Die großen klimatischen Schwankungen

Die großen klimatischen Schwankungen

Wie der Mensch mit den großen klimatischen Schwankungen umgegangen ist

Wenn auch Nicht-Experten großes Interesse daran zeigen, etwas über das Verhalten von Lebewesen wie Dinosauriern, Mammuts, Pferden, Hunden usw. zu lernen. Infolge von Umweltunterschieden (Verschwinden einiger Arten oder Anpassung an neue Situationen ihrer Abwehrkräfte, um zu überleben), eine Rekonstruktion des Klimas in früheren Zeiten, zumindest ausgehend von den Epochen, in denen Homo sapiens bereits auf den verschiedenen Kontinenten präsent war Müssen wir mehr daran interessiert sein, Elemente zu sammeln, um festzustellen, wie der Mensch auf die großen klimatischen Schwankungen reagiert und sich an neue Situationen angepasst hat?

Um nicht zu weit in die Vergangenheit zu reisen, haben wir die Sammlung und Überarbeitung bibliografischer Informationen auf die letzten 12.000 Jahre beschränkt, dh ausgehend von einem Ereignis von zentraler Bedeutung für die Erde und damit für alle Lebewesen: das Ende von Die letzte Eiszeit begann vor etwa 900.000 Jahren und dauerte bis etwa 18.000 v

Die paläoklimatischen Rekonstruktionen basieren aus den in den vorhergehenden Artikeln erläuterten Gründen auf den Abweichungen der Durchschnittstemperaturen der verschiedenen Zeiträume von der aktuellen Durchschnittstemperatur. Die Abweichungen der Durchschnittstemperaturen der verschiedenen Epochen stammen aus historischen Daten (Chroniken, literarischen Zitaten, künstlerischen Reproduktionen, Fotos usw.), Fauna- und Botanikdaten, geologischen Daten, chemischen und physikalischen Studien und offensichtlich aus den letzten Jahrhunderten ab Instrumentalaufzeichnungen.

An dieser Stelle möchten wir daran erinnern, was in den letzten Monaten bereits wiederholt betont wurde: Die Trends bei den Werten der meteorologischen Parameter sind nicht die gleichen wie bei der Charakterisierung der Klimatologie, bei denen über mehrere Jahrzehnte feststellbare Schwankungen berücksichtigt werden Die Meteorologie betont die täglichen Schwankungen in einem eher saisonalen Kontext. Klimatische Schwankungen gehen mit begrenzten Temperaturschwankungen einher. Tatsächlich wurde festgestellt, dass Variationen von 1 bis 2 Grad ausreichen, um erhebliche klimatische Veränderungen zu erzielen.

Zur Verdeutlichung wurde der Zeitraum der letzten 12.000 Jahre in drei Teile unterteilt:

  • DIE ERSTEN 9.000 Jahre, in denen sich das Klima im Quartär am stärksten verändert hat und in denen sich die Entwicklung des Menschen und der Kulturen in ihrer ganzen Fülle manifestiert hat: von der Vorgeschichte bis zu den alten Zivilisationen;
  • Eine zweite Periode, AB 1.000 v. Bis 1.000 n. Chr., In denen die Zeugnisse über das Klima bereits detaillierter und dokumentierter sind;
  • DIE LETZTEN 1000 JAHRE, in denen menschliche Instrumente und Erinnerungen die Datenerfassung sicherer denn je machen und ihre Interpretation verwirrender machen.

VON PRÄHISTORISCHEN ZIVILISIERUNGEN ZU ALTEN ZIVILISIERUNGEN

ERSTER TEIL: DIE ERSTEN 9.000 JAHRE

Mit dem neolithisch Nach 850.000 Jahren trat der prähistorische Mensch aus den Strapazen der quaternären Eiszeit (einer der vielen Vergletscherungen in der Geschichte der Erde) hervor und trat insbesondere in eine der "heißen" Variationen des Gletscherismus ein, die durch einen Wechsel gekennzeichnet ist von Schwingungsthermie von nur 4-5 Grad entsprechend der Gletscher- und Interglazialperiode.

In der Karte von 10.000 bis 750 v.es wird beobachtet, dass die Klimatrendkurve ist auf dem Vormarsch bis 4.000 v. wo es als Peak 1,5 ° erreicht und dann in Richtung zunehmend relativ kalter Werte fällt, d. h. in Richtung einer Gletscherphase am Ende des interglaziale Hitze, begann vor 20.000 Jahren. Das erste Mal, dass die Klimadurchschnittstemperatur die aktuelle Durchschnittstemperatur (T.M.A.) überschritt, war um das Jahr 8.750 v. ein positives Maximum in 8.500 v. Chr. zu erreichen, gefolgt von einem negativen Rückgang von 500 Jahren, bis die Durchschnittstemperatur mit einigen Schwingungen zu steigen begann, um den Höhepunkt der letzten 12.000 Jahre in 4.500 v. Chr. zu erreichen, wobei ein Peak in Bezug auf 1,5 ° bewertet wurde die TMA

Um 3.250 v und deutlicher in 750 v. 2000 v. Chr. gab es zwei Kälteperioden, die durch eine warme Phase voneinander getrennt waren.

Mit dem Anstieg der Durchschnittstemperatur des Klimas entsprach der unmittelbarste Effekt den großen Eisflächen in den niedrigsten Breiten, der Verringerung der Dicke und, was noch deutlicher ist, dem Rückzug der Gletscherfronten mit ebenfalls erheblichen Konsequenzen bei Umweltveränderungen.

Die Verringerung der Dicke verursachte in vielen Gebieten ein Anheben des Bodens aufgrund des verringerten Drucks durch riesige Eismassen, wie dies in den skandinavischen Ländern der Fall war, in denen eine Anhebung von über 100 m über dem Meeresspiegel erfolgte. In anderen Gebieten drang die Zunahme des Meeresvolumens in alte Strände ein, so dass es neue geografische Arrangements gab, die teilweise noch bestehen: zum Beispiel um 8.000 v. Die Bretagne isolierte sich von Europa und wurde zu einer Insel, während die Zone der Vereinigung zwischen Amerika und Asien vom Meer heimgesucht wurde, mit allen klimatischen, anthropologischen, tierischen, botanischen Konsequenzen usw., die mit der Isolation verbunden waren.

Der Rückzug der Gletscherfront nach Norden über Hunderte von Kilometern führte zu Veränderungen in der Verteilung der Flora und damit der Fauna. Pflanzen und Tiere "wanderten" nach Norden aus, aber einige Arten starben aus, weil sie sich bei Änderungen der Umweltbedingungen nicht an sie anpassen konnten.

So wanderte ein für die Tundra typischer Pflanzenverband, der aus Moosen und Gräsern bestand, die damals in unseren Breiten vorkamen, mit Wäldern an den Rändern, die für kalte Gebiete charakteristisch sind, wie Kiefern, Haselnüsse, Birken, Polarweiden usw., in die heutigen nordischen Regionen zusammen mit einer kalten Klimafauna, die aus lebenden Arten besteht oder vollständig verschwunden ist, wie Bären, Mammuts, Rentiere, Bisons usw.

Was hat der Mensch in dieser Übergangsphase vom großen Frost zum milderen Klima getan?

Als der Klimawandel begann, befand er sich noch im Paläolithikum, aber die Steinwerkzeuge waren bereits ausreichend perfekt für die Tätigkeit des Menschen, der durch das Jagen und Sammeln von Früchten dargestellt wurde.

Die Milde des Klimas, das sich einstellte, ermöglichte es dem Menschen, die Höhlen zu verlassen, die ihn seit Hunderten von Jahrtausenden vor der Kälte und vor Tieren geschützt hatten.

Auch er wanderte nach Norden aus, um den Tieren und Früchten zu folgen, an die er gewöhnt war, bis es jetzt mitten im Neolithikum den großen Wendepunkt gab, der die Lebensweise der Menschheit radikal veränderte: die Entdeckung der Landwirtschaft und später die Zucht von Haustieren.

Die erste Neuerung war die Aufgabe des Waldes, der kaum Möglichkeiten zur Ernährung bot und die Jäger dazu zwang, lange Strecken zurückzulegen, um nach Beute zu suchen, während die Ebene es ermöglichte, ein Produkt zu erhalten, das den Bedürfnissen der verschiedenen Gemeinschaften, die sich bildeten, entsprach .

Mit zunehmend milderem Klima wurde die Vegetation immer üppiger und die Techniken wurden verfeinert, nicht nur beim Anbau der verschiedenen Pflanzen, sondern auch bei der Schaffung und Vorbereitung landwirtschaftlicher Flächen auf Kosten der Wälder.

Im Laufe der Zeit bauten sie eine beträchtliche Anzahl von Weizen-, Gersten-, Hülsenfrucht- und Gemüsearten an und entdeckten die Eigenschaften von Flachs zum Weben.

Neolithische Männer wechselten ihre Tätigkeit als Landwirte und Viehzüchter ab, ohne die für das Paläolithikum typische Kultur der Jäger und Sammler von Früchten und Wildpflanzen aufgegeben zu haben. Die Ausweitung der neuen landwirtschaftlichen Tätigkeit breitete sich nicht so schnell aus, wie es scheinen mag: Sie begann 10.000 v. im Nahen Osten, aber es dauerte mehrere Jahrtausende, bis es sich nach Europa ausbreitete, so dass die Expansion praktisch 3.000 v. Chr. endete. mit dem Kolonisation der britischen Inseln durch die landwirtschaftliche Bevölkerung, die auf der Suche nach neuem Land nach Westen und Norden zog.

In anderen Teilen der Welt verbreitete sich die Landwirtschaft auf unterschiedliche Weise und mit unterschiedlichen Pflanzen und Zucht von Haustieren.

Während der Expansionsperiode wurden die Werkzeuge ausschließlich aus Stein und Terrakotta hergestellt, wobei hochspezialisierte Techniken erreicht wurden, um eine echte Industrie an privilegierten Standorten für die Qualität und Verfügbarkeit des Rohmaterials zu repräsentieren, um eine kommerzielle Aktivität mit Exporten darzustellen zu sehr entfernten Gebieten

Die Entdeckung von Kupfer erfolgte 6.000 v. Chr., Aber drei Jahrtausende lang beschränkte sich die Verwendung von Metallen auf die Herstellung von Ziergegenständen, wobei Stein für Jagdwerkzeuge und für landwirtschaftliche Aktivitäten bevorzugt wurde.

Wenn von 10.000 bis 3.000 v Die erste wirkliche Revolution fand statt, mit der die Menschheit konfrontiert war, um die beiden grundlegenden Aktivitäten zu etablieren, die bis heute das Leben der Bevölkerung charakterisieren Landwirtschaft und ViehzuchtMit Hilfe von Steinwerkzeugen, die von den Männern selbst geschaffen wurden, begann eine weitere viel wichtigere Revolution, diesmal industriell, mit 3.000 v. das ist das von Metall, dessen Bedeutung als instrumentelle Anwendung nicht sofort bewertet wurde, sondern das Schicksal der Menschheit radikal verändern sollte.

Die Entdeckung von KupferDas erste dem Menschen bekannte Metall trat um 6.000 v. Chr. auf, dank der Erwärmung von metallhaltigen Steinen, die zufällig an der Stelle vorhanden waren, an der das Essen gekocht wurde. Zweifellos war der Mann überrascht von der Fähigkeit des Metalls, mit der Hitze den flüssigen Zustand anzunehmen und infolge der Abkühlung in den festen Zustand zurückzukehren. Ihm wird zugeschrieben, eine Technik für ihre Verarbeitung entwickelt zu haben, aber es bleibt ein Rätsel, die Verwendung von Metallen für die Herstellung von Ziergegenständen seit drei Jahrtausenden beschränkt zu haben und Stein und Holz für Jagdwerkzeuge und für landwirtschaftliche Aktivitäten zu bevorzugen.

Wie bei anderen wichtigen Ereignissen auf der Erde, die von der Geologie hervorgehoben wurden, dauerte es auch sehr lange, bis sich die Erwärmung des quaternären Klimas auf ausgesprochen milde Werte festsetzte, wie dies durch die Klimatrendkurve deutlich dargestellt wird Große Temperaturschwingungen sind das Ergebnis vieler Mikroschwingungen, die, wie wir in jüngerer Zeit gesehen haben, eine Amplitude von einigen Jahrzehnten haben können. Leider gibt es für solch ferne Zeiten keine Möglichkeit, diese Mikrooszillationen hervorzuheben.

So auch die "KOLONISATION"Seitens der landwirtschaftlichen Bevölkerung hat es, wie oben erwähnt, lange gedauert, aber die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Landwirtschaft war mit zwei sehr spezifischen Tatsachen verbunden: der Geschwindigkeit, mit der sich die Gletscher weiter nach Norden zurückzogen, und der Notwendigkeit, neues Land zu erwerben die Bevölkerung, sowohl aus demografischen Gründen als auch zur Verarmung des Landes aufgrund intensiver Ausbeutung, ohne die Fruchtbarkeit der Felder wiederherzustellen.

In der nächsten Ausgabe werden wir über alte Zivilisationen sprechen und wie ihre Entwicklung durch klimatische Schwankungen beeinflusst wurde.

Dr. Pio Petrocchi


5 Millionen Jahre klimatischer Schwankungen: "Das Klima wiederholt sich wie Fraktale"

Aber der anthropogene Klimawandel könnte das System zu sehr "verändern"

Wenn wir über den Klimawandel sprechen, müssen wir uns ansehen, wie das Klima zuvor war, um natürliche Unterschiede zu erkennen und sie von vom Menschen verursachten Veränderungen unterscheiden zu können. Dies haben dänische Forscher vom Niels Bohr Institutet der Universität Kopenhagen und der Universität von Südchina in Guangzhou getan, die die natürlichen klimatischen Schwankungen in den letzten 12.000 Jahren analysiert haben, in denen wir eine heiße interglaziale Periode hatten, die 5 Millionen Jahre zurückreicht sehen die Hauptmerkmale des Erdklimas. Die Studie, veröffentlicht am Naturkommunikationzeigt nicht nur, dass das Wetter chaotisch ist, sondern dass das Erdklima chaotisch ist und schwer vorherzusagen ist.

Am Niels Bohr Institutet erklären sie, dass "das Klimasystem der Erde durch komplexe Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Ozeanen, Eiskappen, Landmassen und der Biosphäre (Gebiete der Welt mit Tier- und Pflanzenleben) gekennzeichnet ist. Astronomische Faktoren spielen auch eine Rolle in Bezug auf wesentliche Veränderungen wie den Übergang zwischen Eiszeiten, die typischerweise etwa 100.000 Jahre dauern, und interglazialen Perioden, die typischerweise etwa 10 bis 12.000 Jahre dauern.

Peter Ditlevsen, außerordentlicher Professor für Klimaphysik am Niels Bohr Institutet, erklärt: „Wir können das Klima als Fraktale betrachten, dh als Muster oder Strukturen, die sich in kleineren Versionen auf unbestimmte Zeit wiederholen. Wenn wir über hundertjährige Stürme sprechen, liegen dann 100 Jahre zwischen ihnen? Oder plötzlich feststellen, dass es in kurzer Zeit drei dieser Stürme gibt? Wenn Sie von sehr heißen Sommern sprechen, wann passieren sie alle 10 Jahre oder alle 5 Jahre? Wie groß sind die normalen Variationen? Jetzt haben wir es studiert ». Tatsächlich haben dänische und chinesische Forscher untersucht: Temperaturmessungen in den letzten 150 Jahren. Grönländische Eisdaten von der Zwischeneiszeit vor 12.000 Jahren bis zur Eiszeit vor 120.000 Jahren, 800.000 Jahre alte Eisbohrkerndaten der Antarktis sowie Daten von marinen Sedimenten aus der Zeit vor 5 Millionen Jahren.

Ditlevsen erinnert sich: „Wir haben nur etwa 150 Jahre direkte Temperaturmessungen. Wenn wir also beispielsweise abschätzen möchten, wie groß die Abweichung für mehr als 100 Jahre sein kann, betrachten wir die Temperaturdaten für diesen Zeitraum, aber dies Ich kann nicht sagen, was wir vor über 1000 Jahren für die Temperaturdaten erwarten können. Wenn wir jedoch die Beziehung zwischen Änderungen über einen bestimmten Zeitraum bestimmen können, können wir eine Schätzung vornehmen. Diese Arten von Schätzungen sind von großer Bedeutung für die Sicherheitsbewertung von Bauwerken und Gebäuden, die sehr lange haltbar sein müssen, oder für Bauwerke, für die schlechtes Wetter ein Sicherheitsrisiko darstellen könnte, wie beispielsweise Bohrplattformen oder Kernkraftwerke . Jetzt haben wir all dies untersucht, indem wir direkte und indirekte Messungen in der Zeit zurück analysiert haben ».

Die Studie zeigt, dass natürliche Variationen in einem bestimmten Zeitraum in ganz besonderer Weise von der Länge des Zeitraums abhängen, was für Fraktale charakteristisch ist. Dieses Wissen sagt etwas darüber aus, wie viel wir von einem kolossalen Sturm erwarten können, der alle 1.0000 Jahre auftritt, und wie er sich auf einen hundertjährigen Sturm bezieht und wie viele hundertjährige Gewitter in 10 Jahren zu erwarten sind. Die Forscher fanden auch heraus, dass es einen Unterschied im fraktalen Verhalten des Vereisungsklimas und des aktuellen warmen interglazialen Klimas gibt.

Ditlevsen. Er erklärt weiter: „Wir können sehen, dass das Klima während einer Eiszeit viel größere Schwankungen aufweist als das Klima während einer Zwischeneiszeit. Es gab Spekulationen, dass der Grund astronomische Variationen sein könnten, aber jetzt können wir diesen Fall ausschließen, da sie sich in den großen Schwankungen während der Eiszeit auf die gleiche "fraktale" Weise verhielten wie in anderen natürlichen Schwankungen auf der ganzen Welt.

Die astronomischen Faktoren, die das Erdklima beeinflussen, hängen vom Einfluss der Schwerkraft der anderen Planeten im Sonnensystem auf die Erde ab und betreffen die Erdumlaufbahn um die Sonne, die von nahezu kreisförmig bis elliptisch variiert und sich auf diese auswirkt Sonnenstrahlung auf der Erde. Die Schwerkraft der anderen Planeten beeinflusst auch die Rotation der Erde um ihre Achse. Die Erdachse schwingt zwischen einer Neigung von 22 Grad und 24 Grad. Wenn die Neigung 24 Grad beträgt, gibt es einen größeren Unterschied zwischen Sommer und Winter, und dies hat Einfluss auf die heftigen Veränderungen des Klimas, der Eiszeiten und der interglazialen Perioden.

Plötzliche Klimaveränderungen während der Eiszeit können durch verschiedene Mechanismen ausgelöst worden sein, die den Golfstrom beeinflusst haben, der heißes Wasser vom Äquator nach Norden zum Atlantik transportiert, wo es gekühlt wird und unter dem Eis und im kalten Wasser des Ozeans schmilzt wird nach Süden zurückgeschoben. "Diese Wasserpumpe - sagen die Wissenschaftler - kann durch Änderungen des Frischwasserdrucks, durch Aufbrechen der Eisschicht oder durch Verdrängung von Meereis ausgeschaltet oder geschwächt werden, und das Ergebnis ist eine zunehmende klimatische Variabilität."

Das Klima während heißer Zwischeneiszeiten ist stabiler als das Klima des Gletscherklimas. "Tatsächlich - sagt Ditlevsen - sehen wir, dass das Klima der Eiszeit das ist, was wir" multifractal "nennen, was in sehr chaotischen Systemen zu sehen ist, während das interglaziale Klima" monofractal "ist. Dies bedeutet, dass sich die Beziehung zwischen den Extremen des Klimas über verschiedene Zeiträume hinweg wie die Beziehung zwischen den normaleren Beziehungen in verschiedenen Zeitskalen verhält. "

Diese neue Klimafunktion wird es Klimaforschern leicht machen, zwischen natürlichen und anthropogenen Klimaveränderungen zu unterscheiden, da vorhergesagt werden kann, dass sich der induzierte Klimawandel nicht wie natürliche Schwankungen verhält.

Ditlevsen fasst zusammen: „Die Unterschiede, die wir zwischen den beiden Klimazuständen festgestellt haben, legen auch nahe, dass wir, wenn wir das System zu stark„ verschieben “, in ein anderes System eintreten könnten, was zu mehr Schwankungen führen könnte.Wir müssen weit in die geologische Geschichte der Erde zurückgehen, um ein warmes Klima wie das zu finden, auf das wir zusteuern. Auch wenn wir die klimatischen Schwankungen in der Vergangenheit nicht im Detail kennen, wissen wir doch, dass es im warmen Klima dieser Zeit plötzliche Klimaveränderungen gegeben hat. "


Index

Zunächst muss die elliptische Umlaufbahn betrachtet werden, die die Erde um die Sonne beschreibt. Wenn nur diese beiden Himmelskörper existieren würden, wäre diese Ellipse nicht verformbar. Die Erde ist jedoch der Anziehungskraft der anderen Planeten ausgesetzt, die ihre Bewegung stören, indem sie die von der Erde beschriebene elliptische Flugbahn kontinuierlich verformen.
Die Folgen dieser Verformung sind:

  • Eine Schwingung im Wert der Exzentrizität dieser Ellipse, die progressiv zwischen Null und maximal 0,06 variiert
  • Eine Schwingung der Ebene der Umlaufbahn mit einer Amplitude von etwa 3 Grad
  • Eine Verschiebung des Perihels, die sich langsam in die gleiche Richtung wie die Erdbewegung dreht und in etwa 110.000 Jahren eine vollständige Drehung vollendet.

Einfluss von Bewegungsstörungen auf die Erdtemperatur Modifikation

Anruf r die Entfernung der Erde von der Sonne zu jeder Zeit tEs wird beobachtet, dass die Wärmemenge, die die Erde im Sturm erhält, zwischen liegt t ist dt ist proportional zu dt und umgekehrt proportional zu r 2 < displaystyle r ^ <2>> daher die Wärmemenge Q. dass die Erde in einem Jahr von der Sonne empfängt, wird gegeben sein durch


wo ist es k ist ein Proportionalitätskoeffizient. Es ist jedoch bekannt, dass sich die Erde nach dem Gesetz der Gebiete um die Sonne dreht und daher mit bezeichnet der infinitesimale Winkel, um den es sich in der kleinen Zeit dreht dt Den Vektorstrahl, der die Erde mit der Sonne verbindet, haben wir:


wo ist es c ist die Konstante der Bereiche. Folglich Formel (1), wobei daran erinnert wird, dass die Erde in einem Jahr eine vollständige Rotation um die Sonne vollendet, d. H. Dass der Winkel θ erhöht sich um , wird:

Unabhängig von der Erdumlaufbahn ist die Wärmemenge, die sie in einem Jahr erhält, umgekehrt proportional zur Flächenkonstante, die wiederum proportional zum Parameter ist p = a (1 - e 2) < displaystyle p = a (1-e ^ <2>)> in der Wurzel, wo zu ist die Semi-Major-Achse der Umlaufbahn und ist ist die Exzentrizität der Ellipse, die, wie erwähnt, zwischen 0,06 und Null variiert, was z Q. eine Variation in der Größenordnung von 18 / 10.000.

Letztendlich kann daher die Energiemenge, die die Erde in einem Jahr von der Sonne erhält, um 1/600 variieren. Diese Energiemenge, die die Erde aufgrund der Notwendigkeit eines thermischen Gleichgewichts erhält, entspricht jedoch derjenigen, die die Erde in den Weltraum ausstrahlt, was proportional zur vierten Potenz der in Kelvin ausgedrückten Durchschnittstemperatur ist. Die durchschnittliche Temperatur der Erde beträgt jetzt etwa 300 K (27 ° C), sodass die Temperaturschwankung in etwa 1/10 Grad quantifiziert wird. Letztendlich können Orbitalstörungen zu einer Variation der durchschnittlichen Jahrestemperatur der Erde in der Größenordnung von einigen Zehntelgraden führen.

Aber selbst wenn die durchschnittliche Variation geringfügig erscheint, kann die Temperaturverteilung in den verschiedenen Jahreszeiten variieren. Und genau das ist Gegenstand der Untersuchung verschiedener Wissenschaftler, insbesondere von Milutin Milanković.
Der Einfachheit halber aufgerufen heisse Jahreszeit das, in dem der Tag länger ist als die Nacht e kalte Jahreszeit der andere und definiert T 1 < displaystyle T_ <1>> der Punkt der Erdumlaufbahn am Frühlingspunkt e T 2 < displaystyle T_ <2>> Am entgegengesetzten Punkt, an dem es sich am herbstlichen Äquinoktium befindet, wird die Länge der warmen Jahreszeit für die nördliche Hemisphäre anhand der Zeit gemessen, die die Erde benötigt, um sich zu entfernen T 1 < displaystyle T_ <1>> zu T 2 < displaystyle T_ <2>> , während die Dauer der warmen Jahreszeit für die südliche Hemisphäre durch die Zeit angegeben wird, die es dauert, um zu gehen T 2 < displaystyle T_ <2>> zu T 1 < displaystyle T_ <1>> .

Aber die gerade T 1 T 2 < displaystyle T_ <1> T_ <2>> Die Linie der Äquinoktien, die aufgrund des Phänomens der Präzession der Äquinoktien markiert ist, dreht sich durch eine Umdrehung in etwa 25.870 Jahren, während sich auch die Hauptachse der Ellipse aufgrund von Störungen in etwa 110.000 in die entgegengesetzte Richtung dreht Jahre, was dazu führt, dass der Punkt festzustellen T 1 < displaystyle T_ <1>> es fällt ungefähr alle 21.000 Jahre mit dem Perihel zusammen. Folglich angegeben mit C b < displaystyle C_> ist C a < displaystyle C_> jeweils die Dauer der warmen Jahreszeit in der nördlichen und südlichen Hemisphäre, der Unterschied C b - C a = D < Anzeigestil C_-C_ = D> es wird eine periodische Funktion im Laufe der Zeit sein, mit einem Zeitraum in der Größenordnung von zwanzigtausend Jahren.

Aufgrund der Störungen haben wir bereits gesehen, dass sich die Exzentrizität der Erdumlaufbahn langsam ändert und zwischen 0,06 und Null oszilliert. So betrug beispielsweise vor etwa 200.000 Jahren die Exzentrizität (die jetzt 0,016 beträgt) etwa 0,057 und die Linie T 1 T 2 < displaystyle T_ <1> T_ <2>> (der heute mit der Hauptachse der Ellipse einen Winkel von etwa 78 ° bildet) war damals fast normal: Der Unterschied zwischen der Dauer der warmen Jahreszeiten in den beiden Hemisphären muss daher viel relevanter gewesen sein als heute.

Es ist noch ein weiterer astronomischer Faktor zu berücksichtigen: Die Neigung der Ekliptik beträgt jetzt 23 ° 27 ', variiert jedoch langsam und führt zu Schwingungen von etwa 3 ° (von 24 ° 36' bis 21 ° 58 '). Dies beeinflusst den Abstand der Tropen vom Äquator und den der Polarkreise von den Polen, die beide genau der Neigung der Ekliptik entsprechen. Wenn diese Neigung abnimmt, nähern sich die beiden Tropen dem Äquator und den beiden Polarkreisen am Pole und umgekehrt. Die Ausdehnungen der heißen Zone, der beiden gemäßigten Zonen und der beiden Polkappen variieren daher in ähnlicher Weise für die beiden Hemisphären, so dass der Kontrast zwischen Sommer und Winter in den beiden Hemisphären in gleicher Weise abgeschwächt wird.

An dieser Stelle muss man sich fragen, ob diese Abschwächung der saisonalen Kontraste für den Gletscherismus günstig ist oder nicht: Milanković gab eine positive Antwort auf diese Frage, während andere Geophysiker, darunter insbesondere James Croll, das genaue Gegenteil argumentieren.

Nach ihrem Erscheinen lösten astronomische Theorien in wissenschaftlichen Kreisen viele Hoffnungen aus, die jedoch bald als solche Theorien enttäuscht wurden, während sie den Wechsel von Vereisungen und interglazialen Epochen mit der periodischen Variation der Elemente der Himmelsmechanik verbanden, viele Fragen offen ließen und andere einführten neue, bis zu der Annahme, dass die bloße Variation der astronomischen Elemente nicht ausreichte, um wichtige klimatische Variationen zu bestimmen, und dass ihre Wirkung nur zweitrangig war.
Es war Milankovićs Verdienst, das Problem aufgegriffen und durch Hervorheben der Fehler seiner Vorgänger die meisten Kritikpunkte gegen diese Theorien beseitigt zu haben.

Crolls Hypothese Edit

Von den astronomischen Theorien über die Ursprünge der Eiszeiten ist die des Croll unter denjenigen vor Milankovićs Werk die bekannteste und die, die mit ihren Mängeln die größte Unterstützung für Kritik geleistet hat.

Laut Croll liegt der Ursprung der säkularen Klimavariationen in den säkularen Variationen der Erdumlaufbahn, kombiniert mit dem Phänomen der Präzession der Äquinoktien und der Verschiebung des Perihels. Andererseits wird Variationen in der Neigung der Ekliptik keine Bedeutung beigemessen. Die unterschiedliche Länge der Jahreszeiten hängt von der Exzentrizität der Umlaufbahn ab, während die Position des Frühlingsäquinoktiums von der Präzession abhängt und daher davon, ob der Winter einer bestimmten Hemisphäre mit der Erde im Perihel oder im Aphel stattfinden wird. Wir haben gesehen, dass unabhängig von der Exzentrizität und Position des Äquinoktiums die Gesamtmenge an Sonnenstrahlung, die eine Hemisphäre empfängt, gleich der Menge ist, die von der gegenüberliegenden Hemisphäre empfangen wird. Es versteht sich intuitiv, dass, wenn sich die Erde während einer halben Umdrehung näher an der Sonne befindet und daher die Intensität der empfangenen Strahlung größer ist, während der anderen halben Umdrehung die Intensität der Strahlung geringer ist, die Dauer der Strahlung jedoch länger. Sonneneinstrahlung. Gerade weil die Dauer der beiden Winter nicht gleich ist, ist die durchschnittliche tägliche Intensität der Strahlung, die die beiden Hemisphären während ihrer jeweiligen Winter empfangen, nicht gleich. Eine Hemisphäre hat einen langen, kalten Winter, die andere einen kurzen, relativ warmen Winter.

Die Präzession, kombiniert mit der Perihelverschiebung, tauscht die Rolle der beiden Hemisphären alle 10.500 Jahre aus. Ungefähr jede Hemisphäre sollte daher Vergletscherungen aufweisen, die mit interglazialen Epochen durchsetzt sind, mit einem vollen Zeitraum von 21.000 Jahren. Darüber hinaus sollten sich die Vergletscherungen der beiden Hemisphären abwechseln.

Bis zu diesem Punkt unterscheidet sich Crolls Theorie nicht von der früheren von Joseph-Alphonse Adhémar, der Variationen in der Exzentrizität nicht berücksichtigt. Stattdessen akzeptiert Croll, während er den Zeitraum von 21.000 Jahren akzeptiert, dass die Intensität der Vereisung genau von den Variationen der Exzentrizität abhängt, da genau diese signifikante Variationen in der Dauer der Jahreszeiten bestimmen. Echte Vereisungen treten nur in Perioden maximaler Exzentrizität auf, während in den minimalen Epochen vernachlässigbare oder sogar null Gletscherphänomene auftreten. Da die Periode der Exzentrizitätsschwingung sehr lang ist (ungefähr 91.000 Jahre) und die Amplitude nicht konstant ist, würden die Eiszeiten nur in Übereinstimmung mit den am stärksten akzentuierten Maxima fallen und jeweils aus einer kurzen Folge von zwei oder drei Vergletschern mit bestehen ein Zeitraum von etwa 21.000 Jahren und abwechselnd in den beiden Hemisphären. Basierend auf der von Urbain Le Verrier ausgearbeiteten Theorie der säkularen Störungen der Erdbewegung ordnet Croll den möglichen großen Gletscherepochen die Daten der ausgeprägtesten relativen Maxima der Exzentrizität der Erdumlaufbahn zu, dh: 100 (e = 0,047) 210 (e = 0,0575), 750 (e = 0,0575), 850 (e = 0,747) und 950 (e = 0,0517) Jahrtausende vor ihrer Zeit (1850). Die Daten 750 und 850 werden von Charles Lyell bevorzugt, der die ersten beiden zu neu schätzt, während Croll in Übereinstimmung mit anderen Geologen die ersten beiden als die wahrscheinlichsten bezeichnet.

Wir beobachten, dass Crolls Theorie sehr gut mit den Ideen von John Tyndall übereinstimmte, wonach man, um viel Eis zu haben, eine brauchte Verbesserter Kondensator. Nun, die terrestrischen thermischen Bedingungen in den Epochen maximaler Exzentrizität wären genau die gewesen, die Tyndall gefordert hatte: Eine Hemisphäre hatte in der Eiszeit lange und kalte Winter und wirkte als Kondensatorwährend die gegenüberliegende Hemisphäre in der interglazialen Phase die notwendige Menge Wasserdampf lieferte. Es ist wahr, dass die Hemisphäre in der Gletscherphase auch einen heißen Sommer gehabt hätte, aber dieser wäre kurz genug gewesen und daher so, dass das vollständige Schmelzen des Winterschnees nicht möglich wäre.

Nach diesen Ansichten sollten die Gletscherepochen den Epochen der maximalen jährlichen Auslenkung der empfangenen Strahlung und damit der Temperatur oder des maximalen saisonalen Kontrasts entsprechen. Stattdessen wären nach Ansicht einiger moderner Meteorologen die Bedingungen für eine ausgedehnte Gletscherformation genau entgegengesetzt zu denen, die der Croll angibt. Ein langer und kalter Winter würde nicht die Bildung von Gletschern begünstigen (tatsächlich würde ein solcher Winter dem entgegenwirken, wie zum Beispiel in Sibirien, wo es keine dauerhaften Gletscherformationen gibt), sondern ein kalter Sommer, der auch den Abstieg stromabwärts begünstigen würde die Gletscher. Wie Luigi De Marchi schreibt, "führt ein Rückgang der Wintertemperatur nicht unbedingt zu einem Anstieg des Schneefalls in den Hochgebirgsregionen (.). Andererseits kann ein Anstieg der Sommertemperaturen um einige Grad den Prozess erheblich beschleunigen." der Ablation und damit die Abnahme des Gletschers. Die gegenwärtigen periodischen Ausdehnungen der Gletscher entsprechen Perioden mit größeren Niederschlägen, die auch Perioden niedrigerer jährlicher Temperaturschwankungen und geringerer thermischer Kontraste zwischen Kontinenten und Ozeanen sind, dh Bedingungen, die denen entgegengesetzt sind, die die große Gletscherexpansion in den Gletschern bestimmt hätten Hypothese von Croll ".

Es muss hinzugefügt werden, dass Croll, der die Unzulänglichkeit seiner astronomischen Argumentation spürte, auf die Hilfe vieler anderer physikalischer Ursachen für klimatische Schwankungen zurückgriff, die, sobald das Gletscherphänomen in einer astronomisch günstigen Epoche begonnen hatte, dazu beitragen würden, es aufrechtzuerhalten um seine Wirkung zu verstärken. In gewissem Sinne hat diese Arbeit zur Anpassung der Theorie ihre Nützlichkeit gehabt, da sie zu dem Beweis geführt hat, dass das Gletscherphänomen autonom dazu neigt, sich selbst zu bewahren und zu stärken. Insgesamt ist die Theorie jedoch nicht akzeptabel, und dies hat wesentlich zu der Annahme beigetragen, dass astronomische Theorien nicht ausreichen, um die großen Unterschiede im Erdklima zu erklären, da sie angesichts anderer physikalischer und geografischer Ursachen nur eine untergeordnete Rolle spielen.

Milankovićs Beitrag Edit

Kein anderer der zahlreichen Autoren, die sich nach dem Croll und vor dem Milanković aus astronomischer Sicht mit dem Gletscherproblem befasst haben, hat einen wesentlichen Beitrag zu dieser Frage geleistet. Mit Milanković hingegen macht die astronomische Theorie einen entscheidenden Schritt nach vorne. Er stellt fest, dass astronomische und meteorologische Einwände gegen die Croll-Theorie erhoben werden können.
Ersteres (ein gewisser regelmäßiger Wechsel der Vereisungen, Wechsel in den beiden Hemisphären usw.) hätte leicht vermieden werden können, wenn Croll das Problem der terrestrischen Sonneneinstrahlung und ihrer weltlichen Variationen mit größerer mathematischer Genauigkeit gestellt hätte.
Letztere (insbesondere die Zuordnung der Eiszeiten zu den Perioden maximaler saisonaler Kontraste) ergeben sich aus der empirischen Methode zur Lösung des Problems, da kein vorläufiger ernsthafter Versuch unternommen wurde, das Klima mathematisch zu bestimmen.
Milankovićs Beitrag kann in drei Punkten zusammengefasst werden.

  • das astronomische Problem der terrestrischen Sonneneinstrahlung und ihrer weltlichen Variationen rigoros aufgestellt zu haben
  • Nachdem wir die Notwendigkeit verstanden haben, jeden Empirismus loszuwerden, die vorläufige Untersuchung des mathematischen Klimas auf die Grundlage paläoklimatischer Forschung zu stellen
  • anstatt eine neue Erklärung der Eiszeiten gegeben zu haben, eine Methode, um ihre Studie systematisch anzugehen.

Die weltliche Variabilität der terrestrischen Sonneneinstrahlung bearbeiten

Das Problem muss in zwei aufeinander folgenden Phasen angegangen werden, angefangen bei der Untersuchung der terrestrischen Sonneneinstrahlung ohne Atmosphäre (oder, was auch an der äußeren Grenze der Atmosphäre der Fall ist), bis hin zur Untersuchung, bei der das Vorhandensein von berücksichtigt wird Atmosphäre.
Das erste ist ein mathematisches Problem mit einer relativ einfachen Lösung und ist sehr wichtig, da es die grundlegenden Daten aller Klimatologien liefert, dh die Verteilung und zeitliche Variation der Sonnenstrahlung, die die Obergrenze der Atmosphäre erreicht. Dies sind sehr regelmäßige Variationen, die einzigartig mit den sehr unregelmäßigen im Klima übereinstimmen, die eine notwendige Folge der ersteren sind.
Das zweite Problem ist stattdessen komplexer, da es darum geht, die Menge der Sonnenstrahlung, die tatsächlich den Boden erreicht, unter Berücksichtigung sowohl der atmosphärischen Absorption als auch der von der Atmosphäre selbst emittierten dunklen Strahlung zu bewerten. Da die derzeitige durchschnittliche Zusammensetzung der Atmosphäre hinreichend bekannt ist, stellt das Problem keine besonderen Schwierigkeiten dar, aber die Unsicherheiten bezüglich dieser Zusammensetzung in geologischen Perioden fügen eine offensichtliche Annäherung an die erreichbaren Daten hinzu.
Milanković hat sich in seiner Arbeit mit diesen beiden Problemen auseinandergesetzt und ihnen sehr strenge und umfassende Lösungen geliefert.

Diese Formel löst mit aller gewünschten Genauigkeit das Problem der Berechnung der terrestrischen Sonneneinstrahlung in Abwesenheit einer Atmosphäre. Darin kommt der Ort durch φ ist λ (was durch interveniert ω), während die Zeit durchläuft ρ, δ ist ω. Es eignet sich sehr gut zur Untersuchung der täglichen Variation der Sonneneinstrahlung, da es in diesem Fall praktisch gestellt werden kann ρ ist δ konstant und variieren nur den Stundenwinkel ω der Sonne, aber für das Studium der jährlichen und weltlichen Variationen der Sonneneinstrahlung wäre es sehr unpraktisch.
Aus diesem Grund ist es ratsam, die Formeln (4a) und (4b) durch andere zu ersetzen, die weniger genau, aber einfacher zu verwenden sind, und insbesondere:

Diese Funktion eignet sich sehr gut für die Untersuchung der jährlichen Schwankungen der terrestrischen Sonneneinstrahlung, jedoch weniger gut für die weltlichen, da sie immer noch zu kompliziert ist.

  • die durchschnittliche Sonneneinstrahlung einer Parallele in der nördlichen (südlichen) Hemisphäre an einem durchschnittlichen nördlichen (südlichen) Sommertag, die wir mit bezeichnen werden w e < displaystyle w_>
    ( w ¯ und < displaystyle < overline >_> ) oder an einem nördlichen (australischen) durchschnittlichen Wintertag, den wir als bezeichnen werden w h < displaystyle w_> ( w ¯ h < displaystyle < overline >_> ). Diese vier Größen hängen immer vom Breitengrad ab, aber was die Abhängigkeit von der Zeit betrifft, hängen sie nur durch die säkularen Variationen der Erdbewegung davon ab. Sie können daher bei der Untersuchung der säkularen Klimaschwankungen bei sehr vorteilhaft ersetzt werden w bereits definiert, wenn auch mit geringerer Präzision. Um sie zu berechnen, geben wir mit an W und < displaystyle W_> , W h < displaystyle W_> ( W ¯ und < displaystyle < overline >_> , W ¯ h < displaystyle < overline >_> ) die Mengen an Sonnenstrahlung, die auf die nördliche (südliche) zugewiesene Breitengrad-Oberflächeneinheit treffen, und mit T und < displaystyle T_> , T h < displaystyle T_> ( T ¯ und < displaystyle < overline >_> , T ¯ h < displaystyle < overline >_> ) die Dauer der borealen (australischen) Sommer- und Wintersaison. Dann können wir mit ausreichender Annäherung sagen:

Die Variablen W und < displaystyle W_> , usw. hängen vom Breitengrad ab ϕ, und es wird gezeigt, dass sie auch von der Neigung abhängen ε der Ekliptik und sehr wenig von der Exzentrizität ist der Erdumlaufbahn. Stattdessen die Variablen T und < displaystyle T_> , usw. sie hängen nur davon ab ist und Länge π des Perihels wird vom realen Äquinoktium der Zeit gezählt, was uns dazu veranlasst, dies zu sagen w e < displaystyle w_> ist eine Funktion von ϕ, ist, π ed ε.
Jetzt rufst du an Δ ε die Variation der Neigung der Ekliptik (Wert von ε zum Zeitpunkt minus Barwert) und Definieren mit T = T e - T h < Anzeigestil T = T_-T_> Der Unterschied in der Dauer der Jahreszeiten (Dauer der heißen Jahreszeit abzüglich der Dauer der kalten Jahreszeit), die Grundgleichungen für die Untersuchung der weltlichen Variationen der terrestrischen Sonneneinstrahlung beweisen:

Die Koeffizienten W und 0 T < displaystyle < frac <>^<0>>>>, W h 0 T < displaystyle < frac <>^<0>>>>, Δ W und 0 T < displaystyle < frac < Delta W_^<0>>>> e & Dgr; W h 0 T < Anzeigestil < frac < Delta W_^<0>>>> und die variablen Mengen Δ ε e ΔT werden durch vorberechnete Graphen und Tabellen bereitgestellt.

Die Theorie nach Milanković Edit

Eines der bemerkenswertesten Ergebnisse von Milanković ist der Nachweis, dass die säkularen Variationen der terrestrischen Sonneneinstrahlung, die sich aus den säkularen Variationen der Elemente der Erdbewegung ergeben, bei korrekter Berechnung ausreichen, um die wichtigen Variationen einiger Klimazonen zu rechtfertigen Faktoren, insbesondere der jährlichen Temperaturschwankung.

Die astronomische Theorie allein reicht jedoch nicht aus, um die klimatischen Schwankungen der Vergangenheit erschöpfend zu erklären: Tatsächlich reicht die bloße Vorhersage der jährlichen Temperaturschwankung nicht aus, um ein ausreichend vollständiges Bild des Klimas zu erhalten, für das keine mathematisch verlässliche Vorhersage vorliegt die Daten in Bezug auf Verdunstung, Zirkulation und Ausfällung von Wasserdampf. Bis das mathematische Klima in der Lage sein wird, die Zirkulation von Wasserdampf in der Erdatmosphäre ausgehend von den grundlegenden Daten der Sonneneinstrahlung zumindest weitgehend zu rekonstruieren, bleibt nur der empirische Weg der Hypothesen, die mehr oder weniger von der Datenbeobachtung heute.

Milanković ist - im Einvernehmen mit einigen Autoren, einschließlich De Marchi, und im Gegensatz zu anderen, einschließlich Croll - der Ansicht, dass die günstigsten Bedingungen für eine Gletscherexpansion die eines jährlichen Mindestausfluges oder eines minimalen saisonalen Kontrasts sind.
Hier fallen wir zurück in das Feld der Hypothesen. Sobald diese Hypothese akzeptiert ist, können wir mit der astronomischen Theorie die Epochen, in denen diese Mindestbedingungen auftraten, mit großer Genauigkeit und für jeden Ort auf der Erde berechnen. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass Milanković nicht alle Möglichkeiten seiner Theorie voll ausgeschöpft hat, sondern sich auf eine allgemeine Diskussion und für einen einzigen Spielraum beschränkt hat und sich damit zufrieden gegeben hat, eher ein Untersuchungsinstrument als eine vollständige Theorie zur Verfügung gestellt zu haben, obwohl dies nicht der Fall gewesen wäre Es war schwierig, einen Rahmen zu entwickeln, der dem weltlichen Trend saisonaler Kontraste auf der ganzen Welt entspricht.

Diesem ersten folgt eine zweite Periode auf der Nordhalbkugel, in der sich die saisonalen Kontraste nur in nicht sehr signifikanter Weise ändern und die bis vor etwa 60.000 Jahren andauerte. Ausgehend von dieser Epoche und immer in Richtung Vergangenheit beginnt eine zweite Klimawelle für die nördliche Hemisphäre, die vor etwa 72.000 Jahren eine neue Epoche minimaler saisonaler Kontraste darstellt. Auf dem Weg in die Vergangenheit sind die Epochen minimaler saisonaler Kontraste, in denen laut Milanković Gletscherphänomene hätten auftreten können, folgende (vor Tausenden von Jahren):

  • für die nördliche Hemisphäre: 23 (fraglich), 72, 116, 188, 230, 475
  • für die südliche Hemisphäre: 106, 197, 313, 465.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass die maximale Vereisung vor etwa 188.000 Jahren für die nördliche Hemisphäre stattgefunden hat. Da es sich bei dem Gletscher um ein Phänomen handelt, das dazu neigt, sich selbst zu stärken und zu erhalten, können wir uns eine große Gletscherperiode von -235.000 bis -180.000 vorstellen. Ein weiteres Gletscherzeitalter könnte um das Jahr -475.000 mit einem langen interglazialen Zeitraum aufgetreten sein von diesem Datum bis zum Jahr -235.000. Schließlich könnten andere weniger wichtige und neuere Vereisungen um die Jahre -116.000, -72.000 und vielleicht -23.000 stattgefunden haben.

Diese Ergebnisse, zu denen Milanković gelangt, werden durch einige Überlegungen gestützt, die sich aus der Theorie des mathematischen Klimas ergeben, die über den Rahmen dieser Diskussion hinausgeht. Es genügt jedoch zu berücksichtigen, dass die klimatischen Bedingungen um das Jahr -188.000, wobei die Dauer der heißen Jahreszeit die der kalten Jahreszeit um etwa 20 Tage übersteigt und die Neigung der Ekliptik relativ gering ist, denen sehr ähnlich sind Die Theorie des mathematischen Klimas zeigt für das sogenannte Zustand III: Unter diesen Bedingungen entspricht nach der mathematischen Klimatheorie in Übereinstimmung mit dem Breitengrad + 48 ° die Sonneneinstrahlung des Zustand III entspricht dem aktuellen Zustand in Bezug auf einen Breitengrad von etwa 8 ° weiter nördlich. Dies bedeutet in der Praxis, dass sich das Alpenmassiv mit einem durchschnittlichen Breitengrad von etwa 46 ° in der Klimasituation befand, in der sich derzeit die Küsten befinden der Ostsee. Eine alpine Vereisung scheint daher zu dieser Zeit möglich.


Klimatische Variationen

Klimatische Variationen

Forschung zu v. c. werden systematisch vom IPCC gesammelt (Zwischenstaatliches Gremium für Klimawandel), die seit 1988 von zwei UN-Organisationen gegründet wurde, nämlich der WMO (Weltorganisation für Meteorologie) und UNEP (Umweltprogramm der Vereinten Nationen).

Das IPCC nimmt Forschungen zum Klima auf, die von Forschern aus einzelnen Ländern in allen Teilen der Welt durchgeführt werden, und erstellt Leitdokumente, hauptsächlich mit dem Ziel, den nationalen und supranationalen politischen Behörden einen Hinweis zu geben, um sie auf diese wirtschaftlichen und industriellen Aktivitäten auszurichten die sich weniger auf die Prozesse des kontinuierlichen Klimawandels auswirken. Am Ende jeder neuen Informationssammlung werden Berichte erstellt, deren Ziel es ist, die Strategien aller Länder zur Bekämpfung des Klimawandels zu leiten, um zu versuchen, seine Folgen zu mildern, insbesondere bei den Ärmsten, die am anfälligsten für Ereignisse sind meteorologische, die durch klimatische Schwankungen induziert werden.

Das IPCC ist in vier spezialisierte Untergruppen unterteilt und erstellt regelmäßig wissenschaftliche, technische und sozioökonomische Berichte, um die Art und Weise des Klimawandels, seine möglichen Folgen und mögliche Hinweise für eine Anpassung und Verringerung der Auswirkungen auf die Umwelt zu verstehen. Die erste Untergruppe untersucht die wissenschaftlichen Aspekte des Klimasystems und die Ursprünge des Klimawandels, um natürliche Veränderungen von denen aufgrund menschlicher Aktivitäten zu unterscheiden. Der zweite Teil bewertet die Sensibilität und Verwundbarkeit sowohl natürlicher als auch menschlicher sozioökonomischer Systeme in Bezug auf klimatische Schwankungen. Die dritte Untergruppe untersucht die möglichen Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen als Mechanismus zur Begrenzung und Eindämmung des Klimawandels. Die vierte Untergruppe also Das Task Force für nationale Treibhausgasinventaresammelt die Informationen für die Erstellung eines Katalogs der Gase, die, sobald sie in die Atmosphäre freigesetzt werden, den Treibhauseffekt erhöhen. Das IPCC hat 2007 seinen vierten Bericht erstellt.

In einer Vereinfachung des Klimas und seiner Variationen sieht ein effektives thermodynamisches Modell auf globaler Ebene die Energiebilanz der Erde durch den Fluss der Strahlungsenergie. Der Rest ist die algebraische Summe der einfallenden Strahlung, hauptsächlich solaren Ursprungs, und der austretenden Strahlung in Richtung des Sternraums, die sowohl durch Reflexion der Sonnenstrahlung als auch durch thermischen Effekt als Schwarzkörperstrahlung emittiert wird. Das Ergebnis eines Modells dieses Typs ist die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur der Atmosphäre, wie sie aus den meteorologischen Beobachtungen erhalten wird. Der Prozentsatz und die absoluten Schwankungen der atmosphärischen Konzentration von Treibhausgasen, Aerosolen, Sonnenstrahlung und den Eigenschaften der Erdoberfläche verändern das thermodynamische Gleichgewicht, auf dem das Klimasystem beruht. Atmosphärische Konzentrationen von Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Stickstoffdioxid (NO2), die seit Beginn des Industriezeitalters aufgrund menschlicher Aktivitäten zugenommen haben, haben heute Werte erreicht, die weit über denen des vorindustriellen Zeitalters liegen, gemessen anhand der Analyse des Paläo-Eises in der Antarktis und in Grönland . Die Konzentration von CO2 stieg von einem vorindustriellen Stufenwert von rund 280 ppm (parts per million) auf 379 ppm im Jahr 2005. Der historische Variabilitätsbereich dieser Konzentration, der aus Paläoghiacci erhalten wird, reicht von 170 bis 300 ppm während 650.000 Jahren. Das jährliche Wachstum von Kohlendioxid während des Jahrzehnts 1995 - 2005 betrug 1,9 ppm / Jahr und lag damit über dem durchschnittlichen Wachstum seit Beginn der CO-Messungen.2. Von 1960 bis 2005 betrug das durchschnittliche Wachstum 1,4 ppm pro Jahr. Der Anstieg ist hauptsächlich auf die Verwendung fossiler Brennstoffe und in geringerem Maße auf die Reduzierung der Wälder zurückzuführen, die CO absorbieren2 atmosphärisch. Die Gesamtemission von CO2 Sie stieg von 23,5 ± 1,5 Gt / Jahr in den neunziger Jahren auf 26,4 ± 1,1 im Jahr 2005. Das atmosphärische Methan verzeichnete aufgrund menschlicher Aktivitäten, hauptsächlich in der Landwirtschaft und in der Tierhaltung, ebenfalls einen sehr starken Anstieg und erreichte 2005 eine Konzentration von 1732 ppb (Teile pro Milliarde) gegenüber einem Bereich von 320 bis 790 ppb in den 650.000 Jahren der Erhebungen, die aus dem polaren Paläo abgeleitet wurden -Eis.

Der IPCC-Bericht von 2007 führt eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit auf die Zunahme der Konzentration von Treibhausgasen als Hauptursache für den Anstieg der Temperatur der Atmosphäre aufgrund der Abnahme der von der Erde in Richtung Weltraum emittierten Strahlung zurück. Es wird angenommen, dass die Kombination der verschiedenen Gase einen Strahlungsbeitrag zur globalen Erwärmung von 2,3 ± 0,23 W / m 2 liefert, der höher ist als in den letzten 10.000 Jahren angenommen. Der Anstieg aufgrund von Kohlendioxid betrug von 1995 bis 2005 etwa 20% und war der größte seit einem Jahrzehnt in den letzten 200 Jahren. Das V. c. im Gange stellt es eine eindeutige Erwärmung dar, die sich immer deutlicher aus den Beobachtungen eines Temperaturanstiegs der Atmosphäre und der an der Oberfläche der Ozeane festgestellten Temperaturen, aus einem allgemeinen Phänomen des Schmelzens von Eis und mehrjährigem Schnee und aus der Welt ergibt von der Höhe des Meeresspiegels.

Von den zwölf Jahren zwischen 1995 und 2006 gehören elf zur Reihe der zwölf wärmsten Jahre seit 1850, die den Beginn instrumenteller Messungen der Lufttemperatur markiert. Die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts verdoppelte sich gegenüber der ersten Hälfte desselben Jahrhunderts. Die befürchtete Wirkung städtischer Wärmeinseln scheint einen vernachlässigbaren Einfluss auf die globale Erwärmung zu haben (in einem Ausmaß von nur sechstausendstel Grad Celsius an Land und null Beitrag zu den Ozeanen). Die Zunahme des Wasserdampfs in der Atmosphäre ist mit der erhöhten Rückhaltekapazität aufgrund der Zunahme der Lufttemperatur vereinbar. Gletscher und mehrjähriger Schnee nehmen in beiden Hemisphären ab und sind vermutlich für den Anstieg des Meeresspiegels im Zeitraum 1993-2003 verantwortlich. Das globale Niveau der Ozeane stieg von 1961 bis 2003 um 1,8 ± 0,5 mm pro Jahr, aber von 1993 bis 2003 wuchs die Höhe der Meere um 3,1 ± 0,7 mm pro Jahr. Es wird geschätzt, dass der Aufzuchtprozess im 19. Jahrhundert begann. und dass der durchschnittliche Anstieg im 20. 0,17 Meter betrug. Die neuen und neuesten Werte wurden aus Beobachtungen geophysikalischer Satelliten abgeleitet. Im Klima kontinentaler und regionaler Gebiete sowie in Gebieten wie dem Mittelmeerraum wurden zahlreiche langfristige Veränderungen beobachtet, darunter die Verringerung der Ausdehnung der arktischen Eiskappe, die unterschiedliche Verteilung der Niederschläge in Menge und Art Variation in der Windzirkulation, das Eingreifen von Trockenperioden und Hochwasserereignissen mit zunehmender Häufigkeit.

Um zu versuchen, die anthropogene Komponente von v zu unterscheiden. c. Das IPCC untersuchte in seinem vierten Bericht von 2007 auch die paläoklimatische Forschung. Paläoklimatische Informationen bestätigen die Hypothese, dass die in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts beobachtete Erwärmung im Vergleich zu den letzten 1300 Jahren anomal ist. Das letzte Mal, dass die Polarregionen eine höhere Temperatur hatten als die jetzige, stammt aus der Zeit vor etwa 125.000 Jahren, dh in einer interglazialen Zeit, die sich besonders von der heutigen unterscheidet, in der der Meeresspiegel 4 bis 6 m über dem Meeresspiegel lag Die Strömung und die Erdumlaufbahn waren leicht unterschiedlich. Der Abschluss des vierten IPCC-Berichts widmet der Tatsache, dass die Verantwortung für die Beschleunigung von v. c. Das Fortschreiten ist mit großer Wahrscheinlichkeit auf menschliche Aktivitäten zur Variation des terrestrischen thermodynamischen Gleichgewichts im Sinne einer Zunahme der vom Planeten zurückgehaltenen Strahlung zurückzuführen. Die an die politischen Behörden gerichteten Empfehlungen stimmen mit der Notwendigkeit überein, die Auswirkungen von Aktivitäten auf das Klima zu verringern.

Die Verwundbarkeit natürlicher und menschlicher Systeme

Das neu erworbene Wissen ermöglicht es uns, einige der Konsequenzen von v zu bewerten. c. auf natürliche Ökosysteme und menschliche Aktivitäten. Dem Temperaturanstieg können verschiedene Effekte folgen, einschließlich der Zunahme der Oberfläche von Gletscherseen und der Instabilität der Böden, denen sie ausgesetzt sind Permafrost, die Häufigkeit von Lawinen.

In den Polarregionen der Arktis und der Antarktis verändern Temperaturschwankungen und gefrorene Oberflächen die Ökosysteme mit Konsequenzen, die sicherlich die Biome (dh die lebenden Komplexe in Bezug auf die Umweltbedingungen) in der Wasser-Eis-Übergangszone verändern und die Super-Raubtiere der Kette gefährdet. Nahrung, wie zum Beispiel Eisbären und Killerwale. Die Temperaturschwankung führt zu einer unterschiedlichen Verteilung des Niederschlags nach Ort, Intensität und Menge. In der Landwirtschaft, insbesondere in der fortgeschrittenen Landwirtschaft, in der Produkte von Bewässerung abhängig sind, müssen möglicherweise Wasserressourcen an anderen Orten gefunden werden, die in absoluten Zahlen knapp geworden sind oder auf jeden Fall über die Jahreszeiten unterschiedlich verteilt sind. In armen Ländern könnte die Landwirtschaft katastrophale Folgen haben, wenn die erwarteten saisonalen Regenfälle nicht oder in gewalttätiger und unbrauchbarer Form auftreten. Der Anstieg des Meeresspiegels wirkt sich direkt auf Siedlungen und indirekt auf Küstengrundwasserleiter in Bezug auf den Effekt des Eindringens von Salzlösung aus, der entsprechend zunimmt.

IPCC, Vierter Bewertungsbericht "Klimawandel 2007", Genf 2007.


Klimawandel: die Lösungen

L 'Pariser AbkommenDas 2015 von Vertretern von 196 Regierungen unterzeichnete Ziel hat die Ziele festgelegt, die zur Bekämpfung des Klimawandels durch eine Reihe von Initiativen erreicht werden sollen, einige auf freiwilliger Basis, andere nicht.

Was sind diese Ziele? Aufrecht erhalten innerhalb von 2 Grad Celsius der weltweite Durchschnittstemperaturanstieg bis zum Ende des Jahrhunderts im Vergleich zum vorindustriellen, z Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 55% bis 2050 und Erreichen von Null bis 2060-2075.

Das UN-Sekretariat, das sich mit der Einhaltung der in Paris festgelegten Parameter befasst, wird als Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen bezeichnet.

Jedes Jahr kommen alle Parteien zu einer Einheit zusammen Polizist (Konferenz der Parteien), um eine Diskussion darüber zu führen, was getan wurde und was noch umgesetzt werden muss.

Das Management dieser Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels ist jedoch komplex und die bisher eingegangenen Verpflichtungen reichen noch nicht aus, um Treibhausgase zu reduzieren.

Darüber hinaus haben sich die Vereinigten Staaten effektiv zurückgezogen und den Prozess zum formellen Austritt aus dem Pariser Abkommen begonnen, wie von Donald Trump im Jahr 2017 angekündigt.

Nur die diesjährigen Präsidentschaftswahlen könnten die Karten ändern, wenn Trump nicht erneut bestätigt wird.

Der jüngste Bericht des IPCC (The Intergovernmental Panel on Climate Change, wissenschaftlicher Ausschuss der Vereinten Nationen für Klima) vom Oktober 2018 veröffentlichte einen alarmierenden Bericht über das Klima: Wenn die Welt den Ausstoß von Treibhausgasen nicht sofort reduziert Die globale Erwärmung 2030 könnte die Schwelle von +1,5 Grad überschreiten von vorindustriellen Ebenen mit katastrophalen Folgen.

Ein paar Beispiele? Der weitere Anstieg der Meere, Perioden intensiver Dürre, Überschwemmungen, zunehmender Stürme und Hurrikane mit schwerwiegenden Auswirkungen auf Millionen von Menschen.

Die derzeitige Menge an Treibhausgasen lässt uns nicht länger warten.

Der friedliche Kampf, den die schwedische Aktivistin Greta Thunberg zusammen mit allen jungen Menschen führt, die beschlossen haben, ihr Beispiel zu unterstützen und ihm zu folgen, konzentriert sich genau auf die Notwendigkeit, dringend zu handeln, Entscheidungen zu treffen und konkrete Maßnahmen zu ergreifen.

Die Zukunft "ist das einzige, was wir brauchen", sagt Greta.

Die COP25 fand vom 2. bis 13. Dezember 2019 in Madrid statt und endete ohne eine klare Einigung über die CO2-Emissionen.

Alle wurden auf Cop26 in Glasgow verschoben, das aufgrund der Coronavirus-Pandemie von November 2020 auf 2021 verschoben wurde.

Bis Ende des Jahres müssen die verschiedenen Staaten neue nationale Pläne vorlegen, um die Schwelle von 2 ° über der vorindustriellen Durchschnittstemperatur der Erde nicht zu überschreiten und nach wissenschaftlichen Berichten auf 1,5 ° zu senken.

Mit aktuellen Plänen würde es dazu kommen + 3,2 ° bis zum Ende des Jahrhunderts.

Wir wären bei einem Punkt ohne Wiederkehr: eine Klimakatastrophe für den Planeten, aber auch für die Menschheit.


Die großen Klimaveränderungen der Vergangenheit (und warum es heute anders ist)

Orbitalschwingungen, Plattentektonik, evolutionäre Veränderungen und andere Faktoren haben dazu geführt, dass der Planet in eine Reihe von Eiszeiten ein- und austritt (© Yadid Levy / AGF).

Zu verschiedenen Zeiten in der Vergangenheit war die Erde sowohl ein Schneeball als auch ein glühendes Gewächshaus. Aber wenn sich das Klima vor der Ankunft der Menschen geändert hat, wie können wir dann sicher sein, dass die Verantwortung für die derzeitige dramatische Erwärmung bei uns liegt?

Zum Teil hängt es davon ab, dass wir den ursächlichen Zusammenhang zwischen den Kohlendioxidemissionen aufgrund menschlicher Aktivitäten und dem Anstieg der globalen Temperaturen um 1,28 ° C (und mehr) im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter eindeutig nachweisen können. Die Moleküle von CO2 Sie absorbieren Infrarotstrahlen. Wenn sich also mehr davon in der Atmosphäre befinden, fangen sie einen größeren Teil der von der Erdoberfläche abgestrahlten Wärme ein.

Paläoklimatologen haben aber auch große Fortschritte beim Verständnis der Prozesse gemacht, die hinter dem Klimawandel in der Vergangenheit stehen. Das Folgende ist eine Übersicht über zehn Arten, wie sich das Klima aufgrund natürlicher Ursachen ändert, und ein Vergleich zwischen jeder von ihnen und dem, was heute passiert.

Künstlerische Darstellung der "Schneeball" -Erde (© SPL / AGF) Sonnenzyklen
Größe: Abkühlung von 0,1 ° C bis 0,3 ° C.
Zeitstrahl: Episoden der Verlangsamung der Sonnenaktivität, die 30-160 Jahre andauern und Jahrhunderte voneinander entfernt sind

Alle 11 Jahre kehrt sich das Magnetfeld der Sonne um und legt damit das Tempo für einen elfjährigen Zyklus fest, in dem die Sonnenaktivität zunimmt und dann abnimmt. Diese Variation der Sonnenaktivität ist jedoch gering und hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Erdklima. Am bedeutendsten sind die "großen Sonnenminima", Perioden reduzierter Sonnenaktivität, die Jahrzehnte andauern und in den letzten 11.000 Jahren 25 Mal auftreten.

Ein aktuelles Beispiel, das Maunder Minimum, das zwischen 1645 und 1715 stattfand, ließ die Energie der Sonne zwischen 0,04 und 0,08 Prozent unter den modernen Durchschnitt fallen. Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass das Maunder-Minimum die "Kleine Eiszeit" verursacht haben könnte, eine Kälteperiode, die vom 15. bis zum 19. Jahrhundert in jüngerer Zeit dauerte. Es wurde jedoch gezeigt, dass dieses Minimum zu klein war und nicht bei auftrat die Zeit, nur um die Abkühlung zu erklären, die wahrscheinlich eher auf vulkanische Aktivität zurückzuführen war. In den letzten fünfzig Jahren hat die Sonne ihre Aktivität reduziert, während sich die Erde zunehmend erwärmt hat, sodass die globale Erwärmung nicht der Sonne zugeschrieben werden kann.

Schwefel vulkanischen Ursprungs
Größe: Abkühlen von 0,6 ° C auf 2 ° C.
Zeitstrahl: von 1 bis 20 Jahren

Im Jahr 539 oder 540 n. Chr. Explodierte der Ilopango-Vulkan in El Salvador in einem Ausbruch, der so heftig war, dass die Eruptionssäule in der Stratosphäre sehr hoch war. Kalte Sommer, Dürren, Hungersnöte und Epidemien verwüsteten Gesellschaften auf der ganzen Welt. Eruptionen wie die von Ilopango injizieren reflektierende Schwefelsäuretröpfchen in die Atmosphäre, die das Sonnenlicht blockieren und eine Abkühlung des Klimas bewirken. Infolgedessen kann der Eisbeutel größer werden, mehr Sonnenlicht zurück in den Weltraum reflektieren und so die globale Abkühlung verlängern.

Der Ilopango verursachte einen Abfall von etwa 2 ° C, der zwanzig Jahre andauerte. In jüngerer Zeit kühlte der Ausbruch von Pinatubo 1991 auf den Philippinen das globale Klima 15 Monate lang um 0,6 ° C. Das Vorhandensein von Schwefel vulkanischen Ursprungs in der Atmosphäre kann zu Störungen führen, aber im Maßstab der Erdgeschichte handelt es sich um ein winziges und vorübergehendes Phänomen.

Der Pilz des Pinatubo-Ausbruchs (© USGS) Kurzfristige Klimaveränderungen
Größe: bis zu 0,15 ° C.
Zeitstrahl: von 2 bis 7 Jahren

Zusätzlich zu den Wettermustern, die sich über die Jahreszeiten wiederholen, gibt es andere kurzfristige Zyklen, die sich auf Niederschlag und Temperaturen auswirken. Die bedeutendste, El Niño-Southern Oscillation, betrifft Veränderungen der atmosphärischen Zirkulation in der tropischen Zone des Pazifischen Ozeans, die alle 2-7 Jahre auftreten und einen sehr starken Einfluss auf die Niederschläge in Nordamerika haben. Die Nordatlantikoszillation und der Dipol im Indischen Ozean sind zwei weitere Phänomene mit starken regionalen Auswirkungen, die beide mit der El Niño-Südoszillation interagieren.

In der Vergangenheit war es aufgrund der Zusammenhänge zwischen diesen Zyklen schwierig nachzuweisen, dass der vom Menschen verursachte Klimawandel statistische Signifikanz hatte und nicht nur ein weiteres Beispiel für natürliche Variationen war. In jüngerer Zeit hat der anthropogene Klimawandel die natürlichen Schwankungen in Bezug auf saisonales Klima und Temperaturen bei weitem übertroffen. Die Ausgabe 2017 der USA Die nationale Klimabewertung kam zu dem Schluss, dass "die Beobachtungen keine überzeugenden Beweise dafür enthalten, dass natürliche Zyklen die beobachteten Klimaveränderungen erklären können".

Orbitalschwingungen
Größe: Etwa 6 ° C im letzten 100.000-Jahres-Zyklus variieren über das geologische Alter
Zeitstrahl: regelmäßige und überlagerte Zyklen von 23.000, 41.000, 100.000, 405.000 und 2.400.000 Jahren

Die Erdumlaufbahn schwingt, wenn Sonne, Mond und andere Planeten ihre relative Position ändern. Diese zyklischen Schwingungen, die als Milankovitch-Zyklen bezeichnet werden, bewirken eine Variation der Sonnenlichtmenge, die die mittleren Breiten erreicht, um bis zu 25 Prozent und führen daher zu einer Schwingung des Klimas. Diese Zyklen haben immer existiert und zu abwechselnden Sedimentschichten auf Klippen oder Felswänden geführt.

Während des Pleistozäns, das vor etwa 11.700 Jahren endete, ließen die Milankovitch-Zyklen unseren Planeten mehrere Eiszeiten durchlaufen. Als die Erdumlaufbahn die Sommer auf der Nordhalbkugel überdurchschnittlich wärmer machte, schmolzen die riesigen Gletscher in Nordamerika, Europa und Asien, als sich die Umlaufbahn von den nördlichen Sommern abkühlte, und die Gletscher begannen wieder zu wachsen. Da die Ozeane weniger CO aufnehmen2 Wenn sie wärmer sind, steigt und fällt der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre mit der Geschwindigkeit dieser Orbitalschwingungen, wodurch ihre Auswirkungen verstärkt werden.

Heute nähert sich die Erde einem weiteren Mindestpunkt der Sonneneinstrahlung auf der Nordhalbkugel, daher ohne menschliche CO-Emissionen2 Wir würden in den nächsten 1500 Jahren in eine andere Eiszeit gehen.

Als der Tag achtzehn Stunden dauerte

Eine junge und schwache Sonne
Größe: kein Nettoeffekt auf die Temperatur
Zeitstrahl: konstant

Obwohl die Helligkeit der Sonne auf einer kleineren Zeitskala schwankt, steigt sie insgesamt alle Millionen Jahre um 0,009 Prozent und seit der Geburt des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren um 48 Prozent.

Daraus folgt, dass bei einer jungen und noch schwachen Sonne die Erde in der ersten Hälfte ihres Bestehens vollständig mit Eis bedeckt sein sollte. Stattdessen haben Geologen paradoxerweise 3,4 Milliarden Jahre alte Gesteine ​​gefunden, die sich in welligem Wasser gebildet haben. Es ist wahrscheinlich, dass das unerwartet warme Urklima der Erde durch eine Kombination von Faktoren wie weniger Erderosion, klarerem Himmel, kürzerer Tageslänge und der besonderen Zusammensetzung der Erdatmosphäre, die noch nicht sauerstoffreich war, erklärt wird.

Die milden Bedingungen in der zweiten Hälfte der Existenz der Erde schaffen trotz der zunehmenden Helligkeit der Sonne kein Paradoxon: Der Planet verfügt über einen natürlichen Thermostat, der mit dem Verwitterungsprozess verbunden ist und die Auswirkungen des zusätzlichen Lichts ausgleicht und sich stabilisiert die Erdtemperatur (siehe unten).

Kohlendioxid und natürlicher Thermostat
Größe: gleicht andere Änderungen aus
Zeitstrahl: 100.000 Jahre oder mehr

Der Hauptwähler für die Regulierung des Erdklimas seit seiner Entstehung war immer der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre, da Kohlendioxid ein beständiges Treibhausgas ist, das die Wärme einfängt, die versucht, vom Planeten zu entweichen.

CO emittieren2 In der Atmosphäre befinden sich Vulkane, metamorphe Gesteine ​​und die Oxidation von Kohlenstoff in erodierten Sedimenten, während chemische Reaktionen mit Silikaten Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen und in Form von Kalkstein begraben. Das Gleichgewicht zwischen diesen Prozessen wirkt als Thermostat, denn wenn das Klima wärmer wird, werden die chemischen Reaktionen bei der Entfernung von CO effizienter2 aus der Atmosphäre, wodurch die Erwärmung gebremst wird. Wenn sich das Klima abkühlt, werden die Reaktionen weniger effizient und verlangsamen die Abkühlung. Infolgedessen ist das Erdklima über einen längeren Zeitraum relativ stabil geblieben, was zu einer bewohnbaren Umgebung führt. Insbesondere die durchschnittlichen Kohlendioxidwerte sind als Reaktion auf die Zunahme der Sonnenhelligkeit stetig gesunken.

Dieser natürliche Thermostat, der mit dem Verwitterungsprozess verbunden ist, benötigt jedoch Hunderttausende von Jahren, um auf Änderungen der CO-Werte zu reagieren.2 in der Atmosphäre. Ozeane absorbieren und entfernen etwas überschüssigen Kohlenstoff etwas schneller, aber selbst dieser Prozess dauert Jahrtausende und kann überfordert sein, was zur Versauerung der Ozeane führt. Jedes Jahr stößt die Verbrennung fossiler Brennstoffe etwa 100-mal mehr Kohlendioxid aus als Vulkane, eine Menge, die für die Ozeane und den natürlichen Thermostat des Wetters zu groß und zu schnell ist, um sie zu neutralisieren. Deshalb ist das Klima überhitzt und die Ozeane sind es Ansäuern.

© Jed Share / Kaoru Share Plattentektonik
Größe: rund 30 ° C in den letzten 500 Millionen Jahren
Zeitstrahl: Millionen von Jahren

Die Verschiebung der kontinentalen Massen auf der Erdkruste kann den natürlichen Thermostat der Verwitterung langsam auf ein neues Gleichgewichtsniveau zurücksetzen.

Im Allgemeinen hat sich der Planet in den letzten 50 Millionen Jahren abgekühlt, da Kollisionen zwischen tektonischen Platten chemisch reaktive Gesteine ​​wie Basalte und Vulkanasche in der heißen und feuchten Umgebung der Tropen an die Oberfläche gebracht haben und die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht haben Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen. Darüber hinaus hat die Bildung des Himalaya, der Anden, der Alpen und anderer Berge in den letzten 20 Millionen Jahren die Rate der Erosionsphänomene mehr als verdoppelt und die Meteorisierung erhöht. Zum Abkühlungstrend trug auch die Entfernung Südamerikas und Tasmaniens aus der Antarktis vor 35,7 Millionen Jahren bei, die zu einer neuen Meeresströmung in der Antarktis führte. Die neue Strömung gab der Ozeanzirkulation und dem Plankton, das Kohlendioxid verbraucht, aufgrund der deutlich vergrößerten Gletscher der Antarktis neue Kraft.

Zuvor gab es im Jura und in der Kreidezeit Dinosaurier in der Antarktis, weil die erhöhte vulkanische Aktivität in Abwesenheit dieser Gebirgszüge die CO-Werte stützte2 in der Atmosphäre ungefähr 1000 ppm im Vergleich zu 415 ppm heute. Die Durchschnittstemperatur dieser eisfreien Welt war 5-9 ° C wärmer als heute, und der Meeresspiegel war etwa 75 Meter höher.

Auswirkungen von Asteroiden
Größe: ca. 20 ° C Abkühlen gefolgt von 5 ° C Erhitzen (Chicxulub)
Zeitstrahl: Jahrhunderte der Abkühlung, 100.000 Jahre Erwärmung (Chicxulub)

Die Earth Impact Database erkennt bisher 190 bestätigte Einschlagkrater auf der Erde. Keiner von ihnen hatte einen spürbaren Einfluss auf das Erdklima, außer dem Chicxulub-Einschlag, der vor 66 Millionen Jahren einen Teil Mexikos pulverisierte und die Dinosaurier ausrottete. Computermodelle deuten darauf hin, dass der Chicxulub-Aufprall genug Staub und Schwefel in die obere Atmosphäre abgegeben hat, um das Sonnenlicht zu reduzieren und die Erde um mehr als 20 ° C zu kühlen sowie die Ozeane anzusäuern.

Es dauerte Jahrhunderte, bis der Planet vor dem Aufprall wieder auf die Temperatur zurückgekehrt war und sich dann aufgrund des Kohlendioxids, das durch den pulverisierten mexikanischen Kalkstein in die Atmosphäre freigesetzt wurde, um weitere 5 ° C erwärmt hatte. Es bleibt unklar, ob die vulkanische Aktivität in Indien gleichzeitig mit diesen Auswirkungen den Klimawandel und das Massensterben verschärft haben könnte.

Evolutionäre Veränderungen
Größe: je nach Ereignis unterschiedlich ca. 5 ° C Abkühlung im späten Ordovizier (vor 445 Millionen Jahren)
Zeitstrahl: Millionen von Jahren

Es ist gelegentlich vorgekommen, dass die Entwicklung neuer Lebensformen den Thermostat der Erde zurückgesetzt hat. Zum Beispiel begannen die vor etwa 3 Milliarden Jahren entstandenen photosynthetisierenden Cyanobakterien, den Planeten unter Freisetzung von Sauerstoff zu terraformieren. Mit ihrer Verbreitung vor 2,4 Milliarden Jahren nahm die Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre schließlich zu, während der Kohlendioxidgehalt sank. Dies versetzte die Erde 200 Millionen Jahre lang in eine Reihe von "Schneeball" -Phasen. Die Entwicklung des Meereslebens, das größer als Mikroorganismen ist, begann vor 717 Millionen Jahren eine weitere Reihe von Schneeballstadien, in diesem Fall, weil diese Organismen anfingen, Trümmer auf den Meeresboden zu werfen und Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen, um ihn in den Abgrund zu bringen begrabe ihn schließlich.

Als die ersten Landpflanzen entstanden (etwa 230 Millionen Jahre später im Ordovizier), begannen sie, die terrestrische Biosphäre zu bilden, Kohlenstoff in den kontinentalen Massen zu vergraben und Nährstoffe aus dem Boden zu extrahieren, die dann in die Ozeane flossen, was auch hier die Blüte begünstigte des Lebens. Es ist wahrscheinlich, dass diese Veränderungen die Eiszeit ausgelöst haben, die vor etwa 445 Millionen Jahren begann. Später, im Devon, reduzierte die Entwicklung der Bäume Kohlendioxid und Temperaturen weiter und schloss sich der Bildung von Bergen an, um die paläozoische Eiszeit einzuleiten.

Große magmatische Provinzen
Größe: ca. 3-9 ° C erhitzen
Zeitstrahl: Hunderttausende von Jahren

Die großen magmatischen Provinzen, die riesigen Lavaströme und das unterirdische Magma auf kontinentaler Ebene lösten viele der Massensterben auf der Erde aus. Diese vulkanischen Ereignisse brachten ein ganzes Arsenal tödlicher Werkzeuge mit sich (einschließlich saurem Regen, saurem Nebel, Quecksilbervergiftung und Zerstörung der Ozonschicht). Gleichzeitig erwärmten sie den Planeten, indem sie enorme Mengen Methan und Anhydrid in das Wasser freisetzten Atmosphäre. Kohlendioxid schneller als der natürliche Verwitterungsthermostat hätte bewältigen können.

Die Ursache der größten Umweltkatastrophe

Für den Fall, dass vor 252 Millionen Jahren am Ende des Perms 81 Prozent der Meerestiere verschwanden und durch unterirdisches Magma in Sibirien Kohle entzündet wurde, stieg der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre auf 8.000 ppm. und erhöhte die Temperatur um 5-9 ° C. Das Paläozän-Eozän-Wärmemaximum, ein kleineres Ereignis, das vor 56 Millionen Jahren stattfand, kochte Methan in nordatlantischen Ölvorkommen und injizierte es in die Atmosphäre, erwärmte den Planeten um 5 ° C und säuerte die Ozeane in der folgenden Zeit, in der Alligatoren und Palmen gedieh an den arktischen Küsten. Ähnliche Freisetzungen fossiler Kohlenstoffablagerungen traten am Ende der Trias und zu Beginn des Jura auf und hatten die Folgen der globalen Erwärmung, des Vorhandenseins toter Zonen in den Ozeanen und der Versauerung der Ozeane selbst.

Wenn Ihnen diese Dinge bekannt vorkommen, dann deshalb, weil menschliche Aktivitäten heute ähnliche Auswirkungen haben. Eine Forschungsgruppe, die das Ereignis am Ende der Trias studierte, schrieb im April in "Nature Communications": "Unsere Schätzungen legen nahe, dass die Menge an CO2 Durch jeden magmatischen Impuls in die Triasatmosphäre injiziert zu werden, ist vergleichbar mit den für das 21. Jahrhundert projizierten anthropogenen Emissionen. "


(Das Original dieses Artikels wurde am 21. Juli 2020 auf QuantaMagazine veröffentlicht, einer unabhängigen Online-Redaktion, die von der Simons Foundation zur Verbesserung des öffentlichen Verständnisses der Wissenschaft beworben wurde. Übersetzung von Alfredo Tutino, herausgegeben von Le Scienze.

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Können Klimaschwankungen die Entwicklung einer Zivilisation beeinflussen?

Seit etwa 4 Milliarden Jahren haben sich Klima und Leben auf unserem Planeten zu einer gegenseitigen Verflechtung von geologischen, klimatischen und biologischen Ereignissen entwickelt, die in der Umwelt gipfeln, in der wir heute leben. Große Klimaveränderungen im Laufe der Erdgeschichte wurden von raschen evolutionären Veränderungen begleitet. Aussterben, Speziation, das Auftreten neuer Organismen sind die Ereignisse, die auftraten, um sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

Veränderungen im Klima der Vergangenheit

Die evolutionäre Explosion von Kambrium es geschah zum Beispiel vor ungefähr 541 Millionen Jahren. Er sah die Verbreitung komplexer Lebensformen in den Ozeanen, wahrscheinlich aufgrund einer Zunahme der im Meerwasser vorhandenen Sauerstoffmenge.

Das Aussterben der PermianVor 252 Millionen Jahren wurde stattdessen eine jahrtausendealte intensive vulkanische Aktivität in der Region des heutigen Sibirien ausgelöst. Dieses letzte Ereignis führte zu einem Anstieg der Emission von Kohlendioxid (CO 2) in die Atmosphäre, wodurch etwa 90% der Meeresspezies und 70% der terrestrischen Arten ausgelöscht wurden.

Die Rekonstruktionen des Klimas der letzten Jahrtausende deuten auf eine kontinuierliche Wechselwirkung zwischen Klimaschwankungen und Veränderungen in der menschlichen Gesellschaft hin. Insbesondere einige Untersuchungen im Mittelmeerraum und in Mitteleuropa haben enge Zusammenhänge zwischen Klimaschwankungen und der Entwicklung von Zivilisationen und Reichen festgestellt.

Insbesondere eine Reihe von marine und kontinentale paläoklimatische Indikatoren bezeugt, dass sich die klimatischen Bedingungen während der Existenz des Römischen Reiches erheblich verändert haben.

Was sagen uns paläoklimatische Indikatoren?

Eine Gruppe von Wissenschaftlern, die die Schale mariner Mikroorganismen (planktonische Foraminiferen) analysierte, konnte Schätzungen der Oberflächentemperatur des Mittelmeers der letzten Zeit vornehmen 5000 Jahre. Die analysierten Proben stammen aus Sedimentsequenzen, die in der Ägäis, im Sizilianischen Kanal, im Alboranischen Meer und im Menorca-Becken entnommen wurden. Dank dieser Beobachtungen scheint die heißeste Periode in den letzten 2000 Jahren die zu sein, die die ersten 500 Jahre der gemeinsamen Ära umfasst. In diesem Zeitraum liegen die Oberflächentemperaturen des Meeres etwa 2 ° C über dem über den gesamten Zeitraum berechneten Durchschnitt.

Diese Klimaphase, auch bekannt als Römisches KlimaoptimumDies fiel ungefähr mit der Geburt und dem Aufblühen des Römischen Reiches zusammen und begünstigte wahrscheinlich dessen Expansion.

Mit dem gleichen Ziel hat eine andere Studie die Niederschlags- und Sommertemperaturen durch Analyse der Wachstumsringe von Bäumen in Mitteleuropa rekonstruiert. Auch in diesem Fall fand das Wissenschaftlerteam Entsprechungen zwischen heißen und regnerischen Sommern und Perioden des Wohlstands des Reiches (zwischen 100 v. Chr. Und 250 n. Chr.).

In derselben Studie zwischen 250 und 600 n. Chr. Stellte sich heraus, dass schnelle Klimaveränderungen Dürreperioden, Überschwemmungen und Kälte entsprachen, die häufig mit Epidemien verbunden waren.

Der Fall des Römischen Reiches

Die Geburt des Römischen Reiches geht auf das Jahr 27 v. Chr. Zurück, als der Kaiser Gaius Julius Caesar Augustus besser bekannt als OctavianEr übernahm die Macht. Die Absetzung des letzten weströmischen Kaisers, Romolo Augustolo, in 476 A.D. definitiv sanktioniert sein Ende.

Die Geburts- und Entwicklungsperiode des Reiches fällt somit genau mit der bereits erwähnten Periode zusammen, der Wissenschaftler milde Temperaturen und stabile klimatische Bedingungen zuschreiben.

Im ersten Teil eines Zeitraums von etwa 600 Jahren ab 27 v um 300 n. Chr.Das Klima hat keine besonderen Schwankungen erfahren. Insbesondere zwischen 100 A.D. und 250 A.D. Es traten ungewöhnlich günstige Bedingungen für die Landwirtschaft auf, die Wohlstand und Entwicklung mindestens bis etwa 300 n. Chr. begünstigten. Die Bedingungen waren auch so, dass die Überwindung der Gebirgszüge erleichtert wurde, was die Expansion der Römer über die Alpen, über den Ärmelkanal hinaus und in Richtung Orient ermöglichte .

Im gleichen Zeitraum auch dieÄgypten lebte eine Zeit des Wohlstands. Zusammen mit Sizilien erhielt es den Titel Getreidespeicher des Reichesund produziert große Mengen Getreide. In den Jahren davor waren es sieben der neun Nilfluten im ersten Jahrhundert vor Christus. Tatsächlich reichten sie nicht aus, um eine ausreichend große Fläche zu düngen. Die folgenden 329 Jahre waren dagegen durch eine Zunahme der Häufigkeit günstiger Überschwemmungen gekennzeichnet, die eine kontinuierliche Versorgung mit Weizen, Gerste und Dinkel in Richtung Rom und anderen Regionen des Reiches sicherstellten.

Die Ankunft des raschen Klimawandels

Ab über die 300 A.D.. Es traten rasche Klimaschwankungen auf, die das Schicksal der europäischen Völker wahrscheinlich stark beeinträchtigten. Die Veränderungen betrafen verschiedene Regionen des Reiches, jedoch auf unterschiedliche Weise und zu unterschiedlichen Zeiten. Obwohl physikalische und historische Daten nicht perfekt übereinstimmen, existieren sie auf jeden Fall überraschende Konvergenzen in den Sequenzen der bekanntesten Ereignisse.

Der Zeitraum zwischen 250 und 600 A.D. wurde gekennzeichnet durch schneller Klimawandel auf einer jährlichen bis zehnjährigen Skala. Das Phänomen wurde durch mehrere Faktoren verursacht, von denen die wichtigsten waren:

  • Variationen vonSonnenaktivität
  • Schwankungen der Klimaindizes die Niederschläge auf Kontinenten regulieren (wie z El Niño des Zentral-Südlichen Pazifischen Ozeans und der NAO des Nordatlantiks)
  • Wiederaufnahme von vulkanische Aktivität in verschiedenen Bereichen des Planeten.

Dürren, Überschwemmungen und niedrige Temperaturen traten in dieser Zeit auf und belasteten in Verbindung mit häufigen Epidemien die Bevölkerung und zerstörten die Fähigkeit der damaligen landwirtschaftlichen Gesellschaften, Lebensmittel zu produzieren. Dies war eine Zeit politischer Unruhen, kultureller Veränderungen, Invasionen der Barbaren und wirtschaftlicher und sozialer Instabilität in verschiedenen Provinzen des Imperiums. Ereignisse, die im Laufe der Zeit durch abwechselnde Phasen der Krise und Wiederaufnahme zu ihrem endgültigen Zusammenbruch führten.

Klimaveränderungen und Invasionen der Barbaren

Historiker und Archäologen haben immer darüber diskutiert, ob die klimatischen Bedingungen auch mit den Invasionen der Barbaren zu tun haben. Jenseits der oströmischen Grenzen lebten in Zentralasien verschiedene Nomadenpopulationen. Ihre Expansion hatte das Leben der besiedelten Reiche Eurasiens gestört und beeinträchtigt. Der Pastoralismus, ein wichtiger Teil ihrer Wirtschaft, machte sie besonders empfindlich gegenüber Schwankungen des Niederschlags und des Klimas.

Ein entscheidendes Ereignis für den Abstieg dieser Bevölkerungsgruppen an die Grenzen des Imperiums war das Grab Dürre des vierten Jahrhunderts das dauerte fast 40 Jahre. Es war eines der schlimmsten in den letzten 2000 Jahren, beginnend im Jahr 338 n. Chr. und endete im Jahr 377. Die Dynamik des Ereignisses spielte eine entscheidende Rolle bei der Führung der Nomadenpopulationen, der Hunnenauf der Suche nach neuen Weiden und Plünderungsorten. Historische Quellen weisen darauf hin, dass diese 370 n. Chr. Die Ufer des Don erreichten. und sie überquerten es fünf Jahre später. Ihre Angriffe in der Gegend nördlich des Schwarzen Meeres drängten die lokale Bevölkerung, d.h. Goten, um Asyl zu suchen und in das Römische Reich einzutreten. Später, im Jahr 378, griff ihn auch dieser an und besiegte den Ostkaiser Valente in Adrianopel.

Aus der Vergangenheit lernen

Aus dieser kurzen Analyse geht daher klar hervor, wie das soziale und wirtschaftliche Wohlergehen einer Gesellschaft mit raschen Klimaveränderungen in Verbindung gebracht werden kann. Beispiele aus der Vergangenheit könnten darauf hindeuten, was in naher Zukunft als Folge des raschen Klimawandels zu erwarten ist.

Heute sind wir möglicherweise weniger anfällig für diese Art von Phänomenen als unsere Vorfahren. Wir können uns jedoch nicht als immun gegen die Auswirkungen der für die nahe Zukunft vorgesehenen klimatischen Bedingungen betrachten. Wir dürfen und können nicht weiter glauben, dass wir isoliert und den Variationen der natürlichen Umgebung, die uns umgibt, fremd sind.

Auf dem Cover: das Forum Romanum, Foto von L. Cafarella


Klimatische Variationen der Erde

Tausendjährige Bewegungen der Erde und klimatische Schwankungen

Die Dauer jeder astronomischen Jahreszeit hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Erde die entsprechende Strecke der Umlaufbahn zurücklegt. Da die Präzession der Äquinoktien die Position der Jahreszeiten auf der Umlaufbahn verändert, gibt es im Laufe der Jahrtausende auch eine Variabilität ihrer Dauer (siehe Abbildung).

Derzeit fällt das Herbst-Winter-Semester für unsere nördliche Hemisphäre in den Bereich der Erdumlaufbahn, der dem Perihel am nächsten liegt, wo die Erde eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit aufweist und daher etwa 7 Tage und 6 Stunden weniger dauert als das Frühjahr-Sommer-Semester. Dies entspricht der Umlaufbahn, die dem Aphel am nächsten liegt (wo die Geschwindigkeit der Erde langsamer ist). Aber in ungefähr 10 500 Jahren wird die Situation umgekehrt sein.

Hinzu kommt, dass der Abstand zwischen Erde und Sonne, der sich im Laufe des Jahres ändert, auch die Erwärmung beeinflusst, wenn auch nicht in erheblichem Maße. Wenn eine Hemisphäre ihren Winter hat, wenn sich die Erde am nächsten von der Sonne entfernt befindet - wie dies derzeit für die nördliche Hemisphäre der Fall ist -, wird es weniger kalt und die Sommersaison wird weniger heiß sein, weil sie weiter von der Sonne entfernt ist. Wenn dies auf einer Hemisphäre auftritt, ist auf der anderen die entgegengesetzte Situation. Aufgrund der Präzession der Äquinoktien ändert sich dieser Zustand kontinuierlich: Die beiden Hemisphären wechseln abwechselnd von einer Situation zur anderen.

Die Schwingung der jährlichen Kalorienexkursion (d. H. Der Unterschied in der Erwärmung zwischen den beiden extremen Jahreszeiten), die durch die Präzession der Äquinoktien erzeugt wird, variiert in der Intensität mit der Zeit als Folge einer weiteren tausendjährigen Bewegung unseres Planeten, nämlich der Variation der Exzentrizität des Planeten Umlaufbahn, da der Unterschied zwischen dem Sonnen-Aphel und dem Sonnen-Perihel-Abstand damit variiert.

Die Änderung der Neigung der Erdachse hat auch wichtige Auswirkungen auf die klimatischen Bedingungen unseres Planeten. Wenn die Neigung der Achse - in Bezug auf die Senkrechte zur Ebene der Umlaufbahn - größere Werte annimmt, wird der saisonale Kontrast im umgekehrten Fall stärker, und dieser Kontrast wird verringert. Angesichts der Langsamkeit dieser Bewegungen sind die klimatischen Schwankungen, die sie hervorrufen, äußerst allmählich und entziehen sich daher der direkten Beobachtung. Wir wissen jedoch, dass sie eine der Hauptursachen für Vereisungen sind.

(Oben in der Abbildung) Präzession der Äquinoktien. Die doppelt konische Bewegung der Erdachse ändert die räumliche Anordnung der himmlischen Äquatorialebene (die senkrecht zur Achse ist) und bestimmt daher die Drehung des Schnittpunkts zwischen dieser Ebene und der Ebene der Ekliptik im Uhrzeigersinn, d. H. Der Linie der Äquinoktien (Präzession).

Die Vergletscherungen

Die Tatsache, dass die drei beschriebenen tausendjährigen Bewegungen die gesamte Sonneneinstrahlung der Erde nicht wesentlich verändern, sondern nur ihre Verteilung in verschiedenen Breiten und über das ganze Jahr hinweg, könnte darauf hindeuten, dass ihre Auswirkungen auf das Klima gering sind. Andererseits wird jetzt die vom Astronomen M. Milankovitch in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts vorgeschlagene Hypothese akzeptiert, wonach die Vergletscherungen, die in den letzten 2 Millionen Jahren wahrscheinlich fünfmal aufgetreten sind, mit dem in Zusammenhang stehen sollen Hauptbewegungen Jahrtausende unseres Planeten.

Eine der bestimmenden Ursachen für den Wechsel von glazialem und interglazialem Alter ist nicht so sehr die Variation der globalen Sonneneinstrahlung der Erde, sondern vielmehr die sommerliche Sonneneinstrahlung, die in hohen Breiten um bis zu 20% variieren kann, das ist viel mehr als die totale Sonneneinstrahlung als Folge der tausendjährigen Bewegungen der Erde (siehe Abbildung). Tatsächlich sammelt sich in den Gebieten in hohen Breiten (und auch in den Gebirgszügen, die die höchsten Höhen erreichen) auch während eines relativ milden Winters leicht Schnee an, wie dies der Fall ist, wenn sich die Erde in der Nähe des Perihels befindet. Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, wie viel Schnee, der im Winter gefallen ist, im Sommer erhalten bleiben kann: Dies hängt im Wesentlichen vom Ausmaß des Sommersonnenscheins ab.

(Oben in der Abbildung) Die Variation der Exzentrizität der Umlaufbahn verändert die Intensität der Klimaschwingungen aufgrund der Präzession der Äquinoktien.

ZU Die günstigste Situation für die Entwicklung der Eisplatten auf der Nordhalbkugel. Der Winter fällt in die Nähe des Perihels und ist daher milder, während der Sommer in die Nähe des Aphels fällt und daher kühler ist. Gleichzeitig verringert die maximale Exzentrizität der Umlaufbahn den Abstand zwischen Sonne und Perihel und erhöht den Abstand zwischen Sonne und Aphel, wodurch der Winter noch weiter gemildert wird macht den Sommer noch kühler.

B. B. Für die nördliche Hemisphäre ist dies die ungünstigste Situation für die Gletscherexpansion. Tatsächlich ist der Sommer besonders heiß, sowohl weil er in Peri und I auftritt, als auch weil sich letzterer in der kürzesten Entfernung von der Sonne befindet.

C.., D. D.. In diesen Situationen herrschen im Vergleich zu den beiden vorherigen Bedingungen klimatische Zwischenbedingungen.

Wenn die Sonnenstrahlung, die während der Sommersaison hohe Breiten erreicht, niedriger als normal ist, wie dies der Fall ist, wenn der Sommer im Aphel auftritt, kann der Schnee, der während der kalten Jahreszeit fällt, nicht vollständig schmelzen, sondern sammelt sich von Jahr zu Jahr an und dreht sich langsam zu Eis. Auf diese Weise beginnen sich die Eiskappen auszudehnen und unser Planet tritt in eine Eiszeit ein. Wenn andererseits im Sommer die Sonneneinstrahlung zunimmt, wie dies in dieser Jahreszeit am Perihel der Fall ist, schmilzt eine größere Menge Eis als die, die durch Winterschnee ersetzt werden kann, daher ziehen sich die Gletscher zurück und es entsteht ein Klima auf der Erde. wärmer (interglazial).

Zu den Faktoren, die dazu beitragen, dass das Erdklima schwer zu interpretieren und daher vorherzusagen ist, gehören die sogenannten Rückkopplungsprozesse: Dies sind Mechanismen, die durch Erhitzen (oder Abkühlen) ausgelöst werden und den Erwärmungseffekt weiter verstärken können kühlend eins), in welchem ​​Fall sie als positiv bezeichnet werden oder sie können dem entgegenwirken, in welchem ​​Fall sie als negativ bezeichnet werden (siehe Abbildung). Die wissenschaftliche Forschung entdeckt weiterhin unveröffentlichte, aber lassen Sie uns die wichtigsten bisher bekannten sehen.

Albedo ist die Beziehung zwischen der von einem Objekt reflektierten Energie und dem auf es einfallenden. Insgesamt hat die Albedo des Erdatmosphärensystems derzeit einen Wert von 0,35 (etwas mehr als ein Drittel der einfallenden Sonnenenergie wird reflektiert). Jeder Faktor, der diesen Wert ändern kann, kann dazu führen, dass die vom Planeten absorbierte Energie variiert. Zum Beispiel könnte das Schmelzen von Eis in hohen Breiten aufgrund der globalen Erwärmung die Albedo dieser Gebiete verringern, was zu einer Erhöhung der vom Erdatmosphärensystem absorbierten Energie führt (positive Rückkopplung).

(Oben in der Abbildung) Rückkopplungsprozesse sind Mechanismen, nach denen auf eine Änderung eine Reaktion folgt, die diese Änderung verstärken oder entgegenwirken kann.

Der Trend der Meeresströmungen hängt mit Winden und vor allem mit der thermohalinen Zirkulation zusammen (die von der Temperatur und dem Salzgehalt der Ozeane abhängt). Sollte die thermohaline Zirkulation aufgrund der globalen Erwärmung blockiert werden, könnte die Durchschnittstemperatur großer Gebiete in Europa sinken (negative Rückkopplung).

Biochemische Prozesse im Boden durch Bakterien und andere Mikroorganismen führen zur Emission von CO2. Wenn der Effekt der Erwärmung die mikrobielle Aktivität im Boden erhöht und im Permafrost gespeicherte Treibhausgase freigesetzt werden, ist es möglich, dass die Emissionen dieser Gase schneller wachsen (positive Rückkopplung).

Nach einigen Prognosen sollte die steigende Temperatur unseres Planeten auch zu einem Anstieg des Wasserdampfs in der Atmosphäre führen, der - in den Wolken kondensierend - die einfallenden Sonnenstrahlen abschirmen könnte (negative Rückkopplung). Wolken können aber auch zusätzliche Sonnenstrahlung absorbieren und zur Erwärmung der Atmosphäre beitragen (positives Feedback). Es bleibt abzuwarten, welcher der beiden Effekte vorherrscht.

Ich habe mich entschieden, diese Informationen (aus dem folgenden Buch) aufzunehmen, weil Sie häufig Kommentare in den verschiedenen Blogs von Menschen lesen, die keine klaren Vorstellungen über bestimmte terrestrische Phänomene wie die globale Erwärmung zu haben scheinen (einige sagen, es sei ein Scherz) Inversion der Pole, Variation der Erdneigung usw. Nun, in diesem Buch wird alles gut und auf "sehr verständliche" Weise erklärt, da es sich um einen Text handelt, der für Gymnasien bestimmt ist. Ich denke, dass viele Leute ein Buch dieser Art lesen müssten, unter anderem ist es sehr interessant, weil es sich mit verschiedenen Themen befasst und gut strukturiert, aber vor allem "aktualisiert" ist.


Video: VL4 Prof.. Popov: Kinematik und Dynamik