Glossar Globale Erwärmung – Treibhauseffekt (13)

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, Evolution

Glossar Globale Erwärmung
– Treibhauseffekt

2.
Hauptsatz der Thermodynamik
Wärme
fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper
18OSauerstoffisotop,
das als Maß für die Temperatur verwendet wird. Das Verhältnis
der stabilen Isotope 18O und 16O in den Meeren und der Atmosphäre
ist eine Funktion der Temperatur. Wassermoleküle mit dem leichteren
16O verdampfen schneller als die mit dem schwereren 18O. In Schnee und
Eis wird ein kleineres Verhältnis als in Meerwasser gefunden. Deshalb
reflektieren die Verhältnisse in den Eisbohrkernen die Temperatur
der Atmosphäre im Lauf der Zeit.
AbsorptionAufnahme
von elektromagnetischer Strahlung durch Atome und Moleküle. Dabei
werden Elektronen in einen angeregten Zustand gehoben.
Aerosolfein
verteilte Tröpfchen einer Flüssigkeit in der Luft
angeregter
Zustand
energiereicher
Zustand eines Teilchens durch Energieaufnahme
Aquiferewasserführenden
Schichten im Boden
Svante
Arrhenius

spekulierte, ob die mittlere Erdtemperatur, die er auf +15°C schätzte
von wärmeabsorbierenden Gasen wie CO2 abhängig sei.
Arctic-
Ocean-Modell

Ist
der arktische Ozean gefroren wie heute, verhindert er die Verdunstung
des Wassers in die Atmosphäre und dessen Rückkehr als Schnee.
Wenn dann weniger Schnee vorhanden ist um die arktische Eiskappe wiederaufzufüllen
schrumpft diese. Dies ist wahrscheinlich der Grund für die derzeitige
Situation.

Schmilzt die Eiskappe,
wenn sich die Erde erwärmt, öffnet sich wieder der arktische
Ozean. Dadurch kann mehr Strahlung absorbiert werden und die Temperatur
steigt weiter (=Albedo/Temperatur feedback loop) . Irgendwann
ist dann wieder genügend Wasser für die Verdunstung da und
das Wasser kommt als Schnee wieder zurück, die Eiskappe vergrößert
sich wieder.

Azidose/AlkaloseÜbersäuerung
bzw. Überschreitung des normalen Blut-pH-Wertes von 7,4
BlutpufferStoffe,
die im Blut H+-Ionen abfangen wie z.B. HCO3.
BodenatmungZellatmung
der Bodenlebewesen

Ludwig Boltzmann
James
Clerk Maxwell
(1831-1879) und Ludwig Boltzmann (1844-1906)
entwickelten eine Theorie, die beschreibt, wie sich Teilchen in einem
idealen Gas bewegen: die Kinetische Gastheorie.
CO2-BegasungErhöhung
der CO2-Konzentration in einem Gärtner-Treibhaus
Dodekaedergeometrische
Figur mit 12 Flächen; 12- Flächner
dynamisches
Gleichgewicht
=
umkehrbare Reaktion mit Hin und Rückreaktion
Eisbohrkernezylindrische
Säulen als Ergebnis von Eisbohrungen
elektromagnetische
Strahlung
elektromagnetische
Strahlung ist eine Form des Energietransfers über elektromagnetische
Wellen.
El
Niño
Wird
die zyklische Erwärmung des Ostpazifischen Meeres gestört, führt
das zu bedeutenden Wetteränderungen in den USA und weltweit. Man
nennt dies El Niño. Dies tritt dann auf, wenn warmes Wasser
vom Äquator Richtung Südamerika einströmt und das kalte
Wasser des Humboldt Stroms ersetzt und zu einer Unterbrechung des Verdunstungsprozesses
führt.
EmissionAbstrahlung
von Energie durch ein Atom oder Molekül
Fourier,
Jean Baptiste
spekulierte
als erster über die Existenz eines wärmenden atmosphärischen
Effekts vor, die die Erde wärmer hielt als sie sonst wäre. Man
schreibt im die Erfindung des Begriffs Treibhauseffekt zu.
geothermische
Wärme
Wärme
aus der Erde; heiße Quellen usw.
Geschwindigkeitsverteilungalle
Geschwindigkeiten der Teilche eines Mediums aufgelistet nach Größe
Gesteinszyklusjahrmillionenlanger
zyklischer Vorgang der Umbildung von Gesteinen; Durch die Kollision der
Platten werden Gebirge gebildet. Durch Verwitterung gelangen bestandteile
wie Sandkörner, Lehm und Kalkstein in die Flüsse und Meere.
Dort sinken Sie an den Boden, bilden Sediment, das von den marinen wirbellosen
Organismen aufgenommen wird und in deren Kalkschalen gespeichert wird,
die beim Tod wieder Sediment bilden.
GleichgewichtskonstanteDynamische Gleichgewichtsreaktion
besitzen Hin und Rückreaktion. Für diese kann nach dem Massenwirkungsgesetz
eine Gleichgewichtskonstante formuliert werden. Die Gleichgewichtskonstante
fürdas Lösungsgleichgewicht von CO in Wasser ist : K = p(CO2)/c(CO2).
Global
Warming
Als
Global Warming wird die aktuelle Erwärmung der Erde (Erdatmosphäre)
bezeichnet.

Erwärmung der Erde durch gesteigerte Sonnenaktivität oder größere
Nähe zur Sonne;
HarnstoffzyklusHarnstoff
wird in der Leber der meisten Landwirbeltiere im sogenannten Harnstoffzyklus
gebildet.
Henrysche
Konstante
Gleichgewichtskonstante
der Wasserlöslichkeit von CO2
Kalkgleichgewicht

CO2
+ H2O —-> H2CO3 —-> H+ +
HCO3 —-> 2 H+ + CO32-

H2CO3
+ CaCO3 —-> Ca(HCO3)2 = Kalziumbicarbonat

bzw.
H+ + HCO3 + CaCO3 —->
Ca2+ + 2 HCO3

Kalziumcarbonat=
Kalk

Keeling
, David
David
Keeling
baute eine CO2-Meßstation auf einem Lavafeld eines aktiven
Vulkans in Hawaii a (siehe Mauna Loa Meßstation) und sammelte zunächst
bis 1970 Meßdaten, die dann veröffentlicht wurden und als Keeling-Kurve
in die Klimageschichte eingingen.

Kirchhoff,
Gustav
begründete
die Spektralanalyse, formulierte die Kirchhoffschen Strahlungsgesetze
und definierte den schwarzen Körper als optimal absorbierendes
und emittierendes Gebilde.
Kirchhoffsches
Gesetz
Das
Kirchhoffsche Gesetz stellt den Zusammenhang zwischen einem schwarzen
Strahler und einem realen Strahler her.
kinetische
Energie
=
Bewegungsenergie
kinetische
Gastheorie
(Ideale)
Gase bestehen aus sich bewegenden Gasteilchen, dern Eigenschaften man
berechnen kann
kleine
Eiszeit
ca. 1600- 1700,
ca. 1-2° kälter als heute
KohlensäureCO2 löst
sich wegen des pH von ca. 8 viel besser in Meerwasser als im Süßwasser.
Dabei geschieht u.a. die Reaktion zu Kohlensäure:

CO2
+ H2O —-> H2CO3 (Kohlensäure)
ca. 1%
Kohlenstoffzykluszyklische
Umwandlung von Kohlenstoff in seine verschiedneen Erscheinungsformen (CO2,
CaCO3, usw.) in der Lithosphäre
Kontinentalverschiebungdie
Platten der Erdkruste bewegen sich langsam auf der plastischen Asthenosphäre
Lake
Nyos
Die
Ausgasungen ( 2,3 Mt/Jahr) am Kratersee Lake Nyos, Kamerun, Afrika
töteten 1986 mehr als 1700 Menschen. Ein künstliches Ausgasungsprojekt
der UNESCO schaffte Abhilfe
.
LeChatelierStellte
für dynamische Gleichgewichte Prinzipien auf, nach den eine Störung
des Gleichgewichts verläuft
LinienspektrenSpektren
von fehlenden Wellenlängen in einem Absorptionspektrum
LithosphäreErdkruste,
oberste Erdschicht,
75-250 km
dick, besteht aus Platten
Lithosphären/PlattenzyklusDurch
Subduktion wird Erdkruste in di Asthenosphäre geschoben deren Mterial
durch Vulkaneruptionen samt GAse wieder an die Oberfläch gelangt.
Durch das “Sea-floor-spreading” an den ozeanischen Rissen
wird durch den Austritt von Asthenosphären-Material die durch Subduktion
verlorengegangene Kruste wieder ersetzt. Dieser Zyklus der Platten samt
Sediment wird Lithosphären/Plattenzyklus genannt.
Lösungsgleichgewichtdynamische
Lösung und Ausgasung von Gasen in Flüssigkeiten

relative Luftfeuchtigkeit
Die
relative Luftfeuchtigkeit
ist das Verhältnis der tatsächlichen
Dampfdichte zur Sättigungsdichte.
Mammoth
Mountain
Am
Horseshoe Lake, Mammoth Mountain USA wurden so hohe CO2-Ausgasungen
gemessen, daß die Bäume rund um den See eingingen.
MassenwirkungsgesetzGesetz
zur Bestimmung der Gleichgewichtskonstanten bei dynamischen Reaktionen

Maxwell, James Clerk
James
Clerk Maxwell
(1831-1879) und Ludwig Boltzmann (1844-1906)
entwickelten eine Theorie, die beschreibt, wie sich Teilchen in einem
idealen Gas bewegen: die Kinetische Gastheorie.
MesosphäreMesosphäre:
Vermischungszone, mittlere
Schicht der Erdatmosphäre
Milankovitsch-ZyklenDies
sind zyklische Änderungen der Wärme auf der Erde verursacht
durch zyklische Änderungen des Abstandes der Erde zur Sonne. Der
serbische Astrophysiker Milutin Milankovitch lieferte 1941 Formeln
zur Berechnung dieser zyklischen Vorgänge, die 35 Jahre später
bewiesen wurden.
mittelalterliche
Warmzeit
ca.
900 – 1350, damals war es etwa 2-4° wärmer als heute
nichtvulkanische
Bodenausgasung
Die
Emissionen der Vulkane, die meist mit 0,6 GT C/Jahr angegeben wird
entsprechen kaum der Realität, da bis heute erst 24 von ca. 550
aktiven Vulkanen
vermessen sind und die Bodenausgasungen um
die Vulkane kaum berücksichtigt sind. Hinzu kommen die nichtvulkanischen
Ausgasungen
, die noch höher sind. Allein die gemessenen Bodenausgasungen
in Süditalien von Neapel bis Sizilien betragen in Form von CO2
ca. 0,4 x 108 Tonnen/Jahr.
Max
Planck
Max
Planck
(1858 – 1947) revolutionierte die Physik mit der Quantentheorie
(Nobelpreis 1918) und stellte neben vielen anderen Erkenntnissen das
Strahlungsgesetz
für schwarze Körper auf.
Plattentektonik=
Kontinentalverschiebung
Plinianische
Eruption
Plinianische
Eruptionen
sind grosse,
explosive Ereignisse, die gewaltige, dunkle Aschewolken bis in die Stratosphäre
(also mindestens 11km hoch) ausschleudern.)
PolarlichterPolarlichter
entstehen durch die Wechselwirkung zwischen dem Erdmagnetfeld und
geladenen Teilchen von der Sonne, dem Sonnenwind
Proxy-DatenUm
Klimadaten der Vergangenheit zu erhalten, greift man auf sogenannte Proxydaten
zurück. Diese erhält man durch die Analyse natürlicher
klimaabhängiger Vorgänge wie:
Jahresringe von Bäumen, Eisbohrkerne, fossile Pollen,
marine Sedimente, Korallen und historische Daten.
QuantensprungGeschieht genau
die Aufnahme eines Quants, werden die Elektronen eines Atoms
auf eine energiereichere
Bahn
angehoben (n=1,2,3..) (=Quantensprung).
RUBISCOEnzym,
das CO2 an Ribulose-1,5-Diphosphat bindet
schwarzer
Strahler
Man
bezeichnet eine Gaswolke oder einen Stern im Weltraum bzw. ein Wärmestrahlung
abgebendes Objekt als schwarzen Strahler, wenn sein Emissionsgrad
nahezu 1.0 ist
SonnenfleckenDie
Oberflächentemperatur der Sonne variiert cyklisch durch das
Auftreten magnetischer Stürme. Während des Ablaufs solcher Stürme
ist die Temperatur dort um ca. 2000°C geringer, es treten Sonnenflecken
auf, der Bereich ist dunkler.
SonnenwindAufgrund
der hohen Temperatur der Sonnenkorona können die in ihr enthaltenen
Teilchen eine so hohe Geschwindigkeit erreichen, dass sie dem Gravitationsfeld
der Sonne entfliehen. Das Gas, das auf diese Weise aus der Sonne austritt,
wird als Sonnenwind bezeichnet.

Sättigungsdampfdruck

In einem geschlossenen Gefäß geschieht die Verdampfung so lange,
bis ein Gleichgewicht zwischen der Anzahl Moleküle, die die Flüssigkeit
verlassen und der die wieder eintreten herrscht. Diesen Zustand bezeichnet
man als gesättigt und der Dampfdruck in (mmHg) wird Sättigungsdampfdruck
genannt.
Stefan/Boltzmannschen
Gesetz

Stefan/Boltzmannschen
Gesetz (schwarzer Körper):
E=sT4.

StrahlungstemperaturTemperatur
nach dem Stefan/Boltzmannschen Strahlungsgesetz bei der eine Abstrahlung
möglich ist
StrahlungsspektrumDas
Strahlungsspektrum ist die Verteilung der Strahlungsenergie über
verschiedene Wellenlängen.
Stratosphäre2.
unterste Schicht der Atmosphäre;
Bereich
der Ozonbildung durch Absorption der UV-Strahlung ( 11-50 km Höhe)
Subduktion untereinander
sich schiebende Kontinentalplatten (= Subduktion)
Thermosphäreoberste
Schicht der Erdatmosphäre.

O2-Moleküle
absorbieren die kurzwellige Sonnenstrahlung was zur Temperaturerhöhung
führt
Troposphäreunterste
Schicht der Atmosphäre (0 -11 km)
John
Tyndall
baute
das erste Differenzspektrometer und bewies die Behauptung Fouriers, daß
Gase in der Atmosphäre die Wärme absorbieren können.
VerweildauerIn
den angeregten Zuständen verweilen die Elektronen kurze Zeit (typischerweise
10-6 bis 10-9) Sekunden.
VibrationsenergieAnregungsenergie
eines Moleküls bei der Teile des Moleküls schwingen
VukaneruptionAusbruch
eines Vulkans
WärmeTeilchenbewegung
WärmeleitungWeitergabe
der Energie der Teilchen durch Zusammenstoß
WärmestrahlungIR-Strahlung
die sich bei Absorption in Wärme umwandelt
Wärmeströmung
(Konvektion)
Bewegung
von Teilchenmengen unterschiedlicher Dichte
Wiensches
Verschiebungsgesetz
Man
stellt fest, daß sich das Strahlungsmaximum bei höheren Temperaturen
zu niedrigeren Wellenlängen verschiebt.
ZellatmungStoffwechselvorgang

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