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(Verlagstext)

Klimaforschung – Einführung in eine „Mega-Science"

 

Die zweite Auflage des Lehrbuchs zur Einführung in die Klimatologie greift die Entwicklung als globale "Erd-Systemwissenschaft" auf. Sie ist hoch interdisziplinär, extrem problemgetrieben und zunehmend in internationale Zusammenhänge eingebettet. Naturwissenschaftliche Untersuchungen verbinden sich hier mit gesellschaftswissenschaftlichen Fragestellungen und Grundlagenforschung mit politischen Rahmensetzungen.

 

Das Werk besteht aus drei miteinander vernetzten Teilen:

 

I: Klimatologie als Wissenschaft

II: Klimawandel und Global Change

III: Wechselwirkungen: Klima – Mensch, Gesellschaft und Politik

Dieses Buch liefert neue Einsichten zu Zusammenhängen im Bereich Erdsystemforschung und stellt das Konzept des „Anthropozäns“ vor, welches die Anerkennung einer radikal veränderten Mensch-Umwelt-Beziehung in den Vordergrund gerückt hat. Der Fokus der Neuauflage liegt auf den Verbindungen zwischen verschiedenen sozialen und ökologischen Prozessen und greift dabei auf die aktuellen Reports des IPCC zurück. Es ermöglicht Lesern Wissen über die ökologischen und menschlichen Aspekte des globalen Wandels aufzubauen und Lösungen für eine nachhaltige Entwicklung zu finden.

 

Anders als bisherige Lehrbücher der Klimatologie geht das Werk sehr ausführlich auf das hoch aktuelle Themenfeld "Global Change" ein und verdeutlicht die gesellschaftliche Relevanz der Klimaforschung. Zahlreiche Abbildungen zeigen komplexe Klimaphänomene, aber auch internationale Forschungsnetzwerke und politische Strukturen auf.

 

Dieses Buch sticht durch seinen interdisziplinären Ansatz hervor und wird insbesondere Forscher ansprechen, die sich für Themen im Bereich Globaler Umweltwandel interessieren. Es eröffnet neue Perspektiven auf die Zusammenhänge von Klima, Ozean, Waldbedeckung und Landnutzung sowie die Veränderung dieser Bereiche im Erdsystem. Leser gewinnen einen Überblick über die komplexen Forschungsstrukturen (Future Earth) und das Weltklimaprogramm.

 

 

Aus dem Inhalt:

I Klimatologie als Wissenschaft / 1 Klima als interdisziplinärer und internationaler Forschungsschwerpunkt 3 / 1.1 Das Weltklimaprogramm 10 / 1.1.1 Das Weltklimaforschungsprogramm (WCRP) 12 / 1.1.2 Erdsystemforschung – Future Earth 18 / 1.2 Klimaerfassung – Messnetze und Beobachtungssysteme 21 / 1.3 Klimamodellierung – Klimamodelle 31 / 1.3.1 Klimamodelle – ein Blick zurück 34 / 2 Basiswissen und Grundgesetze der Klimatologie 37 / 2.1 Zusammensetzung und Aufbau der Atmosphäre 39 / 2.2 Die Sonnenstrahlung – Energiequelle allen Lebens 43 / 2.3 Parameter des solaren Klimas: Erdrevolution, Beleuchtungsklima und Jahreszeiten 43 / 2.4 Der Einfluss der Atmosphäre auf die Sonnenstrahlung 48 / 2.5 Die Globalstrahlung 49 / 2.6 Wärmehaushalt der Atmosphäre: fühlbarer und latenter Wärmestrom 53 / 2.7 Der natürliche Treibhauseffekt und seine strahlungsaktiven Gase 57 / 2.8 Klimafaktoren und Klimaelemente bestimmen unser Klimasystem 60 / 2.8.1 Die Ausdehnung der Luft bei Erwärmung – der Luftdruck 66 / 2.8.2 Temperaturverteilung in der Atmosphäre 67 / 2.8.3 Niederschlag und Wasserkreislauf 75 / 2.8.4 Verdunstung und Niederschlag 76 / 2.9 Dynamik der Atmosphäre 83 / 2.9.1 Wirksame Kräfte in der Atmosphäre 83 / 2.9.2 Zyklone und Antizyklone – Wesentliche Bestandteile der atmosphärischen Dynamik in der Westwinddrift 87 / 2.10 Die allgemeine atmosphärische Zirkulation 89 / 2.10.1 Die außertropische Westwind-Zirkulation 93 / 2.10.2 Die tropische Passat- und Monsunzirkulation 98 / 2.10.3 Die äquatoriale Zonal- oder Walker-Zirkulation 100 / 2.10.4 Die Ostwindzirkulation über den Polen 101 / 2.11 Telekonnektionen 104 / 2.11.1 ENSO (El Niño – Southern Oscillation) 105 / 2.11.2 Madden-Julian-Oszillation (MJO) 125 / 2.11.3 Nordatlantik-Oszillation (NAO) 126 / 2.11.4 Die Arktische Oszillation (AO) 133 / 2.11.5 West Pacific Pattern (WP) 134 / 2.11.6 Quasi-Biennial-Oszillation (QBO) 134 / 2.12 Klimate der Erde – Klimaklassifikationen 136 / 2.12.1 Genetisch-dynamische Klimaklassifikationen 136 / 2.12.2 Effektive Klimaklassifikationen 137 / / II Klimawandel und Global Change / 3 Zentrale Aussagen zum Klimawandel 155 / 4 Indikatoren des Klimawandels und globalen Wandels 159 / 4.1 Veränderungen der atmosphärischen Kohlendioxid-, Methan- und Stickoxidkonzentrationen 166 / 4.1.1 Kohlendioxid 166 / 4.1.2 Methan 184 / 4.1.3 Stickoxid 190 / 4.2 Veränderungen der atmosphärischen Halogenkohlenwasserstoffe, des troposphärischen und stratosphärischen Ozons sowie der Aerosole 192 / 4.2.1 Fluorkohlenwasserstoffe (HFC), vollhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (PFC) und Schwefelhexafluorid (SF6) 192 / 4.2.2 Troposphärisches Ozon 193 / 4.2.3 Stratosphärisches Ozon 193 / 4.2.4 Aerosole 201 / 4.3 Sozioökonomische Entwicklung der Welt – von den historischen SRES-Szenarien zu den aktuellen RCP-Szenarien 203 / 4.3.1 Die neuen globalen Szenarien – „Repräsentative Konzentrationspfade“ (RCPs) 208 / 4.3.2 Szenarien für die nächste Generation Klimaprojektionen (CMIP6) 210 / 5 Schlüsselthemen des Klimawandels 217 / 5.1 Veränderungen des globalen Wasserhaushalts 219 / 5.2 Klimawandel und Wasser 220 / 5.3 Klimawandel und Landwirtschaft 227 / 5.4 Klimawandel und Desertifikation 239 / 5.5 Wetteranomalien, Extremereignisse und Singularitäten 245 / 5.6 Klimawandel und Ozeane 252 / 5.7 Klimawandel und Landnutzungsveränderungen 255 / 5.8 Klimawandel und Biodiversität 257 / 6 Fallstudie Kryosphäre 261 / 6.1 Variabilität des arktischen Klimas 263 / 6.2 Die Nordatlantische und die Arktische Oszillation 266 / 6.3 Arktische Stratosphäre 267 / 6.4 Arktische Troposphäre 268 / 6.5 Strahlungsverhältnisse in der Arktis 269 / 6.6 Wolken und Niederschlag in der Arktis 270 / 6.7 Aerosole in der Arktis und ihre Quellen 271 / 6.8 Klimawirkung der Aerosole 272 / 6.9 Arktischer Dunst (Arctic haze) 273 / 6.10 Ozon in der Arktis 274 / 6.11 Der Arktische Ozean 277 / 6.12 Eis in der Arktis 280 / 6.13 Eis in der Antarktis 283 / 6.14 Permafrost 285 / / 7 Fallstudie Klima und Gesundheit 291 / 7.1 Fallbeispiel: Klimawandel und Hautkrebsgefährdung 297 / 7.1.1 Einflussfaktoren auf die auf der Erde auftreffende UV-Strahlung 300 / 7.1.2 Messwerterfassung und UVI-Vorhersage 301 / 7.2 Fallbeispiel: Klimawandel und die afrikanische Malaria 304 / 7.2.1 Auswirkungen von Temperaturveränderungen auf die Malariaübertragung 305 / 7.2.2 Auswirkungen von Niederschlagsveränderungen auf die Malariaübertragung 307 / 8 Was können wir aus den IPCC- und anderen Syntheseberichten lernen? 311 / 8.1 Wissenschaftliches Verständnis des Klimawandels im Hinblick auf Anpassungsmaßnahmen 322 / 8.2 Offene wissenschaftliche Fragen – welcher Handlungsbedarf besteht? 323 / 8.2.1 Handlungsbedarf: Dynamik der Eisschilde der Erde 324 / 8.2.2 Handlungsbedarf: Veränderungen im Wasserhaushalt der Erde 325 / 8.2.3 Handlungsbedarf: Atlantische Meridionale Umwälzbewegung im Ozean (AMOC) 327 / 8.2.4 Handlungsbedarf: Methanfreisetzung 330 / 8.2.5 Handlungsbedarf: Landoberflächenprozesse, Kohlenstoffzyklus und biogeochemische Feedback-Mechanismen 331 / 8.2.6 Handlungsbedarf: Aerosol-Wolken-Interaktion und radiative forcing 332 / 8.2.7 Handlungsbedarf: Regionalisierung der Modellprojektionen – downscaling 333 / / 8.2.8 Handlungsbedarf: Entwicklung von Schnittstellen zwischen Politik und Wissenschaft 334 / / III Wechselwirkungen: Klima – Mensch, Gesellschaft und Politik / 9 Klima und Mensch 343 / 9.1 Klimaentwicklung und Evolution des Menschen 344 / 9.1.1 Gattung Homo – Werkzeuge, Mobilität und Intelligenz 348 / 10 Klima und Gesellschaft 357 / 10.1 Klima und Gesellschaft im Holozän 359 / 10.2 Klima und Gesellschaft seit der industriellen Revolution 365 / 10.2.1 Energie- und Gesellschaftsformen im Übergang 368 / 10.3 Umweltauswirkungen der Zivilisationsdynamik – der wirtschaftende Mensch 372 / 10.3.1 Die Weltbevölkerung 373 / 10.3.2 Die Veränderung des weltweiten Pro-Kopf-Verbrauchs (Konsum) 376 / 11 Klima und Politik 381 / 11.1 Internationale Klimapolitik 386 / 11.1.1 Der UNFCCC-Prozess 388 / 11.1.2 Quantifizierung klimawirksamer anthropogener Tätigkeiten für politische Entscheidungsprozesse 394 / 11.1.3 Der Emissionshandel im Rahmen des Kyoto-Protokolls 396 / 11.1.4 Die flexiblen Instrumente des Kyoto-Protokolls: Joint implementation und clean development mechanism 398 / 11.2 Klimapolitik auf EU-Ebene 401 / 11.3 Nationale Klimapolitik – Das Beispiel Deutschland 405 / 11.4 Die Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) 408 / 11.5 Global Governance – das Konzept des Handelns im politischen Mehrebenensystem 414 / 11.5.1 Herausforderungen für Natur- und Sozialwissenschaften auf globaler und lokaler Ebene 415 / 11.5.2 Innovationsorientierte Umweltpolitik 418 / Serviceteil / Anhang – Klimadiagnose aus dem All und zukünftiger Bedarf der Klimaforschung – globale Klimabeobachtungssysteme (GCOS) 424 / Globale Klimadienste 488 / Glossar 491 / Literatur 507 / Stichwortverzeichnis 525