Vorlesung 9 Flashcards
Klimawandel
CO2 Gehalt geht seit Beginn der Idustrialisierung kontinuierlich um 2 ppm pro Jahr nach oben
Japan 1. Kirschblüten
Verwendung von proxy Daten, um Daten der letzten 2000 Jahre abschätzen zu können
im Jahr korreliert mit Beginn der Industrialisierung
CO2 Messung seit den 50ern ?
Eiszeit:
wärmer:
noch nie so rasanten Anstieg des CO2 Gehalts gesehen, ging in der Regel nie über 300 ppm hinaus
unter 200 ppm
trotzdem unter 300 ppm
ging in der Regel nie über 300 ppm hinaus
Kumulativer Effekt bei CO2
Anreicherung über Jahrtausende
–> wird deutlich, während Industrialisierung Europa für CO2 Emission verantworltich ist/war, obwohl momentane Emission in China am höchsten ist
Europa = historische Verantwortung führt zu globalem Problem
Ölindustrie Exxon
wusste bereits 1982 wie stark Erderwärmung 2020 sein wird
Klima in der Erdgeschichte
wie viel produzieren wir ?
ca. das 6 Fache, als das was wir sollten
Eisbohrkerne
über 3200m tief und 900.000 Jahre alt
–> Eis schmilzt
Eis, dass auf dem Festland liegt und schmilzt trägt zum Anstieg des Meeresspiegels bei
(Grönland, Antarktis)
Eiszeiten wann treten sie auf ?
alle 100 tausend Jahre, da die Umlaufbahn um die Sonne elyptisch (nicht ganz rund) ist und alle 100 tausend Jahre die Erde am weitesten entfernt von der Sonne ist
Entstehung der Kohle
wann ?
aus was?
wo gut sichtbar ?
vor ca. 350 mio Jahren, aus orgaischem Pflanzenmaterial z.B. Schachtelheime
–> in Neuseeland gut sichtbar, Vegetation total anders
Photosynthese bei C3 Pflanzen
CO2 Aufnahme durch Konzentrationsgradienten
im Laufe der Zeit Co2 Gehalt gesunken, C3 weniger effiziente Aufnahme von CO2, C4 Pflanzen entstehen
=> können durch Vorfixierung CO2 besser aufnhemen
Globale Trends
- CO2
- CH4
- N20
CO2:
CO2 Gehalt geht seit Beginn der Idustrialisierung kontinuierlich um 2 ppm pro Jahr nach oben
CH4: Methan schien bei Jahr 2000 Grenze zu erreichen, dennoch weiter gestiegen
Ursache: Massentierhaltung, Archaeen in Mägen produzieren mehr Methan,
Tau der Permafrostböden
ist Trockenlegung der Feuchtgebiete eine Lösung ?
nein, endeffekt mehr freigesetzt als normal
(gibt Methan oxidierer)
N2O: konstanter Anstieg
Ursache: Stickstoffdünger, Einspritzen Harnstoff in neue Dieselmotoren–> damit NOx wird reduiziert
Nylon Strümpfe, Sprühsahne
Arrhenius 1896
prognostiziert bereits Temp.anstieg von 4-6°C bei Verdopplung des CO2 Gehaltes (neue Berechnungen sagen 3-4 °C)
IPCC von der UN
International panel of climate change
Weltklimarat
trägt Info zum Erwärmungspotential / Klimawandel zusammen
–> Tabelle zeigt Faktoren, die zur Erderwärmung beitragen und auch die die entgegen wirken (Bsp. Vulkanausbruch, Erosole (NOx)) im Vergleich zu 1750
=> Verstärkung überwiegt
GWP
Global Warming Potential
–> antropogener Teil genau zu berechnen, sehr hoch
N2O
CH4
CO2
N2O: 265-300
CH4: 25-34
CO2: 1
Lima in Peru
liegt am Küstenstreifen, kein Niederschlag–> lebt nur von Nebelwäldern (Xerophyten Gegegnd)
Zerbrechen Larsen B Eisschelf
Verlust 3250 km ^2
war 200 m dick
–> Auswirkungen Klimawandle am stärksten an Polen zu spüren
ursprüngliches Trinkwasser ins Meer = Salzwasser
Meeresspiegel
Anstieg seit 1870 ?
kontinuierlicher Anstieg
20 cm
Versauerung der Meere durch CO2
Beispiel: great Barriere Reef
pH ändert sich und somit Fähigkeit CO2 aufzunehmen
Versauerung/ Wärme
Algen leben in Symbiose mit Polypen, welche das Substrat liefern, jedoch bei Wärme Stoffe(Gifte absondern, weshlab Algen Symbiose aufgeben und somit keine Nährstoffe mehr bekommen und absterben
Erde bei Nacht
wo die Industire aktiv ist, ist alles Erleuchtet
=> Kliaproblem = Energie Problem
zu was trägt Wasserdampf in der Atmosphäre bei ?
wieviel von der Atmosphäre reflektiert ?
wie ist Srahlung von Sonne/Erde aus ?
- dass bei uns angenehme Temp. herrschen
- Energie der sonne würde für gesamten Energieverbrauch der Erde reichen
-30 %
Sonne: ist heiß (energiereich), kurzwellig
Erde: langwellig, energiearm
Analyse durch den Deutschen Wetterdienst
was ist entscheidend ?
was ist ggf. nötig?
Temp anstieg Hessen?
Parameter?
Klimatorische Analyse?
Standort der Stationen!
- -> in Städten ist es wärmer als auf dem Land
- Gegebenfalls Verlagerung der Wetterstation nötig
- Stationen die nur vom Klima beeinflusst werden = nötig
- Referenzzeitraum von 30 Jahren, Temp.anstieg Hessen von 1,4 °C
- Temp, Niederschlag, Wind, Hagel, Schneedecke, Phänologie
- trends, Abweichung vieljähriger Mittelwerte, Extremwerte
was nimmt bei wärmerer Temperatur noch zu ?
Starkregen !
mehr Wasser verdunstet in Atmosphäre
Heiße Tage
über 30 °C
tropische Nächte
nicht unter 20 °C
Phänologie
- beobachten von Pflanzen (gibt immer weniger in diesem Beruf)
- Einteilung der Jahre in 10 Jahreszeiten
- -> vorfrühling verschiebt sich um 2 Wochen nach vorne
Antropogener Einfluss
-indirekte Auswirkung des CO2 auf Temperatur und somit Pflanzenwachstum (°C wärmer= besseres wachsen) durch Strahlungsantrieb
direkte Einwirkung auf Biomasse
-Wasserkreislauf: mehr Transpiration durch Temp.
(wäre CO2 alleine, hätte es einen Wassersparenden Effekt, da sie Stomata nicht so weit wie vorher öffnen müssten, um die gleich Menge CO2 aufzunehmen
- Pflanzen interagieren mehr mit dem Boden, wurzeln tiefer um mehr Nährstoffe/Wasser zu bekommen
-Auswirkung wiederum auf Mikroorganismen, da Wurzeln nun mehr organische Verbindugen wie: AS und Kohlehydrate abgeben = Mikroorganismen sind aktiver
-Mikroorganismen stoßen CO2 aus (Hauptquelle CO2 aus Mikroorganismen)
-Methan produktion durch Archaeen, Nitrifizierer können auch Methan produzieren (hohe methankonz. in bsp. Neuseeland)
-N2O abhänig von Verhältnis von N2 und N20
Photosynthese
Umwandlung CO2 in Zucker unter Ausnutzung von Sonnenenergie
12 H20 + 6CO2 –> C6H12O6 + 6H20 + 6O2
Respiration
Prozess in lebenden Geweben unter aeroben Bedingungen: Umwandlung von organischem Kohlenstoff zu CO2
Begriffe
GPP
NPP
NEP
GPP:
Gross Primary Production
Brutto Primärprodukt = C-Fixierungsleistung
NPP: Net Primary Production = GPP- Raut
(Raut= autotrophe Respiration)
Netto PP = Netto Stoffgewinn autotropher Organismen
NEP: Net Ecosystem Production = NPP-Rh-L
( Rh= heterotrophe Respiration, L= weitere Kohlenstoffverluste nicht durch Respiration z. B. Feuer, Mensch, Insektenbefall)
=> auf Ökosystem Ebene minus heterotrophe Respiration und weitere Verluste
globaler Kohlenstoffkreislauf
CO2 Fixierung durch?
Photosynthese (am effektivsten)
netto Aufnahme CO2
Urwälder vs. Feuchtgebiete
(welches Gebiet nimmt am meisten auf ? )
Urwald= null
Feuchtgebiette können zum Teil über 10000 Jahre CO2 aufnehmen
=> sehr große Bedeutung
Abgabe CO2 in den Boden durch?
Mikroorganismen
geben pro Jahr ca. 60 Gigatonnen CO2 ab
zusätzliche Abgabe druch Landnutzungsänderung:
fossile Brennstoffe:
2 GT
6GT
Verstärkung Klimawandel durch ?
Temperaturanstieg und ansteigen CO2 Gehalt durch Effekt der Mikroorganimsen, welche druch Temperaturanstieg aktiver sind und somit mehr CO2 und andere Spurengase produzieren
–> wir beschleunigen die Prozesse
Interaktionen
CO2 stimuliert Pflanzenwachstum = welche Folgen ?
mehr Kohlenstoffe in Boden = mehr Aktivität Mikroorganismen
- momentan erhöhte Ernte
- slow in- rapid out (langsam rein und schnell raus)
- mehr Biomasse durch CO2, man erwartet besseres Wachstum aber z.B 2003 Verluste durch u.a. Stressoren zu beobachten => Pflanzen werden Klimawandel vermutlich nicht entgegenwirken
- Pflanzen funktionieren am besten bei normalen Bedingungen
Interaktionen
Feedback Effekt ?
Emission N2O und CH4 durch Klimawandel um wieviel 5% gestiegen
erhöhtes Co2 feedback auf Methan und N2O
N20 Produktion hat ohne Dünung während Vegetationsperiode mit CO2 Zusatz verdoppelt (evt. durch Pilze verursacht, diese durch CO2 auch positiv beeinflusst )
Untersuchungsprojekte
- FACE-Platforms
- Umweltbeobachtungs und Klimaforschungsstation Linden
- elevatet Temperature
- advective warming system
Verminderungsstrategien
Langzeitsequenzierung: vermindern der CO2 Konzentration in der terrestrischen Biosphere und soll langfristig im Boden bleiben
Terra preta: fruchtbare Böden durch Braunkohl=> Menschengmacht
mit Tonplatten
-Holzkohle wurde weltweit produziert 2,5 - 5000 Jahre alt, Aufbau von komplexem Humus,CO2 Aufnahme druch die Holzkohle, welche sehr zersetzungsstabil ist und eine langfrisitige Speicherung von CO2 bietet
(Siegerlandn ähnlicher Effekt? –> Freilandexperimente)
-hohe Bedeutung von Feuchtgebieten
