Klimawandel Interaktiv

Wetter ist der momentane Zustand der Atmosphäre - das was du gerade aus dem Fenster siehst. Es ändert sich ständig (Minuten, Stunden, Tage).

Klima ist der statistische Durchschnitt des Wetters über einen langen Zeitraum (mindestens 30 Jahre). Es beschreibt, was normalerweise passiert.

1. Geographische Breite: Je näher am Äquator, desto steiler der Einstrahlungswinkel der Sonne → wärmer. Am Pol verteilt sich die gleiche Energie auf größere Fläche → kälter.

2. Lage zum Meer: Wasser erwärmt sich langsam und kühlt langsam ab (hohe Wärmekapazität). Daher:
- Maritimes Klima: milde Winter, kühle Sommer (z.B. Hamburg)
- Kontinentales Klima: kalte Winter, heiße Sommer (z.B. Moskau)

3. Höhenlage: Pro 100m Höhe wird es ca. 0,65°C kälter (Temperaturgradient). Auf der Zugspitze (2962m) ist es ca. 19°C kälter als auf Meereshöhe!

4. Meeresströmungen: Der Golfstrom bringt warmes Wasser aus der Karibik nach Europa → Europas "Heizung". Ohne ihn wäre es hier so kalt wie in Kanada!

Die Sonne erwärmt den Äquator stärker als die Pole. Die Atmosphäre versucht, diese Temperaturunterschiede auszugleichen - das ist der Motor der globalen Zirkulation!

1. Hadley-Zelle (0° - 30°):

- Thermisch direkt (temperaturgetrieben)

- Am Äquator: starke Erwärmung → Luft steigt auf → Tiefdruck → viel Regen (Regenwald)

- Bei 30°: Luft sinkt ab → Hochdruck → keine Wolken (Wüsten!)

- Wind am Boden: Passatwind (Nordost bzw. Südost)

2. Ferrel-Zelle (30° - 60°):

- Dynamisch indirekt (durch Nachbarzellen angetrieben)

- Zone der Westwinde → Deutschland liegt hier!

- Wandernde Hoch- und Tiefdruckgebiete → wechselhaftes Wetter

3. Polare Zelle (60° - 90°):

- Thermisch direkt

- Am Pol: kalte Luft sinkt ab → Hochdruck

- Kalte Ostwinde

Schritt 1 - ITC (Innertropische Konvergenzzone):

Am Äquator steht die Sonne fast senkrecht → maximale Erwärmung der Erdoberfläche. Die erhitzte Luft wird leichter und steigt nach oben (Konvektion). Beim Aufsteigen kühlt sie ab, Wasserdampf kondensiert → Wolkenbildung und starker Regen. Am Boden entsteht Tiefdruck (weil Luft fehlt).

Schritt 2 - Antipassat (Höhenwind):

Die aufgestiegene Luft kann nicht einfach weiter nach oben. Sie wird in der Höhe (ca. 10-12 km) seitlich abgelenkt und strömt polwärts (Richtung 30° Nord/Süd).

Schritt 3 - Subtropenhoch (ca. 30° Breite):

Die Luft wird immer kälter und schwerer. Bei ca. 30° sinkt sie nach unten (Subsidenz). Beim Absinken wird sie komprimiert und erwärmt sich adiabatisch → relative Luftfeuchtigkeit sinkt → Wolken lösen sich auf. Am Boden entsteht Hochdruck. Deshalb liegen hier die großen Wüsten (Sahara, Kalahari, Australische Wüste)!

Schritt 4 - Passatwind (Bodenwind):

Die Luft strömt am Boden vom Hochdruck (30°) zurück zum Tiefdruck (Äquator). Ohne Erdrotation würde sie direkt nach Süden (Nordhalbkugel) wehen. Durch die Corioliskraft wird sie aber nach rechts abgelenkt → Nordost-Passat (auf der Nordhalbkugel).

1. Milankovic-Zyklen (Astronomische Parameter):

Die Erdbahn um die Sonne ist nicht perfekt konstant:

- Exzentrizität (100.000 Jahre): Die Bahn wird mal kreisförmiger, mal elliptischer

- Schiefe der Erdachse (41.000 Jahre): Neigung schwankt zwischen 22,1° und 24,5°

- Präzession (26.000 Jahre): Die Erdachse "eiert" wie ein Kreisel

→ Diese Zyklen erklären die Eiszeiten der letzten 2 Millionen Jahre!

2. Sonnenaktivität:

Die Sonne hat einen 11-Jahres-Zyklus mit mehr oder weniger Sonnenflecken. Mehr Flecken = aktivere Sonne = mehr Strahlung. Der Effekt ist aber klein (ca. 0,1% Schwankung).

3. Vulkanismus:

Große Vulkanausbrüche schleudern Asche und Schwefelpartikel in die Stratosphäre. Diese reflektieren Sonnenlicht → kurzfristige Abkühlung (1-3 Jahre).

Beispiel: 1815 explodierte der Tambora (Indonesien) → 1816 war das "Jahr ohne Sommer" in Europa und Nordamerika!

Natürlicher Treibhauseffekt (lebensnotwendig!):

1. Sonnenstrahlung trifft auf die Erde (kurzwellig, sichtbares Licht)

2. Erdoberfläche absorbiert ca. 70% und erwärmt sich

3. Wärmestrahlung wird abgegeben (langwellig, Infrarot)

4. Treibhausgase (CO₂, CH₄, H₂O) in der Atmosphäre absorbieren die Infrarotstrahlung

5. Gegenstrahlung: Die Gase strahlen die Wärme in alle Richtungen ab - auch zurück zur Erde!

→ Ohne diesen Effekt wäre die Erde -18°C kalt (statt +15°C). Kein Leben möglich!

Anthropogener (menschgemachter) Treibhauseffekt:

Seit der Industrialisierung (ab ca. 1850) verbrennen wir fossile Brennstoffe (Kohle, Öl, Gas). Dabei wird CO₂ freigesetzt, das seit Millionen Jahren im Boden gebunden war.

Folge: CO₂-Konzentration stieg von 280 ppm (1850) auf über 420 ppm (heute) → die "Isolierschicht" wird dicker → mehr Wärme bleibt in der Atmosphäre → globale Erwärmung

1. Meeresspiegelanstieg:

- Thermische Ausdehnung: Wasser dehnt sich beim Erwärmen aus (wichtigster Faktor bisher!)

- Schmelzen von Gletschern und Eisschilden (Grönland, Antarktis)

- Bis 2100: Anstieg um 0,5 - 2 Meter möglich → Küstenstädte bedroht

2. Extremwetter:

- Mehr Energie im System → intensivere Stürme, Starkregen

- Dürren und Hitzewellen (besonders Mittelmeerraum, Afrika)

- Überschwemmungen

3. Artensterben:

- Viele Arten können sich nicht schnell genug anpassen

- Verschiebung von Klimazonen → Lebensräume verschwinden

- Korallenbleiche (Korallen sterben ab 30°C Wassertemperatur)

Ein Kipppunkt ist ein kritischer Schwellenwert. Wird er überschritten, setzt ein sich selbst verstärkender Prozess ein (positive Rückkopplung), der nicht mehr umkehrbar ist!

Regional (Länder):

1. China: ca. 30% der weltweiten Emissionen (absolut Nr. 1)

- Aber: 1,4 Milliarden Menschen, also pro Kopf nur mittelmäßig

- Grund: Kohle-Kraftwerke, Industrie (Produktionsstätte der Welt)

2. USA: ca. 13% der weltweiten Emissionen

- Pro Kopf: Spitzenreiter unter großen Nationen! (ca. 15 Tonnen CO₂/Person/Jahr)

- Historisch: Seit 1850 mit Abstand größter Gesamtemittent

3. EU: ca. 8% der weltweiten Emissionen

- Pro Kopf: ca. 6-8 Tonnen/Person/Jahr

- Trend: sinkend durch Klimapolitik

4. Indien: ca. 7%, aber pro Kopf sehr niedrig

Sektoriell (Nach Bereichen):

1. Energieversorgung (ca. 40%):

- Kohle-, Gas-, Ölkraftwerke zur Stromerzeugung

- Lösung: Erneuerbare Energien (Wind, Solar)

2. Industrie (ca. 20%):

- Stahlproduktion, Zementherstellung, Chemie

- Sehr energieintensiv und schwer zu dekarbonisieren

3. Verkehr (ca. 16%):

- Autos, LKW, Flugzeuge, Schiffe

- Lösung: E-Mobilität, öffentlicher Verkehr

4. Landwirtschaft (ca. 12%):

- Methan von Kühen (Verdauung!)

- Lachgas aus Düngemitteln

- Reisanbau (Methan aus überfluteten Feldern)