Was ist "Klima" überhaupt?

Für Wissenschaftler umfasst der Begriff „Klima“ Wetterlagen über einen langen Zeitraum. Obwohl dieser Begriff etwas abstrakt ist, ist seine Wirkung sehr real. Was ist der Unterschied zwischen Wetter und Klima? Und was sind die Klimafaktoren und -treiber?

Was ist der Unterschied zwischen Wetter und Klima?

Grafic discring temperature progression in Paris-Montsouris in June 2019

Infoclimat.fr (2019). Temperature progression in June 2019 in Paris Retrieved on 13.11.20 from www.infoclimat.fr/observations-meteo/archives/1er/juin/2019/paris-montsouris/07156.html.

Wetter

Die Zustände in der Atmosphäre, die wir aktiv fühlen und miterleben können, sind Wettererscheinungen (z. B. Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und -richtung, …). Diese beziehen sich immer auf einen vergleichsweise kurzen Zeitraum von einigen Stunden, Tagen oder wenigen Wochen und werden für einen bestimmten Ort oder eine bestimmte Region angegeben. Veränderungen des Wetters mit großer Amplitude (Schwankungsbereich) und hoher Geschwindigkeit sind normal, z.B. der Tag-Nacht-Rhythmus oder die Jahreszeiten.

Klima

Unter der Bezeichnung „Klima“ versteht man die Zusammenfassungen der Wettererscheinungen an einem ausgewählten Ort, in einer Großregion oder auch auf dem gesamten Globus über einen Zeitraum von mindestens 30 Jahren. Diese Zeitspanne ist definiert als eine Klimanormalperiode. Aufgrund des großen Zeithorizonts ist das Klima ein träges, stabileres System; Veränderungen treten auf, gehen aber wesentlich langsamer von statten und der Schwankungsbereich ist ebenfalls deutlich kleiner. Das Klima wird dabei von vielen Faktoren bestimmt.

Klimafaktoren und -treiber

Das vorherrschende Klima auf unserem Planeten wird durch folgende physikalische Faktoren bestimmt:

Atmosphäre

Die Zusammensetzung der in der Atmosphäre enthaltenen Gase spielen für die globale Durchschnittstemperatur eine wichtige Rolle.

Sonne

Stern im Zentrum unseres Sonnensystems. Ihre Strahlungsabgabe unterliegt Schwankungen.

Wasser

Wichtige Strömungen wie der Golfstrom prägen das Klima ganzer Länder.

Atmosphärische Zirkulation

Verteilt Gase, transportiert Wasser und sorgt für globalen Energieaustausch.

Landschaft und Vegetation

Bodenverhältnisse und Vegetation bestimmen, wie viel Strahlung von der Erdoberfläche absorbiert wird.

Tektonik

Die Verschiebung der Landmassen beeinflussen wieviel Strahlung im Meer und wieviel auf die Landmassen fällt.

Exzentrizität (Milankovic-Zyklen)

Die Erdumlaufbahn wird im Verlauf von rund 100 000 Jahren runder und wieder elliptischer.

Präzession

In rund 21 000 Jahren taumelt die Erdachse wie ein lahmer Kreisel einmal um die Senkrechtachse.

Neigung der Erdachse

Der Winkel der Erdachse variiert im Laufe von 41 000 Jahren zwischen 22,5 und 24 Grad.

Klima in seiner Gesamtheit ist das Ergebnis all dieser Rahmenbedingungen. Eine Veränderung der Klimafaktoren zieht also auch eine Veränderung des Erdklimas nach sich. Diese Veränderung ergibt sich, wenn sich alle Klimafaktoren zugleich ändern, aber auch wenn sich nur einer der Faktoren ändert. Je nach Klimafaktor geschieht dies innerhalb einiger weniger Jahrzehnte bis hin zu einigen hunderttausend Jahren.

Das Klima auf der Erde

Eine zentrale Rolle für das vorherrschende Klima spielt die Atmosphäre und ihre Zusammensetzung.

Durch diese Gashülle ist Leben auf der Erde überhaupt erst möglich, da sie uns vor äußeren Einflüssen schütz.

In seiner untersten Schicht, der "Troposphäre" findet das Wetter statt.

Dort sorgen Winde für den Wärmeaustausch zwischen kalten und warmen Regionen. Die Atmosphäre enthält neben den Hauptbestandteilen Sauerstoff und Stickstoff auch die Treibhausgase Wasserdampf (H2O), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O).

Diese sogenannten Treibhausgase besitzen die physikalische Eigenschaft, langwellige, von der Erdoberfläche abgegebene Wärmestrahlung zu absorbieren (aufzunehmen) und zu emittieren (abzugeben). Ein Teil dieser Strahlung wird dabei zur Erdoberfläche zurückgesandt. Wichtig dabei ist, dass die in der Atmosphäre aufgenommene Energiemenge der abgegeben Energiemenge im Mittel entspricht, damit sich eine konstante Durchschnittstemperatur einstellt

Dieser natürliche Prozess wird als Treibhauseffekt bezeichnet und bewirkt eine Zunahme der globalen Durchschnittstemperatur um etwa 33 °.

Etwa zwei Drittel davon werden durch Wasserdampf verursacht. Die restlichen 11 °C ergeben sich durch die geringen, dennoch sehr bedeutenden Konzentrationen von CO2, CH4 und N2O in der Atmosphäre.

Deshalb herrscht auf der Erde eine globale Durchschnittstemperatur von angenehmen +15 °C, und nicht etwa -18 °C. Diese Temperatur würde sich ohne den natürlichen Treibhauseffekt einstellen.

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