Klimawandel im Kopf stärker als in der Realität?

(1)

Dr.-Ing. Hans Oerter

Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Bremerhaven

Hans.Oerter@awi.de

Klimawandel im Kopf stärker als in der Realität?

Wie wir mit dem Klimawandel umgehen und worauf wir uns einstellen müssen.

foto: hans oerter, 2007

(2)

Loccumer Kreis Osterholz-Scharmbeck, 6. März 2008

2 2. Eis als Klimaarchiv

1. Änderungen im Klima

Lufttemperatur, Kohlendioxid

3. Wie gewinnt man Eisbohrkerne

4. Was lernen wir aus Eisbohrkernen ?

Antarctic ice core records: Vostok and EPICA CO₂, CH₄ and DD

Petit et al., 1999 (Vostok), Siegenthaler et al., 2005 (Dome C - CO₂), Spahni et al., 2005 (Dome C - CH₄), EPICA community members, 2004 (DD) 180

210 240 270 300

CO2 (ppmv)

-450 -420 -390

Cold Warm

DD ice (‰)

300 400 500 600 700

0 200 400 600 800

Age / kyr BP CH4 (ppbv)

EPICA Dome C data Vostok (black) and Dome C (blue) data

Vostok (black) and Dome C (blue) data

EPICA data are plotted on EDC2, Vostok data on GT4 timescale

5. Blick in die Zukunft

(3)

Was ist Klima ?

Klima (griech.) = Neigung

Wetter: gestern, heute, morgen Witterung: Woche bis Monat

Klima: 30 Jahre (1961-1990)

1. Änderungen im Klima

(4)

4 Erde

Klima (griech.) = Neigung

Sonne

Energie pro Fläche

N

S

(Nordwinter)

5 4

3

(5)

Pieter Brueghel d.J. (1564-1638): Winterlandschaft mit Vogelfalle I, 1601.

(6)

6

Daten von Thermometern (rot)

und von Baumringen, Korallen, Eiskernen sowie historischen Aufzeichnungen (blau)

Änderung der Lufttemperatur

Abweichung der T emperatur (°C) vom Mittel der Jahr e 1961-1990

Pieter Brueghel d.J.

(1564-1638) Mittel 1961-1990

+ 0.4 °C

global

+ 0.7 °C

Nordhem.

(7)

Jahresmittel der Lufttemperaturen in Deutschland von 1901 bis 2006. Der lineare Trend weist einen Anstieg (Erwärmung) um 0,9 °C aus.

Quelle: G. Müller-Westermeier, Deutscher Wetterdienst: Klimawandel in Deutschland - DWD nennt neueste Zahlen und Fakten (2007). (http://www.dwd.de)

1961 - 1990

(8)

8 Flughafen Bremen

foto: Flughafen Bremen GmbH

(9)

zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

1961-1990 = 30 Jahre = Klima

(10)

10 zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

(11)

zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

(12)

12 zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

(13)

zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

1991-1996 (6 Jahre)

Abkühlung 0.7 °C pro 10Jahre

(14)

14 11

10

9

8

7 Lufttemperatur (°C)

2008 2006

2004 2002

2000 1998

1996 1994

1992 1990

Zeit (Jahre AD)

Lufttemperatur in 2m Höhe für Bremen 1991-2007

1961-90:

8.8 °C

zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

1991-2000 (10 Jahre)

Abkühlung 0.7 °C pro 10Jahre

Erwärmung 1.2 °C pro 10Jahre

(15)

11.0

10.5

10.0

9.5

9.0

8.5

8.0

7.5 Lufttemperatur (°C)

2008 2006

2004 2002

2000 1998

1996 1994

1992 1990

Zeit (Jahre AD)

Lufttemperatur in 2m Höhe für Bremen 1991-2007

1961-90:

8.8 °C

1991-2007:

9.6 °C

zum Klima von Bremen

Quelle: www.dwd.de

Erwärmung 1.2 °C pro 10Jahre

1991-2007 (17 Jahre) Erwärmung 0.7 °C pr

o 10Jahr e

Abkühlung 0.7 °C pro 10Jahre

(16)

16 Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre

Messung an Luftproben

seit 1958

Summary for Policymakers IPCC WGI Fourth Assessment Report

Page 3 of 18

(23.5 [22.0 to 25.0] GtCO ₂ ) per year in the 1990s, to 7.2 [6.9 to 7.5] GtC (26.4 [25.3 to 27.5] GtCO ₂ ) per year in 2000–2005 (2004 and 2005 data are interim estimates). Carbon dioxide emissions associated with land-use change are estimated to be 1.6 [0.5 to 2.7] GtC (5.9 [1.8 to 9.9] GtCO ₂ ) per year over the 1990s, although

these estimates have a large uncertainty. {7.3}

FIGURE SPM-1. Atmospheric concentrations of carbon dioxide, methane and nitrous oxide over the last 10,000 years (large panels) and since 1750 (inset panels). Measurements are shown from ice cores (symbols with different colours for different studies) and atmospheric samples (red lines). The corresponding radiative forcings are shown on the right hand axes of the large panels. {Figure 6.4}

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

Zeit (Jahre vor 2005) heute

Messung an

Eisproben

(17)

Treibhauseffekt

CO 2

CH 4

N 2 O

Erde

Atmosphäre

H 2 O

kurzwellig langwellig

Sonne

+15°C

mit

-18°C

ohne

Treibhausgase

Schichtdicke Atmosphäre nicht maßstäblich!

(18)

18 Wachsende Weltbevölkerung

Quelle: Der Fischer Weltalmanach 2004, Frankfurt a.M. (2003)

(19)

2. Eis als Klimarchiv

(20)

20

Mt. Pinatubo 1991 foto: NOAA

Das Klima-Archiv Eis speichert Informationen zu:

Lufttemperatur

Aerosole

Gasgehalt in der Atmosphäre ^N ² ^O

H 2 O 2

O 2

CO 2

CH 4

(21)

Ein Eisschild baut sich aus über

einander liegenden Jahresschichten auf.

fotos: hans oerter

(22)

22 Das “Isotopen-Thermometer” (δ ¹⁸ O)

Sommer/warm

Winter/kalt

2005 2004 ‘03 2002 2001 2000 1999 1998 ‘97 ‘96 1995

-44.6 °C -50.9 °C -35.1 °C

(23)

(24)

24 3. Wie bohrt man einen tiefen

Eiskern ?

(25)

Größenvergleich Antarktika - Europa

Bremen

(26)

26 Kohnen

Dome C

Vostok Dome A Dome F

Law Dome

Talos D.

Taylor D.

Siple D.

Byrd Siple St.

Dyer Pl.

B15 Berkner Is.

Südpol

layout: w. rack, h. oerter, AWI

EPICA-DML,

2774m, >300 ka

JARE

3029m, >1000 ka ?

Russl., F, US

3700m, 420 ka

China, ^geplant

EPICA-DC,

3270m, 890 ka

I, F, D, UK Weddellmeer

Rossmeer Antarktische

Halbinsel

Tiefe

Eiskernbohrungen

in der Antarktis

(27)

10° W 0° 10°E

20°W 30°W

74°S 72°S 70°S 68°S

74°S 72°S 70°S

76°S

3000 2500

2000 1500

1000 500

500 1000 1500 2000

2500 3000

Neumayer

SANAE IV

Troll

Wasa

Kottas

Camp

DML05

Amundsenisen

Wegenerisen

Brunt- schelfeis

Riiser-

Schelfeis

Larsen-

Heimefrontf.

Kirwanv.

H.U.Sverdrupf.

Dronning-Maud-Land

Ritscherflya

Weddellmeer

^Ekström-_schelfeis

Jutulstraumen

0 km 500

SANAE

Hall

III

ey

Nowolaserewskaja

Meer Schelfeis Inlandeis, gegründetes Eis 2000 Höhenlinie Aufsetzlinie Großbritannien

Traversenrouten: Schweden Deutschland Norwegen

Kohnen

Kohnen

fotos: hans oerter

(28)

28 Novolazerewskaja Airfield, Antarktis

(29)

Ankunft bei Kohnen (9.Jan.08)

(30)

30 W er k statt

Gener ator

Schneeschmelz e

2 Schla fr äume á 4 P er s.

Sa nitär conta iner K üche Messe Funk, PC, e-ma il

Kohnen-Station

75°S, 0 °E, 2882 m

Zum Bohr

en

(31)

W er k statt

Gener ator Schneeschmelz e

2 Schla fr äume á 4 P er s.

Sa nitär conta iner K üche Messe Funk, PC, e-ma il

, 2006, 08

Kohnen-Station

(32)

32

Die Messe

(33)

Im Eiskeller: der Bohrturm

(34)

34 The drilling device

Hüllrohr

Kernrohr & Bohrkrone Bohrturm

Motor & Elektronik Antitorque

innen: Kammer f. Bohrmehl

Der Bohrer

(35)

Bohren eines Eiskerns

Archiv AWI/Kipfstuhl

(36)

36 Erste Inspektion des frischen Kerns

(37)

Der Science-Trench

(38)

38 Sägen auf 1-Meter-Stücke

(39)

Verpacken der Kerne

(40)

40 Beladen des Flugzeuges

(41)

Twin-Otter von British Antarctic Survey (BAS)

(42)

42

foto: sepp kipfstuhl, 2006

Ein zufriedenes Team: 2774 m; 17. Jan.‘06

(43)

4. Was lernen wir aus

Eisbohrkernen ?

(44)

44 Probenzuteilung aus dem Eiskern

33 x 33 mm

15 mm 24 mm

54 mm 44 mm

55 mm

98mm

10 mm Dünnschnitte

CFA δ ¹⁸ O

10 Be Archiv

Gase,

Staub

(45)

Arbeiten mit Eis im Kalten

fotos: hans oerter, 2003

(46)

46 Antarctic ice core records: Vostok and EPICA CO

₂

, CH

₄

and D D

Petit et al., 1999 (Vostok), Siegenthaler et al., 2005 (Dome C - CO₂), Spahni et al., 2005 (Dome C - CH₄), EPICA community members, 2004 (DD)

180 210 240 270 300

CO

2

(ppmv)

-450 -420 -390

Cold Warm

D D ice (‰)

300 400 500 600 700

0 200 400 600 800

Age / kyr BP CH

4

(ppbv)

EPICA Dome C data Vostok (black) and Dome C (blue) data

Vostok (black) and Dome C (blue) data

EPICA data are plotted on EDC2, Vostok data on GT4 timescale

100 300 500 700

heute

vor 1850 AD

heute 375

(47)

Vergleich Antarktis (EDML) - Grönland (NGRIP)

Jedes antarktische Isotopen Maximum (AIM) im EDML- Kern entspricht einem DO Ereignis in Grönland

(NGRIP)

In der Antarktis beginnt die

Erwärmung in einer Kaltphase (Stadial) des Nordens, die Abkühlung in

einer Warmphase (Interstadial)

AIM

DO

Quelle: EPICA community members: Nature ,Vol. 444 , November 9, 2006)

(48)

48 5. Der Blick in die Zukunft

(49)

Informationen aus dem IPCC- Report 2007:

Erhöhung der mittleren globalen Lufttemperatur

Quelle: IPCC, Climate Change 2007: The Physical Basis, Summary for Policy Makers (www.ipcc.ch)

18cm 38cm

23cm 51cm Meeresspiegelanstieg

Mittel 1980-1999

CO

2

konstant wie 2000 AD

(50)

50 Informationen aus dem IPCC- Report 2007:

Treibhausgase oder Änderung Erdumlaufbahn?

(51)

Gletscher und Eiskappen

Grönland Antarktis

Informationen aus dem IPCC- Report 2007:

Meerespiegelerhöhung und Ursachen

1961-2003

mm pro Jahr

38.2%

45.4%

4.5%

12.7%

0.42 ±0.12

0.50 ±0.18

0.05 ±0.12 0.14 ±0.41

1993-2003

mm pro Jahr

57.1%

27.5%

7.5%

1.6 ±0.5

0.77 ±0.22 0.21 ±0.35 0.21 ±0.35

Summe Modell: 1.1 ±0.5 Summe Messung: 1.8 ±0.5 Differenz: -0.7 ±0.5

(100%) 2.8 ±0.7 3.1 ±0.7 -0.3 ±1.0

(100%)

Ozean - Ausdehnung durch Erwärmung

(52)

52 Bremen

Nor dpol ^Arktis

(53)

60° N

Nordpol

Meereis

Kartenquelle: ArcGIS

Ein Blick in die Arktis

(54)

54

(55)

Wie wir mit dem Klimawandel umgehen und worauf wir uns einstellen müssen.

Es wird wärmer in diesem Jahrhundert Klimawandel ist ein globales Phänomen

Sparsames Umgehen mit Ressourcen und Energie

„Westen“ Vorbild für Entwicklungs- und Schwellenländer

Export von umweltfreundlicher

Technologie

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