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1. Klima - Das Klimasystem der Erde und der natürliche Treibhauseffekt
1.1 Das Klimasystem der Erde
Klima:
- langjährige Zustand der Atmosphäre einer Region verstanden
- bezieht sich üblicherweise auf einen Zeitraum von 30 Jahren
- Hierin unterscheidet es sich grundsätzlich vom Wetter, welch kurzfristig ist
Klimasystem:
- entstehen aus dem Zusammenspiel vieler Komponenten
- größte Rolle als Ort des Geschehens spielt die Atmosphäre
- steht in direktem Kontakt mit den anderen Komponenten des globalen Klimasystems
- den Ozeanen und Eisflächen, der Landoberfläche sowie der Biosphäre
- Zwischen diesen finden intensive Wechselwirkungen statt
- Energie und stoffliche Bestandteile werden ausgetauscht
- Antrieb und damit die Energiezufuhr bekommt das System von der Sonne
- Je nach Breitengrad und Jahreszeit erhält die Erdoberfläche unterschiedlich viel Energie
- dadurch Luftdruckgefälle vor allem vom Äquator zu den Polen
- Globale Zirkulations- Austauschprozesse wirken hier entgegen
- gleichen die Defizite ständig aus
- dadurch diese Zirkulation werden große Luftmassen über teils lange Strecken verfrachtet
1.2 Der natürliche Treibhauseffekt
- in der Atmosphäre - verschiedene unterschiedlicher Gase
- Atmosphäre hält die Wärme auf der Erde zurück - wie das Glasdach eines Treibhauses
- Ohne diesen Effekt wäre das Leben auf der Erde gar nicht möglich
Funktion:
- Sonne strahlt eine große Menge Energie auf die Erde (3000 kWh pro m^2 im Jahr)
- fast 1/3 wird direkt wieder reflektiert durch Luftmoleküle und kleinste Teilchen (Aerosolen) der Atmos.
- restliche Strahlen werden von der Oberfläche und Atmosphäre aufgenommen und führtzurErwärmung
- aufgeheizte Oberfläche gibt dann Energie als Wärmestrahlung wieder ab
- natürliche Treibhausgase (Wasserdampf und CO2) nehmen grossteil der Wärmeenergie auf und
- reflektieren sie in alle Richtungen
- dadurch vermindern die Wärmeabstrahlung der Erde ins Weltall
- dadurch Aufheizung der Atomsphäre, zudem steigt die Temperatur auf 15°C an, sonst -18°C
2. Klimawandel und die Folgen des Klimawandels
2.1 Allgemeine Fakten
- Klimatologen sind mit Mutmaßungen vorsichtig
- Noch können sie nur wenige Einzelereignisse auf den Klimawandel zurückführen
- Zitat \"Früher waren die Winter immer kälter.\"
- zunehmende Fülle an Beobachtungen und Messungen ergeben:
wärmer werdenden Welt und weiterer Änderungen des Klimasystems
- globale Durchschnittstemperatur hat im 20. Jahrhundert um 0,6°C zugenommen (Folie)
- größer als alle Temperaturschwankungen der letzten 1000 Jahre
- global gesehen drastische Auswirkungen
- Erhöhung tritt zudem nicht gleichmäßig auf allen Teilen der Erdoberfläche auf
- 1990'er Jahre gelten als das wärmste Jahrzehnt
- 1998 als das wärmste Jahr seitdem systematische Temperaturmessungen existieren
.
- Deutschland war 2000 das wärmste Jahr des gesamten Jahrhunderts, mit einem Jahresmittelwert von 9,9º C
- 1995, 1996, 1998 und 2001 waren weltweit die wärmsten jemals gemessenen Jahre
- Nordhalbkugel war es vermutlich in den letzten 1000 Jahren noch nie so warm wie heute
- in den letzten 30 Jahren ist es im Alpenraum um 1°C wärmer geworden
- die Niederschläge haben um 12 % zugenommen (Zentraleuropa)
- Niederschläge in den mittleren und hohen Breiten haben um 5 - 10% zugenommen.
- weltweit geht die Schnee- und Eisbedeckung deutlich zurück
- niedrig gelegene Skigebiete müssen schliessen
- Gletscher in der Schweiz sind seit 1850 um über 1/4 geschrumpft
2.2 globale Folgen
- kann man sieben Themenbereiche
Meeresspiegel
- Meeresspiegel ist im letzten Jahrhundert um 10 bis 20 cm angestiegen
- gestiegenen globalen Temperaturen verantwortlich
- wird sich auch weiter fortsetzt
- angestiegen, als im Durchschnitt der Jahrtausende davor
- Ursachen: Ausdehnung des Wassers, Schmelzwasser, Ausbeutung von Wasserspeicher
Extremwetter
- dazu gehören: Orkane, Fluten etc
- Häufung von solchen Extremereignissen global erkennbar
- jedoch nicht eindeutig auf Klimawandel zurück zu führen
- menschgemacht überführt ist die Zunahme des El Nino
- deutet vieles darauf hin, daß Extremereignisse häufiger werden
Wasser
- 2 Milliarden Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser
- wird durch die Zunahme der Weltbevölkerung verstärkt
- Klimawandel könnte diese Situation dramatisch verschärfen
- jedoch bis heute kaum Einfluss
Nahrungsmittel
- ähnlich wie Wasser
- Besonders empfindlich für solche Störungen sind Entwicklungsländer in den Tropen
- weltweiten Wandel ohnehin bereits große Umwälzungen durch
- Klimawandel hat großen Einfluss auf die Ernte
- Migration global
- Konflikte
- Weltwirtschaft
3. Ursachen und Verursacher des Klimawandels
3.1 Allgemein
- bisher hat kein Lebewesen oder Gesellschaft die Erdatmosphäre beeinflusst
- hat sich mit der industriellen Revolution erheblich geändert
- von besonderer Bedeutung: Produktivität und sein Tempo der Menschen
- Klimawandel - Zivilisationskatastrophe, vom Menschen selbst verursacht
- Mensch ist in sehr hohem Maße an den Klimaveränderungen beteiligt
- Weltbevölkerung seit Beginn des 18. Jahrhunderts verachtfacht
- seit 1850 (um das achtzigfache) - Energieverbrauch immer noch steigt
- mehr als sechs Millionen Quadratkilometer Wald vernichtet - vor allem tropischen Regenwald
Beleg für die Treibhaustheorie:
- natürliche Ursachen: Vulkanausbrüche und Veränderung der Sonneneinstrahlung (Folie)
- dadurch kann man nicht die letzten 50 Jahre erklären
- anthropogene Ursachen: anstieg der Treibhausgase und Aerosole (Folie)
- dadurch kann man nicht den Anstieg der 50ziger Jahre erklären
- Kombination der Ursachen: Kurve stimmte mit der Temperatur überein (Folie)
- dadurch kamen die Wissenschaftler zur Übereinstimmung, dass Ursache der Anstieg der Treibhausgase (letzten 50 Jahre)
3.2 durch Menschen verursachter Treibhaus
- der Großteil der in den letzten 50 Jahren gemessenen Erwärmung auf die Zunahme der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre zurückgeht
- anthropogener Treibhaus durch Spurengasen verursacht
- grossteil aus menschlichen Aktivitäten entstehen
Gemeinsames Merkmal dieser Gase:
- verringert Abstrahlung der eintreffenden Wärmestrahlen der Sonne Weltall
- dadurch Erwärmung der Erde
- dadurch wird mehr Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurückgehalten
- dadurch stieg die Temperatur um 0,6°C (Folie)
- Drei Substanzen machen 95 Prozent der Treibhaus-Emissionen aus
- Im Vordergrund steht dabei Kohlendioxid (CO2)
- mit Abstand wichtigste dieser Gase
- hat den größten Einfluss auf das Klima
- in den letzten 150 Jahren: CO2 Konzentration deutlich gestiegen auf 30% (Folie)
- macht zusammen mit Methan (CH4) und Distickstoffmonoxid (N2O, Lachgas) etwa 95 Prozent der Treibhausgas-Emissionen aus
- Weitere Treibhausgase sind Schwefelhexafluorid (SF6), perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW) sowie wasserstoffhaltige Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW)
- auch Wasserdampf wirkt stark als Treibhausgas
- durch Steigende Temperaturen - dass die Atmosphäre mehr Wasserdampf aufnehmen kann
- dadurch könnte sich der Treibhauseffekt noch weiter verstärken
- Auch der natürliche Wasserdampf trägt inzwischen verstärkt zum Treibhauseffekt bei
- meisten dieser Gase kommen auch natürlich in der Atmosphäre vor
Kohlendioxid (CO2):
- 0,03 Prozent Anteil in der Luft
- wird durch Verbrennen von Kohle, Öl und anderen fossilen Brennstoffen freigesetzt
- seit Mitte 80er: Erhöhung der CO2 Konzentration Weltweit um ca. 0,4 % jahrlich
- Entstehung der Emissionen durch Energieerzeugung wie "Industrie, Verkehr und durch die Heizungen"
- Verstärkt wird dieser Effekt durch die Abholzung der Wälder
- Wälder binden CO2
- seit der Industrialisierung: Anstieg des CO2 Gehalt in der Luft um 31 %
Methan (CH4):
- auch natürliches Treibhausgas
- Anteil an der Luft von etwa 0,0002 Prozent
- Methan-Emissionen entstehen in der Landwirtschaft (Reisanbau, Viehzucht, Mülldeponien)
- Seit 1750 ist er auf das Zweieinhalbfache gestiegen
- Lebensdauer der CH4-Moleküle in der Atmosphäre ist deutlich kürzer als bei Kohlendioxid
Lachgas (N2O)
Wasserstoffhaltige Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW)
Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (FKW)
Schwefelhexafluorid
3.3 Verursacher
Verursacher nach Sektoren:
- industrieller Produktion und aus privaten Haushalten tragen zu einem Drittel
- Verkehr und chemische Produkte (und ihre Herstellung) zu jeweils 20 %.
- Weitere wesentliche Faktoren sind die Landwirtschaft und die Nahrungsmittelerzeugung
- die vergleich bar mit dem Verkehr
- 18.000 m2 Regenwald in Weidegründe umgewandelt
- Anteil der Brandrodung an der globalen Erwärmung auf 15%
Verursacher national:
- bei vielen stieg der Ausstoß auch nach 1990
- Ausnahmen: Deutschland, Großbritannien, die Schweiz
- Senkung der Emissionen um 16 bzw. 8% (Stand 1998)
- EU weite Senkung um 2%
- Japan Steigung um 10 %
- in Australien waren es sogar 15%
- USA ihre Emissionen um 11%
- ungleich verteilt
- historischen Treibhausgasemissionen als auch der aktuellen Ausstöße geht auf die Industrieländer
- daher große Verantwortung bei der Reduzierung der Emissionen
- Bsp.: ein deutscher Bürger in einem Jahr so viel Kohlendioxid wie vier Chinesen, sieben Brasilianer oder zehn Inder
- bei einem Amerikaner verdoppelt sich die Zahl
3.4 FCKW und deren Wirkung auf die Ozonschicht
- In vielen Ländern sind die ozonschädlichen FCKW inzwischen verboten
- Nach Schätzungen wird sich das Ozonloch in den nächsten zehn Jahren wieder verkleinern
- Ausdehnung hat es jeweils im Herbst
- In diesem Jahr erlangte es etwa die vierfache Größe von Australien
- FCKW-Konzentration der Atmosphäre langsam sinkt
- wirklich schnellen Regeneration der Ozonschicht aber könne es nach dem Jahr 2010
- wenn die Welt ganz auf die FCKW verzichte
- Industriestaaten haben Vereinbarungen aus Protokoll von Montreal 1987 eingehalten
- Ausstoß von FCKW-Gasen und anderen Halonen zu reduzieren oder ganz zu verbieten
- Japan hat sich die Produktion von 118.000 Tonnen auf null reduziert
- EU konnte der Ausstoß von 301.000 Tonnen auf 4.300 gesenkt
- USA von 306.000 auf 2.500
- Durchbruch der Schließung des Ozonlochs wenn Industriestaaten ganz FCKW verzichten
- Lücke könne sich noch schneller schließen, wenn China Weltproduktion deutlich reduzieren
4. Prognosen für die Zukunft
4.1 Szenarien
- es gibt drei Grund-Szenarien
"business-as-usual" (weiter wie bisher) Szenario
- geht von ungebremsten Steigerung der Treibhausgasemissionen von ca. 1% pro Jahr aus
- bis zum Jahr 2030 eine Verdopplung des CO2-Gehaltes
- anhaltender Steigerung ist bis 2100 eine Erwärmung um 1,4 - 5,8° C zu erwarten
Szenario mit Stabilisierung der Emissionen
- Erwärmung um 0,2° C pro Dekade ausgegangen
Szenario Kontrollierte Reduktion
- Notwendigste beschränkten Reduktion von Treibhausemissionen kommt
- vorgeschlagen, die Emissionen ab 2005 jährlich global um 1 - 2% zu senken
- globale Erwärmung auf durchschnittlich unter 0,13° C pro Dekade begrenzen
- in allen Fällen die Geschwindigkeit der Erwärmung im 21. Jahrhundert höher sein wird als
jemals in den letzten 10.000 Jahren.
- globale Klimaveränderungen lässt sich relativ gut simulieren
- regionale Veränderungen nur schwer möglich.
4.2 Auswirkungen
globale Auswirkungen:
- Anstieg des Meeresspiegels
- globaler Temperaturanstieg wird zu einem Anstieg des Meeresspiegels führen
- Hauptursache: Erwärmung und Ausdehnung des Meerwassers durch Temperaturerhöhung
- Gesamtvolumen der Ozeane durch ein Abschmelzen der Gebirgsgletscher zusätzlich erhöht
- IPCC geht davon aus: Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 um 15 - 95 cm ansteigen
- Küstenzonen und kleine Inseln werden besonders betroffen sein
- kleine Inseln werden zum Teil ganz verschwinden
- einen Anstieg des Meeresspiegels um einen Meter auf weltweite Kosten von 488 Mrd. US$ alleine für den Küstenschutz
- EL werden sch nicht so gut schützen können wie IL
- Verschiebungen der Klimazonen
- Durch Temperaturerhöhung:
- weltweite Zunahme der Verdunstung,
- absoluten Luftfeuchte und
- der Niederschläge zu erwarten
durch Verschiebung der klimazonen- Veränderung der Krankheitsübertragenden Tierarten
- auch Agrar-Sektor ist davon betroffen, welche für EL sehr wichtig ist
- in Ägypten könnten so 25% - 50% vernichtet werden
- 900 Millionen zusätzliche Hungertode bis 2030 zur Folge hätte
- Trinkwasserknappheit
- Naturkatastrophen
5. Milderungsmöglichkeiten und Problemlösung
- Klimawandel selbst nicht mehr zu vermeiden wegen:
- erreichten Konzentration der Treibhausgase
- deren Verweildauer in der Atmosphäre
- Klimawandel ist kein auswegloses Schicksal
- kann jedoch gemildert werden
- Entsprechend vielfältig sind die Ziele, Maßnahmen, Strategien und institutionellen Mechanismen
- hohen materiellen und energetischen Durchfluss des Wirtschaftssystems drastisch zu reduzieren
- Dematerialisierung der Produktion in den Industrieländern um einen Faktor 4 bis 10
- Entkoppelung von Wirtschaftswachstum und Energieverbrauch möglichst bald aber auch in den Entwicklungsländern
- zukünftige Klimapolitik angeht, so müsste eine Doppelstrategie Platz greifen:
- Erstens die Ratifizierung und Umsetzung des Kyoto-Protokolls als Kern der internationalen Klimapolitik
- zweitens die Umsetzung effektiver Klimaschutzprogramme auf der nationalen und lokalen Ebene
6.1 allgemeine Möglichkeiten :
Energie effizienter zu nutzen
- bezieht sich darauf, wie wirkungsvoll (effizient) Energie eingesetzt wird
- Lange Zeit war effizienter Umgang mit Energie praktisch kein Thema
- Dementsprechend wuchs in den Industrieländern der Energieverbrauch unkontrolliert
- sogar schneller als die Wirtschaft
- Erst in den Siebziger Jahren wurde diese Entwicklung gebremst
- seitdem entwickelt sich der Energieverbrauch langsamer
- das Verhältnis von Bruttosozialprodukt zum Brutto-Energieverbrauch verwendet
- in allen OECD-Ländern seit den 70er Jahren gestiegen oder konstant geblieben
- Auslöser für diese Entwicklung war die Ölkrise von 1973 (Energieverbrauch erstmals thematisierte)
- Seitdem große Anstrengungen zur effizienteren Energienutzung
- Auch ein Grund: Übergang von der Industrie- zur Informations- und Dienstleistungsgesellschaft
- Schwerindustrie wurde zunehmend in Schwellen- und Entwicklungsländer verlagert
- dementsprechend ist der Trend dort gegenläufig
- vermehrt erneuerbare Energien zu nutzen
6.2 Internationale Klimapolitik:
- Erdgipfels in Rio de Janeiro 1992
- Unterzeichnung der Klimarahmenkonvention durch über 150 Länder
- Seitdem trafen sich Vertreter der Vertragsstaaten jährlich auf Klimagipfeln
- sowie mehrmals jährlich auf Sitzungen von Ausschüssen
- Klimagipfel 1995 in Berlin
- beschloss Erarbeitung eines Zusatzprotokolls
- mit rechtlich verbindlichen Verpflichtungen für Industrieländer
- Klimagipfel 1997 in Kyoto
- Dieses wurde dort Kyoto verabschiedet und enthält Emissionsziele für den Zeitraum 2008 - 2012
- Industriestaaten sollen den Ausstoß von Treibhausgasen um durchschnittlich 5,2 % gegenüber 1990 verringern
- Entwicklungsländer werden von diesen Verpflichtungen ausgenommen
- Protokoll tritt in Kraft, wenn es von mindestens 55 Staaten ratifiziert worden ist und
- gleichzeitig mind. 55 % der 1990 von Industrieländern ausgestoßenen CO2-Emi. abgedeckt sind
- Kyoto-Protokoll konnte bisher noch nicht in Kraft treten
- von Kyoto - Protokoll 1997:
- bis zur Periode 2008/2012 eine Reduzierung der globalen oben genannten Treibhausgase von durchschnittlich 5,2 Prozent gegenüber 1990 vor
- starker Differenzierung der Reduzierungspflichten der 38 Vertragsstaaten (zumeist Industrieländer)
- Zur Stabilisierung des Klimas besteht jedoch die Notwendigkeit der Reduzierung der globalen Emissionen (einschließlich Entwicklungsländer) um 50 bis 60 Prozent bis zum Jahr 2050
- März 2001 schockierte der Präsident der USA, George W. Bush, die Welt
- Kyoto ohne USA es der amerikanischen Wirtschaft Schaden zufüge
6.3 Nationale Klimapolitik:
- Preissteuerung (wie vor allem über Energiesteuern, Emissionsabgaben und Abbau von kontraproduktiven Subventionen)
- primär eine Mengensteuerung (wie vor allem durch technische Standards und Emissionszertifikate) betreiben will
6.4 Persönliche Möglichkeiten:
- kann seinen persönlichen Kohlendioxidausstoß begrenzen
- In privaten Haushalten
- am Arbeitsplatz
- beim Autofahren
- durch mehr Mühe und häufigerem überlegten Handeln ist Ziel der Bundesregierung - ein Viertel weniger Kohlendioxid bis 2005 - locker zu toppen
_________________________________________________________________________________________________________- Europa könnte wesentlich kälter werden
- globale Erdtemperatur und der Meeresspiegel nehmen in allen von der Arbeitsgruppe verwendeten 35 Zukunfts-Szenarien über die Entwicklung im 21. Jahrhundert zu:
- 1990 bis zum Jahr 2100: Erhöhung der durchschnittlichen Erdtemperatur zwischen 1,4 (im Falle aktiver Klimapolitik) und 5,8°C (wenn keine Klimapolitik erfolgt)
- Landflächen werden sich schneller erwärmen als der Durchschnitt
- gilt insbesondere für die Höhenlagen der nördlichen Hemisphäre
- Gletscher und Eiskappen werden weiter zurückgehen
- doch wird der Antarktische Eisschild an Masse gewinnen
- Grönlandeis dagegen an Masse verlieren
- durchschnittliche Meeresspiegel wird bis zum Jahr 2100 um bis zu 88 cm zunehmen
- IPCC-Arbeitsgruppe II:
- Regionen der Welt vom Klimawandel unterschiedlich betroffen
- Ärmsten trifft es am stärksten
- auch die reichen Regionen wie beispielsweise Europa sind betroffen
- Hälfte der alpinen Gletscher und große Teile der Permafrostgebiete des Nordens bis Ende 2100 verschwunden
- Überflutungshäufigkeiten werden ansteigen
- landwirtschaftlichen Anbauzonen werden sich verschieben
- lebenswichtige Ressource Wasser wird zu einem knappen Gut
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