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Kann unser Klima durch
Phytoplankton reguliert werden?
Sibyl Brunner
Seminar Atmosphäre und Klima
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Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate
Robert J. Charlson, James E. Lovelock, Meinrat O. Andreae, Stephen G. Warren, Review Article, Nature 326 (6114): 655-661
16. April 1987
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Ablauf
• Übersicht
• Diskussion einiger Aspekte
• Gesamtzusammenhang und Kritik
• Zusammenfassung
Übersicht 4
Übersicht
Einfluss von gasförmigen
Schwefelemissionen des Phytoplanktons auf die Aerosole,
den Albedo und das
Klima
Übersicht 5
Die CLAW-Hypothese
• Erhöhte DMS- Konzentration
• Geringere Einstrahlung
• Negative
Rückkoppelung
• Phytoplankton als Klimaregulator
• Unsicherheiten
Diskussion 6
Relevanz DMS
Anthropogene Emissionen 50%
Vulkanemissionen 10-20%
Terrestrisches System 40%
Marines System (DMS) 60%
25% der Gesamtmenge Emissionen der Biosphäre
80-90%
100%
natürliche Emissionen 50%
100%
Gesamtemissionen Schwefel 100%
Diskussion 7
DMS-Emissionen
• Unabhängig von der Rate der Primärproduktion
• Am höchsten in warmen, salzigen Ozeanen
• Abhängig von der Spezies: höchste Produktion von Coccolitophoriden
• Coccolitophoride heimisch in äquatorialen Regionen
grösste DMS-Flüsse aus den wärmsten
Ozeanregionen
Diskussion 8
Marine Aerosole
• DMS als Hauptquelle von SO 4 - Aerosolen
• Tiefe Konzentrationen von
Meersalzen/organischen Komponenten
• Etwa die Hälfte der Gesamtaerosole sind Sulfate
Sulfate als wichtige Determinanten
der marinen Aerosolkonzentration
Diskussion 9
Aerosole und Albedo
• Berechnungen nach Twomey:
Wassergehalt (L) konstant
L = k * r
3* N r = Radius Tropfen N = Anzahldichte Tropfen
L (konstant) = k * r
3* N
Diskussion 10
Beispiel Aerosoleffekt
Diskussion 11
Die GAIA-Theorie
• Erde als sich selbst regulierender Mechanismus
• Einbezug der CLAW-Hypothese durch Rückkoppelungssystem
• DMS-Emissionen des Phytoplanktons
als altruistische Geste?
Diskussion 12
Nutzen DMS-Produktion
1. Dimethylsulfoniumpropionat (DMSP) als
osmotischer Regulator: erhöht Salztoleranz (evolviert in Eiszeiten)
2. Transport in schwefelarme terrestrische
Systeme erhöht Produktivität und Rückfluss an Nährstoffen
3. Wolkenbildung mit Regen erhöht Schutz vor
UV-Strahlung und schwemmt Stickstoffe ein
Biosynthese DMS als Vorteil bei Selektion für
Phytoplankton bringt unbewusst Vorteile für
das ganze System
Gesamtzusammenhang 13
Gesamtzusammenhang
• Twomey (Effekt von Schadstoffen auf Albedo), empirische Daten/Versuche, Berechnungen als Grundlage
• Neuheit: Rückkoppelungsmechanismus (umstritten)
• Weitgehende weiterführende Forschung (1347 Zitationen)
• Unsicherheiten noch etwa dieselben
Kritik 14
Kritik
Positiv
• Verständliche Erklärungen
• Angenehme Sprache
• Verschiedene
Betrachtungsweisen
Negativ
• Grafiken nicht unterstützend
• Struktur
• Viele Unklarheiten
und Annahmen
Zusammenfassung 15
