Umsetzungen
Energietransporte im Klimasystem
Die im Klimasystem vorhandene Energie kann auf verschiedene Art und Weise transportiert und in andere Energieformen umgewandelt werden. Von der Sonne kommende, kurzwellige Strahlung trifft beispielsweise zum Teil auf der Erdoberfläche auf, wird teilweise reflektiert, teilweise absorbiert und in weiterer Folge in andere Energieformen umgewandelt. Innerhalb des Klimasystems kann Energie unter anderem in der Atmosphäre (atmosphärische Zirkulation) oder auch in den Ozeanen (ozeanische Zirkulation) transportiert werden.
- Energiebilanz der Erde
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Der Energiehaushalt der Erde ist durch die Einstrahlung der Sonne und die Abstrahlung von Erdoberfläche und Atmosphäre bestimmt.
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- Jahreszeiten
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Die durch die Neigung der Erdachse unterschiedlich hohen Sonnenstände während eines Jahres führen zu den Jahreszeiten.
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- Atmosphärische Zirkulation
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Der Energiefluss zwischen Äquator und Polen verläuft nicht geradlinig sondern in drei Zellen. Sie bedingen Klima- und Vegetationsgürtel.
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- Ozeanische Zirkulation
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Die Ozeanzirkulation ist durch Dichteunterschiede des Wassers bedingt und tranportiert warme Wassermassen in kühle Regionen.
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Interne Energietransporte
Insgesamt ist die Reaktion des Klimasystems auf die äußeren Antriebe nicht allein durch die Rückkopplungen zu verstehen. Auch die Wärmetransporte, die vor allem in den Ozeanen große Energiemengen von den Überschussgebieten in niedrigen Breiten polwärts transportieren, sind Schwankungen unterworfen. Ein bekanntes Beispiel ist etwa der Golfstrom, der – zusammen mit seinen Verlängerungen in Richtung Westeuropa bis hinauf zur Barentssee – Norwegens Fjorde wärmt. Ein anderes ist die von Zeit zu Zeit auftretende Abweichung im östlichen Pazifik, die als „El Niño“ für markante mehrmonatige Klimaanomalien von Australien bis Peru und Kalifornien sorgt. Derartige großräumig-regionale Effekte sind imstande, über längere Zeiträume hindurch auch für globale Anomalien zu sorgen.
Es konnte in Modellsimulationen gezeigt werden, dass mehrmonatige bis mehrjährige (dekadische) globale Abweichungen im Klimasystem selbst erzeugt werden, einfach durch regionale Umschichtungen und ganz ohne äußere Antriebe. Das ist letztlich auch der Grund, warum man die enorme Computerleistung für die gekoppelten Zirkulationsmodelle benötigt – wesentlich einfacher zu rechnende Simulationen, die etwa nur den Einfluss der äußeren Antriebe auf die globalen Mittelwerte der Temperatur berechnen sind aus diesen Gründen nicht zielführend.
