Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg
Umweltinformationssystem BW
Baden-Württemberg
BW-Standardkarte
Wählen Sie aus:
Suche
Suche in …
Beispiele zum Thema
Nächstes Beispiel
Wolken (1/4)
Wolken
Wolken - sichtbares Zeichen der Atmosphäre
(Element 1 von 6: Bild)
Bild: Wolkenformation
Erstes Element Vorheriges Element Bild vergrößern Nächstes Element Letztes Element

Die Wirkung von Wolken spielt eine große Rolle bei der Klimamodellierung.

Klima und Wolken

Wolken bestehen überwiegend aus Wassertröpfchen, die in der Atmosphäre schweben. Sie sind hauptsächlich in der Troposphäre anzutreffen, seltener in der Stratosphäre oder Mesosphäre. Wolken entstehen, wenn der in der Atmosphäre vorhandene Wasserdampf durch Änderung der Temperatur zu Wassertröpfchen kondensiert. Der Strahlungshaushalt der Erde wird maßgeblich durch Wolken beeinflusst. Damit haben Wolken einen großen Einfluss auf langfristige klimatische Mittelwerte. 

 
Vorherige Seite Nächste Seite
 

Klimaforschung

 
Bild: PIK Potsdam
Potsdam - Institut für Klimafolgenforschung
(© privat, Autor: B. Grießmann)
 
Bild: Temperaturkurve Stuttgart
Entwicklung der mittleren Jahrestemperatur in Stuttgart 1790-2005
(© LUBW)

Längere Zeitreihen zeigen in der Regel verschiedene klimatische Schwankungen. In Baden-Württemberg liegt die längste Temperatur-Messreihe für Stuttgart vor. Man erkennt eine warme Periode am Anfang der Reihe sowie um das Jahr 1860. Danach ist der Verlauf relativ konstant. Ab 1970 ist ein kräftiger Anstieg zu verzeichnen.

 
Bild: Eisbohrkern schematisch
Was Eisbohrkerne über die Geschichte des Klimas verraten
(© LUBW)

 

In Gebieten wie Mittelgrönland schneit es sehr häufig. Jahr für Jahr bilden sich Eislagen, die Zeugnis von den gefallenen Schneemengen für die letzten 100.000 Jahre geben.

Eislagen abzählen: In Eisbohrkernen sind verschiedene Eislagen oft schon mit bloßem Auge erkennbar. Anderenfalls können sie anhand ihres Säure- oder Staubgehalts identifiziert werden. Durch die Bestimmung weiterer Merkmale wie z.B. den Aschegehalt, der durch bekannte Vulkanausbrücke hervorgerufen wurde, können einzelne Eislagen sehr genau zeitlich eingeordnet werden. Für das Holozän (Wärmepriode der letzten 11.500 Jahre) liegt die Fehlergrenze unter einem Prozent. Erst ab einem Alter von 100.000 Jahren sind die Eislagen nicht mehr eindeutig identifizierbar.

Mengenverhältnis von Sauerstoffisotopen bestimmen: Gewöhnliches Wasser besteht aus leichteren und schwereren Molekülen, je nach Anzahl Neutronen in den Sauerstoff- bzw. Wasserstoffmolekülen. Kühlt Luft ab, kondensiert die darin enthaltene Feuchtigkeit aus und fällt als Niederschlag zu Boden. Im Niederschlag reichert sich schweres Wasser an, da es weniger flüchtig als leichtes Wasser ist. Je schneller die Luft abkühlt, desto mehr schweres Wasser kondensiert auf dem Weg vom Meer bis zum Zentrum einer vereisten Fläche aus. Deshalb enthält Schnee, der während kalter Perioden gefallen ist, relativ viel leichtes Wasser. Das Mengenverhältnis von Sauerstoffisotopen gibt also Aufschluss über die Temperaturverhältnisse.

Temperaturprofil messen: Eine weitere Methode Temperaturverhältnisse früherer Zeiten zu bestimmen, ist die Erstellung eines Temperaturprofils. Die Temperatur verschiedener Lagen der Eisdecke reagiert sehr träge. Deshalb ist das Eis in 1 bis 2 Kilometern Tiefe auch heute noch kälter als an der Oberfläche.

Zusammensetzung des eingewehten Materials bestimmen: Je nach Windstärke werden mehr oder weniger grobe Staubteilchen in das Eis eingeweht. Über eine Herkunftsbestimmung der Staubkörner lassen sich Strömungsmuster rekonstruieren.

Luftbläschen untersuchen: Anhand der im Eis eingeschlossenen Luftbläschen lässt sich der Gehalt von Treibhausgasen in der früheren Atmosphäre bestimmen.

 

Warum erforscht der Mensch das Klima? Wetterbeobachtungen wurden seit jeher gemacht. So war es von großer Bedeutung zu erfahren, ob ein Unwetter heraufzog und man sich in Sicherheit bringen musste. Für die Aussaat und Ernte war es auch wichtig, über den Beginn und das Ende von Jahreszeiten Bescheid zu wissen. Hierzu werden seit Urzeiten astronomische Beobachtungen durchgeführt. Ein zuverlässiger Wetterbericht hatte auch militärische Bedeutung.

Für die Entwicklung des Klimas interessieren sich Wissenschaftler erst seit jüngerer Zeit. Ein Hauptgrund ist, dass das Klima nur mit modernen Methoden und Messgeräten möglich ist. Auch nach der bahnbrechenden Erfindung des Flüssigkeitsthermometers zu Beginn des 17. Jahrhunderts dauerte es noch über 300 Jahre bis eine ernsthafte Klimaforschung betrieben werden konnte. Zwar gibt es in Europa bereits seit dem 18. Jahrhundert Wetterstationen, zu den ältesten in Baden-Württemberg zählt die Messstation in Stuttgart-Hohenheim (seit 1836), wenige lokale Messungen reichten jedoch nicht aus, Aussagen über die weltweite Klimaentwicklung zu machen. Erforderlich war die Entwicklung eines möglichst flächendeckenden Messnetzes mit entsprechenden Kommunikationsstrukturen, um die Daten zusammenführen zu können.

Wissenschaftler interessieren sich für Vergangenheit und Zukunft des Klimas. Mit Hilfe von Eisbohrkernen aus arktischen Regionen und Jahresringen versteinerter Bäume lassen sich weit zurückliegende Klimaepochen rekonstruieren. Wie ein Archiv konservieren sie Klimainformationen über hunderttausende von Jahren.
Spätestens seit der Entdeckung des anthropogenen Klimawandels durch Svante Arrhenius (1859 - 1927) beschäftigt sich die Forschung auch mit der Zukunft des Klimas. Der schwedische Chemiker prognostizierte erstmals eine Erwärmung der Erdatmosphäre durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe und die damit verbundene Freisetzung von Treibhausgasen. Zunächst beachtete die Wissenschaft das Thema Klimawandel jedoch kaum. Erst in den 50-er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde es mit Beginn des Raumfahrtzeitalters wieder aufgegriffen. Zu diesem Zeitpunkt stand bereits ein Netzwerk aus meteorologischen Messstationen zur Verfügung, das kontinuierlich ausgebaut wurde. Erstmals war eine weltweite systematische Erfassung von Klimadaten möglich. Forscher schlossen sich zusammen und nahmen parallel über mehrere Monate hinweg Messreihen auf.
Im Zusammenhang mit dem anthropogenen Klimawandel wurde die direkte Messung von Treibhausgasen interessant. Die meteorologische Station auf dem hawaiianischen Vulkan Mauna Loa zeichnet seit 1958 Messdaten zum Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre auf.
Heutzutage haben Wissenschaftler ausgehend von verschiedenen Rahmenbedingungen mit Hilfe von Klimamodellen Zukunftsszenarien entwickelt. Von den Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen für die Politik abgeleitet.