Welche Auswirkungen hat der Klimawandel?

Ich besuche immer mal wieder die Webseite meiner alten Uni um zu sehen, was es so Neues gibt. Jetzt im Wintersemester wurde ich tatsächlich fündig. 🙂 Es gibt an der Heinrich-Heine-Universität eine öffentliche Ringvorlesung mit dem Thema „Klimawandel und ich“. Den ersten Termin habe ich leider verpasst. Zum Glück geht es bei jedem Termin um einen anderen Aspekt des Themas.

Die Vorlesungen finden im größten Chemie-Hörsaal statt. Und ich gebe es zu, mein erster Gedanke war: Home sweet home 😉

Periodensystem der Elemente

Das Periodensystem in Hörsaal 6J, Foto: R. Schügner

Beim zweiten Termin ging es um die Frage „Was sind die Auswirkungen des Klimawandels?“

Vorlesung zur Auswirkung des Klimawandels

Titel der Vorlesung: Was sind die Auswirkungen des Klimawandels? Foto: R. Schügner

Der Hörsaal war gut gefüllt – und die Vorlesung wurde per Video in einen weiteren Hörsaal übertragen. Da ich in letzter Zeit meistens auf Barcamps war, war das nur Zuhören in der Vorlesung gewöhnungsbedürftig. Einige Inhalte der Vorlesung kamen mir bekannt vor, andere waren eine interessante Ergänzung.

Bei den „Auswirkungen des Klimawandels“ ging es um globale Auswirkungen, wie zum Beispiel das Abschmelzen der Polkappen oder des Grönlandeises. In diesem Zusammenhang wird auch der Begriff „Kippelemente“ verwendet. Das Ziel, die Erwärmung auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, steht in Bezug zu diesen Kippelementen.

Was also sind „Kippelemente“?

Selbst bei den Veränderungen, die der Klimawandel bei einer Temperaturerhöhung um etwa 1 Grad bisher mitgebracht hat, könnte man sagen: gut, der Sommer ist heißer und trockener oder es gibt ein paar Stürme mehr. Na ja, dann wird es halt noch etwas wärmer.

Leider funktioniert das an einigen Stellen beziehungsweise in einigen Regionen im globalen Klimasystem nicht so einfach, sondern eher nach dem Sprichwort „Ein Tropfen bringt das Fass zum Überlaufen“. Ein Tropfen zuviel kann eine Temperaturerhöhung sein, mit der ein bestimmter Wert (der Schwellenwert) überschritten wird und dann eine plötzliche und dauerhafte Änderung stattfindet. Es ist so, als würde eine zusätzliche Karte ein Kartenhaus zum Einsturz bringen. Oder vielleicht kennt ihr auch das Spiel mit dem Turm aus Holzklötzen? Hier kann das Herausziehen oder Auflegen eines Klotzes den ganzen Turm zum Einsturz bringen.

Zur Erinnerung an das Spiel eine schnelle Skizze: Der Turm kippt um, Abbildung: R. Schügner

Weniger Eis = mehr Wasser – oder gibt es noch etwas anderes?

Das Abschmelzen großer Eisflächen ist ein Beispiel für Kippelemente. Ich habe hier auf der Seite des Umweltbundesamtes eine Abbildung der Arktis gefunden. Von oben ist die große weiße Eisfläche zu sehen. Im Verlauf der Jahreszeiten hat die Eisschicht sich schon immer verändert. Durch die Temperaturerhöhung ist das Eis im Sommer immer weiter abgeschmolzen und immer mehr des dunklen Untergrundes (Wasser oder Felsen) kommt zum Vorschein. Ich denke, dass jeder schon einmal den Temperaturunterschied zwischen einer schwarzen und einer weißen Fläche bemerkt hat. Schwarze Flächen fühlen sich bei Sonne schnell heiß an, während weiß das Sonnenlicht reflektiert.

Licht ist eine Energieform. In der Photovoltaik nutzt man die Lichtenergie um sie in elektrische Energie umzuwandeln. Wenn Licht auf eine dunkle Fläche fällt und absorbiert (aufgenommen) wird, wird die Lichtenergie in Wärme(energie) umgewandelt. Wenn Licht reflektiert wird, wird das Licht und damit die enthaltene Energie „zurückgeworfen“.

Absorption und Reflektion von Licht

Helle Flächen reflektieren Licht, dunkle Flächen absorbieren Licht, Abbildung: R. Schügner

Etwas vergleichbares passiert auch bei einer Eisfläche und dem dunklen Untergrund, wie Wasser oder Felsen. Je weniger Eis, desto mehr erwärmt sich der Untergrund und desto weniger Sonnenstrahlung wird reflektiert.

Je wärmer der Untergrund, desto wärmer die Umgebung und desto mehr schmilzt das Eis. Und dann liegt mehr von dem Untergrund frei – und der kann sich wieder erwärmen. Damit verstärkt sich der Prozess des Abschmelzens selbst.

Rückgang der Nettoproduktivität der Biosphäre

Wieder habe ich eine Handvoll Fachbegriffe. 😉 Mit „Biosphäre“ ist der gesamte Raum der Erde gemeint, in dem Leben vorkommt. Mit dem Begriff „Nettoproduktivität“ ist in diesem Zusammenhang die Fähigkeit der natürlichen Systeme Kohlendioxid zu speichern gemeint.

Was passiert mit dem Kohlendioxid auf der Erde?

Das „System Erde“ nimmt Kohlendioxid auf, was auch als Kohlenstoffsenke bezeichnet wird. Ein Viertel wird von den Ozeanen aufgenommen und ein weiteres Viertel wird in der Biosphäre, beispielsweise in Bäumen und im Humus, gespeichert. Wälder speichern das Kohlendioxid in Biomasse, das bedeutet als Holz und in Blättern, wenn sie wachsen. Beim Absterben der Pflanzen wird der gebundene Kohlenstoff jedoch wieder frei.

Was hat das mit den Kippelementen zu tun?

Zunächst scheint es so, dass mehr Kohlendioxid förderlich für das Wachstum (die Zunahme an Biomasse) der Pflanzen ist. Zwar wird das Wachstum angeregt, aber je nach Pflanzenart (Photosynthese bei C3- bzw. C4-Pflanzen) in unterschiedlichem Maß. Pflanzen regeln die Photosynthese bei steigender Temperatur und Trockenheit herunter. C4-Pflanzen können Kohlendioxid bei günstigen Bedingungen anreichern und verbrauchen es unter ungünstigen Bedingungen, wie Hitze und Trockenheit. C3-Pflanzen sind dazu nicht in der Lage.

Zudem brauchen Pflanzen mehr zum Wachstum als nur Kohlendioxid. Wer selbst Pflanzen auf der Fensterbank oder im Garten hat, wird sie regelmäßig düngen und gießen. Wenn in der Erde Mineralstoffe oder Wasser fehlen, wachsen die Pflanzen auch mit viel Kohlendioxid nicht. Wer Tipps zur Düngung braucht, findet sie hier bei der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Außerdem weiß jeder Pflanzenfreund, dass Pflanzen auch bestimmte Anprüche an ihren Standort haben. Dazu gehören Licht und Schatten, aber auch die Temperatur.

Ein weiterer Faktor ist, dass Pflanzen während einer Dürre absterben, zersetzt werden und Kohlendioxid wieder frei wird. Hier haben wir wieder bei einem Rückkopplungseffekt wie bei den Eisflächen: Die steigende Temperatur führt zu einem Rückgang der Photosynthese. Die Pflanzen nehmen weniger Kohlendioxid auf und mehr Kohlendioxid bleibt in der Atmosphäre.

So das war jetzt mein Rückblick auf diese Vorlesung. Ich bin schon gespannt auf nächste Woche.

Veröffentlicht am Oktober 28, 2019 in NATUR + WISSENSCHAFT und mit , , , , , , , , getaggt. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink. 2 Kommentare.

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google Foto

Du kommentierst mit Deinem Google-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

Verbinde mit %s

%d Bloggern gefällt das: