Arbeitsblatt: Ursachen der Klimaerwärmung

Geographie Biologie Juni 2005 Maria Messerli, Janine Sasse, Fabio Steiger, David Schreiber Ursachen der Klimaerwärmung Die Erde ist ein äusserst komplexes System Leitfragen: 1. Welches sind die Hauptursachen der Klimaerwärmung? 2. Wie sind diese gewichtet? 1. Die Hauptursachen für die Klimaerwärmung 1.1 Die natürlichen Ursachen 1.1.1 Der Treibhauseffekt Die Veränderung der Sonneneinstrahlung Wie wir aus dem Unterricht bereits wissen, hat die Sonne einen wesentlichen Einfluss auf die Temperatur auf der Erde. Im Zusammenspiel mit der Atmosphäre kommt es zum natürlichen Treibhauseffekt, durch den erst der Wasserkreislauf und damit Leben auf der Erde möglich wird. Dass sich die Temperatur nicht immer konstant hält scheint bei einem derart komplexen System einleuchtend. Trotzdem lässt sich seit einigen Jahrzehnten ein Temperaturanstieg beobachten, der stärker ist, als alles, was man schon kennt. Die Sonnenstrahlung trifft auf die Erde, erwärmt diese und wird teilweise wieder reflektiert. Doch unsere Ozonschicht lässt die Wärme nicht passieren und in unserer Atmosphäre entsteht ein Wärmestau. Diese Wärmeaufstockung wird verstärkt, indem der Mensch weitere, zusätzliche Gase ausstösst. Ohne Triebhauseffekt würde die durchschnittliche Temperatur auf der Erde nur minus 18C betragen, mit ihm liegt die Temperatur bei ca. 18C. Da aber die Sonne nicht immer gleicht stark auf die Erde wirkt, kann sich auch die Temperatur auf der Erde verändern. Veränderungen der Sonneneinstrahlung treten entweder durch die Sonnenzyklen oder durch kleine Veränderungen an der Umlaufbahn der Erde oder der Ausrichtung der Erdachse auf. Dies könnte ein Faktor sein, der die Erderwärmung zumindest teilweise erklären kann. 1.1.2 Vulkanausbrüche Meteoriten Auch Vulkanausbrüche, welche die Sonneneinstrahlung mindern und dadurch die Oberflächentemperatur senken können, haben Einfluss auf die Klimaveränderung. Beim Vulkanausbruch werden die im Magma gelösten Gase freigesetzt und dringen in röhrenförmigen Schloten oder in Spalten durch die Lithosphäre, wobei sie flüssige und feste Magmabestandteile mitreißen. Gefährlich sind besonders explosive Ausbrüche, die durch Überhitzung von Grund- und oder Meerwässern über der Magmenkammer des Vulkans ausgelöst werden. Oft entsteht dabei ein charakteristisch geformter weiter Krater. Als Meteoriteneinschlag wird der Aufprall eines sich durch das Weltall bewegenden Meteoriden oder Asteroiden auf die Erdoberfläche bezeichnet. Die ca. 4,5 Milliarden Jahre alte Erdgeschichte ist wesentlich durch die Einwirkung von Meteoriteneinschlägen geprägt. Die Entstehung unseres Planeten im Sonnensystem ist ohne die ständige Kollisionen mit Asteroiden jeder Größe nicht vorstellbar, denn diese Ereignisse sorgten möglicherweise nicht nur für die Bildung von Wasser in Form der Ozeane, sondern verhinderte bis vor etwa 3,9 Milliarden Jahren auch die Bildung einer stabilen Erdkruste. Seite 1 3 Geographie Biologie Juni 2005 Maria Messerli, Janine Sasse, Fabio Steiger, David Schreiber Ein Großteil der Materie ist bereits seither durch die Gravitationskraft der Erde oder anderer Himmelskörper eingefangen worden. Jährlich fallen jedoch noch etwa 20000 Meteoriten zur Erde, meist ohne in der Landschaft deutliche Spuren zu hinterlassen. Die von den größten Meteoriten ausgelösten Naturkatastrophen der Vergangenheit lassen sich oft nur noch indirekt, zum Beispiel durch ein von ihnen ausgelöstes Artensterben oder einen globalen Klimawandel nachweisen. 1.1.3 Kosmische Strahlung Auch die kosmische Strahlung hat einen Einfluss auf die Temperatur der Erde. Je stärker die kosmische Strahlung ist, desto schwächer ist die Wolkenbildung. Die Wolkendichte, welche mit der Wolkenbildung zusammenhängt, hat wiederum einen Zusammenhang mit der Temperatur auf der Erde. Je dichter die Wolkendecke ist, desto kühler ist es auf der Erde. Wie stark dieser Faktor aber die Klimaerwärmung beeinflusst, darüber sind sich die Forscher immer noch uneinig. Es wurden aber schon Stimmen laut, welche behaupten, dass die Kosmische Strahlung mehr Einfluss hat, als der durch die CO2 Ausstoss verursachte verstärkte Wirkung des Treibhauseffektes. 1.2 Die vom Menschen herbeigeführten Ursachen Die möglichen menschlichen Einflussfaktoren lassen sich unterteilen in landwirtschaftliche und industrielle Punkte: 1.2.1 Mögliche landwirtschaftliche Einflussfaktoren • • • • Abholzen der Regenwälder Wiederaufforstung (Reduzierte CO2-Senke) Reisanbau (CH4-Freisetzung) Viehhaltung (CH4-Freisetzung) Jede andere grossmassstäbliche landwirtschaftliche Tätigkeit (Veränderung der Albedo und des Wasserhaushaltes) 1.2.2 Mögliche industrielle Einflussfaktoren • • • • Stromerzeugung mit fossilen Kraftwerken (CO2-Freisetzung) Verkehr auf der Basis von fossilen Treibstoffen (CO2-Freisetzung) Bereitstellung von Heizenergie und Prozesswärme auf der Basis fossiler Treibstoffe (CO2-Freisetzung) Freisetzen von FCKW (zerstören die Ozonschicht, sind starke Treibhausgase) Wie stark der Mensch aber wirklich Schuld an der Erwärmung trägt ist in Fachkreisen umstritten. Manche Wissenschaftler behaupten, dass sich die Erde seit der letzten kleinen Eiszeit (ca. 1700) in hundert Jahren um jeweils 0.5C erwärmt, vermutlich aufgrund von Sonneneinstrahlungseffekten. Das würde bedeuten, dass den Menschen kaum Schuld treffen würde. Diese Theorie versucht auch die Erhöhung des CO2-Ausstosses zu erklären. Nämlich vermuten die Wissenschaftler, dass durch die Temperaturerhöhung CO2 aus dem Meerwasser gelöst wird und in die Atmosphäre aufsteigt. Andere vermuten, dass während der Industrialisierung so viel Kohle verbrannt wurde, dass es zu einer Zerstörung des Gleichgewichts auf der Erde kam und wir erst jetzt die Konsequenzen dafür tragen. Seite 2 3 Geographie Biologie Juni 2005 Maria Messerli, Janine Sasse, Fabio Steiger, David Schreiber Es gibt auch Forscher, die behaupten, dass der Mensch für 80% aller Erwärmung verantwortlich ist. Dass der Mensch aber schon seit der Industrialisierung aktiv in das Klima der Erde eingreift ist nicht zu bestreiten und die Parallelen zwischen dem erhöhten CO2-Ausstoss und der Klimaerwärmung ist sehr auffällig. So oder so lässt sich nicht abstreiten, dass der Mensch die Gestalt des Klimas mitprägt. Er lebt ja auch auf der Erde. Wie stark er dies aber schlussendlich macht ist stark umstritten. 2. Die Gewichtung der Ursachen für die Klimaerwärmung Kraftwerke und Heizung Kraftfahrzeuge Abfall Industrie Verdunstung von Lösungsmitteln Summe Schwebstoffe 8.1 Schwefeloxide 22.1 Stickoxide 9.1 Kohlenmonoxid Kohlenwasserstoffe 1.7 0.6 1.1 0.9 6.8 0.7 0.1 6.6 7.3 0.5 0.2 57.9 7.1 8.8 15.1 1.5 4.2 3.9 16.9 29.5 17.1 75.5 25.3 Alle Zahlen gelten für die USA im Jahre 1968 und sind in Millionen Tonnen angegeben. Quellen: Geografiebuch: Seite 3 3