Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
in 12 Unterrichtsstunden
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
ein Konzept mit Hintergrundinfos
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
1 Sonnenenergie und Energieverteilung
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Alle Energie kommt von der Sonne
Sonnenkonstante
Erdneigung
Winkel der Sonnenstrahlung
Energieverteilung auf der Erde
Die Energie verteilt sich vom Äquator
aus in Richtung der Pole
Energieträger sind Ozeane und
Luftströmung
Bestrahlung eines Globus
Diskussion von Jahreszeiten
und Energieverteilung
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
1 Sonnenenergie und Energieverteilung
Hintergrund: Kontroverse
Variabilität der Sonnenkonstante
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
Die Intensität der Sonnenkonstante
variiert in mehreren überlagerten
Zyklen, deren kürzester ca. 11 Jahre
dauert. Es wurde diskutiert, dass der
Intensitätsanstieg dominierend zur
Erderwärmung beitragen könnte.
Über die letzten 100 Jahre gibt es
einen kleinen Beitrag. Dieser ist jedoch
gering und erklärt insbesondere nicht
die Temperaturrekorde im letzten
Jahrzehnt.
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
1 Sonnenenergie und Energieverteilung
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
Grüner Pfeil:
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
Beitrag des Sonnenzyklus
zu den Klimawirkungen auf
der Erde
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
2 Ozeanströmungen – Marines Förderband
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Die Ozeane bedecken 71% der Erde
Ozeane als Energiespeicher
(Seewind – Landwind)
Ständige Bewegung der Ozeane
(marines Förderband) getrieben durch
Temperatur und Salzgehalt
Wärmetransport vom Äquator zu den
Polen
Relevanz für das Wetter in
vielen Regionen der Erde
Nachstellen der Ozeanströmung
ein einer Wasserschale mit Eis
an der einen Seite und
Bestrahlung an der anderen.
Färbung mit einem Tropfen
Tinte.
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
2 Ozeanströmungen – Marines Förderband
Hintergrund:
Kontroverse
Kommt der Nordatlantikstrom zum Stillstand?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Es wird diskutiert ob durch Eintrag von Frischwasser
(Teil des Golfstromes), der Nordeuropa ein mildes
Klima beschert, zum Erliegen kommt.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Dichte des
Oberflächenwassers durch verstärkten Regen, die
Erwärmung der Luft und teilweise die Eisschmelze
geringer wird. Dadurch kann der Nordatlantikstrom
gebremst werden.
Studien, die einen solchen Trend schon jetzt
ablesen wollen, sind umstritten. Kommt es dazu,
dürfte die Erderwärmung den Effekt aufheben.
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/2g4.html
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
2 Ozeanströmungen – Marines Förderband
Kritischer Bereich in der globalen Ozeanströmung:
Die Tiefenwasserbildung im Nordatlantik
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1lg.html
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
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3 Albedo und Strahlungsaufnahme
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Die Albedo der Erde ist ca. 0,3
Eis/Schnee Albedo = 0,6-0,8
Ozean Albedo = 0,1
Diskussion verschiedener Oberflächen
Diskussion der großen Bedeutung von
Wolken für die Albedo
Änderungen der Albedo durch den
Klimawandel (Eisschmelze) und
Landnutzung (Regenwaldverlust)
Bestrahlen einer schwarz und
einer weiß lackierten Fläche aus
gleichem Material.
Messung der Temperatur
(z.B. in einer Vertiefung in einer
Metallplatte)
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
Reflektivität von Wolken:
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
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3 Albedo und Strahlungsaufnahme
Hintergrund:
Wird der Nordpol eisfrei?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
Im Spätsommer 2007 war erstmals die
Schiffspassage über den Nordpol
eisfrei. Wird das Meereis um den Pol
schmelzen?
Es ist ziemlich sicher davon
auszugehen, dass die
Eisbedeckung des Nordpolarmeeres
im September drastisch sinken wird.
In 30-40 Jahren dürfte im Sommer
eine Schiffsroute über den Pol
möglich sein.
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.cdc.noaa.gov/people/dezheng.sun/lectures/seaice/sea_ice_abrupt.ppt#17
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
3 Albedo und Strahlungsaufnahme
Hintergrund:
Welchen Einfluss hat die Albedo
auf das Weltklima?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Die Eisschmelze im Nordpolarbereich
begünstigt die lokale Erwärmung sehr
stark. Die Temperaturerhöhung dort
liegt etwa doppelt so hoch wie im
globalen Mittel. (Grafik oben, für 560
ppm CO2 - Prognose)
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Gegenteilige Effekte haben die
Entwaldung und die Albedo-Effekte
zunehmender Bewölkung. Sie führen
zu höherer Reflektivität und damit
einer Abkühlung (Grafik unten, grüne
Pfeile, Effekt bis 2005)
IPCC AR4 p. 136
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
4 Eisschmelze und Meeresspiegelanstieg
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
Unterricht:
Experiment:
Wie viel Eis gibt es wo?
Wirkung auf den Meeresspiegel:
Seeeis: nein
Festlandeis: ja
Eisklotz in einem Wasserglas
schmelzen lassen und den
Wasserspiegel verfolgen.
Ergänzend kann man Eiswürfel
auf einem Quader oder Ziegel in
einem Wasserbad schmelzen
lassen, so dass das
Schmelzwasser ins Bad läuft
und den Wasserspiegel erhöht.
Archimedisches Prinzip
Warum steigt der Meeresspiegel?
Diskussion beitragender Faktoren
(thermische Ausdehnung, Eis)
Erläuterungen der Konsequenzen der
Eisschmelze:
- Gefährdung der Küstenregionen
- Verlust von Lebensgemeinschaften
- Bedingungen für Wintersport
- Landwirtschaft in nördlichen Breiten
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/2c3.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
4 Eisschmelze und Meeresspiegelanstieg
Hintergrund: Kontroverse
Wie gefährlich ist der Meeresspiegelanstieg?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
Im IPCC Weltklimabericht 2007 wurde die Prognose für den
Meeresspiegelanstieg mit 18-59 cm Anstieg für die letzte Dekade des
21. Jh im Vergleich zu letzten Dekade des 20. Jh nach unten korrigiert.
Gibt es keine ernsthafte Gefahr?
Das Problem ist die hohe Unsicherheit
darüber wie schnell insbesondere das
grönländische Eisschild schmilzt. Es
wurden im IPCC Bericht die
Schmelzraten 1993-2003 extrapoliert.
Jüngste Studien warnen aber, dass
sich die Schmelzrate stark erhöhen
könnte.
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/2rv.html
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
4 Eisschmelze und Meeresspiegelanstieg
Hintergrund:
Welche Faktoren beeinflussen den Meeresspiegel?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
Der Meeresspiegelanstieg ist bislang und für die nähere Zukunft vor allem
eine Folge der thermischen Ausdehnung des Wassers. Nur bei starkem
Abschmelzen der großen Eisschilde in Grönland und der Antarktis kann der
Meeresspiegel mehrere Meter durch Eisschmelze steigen:
Mögliche Maximalbeiträge:
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
Schnee an Land
Seeeis
Permafrost
Gletscher, Eiskappen
Grönlandeisschild
Antarktiseisschild
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
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< 1 cm
0
< 10 cm
15-37 cm
7,3 m
56,6 m
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
5 Biologische Kreisläufe
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Wozu nutzen Pflanzen die Energie?
Photosynthese und ihre Produkte
Bsp. Land: Wald
Bsp. Ozean: Phytoplankton
Abbau energiereicher Kohlenstoffverbindungen
Bsp. Land: Destruenten
Bsp. Ozean: Bakterien
Jahreszyklus des Kohlendioxid
CO2 Aufnahme durch den Ozean
Kohlenstoffkreislauf
Lassen Sie Kresse auf Watte
wachsen. Fragen Sie, woher das
pflanzliche Material kommt.
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
5 Biologische Kreisläufe
Hintergrund: Kontroverse
Ist so ein geringer CO2 Anstieg relevant?
1 Sonnenenergie
Zwischen Atmosphäre und Ozean sowie Atmosphäre und Biosphäre werden
jährlich riesige Mengen an CO2 ausgetauscht. Der Beitrag aus fossilen
Brennstoffen scheint gering.
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Aber:
Die natürlichen Prozesse stehen
überwiegend im Gleichgewicht,
der menschliche Anteil verbleibt
teilweise in der Atmosphäre.
Wichtig: Unterscheiden Sie
zwischen Angaben in Gt C und Gt
CO2. Faktor 3,667
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/24u.html
5,5 GtC inzwischen gestiegen auf 6,5 GtC
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5 Biologische Kreisläufe
Hintergrund:
Fieberkurve des CO2
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
Da Biomasse-Produktion und Abbau
zeitlich versetzt erfolgen, lässt sich der
menschliche Zusatzbeitrag als
jährlicher Überschuss in einer Art
ansteigenden Schwingung ablesen.
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/4oq.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
6 Atmosphärische Kreisläufe und Reaktionen
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Kreisläufe
Alles was in die Luft entweicht muss
auch wieder zurückfinden
Besprechen Sie den Stickstoffkreislauf
und den Wasserkreislauf
Die Luft als chemischer Reaktor
Eindrücke von Basisreaktionen ohne
vertiefte Diskussion:
OH, NO3, O3 als Waschmittel der Luft
Einfaches Beispiel für den
Wasserkreislauf: Verdampfen
von Wasser im geschlossenen
System
Komplexeres Experiment mit
Schwefel: Schwefelverbrennung
und Auffangen von SO2, SO3
Kontext: saurer Regen
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/20w.html
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/42v.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
6 Atmosphärische Kreisläufe und Reaktionen
Hintergrund:
Ist das Thema Ozonsmog nicht mehr aktuell?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Anmerkung: Unterscheiden Sie immer zwischen bodennahem Ozon
(gesundheitsschädigend) und stratosphärischem Ozon (Ozonschicht, als UVSchutz wichtig). Die Probleme werden sehr häufig verwechselt.
Stickoxide und Kohlenwasserstoff sind die wichtigsten Emissionen, die
Ozonsmog-Perioden auslösen. Durch den Katalysator und strengere
Abgasnormen wurden sie reduziert.
Die Ozon-Spitzenwerte sind daher in den
Industrieländern gesunken. Weltweit ist
aber das Hintergrundozon (gemessen an
Reinluftstationen) gestiegen, da ozonerzeugende Substanzen global
verbreiten können.
Das Thema bleibt wichtig.
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/6az.html
Ozontrends an Reinluftstationen
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
7 Energieträger, Wirtschaft und CO2 Emissionen
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
Unterricht:
Experiment:
Energieanreicherung über Jahrmillionen
Öl, Ergas, Kohlelagerstätten
Existierende Resourcen
Zunehmender Verbrauch während der
letzten 200 Jahre
CO2 Emissionen der Staaten der Welt
Pro-Kopf Einkommen in Industrie- und
Entwicklungsländern
Lassen Sie z.B. Kohlen verglühen
und weisen Sie das aufsteigende
Gas mit Kalkwasser nach.
Alternativ kann auch der Gewichtsverlust bei Verbrennung von
pflanzlichem Material gezeigt
werden.
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
7 Energieträger und CO2 Emissionen
Hintergrund:
Kontroverse: Klimaschutz contra Wirtschaft und Wohlstand?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
Zwei Argumente gegen den Klimaschutz werden in den Medien oft
hervorgehoben:
a) Er gefährdet Wirtschaftswachstum und Wohlstand.
b) Was die Entwicklungsländer emittieren, können wir nicht einsparen.
Vergleichen Sie in der Klasse
absolute Emissionen, Trends
und Pro-Kopf Emissionen.
Besprechen Sie Gerechtigkeitsaspekte und die Vorbildrolle der
hoch technisierten Länder.
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/6ai.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
7 Energieträger und CO2 Emissionen
Hintergrund:
Stern Report
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Der Bericht von Nicolas Stern
dokumentiert erstmals die Kosten,
die durch einen ungebremsten
Klimawandel entstehen könnten.
Sie werden deutlich höher
geschätzt als die Kosten der
Verhinderung des Klimawandels.
Stern wählt hierbei drastische
Szenarien und dementsprechend
weit gehende Klimafolgeschäden.
Daher wird der Bericht auch
kritisiert. Die bisherige Entwicklung
seit dem Umweltgipfeln in Rio und
Kyoto gibt allerdings Anlass zu der
Sorge, dass solche Szenarien
nicht ganz unrealistisch sind.
http://www.oekosystem-erde.de/html/stern_report.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
8 Spurengase
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
Unterricht:
Experiment:
Zusammensetzung trockener Luft
schwankender Wasserdampfanteil
Langlebige Spurengase
Treibhausgase
Kurzlebige Spurengase
Quellen, Abbau und Bedeutung einiger
Spurengase (z.B. Ozon, FCKW,
Stickoxide)
Wenn möglich: Besichtigung einer
Luftmessstation. Internet-Analyse
der Spurengase bei verschiedenen
Wetterbedingungen
(Ozon – Sommer, Winter)
(Tagesgang Stickoxide)
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
http://mnz.lubw.baden-wuerttemberg.de/messwerte/aktuell/index.htm
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
8 Spurengase
Hintergrund: Kontroverse
Sollen wir jetzt etwa auch kein Fleisch mehr essen?
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Wiederkäuer stoßen Methan aus und belasten die Atmosphäre mit einem
Treibhausgas, das eine höhere Treibhauswirkung hat als CO2, aber auch
kurzlebiger ist. Aber auch der Reisanbau, und somit die Ernährung einer
wachsenden Weltbevölkerung allgemein verschärfen das Methanproblem.
Noch ein Minuspunkt für Fleisch:
Die Nutzung natürlicher Resourcen ist deutlich ineffizienter als
bei pflanzlicher Nahrung, da das
Tier, um uns zu ernähren,
wesentlich mehr pflanzliche
Nahrung verbraucht, als wenn wir
uns direkt pflanzlich ernährten.
Man darf also tatsächlich von
zuviel Fleisch abraten.
http://www.atmosphere.mpg.de/enid/24u.html
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
9 Wolken, Aerosole und Wolkenbildung
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
Unterricht:
Experiment:
Feststoffe in Luft
Quellen von Partikeln
Luftfeuchte, Sättigung der Luft
Aersole als Keime der Wolkenbildung
Temperaturabhängigkeit des
Wasserdampfgehaltes
Relevanz der Wolken für die
Strahlungsbilanz:
Wolken halten nachts warm
Wolken halten tags Strahlung ab
Nukleationsexperiment als Film
Ozon + Pinen aus Piniennadeln
Die Schüler sehen Partikelnbildung
aus einer chemischen Reaktion von
Gasen.
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
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9 Wolken, Aerosole und Wolkenbildung
Hintergrund:
Kontroverse: Unsicherheit der Klimamodellrechnung
Klimamodelle sind vor allem deshalb so unsicher weil
a) die Zukunft nicht bekannt ist (politische, soziale Entwicklung)
b) die Wolkenbildung schlecht verstanden ist
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
Die Beiträge zur Erderwärmung
sind gut verstanden, die Kühlung
durch Wolken und Aerosole
(global dimming) hat einen
weiten Unsicherheitsbereich.
Im Extremfall könnte sie die
Erderwärmung kompensieren.
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Aerosole jedoch sind kurzlebig.
Wird die „Luftverschmutzung“
reduziert, wirken sich die
wärmenden Faktoren umso
stärker aus.
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
10 Treibhauseffekt
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
Unterricht:
Experiment:
Ursache des Treibhauseffektes
natürlicher + anthropogener Effekt
Wasserdampf als wichtigstes nat. THG
CO2 als wichtigstes zusätzliches THG
Verschieden starke Treibhauswirkung
verschiedener Gase
Gesamtabsorption und atmosphärisches
Fenster
Strahlungsbilanz der Erde
Energiegleichgewicht
vorübergehende Ungleichgewichte z.B.
durch Pufferwirkung der Ozeane
Treibhausexperiment mit
Xenonlampe und Kohlendioxid in
einer Glasschale,
Wasser filtert die IR Strahlung
schwarzer Pappboden erwärmt
sich.
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008
Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
10 Treibhauseffekt
Hintergrund:
Kontroverse: Das Treibhaus Erde ist kein Treibhaus
1 Sonnenenergie
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
Kritiker des Begriffs „Treibhauseffekt“ argumentieren, dass die Atmosphäre nicht
wie ein Treibhaus funktioniert, da das Glas des Treibhauses die Konvektion
unterbindet. Insofern hinkt der Vergleich tatsächlich, denn in der Atmosphäre
kommt es nicht zum Hitzestau durch Konvektionsunterbindung. Dies sollte man
den Schülern klarmachen.
Ein weiterer Kritikpunkt an der
Strahlungsbilanz: Die Erde erhält mehr
Strahlungsenergie als die Sonne in die
Atmosphäre einbringt. Dies kann nicht
sein.
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
In Wirklichkeit wird die Rückstrahlung
doppelt gerechnet, so wie ein Gummiball mehrmals auf die Erde hüpft,
obwohl er nur einmal ins Spiel gebracht
wurde.
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Thema Klima in 12 Stunden – Naturwissenschaft und Technik BW
10 Treibhauseffekt
Hintergrund:
Ausgeglichene Strahlungsbilanz
1 Sonnenenergie
Die Energierechnung ist korrekt, da für jedes Teilsystem (Erdoberfläche,
Atmosphäre und Weltraum) jeweils genau so viel Energie eintritt, wie wieder
hinausgeht.
Energiefluss und Strahlungsbilanz sind ausgeglichen.
2 Ozeane
3 Albedo
4 Eisschmelze
5 Biokreisläufe
6 Luftkreisläufe
7 Energieträger
8 Spurengase
9 Wolken
10 Treibhauseffekt
11 Rückkopplung
12 Klimafolgen
Elmar Uherek – MPI für Chemie – Seminar Klimawandel – Sasbach 27. + 28. Februar 2008

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