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I N D E X : KLIMA : |
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: GLOSSAR : [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/glossar Biomasse Der Begriff Biomasse umfasst sämtliche organische Stoffe. Diese können pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sein. Außerdem gehören auch organische Siedlungs‑, Landwirtschafts‑ und Industrieabfälle dazu. Biomasse enthält viel Kohlenstoff und wird deswegen in der Energiewirtschaft in zahlreichen Umwandlungsprozessen eingesetzt. Dazu zählen z.B. die Verbrennung, die Vergärung oder die Pyrolyse. Primärenergie Als Primärenergie werden ale Energiequellen bezeichnet, die keinen Umwandlungsprozess durchlaufen haben und in ihrem ursprünglichen Zustand vorliegen. Beispiele hierfür sind unter anderem Rohöl, Erdgas und Sonnenlicht. Sekundärenergieträger Energieträger, die in der dargebotenen Form in der Natur nicht vorkommen. Sie werden durch Umwandlungsprozesse aus Primärenergieträgern (Biomasse, Erdgas, Kohle) hergestellt. Ein Beispiel für einen Sekundärenergieträger ist Wasserstoff. Fossile Energieträger Fossile oder nicht erneuerbare Energien sind Formen primärer Energie, die sich nach menschlichen Maßstäben nicht mehr regenerieren können. Bei stetigem Konsum ist ihr Vorrat also früher oder später erschöpft. Fossile Brennstoffe sind beispielsweise Erdöl, Erdgas und Kohle. Ihr Energiegehalt besteht zu einem Großteil aus dem in ihnen gespeicherten Kohlenstoff. Bei ihrer Verbrennung wird Kohlendioxid freigesetzt, das als wichtigstes Treibhausgas zur globalen Erwärmung beiträgt. Ziel der Energiewende ist es deshalb zukünftig eine Energieversorgung ohne fossile Energieträger zu realisieren (Dekarbonisierung). Chemischer Energieträger Fossile Energieträger und auch Biomasse enthalten chemische Energie. Chemische Energie lässt sich sehr viel besser und günstiger speichern als beispielsweise elektrische Energie. Bei Bedarf wird die in chemischen Verbindungen gespeicherte Energie dann in geführten Reaktionen freigesetzt. So wird sie beispielsweise bei der Verbrennung eines kohlenstoffhaltigen Energieträgers mit Luftsauerstoff in Wärmeenergie umgewandelt. Erdgas Erdgas ist ein wichtiger Energieträger. Es ist ein Naturprodukt und unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung von Lagerstätte zu Lagerstätte erheblich. Hauptbestandteil des Erdgases ist in jedem Falle Methan (CH4). Dessen Konzentration schwankt zwischen 75% und 99%. Darüber hinaus treten beispielsweise auch geringe Konzentrationen von Alkanen wie Ethan, Propan oder Butan auf. Unerwünschte Bestandteile können Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf sein. Erdöl Erdöl hat einen weltweiten Anteil am Primärenergieverbrauch von über 30 % und ist somit der wichtigste Energieträger überhaupt. Im Jahr 2012 wurden weltweit über 4 Milliarden Tonnen Öl gefördert. Die wichtigsten Förderregionen sind der Nahe Osten, die USA und die GUS-Staaten. Rohöl ist ein Naturprodukt. Es unterscheidet sich daher je nach Herkunft in einigen Komponenten seiner Zusammensetzung. Öl besteht mindestens zu 80 % aus Kohlenstoff und zu ca. 10 % aus Wasserstoff. Diese beiden Elemente verbinden sich zu vielen verschiedenen Kohlenwasserstoffen, wobei die Gruppe der Alkane am häufigsten auftritt. Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff sind in geringen Konzentrationen ebenfalls enthalten. Erst durch die Weiterverarbeitung des Rohöls, der sogenannten Raffination, werden genormte Produkte wie Benzin oder Heizöl erzeugt. Durch die Normen wird sichergestellt, dass die aus unterschiedlichen Rohölen erzeugten Produkte über gleich bleibende Qualität verfügen. Kohle Wie der Name vermuten lässt, besteht Kohle hauptsächlich aus dem Element Kohlenstoff (C). Kohle findet sich auf jedem Kontinent der Erde und wird hauptsächlich zur Verstromung genutzt. Aufgrund des hohen Kohlenstoffanteils setzt ihre Verbrennung auch sehr viel Kohlendioxid frei. Damit zählt sie zu den klimaschädlichsten Energieträgern überhaupt. Erneuerbare Energien Erneuerbare Energiequellen können sich relativ rasch – in einigen Fällen sofort – selbst regenerieren. Deshalb gelten sie nach menschlichen Maßstäben als unerschöpflich. Zu den erneuerbaren Energiequellen zählen die Sonnen‑ und Windenergie, die Wasserkraft, die Biomasse sowie die Erdwärme und die Meeresenergie. All diesen Energieformen liegen nur drei Primärenergiequellen zu Grunde: die Sonnenenergie, die Erdwärme und die Gravitation. :::::::::::::::::::::::: Wetter Als Wetter bezeichnet man den aktuellen Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort. Es wird durch die Zustandsgrößen Strahlungsintensität, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Windstärke bestimmt. Es kann sich - im Gegensatz zum Klima eines Ortes - sehr schnell ändern. Klima Der Begriff Klima beschreibt den Mittelwert aller meteorologischen Vorgänge an einem bestimmten Ort. Werte wie Temperaturen, Niederschläge, Windstärke und -richtung oder Sonnenstunden müssen über mindestens 30 Jahre erfasst und ausgewertet werden, um belastbare Aussagen zum Klima eines Ortes treffen zu können. Umgangssprachlich wird Klima oft mit dem Begriff Wetter gleichgesetzt, der sich aber nur auf den momentanen Zustand der Atmosphäre bezieht. Klimasimulation Klimaforscher entwickeln hochkomplexe Modelle, um Zusammenhänge im Klimasystem aufzeigen und zukünftige Klimaentwicklungen abschätzen zu können. Um durch die Veränderung bestimmter Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel der Erhöhung des Ausstoßes von Klimagasen, unterschiedliche Szenarien erzeugen zu können, werden Großrechner eingesetzt. Sie ermögliches Klimasimulationen, mit deren Hilfe im Umkehrschluss erforderliche Maßnahmen formuliert werden können, um vorgegebene Klimaziele, wie die Begrenzung der globalen Erwärmung, erreichen zu können. Klimawandel Klimawandel kann sich auf die Veränderung des Klimas an einem Ort, aber auch des gesamten Planeten beziehen. Er kann durch natürliche oder menschliche Einflüsse hervorgerufen werden. Ein natürlicher Klimawandel ist beispielsweise auf Veränderungen der Sonnenaktivität oder durch eine Veränderung der Neigung der Erdachse zurückzuführen. Der anthropogene (menschengemachte) Klimawandel hat seine Ursache in der massenhaften Freisetzung von Klimagasen, die eine Erwärmung unserer Atmosphäre verursachen. Klimazone Eine Klimazone zeichnet sich durch einheitliche klimatische Verhältnisse aus. Man unterteilt die Erde in fünf verschiedene Klimazonen, die sowohl auf der Nordhalbkugel als auch auf der Südhalbkugel auftreten: polar, subpolar, gemäßigt, subtropisch und tropisch. Diese Einteilung orientiert sich an den geografischen Breitengraden und ist hauptsächlich durch die unterschiedliche Intensität der Sonneneinstrahlung bedingt. Globale Erwärmung Seit Beginn der Industrialisierung ist ein Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur und der Ozeane messbar. Dieser Anstieg wird als globale Erwärmung bezeichnet und geht auf anthropogene Aktivitäten zurück, worüber in der Forschung kein Zweifel mehr besteht. Klimaveränderungen hat es auf unserem Planeten zwar immer gegeben. das besondere an der menschengemachten Erwärmung ist aber ihre enorme Geschwindigkeit. Durch die globale Erwärmung bzw. den Klimawandel entstehen hohe Risiken für die Menschheit und viele Ökosysteme des Planeten. Kipp-Elemente Die massenhafte Freisetzung von Treibhausgasen hat Einfluss auf das Klima der Erde. Als Kipp-Elemente bezeichnet man Teile des Gesamtsystems Erde, die durch externe Einflüsse ihre Stabilität verlieren und einen neuen Zustand einnehmen können. Bei Überschreitung eines kritischen Punktes, können diese Systeme kippen und sich die ursächlichen Veränderungen sogar noch selbst verstärken. Beispiele für Kippelemente sind die Freisetzung von Methan aus schmelzenden Permafrostböden oder die Aufwärmung von dunklen Wasser- oder Landmassen, die vorher mit Eis und Schnee bedeckt waren und die Sonnenstrahlung in diesem Zustand noch reflektierten. Treibhauseffekt Der Treibhauseffekt macht das Leben auf der Erde in der uns bekannten Form erst möglich. Ohne den Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur auf der Erde mit -18°C weit unter dem Gefrierpunkt. Von der Sonne gelangt kurzwellige Strahlung zur Erde. Diese Strahlung kann die Atmosphäre nahezu ungehindert durchdringen. Die Sonnenstrahlung wird dann teilweise absorbiert. Die dadurch erwärmte Materie strahlt ihrerseits langwellige Infrarotstrahlung ab. Für diese langwellige Strahlung ist die Atmosphäre hingegen nicht so durchlässig wie für die kurzwellige. Ein Teil der Rückstrahlung wird von Gasen wie Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2) und Ozon (O3) zurückgehalten und trägt zur Erwärmung der Atmosphäre bei. Doch seit der industriellen Revolution Mitte des 19. Jahrhunderts wurden durch menschliches Handeln zusätlich große Mengen an Treibhausgasen freigesetzt. Dadurch wärmt sich unsere Atmosphäre mit Auswirkungen auf das Klima der Erde (globale Erwärmung) weiter auf. Treibhauspotential Das(relative) Treibhauspotential (auch Treibhauspotenzial; englisch Global warming potential, greenhouse warming potential, GWP) oder CO2-Äquivalent einer chemischen Verbindung ist eine Maßzahl für ihren relativen Beitrag zum Treibhauseffekt, also ihre mittlere Erwärmungswirkung der Erdatmosphäre über einen bestimmten Zeitraum (in der Regel 100 Jahre). Sie gibt damit an, wie viel eine festgelegte Masse eines Treibhausgases im Vergleich zur entsprechenden Menge CO2 zur globalen Erwärmung beiträgt. Treibhausgas (THG) Treibhausgas kann das aufgrund seiner Eigenschaften zur Erwärmung der Erdatmosphäre beitragen, da es Infrarotstrahlung absorbiert und zur Erde zurückstrahlt. Treibhausgase sind einerseits natürlichen Ursprungs wie Wasserdampf, Kohlendioxid (CO2), Distickstoffoxid (Lachgas; N2O), Methan (CH4) oder Ozon (O3). Zum zweiten werden durch menschliche Aktivitäten zusätzlich zu den natürlichen Vorkommen erhebliche Mengen dieser Gase emittiert. Darüber hinaus gibt es auch synthetische Treibhausgase wie die sogenannten F-Gase, benannt nach dem in ihnen enthaltenen Fluor (F). Sie sind extrem stabil und langlebig und deshalb auch enorm klimawirksam. Schwefelhexafluorid (SF6), das beispielsweise als Isoliergas in Hochspannungsanlagen eingesetzt wird, hat ein Treibhauspotenzial, das 23.900 Mal so hoch ist wie das von CO2. :::::::::::::::::::::::: Kohlendioxid (CO₂) Kohlendioxid ist eine Verbindung aus Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) mit der chemischen Summenformel CO2. Es bildet sich bei der Verbrennung, wenn der in der Luft enthaltene Sauerstoff mit dem in fossilen Brennstoffen enthaltenem Kohlenstoff reagiert. Kohlendioxid ist neben Wasserdampf das wichtigste Treibhausgas (THG) in der Erdatmosphäre. Angesichts der vom Menschen seit Beginn der industriellen Revolution an die Atmosphäre abgegebenen, riesigen Mengen ist dieses Gas die Hauptursache für die menschengemachte Erderwärmung. Kohlendioxid-Senke (CO2-Senke) Die Kohlendioxid-Senke ist ein natürliches Reservoir, das Kohlendioxid aufnimmt und durch chemische oder biochemische Reaktionen zurückhält. Auf diese Weise trägt zu einer Reduzierung der Gesamtkonzentration von CO2 in der Atmosphäre bei. Die wichtigsten CO2-Senken sind die Meere, Wälder und Böden wie beispielsweise Torfmoore oder Humus. Weitere CO2-Senken sind Kohle‑, Öl‑ und Erdgasvorkommen, Methanhydratlagerstätten am Meeresboden und auch Gesteine wie Karbonate, die alle das Ergebnis äußerst langwieriger Sedimentierungsprozesse sind. Das Gegenteil einer Senke ist eine Quelle, die somit CO2 an die Umgebung abgibt. Methan (CH₄) Methan ist eine chemische Verbindung der Elemente Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H) mit der Summenformel CH4. Es ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Methan entsteht auf natürlichem Weg z.B. in Deponien, beim Reisanbau und durch Ausdünstungen von Rindern. Dieses Gas kommt nur in sehr geringen Mengen in der Atmosphäre vor, spielt aber eine wichtige Rolle bei der Verstärkung des Treibhauseffekts. Seine Fähigkeit zur Absorption von Infrarotstrahlung ist mehr als zwanzig Mal stärker als die von CO2. :::::::::::::::::::::::: Parts per billion (ppb) Der englische Ausdruck parts per billion (ppb, zu Deutsch „Teile pro Milliarde“) steht für die Zahl 10−9 (also ein Milliardstel) und wird manchmal im Zusammenhang mit relativen Mengenangaben benutzt, also für die Angabe derjenigen Gehaltsgrößen, die Anteile sind. Parts per million (ppm) Der englische Ausdruck parts per million (abgekürzt ppm, wörtlich übersetzt „Anteile pro Million“) steht für die Zahl 10−6 (also ein Millionstel). Parts per trillion (ppt) Der englische Ausdruck parts per trillion (abgekürzt ppt, wörtlich übersetzt „Anteile pro Billion“) steht für die Zahl 10−12 (also ein Billionstel). :::::::::::::::::::::::: Photosynthese Die Photosynthese ist der wichtigste biochemische Prozess auf unserem Planeten. Dabei entstehen aus Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe des Sonnenlichts Glucose und als Abfallprodukt Sauerstoff. Glucose ist ein Traubenzucker und wird von der Pflanze z.B. in Stärke umgewandelt. Auf diese Weise versorgt die Photosynthese Pflanzen mit Energie und bildet so die Grundlage für nahezu alle Ökosysteme auf der Erde. Sie hat über Jahrmillionen dafür gesorgt, dass unsere Atmosphäre mit Sauerstoff angereichert wurde. Nur so haben sich die Menschen und andere Sauerstoff atmende Organismen überhaupt entwickeln können. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: SONNE UND SONNENEINSTRAHLUNG https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/sonne-und-sonnenstrahlung [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/04/sonne-und-sonneneinstrahlung-1.pdf STRAHLUNGSHAUSHALT DER ERDE https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/strahlungshaushalt-der-erde [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/03/strahlungshaushalt-der-erde.pdf STRAHLUNGSANTRIEBE DER KLIMATREIBER https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/strahlungsantriebe-der-klimatreiber [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/03/strahlungsantriebe.pdf KLIMAWANDEL HEUTE https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/klimawandel-heute [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/03/klimawandelheute.pdf ZUKÜNFTIGER KLIMAWANDEL https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/zukuenftiger-klimawandel [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/03/zukuenftiger-klimawandel.pdf KLIMASCHUTZ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wissen/klimawandel-2/klimaschutz/ [ https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/04/klimawandel-2_klimaschutz.pdf :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: CO2 https://www.energy-in-motion.tu-berlin.de/wp-content/uploads/2019/03/co2-3139225_1920.jpg © Pixabay ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
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