Archive for the tag 'Klimawandel'

Kopenhagen ist das neue Kioto

Dezember 29th, 2009

China: Industrieanlage am Jangtse

China: Industrieanlage am Jangtse (CC-BY-SA)

Der Deutschlandfunk hat eine gute Zusammenfassung zum sogenannten Kopenhagen Accord. Accord bedeutet so viel wie Absprache oder Abmachung und wird als Abkommen und Durchbruch gehandelt. Tatsächlich haben die Industriestaaten das Ding völlig ohne die Entwicklungsländer ausgehandelt und ihnen noch nicht mal erzählt, dass sie die Konferenz jetzt einfach ohne sie zu einem Resultat führen.

Der Deutschlandfunk und die meisten Medien stellen gegen diese Farce dann gerne das doch so erfolgreiche Kioto-Protokoll.  Damals hatte man eine Reduktion zum Referenzjahr 1990 vereinbart. Die meisten Staaten haben das Protokoll unterzeichnet und viele auch ratifiziert.

Letztlich war auch Kioto eine ähnliche Farce. Das Jahr 1990 bedeutete einen enormen politischen und wirtschaftlichen Umbruch in den Ostblockländern und in Ostdeutschland. Die industrielle Produktion brach so stark ein, dass Deutschland, aber auch EU-Länder wie Polen, die Kioto-Kriterien schnell erfüllt hatten.  Polen setzt fast ausschließlich auf Kohlekraftwerke, der pro-Kopf-Ausstoß ist dennoch einer der höchsten in der EU. Doch auch in Westeuropa und den USA markierte 1990 den beginnenden industriellen Umbruch. Der Aufstieg von China als Industriestaat und die Verlagerung der Mehrheit der Konsumgüterproduktion ins Reich der Mitte war natürlich verbunden mit dem Rückgang der heimischen Emissionen.

Nun wird China als Klimagipfeltroll hingestellt. Der Westen spricht aber mit gespaltener Zunge, denn der hiesige Konsum erfordert ja erst den Großteil der industriellen Produktion Chinas – und damit der Emissionen.

Nachtrag

Weil es so gut passt: Einem aktuellen Nature-Artikel zufolge verschieben sich die Klimazonen durchschnittlich 420 Meter im Jahr zu den Polen.

Stürmische Eiszeiten auf dem Mars

Oktober 5th, 2009

Geologischer Aufbau des Mars-Nordpols (NASA / JPL)

Geologischer Aufbau des Mars-Nordpols (NASA / JPL)

Aus 358 Einzelaufnahmen wurden verschieden mächtige Schichtpakete im Untergrund von Eismassen von Planum Boreum aufgenommen, einer ausgedehnten Ebene, die große Teile der nördlichen Hemisphäre ausmacht. Sie wurden einer Karte zusammengefügt, die auf eine bewegte Klimageschichte in den letzten Millionen Jahren schließen lässt.

Irdische Sedimentgesteine sind für Geologen wie Geschichtsbücher, denn mit ihnen lässt sich die Erdgeschichte minutiös nachvollziehen. Sie entstehen, wenn Erosionsprozesse zur Abtragung vorhandener Gesteine führen und es nach einer Transportphase erneut zur Ablagerung kommt. Auch wenn unser Nachbar im Vergleich zur Erde den Anschein eines  toten Wüstenplaneten macht, wirken auch hier urgewaltige Kräfte. Eismassen haben am Marsnordpol ein komplexes Muster hinterlassen. Auch vorhandene Gletscher wachsen durch Niederschlag ständig weiter oder schrumpfen, um dann stärker mit Staub bedeckt zu werden.

Jedoch haben die Geologen es auf dem Mars nicht leicht, denn bisher konnte noch niemand die Gesteinsaufschlüsse an den Polen direkt in Augenschein

nehmen. Die optische Auflösung der Kamera an Bord von Mars Reconnaissance Orbiter und nun auch die Fähigkeiten des Radarinstruments Shallow Radar (SHARAD) ermöglichen jetzt erste geologische Interpretationen. Damit werden die Gesteine zwischen 100 und 1.000 Meter tief durchleuchtet.

„Was wir mit dem Radar sehen können, sind vor allem Kontraste in den elektrischen Eigenschaften zwischen den Schichten“, sagt Nathaniel Putzig, Teamleiter vom Southwest Research Institute in Boulder im US-Bundesstaat Colorado. „Wir beobachten ein Muster in der Reflektivität gegenüber den Radarwellen. Das sagt uns etwas über das Muster der Materialunterschiede im Untergrund.“

Planum Boreum (NASA, HiRISE Blog)

Planum Boreum mit drei geologischen Einheiten (NASA, HiRISE Blog)

Bisher hatte man frühere Radaraufnahmen anders gedeutet: Die verschiedenen Schichten bestünden vor allem aus Eis. Tatsächlich sind sie von Staubschichten überzogen worden, die sich jahreszeitlich oder klimatisch gesteuert veränderten. Schwankungen in den Bahnparametern aller Planeten führen zu Klimazyklen, die auf der Erde als Milanković-Zyklen bekannt sind und für den Wechsel zwischen Kalt- und Warmzeiten verantwortlich sind.  Während der Erdmond die ständigen Veränderungen auf ein für uns erträgliches Maß reduziert, kommt es auf dem Mars zu ungleich stärkeren Effekten.

Die Radardaten zeigen, dass sich hochreflektierende Bereiche sehr kontrastreicher Schichten mit homogeneren Zonen geringer Reflektivität abwechseln. Dieser geologische Rhythmus kann nun mit existierenden Modellen über die marsianische Klimageschichte in den vergangenen vier Millionen Jahren abgeglichen werden. Diese wurde vor allem über die schwankende Achsenneigung des Planeten gesteuert.

„Wir machen selbst gar keine Klimamodellierung, sondern vergleichen nur die Modelle anderer mit unseren Radar-Messdaten. Daraus versuchen wir zu schließen, wie die Schichtfolge wirklich entstand“, so Putzig. Die vergangenen 300.000 Jahre waren eine Periode einer relativ stabilen Achsenneigung vergleichen mit den 600.000 Jahren davor. Da besonders die obersten  – und damit die jüngsten – Schichten stark reflektieren, schlagen die Forscher vor, sie mit der klimatisch ruhigen Periode zu korrelieren.

Alpiner Klimawandel

September 29th, 2009

Das Geologiestudium bietet den Vorteil, etwas herumzukommen und in die ein oder andere einsame Gebirgsregion vorzudringen. Natürlich gilt es dann in erster Linie, vor Ort Gesteine zu beproben, anzusprechen und in den erdgeschichtlichen Kontext einzuordnen. Aber es bleibt genügend Zeit, einfach nur den Blick schweifen und die Landschaft auf sich wirken zu lassen.

Gletscherpanoramen gehören definitiv nicht zu den alltäglichen Exkursionszielen, deren einfache Schönheit einem schnell die Sprache verschlägt. Ich kannte auch schon einige besonders ästhetische isländische Gletscher, so dass ich nicht erwartet hätte, in den Alpen Vergleichbares zu finden. Meine schwachen Erwartungen wurden nicht erfüllt, als ich in der letzten Exkursion des Jahres mit dem Steingletscher in den Schweizer Alpen Kontakt aufnehmen durfte. Alpine Gletscher haben etwas zu bieten.

Der Steingletscher liegt am Sustenpass, einer touristischen Gegend zwischen den Kantonen Uri und Bern. Von der Passstraße erhält man einen guten Überblick.

Steingletscher am Sustenpass (Karl Urban)

Steingletscher am Sustenpass (Karl Urban)

Gut erkennbar sind fünf Ablagerungselemente des Gletschervorlands: Aus dem Gletschertor tritt Schmelzwasser unter dem Eis hervor und bildet einen braided river, ein hochenergetisches Flusssystem mit Sandbarren und sich ständig verlagernden Kanälen. Dieses System formt die Sanderfläche. Der Begriff ist dem isländischen Sandur entlehnt und beschreibt weit ausgedehnte glaziale Schwemmebenen. In Island können diese hunderte Quadratkilometer ausfüllen, da dort unter Gletschern aktive Vulkane lauern.

Hier verzweigt sich der Fluss jedoch schon bald zu einem Delta, das in einen Gletschersee mündet. Dieser liegt deutlich über dem Tal, da auf der anderen Seite durch die alte Endmoräne aufgestaut wird. Diese entstand, als der Steingletscher noch bis hierhin ausgedehnt war – doch dazu später mehr. Am Rand des Sees erkennt die kegelförmig aufgeschüttete Seitenmoräne, die ebenfalls entstand, als das Eis noch das gesamte Tal erfüllte. Sie entsteht durch von den Hängen abrutschendes Geröll, das durch das Eis aufgehalten wird.

Geologische Einheiten des Steingletschers am Sustenpass

Geologische Einheiten des Steingletschers am Sustenpass

Viel deutlicher als bei isländischen Gletschern sieht man hier, wie schnell der Klimawandel zum Rückzug der Gletscherzunge führt. Ich muss aber vorwegschieben, dass die natürlichen Klimaschwankungen ständig zu Vorstoß und Rückzug von Gletschern geführt haben. Zur Zeit des letzten glazialen Maximums vor rund 20.000 Jahren füllte der Gletscher das gesamte Tal bis auf die obersten 200 Höhenmeter auf. Das Abschmelzen dieser Eismassen, die bis nach Süddeutschland reichten, hatte keine anthropogenen Ursachen und war vor allem in schwankenden Erdbahnparametern begründet.

Als Geologe ist man es jedoch gewohnt, solche Schwankungen in geologischen Zeitskalen zu akzeptieren. Die Erde ist ein dynamischer Körper, das Klima hat immer geschwankt und so tun es die Eismassen. Schwankungen, die in menschlichen Zeiträumen passieren, lassen einen aber aufhorchen. Hier passiert etwas zu viel hastig.

Rückzug des Steingletschers am Sustenpass (Karl Urban)

Rückzug des Steingletschers am Sustenpass (Karl Urban)

Unser Professor besucht den Sustenpass jährlich mit einer Studentengruppe. Allein seit dem letzten Jahr hat sich der Gletscher um 100 Meter zurückgezogen. Im vergangenen Jahr hatte das Wasser speiende Gletschertor noch am Seeeingang gestanden.

Klimawandel und Kryosphäre

September 3rd, 2009

Die Kryosphäre umfasst den gesamten Eishaushalt der Erde: Neben den großen Festlandeismassen in der Antarktis und auf Grönland gehören Hochgebirgsgletscher ebenso dazu wie der jährliche Schneefall in den gemäßigten Breiten. Hier gehört Schmelzwasser zu den wichtigsten Quellen für Frischwasser. Das NASA-Video führt über die Antarktis und Grönland nach Nordamerika und Europa – vor unsere die Haustüren.

Unterschätzte Klimatreiber: Aerosole

April 11th, 2009

Bild A zeigt Rußpartikel (Pfeile), die sich an Sulfatblasen geheftet haben. Bild B zeigt den Ruß im Detail, Bild C Flugasche, ein Produkt der Kohleverbrennung (Peter Buseck, Arizona State University)

Bild A zeigt Rußpartikel (Pfeile), die sich an Sulfatblasen geheftet haben. Bild B zeigt den Ruß im Detail, Bild C Flugasche, ein Produkt der Kohleverbrennung (Peter Buseck, Arizona State University)

Aerosole sind feinste feste und flüssige Partikel, die aus menschengemachten und natürlichen Quellen in die Atmosphäre gelangen. Dort haben sie auf den ersten Blick einen kühlenden Einfluss auf das Klima. Denn sie verhindern, dass Sonnenlicht direkt auf den Boden fällt und ihn erwärmt. Die Aerosole reflektieren einen Teil der Strahlung und werfen ihn direkt zurück ins All, die Albedo der Atmosphäre steigt.

Zu den Aerosolen gehören vulkanische Asche, aufgewirbeltes Meersalz, Pollen oder Pilzsporen. Ein Großteil der heute in der Atmosphäre befindlichen Teilchen sind jedoch anthropogen. Der Mensch gibt vor allem Sulfate und Rußpartikel in die Atmosphäre ab.

Drew Shindell vom NASA Goddard Institute for Space Studies in New York untersuchte in einer Studie die Rolle anthropogener Sulfat- und Ruß-Aerosole mit Hilfe eines Computermodells. Das System Atmosphäre-Ozeane wurde analysiert, um die Einflüsse von steigenden CO2– und Aerosolemissionen, sowie den Abbau der Ozonschicht, auf sensible Klimazonen in den letzten drei Jahrzehnten zu untersuchen.

Seit der beginnenden Erwärmung der Arktis im Jahr 1976 wurden in Europa und Nordamerika – den industrialisierten Anrainern der Arktisregion – Gesetze zur Verringerung der Sulfatkonzentration aus Fabriken und Kraftwerken erlassen. Sulfat entsteht überwiegend bei der ungefilterten Verbrennung von Kohle und Öl. Die Emissionen sanken um 50 Prozent. Dieser Trend wurde jedoch durch die Industrialisierung Asiens ausgeglichen. Zeitgleich nahm die Luftkonzentration von Rußpartikeln weltweit zu. Diese entstehen beispielsweise bei der Verbrennung von Diesel. Die dunklen Partikeln absorbieren im Unterschied zu Sulfaten das Sonnenlicht und tragen zur Erwärmung der Atmosphäre bei.

Aerosole erwärmen (noch) am stärksten

Die asymmetrische Temperaturkurve der Arktis deutet auf die Rolle von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre hin. (Drew Shindell, Goddard Institute for Space Studies)

Die asymmetrische Temperaturkurve der Arktis deutet auf die Rolle von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre hin. (Drew Shindell, Goddard Institute for Space Studies)

In ihrem Modell berücksichtigte das Team um Drew Shindell die wichtigsten Einflussfaktoren auf das Klima, darunter Schwankungen der Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche und die sich verändernden Treibhausgaskonzentrationen. Ihre Ergebnisse wurden mit realen Messdaten abgeglichen. Ihr Ergebnis: Aerosole hatten bisher den größten Einfluss auf die Klimaerwärmung.

Das Resultat klingt plausibel: Die Regionen mit den stärksten Reaktionen auf Aerosole sind deckungsgleich zu denen, die die stärkste Erwärmung seit 1976 aufweisen. In der Arktis hat sich die bodennahe Luft seitdem um 1,5 °C erwärmt. Die Antarktis zeigt dagegen mit +0,35 °C eine deutlich geringere Reaktion. Auch das macht Sinn, ist doch die Arktis den Erzeuerregionen von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre deutlich näher.

„Viele glauben, Aerosole spielten nur eine untergeordnete Rolle – das tun sie aber nicht“, sagt Shindell. „Aktuell sind die Auswirkungen von Aerosolen in mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre bis hinauf in die Arktis genauso hoch wie die der Treibhausgase.“

Diese Einsicht müsse auch in der politischen Agenda mit berücksichtigt werden.

„Wir werden der Klimaentwicklung in den kommenden Jahrzehnten kaum entgegen wirken können, wenn wir uns nur auf CO2 konzentrieren“, so Shindell weiter. „Wenn wir wirklich verhindern wollen, dass die Arktis in wenigen Jahrzehnten im Sommer eisfrei ist, sollten wir ein deutlich größeres Augenmerk auf Aerosole und Ozon werfen.“

Ein großer Unterschied zwischen den Klimatreibern liegt in ihrer Residenz- und Wirkungszeit in der Atmosphäre. Da sich Aerosole nur wenige Tage bis Wochen in der Luft halten können, bevor sie wieder absinken, beeinflussen sie maßgeblich das Klima von heute und das der kommenden Dekaden. Dagegen haben Treibhausgase wie CO2 einen längeren Atem, brauchen aber deutlich länger, bis sie ihre Wirkung entfalten. Sie werden das Klima kommender Jahrhunderte bestimmen.

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