Klima und Mensch

Verändert sich das Klima der Erde? Diese Frage beschäftigt seit langem nicht nur Wissenschaftler. Wie meteorologische Beobachtungen zeigen, hat die durchschnittliche Lufttemperatur in allen Breiten der nördlichen Hemisphäre seit dem Ende des 19. Jahrhunderts zugenommen. Die Erwärmung erreichte ihren Höhepunkt in den späten dreißiger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts, als die durchschnittliche Lufttemperatur um 0,6 Grad höher war als am Ende des neunzehnten. Dann begann ein kaltes Knacken. Mitte der sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts sank die Lufttemperatur um etwa 0,3 bis 0,4 Grad.

Solche Änderungen mögen unbedeutend erscheinen. Sie sind jedoch von großer praktischer Bedeutung, insbesondere in der Arktis. Darüber hinaus waren sie hier um ein Vielfaches größer als der Durchschnitt der gesamten Hemisphäre. Während der größten Erwärmung schrumpfte beispielsweise die Fläche des polaren Meereises um 10 Prozent, was die Bedingungen für die polare Navigation erheblich verbesserte.

Lufttemperaturschwankungen hatten einen noch größeren Einfluss auf den Feuchtigkeitsumsatz in der Atmosphäre und auf die Niederschlagsmenge. Die Temperatur in hohen Breiten änderte sich stärker als in niedrigen Breiten, und mit der Erwärmung nimmt ihre Differenz am Äquator und am Pol ab, und wenn die Temperatur sinkt, nimmt sie zu.

Die Atmosphäre ist in gewisser Hinsicht analog zu Wärmekraftmaschinen, die durch Temperaturunterschiede angetrieben werden. Mit Kälteeinbrüchen nimmt die Intensität der Bewegung von Luftmassen, insbesondere in der Zone gemäßigter Breiten, zu. Die Übertragung von Wasserdampf von den Ozeanen auf die Kontinente und dementsprechend die Niederschlagsmenge nimmt zu. Andererseits erhöht die Erwärmung die Häufigkeit von Dürreperioden in vielen Regionen Europas, Asiens und Nordamerikas.

Die Gründe für diese Veränderungen werden von der Wissenschaft der Klimatologie untersucht. Es wurde zum Beispiel festgestellt, dass die Transparenz der Atmosphäre für Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erwärmt, nicht konstant ist. Es wird maßgeblich von Massenänderungen der kleinsten flüssigen und festen Partikel in der Luft beeinflusst - atmosphärisches Aerosol. Diese Partikel werden besonders lange in der unteren Stratosphäre in Höhen von 15 bis 25 Kilometern zurückgehalten, wo sie hauptsächlich aus kleinen Schwefelsäuretröpfchen bestehen.

In der Atmosphäre selbst entstehen Tropfen aus Schwefeldioxid, das bei verschiedenen Prozessen auf der Erdoberfläche freigesetzt wird. In der Stratosphäre interagiert es mit Ozon und Wasserdampf und verwandelt sich in Schwefelsäure. Da eine der wichtigsten Quellen für Schwefeldioxid Vulkanausbrüche sind, sinkt in Zeiten hoher Vulkanaktivität die Transparenz der Atmosphäre und die Abkühlung setzt ein. In den zwanziger und dreißiger Jahren unseres Jahrhunderts gab es keine größeren Vulkanausbrüche, die zu einer spürbaren Erhöhung der Transparenz der Atmosphäre und zu einer Erwärmung des Klimas führten.

Es besteht Grund zu der Annahme, dass sich das Klima in den letzten Jahrzehnten aufgrund der menschlichen Wirtschaftstätigkeit zu verändern begann. Es gibt drei bekannte Arten des menschlichen Einflusses auf das Klima. Die erste ist die Wärme aus der verwendeten Energie, einschließlich Kohle, Öl und Atomkraft. Diese Erwärmung ist zwar immer noch gering und liegt im Durchschnitt für den Planeten bei etwa 0,01 Grad. In großen Städten kann es jedoch mehrere Grad erreichen.

Der zweite Weg besteht darin, die Kohlendioxidkonzentration infolge der Verbrennung verschiedener Kraftstoffarten zu erhöhen. Kohlendioxid beeinflusst den Treibhauseffekt in der Atmosphäre erheblich: Es überträgt die Sonnenstrahlung gut auf den Boden, verzögert jedoch die langwellige Wärmestrahlung, die die Erdoberfläche verlässt, merklich. Eine Erhöhung der Kohlendioxidmenge führt zu einer Erhöhung der Lufttemperatur in der Nähe der Erdoberfläche.

Es war einmal vor langer Zeit, als die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre viel höher war als heute (jetzt enthält sie etwa 0,03 Prozent) und mehrere Zehntel Prozent erreichte.Dann war auch die Produktivität der Pflanzen höher, bei der Photosynthese wurde mehr organische Substanz erzeugt. Die Lufttemperatur war insbesondere in hohen Breiten ebenfalls deutlich höher.

Die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre begann vor zig Millionen von Jahren abzunehmen, aber dieser Prozess hat sich in den letzten Millionen Jahren beschleunigt. Dementsprechend wurde es kälter. Das Ergebnis ist die Bildung permanenter Eisplatten an den Polen.

Unter dem Einfluss der menschlichen Wirtschaftstätigkeit wird die alte Zusammensetzung der Atmosphäre, die reich an Kohlendioxid ist, mit großer Geschwindigkeit wiederhergestellt. In den letzten zehn Jahren hat seine Zahl um mehrere Prozent seiner Gesamtmasse zugenommen. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts dürfte es gegenüber 1970 um 15 bis 20 Prozent gestiegen sein. Berechnungen zeigen, dass ein Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in den letzten Jahrzehnten die durchschnittliche Lufttemperatur um mehrere Zehntel Grad hätte erhöhen müssen. Aber in dieser Zeit stieg es nicht, sondern fiel. Offensichtlich haben andere Faktoren das Klima erheblich beeinflusst. Welche Art?

Seit Ende der dreißiger Jahre und bis vor kurzem hat die Transparenz der Atmosphäre für solarthermische Strahlung aufgrund des Anstiegs des atmosphärischen Aerosols abgenommen. Dies sind die Ergebnisse der vulkanischen Aktivität und der wirtschaftlichen Aktivität des Menschen - Luftverschmutzung mit festen und flüssigen Partikeln nicht nur in Städten, sondern auch in weiten Gebieten.

Wie wird das zukünftige Klima sein? Viele Wissenschaftler versuchen, ihre Hypothesen aufzustellen. In den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts wurden über zwanzig Prognosen des Klimawandels vorgeschlagen, und die Autoren glaubten in der Regel, dass sich die früher erfolgte Abkühlung weiter fortsetzen würde. Es wurde vermutet, dass diese Abkühlung relativ bald zur "Kleinen Eiszeit" führen könnte, dh zu einer starken Verschlechterung der klimatischen Bedingungen in Ländern mit gemäßigten und hohen Breiten, in denen die Landwirtschaft besonders empfindlich auf Temperaturabfälle reagiert. Die verfügbaren Daten deuten jedoch darauf hin, dass der Abkühlungsprozess bereits beendet ist und durch Erwärmung ersetzt werden sollte, was in vielen Gebieten der gemäßigten Breiten der nördlichen Hemisphäre zu einer Zunahme der Dürrehäufigkeit führen wird. Sie zeigten auch, dass nach einer Zeit, in der die Durchschnittstemperatur Mitte der sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts auf ein Minimum gesenkt wurde, das Wachstum begann und sich Ende der sechziger bis Anfang der siebziger Jahre beschleunigte. In den letzten zehn Jahren hat es um 0,3 Grad und in den hohen Breiten unserer Hemisphäre um etwa ein Grad zugenommen.

Eine derart schnelle Erwärmung wurde im letzten Jahrhundert nur einmal beobachtet - jeweils in den frühen zwanziger Jahren, wobei die Transparenz der Atmosphäre zunahm. Mit der aktuellen Erwärmung bleibt die Transparenz der Atmosphäre unter dem Normalwert. Der Hauptgrund dafür war daher die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration.

Die Rate der Zunahme der Kohlendioxidmasse nimmt ständig zu, und daher wird ihr Einfluss auf das Klima immer bedeutender. Bis Mitte der sechziger Jahre wurde seine Wirkung durch einen Anstieg des atmosphärischen Aerosols ausgeglichen. Aber dieser Anstieg hat aufgehört und die rasche Erwärmung hat begonnen. Und es macht sich schon immer mehr bemerkbar.

Welche klimatischen Veränderungen erwarten uns?

Da die Kohlendioxidmasse immer schneller zunimmt, ist eine weitere Erwärmung am wahrscheinlichsten. In einigen Jahrzehnten kann es zu einer Zunahme des Schmelzens des polaren Meereises kommen, was die natürlichen Bedingungen nicht nur in hohen Breiten, sondern auch in den meisten Teilen des Planeten erheblich verändern wird.

Der fortlaufende Prozess der Wiederherstellung der alten Zusammensetzung der Atmosphäre kann als "Verjüngung" der Biosphäre angesehen werden. Wir sprechen über die Wiederherstellung natürlicher Bedingungen mit einem warmen Klima in allen Breiten, über eine Steigerung der Pflanzenproduktivität, die eine viel größere Masse lebender Organismen unterstützen kann.

Wenn dieser Prozess langsam wäre, könnte er als vorteilhaft für die Menschheit angesehen werden. Aber seine Geschwindigkeit schafft eine Reihe von Problemen, die schwierig zu lösen sein können.Es besteht jedoch Grund zur Hoffnung, dass die Klimaregulierung im Laufe der Zeit besser untersucht und uns unterwürfig wird.

M. Budyko

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