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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Treibhauseffekt, Eisschilde und Meeresspiegel

Zusammenfassung
Die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre nimmt ständig zu; schon um 2030 wird eine Verdopplung des effektiven CO2-Gehaltes erreicht. Bis dahin erwartet man eine Temperaturerhöhung um 2 bis 4 K, Veränderungen im globalen Nieder-schalgsmuster und ein Ansteigen des Meeresspiegels um 30 bis 60 cm. Beim Abschmelzen des westantarktischen Eisschelfes stiege der Meeresspiegel um katastrophale 6 m an.
Kolumban Hutter, Heinz Blatter, Atsumu Ohmura

Der Treibhauseffekt — Klimamodellrechnung und Beobachtungsindizien

Zusammenfassung
Der durch Messungen belegte Anstieg der Konzentration von Kohlendioxid (CO2) und anderer klimawirksamen Spurengasen in der Atmosphäre ist unzweifelhaft auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen. Geht diese Entwicklung so weiter wie bisher, so könnte eine Situation, die einer atmosphärischen CO2- Verdoppelung entspricht, schon um das Jahr 2030 eingetreten sein. Als Folge davon sagen die derzeit besten Klimamodelle eine Erhöhung der bodennahen Weltmitteltemperatur um ca. 1,5° – 5°C voraus („Treibhauseffekt“). Mit der Temperatur ändern sich stets aber auch die Bewegungsvorgänge in der Atmosphäre und mit ihnen Bewölkung, Niederschlag, Luftfeuchte, Meeresspiegelhöhe usw., auch wenn die Unsicherheiten solcher Vorhersagen zur Zeit noch erheblich sind, insbesondere was die regionale Verteilung dieser durch den Menschen verursachten Klimaänderungen betrifft. Umso wichtiger ist es, den Klimabeobachtungsindizien nachzuspüren, die darauf hinweisen, daß die Lawine weltweiter anthropogener Klimaänderungen bereits rollt. Als Ergebnis entsprechender Risikoabschätzungen ergibt sich zweifellos ein dringender internationaler Handlungsbedarf.
Christian.-D. Schönwiese

Die besondere Rolle des Wasserkreislaufs für das Klima

Zusammenfassung
Wasser ist das wichtigste Molekül für das Klima auf der Erde. Dieser Überblick startet mit seiner Rolle für die Strahlungsbilanz und die Strahlungseigenschaften von Wasserwolken. Er fährt mit den Wirkungen des Ozeans und des Eises fort und bespricht den Meeresspiegelanstieg bevor über erste gekoppelte Ozean-Atmosphäremodelle berichtet wird, die zur Einschätzung der Klimaänderungen durch den Menschen eingesetzt werden.
Hartmut Grassl

Polare Eiskappen — Das kalte Archiv des Klimas

Zusammenfassung
Die polaren Eiskappen stellen ein wertvolles Archiv der Klima-geschickte dar. In den „ewigen“ Eismassen sind die Niederschläge bis über 200.000 Jahre zurück gespeichert. Die Analyse der verschiedenen Spurenstoffe und der in den Blasen eingeschlossenen Luft ermöglicht die Rekonstruktion der Spurenkomponenten, wie beispielsweise der Treibhausgase CO2 und CH4.
Albrecht Neftel

Zur Stabilität der Westantarktis

Zusammenfassung
Von den heute existierenden polaren Inlandeisen Grönlands und der Antarktis würde das marine Inlandeis der Westantarktis noch am empfindlichsten auf Klimaänderungen, etwa als Folge des Treibhauseffektes, reagieren. Ein vollständiger Abbau der Westantarktis, der mit einem Anstieg des Meeresspiegels von etwa 5 m verbunden wäre, sollte sich aus Gründen der Eisdynamik über mindestens einige 100 Jahre, wahrscheinlicher jedoch, über mehr als 1000 Jahre erstrecken. Genauere Prognosen zur zeitlichen Entwicklung der Westantarktis erfordern eine bessere Modellierung der physikalischen Prozesse im Bereich des Inlandeisbodens, sowie die Kopplung des Inlandeismodells mit den übrigen Modellkomponenten des Klimasystems, der Atmosphäre und dem Ozean.
Klaus Herterich

Aspekte einer zukünftigen Energieversorgung angesichts des Treibhauseffektes

Zusammenfassung
Es werden die nach dem heutigen Wissensstand verfügbaren Weltenergieressourcen sowie der Energieverbrauch nach geographischer Aufteilung abgeschätzt und Maßnahmen diskutiert, wie angesichts des Treibhauseffektes sich mögliche Energiesparmaßnahmen in den Industrienationen und Entwicklungsländern auf die kommenden Jahrzehnte auswirken.
Bernd Diekmann

Die Bedeutung des Ozeans für das irdische Klima

Zusammenfassung
Messungen und Modellrechnungen belegen übereinstimmend die qualitativ signifikante Beteiligung des Ozeans an der Entwicklung des Erdklimas. Neuere Untersuchungen stärken die Ansicht, daß insbesondere die thermohalin getriebene Tiefenzirkulation durch relativ schwache Störungen der oberen Randbedingungen im Nordatlantik gravierend verändert werden kann.
Ernst Augstein

Die sozio-ökologischen Auswirkungen des El Niño Ereignisses

Zusammenfassung
Im El Niño Jahr 1982 traten weltweit Klimaanomalien auf, die die Nahrungsmittelproduktion empfindlich in Mitleidenschaft gezogen haben. Schwere, lang anhaltende Dürren mit ausgedehnten Waldbränden und schlechten Ernten herrschten nicht nur im Sa-hei, in Äthiopien und in Somalia, sondern auch in Nordostbrasilien und im asiatischen Teil der Sowjetunion vor. Zur gleichen Zeit verzeichnete auch das nördliche Indien ein verbreitetes Ausbleiben der lebensnotwendigen Monsunregen. Die großen Niederschlagsdefizite wurden durch ungewöhnlich starke Niederschläge in Aquatornähe, insbesondere im südlichen Indien, auf den Philippinen, im westlichen Pazifik und in den Hochländern Südafrikas kompensiert. Die schlechten Ernteerträge infolge von Dürren in ausgedehnten Teilen der dichtbevölkerten Entwicklungsländer stellen zusammen mit der Minderung der Proteinversorgung aus den geringen Fischfangraten eine nicht zu unterschätzende Gefahr für die Welternährungswirtschaft dar.
Heribert Fleer

Großskalige Wasserbewegung in Seen: Grundlage der physikalischen Limnologie

Zusammenfassung
Unter großskaliger Wasserbewegung in Seen oder Ozeanbecken versteht man Wasserbewegungen, deren Längsskalen sich über große Teile oder den gesamten Bereich der Wassermassen erstrecken und deren Verhalten insbesondere von der Beckengröße mitbestimmt wird. Es werden experimentelle Methoden diskutiert, mit welchen man den meteorologischen Input und die Massenverteilung, die Wasserbewegung sowie Temperaturverteilung innerhalb eines Sees als Funktionen der Zeit bestimmt, und es wird aufgezeigt, wie solche Daten ausgewertet werden.
Kolumban Hutter

Biologie natürlicher Gewässer: Die Beeinflussung des Produktionsprozesses durch physikalische Umweltfaktoren

Zusammenfassung
Die Bedingungen in aquatischen Lebensräumen werden sehr wesentlich durch die Energiezufuhr in Form von Sonnenstrahlung und Wind, die beide an der Wasserobeerfläche angreifen und deren letztere mit der Wassertiefe exponentiell abnimmt, bestimmt. Infolgedessen sind aquatische Lebensräume vertikal asymmetrisch strukturiert. Innerhalb des Systems kann ein rein physikalischer von einem biologischen Energiefluß unterschieden werden. Der biologische Energiefluß ist in seinem Gesamtumfang meist nur ein Bruchteil des physikalischen, hat aber entscheidende Bedeutung für die Stoffumsetzungen im Gewässer.
Max M. Tilzer

Das Klima der Stadt

Zusammenfassung
Im ersten Teil des Artikels wird qualitativ aufgezeigt, wie die zunehmende Urbanisierung die Verteilung der meteorologischen Variablen modifiziert. Hierzu zählen die starke Verschmutzung der Stadtatmospähre, Temperaturen, die bis zu 4 – 6°C höher liegen als in der Umgebung, eine drastische Reduzierung der Windgeschwindigkeit, die einen Luftaustausch behindert, und vielfältige Änderungen in den Feuchtegößen. Aufgrund der enormen Unterschiede in der Bebauungsstruktur und der Bodennutzung innerhalb des Stadtgebietes erweist es sich allerdings als äußerst schwierig, den alleinigen Effekt der Stadt zu messen. Aus diesem Grunde werden noch Ergebnisse numerischer Simulationen präsentiert, mit deren Hilfe der Stadteinfluß zu bestimmen ist.
Günter Gross

Schadstoffausbreitung in der Atmosphäre

Zusammenfassung
Die Atmosphäre ist in der Lage Beimengungen, seien sie natürlichen Ursprungs oder durch den Menschen verursacht, über große Distanzen zu transportieren. In diesem Bericht werden Beobachtungen solcher Ferntransporte und die daran beteiligten Prozesse diskutiert. Ferner werden die Modellergebnisse beschrieben, die den Ferntransport quantitativ erfassen.
Werner Klug

Wechselwirkungen zwischen Oberflächen und der Atmosphäre

Zusammenfassung
Die Energie- und Stofftransporte zwischen der Atmoshäre und allen Objekten auf der Erde bestimmen die Dauer ihrer Existenz. Bei Lebewesen müssen bestimmte Toleranzbereiche eingehalten werden, in der unbelebten Natur bestimmen die Transporte das Zeitmaß der Zerstörung. Leider weiß man über die Energie- und Stofftransporte nur wenig, denn die entsprechenden Wissenschaften befassen sich immer nur mit ihrem Bereich, d.h. entweder nur mit der Atmospäre oder nur mit den Objekten. Es besteht die Gefahr, daß die Toleranzbereiche durch menschliche Aktivitäten unkontrolliert verlassen werden. Aus diesem Grund ist gemeinsames Handeln lebensnotwendig.
Gerhard Manier

Waldschäden in den Schweizer Alpen: Problemanalyse zur Erfassung der Auswirkung auf das Berggebiet

Zusammenfassung
Die Arbeit beschreibt, kommentiert und begründet eine Problem-analyse zum Titelthema. Die Analyse folgt dabei einer allgemein anwendbaren Strategie zur Lösung komplexer Probleme mit vernetzten Strukturen (Schwarzenbach 1987 b). Eine Übersicht zum Ablauf der Analyse findet sich in Tabelle 1.
Fritz Hans Schwarzenbach

Methodologische Beiträge zum Thema Dynamik von Waldökosystemen

Zusammenfassung
Es werden die Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen den Lebensbedingungen eines „Standortes“ und der Waldentwicklung aus ökodynamischer Sicht heraus untersucht. Erhebungen und Dauerbeobachtungen, Feldversuche und Laborexperimente haben eine Fülle von Daten zur Dynamik von Waldökosystemen geliefert. Diese Daten müssen zur Nutzung in der Ökosystemforschung in geeigneter Weise außereitet werden. Die vorliegende Studie gibt Vorschläge zur Überwindung der Schwierigkeiten einer fachübergreifenden Verständigung, indem der Begriff „Ökosystem“ geklärt wird, der Wald ökologisch nach verschiedenen Ordnungssystemen in seiner realen Ausprägung charakterisiert wird und die verschiedenen Vorgänge im Hinblick auf dynamische Modellentwicklungen geeignet typisiert werden.
Fritz Hans Schwarzenbach

Chaos und Ordnung in natürlichen Systemen

Zusammenfassung
In den vergangenen 10 – 20 Jahren setzten sich innerhalb der exakten Naturwissenschaften neue Erkenntnisse durch, die zentrale Begriffe wie Determinismus und Vorhersagbarkeit makroskopischer Phänomene relativiert haben. Dadurch ereignete sich eine überraschende Öffnung gegenüber Lebensphänomenen, die große Hoffnung auf einen Brückenschlag zwischen Physik und Biologie aufkommen ließ. Es wird anhand verschiedener Beispiele aus der Mathematik, Physik, Chemie und Biologie gezeigt, wie Nichtlinea-ritäten einerseits bei einfachsten Systemen unvorhersagbares chaotisches Verhalten bewirken, anderseits aber bei komplexen Systemen für das Auftreten geordneter Strukturen verantwortlich sein können. Chaos und Ordnug erscheinen so als zwei zusammengehörende Aspekte ein- und desselben Phänomens.
Fritz Gassmann

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