Klimawandel und seine Ursachen IPCC (Intergovernmental Panel of Climate th Change) 4 Assessment Report 2007 Dr.-Ing. Hans Oerter

[email protected] Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

foto: hans oerter, 2006

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtzgemeinschaft (HGF)

1

vorweg einige nützliche Hinweise aufs Internet: Folien des Vortrags als pdf: http://www.awi.de/People/show.php?hoerter, weiter zu „Invited talks“, dann zu „Other invited talks“ IPCC 4th Assessment Report 2007: http://www.ipcc.ch The AR4 Synthesis Report/Summary for Policy Makers in Deutsch: Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle Univ. Stuttgart, Hessbrühlstr. 49a, 70565 Stuttgart; [email protected]

Umweltbundesamt: http://www.umweltbundesamt.de Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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1) Was ist Klima ? 2) Wie hat sich das Klima in der Vergangenheit geändert ? 3) Was sind Ursachen für Klimaänderungen ? 4) Status quo und Szenarien für die Zukunft (IPCC Report 2007) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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1) Was ist Klima ? Wetter: heute Witterung: Woche bis Monat Klima: 30 Jahre (1961-1990) Klima (griech.) = Neigung

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4

Klima (griech.) = Neigung N

Sonne

2 3

Erde

4

Energie pro Fläche

S

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(Nordwinter)

5

Golfstrom

Aus: Brockhaus Enzyklopädie, F.A. Brockhaus, Mannheim, 19. Aufl., 1990

Die Klimazonen der Erde nach W. Köppen Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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2) Wie hat sich das Klima in der Vergangenheit geändert ? 2.1 Temperaturänderungen in den letzten 1000 und 100 Jahren 2.2 Eis als Archiv für Klimaänderungen 2.3 Tiefe Eiskernbohrungen in der Antarktis (und in Grönland) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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2.1 Änderung der Lufttemperatur Abweichung der Temperatur (°C) vom Mittel der Jahre 1961-1990

+ 0.4 °C global

+ 0.7 °C Mittel 1961-1990

Nordhem. Pieter Brueghel d.J. (1564-1638)

Daten von Thermometern (rot) und von Baumringen, Korallen, Eiskernen sowie historischen Aufzeichnungen (blau)

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Pieter Brueghel d.J. (1564-1638): Winterlandschaft mit Vogelfalle I, 1601. Kunsthistorisches Museum Wien Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

9

1961 - 1990

Jahresmittel der Lufttemperaturen in Deutschland von 1901 bis 2006. Der lineare Trend weist einen Anstieg (Erwärmung) um 0,9 °C aus. Quelle: G. Müller-Westermeier, Deutscher Wetterdienst: Klimawandel in Deutschland - DWD nennt neueste Zahlen und Fakten (2007). (http://www.dwd.de) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

10

1961-1990 = 30 Jahre = Klima

Tagesmittel Monatsmittel

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen

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11

Jahresmittel

Tagesmittel Monatsmittel

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

12

Tagesmittel Monatsmittel

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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1991-1996 (6 Jahre) Abkühlung 1.9 °C pro 10Jahre

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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Abkühlung 1.9 °C pro 10Jahre

1991-2000 (10 Jahre) Erwärmung 0.9 °C pro 10Jahre

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen

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15

Erwärmung 0.9 °C pro 10Jahre Abkühlung 1.9 °C pro 10Jahre

re h a J 0 ro 1 p C ° 6 . 0 g n ärmu

Erw

1991-2008 (18 Jahre)

Quelle: www.dwd.de

zum Klima von Bremen

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16

foto: hans oerter

2.2 Eis als Archiv für Klimaänderungen

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18

fotos: hans oerter

Ein Eisschild baut sich aus über einander liegenden Jahresschichten auf.

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19

Das Klima-Archiv Eis speichert Informationen zu: Lufttemperatur

Gasgehalt in der Atmosphäre

H2O2 O2 N2O CH4 CO2

Aerosole Mt. Pinatubo 1991

foto: NOAA

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20

-35.1 °C

Das “Isotopen-Thermometer”

18 (δ O)

Winter/kalt 2005 2004 ‘03 2002

2001 2000 1999 1998 ‘97 ‘96 1995

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-50.9 °C

-44.6 °C

Sommer/warm

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foto: hans oerter, 2006

2.3 Tiefe Eiskernbohrungen in der Antarktis (und in Grönland)

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Antarktische Halbinsel

EPICA-DML, 2774m, >250 ka

Kohnen

Weddellmeer

JARE 3029m, >700 ka Dome F

Dyer Pl.

B15 Berkner Is.

Südpol

Siple St.

China, geplant Dome A

Russl., F, US 3600m, 420 ka Vostok Byrd

EPICA-DC, Siple D.

3270m, 890 ka

Dome C

Eiskerntiefbohrungen in der Antarktis

Law Dome

Taylor D.

Rossmeer

I, F, D, UK Talos D. layout: w. rack, h. oerter, AWI

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Wie bohrt man einen tiefen Eiskern? und Bohrtechnik

foto: hans oerter, 2006

Logistik

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24

Dronning-Maud-Land 10° W

70°S

SANAE III

r

e e llm

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Nowolaserewskaja

Neumayer Ekströmschelfeis

e W

SANAE IV

70°S

flya r e ch

We

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72°S

3000

n

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5

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.

Kohnen Kohnen

Amundsenisen 25

2000

00

km

0

Schelfeis

ne

0

74°S

L0

He 1500

00 10

0 50 Traversenrouten:

25 00

76°S

20°W Meer

200

Troll . pf u dr

DM

Hall ey 30°W

1000

00 30

Bruntschelfeis

74°S

1500

H

wa n

lfe is he

Kottas Camp

Wasa

500

.S .U

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Rit

Sc Riiser- Larsen-

72°S

10°E

Jutulstraumen

68°S

Kir

Südpol

0°

10° W Inlandeis, gegründetes Eis

Großbritannien

Schweden

0° 2000

500 10°E

Höhenlinie

Aufsetzlinie

Deutschland

Norwegen

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25

Dronning-Maud-Land 10° W

Nowolaserewskaja

Neumayer Ekströmschelfeis SANAE IV

70°S

Kottas Camp

Traversenrouten:

n 74°S

5 Kohnen Kohnen

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Amundsenisen 25

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10° W Inlandeis, gegründetes Eis

Großbritannien

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Höhenlinie

Aufsetzlinie

Deutschland

Norwegen

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fotos: hans oerter

W

70°S

SANAE III

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10°E

Jutulstraumen

68°S

0°

26

foto: hans oerter, 2008

Basler BT67 (DC-3)

Ankunft bei Kohnen (9. Jan. 2008) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

27

foto: hans oerter, 2006

EPICA-Bohrcamp Kohnen-Station

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28

Kohnen-Station 75°S, 0 °E, 2882 m

Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009 foto: hans oerter, 2006

Zum Boh ren

29

Werkstatt

Generator

Funk, PC, e-mail Messe Küche Sanitärcontainer 2 Schlafräume á 4 Pers. Schneeschmelze

foto: hans oerter, 2006

Im Drill Trench: der Bohrturm Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

30

The drilling device

Antitorque innen: Kammer f. Bohrmehl Motor & Elektronik

Hüllrohr

Bohrturm

foto: hans oerter, 2005

Kernrohr & Bohrkrone

Der Bohrer Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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foto: hans oerter, 2006

Erste Inspektion des frischen Kerns Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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foto: hans oerter, 2006

Twin-Otter von British Antarctic Survey (BAS) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

33

10 mm 33 x 33 mm 15 mm 54 mm

24 mm

Dünnschnitte CFA 18 δ O 10Be

44 mm

55 mm

Archiv Gase, Staub

98mm foto: hans oerter, 2006

Probenzuteilung aus dem Eiskern Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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Antarctic ice core records: Vostok and EPICA CO2, CH4 and DD CO2 (ppmv)

300

Vostok (black) and Dome C (blue) data

240 210 EPICA Dome C data

Warm

DD ice (‰)

vor 1850 AD

270

180 -390 Cold

-420 -450

CH4 (ppbv)

heute 385

Vostok (black) and Dome C (blue) data

700 600 500 400 300

0

heute

100

200

300

400 Age / kyr BP

500

600

700

800

EPICA data are plotted on EDC2, Vostok data on GT4 timescale Petit et al., 1999 (Vostok), Siegenthaler et al., 2005 (Dome C - CO2), Spahni et al., 2005 (Dome C - CH4), EPICA community members, 2004 (DD)

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Jedes antarktische Isotopen Maximum (AIM) im EDMLKern entspricht einem Dansgaard/ Oeschger (DO ) Ereignis in Grönland (NGRIP) In der Antarktis beginnt die Erwärmung in einer Kaltphase (Stadial) des Nordens, die Abkühlung in einer Warmphase (Interstadial)

EDML AIM

DO NGRIP

NGRIP members, Nature (2004)

Quelle: EPICA community members: Nature ,Vol. 444, 2006)

Vergleich Antarktis (EDML) - Grönland (NGRIP) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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3) Was sind die Ursachen für Klimaänderungen ? 3.1 “Orbital forcing” 3.2 Albedo der Erdoberfläche 3.3 Treibhausgase 3.4 Bevölkerungswachstum

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3.1 “Orbital forcing” Erdumlaufbahn Erdschiefe

Exzentrizität

(41.000 Jahre)

(100.000 Jahre)

22-24.5°

23.5°

4. Jan.

Sonne

Erde

3. Juli

Präzession (23.000 Jahre)

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Exzentrizität

50 40 30 20 10 0 25.0

x10

-3

Die Sonneneinstrahlung ändert sich mit der Zeit

Schiefe

24.0 23.0

x10

-3

22.0

Präzession

40 20 0 -20 -40 500 480 460 440 420 400

Einstrahlung (W/m

65° N, Juli

2

)

65° S, Januar 0

-100

-200

-300

Quelle: Berger & Loutre (1991), Quatern.Sci.Rev, 10(4)

-400

-500 -600 -700 -800 Kilo-Jahre vor heute (1950 A.D.)

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39

3.2 Albedo der Erdoberfläche (Rückstrahlungsvermögung einer Oberfläche)

foto: h. oerter, 1994

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40

foto: h. oerter, 2007

Wald ~20%

foto: h. oerter, 1996

Wasser~5 %

foto: h. oerter, 1996

Schnee ~80 %

Albedo der Erdoberfläche Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

41

e n n o S

3.3 Treibhausgase H2O CO2

kurzwellig langwellig

+15°C

Erde Atmosphäre

Schichtdicke Atmosphäre nicht maßstäblich!

CH4 N2O

-18°C

ohne mit Treibhausgase

Treibhauseffekt Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

42

H2O

e n n o S

CO2 kurzwellig langwellig

Erde

CH4

Atmosphäre

N2O Schichtdicke Atmosphäre nicht maßstäblich!

Treibhauseffekt Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre Zeit (Jahre vor 2005) heute

Messung an Luftproben seit 1958

Messung an Eisproben

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

44

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

45

3.4 Wachsende Weltbevölkerung

Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2004, Frankfurt a.M. (2003) Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

46

4) Status quo und Szenarien für die Zukunft (IPCC Report 2007)

www.ipcc.ch 4.1 Lufttemperatur 4.2 Meeresspiegel 4.3 Gesellschaftliche und wirtschaftliche Veränderungen

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47

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

4.1

Meeresspiegelanstieg 51cm

38cm

23cm

Mittel 1980-1999

18cm CO2 konstant wie 2000 AD

Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Erhöhung der mittleren globalen Lufttemperatur Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

Treibhausgase oder Änderung Erdumaufbahn? Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

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Ozean - Ausdehnung durch Erwärmung Gletscher und Eiskappen Grönland

1961-2003

1993-2003

mm pro Jahr

mm pro Jahr

0.42 ±0.12

0.50 ±0.18

38.2% 1.6 ±0.5

57.1%

0.77 ±0.22

27.5%

45.4%

0.05 ±0.12 0.14 ±0.41

4.5% 12.7%

0.21 ±0.35 0.21 ±0.35

7.5% 7.5%

Summe Modell:

1.1 ±0.5

(100%)

2.8 ±0.7

(100%)

Summe Messung:

1.8 ±0.5

3.1 ±0.7

-0.7 ±0.5

-0.3 ±1.0

Antarktis

Differenz:

Informationen aus dem IPCC- Report 2007: Meerespiegelerhöhung und Ursachen Beitrag zu Vorl. Wirtschaftsethik, Hochschule Bremerhaven, 27. März 2009

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

4.2

50

4.4 Gesellsch. u. wirtschaftl. Veränderungen Wasser Ökosysteme Nahrungsmittel Küsten Gesundheit

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: Impacts,Adaptation and Vulnerability, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

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Abtauchen ist keine Lösung !

foto: hans oerter, 2008

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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