Allen, die sich im Rahmen ihrer universitären Ausbildung mit dem Klimaproblem beschäftigen - Studenten der Geographie, Geologie, Meteorologie, Ozeanographie, Physik, Mathematik und Studenten verwandter Fächer - bietet dieses Buch ein solides wissenschaftliches Fundament. Es definiert die wesentlichen Begriffe der Klimaforschung. Weiter beschreibt es die Grundzüge der Klimadynamik, die auf den verschiedenen Zeitskalen wesentlichen Rückkopplungsprozesse, die Physik des Klimawandels und auch neuere Entwicklungen wie etwa den Einfluss der Meeresversauerung.- Klimasystem - Physikalische Grundlagen - Wechselwirkungen zwischen Subsystemen - Veränderungen in der Erdgeschichte - Klimadynamik - Klima des 20. Jahrhunderts - Nachweis des anthropogenen Klimawandels - Das Klima der Zukunft - Handlungsoptionen (Verlagsinformation)
/ AUS DEM INHALT: / / /
Vorwort 7
1 Physikalische Grundlagen 9
1.1 Klimaforschung als Wissenschaft 9
1.2 Wetter und Klima 11
1.3 Klimasystem 13
1.3.1 Atmosphäre 17
1.3.2 Ozeane 22
1.3.3 Kryosphäre 29
1.3.4 Vegetation 36
1.3.5 Kohlenstoffkreislauf 39
1.4 Strahlungsprozesse in der Atmosphäre 44
1.4.1 Grundbegriffe der Strahlungsübertragung 46
1.4.2 Mathematische Beschreibung der Strahlungsübertragung 49
1.4.3 Thermische Strahlung einer Atmosphärenschicht 52
1.4.4 Aerosole 53
1.5 Strahlungsantrieb des Klimasystems 55
1.5.1 Strahlungshaushalt 55
1.5.2 Natürlicher Treibhauseffekt 57
1.5.3 Anthropogener Treibhauseffekt 59
2 Veränderungen in der Erdgeschichte 65
2.1 Die letzten eine Million Jahre 68
2.2 Milankovitch-Theorie 71
2.3 Holozän 74
2.4 Das letzte Jahrtausend 77
3 Klimadynamik 82
3.1 Interne Schwankungen 83
3.1.1 Stochastisches Klimamodell 83
3.1.2 Nordatlantische Oszillation 86
3.1.3 El Nino/Southern Oszillation 89
3.1.4 Atlantische Multidekadische Variabilität 93
3.1.5 Abrupte Klimaänderungen 97
3.2 Externe Schwankungen 101
3.2.1 Änderungen durch Vulkane 102
3.2.2 Änderungen der Sonnenstrahlung 105
3.2.3 Globale Verdunkelung 109
3.3 Klimavorhersagbarkeit und Wetterextreme 111
3.3.1 Lorenz-Modell 114
3.4 Klimamodelle 117
3.4.1 Atmosphärische Zirkulationsmodelle 121
3.4.2 Ozeanische Zirkulationsmodelle 123
3.4.3 Gekoppelte Atmosphäre-Ozean-Zirkulationsmodelle 126
3.4.4 Gekoppelte Klima-Kohlenstoffkreislauf-Modelle 128
3.4.5 Kopplung von naturwissenschaftlichen mit sozioökonomischen Modellen 130
3.4.6 Ensemble-Vorhersagen 132
4 Nachweis des anthropogenen Klimawandels 133
4.1 DasIPCC 133
4.2 Das Klima seit Beginn der Industrialisierung 135
4.3 Die Spuren des Menschen 143
4.4 Statistischer Nachweis der anthropogenen Erwärmung 148
5 Das Klima der Zukunft 156
5.1 IPCC-Szenarien 156
5.2 Das Klima des 21. Jahrhunderts 161
5.2.1 Temperatur 162
5.2.2 Niederschlag 165
5.2.3 Meeresspiegel 168
5.2.4 Meereis 171
5.2.5 Meridionale Umwälzbewegung 172
5.2.6 Ozeanversauerung 174
5.2.7 Methanhydrate 179
5.2.8 Wechselwirkung mit dem stratosphärischen Ozon 181
5.2.9 Kippelemente 187
5.3 Das Klima des 3. Jahrtausends 191
5.4 Stabilität des Klimas 198
6 Handlungsoptionen 202
6.1 Das 2°C-Ziel 203
6.2 Gekoppelte Klima-Wirtschaftsmodelle 205
6.3 Klimapolitik 208
Literaturverzeichnis 210
Sachregister 216