Das ist ein Testtitel - Uni Kassel · 2013. 11. 28. · Das ist ein Testtitel Author: Stephanie...
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Center for Environmental Systems Research
Umweltwissenschaftliche Grundlagen
Dr. Martina Flörke
Green Day, 12 November 2013
Center for Environmental Systems Research
Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day
Das Sphärenmodell der Umwelt
12.11.2013
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Die Erde als globales Ökosystem
Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html
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Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day
Die Atmosphäre – Vertikale Schichtung
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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…
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Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day
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
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Hydrosphäre
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Max-Planck-Institut für Meteorologie, http://www.mpimet.mpg.de
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“Der blaue Planet”
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Schönwiese 2008
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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.
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Biodiversität
• Grundlage für zahlreiche Dienstleistungen des Ökosystems Erde.
• Heute sind etwa 1,75 Millionen Arten bekannt
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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?
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Pedospähre
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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.
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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.
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10 www.zum.de
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Das Sphärenmodell der Umwelt
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Die Erde als globales Ökosystem
Quelle: http://www.oekosystem-erde.de/html/system-erde.html
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Die besondere Rolle des Menschen
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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.
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Planetary Boundaries
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Rockström et al. 2009
Gefährdung der Ökosysteme
• Verlust an Biodiversität • Stickstoffkreislauf • Klimawandel
…haben die Grenzwerte bereits überschritten
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Ökölogischer Fussabdruck
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„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)
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Passen wir noch auf den Planeten?
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Heute nutzt die Menschheit Ressourcen von 1,5 Planeten.
Ressourcen werden schneller in Abfälle verwandelt, als dass Abfälle wieder in Ressourcen umgewandelt werden können.
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Klima
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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
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Erwärmung der Erde
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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.
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Abschmelzen der Inlandgletscher auf Grönland
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Source: Steffen und Hoff, 2006, University of Colorado
1992 Boundary of ice melting
2005 boundary
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Meereissituation 2013
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Umweltveränderungen sind bereits heute zu beobachten
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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
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Europaweite Auswirkungen
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Abnehmender Sommerniederschlag und zunehmende Wasserknappheit (Mittel-, Süd-, teilweise Nordeuropa)
Zunehmende Häufigkeit von Hitzewellen (Mittel- & Südeuropa)
Zunehmende Häufigkeit von Winterhochwasserereignissen
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Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day
Ökonomische Folgen des Klimawandels
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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
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Umweltwissenschaftliche Grundlagen: Green Day
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.
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