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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Ulrich Berner
Hanns-Seidel-Stiftung e.V.Wochenendseminar II/2008
Wildbad Kreuth2. Februar 2008
KlimawandelGestern und heute
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Was man so braucht ….Was man so braucht ….
Bild 1 Quelle: BGR
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Was man so braucht ….Was man so braucht ….
Bild 2 Quelle: BGR
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
LateriteKeramik-rohstoffe
Verwitterungs-anreicherungenauf Erzgängen
KohleSchwerminerale in Dünen
KorallenkalkeEindampfungsbecken Kalk, Gips, Salz & Kali
Bims, Zeolithe
See-Erze
Schwerminerale in Flüssen und Strandseifen
Eisen- und Manganerze
Kies und Sand
Gra
nitV
ulka
n
Torf
Eisen-Erze
Eisen- & Mangan-Karbonate
Eisen- & Kupfererze
Was man so braucht ….Was man so braucht ….
Bild 3 Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
langwellige Rückstrahlung
kurzwellige Rückstrahlung
Treibhaus ErdeTreibhaus ErdeMotor SonneMotor Sonne
kurzwellige Sonnenenergie Aufnahme
langwelliger Energie
Bild 4 Quellen: NASA
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
1 2 4 6 10 30Wellenlänge (μm)
Wasserdampf
Methan
Ozon
Kohlendioxid
Stickoxid (Lachgas)
Gesamt0
%100
„Treibhaus“ Erde„Treibhaus“ Erde
Bild 5 Quellen: Graedl & Crutzen (1993)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Klimawirksame Gase nehmen Sonnenenergie auf und erhalten die Temperatur im System Erde auf einem Niveau, das Leben ermöglicht.
Klimawirksame Gase nehmen Klimawirksame Gase nehmen Sonnenenergie auf und erhalten Sonnenenergie auf und erhalten die Temperatur im System Erde die Temperatur im System Erde auf einem Niveau, das Leben auf einem Niveau, das Leben ermermööglicht. glicht.
„Treibhaus“ Erde„Treibhaus“ Erde
Bild 6
WasserWasser
KohlendioxidKohlendioxid
Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 7
Warum interessiert uns das Klima?Warum interessiert uns das Klima?
Das Klima ändert sich regional….
Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004); Hansen et al. (1999)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Reichen 200 Jahre Klimabeobachtung?Reichen 200 Jahre Klimabeobachtung?• menschlicher Einfluß:
Veränderung der Erdoberfläche
Treibhausgasemissionen
• natürliche Klimavariationen
MessungenTemperaturKohlendioxidNiederschlag etc.
MessungenTemperaturKohlendioxidNiederschlag etc.
RekonstruktionenTemperaturKohlendioxidNiederschlag etc.
RekonstruktionenTemperaturKohlendioxidNiederschlag etc.
KombinationKombination
Bild 8
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Geoarchive:
Meer, Land & Eis
Geoarchive:
Meer, Land & Eis
Bild 9 Quellen: ODP; USGS; BGR
1. Chance: Rekonstruktionen1. Chance: Rekonstruktionen
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
GeoarchiveGeoarchive
Bild 10
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Kernmaterial Schleinsee
Geoarchiv SeeGeoarchiv See
Teufe(cm)
Geoscanner Multi-Elementanalysein 50µm-Schritten
Kernmaterial 0 10 20 30 40 50 60 70
82,10
82,15
82,20
82,25
82,30
Kalzium
Eisen
Mangan Sommer
Winter
Winter
Intensität (%)
Quellen: KlimaSol-ProjektBild 11
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Schleinsee
organischer Inhalt lässt ökologische und klimatische Entwicklung erkennen
0 20 40 60 80 10019.0
19.4
19.8
20.2
20.6
21.0
Teuf
e (m
)
Baumpollen (%)
Birke Kiefer
Buche
Linde
Erle
Übr
ige
Bau
mar
ten
Ulme
Eiche
Atla
ntik
umSu
bbor
eal
Bor
eal
Quellen: KlimaSol-ProjektBild 12
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Geoarchiv SeeGeoarchiv See
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
BlattindikatorBlattindikator
Prozentanteile der Arten mit ganzrandigen Blättern
0 20 40 60 80 100
0
20
10
30
Mitt
lere
Jah
rest
empe
ratu
r (°C
)
doppelt gesägt
ganzrandig
Quelle: Stanley (2001)Bild 13 Quelle: Stanley (2001)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
KarbonatKarbonat
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
0100200300400500Alter (Mio. Jahre)
δ18 O
Kar
bona
t (o /
oo)10°C
15°C
20°C
25°C
Bild 14 Quelle: Veizer et al. 1999; Veizer et al. 2000
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
12 16 20 24 28Temperatur des Oberflächenwassers (°C)
Verh
ältn
isw
erte
Alk
enon
e(U
K37
)
Golf von Kalifornien
MesspunkteFunktion
KalkalgeEmiliania huxleyi
3μm
Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004)Bild 15
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Eiskerne Eiskerne
Eiskerne ermöglichen sehr genaue Klimarekonstruktionen der letzten 800 Tausend Jahre.
GISP2 GrönlandVostok & EPICA Antarktis GISP2 GrönlandVostok & EPICA Antarktis
Temperatur
Kohlendioxid
Aerosole etc.
Temperatur
Kohlendioxid
Aerosole etc.
Bild 16 Quellen: GISP2 Eiskern-Projekt; Vostok Eiskern-Projekt
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?
Bild 17 Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
8
10
12
14
16
18
20
22
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000Jahre seit Beginn der Warmzeit
Juli-
Tem
pera
tur (
°C)
Eem
Holstein
Ruhme
Holozän
heutigesTemperaturniveau
Keine Chance: Rekonstruieren und ExtrapolierenKeine Chance: Rekonstruieren und Extrapolieren
Bild 18 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 19 Quelle: Hiete (1999); PIK (2002)
2. Chance: Prozesse verstehen & Modellieren2. Chance: Prozesse verstehen & Modellieren
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Längengrad EW
Bre
iteng
rad
N
S
MeerGletscherTundraGemäßigte BreitenTropenTrockengebiete
Bild 20 Quellen: PaleoMap Project Scotese et al. (2000)
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
0100200300400500
20
40
60
80
Alter (Mio. Jahre)
Vere
isun
gsin
dika
tor
(Bre
iteng
rad)Kontinental-GletscherKontinental-Gletscher
Kam
briu
mK
ambr
ium
Ord
oviz
ium
Ord
oviz
ium
Silu
rSi
lur
Dev
onD
evon
Kar
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Kar
bon
Perm
iPe
rmi
Tria
sTr
ias
Jura
Jura
Kre
ide
Kre
ide
Tert
iär
Tert
iär
Bild 21 Quelle: Frakes et al. 1992
Heißzeit Eiszeit
heutige Eiszeit
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0dT
emp
(K)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20dOcean area (%)
barren continent scenariobarren continent scenario
Energy balance modelEnergy balance model
Bild 22 Quellen: Berner & Hiete (2001)
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 23 Quellen: Frakes et al. (1991); Veizer et al. (2000); Berner et al. (2001)
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
28
01002003004005004
8
12
16
20
24
20
40
60
80
Alter (Millionen Jahre)
Eisr
andl
agen
(Bre
iteng
rad)
Tem
pera
tur (
°C)
Kam
briu
m
Ord
oviz
ium
Silu
rD
evon
Kar
bon
Perm
Tria
s
Jura
Kre
ide
Tert
iär
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 24
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
Quellen: Veizer et al. (2000); Berner et al. (2001)
Eis
0
5
10
15
20
25
30
0100200300400500Alter (Mio. Jahre)
Tem
pera
tur (
°C)
Kam
briu
m
Ord
oviz
ium
Silu
rD
evon
Kar
bon
Per
mTr
ias
Jura
s
Kre
ide
Terti
är
20
40
60
80
Eisr
andl
agen
(Bre
iteng
rad)
CO2 (Berner et al. 2001)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
atm
osph
äris
ches
Koh
lend
ioxi
d (p
pm)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 25 Quellen: GISP2 und Vostok Eiskern-Projekte
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte Zeiten
-4
-2
0
2
4
6
020406080100Alter (1000 Jahre)
Tem
pera
tura
bwei
chun
g (°
C)Weichsel-Kaltzeit
Dansgaard-Oeschger-Ereignisse
kalt
warm
GISP2 Eiskern GrönlandGISP2 Eiskern Grönland
180
200
220
240
260
280
atm
osph
äris
ches
CO
2(p
pmv)
Holozän-Warmzeit
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Gilgamesch Epos / SintflutGilgamesch Epos / Sintflut
Assyrische Keilschriften aus NiniveAssyrische Keilschriften aus Ninive
Bild 26 Quelle: Berner & Streif (2000); Hildebrandt (2004)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 27
NordseeküsteNordseeküste
1000 800 600 400 200 0 200 400 600 800 1000 1200
Jahr nach Christusvor Christus
DeichbauÜberflutung
Meeresspiegel
Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
24
25
26
27
28
29
0200040006000800010000
Alter (Jahre v.h.)
Obe
rflä
chen
tem
pera
tur (
°C)
Arabisches MeerArabisches Meer
nach Doose-Rolinski et al. (2001)
Holozän-WarmzeitHolozän-Warmzeit
Holozän Optimum
Bild 28 Quellen: Doose-Rolinskie et al. (2001)
255
260
265
270
275
280
285
Koh
lend
ioxi
d (p
pm)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Klima-Optimum
255
260
265
270
275
280
285
01000200030004000500060007000800090001000011000Alter (Jahre vor heute)
Koh
lend
ioxi
d (p
pm)
0
1
2
3
4
5Sc
hmel
zere
igni
sse
pro
100
Jahr
eHolozän-WarmzeitHolozän-Warmzeit
Grönland (GISP2 Eiskern)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bild 29 Quelle: GISP2 Eiskern-Projekt
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
19041904
Bild 30 Quellen: Gesellschaft für ökologische Forschung, München, www.gletscherarchiv.de
AlpengletscherAlpengletscher
Gepatschferner Kaunertal (Österreich)Gepatschferner Kaunertal (Österreich)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
1904190420002000
Bild 30 Quellen: Gesellschaft für ökologische Forschung, München, www.gletscherarchiv.de
AlpengletscherAlpengletscher
Gepatschferner Kaunertal (Österreich)Gepatschferner Kaunertal (Österreich)
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 31 Quellen: Hormes et al. (2001)
Schweizer AlpengletscherSchweizer Alpengletscher
Schweizer Zentralalpen: 8 Rückzugsphasen während der letzten 10 000 Jahre über denheutigen Rückzugsstand hinaus!
Alter Gletscherstand
Wald & Moore
Gletscherausdehnung
Wald & Moor zerstörtheutiger Gletscherstand
Überreste Wald & Moor
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 32 Quellen: Gamper & Suter (1982); Holzhauser (1995)
Holozän-Warmzeit
0
20
40
60
80
100
020004000600080001000012000Alter (Jahre vor heute)
Gle
tsch
er-R
ückg
ang
(%; B
ezug
185
0)
255
260
265
270
275
280
285
Koh
lend
ioxi
d (p
pm)
Optimum
Gute Zeiten - schlechte ZeitenGute Zeiten - schlechte ZeitenSchweizer AlpengletscherSchweizer Alpengletscher
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 33
GrönlandGrönland
DeutschlandDeutschland
BermudaBermuda
TibetTibet
260280300320340360
atm
osph
äris
ches
CO
2(p
pmv)260280300320340360
Gute Zeiten – Schlechte ZeitenGute Zeiten – Schlechte Zeiten
Quellen: GISP2-Eiskern Projekt; Keigwin (1999); Glaser (2000); v. Grafenstein (1998); Esper (2000); CDIAC (2005)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 34
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Quellen: Hiete (1999)
Braunkohle
Hartkohle
Erdöl
Erdgas
0
5
10
15
20
25
30
CO
2-Em
issi
onsf
akto
ren
(kg
C /
GJ)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 35
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Quellen: BGR Emissionsdatenbank 2006
0
2
4
6
8
10
1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000Jahr
CO
2Em
issi
onen
(Mrd
. tC
)
Kohle
Öl
GasGesamtemissionen
Landnutzung
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 36
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Quellen: BGR; Tans et al. (1999); Houghton (2002)
Senken(Wälder, Ozean ….)
Atmos
phär
e
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
5,62,2
Mrd. Tonnen C6,6
QuellenQuellenBundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 37 Quellen: BGR, ergänzt nach div. Publikationen
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Jahr 1998Jahr 1998
36 %?
3,2 ?
SenkenSenken
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
2,32,2
Mrd. Tonnen C6,6
QuellenQuellenBundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 38 Quellen: BGR, ergänzt nach div. Publikationen
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Jahr 2000Jahr 2000
74 %?
6,5 ?
SenkenSenken
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 39 Quellen: Berner (im Druck)
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Temperaturabweichung (°C)
Senk
enst
ärke
(Mrd
. tC
)
Temperaturabweichung (°C)
Daten: 1856 - 2003
OzeaneVegetation
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Daten: 1856 - 2003
Bild 40 Quellen: Berner (im Druck)
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Temperaturabweichung (°C)
Senk
enst
ärke
(Mrd
. tC
)
El Nino 1997/98La Nina 1999/2000
El Nino 1991/92
! Pinatubo-Ausbruch !
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Gesamt-Treibhauseffekt menschlicher Treibhausanteil seit 1750
1,56 Wm-2
10,4%
57,8%
17,4%
5,2%
übrige0,25
9,3% FCKW0,28
Stickoxide0,14
Methan0,47
Kohlendioxid
0,9 %übrige Treibhausgase
1,14 W m-2
1,2 %
120
Trei
bhau
seffe
kt (
W /
m2 )
0
20
40
60
80
10066 +- ? %
5 +- 0,8 %
Wasserdampf
Kohlendioxid29 +- 2,1 %
übrigeTreibhausgase
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 41 Quellen: Raval & Ramanathan (1989); Bengtson (1997)
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 42 Quellen: Jones et al. (2001); CDIAC (2001)
Der Mensch, ein Klimamacher ?Der Mensch, ein Klimamacher ?
260
280
300
320
340
360
380
400
1855 1880 1905 1930 1955 1980 2005Jahr
atm
osph
äris
ches
CO
2(p
pm)
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Tem
pera
tura
bwei
chun
g (°
C)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
1. Zwischenbilanz1. Zwischenbilanz
• „Treibhaus“-Gase sind ein wichtiger Bestandteil des Klimasystems, waren aber in der Vergangenheit nicht der Antrieb.
Bild 43 Quelle: BGR, Berner & Streif (2000 – 2004)
• Das Klima der Vergangenheit hat eine regelrechte Achterbahnfahrt absolviert.
• Der Mensch beeinflusst den Kohlenstoffzyklus und das Klima durch Emissionen. Wie groß die Auswirkungen sind, ist allerdings ungewiss.
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Teleskop des Yohkoh-Satelliten (Japan)
1. Juni 2000
Motor SonneMotor Sonne
Bild 44
+ = +
Neutronen Protonen Helium Energie
Der FusionsreaktorDer Fusionsreaktor
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 45
Motor SonneMotor Sonne
010002000300040005000Zeit (Millionen Jahre)
800
1000
1200
1400
1600
Sonn
enst
rahl
ung
(Wat
t pro
m2 )
ZukunftVergangenheit
1000
heute
heller
dunkler
Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
b
a
Erde
Sonne
a
Exzentrizität
23.5°e
b
Rotationsachse
Sonne
S
N
c
Präzessionskreis der Erd-Rotationsachse
Rotationsachse
Sonne
S
N Y Orbitalbahn
a
Erde
Sonne
d
Präzession der Orbitalbahn
Obliquität
Motor SonneMotor Sonne
Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)Bild 46
ca. 19 bis 25 ka
ca. 100 ka
ca. 40 ka
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 47 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 48 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 49 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 50 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
245 Mio Jahre
243 Mio Jahre
100 ka
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
Ener
giem
enge
Exz
entr
izitä
t (W
att p
ro m
2)
δ18 O
-SPE
CM
AP
(o /oo
)
Motor SonneMotor Sonne
Bild 51 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 52
Motor SonneMotor Sonne
Sonnenwind
GasausbrücheErdmagnetfeld
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
Quellen: NASA
KosmischeStrahlung
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Stickstoff 14N-Atom
kosmische Strahlung
Neutron
Beryllium 10Be-Atom
Bild 53
Sauerstoff 16O-Atom
Neutron
Quellen: Vonmoos (2005)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Quellen: Sharma (2002)Bild 54
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Quellen: Vonmoos (2005)
GRIP Eiskern
Bild 55
Motor SonneMotor Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Stickstoff 14N-Atom
kosmische Strahlung
Neutron Proton Kohlenstoff 14C-Atom
atmosphärisches Kohlendioxid
14CSauerstoffSauerstoff
Bild 56
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 57 Quellen: Bond et al. (2001)
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
020004000600080001000012000Alter (Jahre vor heute)
0
3
6
9
12
15
Eisb
ergd
rift I
ndik
ator
(%)
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
14C
Pro
dukt
ions
rate
(Ato
me
pro
cm 2
pro
sec)
Holozän WarmzeitHolozän Warmzeit
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Motor SonneMotor Sonne
Bild 58 Quellen: Neff et al. (2001)
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
6000650070007500800085009000950010000Alter (Jahre vor heute)
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Δ14C (o/oo) Klima-Optimum des HolozänKlima-Optimum des Holozän
NiederschlagHöhlensinter Oman
Sonnenaktivität
Nie
ders
chla
g
Sonn
enak
tivitä
t
hoch
niedrig
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Alter (Jahre vor heute)
Eins
trah
lung
(Wat
t pro
m2 )
Klima-OptimumKlima-Optimum
HolozänHolozän
Klima-OptimumKlima-Optimum
VulkanausbrücheVulkanausbrüche
Bild 59 Quellen: Berner (unpubliziert)
Vulkane / SonneVulkane / SonneMotor SonneMotor Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000Jahr
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Tem
pera
tura
bwei
chun
g (°
C)
GISP2 EiskernGISP2 Eiskern
Maunder DaltonSpörerWolf
Aktivitätsminima der Sonne
Bild 60 Quellen: GISP2 Eiskern-Projekt; Stuiver et al. (1998)
-30
-20
-10
0
10
20
Δ14C (o/oo)
Sonnenaktivität
hoch
niedrig
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 61 Quellen: Crowley (2000); Zorita et al. (2003)
1310
1320
1330
1340
1350
1360
1370
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000Jahr
Klim
aant
rieb
(Wat
t pro
m2 )
VulkanausbrücheVulkanausbrüche
SonneSonne
Vulkane / SonneVulkane / SonneMotor SonneMotor Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 62 Quellen: Zorita et al. (2003); Ming Tan et al. (2003)
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
0.4
0.2
0.0
- 0.2
- 0.4
- 0.6
- 0.8
- 1.0
- 1.2
11-jähriges gleitendes MittelTem
pera
tura
bwei
chun
g [1
900-
1990
] (K
)
Jahr
ECHO-G Nordhemisphäre
Modellierung (ECHO-G)Modellierung (ECHO-G)
Kleine EiszeitKleine Eiszeit
Mittelalter-OptimumMittelalter-Optimum
1364
1365
1366
1367
1368
1369
Sonn
enei
nstr
ahlu
ng (W
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ro m
2 )
Vulkane / SonneVulkane / SonneMotor SonneMotor Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 63
Jahr 1612Christoph Scheiner (Ingolstadt) an Markus Welser (Augsburg)
Jahr 1612Christoph Scheiner (Ingolstadt) an Markus Welser (Augsburg)
Jahr 1611Helioscopicum von Christoph Scheiner
Jahr 1611Helioscopicum von Christoph Scheiner
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Sonnenflecke
Bild 64 Quelle: SIDIC Brüssel (2006)
Motor SonneMotor Sonne
020406080
100120140160180200
1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000Jahr
Sonn
enfle
cken
anza
hl
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
100
120
140
160
180
200
1750 1760 1770 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850
Jahr
Get
reid
epre
ise
(Mar
ieng
rosc
hen
pro
100
Kg)
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1367
Sonn
enei
nstr
ahlu
ng (W
att p
ro m
2 )
Getreidepreis
Sonneneinstrahlung
Motor SonneMotor Sonne
Quellen: Oberschelp (1986); mod. nach Hoyt & Schatten (1997)
Bild 65
Königreich Hannover
Die Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Sonnenstrahlung Sonnenstrahlung
Bild 66 Quellen: Jones et al. (2001); Solanki (2001)
1855 1880 1905 1930 1955 1980 2005Jahr
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Tem
pera
tura
bwei
chun
g (°
C)
1361
1363
1365
1367
1369
Sonn
enst
rahl
ung
(Wat
t pro
m 2 )
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 67 Quellen: Wigley (1999)
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Jahr
Tem
pera
tura
bwei
chun
g (°
C)
gemessen
Modell 1nur Treibhausgase
Modell 2Treibhausgase & Aerosole
Modell 3Treibhausgase
AerosoleSonne
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
310
320
330
340
350
360
Koh
lend
ioxi
d (p
pm)
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 68 Quellen: Zorita et al. (2003); CDIAC (2003)
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.41950 1960 1970 1980 1990 2000
Jahr
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
NH
Tem
p.ab
wei
chun
g(K
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CEP
Dat
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1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Abw
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2 )
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
NH
Tem
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chun
g(K
) M
odel
l
ECHO-G IIECHO-G
Bezug: 1948 - 1980
Modellierung
ECHO-G
Modellierung
ECHO-G
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
-3
-2
-1
0
1
2
Wol
kenb
edec
kung
(%)
-15
-10
-5
0
Kos
mis
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Stra
hlun
g (%
bez
ogen
auf
196
5)
1982 1986 1990 1994 1998 2002
MaximumSonnenflecken
MaximumSonnenfleckenMax.Max. Max.Max.
Wolkenbed.korrigiert
Wolkenbed.korrigiert
kosmische Strahlungkosmische Strahlung
WolkenbedeckungWolkenbedeckung
Bild 69 Quellen: Marsh & Svensmark (2003)
Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 70
2. Zwischenbilanz2. Zwischenbilanz
• Die Mechanismen der solaren Einflussnahme sind in Teilbereichen noch wenig verstanden.
• Die Sonne steuert das Klima, dies zeigen Rekonstruktionen der Vergangenheit und heutige Beobachtungen.
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
Bild 71
FazitFazit• Klima wird sich auch in Zukunft ändern, …..
• .... es lässt sich nicht „schützen“.
• An die vielen noch kommenden Klimawandel muss sich die menschliche Gesellschaft immer wieder erneut anpassen.
• Die Steigerungen der Energieeffizienz stellt einen verantwortungsbewussten Beitrag zum Umgang mit unseren fossilen Energieträgern dar.
• Dies bedeutet nicht, dass wir mit unseren Rohstoff-Ressourcen sorglos umgehen dürfen.
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
www.bgr.bund.de
KlimafaktenDer Rückblick - Ein Schlüssel für die ZukunftHrsg.: Ulrich Berner & Hansjörg Streif4. Auflage 2004
Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung
Stuttgart
ISBN 3-510-95913-2