Date post: | 05-Apr-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | pharamond-kessner |
View: | 102 times |
Download: | 0 times |
IPCCAssessment-Report 4
6 Paleoclimate
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Paläoklima
• Veränderung des Klimasystems im Laufe der Jahrtausende
• Fortschritte in 1970er-Jahren
• Modelle um vergangenes Klima zu simulieren
• Testen der Klimamodelle
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Einleitung
Proxies:• Eisbohrkerne • Pollen• Baumjahresringe• Plankton• Sediment
• Nicht eine Methode/Proxy, sondern mehrere
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Einleitung
Rekonstruktion der Temperatur über:• Sauerstoffisotopenverhältnis• Stickstoffisotopenverhältnis• Magnesium/Calzium-Verhältnis• Strontium/Calzium-Verhältnis• …
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Einleitung
Rekonstruktion der CO2-Konzentration:
• 2 Proxies: C-Isotopenverhältnisse in Böden und Salzwasser
• Bor-Isotopenverhältnis• Empirischer Zusammenhang zwischen
Poren auf Laub und CO2-Gehalt
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Datieren der Funde
• Schlechter je weiter zurück
• Methoden haben spezifische Perioden
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Datieren der Funde
Baumjahresringe:• auf Jahr/Jahreszeit genau• tausende Jahre zurück
Andere Proxies auf Jahr/Jahreszeit genau:• Korallen• Sedimente• Eisbohrkerne• …
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Datieren der Funde
Radiometrische Datierung:• Zerfallsraten natürlich vorkommender
Isotope• Isotopenverhältnis
• z.B. C14-Methode
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zeitabschnitte der Erdgeschichte
Quartär
Holozän10.000ya
Pleistozän
2,6mya
Neogen
23mya
Paläogen
65mya
Kreide
145myaJura
www.wikipedia.org
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zeitabschnitte der Erdgeschichte
Quartär
Holozän10.000ya
Pleistozän
2,6mya
Neogen
23mya
Paläogen
65mya
Kreide
145myaJura
www.wikipedia.org
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Mittleres Pliozän
• vor 3,3 bis 3 Millionen Jahren• Temperatur 2-3K über dem vor dem
industriellen Zeitalters (VIZA)• Kontinentalverteilung wie heute• CO2 360-400ppm (leicht höher als VIZA)• Meeresniveau 15-25m höher• weniger Vergletscherung• Land feuchter
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Mittleres Pliozän
• Hohe Breiten: +10°C bis +20°C• 60°N: +5°C bis +10°C• Tropen: keine Erwärmung
könnte zeigen, dass höhere Breiten empfindlicher auf erhöhtes CO2 sind
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Thermisches Maximum
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Thermisches Maximum
mögliche Quellen des C:• Freisetzung von Gashydraten vom
Meeresboden• vulkanische Aktivität• Oxidation von Sedimenten
Kohlenstofffreisetzung ca. 1-2*1018 g C
etwa ähnliche Menge wie im nächsten Jahrhundert
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zeitabschnitte der Erdgeschichte
Quartär
Holozän10.000ya
Pleistozän
2,6mya
Neogen
23mya
Paläogen
65mya
Kreide
145myaJura
www.wikipedia.org
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Glaziale und Interglaziale
Sedimente, Eisbohrkerne:• Abfolge von Glazial/Interglazial-Zeiten
• letzte 430.000 Jahren am Besten dokumentiert:– 100.000 Jahr Zyklen– andere Perioden
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Gründe für Glaziale und Interglaziale
Grund für die Änderung des Erdklimas:• Änderung der Energiebilanz - durch
1. Änderung der Einstrahlung2. Änderung der Albedo3. Änderung der Ausstrahlung
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Gründe für Glaziale und Interglaziale
Milankovich-Zyklen:
Menge der Sommereinstrahlung auf NH ist ausschlaggebend für Eiszeit. Nächste Möglichkeit: in 30.000 Jahren
T…NeigungP…PräzessionE…Exzentrizität
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Gründe für Glaziale und Interglaziale
• Neigung:– zwischen 22,05 und 24,5°– Periodizität von 41.000 Jahren– Jahreszeitenkontrast, gegensätzlicher Einfluss
hoher & niedriger Breiten
• Exzentrizität:– Periodizität von 400.000 und 100.000 Jahren– Einfluss auf Distanz Erde-Sonne
• Präzession:– Periodizität von 19.000 und 23.000 Jahren
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Glaziale/Interglaziale und Spurengase
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
niedrige CO2-Konzentration in Eiszeiten
• ungeklärt; Prozesse in Atmosphäre, Meer, Sedimente, Eis möglich
• Meer größter und schnell wechselnder (<100.000 Jahre) Kohlenstoffspeicher– fehlende biologische Aktivität im Meer
CO2 höher
– CO2 löslicher in kaltem Wasser
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Gründe für Glaziale und Interglaziale
Hochaufgelöste Eisbohrkerne:• Antarktis-Temperatur beginnt einige
hundert Jahre vor CO2 zu steigen.
Nicht erkennbar, ob Beginn Erwärmung auf SH oder NH. Jedoch Unterschiede in Ausmaß und Stärke der stärksten Erwärmung (nicht in Phase, stärker in NH).
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Gründe für Glaziale und Interglaziale
Keine Änderung der Beziehung zwischen antarktische Temperatur und CO2 in den letzten 650.000 Jahren
starke Kopplung
CO2-Gehalt änderte sich immer wieder. Etwa von 180ppm beim letzten Glazialen Maximum zu 265ppm im frühen Holozän.
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Beziehung zu Treibhausgasen heute
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Beziehung zu Treibhausgasen heute
heutige Treibhausgaskonzentrationen so hoch wie seit 650.000 Jahren nicht
Radiative Forcing des industriellen ZA:• dominiert von CO2
• Magnitude ähnlich groß wie bei Wechsel glazial interglazial
jedoch:• startet von interglazial-Zeiten!• ein- bis zweimal schneller!(in Eisbohrkernen nichts Vergleichbares in den letzten 650.000 Jahren)
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Beziehung zu Treibhausgasen heute
Durchschnittliche Zuwachsrate zwischen 1960 und 1999 war
CO2: 5-mal größer
CH4: 6-mal größer
N2O: 2-mal größer
als in jeder anderen 40-Jahre-Periode in den letzten zwei Jahrtausenden vor dem industriellen Zeitalter.
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
letztes glaziales Maximum
• startete vor 116.000 Jahren• Aufgrund von orbital forcing• Maximum vor 21.000 Jahren
• Landeis über großen Teilen Nordamerikas und Europa, niedriger Meeresspiegel
• Tundra weitete sich aus, tropischer Regenwald schrumpfte
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
letztes glaziales MaximumModellberechnungen für das letzte glaziale
Maximum in Relation zu 1750
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
letztes Interglazial
• 4 Interglaziale in den letzten 450.000 Jahren
• kürzestes: einige tausend Jahre• längstes: etwa 30.000 Jahre („Stage 11“)
Gründe für Stage 11:• geringe Exzentrizität• ähnliche CO2-Konzentration wie VIZA
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
letztes Interglazial130.000 - 116.000 Jahre• Temperaturanomalie zu heute (Sommer)• Eisbedeckung
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
abrupte Klimaänderungenthermohaline Zirkulation
Temperatur mittels N-Isotopen-Verhältnis
17 … 8: Dansgaard-Oetschger-Ereignisse
A4 … A1:antarktische Warmzeiten
H6 … H3:Heinrich-Ereignisse
Deposition
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
abrupte Klimaänderungen
Dansgaard-Oetschger-Ereignisse:• +8 bis +16K in Grönland innerhalb
weniger 10 Jahre, dann Abkühlung über Jahrhunderte
Heinrich-Ereignisse:• Eisberge Reduktion Salzgehalt, SST• Hunderte bis tausende Jahre, dann
Erwärmung in wenigen 10 Jahren
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Meeresniveau
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Meeresniveau
Rekonstruktion des Meeresniveau bis zum letzten Interglazial:
• 4 bis 6m höher als heute
• aufgrund Schmelzen von Polareis
• Grönland nur zum Teil eisbedeckt 2 bis 4m Antarktis
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Die heutige Warmzeit
Temperaturen gegenüber dem vor-industriellen Zeitalter
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Event vor 8.200 Jahren
• abrupte Abkühlung von 2 bis 6°C in NH• Abfall von CH4-Konzentration
• atmosphärische Zirkulation verändert
• große Menge von Süßwasser aufgrund von Abschmelzen der Gletscher
• extrem schneller Ausbruch von etwa 1014m³ Süßwasser aus See Agassiz (Nordamerika)
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
heutige Warmzeit
Wann endet die heutige Warmzeit?
• nötig: Reduzierung der Sommereinstrahlung auf NH
• derzeit aber kleine Exzentrizität nicht in den nächsten 30.000 Jahren durch Treibhausgaskonzentration &
Schmelzen von Grönlandeis zusätzlich verzögert
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Proxies
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zusammenfassung
• Enge Beziehung Treibhausgase Klima• Anstieg Treibhausgaskonzentration sehr
wahrscheinlich beispiellos (zumindest letzte 16.000 Jahre)
• Treibhausgaskonzentration höher als seit 650.000 Jahren
• CO2 hat Eis-/Warmzeiten verstärkt, nicht ausgelöst
• Zeiten mit höherer CO2-Konzentration waren wärmer als heute
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zusammenfassung
• in letzter Eiszeit 3 bis 5K kühler als Gegenwart • Erwärmung nach letzter Eiszeit 10mal langsamer
als aktuelle Erwärmung• in letzter Warmzeit 4 bis 6m höherer
Meeresspiegel• heutige Temperatur höher als in den letzten 500
Jahren, auf NH sogar als in den letzten 1300 Jahren
• in den nächsten 30.000 Jahren keine Eiszeit aufgrund von orbital forcing
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
IPCCAssessment-Report 4
6 Paläoklima
Einleitung
Prä-Quartär
Glaziale &Interglaziale
heutige Warmzeit
letzte 2000 Jahre
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Viel Wissen, aber:• Mechanismen von abrupten
Klimaänderungen nicht genug verstanden• SH- und Tropen-Daten fehlen• Daten nicht komplett• Einfluss von anderen Parametern an
verwendeten Proxies