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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Ulrich Berner Hanns-Seidel-Stiftung e.V. Wochenendseminar II/2008 Wildbad Kreuth 2. Februar 2008 Klimawandel Gestern und heute

Gestern und heute - HSS...Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 500 400 300 200 100 0 20 40 60 80 Alter (Mio. Jahre) Vereisungsindikator (Breitengrad) Kontinental-Gletscher

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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

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Was man so braucht ….Was man so braucht ….

Bild 1 Quelle: BGR

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Was man so braucht ….Was man so braucht ….

Bild 2 Quelle: BGR

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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)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

langwellige Rückstrahlung

kurzwellige Rückstrahlung

Treibhaus ErdeTreibhaus ErdeMotor SonneMotor Sonne

kurzwellige Sonnenenergie Aufnahme

langwelliger Energie

Bild 4 Quellen: NASA

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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)

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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)

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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)

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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

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Geoarchive:

Meer, Land & Eis

Geoarchive:

Meer, Land & Eis

Bild 9 Quellen: ODP; USGS; BGR

1. Chance: Rekonstruktionen1. Chance: Rekonstruktionen

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

GeoarchiveGeoarchive

Bild 10

Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?

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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?

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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

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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)

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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?

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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

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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?

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Wie entstehen Rekonstruktionen?Wie entstehen Rekonstruktionen?

Bild 17 Quelle: Berner & Streif (2000 – 2004)

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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)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Bild 19 Quelle: Hiete (1999); PIK (2002)

2. Chance: Prozesse verstehen & Modellieren2. Chance: Prozesse verstehen & Modellieren

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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

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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

bon

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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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)

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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)

Page 37: Gestern und heute - HSS...Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 500 400 300 200 100 0 20 40 60 80 Alter (Mio. Jahre) Vereisungsindikator (Breitengrad) Kontinental-Gletscher

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

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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

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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

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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

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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

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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 !

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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 ?

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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)

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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.

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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

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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)

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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

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Motor SonneMotor Sonne

Bild 47 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Motor SonneMotor Sonne

Bild 48 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Motor SonneMotor Sonne

Bild 49 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Motor SonneMotor Sonne

Bild 50 Quellen: Berner & Streif (2001 – 2004)

245 Mio Jahre

243 Mio Jahre

100 ka

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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)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Bild 52

Motor SonneMotor Sonne

Sonnenwind

GasausbrücheErdmagnetfeld

Die Launen der SonneDie Launen der Sonne

Quellen: NASA

KosmischeStrahlung

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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)

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Motor SonneMotor Sonne

Quellen: Sharma (2002)Bild 54

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

Quellen: Vonmoos (2005)

GRIP Eiskern

Bild 55

Motor SonneMotor Sonne

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

att p

ro m

2 )

Vulkane / SonneVulkane / SonneMotor SonneMotor Sonne

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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ECHO-G IIECHO-G

Bezug: 1948 - 1980

Modellierung

ECHO-G

Modellierung

ECHO-G

Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne

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Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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Wolkenbed.korrigiert

Wolkenbed.korrigiert

kosmische Strahlungkosmische Strahlung

WolkenbedeckungWolkenbedeckung

Bild 69 Quellen: Marsh & Svensmark (2003)

Motor SonneMotor SonneDie Launen der SonneDie Launen der Sonne

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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.

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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.

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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