräfte, die dieses Ungleichgewicht ausgleichen. Das sind so genannte Konvektionsbewegungen, die
sowohl im Ozean als auch in der Atmosphäre durch den Transport von Luftmassen, Wasserdampf und Wasser die eingestrahlte Energie umverteilen. Da Wasser eine hohe Wärmekapazität hat, das heißt eine große Fähigkeit besitzt, Wärme zu speichern, sind vor allem die Oberflächenströmungen der Ozeane für den Wärmetransport wichtig und ein wesentlicher Faktor für den globalen Wärmehaushalt. Eine große Relevanz für das Klima kommt den Ozeanen auch als Speicher klimawirksamer Gase, wie dem CO2 zu. Golfstrom Thermohaline Zirkulation in der geologischen Vergangenheit Kohlendioxid-Kreislauf in der AtmosphäreDer Mensch gibt bei der Atmung an die Atmosphäre ab. Das CO2 sowie weitere so genannte Treibhausgase sorgen dafür, dass die von der Erde reflektierte Sonnenstrahlung nicht ganz in den Weltraum entweicht, sondern wieder auf die Erde zurückgeworfen wird. Nur durch diesen Prozess leben wir auf der Erde mit einer Durchschnittstemperatur von 15°C. Ohne diesen Effekt würde eine Temperatur von minus 18°C herrschen in einem Klima, in dem es dem Menschen nicht möglich gewesen wäre sich zu entwickeln. In einem Zyklus wird der für alle Lebewesen lebenswichtige Kohlenstoff in Form von CO2 zwischen Luft, Wasser und Boden transportiert. Pflanzen entziehen der Atmosphäre während Ihrer Wachstumsphase im Frühling und Sommer viel CO2, so dass die Konzentration im Herbst und Winter abnimmt. Verrotten die Pflanzen dann im Winter wird bei diesem Prozess das CO2 wieder an die Atmosphäre abgegeben. Neben diesem Jahreszyklus gibt es auch einen langfristigen CO2 - Kreislauf, der sich über Jahrmillionen erstreckt. Das CO 2 liegt in fossiler Form in Kohle und Gas vor. Durch die Verbrennung dieser fossilen Brennstoffe gibt der Mensch zusätzlich zum natürlichen Kreislauf das freigesetzte CO2 in die Atmosphäre ab. Je mehr CO2 in der Atmosphäre vorhanden ist, desto mehr Sonnenenergie wird zur Erde zurückreglektiert und desto wärmer wird es also. Durch diesen Prozess wird der gleichmäßige natürliche Kreislauf extrem gestört. Von 1975 bis heute ist der CO2 Ausstoss um ca. 50% angestiegen. Weltweit war ein Anstieg der CO2-Emissionen von 1975 bis 2000 um rund 45% zu verzeichnen. Solarenergie, FotovoltaikAllgemeines E0 = 1.367 Watt/m² Somit wäre die theoretisch maximale Energieausbeute (korrekt: Leistung) pro m² - bei senkrechtem Einfall (=90°) auf die Erdoberfläche - 1.367 Watt.
Dieser Wert gilt aber nur ohne den Einfluss der Lufthülle. Durch die Atmosphäre wird ein Teil der Sonnenenergie absorbiert. Fotovoltaik Sonnenergie als Wärmequelle In Solarkraftwerken wird das Sonnenlicht z.B. mit Hilfe von Spiegeln so gebündelt, dass Wasser so heiß wird, dass damit Turbinen betrieben werden - wie in einem konventionellen Kraftwerk - um Strom zu erzeugen. Biogas als EnergiequelleUnter Biogas versteht man im Prinzip die Entstehung von Gasgemischen infolge des anäroben (ohne Sauerstoff) Abbaus von organischen Substanzen mit Hilfe von Bakterien. Das geschieht schon immer in der Natur und mittlerweile zur Gasgewinnung auch in technischen Anlagen. In den technischen Anlagen kann Gülle, Mais, Getreide oder Grasschnitt verwendet werden. Bei dem Prozess entstehen Methan (CH4) - je nach verwendeten Substanzen und den Gätprozessen zwischen 50-70%, weiterhin Kohlendioxid (CO2) - zwischen 30-40% - sowie in geringeren Mengen Wasserstoff (H2), Schwefelwasserstoff (SH2) oder Ammoniak (NH3). Zur Verbrennung und damit zur Energiegewinnung wird jedoch nur das Methan verwendet, sodass das ursprüngliche Biogas über diverse chemische Prozesse von den anderen Gasen "befreit" werden muss. Methan ist farb- und geruchlos und verbrennt in der folgenden Weise: CH4 + 2· O2 --> CO2 + 2· H2O Bei der Verbrennung des Biogases entsteht damit auch das "Klimagas" CO2. Aber im Unterschied zu den anderen fossilen Brennstoffen wie Kohle, Diesel, Benzin oder Erdgas wäre mehr oder weniger die gleiche Menge an CO2 freigeworden, da die Substanzen sich auf der Erdoberfläche - wenn auch langsamer - in der gleichen Weise zersetzt hätten wie durch die Umwandlung in Biogas und dessen späterer Verbrennung. Sofern aber
Pflanzen extra dafür angepflanzt werden, gilt das Argument natürlich so nicht mehr. Außerdem könnte es wegen der günstigen Vermarktung von Biogas zu einer Verdrängung anderer Pflanzenarten kommen. Dies zeigte sich z.B. sehr deutlich in Brasilien, wo der Urwald gerodet wurde, um Biospritpflanzen in riesigen Monokulturen anzupflanzen - mit verheerenden Folgen für die Umwelt! Geothermie als EnergiequelleJe tiefer man ins Erdinnere vordringt, umso wärmer bzw. Heißer wird es dort. Schon seit längerem macht man sich diesen Temperaturunterschied in der Tiefe in Bezug zur Erdoberfläche zunutze. Besonders bekannt und markant ist diese Energienutzung auf Island. Hydrothermale Geothermie Petrothermale
Geothermie (Hot-Dry-Hot-Rock-Verfahren) Gefahren KernkraftwerkeDie deutschen Kernkraftwerke erzeugten im Jahr 2014 insgesamt 97,120 Milliarden kWh (Kilowattstunden) Strom - bei einer Gesamtstromerzeugung von 614 Milliarden kWh. Eine ausführliche Darstellung der Kernkraft bzw. der Kernkraftwerke finden Sie hier >>> Was beschreibt die Witterung?Die Witterung ist das Wetter an einem Ort über einen bestimmten Zeitraum. Meistens beobachtet man die Witterung für mehrere Tage oder Wochen, maximal jedoch für einen Monat. Relevante Wetterelemente, die für eine Witterung gemessen werden, sind Niederschlag, Temperatur, Wind und Luftfeucht.
Was ist Wetter kurz erklärt?Als "Wetter" wird der physikalische Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem auch kürzeren Zeitraum an einem bestimmten Ort oder in einem Gebiet bezeichnet, wie er durch die meteorologischen Elemente und ihr Zusammenwirken gekennzeichnet ist.
Was ist der Zusammenhang zwischen Wetter und Klima?Der Zusammenhang zwischen Wetter und Klima
Im Laufe der Zeit variiert das Wetter an einem Ort sehr stark. Das Klima dagegen bezieht sich auf längere Zeiträume – mindestens 30 Jahre. Aus einer Vielzahl an Wetterbeobachtungen werden dabei typische Verhältnisse abgeleitet.
Was ist Witterung Geographie?Lexikon der Geographie Witterung
Witterung, der durchschnittliche, extreme oder aktuell beschriebene zeitliche Ablauf des Wetters in einem definierten Raum in einem definierten Zeitabschnitt, der zwischen Tagen und Jahreszeiten liegen kann.
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