Globaler Klimawandel, Klimamodellierung und internationale Klimapolitik
Analysen und Prognosen zu Beginn des 21. Jahrhunderts
- Art: Staatsexamensarbeit
- Autor: Klaus Ludwig Hohn
- Abgabedatum: Juli 2000
- Umfang: 160 Seiten
- Dateigröße: 6,3 MB
- Note: 1,0
- Institution / Hochschule: Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-5817-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-5817-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-5817-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Hohn, Klaus Ludwig Juli 2000: Globaler Klimawandel, Klimamodellierung und internationale Klimapolitik, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Klimaänderung, Treibhauseffekt, Klimapolitik, Zukunft, Weltklima
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Staatsexamensarbeit von Klaus Ludwig Hohn
Gang der Untersuchung:
Die vorliegende Arbeit bietet einen Gesamtüberblick über die physischgeographischen und klimatologisch-meteorologischen Grundtatsachen zum globalen Klimaproblem, vor dem der Mensch zu Beginn des 21. Jahrhunderts steht.
Nach einem Einführungskapitel steht im Kapitel 2 neben der zeitlichen und begrifflichen Einordnung der Bedeutung des anthropogenen „Fingerabdrucks“ im Weltklima steht v.a. eine Analyse der Vorgänge beim sog. Treibhauseffekt im Mittelpunkt. Dabei erfolgt ein wissenschaftlicher Nachweis von Veränderungen der atmosphärischen Spurengaskonzentration unter Referierung des aktuellen deutsch- wie englischsprachigen Forschungsstandes.
Ein besonderer Hinweis sei auf den Abschnitt „Regionale `Signale` einer weltweiten Klimaveränderung – global beobachtete Änderungen von Klimaparametern im 20. Jahrhundert“ gemacht.
Nach einer Analyse der klimatologisch-meteorologischen Gegenwart stellt Kapitel 3 das Instrumentarium für Prognosen zur zukünftigen Entwicklung vor und zeigt auf, welche Methoden hierzu heute in der Wissenschaft angewandt werden.
Kapitel 4 stellt eine Zusammenschau verschiedener Erkenntnisse über konkrete wie lokale zu erwartende Auswirkungen der globalen Erwärmung dar. Im Mittelpunkt stehen hierbei potenzielle hygrische und thermische Auswirkungen, wobei ebenfalls auf ökologische und sozioökonomische Folgewirkungen eingegangen wird.
Kapitel 5 beleuchtet das komplexe Gefüge der internationalen Klimapolitik von den Anfängen in den 1970er Jahren bis zum Abschluss des sog. Kyoto-Protokolls der Gegenwart im Kontext lokaler wie grenzüberschreitender Interessenskonflikte zwischen Ökonomie und Ökologie.
Inhaltsverzeichnis:
| Inhaltsverzeichnis | 3 | |
| Verzeichnis der Abbildungen | 5 | |
| Verzeichnis der Tabellen | 6 | |
| Verzeichnis der Kastendarstellungen | 7 | |
| Verzeichnis der Materialdarstellungen im Anhang | 7 | |
| Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen | 7 | |
| 1. | Das Problem, die Aufgabe und das Ziel - Einführung und methodische Vorbemerkungen | 9 |
| 2. | Der Klimawandel - physischgeographische, klimatologisch-meteorologische Grundtatsachen zum „globalen Klimaproblem“ | 12 |
| 2.1 | Überblick über die Entwicklung des Erdklimas unter besonderer Berücksichtigung der Zeitskala | 12 |
| 2.1.1 | Grundbegriffe und methodologische Fragestellungen | 12 |
| 2.1.2 | Klimaschwankungen und Klimaänderungen im klimageschichtlichen Gesamtüberblick | 16 |
| 2.1.3 | Zusammenfassung | 18 |
| 2.2 | Veränderungen der atmosphärischen Spurengaskonzentration und „global warming“ | 22 |
| 2.2.1 | Die Zusammensetzung und Gliederung der Erdatmosphäre | 22 |
| 2.2.2 | Der Treibhauseffekt | 25 |
| 2.2.3 | Wichtige atmosphärische, klimarelevante Treibhausgase und ihre Bedeutung im Überblick | 26 |
| 2.2.3.1 | Kohlendioxid | 30 |
| 2.2.3.2 | Methan | 36 |
| 2.2.3.3 | Fluorchlorkohlenwasserstoffe und Halone | 38 |
| 2.2.3.4 | Ozon | 39 |
| a) | Stratosphärisches Ozon | 40 |
| b) | Troposphärisches Ozon | 45 |
| 2.2.3.5 | Distickstoffoxid | 45 |
| 2.2.3.6 | Wasserdampf | 45 |
| 2.2.4 | Weitere atmosphärische Spurenstoffe | 48 |
| 2.2.4.1 | Aerosole | 48 |
| 2.2.4.2 | Flüchtige organische Verbindungen (VOC) | 51 |
| 2.2.4.3 | Kohlenmonoxid | 52 |
| 2.2.4.4 | Stickoxide | 53 |
| 2.2.5 | Zusammenfassung | 54 |
| 2.3 | Regionale „Signale“ einer weltweiten Klimaänderung - global beobachtet Änderungen von Klimaparametern im 20. Jahrhundert | 58 |
| 2.3.1 | Extrem-Wetterereignisse im 20. Jahrhundert | 58 |
| 2.3.2 | El Niño - ein Klimaphänomen als Ursache für Wetterkapriolen und Naturkatastrophen | 64 |
| 3. | Klimamodellierung - Modelle und Simulationen zur Klimaprognose | 69 |
| 3.1 | Klimamodelle | 69 |
| 3.1.1 | Allgemeine Vorbemerkungen | 69 |
| 3.1.2 | Energiebilanzmodelle (EBMs) | 73 |
| 3.1.3 | Radiativ-konvektive Modelle (RCMs) | 74 |
| 3.1.4 | Zirkulationsmodelle (GCMs) | 74 |
| 3.1.5 | Statistische Klimamodelle | 77 |
| 3.2 | Prognosen und Szenarien zur Entwicklung des Weltklimas - Ergebnisse und Erkenntnisse aus EBM- und GCM-Studien | 82 |
| 3.2.1 | Beobachtete Trends und Entwicklungen des Weltklimas im 20. Jahrhundert | 82 |
| 3.2.2 | Thermische und hygrische Veränderungen in der terrestrischen wie marinen Sphäre | 83 |
| 3.2.2.1 | Thermische Veränderungen - der weltweite Temperaturanstieg | 83 |
| 3.2.2.2 | Hygrische Veränderungen - Niederschlagsmengen und Niederschlagsverteilung | 88 |
| 3.2.2.3 | Hygrische Veränderungen - der weltweite Anstieg des Meeresspiegels | 92 |
| 3.2.2.4 | Thermodynamische Veränderungen - Zunahme von tropischen wie ektropischen Sturmereignissen | 93 |
| 4. | Auswirkungen der hygrischen und thermischen Veränderungen im Zuge der globalen Erwärmung - der aktuelle Forschungsstand im Überblick | 97 |
| 4.1 | Allgemeine Vorbemerkungen | 97 |
| 4.2 | Anstieg des Meeresspiegels - die Gefährdung von Küstengebieten und Inselstaaten | 99 |
| 4.3 | Veränderung von Ökosystemen - Beeinträchtigung in der Nahrungsmittel- und Trinkwasserversorgung | 101 |
| 4.3.1 | Agrarwirtschaft - Auswirkungen auf den Pflanzenbau | 101 |
| 4.3.2 | Trinkwasserversorgung | 104 |
| 4.4 | Veränderung natürlicher Ökosysteme | 104 |
| 4.4.1 | Terrestrische Ökosysteme | 104 |
| 4.4.2 | Marine Ökosysteme | 105 |
| 4.5 | Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit | 106 |
| 5. | Internationale Klimapolitik - ein Konfliktfeld zwischen Ökonomie und Ökologie | 108 |
| 5.1 | Stationen der internationalen Klimapolitik - eine Übersicht | 108 |
| 5.2 | Die Klimarahmenkonvention | 111 |
| 5.2.1 | Der Weg zur Klimarahmenkonvention | 111 |
| 5.2.2 | Die Klimarahmenkonvention von Rio de Janeiro - Vom Entwurf zum Inkrafttreten | 113 |
| 5.3 | COP 1 und das Berliner Mandat "AGBM" | 116 |
| 5.4 | Das Protokoll von Kyoto (1997) - Ergebnisse und Bewertung | 118 |
| 5.5 | Der Kyoto-Nachfolgeprozess: Buenos Aires (1998) und Bonn (1999) | 122 |
| 5.6 | Zusammenfassung: Klimapolitische Weltkonferenzen - Rückschläge oder progressive Impulse? | 125 |
| 5.6.1 | Ergebnisse der Weltklimakonferenzen im Überblick | 125 |
| 5.6.2 | Klimapolitik als Ergebnis unterschiedlicher nationaler Interessen | 126 |
| 6. | Zusammenfassung und Ausblick | 129 |
| 7. | Literaturverzeichnis | 133 |
| 8. | Anhang | 140 |
• Noda und Tokioka (1989) weisen nach, dass die Zeitabstände zwischen den wiederkehrenden extremen Wetterereignissen im Falle einer Verdopplung des atmosphärischen CO2-Gehalts sich um das zwei- bis fünffache verkürzen werden. Wheatton et al. (1993) kamen bei der Analyse der täglichen Niederschlagsereignisse zu ähnlichen Ergebnissen. Im Falle der Verdopplung des CO2-Gehalts wird die Intensität der durchschnittlichen Niederschlagsrate um etwa 10 bis 30 Prozent zunehmen. McGregor und Walsh (1994) fanden unter Einsatz eines GCM heraus, dass in Tasmanien und Australien die Gesamtzahl der Regentage im Juli kontinuierlich abnehmen, aber die Zahl der Tage mit mehr als 16 mm Niederschlag pro Tag um 40 Prozent zunehmen werden. Diese lokal nachgewiesene Entwicklung kann durchaus auch weltweit möglich werden. Henderson-Sellers et al. (1995) haben beim Vergleich unterschiedlicher Simulationen ebenfalls herausgefunden, dass extreme Wetterereignisse in kürzeren Abständen eintreten und die Niederschlagsintensität ansteigen werden. Die deutlichsten Veränderungen, so das Ergebnis dieser Studie, werden sich in der Tropenzone einstellen. Cubasch et al. (1995) weist ebenfalls für die tropischen Landmassen, aber auch für die nördlichen Mittelbreiten, einen Anstieg der Niederschlagsintensität nach. [...]
Die meisten Vorhersagen zur künftigen Entwicklung der Niederschlagsmenge und -verteilung werden z.Zt. mittels GCM erstellt und weisen daher generell das Problem der Ungenauigkeit auf. Da diese Modelle nur mit einer relativ groben regionalen Auflösung arbeiten (500 km) können, fallen kleinräumige und lokale Prognosen um ein Vielfaches ungenauer aus als großräumige oder globale Vorhersagen. Trotzdem lassen sich auch mit diesem Modelltyp vernünftige Aussagen über die zukünftige Entwicklung der weltweiten Niederschlagsverhältnisse machen. Durch einen erhöhten Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre wird durch das veränderte Strahlungsverhalten weniger Wärme in den Weltraum abgegeben, was dazu führt, dass sich die Erdoberfläche zunehmend aufheizt. Eine höhere globale Erdmitteltemperatur hat eine Intensivierung des gesamten Wasserkreislaufs der Erde zur Folge, was sich in einem zunehmenden Verdunstungspotenzial und somit allgemein ausgedrückt in einer erhöhten konvektiven Aktivität äußert, was Karl et al. belegen. In einer Atmosphäre mit erhöhten Treibhausgaskonzentrationen werden vielerorts extreme Niederschlagsereignisse häufiger auftreten, da eine Zunahme an potenzieller wie realer Verdunstung letztlich ein Mehr an Niederschlägen bedeutet. Weltweit aber werden die „[...] Niederschlagsmengen [...] nicht überall und gleichmäßig über das ganze Jahr hinweg [...]“ (Karl et al., 1998: 83) zunehmen. Modellrechnungen lassen den Schluss zu, dass sich die gesamte Niederschlagsmenge nur unwesentlich verändern wird. Allerdings wird die Zahl der Tage mit geringem Niederschlag signifikant abnehmen, während die Zahl der Tage mit ungewöhnlich hohen Niederschlägen ansteigen wird. Stärkere Regenschauer und heftigere Gewitter sind die Folge, also Wetterverhältnisse, die häufiger zu Überschwemmungen führen. Insgesamt wird es im Jahr weniger Regentage geben. Die maximal an einem Tag fallenden Niederschläge werden sich bei weitgehend konstant bleibender durchschnittlicher Niederschlagsmenge erhöhen. Generell wird sich die Verteilung der täglichen Niederschlagssumme in Richtung extremer Ereignisse verschieben. In Gebieten, wo die durchschnittliche Niederschlagsmenge abnimmt, werden die trockenen Tage sogar häufiger. Dieser Trend der zuneh- [...]
zeigen nur, was mit großer Eintrittswahrscheinlichkeit geschehen wird, wenn die fossilen Brennstoffe weiterhin den größten Teil des Weltenergiebedarfs decken und sich an der gegenwärtigen weltweiten Emissionsentwicklung nichts ändern wird. Wie bereits an anderer Stelle betont wurde und bei Kattenberg et al. nachzulesen ist, wird sich die Erwärmungstendenz auch noch weit über das Jahr 2100 hinaus fortsetzen, da sich Kohlenstoff-Kreislauf und Klimasystem als zeitversetzt reaktiv und träge auszeichnen, selbst wenn nach 2100 die CO2Emissionen deutlich fallen. Berechnungen datieren den Gipfel der CO2Konzentration mit 850 ppmv in das Jahr 2160 und einen Rückgang auf 540 ppmv für 2500. Dementsprechend wird die globale Erwärmung noch weiter gehen. Beide Sachverhalte sind in Abb. 24 graphisch umgesetzt. Durch die ständige Verbesserung und Weiterentwicklung der Verfahren in der Klimabeobachtung stehen der Klimaforschung immer zuverlässigere Datensätze zur Beschreibung der Klimadynamik zur Verfügung, weshalb viele Auswirkungen, die der zu erwartende Temperaturanstieg mit sich bringen wird, heute bereits als wissenschaftlich abgesichert gelten können. Ob für diese Entwicklungen allerdings der anthropogene Zusatztreibhauseffekt alleine verantwortlich zu machen ist, kann zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht ausreichend bewiesen werden. Klaus stellt in seiner Studie heraus, dass es für die nachgewiesenen Klimafluktuationen neben der anthropogen bedingten Änderung der atmosphärischen Zusammensetzung eine Vielzahl weiterer Einflussgrößen gibt, die teilweise erwiesen sind, z.T. nur Indiziencharakter haben und wissenschaftlich (noch) nicht erhärtet sind. Auf zwei interessante und durchaus plausible Erklärungsansätze sei hier kurz verwiesen. Temperaturvariationen aufgrund von Umstellungen der thermohalinen Zirkulation im Nordatlantik: Broecker (1998) hat in seiner Studie gezeigt, dass sich die globalen Durchschnittstemperaturen in der Vergangenheit wiederholt innerhalb weniger Jahrzehnte um mehrere Grad geändert haben. Neueste Forschungen haben ergeben, dass solche Klimasprünge mit der Zirkulation von Wärme und Salinität in den Ozeanen zusammenhängen, welche sich Computersimulationen zufolge schnell ändern kann und entsprechende Folgewirkungen für das Weltklima mit sich bringen würde. [...]
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http://www.diplom.de/ean/9783832458171
Arbeit zitieren:
Hohn, Klaus Ludwig Juli 2000: Globaler Klimawandel, Klimamodellierung und internationale Klimapolitik, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Klimaänderung, Treibhauseffekt, Klimapolitik, Zukunft, Weltklima



