Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Was
ist Klima und wodurch wird es gesteuert?


Naturwissenschaftliche Theorien
sind nicht zu verwechseln mit dem Begriff Theorie der Umgangssprache,
sondern sind
in der Realität bewährte
Beschreibungen der Naturgesetze.

Der Begriff Klima stammt von Aristoteles
und bezeichnet heute den mittleren Zustand der Atmosphäre
an einem bestimmten Ort über einen längeren Zeitraum von
mindestens ca. 30 Jahren (definiert durch die WMO).

Das Wetter ist der aktuelle Zustand der
Atmosphäre an einem bestimmten Ort zu einer bestimmten Zeit.

Die Witterung ist der vorherrschende Wetterablauf über
einen kürzeren Zeitraum von z.B. einigen Tagen.

Klima ist Wetter/Zeit!

Die Klimatologie beschreibt den durchschnittlichen
Zustand der Atmosphäre und die von diesem zu erwartenden Abweichungen.

Grundlegende Klimaelemente

Das Klima an unterschiedlichen Orten wird bestimmt
durch die folgenden Größen:


Strahlung

Temperatur

Luftfeuchte

Luftdruck

Wind

Niederschlag

Zwei Klimafaktoren, Luftfeuchte und Niederschlag
betreffen direkt Wasser.

nide - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die Erde als “Wasserplanet”

Unsere Erde
als offenes System (d.h. tauscht Materie und Energie mit seiner
Umgebung aus) ist gemessen am unvorstellbar großen Universum
ein winziger, ca. 4,6 Milliarden Jahre alter Materienhaufen, der
um einen Stern namens
Sonne
kreist. Das Sonnensystem mit weiteren 8 Planeten liegt am Rande
der
Milchstraße,
einer Galaxis mit ca. 100 Milliarden Sternen, die sich wie die Millionen
anderer Spiralnebel mit einer Geschwindigkeit von mehreren 100 000
Km/Std. voneinander entfernen. (siehe unten rechts, Andromedanebel,
eine Nachbargalaxis)


_pagext - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Muu6j4dk - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

ea3 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?
grad - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die Erde besitzt eine ca. 500 Km dicke Atmosphäre
aus ca. 78% N2, 21% O2, 1% Edelgase. Alle anderen Inhaltsstoffe
wie CO2, usw. sind in geringsten Konzentrationen enthalten (<
0,04 %), also praktisch nicht vorhanden. Dabei sind die Inhaltstoffe
gemäß einem Dichtegradienten so verteilt, daß in
den untersten 20 km bereits rund 95% der Masse enthalten ist. Zwischen
Ionosphäre und Boden besteht eine Spannung von ca. 500 KVolt.
Erde und Atmosphäre bilden dabei eine Art Kugeltransformator
bei dem die 2000 Gewitter, die jederzeit rund um den Globus auftreten,
wie eine Batterie wirken. Eine Entladung erfolgt in Schönwettergebieten
durch die schwach leitende Atmosphäre, bei der Ladung mit einer
globalen Rate von rund einem Kiloampère wieder zurückfließt.
(8)

Daneben kann die Erdatmosphäre maximal
4 % Wasser
aufnehmen. Links oben sieht man den “Wasserplaneten
Erde vom Weltraum aus. Die Wolken bestehen aus Wassertröpfchen
(= Aerosol). (2)

Zur Verdeutlichung unten die Verhältnisse
in einem Luftvolumen mit 3000 Molekülen. (genaueres dazu im
Kapitel Atmosphäre und Wetter (Atmosphäre
und Wetter
)

luftz2 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Dabei
wird deutlich, daß die gemessene Temperatur zu mehr als 99,9%
durch die Bewegungsenergie von Stickstoff und Sauerstoff erzeugt
wird, die
keine
Wärmestrahlung absorbieren.

Durch die Erddrehung und Umlaufbahn
samt Tag/Nacht-Wechsel und Jahreszeiten findet ein ständiger
Wasserkreislauf statt (hydrologischer Zyklus).

hydro7 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Vor ca. 3.7 Milliarden Jahren verfestigte
sich die Erdkruste. Aus Vulkanen und Rissen strömten Gase und
Lava aus. Die vulkanischen Gase sind die gleichen wie heute: Wasserdampf,
CO2 usw. woraus Methan u.a entstanden. Seit dieser
Zeit bildete sich die heutige Atmosphäre aus. Nach wievor ist
oberste Erdschicht (= Lithosphäre), die zum größten
Teil aus SiO2 besteht ständig in Bewegung und es
treten laufend Materie und Energie an die Oberfläche. Heute
ist die Erde von ca. 71% Wasser bedeckt, wobei die Pole fast
die gesamte Süßwassermenge bzw. Eismasse enthalten. (2)
Diese Wassermengen sind auch der größe Wärmespeicher
der Erde und bestimmen deshalb maßgeblich das Wärmegeschehen
an der Erdoberfläche.


luftemp - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?
sunclim - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Seit ca. 3,7 Milliarden Jahren kennt
man Leben auf diesem Planeten, das sich abhängig von den wechselnden
Bedingungen bis heute entwickelt hat. Die Gegenwart ist auf einer
solchen Zeitskala von ca. 20 cm nicht sichtbar!

evo1 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Heute wird die Erde von >10 30 Lebewesen
(Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere, Pilze) besiedelt, die sich in
ca. 3,7 Milliarden Jahren auseinander entwickelt haben. Die Biosphäre
umfaßt Ozeane, Böden und die Atmosphäre. Seit ca.
600 Millionen Jahre (= Phanerozoikum) hat sich Leben explosionsartig
entwickelt.

Für das Leben ist Wasser
essentiell (= lebensnotwendig). Organismen bestehen zu
ca. 60 – 95 % aus Wasser. Alle Lebensvorgänge sind an Wasser
gebunden, durch die Pflanzen findet ein ständiger Wasserstrom
(=Transpiration) statt und sie stellen aus Wasser und
dem nur in Spuren vorkommenden CO2 der Luft alles
organische Material her (= Photosynthese), das wir kennen.
Die komplette organische Materie aller Tiere und des Menschen
besteht wesentlich aus den Bestandteilen des Wassers
und des CO2. Der Sauerstoff der Atmosphäre ist
im Laufe der Erdgeschichte wesentlich durch Pflanzen gebildet
worden. (2)
men1 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?plant - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Der
Aufbau der organischen Substanz ist Teil des

Kohlenstoffzyklus:

ckreisl - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Das Verhältnis Kohlenstoff(Atmosphäre)
/ Kohlenstoff
(Boden) ist mindestens in der
Größenordnung 1 : 140 000.
Das ungiftige, für die Natur essentielle Gas CO2
löst sich gut in Wasser, weshalb die Ozeane die größten
CO2-Speicher der Erde darstellen.
Seit Lyell gelten die selben Gesetzmäßigkeiten auch in
der geologischen Vergangenheit:
Zuerst kam die Wärme, dann die CO2-Ausgasung!
CO2 folgt dem Temperaturänderung zwischen 300 und
800 Jahren.(3)

petit - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die Analyse der Gasblasen in Eisbohrkernen liefert
durch Gas-Verlust bei der Aufbereitung zu
niedrige CO2-Konzentrationen der Vergangenheit
. Ab ca. 1
km Tiefe werden Gase kristallartig als Clathrat im Eis gelöst,
die sich bei der Bergung durch Dekomprimierung zu Gasblasen vereinigen.
Deshalb ist auch die allgemein daraus abgeleitete vorindustrielle
CO2-Konzentration (19. Jahrhundert) von 280 ppm falsch!
Richtig ist ein mittlerer Wert von 335
ppm
! ( 6,7)

Leben ist ein endergonischer Vorgang, d.h.
ein ständiger Energiestrom ist notwendig. Dies äußert
sich darin, daß Leben nur in einem bestimmten Temperaturbereich
stattfindet und die Energie für den Stoffwechsel benötigt
wird.


warme5 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die Abbildung oben zeigt die verschiedenen
Energiequellen, die der Erde zur Verfügung stehen. Dabei spielen
die Sonne ( EMS, Sonnenwind) und die kosmische Strahlung
(meist Wasserstoff-Ionen) die wichtigste Rolle.

Wahrend der Erdgeschichte traten immer wieder
globale Katastrophen
ein z.B. mehrere große Meteoriteneinschläge,
die entscheidend die Vorgänge auf der Erde bestimmt haben.
Die Abbildung unten zeigt neben dem Einschlag kurz nach der Entstehung
die zur Bildung des Mondes geführt hat die bekannten Katastrophen
der letzten 600 Millionen Jahre (2):

Extinct - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Alle geologischen Veränderungen
und das Leben der Erdgeschichte haben Spuren in Sedimenten und Fossilien
hinterlassen, aus denen man einige Bedingungen der Erdgeschichte
rekonstruieren kann. Man nennt diese Daten Proxydaten. Z.B.
enthalten lebende Organismen eine andere Isotopenzusammensetzung
als tote oder Fossilien.

Aus solchen Proxydaten kann man über
das Klima der Erdgeschichte( = Paläoklima) heute recht
viel aussagen. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Temperatur-
bzw. CO2-Änderungen der Erde, die man aus solchen
Daten ableitet.

paleo4 - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die Abbildung (4) zeigt:

  • Ein zyklisches Auftreten von Kalt- und Warmzeiten
    mit ca. 150 Millionen Jahren Zykluszeit!
  • Eine mittlere globale Temperatur von ~22°C
    während der meisten Zeit der Erdgeschichte
  • Die CO2-Konzentration korreliert nicht mit
    der Temperaturentwicklung
  • Wir leben heute am Ende einer Kaltzeit.

Die Veränderung der Erde im Laufe der Ergeschichte
wird durch das Wechselspiel von Energie und Materie bewirkt.

Wer steuert das Klima auf der Erde?

Als Antwort auf diese Frage ergibt sich aus diesen
allgemein anerkannten Erkenntnissen zwanglos folgender kausaler
Gesamtzusammenhang ( siehe auch (5)):

problem - Was ist Klima und wodurch wird es gesteuert?

Die folgenden Seiten sollen einen fundierten Beitrag
zur Klärung des Zusammenhangs leisten!

Quellen:
(1)
z.B.
http://www.geographie.uni-muenchen.de/iggf/Multimedia/Klimatologie/kl_Hauptseite.htm
und Fachbücher
der
Naturwissenschaften.
(2) Fachbücher der Naturwissenschaften
(3) Petit et al.; Nature Vol 399,3 Juni 99
(4) Scotese, Paleomap; http://www.scotese.com
(5) Veizer; http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/pm2003/msg00202.htm

(6) Segalstad;
http://folk.uio.no/tomvs/esef/ESEF3VO2.htm

(7)
Jaworowski ; http://www.john-daly.com/zjiceco2.htm
(8)
z.B. Wescott, E. M., Sentman, D. D., Heavner, M. J., Hampton, D.
L. & Vaughan, O. H. Blue jets: Their
relationship to lightning and very large hailfall, and physical
mechanisms for their production.
J. Atmos. Terr. Phys. 60, 713-714 (1998). http://www.pro-physik.de/Phy/External/PhyH/1,,2-10-0-0-1-display_in_frame-0-0-,00.html?recordId=2528&table=NEWS

Naturwissenschaftliche
Objektivität hängt nicht von der Verbreitung in den Medien
oder in der Bevölkerung ab!

 

 

 

 

 

 

 

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