Bleigehalt in der Atmosphäre

2 Umweltkompartiment Luft

Die Erdatmosphäre wird entsprechend ihres

Temperaturverlaufs in mehrere Schichten eingeteilt:

Die Troposphäre von 0 km bis zwischen 7 km (Polargebiete) und 17 km (Tropen), begrenzt durch die Tropopause

die Stratosphäre bis 50 km, begrenzt durch die Stratopause,

die Mesosphäre bis zur Mesopause (zwischen 80 und 85 km),

die Thermosphäre bis über 500 km und die Exosphäre bis etwa 10 000 km.

O₃ …y-Strahlungseinfluss Temperaturprofil

Funktionen der Atmosphäre

• Schutz vor Strahlung aus dem Weltall

Absorption von energiereicher Partikelstrahlung (Kernreaktionen), Röntgen- und UV-Strahlung (Strahlung im Bereich von 400 - 40 nm Wellenlänge)

UV-A λ = 400 - 320 nm UV-B λ = 320 - 280 nm UV-C λ = 280 - 40 nm

• Wärmepuffer (Durchlässigkeit für Sonnenlicht, Rückhaltung von Wärmestrahlung)

- Ausgleich zwischen Tag und Nacht

- “hebt” durchschnittliche Temperatur von -18°C auf +15°C

• Wärmetransport (aus Äquatorgegenden in gemäßigtere Breiten)

• Wassertransport

• “Stickstoff-, CO₂ - und Sauerstoffspeicher“

• Schutz vor kleinen bis mittleren Meteoriten

• “Atmosphärenchemie" (Photolyse, Radikalreaktionen, Oxidation)

• Verteilung und Abbau von Schadstoffe

Mittlere Zusammensetzung von trockener Luft in der Troposphäre

Bestandteil Volumenanteil [%]

Stickstoff 78,08

Sauerstoff 20,95

Argon 0,934

Neon 0,001 8

Helium 0,000 5

Krypton 0,000 1

Xenon 0,000 009

Kohlenstoffdioxid 0,035

Methan 0,000 17

Distickstoffmonooxid 0,000 03

Kohlenstoffmonooxid 0,000 02

Wasserstoff 0,000 05

Ozon * 0,000 001

* zeigen starke zeitliche Fluktuationen

Bleigehalt in der Atmosphäre

Bereich Gehalt (mg/m

)

Reinluftgebiete < 0,01 Ländliche Gebiete < 0,2

Ballungsgebiete 0,2... 2,0 Nähe Verhüttungsbetrieb 1...20

Blutbleikonzentration (Erwachsener derzeit):

10µg/100 mL

Schwebstoffe

Seesalzkerne Wasser

Sand (in Nebel, Wolken)

Ruß (in Rauch)

feste flüssige

- Effekt des Ozons:

* „positives“ Ozon

* „negatives“ Ozon

- Treibhauseffekt:

* natürlicher Treibhauseffekt:

* anthropogener Treibhauseffekt:

Einfluss des Treibhauseffektes und Ozons

Treibhauseffekt:

durch den Eintrag von CO₂ , Methan, Ozon, Stickoxiden, Wasserdampf wird die Abstrahlung langwelliger Strahlung verhindert.

natürlicher Treibhauseffekt:

Bedingung für irdisches Leben (Erwärmung um 32,4^o )

anthropogener Treibhauseffekt:

vermehrter Eintrag der Treibhausgase durch Verbrennung,

Rodung der Wälder, mineralische Dünger, industrielle Produktion (Erwärmung um 0,6^o )

Anthropogener Treibhauseffekt – II

Konsequenzen:

- Luftverschmutzung, Eintrag klimarelevanter Gase;

entspricht einer zusätzlichen Energiezufuhr von ca. 2,5 W/m²

-> Folge: Erwärmung der Oberflächentemperatur in den letzten 100 Jahren um 0,5-0,6^o

-> Gegenmaßnahmen:

- Reduktion der Luftverschmutzung durch Aerosole und Stäube (Energiereduktion auf ca. 2,0 W/m²)

- sofortige Verringerung des Eintrages klimarelevanter Treibhausgase aber: - starke zeitliche Verzögerung der Wirkung macht sofortiges Handeln

erforderlich (neues GGW bei N₂ O, CO₂ : mehrere hundert Jahre;

CH₄ : etwa 30 Jahre)

- Stabilisierung des Gehalts an klimarelevanten Spurengasen auf heutigem Niveau erfordert:

* Senkung der CH₄ -Emission um 10-15%

* Senkung der N₂ O-Emission um 85%

* Senkung der anthropogenen CO₂ -Emission um 55%

Eigenschaften des Ozons (O

)

- farbloses Gas

- Siedepunkt - 112⁰C

- Ozonmolekül: 3 Sauerstoffatome im Winkel von 116,7⁰,

Bindungslänge 0.1278 nm, stark delokalisierte Π - Bindung - starkes Oxidationsmittel

- stark endotherme Verbindung

- absorbiert Strahlung im UV und IR-Bereich

(in großen Höhen Absorption der harten UV-Strahlung der Sonne 242 – 310 nm)

-kann photolytisch gebildet und auch zersetzt werden (O + O₂ Î O₃ , λ<242 nm , M / O₃ + OÎ 2 O₂ , λ< 360 nm)

Charakteristik der Ozonschicht

Dobson-Einheit (DE) 1 DE = 0,01 atm mm

= 0,01 ^. 1,013 bar mm

100 DE entsprechen einer Ozonsäule von 1 mm Dicke.

Die Gesamt-Ozonsäule, also die Ozonschicht, die entstünde, wenn das Ozon von ca. 300 DE auf Normalbedingungen (1013 mbar und 0⁰C) gebracht würde, hat im Jahresmittel eine Dicke

von nur ca. 3 mm

Ozon in der Atmosphäre

ca. 10 km Stratosphäre um 25 km

Troposphäre Ozonschicht

Ozonverunreinigung

(„Gutes Ozon“)

(„Schlechtes Ozon“)

Ozonbildung

- 90% des atmosphärischen Ozons befinden sich in der Stratosphäre - maximale O₃ -Konzentration bei etwa 25 km Höhe

- maximale Konzentration: 10¹³ Moleküle/cm³

≡ 770 μg/m³

≡ 359 ppb

- Dobson-Einheit (Dobson-Unit, D.U.): bezeichnet die fiktive Dicke der Ozonschicht unter Normalbedingungen (100 D.U. = 1 mm)

- zwischen Bildung und Zersetzung besteht ein sensibles Gleichgewicht, das durch anthropogene Emissionen (z.B. FCKW, NO₂ , u.a.) gestört wird

Stratosphärenchemie - Ozonschicht

= Bereich oberhalb der Tropopause (8 - 17 km Höhe) - charakteristisch: energiereiche UV-C-Strahlung

- wesentliche Reaktionen:

- Ozonbildung und Ozonzersetzung

- Bildung des sehr reaktionsfähigen „Singulettsauerstoffs“, O(¹D) - UV-Adsorption führt zur Erwärmung der Stratosphäre

Stratosphäre: Ozonbildung

Startreaktion: O₂ 2 •O•

Bildung: •O• + O₂ O₃

Zersetzung: O3 •O•(¹D) + O₂ Nettoreaktion: •O• + O3 O₂ + O₂

M = Stoßpartner

h • ν

M

h • ν

Ozonabbau

- natürlicher Ozonabbau infolge UV-Strahlung - katalytische Zersetzung

- große Rolle spielen organische Halogenverbindungen - HCl lagert sich an Eiskristalle (Stratosphärenwolken!!) an

und wird langsam in die Troposphäre transportiert - radikalischer Rest •R reagiert zu unterschiedlichen

Verbindungen weiter

Stratosphäre: Ozonabbau

Radikalerzeugungsreaktion: R-Cl •Cl + •R Kettenreaktion: •Cl + O₃ ClO• + O₂

ClO• + •O• O₂ + •Cl

Nettoreaktion: O₃ + •O• 2 O₂

Radikal-Übertragung: •Cl + RH HCl + •R Speicherform: •ClO + •NO₂ ClONO₂

M = Stoßpartner

h • ν

M

Stratosphärenchemie - Ozonschicht

= Bereich oberhalb der Tropopause

- 90% des atmosphärischen Ozons befinden sich in der Stratosphäre - charakteristisch:

Absorption energiereicher UV-Strahlung - wesentliche Reaktionen:

- Ozonbildung und Ozonzersetzung

- Bildung des sehr reaktionsfähigen „Singulettsauerstoffs“, O(¹D) - UV-Adsorption führt zur Erwärmung der Stratosphäre

- zwischen Bildung und Zersetzung besteht ein sensibles Gleichgewicht, das durch anthropogene Emissionen (z.B. FCKW, NO₂ , u.a.) gestört wird

- Effekt des Ozons:

- Jahreszeitlicher Gang der Ozon-Konzentration,

- Störung dieses Gleichgewichtes durch anthropogene Emissionen, - Trend/Schwankungen schwierig vorauszusagen.

Grau: Mittel ab 1971 Rot: 2009

Grün: 2008

Stratosphäre: Ozonbildung

Startreaktion: O₂ 2 •O•

Bildung: •O• + O₂ O₃

Zersetzung: O3 •O•(¹D) + O₂ Nettoreaktion: •O• + O3 O₂ + O₂

M = Stoßpartner, können Reaktion beeinflussen

h • ν

M

h • ν

Ozonabbau

- natürlicher Ozonabbau infolge UV-Strahlung - katalytische Zersetzung

- große Rolle spielen organische Halogenverbindungen - HCl lagert sich an Eiskristalle (Stratosphärenwolken!!) an

und wird langsam in die Troposphäre transportiert - radikalischer Rest •R reagiert zu unterschiedlichen

Verbindungen weiter

Stratosphäre: Ozonabbau

Radikalerzeugungsreaktion: R-Cl •Cl + •R Kettenreaktion: •Cl + O₃ ClO• + O₂

ClO• + •O• O₂ + •Cl

Nettoreaktion: O₃ + •O• 2 O₂

Radikal-Übertragung: •Cl + RH HCl + •R Speicherform: •ClO + •NO₂ ClONO₂

Chlornitrat

M = Stoßpartner

h • ν

M

Ozonloch

- extreme Kälte der Südpolarregionen, sehr geringer Luftaustausch, keine Sonneneinstrahlung im Polarwinter ⇒ Herausbildung

„polarer stratosphärischer Wolken“ (HNO₃ /H₂ O-Aerosole)

- Anlagerung der wenig aktiven Verbindungen HCl und ClONO₂

an die Eiskristalle und Umwandlung in Cl₂ und HOCl (hypochlorige Säure)

- im Polarfrühling Spaltung in Chloratome, Abbau des Ozons, Störung des Gleichgewichts von Bildung und Abbau

NASA: September 2006

Ozonloch

Im Dunklen: Im Licht der Frühjahrssonne:

- Bildung von polaren - Aktivierung ozonabbauender

stratosphärischen Teilchen wie Cl, ClO, NO, NO_x

Wolken aus HNO₃ und H₂ O

- Bildung von - Katalytischer Ozonabbau

Reserviorgasen wie Cl₂ , HOCl, HCl oder ClONO₂

Stratosphäre 9 km

--- Troposphäre

Kalter Isolierter Polarwirbel

Antarktis

Troposphärenchemie (Photochemie)

„Ozonsmog“

• In die Troposphäre wird fast nur Licht mit Wellenlängen > 300 nm eingestrahlt

• fast alle Gase sind in dynamische Kreisläufe einbezogen - geringe Energie des Lichts kann nur noch bestimmte

Bindungen spalten (z.B. •NO₂ )

- O₃ -Bildung aus •NO₂ läuft sehr schnell ab (mittlere Lebens- dauer von NO₂ an einem wolkenlosen Tag: 2 min)

• Produkte: O₃ , •O• (¹D), •OH-Radikal (reaktive Verbindungen, die zu vielfältigen Produkten weiterreagieren)

z.B. Abbau organischer Substanzen - Abspaltung von H-Atomen

- Anlagerung an Doppelbindung - Anlagerung an aromatische Ringe

Photosmog „Los Angeles Smog“

NO₂ • + •O-O• •NO + O₃

•NO + O₃ NO₂ • + •O-O•

RH + •OH + •O-O• RO₂ • + H₂ O

RO₂ • + •NO RO• + NO₂ •

RO• + •O-O• HO₂ • + RCHO

HO₂ • + •NO •OH + NO₂ •

NO₂ • + •OH HNO₃

HO₂ • + HO₂ • H₂ O₂ + •O-O•

RO₂ • + NO₂ • RO₂ NO₂

z.B.:

CH₃ COO₂ • + NO₂ • CH₃ COO₂ NO₂

Peroxyacetylnitrat (PAN) M = Stoßpartner

h • ν, M

M

M

M

Chemische Lebensdauer organischer

Verbindungen in der Atmosphäre

FCKW - Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe

Chemisch inerte Gase (Verwendung als Treibgas, Kühlmittel, Kunst- stoffschäumung, Lösungsmittel)

Nomenklatur

• R: „refrigerant“

• 100er Stelle: Zahl der C-Atome -1 z.B.

• 10er Stelle: Zahl der H-Atome +1 R 1 3 4 a = CH₂ F-CF₃

• 1er Stelle: Zahl der F-Atome asymmetrisch

• restliche Atome: Cl 4 F-Atome

• a, b, c: Asymmetrie -1 = 2 H-Atome

+1 = 2 C-Atome R115a: CClF₂ -CF₃ !!

R114: CClF₂ -CClF₂ !!

- Vermarktungsmengen FCKW 1988: 1,1 Mio t, 1992: 0,5 Mio t (fast vollständig in Atmosphäre),

Problem: lange chemische Halbwertszeit (mehrere 10 Jahre)

Nomenklatur FCKW

FCKW: R 113 C

F

Cl

Anzahl der F-Atome im Molekül Anzahl der H-Atome im Molekül + 1 Anzahl der C-Atome im Molekül - 1,

restliche Atome sind Cl

Natürliche Emissionen

• Stoffaustausch

ständiger Stoffaustausch zwischen der Atmosphäre mit der Erdoberfläche

Wasser-, Stickstoff-, Phosphor-, Schwefelkreislauf

• Emissionen von Vulkanen: CO₂ , SO₂ , HCl, HF (CH₄ , Aldehyde, Ketone, Alkohole, Benzol, Toluol), Asche, Staub (enthält Schwer- metalle und radioaktive Stoffe)

• Emissionen von Lebewesen: CO₂ , Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe (auch Methylchlorid), Schwefelverbindungen, Stickoxide

⇒ aber: normalerweise keine Störung des Stoffgleichgewichts

Verhältnismäßigkeit zwischen anthropogenem und natürlichen Eintrag

F = anthropogener Eintrag/ natürlicher Eintrag

Globale jährliche Emission in 10

kg a

CO₂ 700000-1000000 Atmung, biol. Abbau, Meer, Verbrennung fossiler Brennstoffe u. Brandrodung

CO 1465-5800 Verbrennung von Biomasse u. fossilen Brennstoffen, Oxidation von Kohlen- wasserstoffen in der Atmosphäre

CH₄ 268-973 Sümpfe, Reisfelder, Tierhaltung (Wieder- käuer), Termiten, Erdgasgewinnung,

Kohlebergbau, Mülldeponien

Kohlenwasserstoffe 640-1400 Bäume (Terpene, Isopren), Kfz, Ozeane,

(gerechnet als C) Lösemittel

Schwefelverbindungen 290-500 Verbrennung von Kohle u. Erdöl, (als SO₂ gerechnet) Oxidation von S-Verbindungen aus

Ozeanen, Sümpfen etc., Vulkane

NH₃ 30-1200 biologischer Abbau, Boden, Tiere, Abwasser u. Abfallentsorgung

Anthropogene Emission

• Störung des natürlichen Gleichgewichts durch zusätzliche Abgabe von Abprodukten

• wichtige anthropogene Stoffe: CO₂ , CO, SO₂ , NO_x , Staub, flüchtige organische Verbindungen

(FCKW, Dioxine, PCB, PCP)

CO₂ : • Atmung von 5,5 Mio Menschen (2⋅10⁹ t CO₂ /a)

• Brandrodung (schätzungsweise 4 - 6⋅10⁹ t CO₂ /a,

dazu kommt noch die verminderte Photosyntheseaktivität des Gesamtsystems)

CO₂ -Emission: Statistik Deutschland 1993 (Umweltbundesamt)

- Kraft- und Fernheizwerke 38%

- Industrieprozesse und Industriefeuerung 20%

(ohne Stromerzeugung)

- Verkehr 21%

- Haushalte und Kleinverbraucher 21%

CH₄ : • vermehrte Viehhaltung und Nassreisanbau, „Problemfall Biogas“

NO₂ : • vermehrte Verwendung von Mineraldünger

Ozon: • vermehrte Emission von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), CO, NO_x ), Quelle Straßenverkehr

• Folge: beim Abbau dieser Stoffe werden Photooxidantien (z.B. O₃ ) gebildet

Zusätzlich anthropogen eingetragene Gase

Quellen:

Emissionen

natürlichen und anthropogenen Ursprungs

Emission Natürlich (Mio t/a) Anthropogen (Mio t/a)

Kohlendioxid (CO₂ ) 700000 22000

Kohlenmonoxid (CO) 4000 550

Kohlenwasserstoffe (C) 1400 90

Methan (CH₄ ) 1000 110

Ammoniak (NH₃ ) 1200 7

Stickoxide (NO₂ ) 770 53

Schwefeldioxid (SO₂ ) 20 150

Lachgas (N₂ O) 145 4

Emissionssenkung am Beispiel SO

• globales Problem, da durch atmosphärischen Transport SO

stark verteilt wird

• Hauptquelle: H

SO

-Produktion, Verbrennungsprozesse

• Emissionen können abgesenkt werden durch:

- Umstellung der Produktionsprozesse

- Umstellung auf flüssige und gasförmige Brennstoffe - „Entschwefelung“ von Heizöl und Erdgas, Kraftstoffen - Rauchgasentschwefelung bei Großanlagen

⇒ chemische Industrie trägt in Deutschland nur noch zu 6%

zur SO

-Emission bei

Rauchgasentschwefelung

- verschiedene technische Prozesse möglich:

- Adsorption an Aktivkohle

- Adsorption mit Kalksteinsuspension mit Oxidation zu Sulfat

- Absorption mit Natriumsulfit (Na

SO

)

- Massenumsatz bedenken

Rauchgasentschwefelung

1. Verfahren mit Verwendung von Kalkmilch, Branntkalk als Absorber

Hauptreaktionen:

Ca(OH)₂ + SO₂ CaSO₃ + H₂ O CaCO₃ + SO₂ CaSO₃ + CO₂ CaSO₃ + 1/2 O₂ CaSO₄

Nebenreaktionen (Cl, F):

Ca(OH)₂ + 2HCl CaCl₂ + 2H₂ O

CaCO₃ + 2HCl CaCl₂ + H₂ O + CO₂

d.h. CaCl₂ ist im entstehenden Gips enthalten

• Verbilligung des Verfahrens durch Verwertung von CaCO₃ (Kalkstein)

• bei vorheriger Enthalogenierung ist der produzierte Gips als Baumaterial verwendbar

Rauchgasentschwefelung

2. „Wellmann-Lord-Verfahren“ Verwendung von Natriumsulfit-Lösung als Absorber

Na₂ SO₃ + SO₂ + H₂ O 2 NaHSO₃ (1) 2 NaHSO₃ + O₂ Na₂ SO₄ + H₂ SO₄ (2) Na₂ SO₃ + 2 HCl 2 NaCl + H₂ SO₃ (3)

• Reaktion (1) kann bei hohen Temperaturen umgekehrt werden SO₂ -reiches Gas kann zur Schwefelsäureproduktion verwendet werden

• Reaktion (3) entfernt Halogene (auch F′)

• Bruttoreaktion: SO₂ -Abgas H₂ SO₄ oder S (Verbrauch von NaOH oder Soda)

Abgase bei Ottomotoren

- Typische Abgaszusammensetzung

N₂ 71 Vol.%

CO₂ 18,1 Vol.%

H₂ O 9,2 Vol.%

O₂ 0,7 Vol.% (incl. Edelgase) aromat. KW 1,0 Vol.%

CO 0,85 Vol.%

NO_x 0,08 Vol.%

aliphat. KW 0,05 Vol.%

- Abgasgrenzwerte für PKW (seit 1992)

CO 2,7 g/km NO_x 0,97 g/km KW 0,97 g/km

Emissionsminderung bei Kraftfahrzeugen

- D: 2 Mio. Kfz 1950, 31 Mio. Kfz 1986, 54 Mio. Kfz 2004, 50 Mio. Kfz 2009 - Verringerung des Kraftstoffbedarfs

- Verminderung von Schadstoffemissionen Hauptschadstoffkomponenten:

• Kohlenmonoxid

• Stickoxide

• Kohlenwasserstoffe

- Verminderung von Verkehrslärm

Methoden der Entfernung der Hauptschadstoffe (NO

, CO, C

H

)

- vollständige Verbrennung (Oxidation) der Kohlenwasserstoffe und CO

⇒ CO₂ , H₂ O

- vollständige Reduktion der nitrosen Gase zu Stickstoff

⇒ N₂

⇒ deshalb unter Betriebsbedingungen sowohl Oxidations- als auch Reduktionsreaktionen durchführen

Polycyclische Aromaten (PAK, PAH)

• einfachste Verbindung: Naphthalin

• Leitsubstanz Benzo[a]pyren (BaP)

Anthrazen 3,4-Benzpyren

Krebserreger

• Hauptemittenten: Kokereien, Gasereien, Hausbrand, Straßenverkehr

• gemessene Immissionen in Deutschland: 0,2 - 7 ng/m³ (früher fast 10facher Wert)

Abgasreinigung hinter Ottomotoren

„Der Katalysator“

Zu lösende Probleme:

- Entwicklung/Bau Katalysator:

keramischer Röhrenkörper mit Al₂ O₃ -Überzug und Edelmetallverbindungen (Rh, Pd, Pt, etc.) - Optimierung:

Verbrennung organischer Verbindungen und CO und Spaltung von Stickoxiden

- Analytik und Reglung

Lösungsweg: Einbau von geregelten Katalysatoren

Aufbau Katalysator

Chemische Reaktionen im Katalysator

HC- und CO-Konvertierung:

H_n C_m + (m+n/4)O₂ mCO₂ + n/2 H₂ O H_n C_m + 2 H₂ O CO₂ + (2+n/2)H₂

CO + 1/2 O₂ CO₂

CO + H₂ O CO₂ + H₂

NO

-Konvertierung:

CO + NO 1/2 N₂ + CO₂

H_n C_m + 2(m+n/4)NO (m+n/4)N₂ + n/2 H₂ O + mCO₂ H₂ + NO 1/2 N₂ + H₂ O

Chemische Reaktionen im Katalysator

Restliche Reaktionen:

SO₂ + 1/2 O₂ SO₃

SO₂ + 3 H₂ H₂ S + 2 H₂ O 1/2 H₂ + NO NH₃ + H₂ O 2 NH₃ + 5/2 O₂ 2 NO + 3 H₂ O NH₃ + CH₄ HCN + 3 H₂ H₂ + 1/2 O₂ H₂ O

Abluftreinigung: Katalysator hinter Otto-Motoren

Vergleich Zusammensetzung Uratmosphäre / Atmosphäre heute

Uratmosphäre heutige Atmosphäre

ca. 80% Wasserdampf 5% Wasserdampf ca. 10% Kohlendioxid 0,033% Kohlendioxid

0,026% vorindustriell

ca. 5-7% Schwefelwasserstoff - Schwefelwasserstoff ca. 0,5-1% Stickstoff 78,1% Stickstoff*

ca. 0,5-1% Kohlenmonoxid 2⋅10^-5% Kohlenmonoxid - Sauerstoff 20,9% Sauerstoff

* trockene Luft

Klima

Als Klima wird der mittlere Zustand der Atmosphäre an einem Ort bezeichnet.

Das Klima ist charakterisiert durch Lufttemperatur, Windrichtung und -stärke, Niederschlag usw.

Klimatrends

Probleme bei der Vorhersage:

- Messfehler bei Temperaturmessungen

- kaum Standardisierung für Messungen in verschiedenen Regionen - kaum klimarelevante Daten aus der Vergangenheit

(kein Bezug zu Bewölkung, Bodenbesetzung)

- fehlende Messpunkte in Meeresgebieten (auch Strömungen) - fehlende Kenntnisse zu Wechselwirkungen zwischen Chemie

und Biologie

- Rückkopplungsmechanismen nicht vollständig erfassbar

Ursachen für Klimaschwankungen:

- veränderte Strahlungsverhältnisse der Sonne - Änderung der Erdoberfläche

- Änderung der Erdlaufbahn - Änderung der Erdachse

- Zusammensetzung der Atmosphäre

Folge:

- Warm- und Kaltzeiten

bodennahe Temperaturen zwischen 9^oC und 16^oC - Auswirkungen auf Ökosysteme

z.B. Meeresspiegel während der letzten Eiszeit vor

ca. 15.000 Jahren etwa 170 m unter dem heutigen Niveau

Rückkopplungsmechanismen

(positive und negative Rückkopplung)

• durch Wechselwirkung von Temperatur und Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre

Erhöhung H₂ O-Gehalt ⇒ Erwärmung

• durch Wechselwirkung von Temperatur und Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre

Wolkenbildung ⇒ Abkühlung

• durch Wechselwirkung von Temperatur und Länge der Schnee- bedeckung in gemäßigten Breiten

Erwärmung

• durch Abschmelzen von Eis wird Wasservolumen größer

⇒ Lösung von CO₂ (Abkühlung)

• verstärkte Verdunstung

⇒ starke Niederschläge ⇒ Einfluss auf Biogeochemie