Das ist ein Testtitel - Uni Kassel · 2013. 11. 28. · Das ist ein Testtitel Author: Stephanie...

Center for Environmental Systems Research

Umweltwissenschaftliche Grundlagen

Dr. Martina Flörke

Green Day, 12 November 2013


Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day

Das Sphärenmodell der Umwelt

12.11.2013

1

Die Erde als globales Ökosystem

Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html



Die Atmosphäre – Vertikale Schichtung

12.11.2013

2

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Die_Stratosphaere_verstehen/-_Schichten_1ma.html

T ändert sich mit der Höhe

p nimmt ab ρ wird geringer Mit zunehmender Höhe…



Die Hülle der Erde

• Atmosphäre = Hülle der Erde • Die Atmoshäre ist hauchdünn im Vergleich zum Durchmesser der Erde • Zahlreiche Funktionen: ▫ Filter für UV- und Röntgenstrahlung der Sonne ▫ Durchlässigkeit von Sonnenlicht (Energiequelle) ▫ Schutz vor schneller Auskühlung und Überhitzung (Wärmeausgleich) ▫ Erhöhung der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der Erde ▫ Energietransport (aus Äquatornähe zu höheren Breiten) ▫ Durch Zirkulation wird Niederschlagsverteilung bestimmt ▫ Hauptspeicher für Stickstoff ▫ Reservoir für Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff

12.11.2013

3



Hydrosphäre

12.11.2013

4

Max-Planck-Institut für Meteorologie, http://www.mpimet.mpg.de



“Der blaue Planet”

12.11.2013

5

Schönwiese 2008



Biosphäre

• Die Gesamtheit des Lebens wird auch Biosphäre genannt. • Dünne Schicht, die die Erde von der tiefsten bis zur höchsten Stelle

überzieht. • Überall, wo es Wasser, organische Stoffe und eine Energiequelle gibt, gibt

es Leben. • Ein Merkmal des Lebens ist die Anzahl, die Vielfalt und die

Verschiedenartigkeit der Lebewesen, auch Biodiversität genannt.

12.11.2013

6



Biodiversität

• Grundlage für zahlreiche Dienstleistungen des Ökosystems Erde.

• Heute sind etwa 1,75 Millionen Arten bekannt

12.11.2013

7

www.oekosystem-erde.de

Organismengruppe Beschriebene Arten Geschätzte Arten %

Insekten 950.000 8.000.000 12

Gefäßpflanzen 250.000 300.000 83

Weichtiere 70.000 200.000 35

Wirbeltiere 45.000 50.000 90

Säugetiere 4.300 >4.300? > 95?



Pedospähre

12.11.2013

8



Die Haut der Erde

• Böden = Bodenhülle der Erde • Mischung aus zerbröseltem Gestein, organischem Material, Luft und

Wasser. • Böden wandeln tote organische Materie wieder in Mineralien um, die den

Pflanzen als Nährstoff dienen und so in den Kreislauf der Natur zurückkehren.

• Die Böden der Erde sind die Grundlage für die Erzeugung der meisten Nahrungsmittel.

• Artenreicher Lebensraum im Ökosystem Erde.

12.11.2013

9



Lithosphäre

• Erdkruste, oberste Erdschicht. 70-250 km dick, bestehend aus Platten • Die Platten schwimmen auf einer plastischen Astenosphäre • Die Platten bewegen sich = Kontinentalverschiebungen (aufgeschmolzenes

Gestein, obere Schicht des Erdmantels) • Durch die Platenbewegungen entstehen Erdbeben und Vulkanausbrüche. • Die Lithosphäre verbindet das “Innere der Erde” mit den äußeren

Sphären.

12.11.2013

10 www.zum.de



Das Sphärenmodell der Umwelt

12.11.2013

11

Die Erde als globales Ökosystem

Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html



Die besondere Rolle des Menschen

12.11.2013

12

IGBP 2004

Menschen bewirken Umweltveränderungen, die auf die natürlichen Regelkreise einwirken, die das Ökosystem steuern. Globale Umeltveränderungen wie z. B. Klimawandel und Überfischung der Weltmeere gehen auf eine wachsende Weltbevölkerung und zunehmenden Wohlstand eines Teils dieser Bevölkerung zurück.



Planetary Boundaries

12.11.2013

13

Rockström et al. 2009

Gefährdung der Ökosysteme

• Verlust an Biodiversität • Stickstoffkreislauf • Klimawandel

…haben die Grenzwerte bereits überschritten



Ökölogischer Fussabdruck

12.11.2013

14

„Ecological Footprint“ oder „ökologischer Fußabdruck“

Die Länder der Welt entsprechend ihrem Einfluss auf die Umwelt: Die Fläche eines jeden Staates entspricht dem >>Ökologischen Fußabdruck<< seiner Bewohner.

Quelle: SASI Group (University of Sheffield) and Mark Newman (University of Michigan)



Passen wir noch auf den Planeten?

12.11.2013

15

Heute nutzt die Menschheit Ressourcen von 1,5 Planeten.

Ressourcen werden schneller in Abfälle verwandelt, als dass Abfälle wieder in Ressourcen umgewandelt werden können.



Klima

12.11.2013

16

Klimadaten aus dem Wostok-Eisbohrkern, Informationen Atmosphäre der letzten 400.000 Jahre

• Temperaturverlauf (rot) • Kohlendioxid-Gehalt (gelb) der • Veränderungen der Exzentrizität der

Erdumlaufbahn (weiß).

Kohlendioxid

Methan

Distickstoffoxid



Erwärmung der Erde

12.11.2013

17

Beobachtete Änderung der durchschnittlichen Erdoberflächentemperatur (seit Beginn der flächendeckenden Temperaturmessung)

IPCC 2007

Wird die Erde wirklich wärmer? Im Jahr 2011 wurden 1,6 Milliarden Temperaturmessungen aus 15 Datenbanken mit

einer ganz neuen Methode ausgewertet (Universität Berkeley) Ergebnis: In den letzten 60 Jahren ist die Erde um 0,9°C wärmer geworden.



Abschmelzen der Inlandgletscher auf Grönland

12.11.2013

18

Source: Steffen und Hoff, 2006, University of Colorado

1992 Boundary of ice melting

2005 boundary



Meereissituation 2013

12.11.2013

19



Umweltveränderungen sind bereits heute zu beobachten

12.11.2013

20

Abschmelzen der Alpengletscher

Änderungen in der Phänologie von Pflanzen (früheres Einsetzen des Frühlings, verlängerte Wachstumsperiode)

Veränderung der Verbreitungsgebiete von Pflanzen (in höhere Lagen, polwärts)

1904

2005



Europaweite Auswirkungen

12.11.2013

22 22

Abnehmender Sommerniederschlag und zunehmende Wasserknappheit (Mittel-, Süd-, teilweise Nordeuropa)

Zunehmende Häufigkeit von Hitzewellen (Mittel- & Südeuropa)

Zunehmende Häufigkeit von Winterhochwasserereignissen



Ökonomische Folgen des Klimawandels

12.11.2013

24 24

Erhöhtes Risiko von Ernteeinbußen in der Land- und Forstwirtschaft sowie erhöhte Bewässerungskosten im Süden und Osten

Reduziertes Wasserkraftpotential

Abnahme des Wintertourismus im alpinen Raum und

Verschiebung des Sommertourismus nach Norden

Änderung des Wärmebedarfs und Kühlungsbedarfs



Botschaft

Das Sphärenmodell ist komplex. Um Folgen unseres Handelns zu vermeiden müssen komplexe Wechselwirkungen erkannt und berücksichtigt werden.

Bevölkerung, technischen Möglichkeiten und die materiellen Ansprüche der (reichen) Menschen bewirken Umweltveränderungen, die auf die natürlichen Regelkreise einwirken, die das Ökosystem steuern.

Globale Umweltveränderungen haben zahlreiche negative Auswirkungen auf die menschliche Gesellschaft sowie die Natur.

Die Gesellschaft kann und sollte auf diese Auswirkungen reagieren: Klimaschutz und Anpassungsmaßnahmen helfen den anthropogenen Nutzungsdruck zu verringern oder zu vermeiden.

12.11.2013

26

Das ist ein Testtitel - Uni Kassel · 2013. 11. 28. · Das ist ein Testtitel Author: Stephanie...

Documents

Transcript of Das ist ein Testtitel - Uni Kassel · 2013. 11. 28. · Das ist ein Testtitel Author: Stephanie...