www.wikidata.de-de.nina.az

Klima Dieser Artikel behandelt den meteorologischen Begriff Zu weiteren Bedeutungen siehe Begriffsklärung Das ist der mi

Klima

Das Klima ist der mit meteorologischen Methoden ermittelte Durchschnitt der dynamischen Prozesse in der Erdatmosphäre: als Zusammenfassung der Wettererscheinungen kleinräumiger Örtlichkeiten (Meso- beziehungsweise Regionalklima) oder bezogen auf kontinentale Dimensionen (Makroklima), einschließlich aller Schwankungen im Jahresverlauf und basierend auf einer Vielzahl von Klimaelementen. Die klimatischen Bedingungen werden nicht nur von der Sonneneinstrahlung sowie den physikalischen und chemischen Abläufen innerhalb der Atmosphäre gesteuert, sondern zusätzlich von den Einflüssen und Wechselwirkungen der anderen vier Erdsphären (Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre und Lithosphäre). Um neben allen anderen Witterungsvorgängen auch den Temperaturverlauf in einem statistisch relevanten Zeitrahmen mit ausreichender Genauigkeit darzustellen, empfiehlt die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) die Verwendung von Referenzperioden (auch Normalperioden oder CLINO-Perioden), in denen die Monatsmittelwerte als Zeitreihe über 30 Jahre in einem Datensatz zusammengefasst werden. Bis einschließlich 2020 war die Referenzperiode der Jahre 1961 bis 1990 der gültige und allgemein gebräuchliche Vergleichsmaßstab. Dieser wurde mit Beginn des Jahres 2021 von der neuen Normalperiode 1991 bis 2020 abgelöst.

Die Gesetzmäßigkeiten des Klimas, seine Komponenten, Prozesse und Einflussfaktoren sowie seine mögliche künftige Entwicklung sind Forschungsgegenstand der Klimatologie. Als interdisziplinär geprägte Wissenschaft kooperiert die Klimatologie unter anderem mit Fachgebieten wie der Physik, Meteorologie, Geographie, Geologie und Ozeanographie und verwendet zum Teil deren Methoden beziehungsweise Nachweisverfahren.

Die Paläoklimatologie ist ein bedeutender Teilbereich sowohl der Klimatologie als auch der Historischen Geologie. Ihre Aufgabe besteht darin, anhand von Isotopenuntersuchungen und Datenreihen aus Klimaarchiven und indirekten Klimaanzeigern (Proxys) die klimatischen Bedingungen über historische oder geologische Zeiträume in Form einer Klimageschichte zu rekonstruieren und die Mechanismen vergangener Klimawandel-Ereignisse zu entschlüsseln, wie zum Beispiel den Einfluss der sich periodisch verändernden Sonneneinstrahlung aufgrund der Milanković-Zyklen auf das Erdsystem.

Obwohl das Klima heute das am genauesten untersuchte natürliche System darstellt, unterliegt der Klimabegriff aufgrund seiner globalen Komplexität zahlreichen Vereinfachungen, Vereinheitlichungen und Vergröberungen in den Modellen, die zu erheblichen Abweichungen bei den realen Verhältnissen an einem konkreten Ort führen können.

Begriff

Definition

Je nach Entwicklungsstand und Schwerpunkt der Klimaforschung gab und gibt es verschiedene Definitionen. Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) arbeitet auf Grundlage einer weiten Begriffsbestimmung:

„Klima im engeren Sinne ist normalerweise definiert als das durchschnittliche Wetter, oder genauer als die statistische Beschreibung in Form von Durchschnitt und Variabilität relevanter Größen über eine Zeitspanne im Bereich von Monaten bis zu Tausenden oder Millionen von Jahren. Der klassische Zeitraum zur Mittelung dieser Variablen sind 30 Jahre, wie von der Weltorganisation für Meteorologie definiert. Die relevanten Größen sind zumeist Oberflächenvariablen wie Temperatur, Niederschlag und Wind. Klima im weiteren Sinne ist der Zustand, einschließlich einer statistischen Beschreibung, des Klimasystems.“

Diese Definition des IPCC umfasst eine tiefenzeitliche Perspektive und nimmt neben der Atmosphäre noch weitere Subsysteme (Erdsphären) mit in den Blick. Sie spiegelt die Entwicklung seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, in der die interdisziplinäre Erforschung der Klimadynamik, einschließlich ihrer Ursachen, möglich wurde und in den Vordergrund des Interesses rückte. Damit gewann die zeitliche gegenüber der regionalen Dimension an Bedeutung.

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) definiert Klima enger, mit räumlichem Bezug und auf einer Zeitskala von Jahrzehnten:

„Das Klima ist definiert als die Zusammenfassung der Wettererscheinungen, die den mittleren Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder in einem mehr oder weniger großen Gebiet charakterisieren.

Es wird repräsentiert durch die statistischen Gesamteigenschaften (Mittelwerte, Extremwerte, Häufigkeiten, Andauerwerte u. a.) über einen genügend langen Zeitraum. Im Allgemeinen wird ein Zeitraum von 30 Jahren zugrunde gelegt, die sog. Normalperiode, es sind aber durchaus auch kürzere Zeitabschnitte gebräuchlich.“

In der geographischen Klimatologie wurde Klima von Joachim Blüthgen in seiner Allgemeinen Klimageographie wie folgt definiert:

„Das geographische Klima ist die für einen Ort, eine Landschaft oder einen größeren Raum typische Zusammenfassung der erdnahen und die Erdoberfläche beeinflussenden atmosphärischen Zustände und Witterungsvorgänge während eines längeren Zeitraumes in charakteristischer Häufigkeitsverteilung.“

In der meteorologischen Klimatologie wird Klima nach Manfred Hendl wie folgt definiert:

„Klima ist die örtlich charakteristische Häufigkeitsverteilung atmosphärischer Zustände und Vorgänge während eines hinreichend langen Bezugszeitraums, der so zu wählen ist, dass die Häufigkeitsverteilung der atmosphärischen Zustände und Vorgänge den typischen Verhältnissen am Bezugsort gerecht wird.“

Die für die Klimatologie grundlegende Definition stammt vom Wiener Meteorologen Julius von Hann (1839–1921), der den Begriff verstand als „die Gesamtheit aller meteorologischen Erscheinungen, die den mittleren Zustand der Atmosphäre an irgendeiner Stelle der Erdoberfläche charakterisieren.“ (Handbuch der Klimatologie, 1883) Von Hann begründete damit die „Mittelwertsklimatologie“. Er griff in seiner Definition auf die das 19. Jahrhundert prägende, auf die menschliche Erfahrung eines Ortes zielende Definition Alexander von Humboldts zurück; dieser begriff Klima als „alle Veränderungen der Atmosphäre, die unsere Organe merklich afficieren“ (Kosmos Band I).

Etymologie

Das Wort Klima (Plural: Klimate oder, näher am Griechischen, Klimata; selten (eingedeutscht) auch Klimas) ist eine Übernahme des altgriechischen Wortes κλίμα klíma, dessen erste Bedeutung (um 500 v. Chr.) in diesem Zusammenhang ‚Krümmung/Neigung [des Sonnenstandes]‘ war und zum Verb κλίνειν klínein, ‚neigen‘, ‚biegen‘, ‚krümmen‘, ‚anlehnen‘ gehört. Über das Spätlateinische clima (Verb: clinare, ‚beugen‘, ‚biegen‘, ‚neigen‘) kam der Begriff schließlich ins Deutsche.

Klima bezieht sich nicht auf die Ekliptik, also darauf, dass die Erdachse zur Ebene der Erdbahn gegenwärtig einen Neigungswinkel von ca. 23,5 Grad aufweist, sondern auf die Kugelform der Erde. Dies entspricht der Erfahrung, dass nur durch eine Fortbewegung in Nord-Süd-Richtung die Beobachtung anderer Himmelsgegenden möglich ist. Die entsprechende Eindeutschung ist das Kompositum „Himmelsstrich“, das jedoch nur noch die geographische Gegend und nicht mehr die zugehörige Witterung bezeichnet.

Im 20. Jahrhundert hat sich dabei das Begriffsverständnis von der Wettergesamtheit (E. E. Fedorov 1927) hin zur Synthese des Wetters (WMO 1979) entwickelt.

Zeitliche Dimension

Meteorologisches Observatorium auf dem Hohen Peißenberg (Oberbayern), 977 Meter über Meereshöhe gelegen

Im Unterschied zu dem in einem bestimmten Gebiet auftretenden Wetter (Zeitrahmen: Stunden bis wenige Tage) und zur Witterung (Zeitrahmen: bis etwa eine Woche, seltener ein Monat oder eine Jahreszeit) werden in der Klimatologie fest definierte Zeiträume statistisch ausgewertet, vorwiegend in Bezug auf das 19. bis 21. Jahrhundert. Die Ausgangsbasis bildet dabei immer das Wettergeschehen einschließlich der meteorologisch erfassten Daten und Messwerte.

Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) empfiehlt in dem Zusammenhang sogenannte Klimanormalperioden mit einer Dauer von 30 Jahren. Bisheriger Standard war die Jahresreihe 1961–1990, die der üblichen Regelung entsprechend bis 2020 Gültigkeit hatte und nun durch 1991–2020 ersetzt wurde. Aus praktischen Erwägungen werden alternative Normalperioden ebenfalls benutzt. Um über ein möglichst zeitnahes Intervall zu verfügen, wurde von der österreichischen Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) häufig die Periode 1971–2000 herangezogen, auch im Hinblick auf die für die Alpenregion wichtigen Gletscherinventare. Zusätzlich empfiehlt die WMO ihren Mitgliedsorganisationen den Vergleichszeitraum 1981–2010, der parallel zur jeweils gültigen Referenzperiode herangezogen wird, unter anderem für MeteoSchweiz.

Daneben werden auch größere Zeiträume ausgewertet, wie die hundertjährige Säkularperiode 1851–1950, um auf diese Weise klimatische Anomalien und Trends in einem größeren zeitlichen Kontext darzustellen. Dieses Prinzip wird sowohl auf lokaler als auch auf landesweiter oder globaler Ebene angewendet. Der international anerkannte Index des Goddard Institute for Space Studies (GISS) und der NASA enthält die weltweiten Temperaturanomalien ab dem Jahr 1880 auf der Grundlage der Referenzperiode 1951–1980.

Bei Klimarekonstruktionen, die geologische Perioden und damit Zeiträume von Jahrmillionen umfassen, spielen Wettereinflüsse naturgemäß keine Rolle mehr. Stattdessen wird versucht, durch Auswertung von Sedimenten, tierischen und pflanzlichen Fossilien sowie durch Isotopenuntersuchungen eine Klimacharakteristik der jeweiligen Epochen zu erstellen, einschließlich kurzzeitiger Abkühlungs- oder Erwärmungsphasen. Durch die raschen Fortschritte der verschiedenen Analysetechniken werden auf diesem Sektor zunehmend präzisere Ergebnisse auch in der zeitlichen Auflösung erzielt.

Räumliche Dimension

Der Begriff Klima wird häufig mit dem Weltklima beziehungsweise dem globalen Klima assoziiert. Jedoch ist die globale Temperaturentwicklung nicht repräsentativ für einzelne Regionen, die sogar über einen gewissen Zeitraum eine gegenläufige Tendenz aufweisen können. Ein Beispiel hierfür ist eine „cold blob“ genannte stabile Kälteblase im subpolaren Atlantik südlich von Grönland, die sich offenbar über Jahrzehnte entwickelt hat und die ihre Existenz möglicherweise umfangreichen Schmelzwassereinträgen des Grönländischen Eisschilds verdankt. Umgekehrt kann ein lokaler Rekordsommer in global ermittelten Datenreihen „verschwinden“.

Im Hinblick auf räumliche Dimensionen hat sich eine dreistufige Einteilung bewährt:

  • Das Mikroklima umfasst einige Meter bis wenige Kilometer, wie eine Terrasse, eine Agrarfläche oder ein Straßenzug.
  • Das Mesoklima bezieht sich auf Landstriche (zum Beispiel eine Bergkette) bis zu einigen hundert Kilometern Ausdehnung.
  • Das Makroklima beschreibt kontinentale und globale Zusammenhänge.

Während beim Wetter eine enge Beziehung zwischen der räumlichen Dimension und der Ereignisdauer besteht, ist dieser Aspekt für klimatologische Analysen weniger relevant.

Mikroklima (oder Kleinklima)

Mikroklima bezeichnet das Klima im Bereich der bodennahen Luftschichten bis etwa zwei Meter Höhe oder das Klima, das sich in einem kleinen, klar umrissenen Bereich ausbildet (zum Beispiel an Hanglagen oder in einer urbanen Umgebung).

Das Mikroklima wird entscheidend durch die Oberflächenstruktur und die dort auftretende Bodenreibung des Windes geprägt. In diesem Umfeld treten schwächere Luftströmungen, aber größere Temperaturdifferenzen auf. Die Verschiedenheit der Böden, der Geländeformen und der Pflanzengesellschaft kann auf engem Raum große Klimagegensätze hervorrufen. Das Mikroklima ist besonders für niedrig wachsende Pflanzen von Bedeutung, da diese ihr klimaempfindlichstes Lebensstadium in der bodennahen Luftschicht durchlaufen, und spielt zum Beispiel bei den Eigenschaften einer Weinbergslage im Qualitätsweinbau eine wichtige Rolle.

Auch der Mensch ist dem Mikroklima direkt ausgesetzt. Besonders im Lebensraum einer Stadt weicht das Mikroklima durch unterschiedliche Baustoffe, architektonische Gestaltung, Sonneneinstrahlung oder Beschattung oftmals von den natürlichen Gegebenheiten ab und kann sich durch Eingriffe in die jeweilige Bausubstanz oder deren Umgebung rasch und nachhaltig ändern.

Mesoklima

Mesoklimate bestehen aus unterschiedlichen Einzelklimaten, die eine Ausdehnung zwischen einigen hundert Metern und wenigen hundert Kilometern besitzen, im Regelfall jedoch Areale im unteren Kilometerbereich umfassen. Aufgrund dieses breiten, aber lokalen Spektrums spielen hierbei viele Aspekte der angewandten Meteorologie und der Klimatologie eine große Rolle, beispielsweise das Stadtklima oder das Regenwaldklima. Generell werden alle Lokalklimate und Geländeklimate zu den Mesoklimaten gezählt, wie die Lokalklimate von Ökosystemen, wobei bei diesen der Übergang zu den Mikroklimaten fließend ist.

Regionalklima

Beim Regionalklima handelt es sich um das Klima einer Raumeinheit auf der Mesoskala. Dementsprechend weist es viele Gemeinsamkeiten mit dem Mesoklima auf. Das Regionalklima zeichnet sich dadurch aus, dass es vor allem von regionalen Gegebenheiten wie der Landnutzung abhängt. Darüber hinaus ist die regionale Geländeform ein wichtiger Einflussfaktor.

Da das Regionalklima besonders für forst- und landwirtschaftliche sowie infrastrukturelle Prozesse wichtig ist, werden hierzu regionalklimatische Karten benutzt. Normalerweise untersucht man Regionalklimate bezogen auf naturräumlich, verwaltungstechnisch oder landschaftlich abgegrenzte Gebietseinheiten.

Makroklima (oder Großklima)

Zu den Makroklimaten zählen großräumige atmosphärische Zirkulationsmuster, Meeresströmungen und Klimaregionen von mehr als 500 Kilometern Ausdehnung. Dazu gehören unter anderem die Strömungskombination der Thermohalinen Zirkulation, die vier der fünf Ozeane zu einem Wasserkreislauf vereint, sowie die periodisch auftretenden Effekte der Atlantischen Multidekaden-Oszillation. Auch die verschiedenen Windsysteme der Planetarischen Zirkulation, zum Beispiel der Monsun, der Passat oder die ozeanischen und atmosphärischen Rossby-Wellen, werden dem Makroklima zugeordnet, ebenso große Regionalklimate wie der Amazonas-Regenwald. Alle Makroklimate beeinflussen sich gegenseitig und bilden in ihrer Gesamtheit das globale Klimasystem.

Klimatyp

Abstrakte Zusammenfassungen der größtmöglichen Makroklimate auf verschiedenen Kontinenten – die sich in der Regel ungefähr über die gleichen Breitengrade bzw. Klimazonen erstrecken – werden als Klimatypen bezeichnet. So bilden etwa die Großklimate der immerfeuchten, heißen Regenwälder am Amazonas, am Kongo, in Südostasien und einigen anderen Gebieten insgesamt den Klimatyp der äquatorialen Regenwälder. Da die Vegetation der Erde in erster Linie vom Klima geprägt wird, dient die geographische Verteilung der realen terrestrischen Pflanzenfomationen (Tundren, Wälder, Steppen usw.) als Maß für die Anwendbarkeit der Klimatypen-Modelle. Je größer die Übereinstimmung, desto besser das Modell.

Klimazonen und Klimaklassifikation

Großklimate der Erde (effektive Klimaklassifikation nach Köppen-Geiger, vereinfachte Darstellung):
  • Tropisches Regenwaldklima
  • Savannenklima
  • Steppenklima
  • Wüstenklima
  • Etesienklima
  • Feuchtgemäßigtes Klima
  • Sinisches Klima
  • Feuchtkontinentales Klima
  • Transsibirisches Klima
  • Sommertrockenes Kaltklima
  • Tundrenklima
  • Eisklima

    • Klimazonen sind grundsätzlich die in Ost-West-Richtung um die Erde (geozonal) ausgedehnte Gebiete, die aufgrund unterschiedlicher Strahlungs- oder Wärmebilanzen je nach geographischer Breite voneinander abgegrenzt werden. Die auf diese Weise definierten solar-thermischen polaren, gemäßigten und subtropischen Zonen sowie eine tropische Zone werden häufig als Grundlage für Klimaklassifikationen verwendet, mit deren Hilfe die Klimazonen durch Regionen mit gleichartigen klimatischen Bedingungen weiter untergliedert werden. Obwohl die „Klimazonen“ aufgrund fehlender hygrischer Klimaelemente strenggenommen noch keine Klimate abbilden, werden die klassifizierten Klimaregionen, Klimagebiete, Klimatypen oder Klimate oftmals auch als Klimazonen bezeichnet.

    Eine der bekanntesten Klassifikationen stammt von dem Geowissenschaftler Wladimir Köppen (1846–1940). Sein 1936 veröffentlichtes Werk Geographisches System der Klimate gilt als die erste objektive Klimaklassifizierung (siehe Abbildung rechts). Es erlangte vor allem durch Köppens Zusammenarbeit mit dem Klimatologen Rudolf Geiger weite Verbreitung und besitzt auch gegenwärtig noch große Bedeutung.

    Ausdehnung, Struktur und Lage der Klimazonen und -regionen sind abhängig vom Zustand und den Schwankungen des weltweiten Klimas über unterschiedlich lange Zeiträume. Laut mehreren Studien existiert seit Mitte des 20. Jahrhunderts eine deutliche Tendenz hin zur Ausbildung von wärmeren und trockeneren Klimaten. Bei Fortdauer dieser Entwicklung wird sehr wahrscheinlich eine Verschiebung bestehender und die Etablierung neuer Klimatypen eintreten.

    In der Wissenschaft wird allgemein angenommen, dass bei weiter zunehmender Erwärmung beträchtliche Folgen für Flora und Fauna aller Klimazonen zu erwarten sind. So könnten bis zum Jahr 2100 knapp 40 Prozent der weltweiten Landflächen von der einsetzenden Umwandlung der bestehenden Klimate betroffen sein, mit der Gefahr von umfangreichem Artenschwund und großflächiger Entwaldung. Besonders anfällig für diesen Wechsel wären subtropische und tropische Gebiete, da sie nach paläobiologischen Analysen in den letzten Jahrtausenden nur marginalen Schwankungen unterlagen und deshalb eine gering ausgeprägte Anpassungsfähigkeit besitzen. Mit am nachhaltigsten würde der Erwärmungsprozess die arktischen Regionen beeinflussen, wenn sich der gegenwärtige Trend der Polaren Verstärkung in dieser Region fortsetzt. Temperaturänderungen haben erhebliche Auswirkungen auf die dort existierenden Biotope. Von dieser Entwicklung in hohem Maße betroffen sind bei weiterer Zunahme der anthropogenen Emissionen zudem der Mittelmeerraum sowie Teile von Chile und Kalifornien, mit der Gefahr regionaler Wüstenbildungen.

    Neben der sich abzeichnenden polwärtigen Verschiebung der thermischen Klimazonen kommt es auch zu Veränderungen der Vegetationsverteilung bei im Tropengürtel liegenden Gebirgszügen. So konnte für den 6263 Meter hohen Chimborazo in Ecuador aufgrund eines Abgleichs mit früheren Aufzeichnungen festgestellt werden, dass während der letzten 200 Jahre, bedingt durch Gletscherschmelze sowie durch die zunehmende globale Erwärmung, die Pflanzendecke sich etwa 500 Meter weiter nach oben ausgebreitet hat.

    Klimasystem

    Das im Wesentlichen von der Solarstrahlung angetriebene Klimasystem der Erde besteht aus fünf Hauptkomponenten, auch Erdsphären genannt: Erdatmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre und Lithosphäre (mit dem Oberflächenbereich der Pedosphäre). Diese werden im Einzelnen wie folgt charakterisiert:

    • Die Erdatmosphäre ist die gasförmige, hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff bestehende Hülle der Erdoberfläche. Diese wird in mehrere Schichten unterteilt, nämlich von unten nach oben Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Das Wettergeschehen spielt sich ausschließlich in der untersten Schicht (Troposphäre) ab, deren vertikale Ausdehnung (von den Polen zum Äquator hin zunehmend) ungefähr 7 bis 17 Kilometer beträgt. Der atmosphärische Treibhauseffekt, basierend auf der Wirkung von Spurengasen wie Kohlenstoffdioxid und Methan, verhindert ein Absinken der globalen Oberflächentemperatur bis weit unter den Gefrierpunkt.
    • Die Hydrosphäre umfasst das gesamte Vorkommen flüssigen Wassers an oder unter der Erdoberfläche. Subsysteme sind die Ozeanosphäre (das Wasser in den Meeren) und die Limnosphäre (Binnengewässer auf dem Festland wie Seen, Flüsse oder Grundwasser). Der Wasserdampf als gasförmiger Aggregatzustand des Wassers zählt nicht zu dieser Kategorie, sondern ist Teil der Atmosphäre.
    • Zur Kryosphäre gehören Meereis, Schelfeis, Eisschilde, Gebirgsgletscher, Eis in Permafrostböden, Eiskristalle in Wolken sowie alle jahreszeitlich auftretenden und damit stark veränderlichen Schnee- und Eisbedeckungen. Da Eisflächen den Großteil der einfallenden Sonnenstrahlung reflektieren, beeinflusst das Wachstum oder der Schwund der Kryosphäre als elementarer Klimafaktor das Rückstrahlvermögen (Albedo) der Erde.
    • Die Biosphäre („Raum des Lebens“) erstreckt sich von höheren Atmosphärenschichten bis einige Kilometer tief in die Erdkruste (Lithosphäre) und wird in diesen „Randbereichen“ ausschließlich von Mikroorganismen besiedelt. Da das Leben darauf angewiesen ist, mit der unbelebten Umwelt zu interagieren und sich dieser anzupassen, entstanden im Zuge der Evolution mehrere Ökosysteme auf planetarer Ebene. Aufgrund ihrer Komplexität und ihrer intensiven Wechselwirkungen mit anderen Sphären steht die Biosphäre (zu der auch der Mensch gehört) im Mittelpunkt vieler naturwissenschaftlicher Disziplinen, vor allem der Biologie und der Umweltwissenschaften.
    • Die Lithosphäre bildet den Festlandsbereich der Erdoberfläche und den Ozeanboden. Da die oberste Schicht der kontinentalen Lithosphäre der Verwitterung ausgesetzt ist, gleichzeitig Luft, Wasser und organische Substanzen aufnimmt beziehungsweise speichert und vielfach Pflanzenbewuchs aufweist, existiert zwischen ihr und den anderen Erdsphären eine auf breiter Basis stattfindende Wechselwirkung.

    Die innerhalb und zwischen den einzelnen Sphären ablaufenden internen Prozesse und Wechselwirkungen gehören ebenfalls zum Klimasystem. Externe, das heißt nicht zum Klimasystem gehörende Prozesse treiben das Klimasystem an, neben der Solarstrahlung sind das der Vulkanismus und menschliche Einflüsse (→ #Klimafaktoren).

    Klimaelemente

    Als Klimaelemente werden die messbaren Einzelerscheinungen der Atmosphäre bezeichnet, die durch ihr Zusammenwirken das Klima prägen. Es handelt sich dabei zumeist um meteorologische Größen, die mittels Wetterstationen, Wettersonden oder Satelliten erfasst werden, aber auch um Datenreihen aus der Ozeanographie und verschiedenen Disziplinen der Geowissenschaften. In der Meteorologie liegt der Schwerpunkt hierbei auf der räumlichen Datenanalyse, während in der Klimatologie die Zeitreihenanalyse im Vordergrund steht.

    Die wichtigsten Messgrößen sind:

    Mittlere jährliche Globalstrahlungssummen in Europa

    Die Werte werden in Monatstabellen gesammelt und für längere Zeiträume (klimatologisch mindestens im Rahmen einer 30-jährigen Normalperiode) nach Mittelwerten, Häufigkeiten, Abfolgen und Extremwerten ausgewertet.

    Klimafaktoren

    Eine Reihe wichtiger Klimafaktoren

    Klimafaktoren sind die Komponenten des Raumes, die auf physikalischer, chemischer oder biologischer Basis eine deutliche Wirkung auf das Klimasystem ausüben und es über unterschiedlich lange Zeiträume stabilisieren, prägen oder verändern. Dabei können mehrere Faktoren zusammenwirken und auf diese Weise einen Prozess verstärken oder sich als jeweils gegenläufige Einflüsse weitgehend neutralisieren.

    Wichtige Klimafaktoren sind:

    Klimafaktoren über die gesamte Dauer der Erdgeschichte

    Entwicklung von Leuchtkraft (rot), Radius (blau) und effektiver Temperatur (grün) der Sonne während ihrer Existenz auf der Hauptreihe, bezogen auf das gegenwärtige Entwicklungsstadium.
    • Die Sonne ist für das irdische Klima von primärer Bedeutung. Vor 4,6 Milliarden Jahren setzte bei ihr nach einer Phase als Protostern der Fusionsprozess ein, der den im Sonnenkern vorhandenen Wasserstoff allmählich in Helium umwandelt. Dieses Stadium dauert rund 11 Milliarden Jahre, wobei die Leuchtkraft und der Radius des Gestirns deutlich zunehmen werden beziehungsweise bereits zugenommen haben. Das bedeutet, dass die Sonne am Beginn der Erdgeschichte nur 70 Prozent ihrer gegenwärtigen Strahlungsleistung aufwies. Das Paradoxon der schwachen jungen Sonne berührt grundlegende Fragen zur Entstehung und zur Kontinuität des irdischen Lebens und ist ein zentrales Thema der Atmosphärenwissenschaften.
    • Der Vulkanismus ist seit Beginn der Erdgeschichte ein elementarer Klimafaktor mit sehr unterschiedlichen Erscheinungsformen (unter anderem Schildvulkane, Hotspots bzw. Manteldiapire, Magmatische Großprovinzen). Die permanente Freisetzung von Kohlenstoffdioxid durch vulkanische Ausgasungen (etwa 180 bis 440 Megatonnen jährlich) gleicht die durch Verwitterung und Sedimentation bedingte CO2-Einlagerung weitgehend aus und trug im späten Präkambrium entscheidend zur Überwindung der Schneeball-Erde-Stadien bei. Andererseits ist auch eine mehrmalige Destabilisierung der Biosphäre durch stark erhöhte vulkanische Aktivitäten eindeutig nachgewiesen.
    • Treibhausgase sind strahlungsbeeinflussende gasförmige Stoffe in der Atmosphäre, die den Antrieb des Treibhauseffekts bilden, unter anderem Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan, troposphärisches Ozon und Distickstoffmonoxid. Das in seiner Gesamtwirkung stärkste Treibhausgas ist der Wasserdampf, dessen Anteil am natürlichen Treibhauseffekt zwischen 36 und 70 Prozent schwankt. Da der atmosphärische Wasserdampfgehalt unmittelbar von der Lufttemperatur abhängt, nimmt seine Konzentration bei niedrigeren Durchschnittstemperaturen ab und steigt während einer Erwärmungsphase an (Wasserdampf-Rückkopplung beziehungsweise Clausius-Clapeyron-Gleichung).
    • Die Plattentektonik bildet gewissermaßen den Motor für klimatische Veränderungen in geologischen Zeiträumen. Ihr Einfluss auf das Erdklima beschränkt sich dabei nicht nur auf die Entstehung vulkanischer Zonen, auch Gebirgsbildungen, Lage und Größe der Kontinente und damit verbundene Wettersysteme beziehungsweise ozeanische Strömungen stehen mit der Plattentektonik in direktem Zusammenhang. Durch Verwitterung in Kalkstein gebundener Kohlenstoff kann wieder in die Atmosphäre freigesetzt werden, wenn die entsprechenden Gesteinsschichten im Zuge plattentektonischer Verschiebungen und in Verbindung mit erhöhten vulkanischen Aktivitäten subduziert werden (vgl. Anorganischer Kohlenstoffzyklus).
    • Albedo ist das Maß des Rückstrahlvermögens nicht selbst leuchtender Oberflächen. Eis- und Schneeflächen besitzen eine Albedo von ungefähr 0,80 (was einer Rückstrahlung von 80 Prozent entspricht), während freie Meeresoberflächen eine Albedo von rund 0,20 aufweisen und demzufolge mehr Wärmeenergie aufnehmen als sie reflektieren. Die mittlere sphärische Albedo der Erde beträgt derzeit etwa 0,3. Sie hängt von der Ausdehnung der Ozeane, Eisschilde, Wüsten und Vegetationszonen ab (einschließlich der Wolkenbedeckung und Aerosolkonzentration) und kann sich zusammen mit der Strahlungsbilanz verändern.
    • Verwitterungsprozesse bewirken tendenziell eine Abkühlung und kommen in Abhängigkeit vom jeweiligen Klimazustand unterschiedlich stark zur Geltung. Aufgrund chemischer Verwitterung wird der Atmosphäre permanent Kohlenstoffdioxid entzogen und in der Lithosphäre gebunden. Ein Teil des eingelagerten CO2 wird über Millionen Jahre durch die Ausgasungen kontinentaler oder ozeanischer Vulkane der Atmosphäre wieder zugeführt. Unter den gegenwärtigen geophysikalischen Bedingungen würde ein kompletter Austausch des atmosphärischen Kohlenstoffdioxids auf der Basis des Carbonat-Silicat-Zyklus ungefähr 500.000 Jahre benötigen.
    • Klimarelevante Meeresspiegelschwankungen (Eustasie) beruhen auf zwei Hauptursachenː 1. Veränderungen des Meerwasservolumens durch die Bindung des Wassers in kontinentalen Eisschilden oder durch deren Abschmelzen (Glazialeustasie); 2. Veränderungen des Ozeanbeckenvolumens infolge tektonischer Prozesse, beispielsweise durch Bildung neuer ozeanischer Kruste. Dadurch sind Hebungen oder Senkungen des Meeresspiegels im Bereich von 100 bis 200 Metern möglich.
    • Wolkenbildungen haben einen großen Einfluss auf den Energiehaushalt beziehungsweise die Strahlungsbilanz der Erde und damit auf das Klimasystem. Die Wirkungszusammenhänge sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Neuere Studien gehen von der Möglichkeit aus, dass hohe CO2-Konzentrationen einen negativen Einfluss auf die Entstehung von Stratocumuluswolken ausüben könnten, was einen zusätzlichen Erwärmungseffekt bedeuten würde.

    Sporadisch auftretende Einflüsse über längere Zeiträume

    Die Basaltschichten des Dekkan-Trapp bei Matheran östlich Mumbai
    • Magmatische Großprovinzen waren oftmals Ursache für rasch verlaufende Klimawechsel. Dabei handelt es sich um den großvolumigen Austritt magmatischer Gesteine aus dem Erdmantel, die sich mitunter über Millionen km² ausbreiteten und erhebliche Mengen an Kohlenstoffdioxid und anderen Gasen emittierten. Im Unterschied zum „normalen“ Vulkanismus bewirkten die Aktivitäten einer Magmatischen Großprovinz keine aerosolbedingte Abkühlung, sondern eine weltweite und zum Teil extreme Erwärmung mit zusätzlicher Aktivierung mehrerer Rückkopplungen. Bekannte Magmatische Großprovinzen sind der Sibirische Trapp (252 mya) und der Dekkan-Trapp im heutigen Westindien (66 mya).
    • Organismen, die durch Fixierung oder Freisetzung von Treibhausgasen klimawirksame Effekte hervorrufen können, wie Korallen, Methanbildner oder Pflanzen wie der Schwimmfarn Azolla, der wahrscheinlich 800.000 Jahre lang im Eozän den Arktischen Ozean „besiedelte“.
    • Die Eis-Albedo-Rückkopplung bezeichnet einen positiven Rückkopplungseffekt im Klimasystem, durch den im Verlauf einer globalen Abkühlung die Schnee- und Eisbedeckung (vor allem in den Polargebieten) weiter zunimmt. Die Eis-Albedo-Rückkopplung ist besonders beim Übergang von einer Warm- zu einer Kaltzeit von Bedeutung, da sie Vereisungs- und Abkühlungsprozesse beschleunigt und verstärkt.
    • Impaktereignisse größeren Ausmaßes können nicht nur die Biosphäre in erheblichem Umfang destabilisieren und Massenaussterben wie jenes an der Kreide-Paläogen-Grenze verursachen, sondern auch das Klima über längere Zeiträume beeinflussen (abrupt einsetzender Impaktwinter über einige Jahrzehnte, eventuell nachfolgende starke Erwärmung mit einer Dauer von mehreren 10.000 Jahren).
    • → #Erdbahnparameter.

    Zusätzliche und gegenwärtig wirksame Einflüsse

    • Sonnenfleckenzyklen korrelieren im Normalfall mit dem elfjährigen Schwabe-Zyklus und dem Hale-Zyklus mit 22 Jahren Dauer, wobei die Sonne auch jahrzehntelang in einer „Stillstandsphase“ verharren kann. In der Klimatologie herrscht breite Übereinstimmung, dass sich die Globale Erwärmung seit Mitte des 20. Jahrhunderts von der Sonnenaktivität vollständig abgekoppelt hat. Welchen Anteil die Aktivitätszyklen am Verlauf der „Kleinen Eiszeit“ und anderen Klimaanomalien hatten, ist Gegenstand einer wissenschaftlichen Diskussion.
    • Aerosole sind mit einem Trägergas verbundene flüssige oder feste Schwebeteilchen, die in Form von hygroskopischen Partikeln als Kondensationskerne an der Wolkenbildung beteiligt sind. Zusätzlich tragen sie je nach Konzentration, chemischer Beschaffenheit und atmosphärischer Verteilung überwiegend zu einer Abkühlung des Klimas bei, vor allem bei einem Auftreten als helle Sulfataerosole. Aerosole gelangen zum Beispiel durch Vulkanismus, Wald- und Flächenbrände sowie verstärkt seit Beginn des Industriezeitalters durch anthropogene Emissionen in die Atmosphäre.
    • Rossby-Wellen (auch planetarische Wellen) sind großräumige wellenförmige Bewegungen in der Atmosphäre und den Meeren (als windgesteuerter Faktor der ozeanischen Zirkulation). In der Lufthülle sind Rossby-Wellen eine mäandrierende Ausprägung des Jetstreams entlang der Grenze zwischen polaren Kalt- und subtropischen Warmluftzonen. Die in den letzten Jahren registrierte Veränderung der atmosphärischen Rossby-Wellen führt zu einer Zunahme stabiler Wetterlagen und damit zu einer Häufung extremer Witterung in den mittleren Breiten der Nordhemisphäre.
    • Mit der Nordatlantischen Oszillation (NAO) ist eine Veränderung der Druckverhältnisse zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden über dem Nordatlantik verbunden. Die NAO übt einen starken Einfluss auf die Wetter- und Klimabedingungen im östlichen Nordamerika, des Nordatlantiks und in Europa aus.
    • Die Atlantische Multidekaden-Oszillation (AMO) bezeichnet eine zyklische Schwankung der Ozeanströmungen im Nordatlantik mit einer Veränderung der Meeresoberflächentemperaturen des gesamten nordatlantischen Beckens.
    • Die El Niño-Southern Oscillation (ENSO) ist eine kurzfristige Schwankung im Klimasystem der Erde, resultierend aus einer ungewöhnlichen Erwärmung im östlichen Pazifik (El Niño) und Luftdruckschwankungen in der Atmosphäre (Southern Oscillation). Das ENSO-Phänomen ist in der Lage, die weltweite Temperaturentwicklung kurzfristig zu beeinflussen.
    • Globale Erwärmung ist der vielfach belegte Trend zu höheren globalen Durchschnittstemperaturen aufgrund anthropogener Treibhausgas-Emissionen, mit Folgen wie steigenden Meeresspiegeln, Gletscherschmelze, Verschiebung von Klimazonen sowie Zunahme von Wetterextremen. Aussagen über Umfang und Dauer der künftigen Temperaturentwicklung beruhen auf verschiedenen Szenarien, die deutliche Auswirkungen über Jahrtausende erwarten lassen, unter Umständen auch darüber hinaus.

    Klimawandel

    Fennoskandischer Eisschild und alpine Vergletscherung während der Weichsel- beziehungsweise Würm-Kaltzeit

    Im Unterschied zu regional oder hemisphärisch auftretenden Klimaschwankungen (auch Klimafluktuationen oder Klimaanomalien, mit einer Dauer von einigen Jahrzehnten oder Jahrhunderten) erfolgt ein weltweiter Klimawandel durch die markante Veränderung des Strahlungsantriebs, der das Erdsystem aus einem thermisch-radiativen Gleichgewicht in ein neues Gleichgewicht überführt. Dieser Prozess bewirkt je nach geophysikalischer Konstellation eine deutliche Abkühlung oder eine starke Erwärmung über unterschiedlich lange Zeiträume. Die gegenwärtige, durch den Menschen verursachte Globale Erwärmung ist ein Beispiel für einen rasch fortschreitenden, aber noch nicht abgeschlossenen Klimawandel, dessen bisheriger und prognostizierter Verlauf möglicherweise ein in der Klimageschichte singuläres Ereignis darstellt, für das keine Entsprechung existiert.

    Die wichtigsten Komponenten eines Klimawandels auf globaler Ebene sind die variierende Sonneneinstrahlung aufgrund der Milanković-Zyklen, das Rückstrahlvermögen (Albedo) der gesamten Erdoberfläche sowie die atmosphärische Konzentration von Treibhausgasen, vorwiegend Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4), die wiederum auf der Basis des Treibhauseffekts die Stärke der temperaturabhängigen Wasserdampf-Rückkopplung beeinflussen. Der Klimazustand der letzten 2,6 Millionen Jahre (Quartäre Kaltzeit) war der eines Eiszeitalters und wurde hauptsächlich von den Milanković-Zyklen gesteuert, die die Sonneneinstrahlung über die Dauer von 40.000 beziehungsweise 100.000 Jahren signifikant veränderten und so den Anstoß für den Wechsel der Kaltzeiten (Glaziale) mit Warmzeiten (Interglaziale) gaben.

    Nicht immer waren Kohlenstoffdioxid und/oder Methan die Hauptfaktoren eines Klimawandels. Sie fungierten im Rahmen natürlicher Klimawandel-Ereignisse manchmal als „Rückkopplungsglieder“, die einen Klimatrend verstärkten, beschleunigten oder abschwächten. In diesem Zusammenhang sind neben den Erdbahnparametern auch Feedbacks wie die Eis-Albedo-Rückkopplung, die Vegetationsbedeckung, Verwitterungsprozesse, die Variabilität des Wasserdampfgehalts sowie eine Vielzahl geologischer und geophysikalischer Einflüsse zu berücksichtigen.

    Eine spezielle Form des Klimawandels sind abrupte Klimawechsel. Sie wurden in der Erdgeschichte durch Impaktereignisse, Eruptionen von Supervulkanen, großflächige Magmaausflüsse, schnelle Veränderungen von Meeresströmungen oder durch rasch ablaufende Rückkopplungsprozesse im Klimasystem ausgelöst, oft in Verbindung mit ökologischen Krisen.

    Klimageschichte

    Rekonstruktion des Temperaturverlaufs während der Quartären Kaltzeit anhand verschiedener Eisbohrkerne

    Die Erde bildete sich vor 4,57 Milliarden Jahren aus mehreren Protoplaneten unterschiedlicher Größe. Ihre heutige Masse soll sie der Kollisionstheorie zufolge durch einen Zusammenstoß mit einem marsgroßen Himmelskörper namens Theia vor 4,52 Milliarden Jahren erhalten haben. Dadurch wurden Teile des Erdmantels und zahlreiche Trümmerstücke von Theia in den Orbit geschleudert, aus denen sich innerhalb von 10.000 Jahren der zu Beginn glutflüssige Mond formte. Über dieses früheste und chaotisch geprägte Stadium der Erdgeschichte sind mangels verwertbarer Klimadaten keine gesicherten Aussagen möglich. Erst ab der Zeit vor 4,0 bis 3,8 Milliarden Jahren, nach der Entstehung der Ozeane und erster Lebensformen, existieren fossile Spuren und Proxys („Klimaanzeiger“), die Rückschlüsse auf klimatische Bedingungen erlauben. Auf Basis dieser Hinweise wird angenommen, dass über weite Teile des Archaikums ein relativ warmes Klima herrschte. Diese Phase endete im frühen Proterozoikum vor 2,4 Milliarden Jahren mit dem Übergang in die 300 Millionen Jahre dauernde Paläoproterozoische Vereisung.

    Gegen Ende des Präkambriums diffundierte Sauerstoff in größeren Mengen bis in die Stratosphäre, und es bildete sich auf der Grundlage des Ozon-Sauerstoff-Zyklus eine Ozonschicht. Diese schützte fortan die Erdoberfläche vor der solaren UV-Strahlung und ermöglichte so die Besiedelung der Kontinente durch Flora und Fauna. Während des Erdaltertums nahm der Sauerstoffgehalt rasch zu. Er entsprach im Umkreis der Devon-Karbon-Grenze (ca. 359 mya) erstmals der heutigen Konzentration von 21 Prozent und erreichte gegen Ende des Karbons etwa 33 bis 35 Prozent. Im weiteren Verlauf der Erd- und Klimageschichte war die Atmosphäre in Abhängigkeit von biogeochemischen und geophysikalischen Einflüssen immer wieder starken Veränderungen unterworfen. Die Sauerstoff-, Kohlenstoffdioxid- und Methan-Anteile schwankten zum Teil erheblich und spielten direkt oder indirekt eine entscheidende Rolle bei einer Reihe von Klimawandel-Ereignissen.

    Bei Analyse der Klimageschichte spricht eine wachsende Zahl von Belegen für die Annahme, dass fast alle bekannten Massenaussterben oder die deutliche Reduzierung der Biodiversität mit raschen Klimaänderungen und deren Folgen verknüpft waren. Daraus resultierte die Erkenntnis, dass diese Ereignisse nicht zwangsläufig an langfristige geologische Prozesse gekoppelt sein müssen, sondern häufig einen katastrophischen und zeitlich eng begrenzten Verlauf genommen haben. Biologische Krisen korrelierten in den letzten 540 Millionen Jahren mehrmals mit einer Abkühlungsphase (mit einem weltweiten Temperaturrückgang von 4 bis 5 °C), häufiger jedoch mit starken Erwärmungen im Bereich von 5 bis 10 °C. Im letzteren Fall trug ein Bündel von Nebenwirkungen (Vegetationsrückgang, Ausgasungen von Gift- und Schadstoffen, Sauerstoffdefizite, Versauerung der Ozeane etc.) dazu bei, die irdische Biosphäre weiter zu destabilisieren.

    Stalagmit, rechts Ansicht, links Schnitt mit Wachstumsstreifen

    Die im 20. Jahrhundert entwickelte radiometrische Datierung, die eine absolute Altersbestimmung magmatischer Gesteine und vulkanogener Sedimente erlaubt, führte zur Etablierung der Subdisziplinen Geochronologie und Chronostratigraphie und besitzt große Bedeutung für alle Perioden des 541 Millionen Jahre umfassenden Phanerozoikums und darüber hinaus. Gebräuchliche Methoden sind die Uran-Thorium-Datierung und die Uran-Blei-Datierung. Für genaue Datierungen eignen sich vor allem Zirkonkristalle, deren stabile Gitterstruktur eine präzise Auswertung der darin eingeschlossenen radioaktiven Nuklide erlaubt. Zusätzlich wird zur Rekonstruktion vergangener Klimate und ihrer Umweltbedingungen eine Reihe verschiedener Isotopenuntersuchungen verwendet, mit deren Hilfe beispielsweise frühere Meerestemperaturen, CO2-Konzentrationen oder Veränderungen des Kohlenstoffzyklus ermittelt werden können. Für jüngere erdgeschichtliche Abschnitte (Pleistozän und Holozän) kommen weitere Analysewerkzeuge zum Einsatz. Mit die wichtigsten sind die Dendrochronologie (Jahresring-Auswertung), die Palynologie (Pollenanalyse), die Warvenchronologie (Bändertondatierung),Eisbohrkerne, Ozeanische Sedimente sowie Tropfsteine (Stalagmiten und Stalaktiten).

    Klimaereignisse in historischer Zeit und ihre Auswirkungen auf menschliche Gesellschaften sind Forschungsgegenstand der Historischen Klimatologie beziehungsweise der Umweltgeschichte, wobei vielfach auf schriftliche Aufzeichnungen zurückgegriffen wird. Mitteleuropa verfügt über einen so reichhaltigen Fundus zeitgenössischer Berichte, dass etwa ab dem Jahr 1500 für nahezu jeden einzelnen Monat aussagekräftige Schilderungen der damaligen Witterung vorliegen. Klimaveränderungen wie die Mittelalterliche Klimaanomalie oder die Kleine Eiszeit werden dabei ebenso einer wissenschaftlichen Analyse unterzogen wie einzelne Extreme, zum Beispiel das von katastrophaler Dürre geprägte Jahr 1540.

    Erdbahnparameter

    Maximaler und minimaler Neigungswinkel der Erdachse, eingebunden in einen Zyklus von 41.000 Jahren

    Dass langfristige Schwankungen des globalen Klimas auf zyklischen Veränderungen der Erdachse und der Erdumlaufbahn beruhen könnten, wurde bereits in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts vermutet. Eine erste umfassende Darstellung auf der Basis umfangreicher Berechnungen gelang dem Geophysiker und Mathematiker Milutin Milanković (1879–1958). Sein in jahrelanger Arbeit erstelltes Erklärungsmodell berücksichtigt die periodischen Veränderungen der Erdbahn (von leicht elliptisch bis fast kreisförmig), die Neigung der Erdachse sowie das Kreiseln der Erde um ihre Rotationsachse (Präzession).

    Die nach Milanković benannten Zyklen beeinflussen die Verteilung und zum Teil die Intensität der Sonneneinstrahlung auf der Erde. Vor allem der die Exzentrizität steuernde Großzyklus mit einer Dauer von 405.000 Jahren bildete über weite Teile des Phanerozoikums einen stabilen kosmischen „Taktgeber“ und kann nach neueren Erkenntnissen bis in die Obertrias vor etwa 215 Millionen Jahren zurückverfolgt werden. Eine dauerhafte Wirkung entfalteten die Zyklen speziell während verschiedener Glazialphasen mit niedrigen Treibhausgas-Konzentrationen, wobei ihr Einfluss auf den Verlauf der Quartären Kaltzeit aufgrund deren zeitlicher Nähe gut nachvollzogen werden kann. Da die Milanković-Zyklen jedoch zu schwach sind, um als primärer Antrieb für die gesamte Klimageschichte in Frage zu kommen, scheinen sie im Klimasystem in erster Linie als „Impulsgeber“ zu fungieren. Bei der Modellierung von Klimaverläufen werden daher zusätzliche Faktoren und Rückkopplungseffekte mit einberechnet.

    Seit ihrer „Wiederbelebung“ in den 1980er Jahren ist die Theorie in modifizierter und erweiterter Form zum festen Bestandteil von Paläoklimatologie und Quartärforschung geworden. Die Milanković-Zyklen gelten in der Klimaforschung als wichtiger Einflussfaktor und werden sowohl bei der Rekonstruktion der letzten Kaltzeitphasen als auch bei der Analyse weiterer Klimawandel-Ereignisse während des Phanerozoikums herangezogen.

    Klimasensitivität

    Absorptionsspektren der Gase der Erdatmosphäre

    Die Klimasensitivität ist nach einer häufig verwendeten Definition jene Temperaturzunahme, die sich bei einer Verdoppelung der atmosphärischen Kohlenstoffdioxid-Konzentration einstellt. Bezogen auf die aktuelle Globale Erwärmung würde dies eine CO2-Verdoppelung von vorindustriellen 280 ppm auf 560 ppm bedeuten. Mit Stand 2019 beträgt die im Jahresverlauf leicht schwankende CO2-Konzentration ungefähr 412 ppm. Neben Kohlenstoffdioxid sind noch weitere Gase am Treibhauseffekt beteiligt, deren Beitrag in der Regel als CO2-Äquivalente dargestellt wird.

    Die Eingrenzung der Klimasensitivität auf einen möglichst genauen Temperaturwert ist für die Kenntnis der künftigen Klimaentwicklung von grundlegender Bedeutung. Bei ausschließlicher Betrachtung der im Labor gemessenen Strahlungswirkung von CO2 beträgt die Klimasensitivität 1,2 °C. Zur Klimasensitivität trägt jedoch auch eine Reihe positiver Rückkopplungseffekte im Klimasystem bei, wobei zwischen schnellen und langsamen Feedbacks unterschieden wird. Wasserdampf-, Eis-Albedo- und Aerosolrückkopplung sowie die Wolkenbildung zählen zu den schnellen Rückkopplungen. Die Eisschilde, kohlenstoffbindende Verwitterungsprozesse sowie die Ausbreitung oder Reduzierung der Vegetationsfläche gelten als langsame Rückkopplungseffekte und werden der Erdsystem-Klimasensitivität zugeordnet.

    Die Klimasensitivität als dynamischer Faktor hängt in hohem Maße vom jeweiligen Klimazustand ab. Beispiele aus der Erdgeschichte zeigen, dass sich die Klimasensitivität mit Zunahme des Strahlungsantriebs und der damit steigenden Globaltemperatur ebenfalls erhöht. So wird beispielsweise für die starke Erwärmungsphase des Paläozän/Eozän-Temperaturmaximums vor 55,8 Millionen Jahren eine Klimasensitivität im Bereich von 3,7 bis 6,5 °C postuliert. Ähnlich hohe Werte werden auch für den größten Teil des übrigen Känozoikums veranschlagt.

    In den vergangenen Jahrzehnten wurden der Klimasensitivität sehr unterschiedliche Werte zugeschrieben. Die Sachstandsberichte des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), die den jeweils aktuellen Forschungsstand zusammenfassen, gelten hierbei als maßgebliche und zuverlässige Quelle. Im 2007 erschienenen Vierten Sachstandsbericht lag der als „wahrscheinlich“ eingestufte Temperaturkorridor zwischen 2 und 4,5 °C. Laut dem 2013 veröffentlichten Fünften Sachstandsbericht betrug die Bandbreite zwischen 1,5 und 4,5 °C. Demnach liegt der beste mittlere Schätzwert für die gegenwärtige Klimasensitivität bei rund 3 °C. Im Jahr 2019 zeigten erste Auswertungen der neuentwickelten Klimamodellreihe CMIP6, dass einige Standardtests mit 2,8 bis 5,8 °C deutlich höhere Klimasensitivitäten ergaben als frühere Modellgenerationen. Allerdings führte die Anwendung von CMIP6 mit der Modellvariante CESM2 (Community Earth System Model version 2) beim Vergleich mit paläoklimatologisch ermittelten Temperaturdaten des frühen Känozoikums zu erheblichen Abweichungen beziehungsweise unrealistischen Werten.

    Klimafaktor Mensch

    Globaler Land-Ozean-Temperaturindex seit 1880, Differenz zum Mittelwert der Jahre 1951 bis 1980

    Seit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert erhöhen die Menschen den Anteil an Treibhausgasen in der Atmosphäre in signifikantem Umfang. Besonders die Verbrennung fossiler Energieträger trug dazu bei, dass die Kohlenstoffdioxid-Konzentration von 280 ppm (Teile pro Million) auf (Stand 2020) 415 ppm stieg. Hinzu kommen beträchtliche Methan-Emissionen, vor allem bedingt durch intensive Tierhaltung, sowie weitere Treibhausgase wie Distickstoffmonoxid (Lachgas) oder Carbonylsulfid. Ein bedeutender Faktor ist zudem die großflächige Entwaldung insbesondere der tropischen Regenwälder.

    Der Temperaturanstieg gegenüber der vorindustriellen Zeit bis zum Jahr 2018 betrug nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) etwa 1,0 °C. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts rechnet der IPCC im ungünstigsten Fall (repräsentativer Konzentrationspfad RCP 8.5) mit einem Temperaturanstieg im Bereich von 2,6 bis 4,8 °C.

    Rekonstruktion der globalen Temperaturentwicklung über die letzten 2000 Jahre, einschließlich der anthropogenen Erwärmung (nach PAGES 2k Consortium, 2019).

    Die Zunahme von Treibhausgasen und der damit gekoppelte Temperaturanstieg sind nach einhelliger wissenschaftlicher Meinung auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen. Wenn es nicht gelingt, die anthropogenen Emissionen in hohem Umfang zu reduzieren, drohen selbst bei einer relativ moderaten Erwärmung von 2 °C zahlreiche und zum Teil schwerwiegende Folgen, zu denen steigende Meeresspiegel, zunehmende Wetterextreme und gravierende Auswirkungen auf menschliche Gemeinschaften zählen. Neuere Analysen auf der Basis umfassender paläoklimatologischer Datenreihen der letzten 12.000 Jahre kommen zu dem Ergebnis, dass die im bisherigen 21. Jahrhundert aufgetretene Erwärmung die Temperaturwerte des Holozänen Klimaoptimums (vor etwa 8000 bis 6000 Jahren) mit hoher Wahrscheinlichkeit übertrifft.

    Kippelemente

    Kippelemente (englisch Tipping Elements) sind in der Erdsystemforschung Bestandteile des Klimasystems, die durch geringe äußere Einflüsse einen neuen Zustand annehmen, wenn sie einen bestimmten Kipppunkt erreichen. Diese Änderungen können abrupt erfolgen und gelten zum Teil als irreversibel. Das Konzept der Kippelemente wird vor allem in der geowissenschaftlichen Fachliteratur seit Beginn des Jahrtausends als bis dahin vernachlässigte Möglichkeit diskontinuierlicher Prozesse – vor allem im Zusammenhang mit der gegenwärtigen globalen Erwärmung – auf breiter Basis diskutiert.

    In einer ersten Bestandsaufnahme wurden die folgenden potenziellen Kippelemente identifiziert:

    Umfang der arktischen Meereisbedeckung in den letzten 1450 Jahren

    In den folgenden Jahren wurden weitere Kippelemente benannt, darunter die Methan-Freisetzung aus den Ozeanen und aus tauenden Dauerfrostböden sowie das weltweite Absterben von Korallenriffen. Durch die Aktivierung einiger Kippelemente könnten in Form von Rückkopplungen weitere Kipppunkte überschritten werden. Damit bestünde das Risiko einer Kettenreaktion („Kaskade“), die das Klima unumkehrbar in ein Warmklima überführen würde, in etwa vergleichbar mit den Umweltbedingungen des Pliozäns oder – bei unvermindertem Emissionsvolumen – des Eozäns.

    Im Hinblick auf verschiedene geochronologische Perioden gibt es eine Reihe deutlicher Hinweise, dass bei Erreichen bestimmter Kipppunkte ein abrupter Wechsel in einen neuen Klimazustand stattfand, wie zum Beispiel während des Hangenberg-Ereignisses im späten Devon vor etwa 359 Millionen Jahren.

    Klimamodelle

    Klimamodelle sind Computermodelle zur Berechnung des Klimas und dessen Einflussfaktoren über einen bestimmten Zeitraum und werden sowohl zur Analyse künftiger Entwicklungen als auch zur Rekonstruktion von Paläoklimaten verwendet. Die Projektionen der Klimamodelle sind naturgemäß unsicherer als die der Wettermodelle, da hierbei wesentlich größere Zeiträume in Betracht gezogen und eine Reihe zusätzlicher Parameter berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grund werden keine Klimaprognosen, sondern Szenarien mit bestimmten Wahrscheinlichkeitskorridoren erstellt. Ein Klimamodell basiert in der Regel auf einem Meteorologiemodell, wie es auch zur numerischen Wettervorhersage verwendet wird. Dieses Modell wird jedoch für die Klimamodellierung modifiziert und erweitert, um alle Erhaltungsgrößen korrekt abzubilden. Oftmals wird dabei ein Ozeanmodell, ein Schnee- und Eismodell für die Kryosphäre und ein Vegetationsmodell für die Biosphäre angekoppelt.

    Die meisten Modelle werden an realen Klimaverläufen der Gegenwart und der Vergangenheit kalibriert, so dass sie nicht nur aktuelle Entwicklungen, sondern beispielsweise auch die Klimazyklen über mehrere 100.000 Jahre weitgehend korrekt nachbilden können. Somit wurde es möglich, den charakteristischen Ablauf der Quartären Eiszeit mit ihren Warm- und Kaltphasen, einschließlich der Milanković-Zyklen, des Treibhauseffekts und der Eis-Albedo-Rückkopplung, auf ein solides theoretisches Fundament zu stellen. Allerdings bestehen für Projektionen künftiger Klimaentwicklungen über Jahrhunderte oder länger große Unsicherheiten hinsichtlich möglicher Rückkopplungsprozesse, vor allem in Verbindung mit den Kippelementen im Erdsystem, sodass es selbst unter Einbeziehung der Klimageschichte beziehungsweise paläoklimatologisch ermittelter Daten schwierig ist, valide Resultate zu erzielen. Ebenso haben dekadische Klimamodellierungen nur eine beschränkte Aussagekraft, da kurzfristig auftretende Schwankungen einen Trend jederzeit überlagern oder verfälschen können.

    Klima in Deutschland

    Monatsmitteltemperaturen und monatliche Abweichungen für Deutschland

    Deutschland liegt vollständig in der gemäßigten Klimazone Mitteleuropas im Einflussbereich der Westwindzone und somit in der Übergangsregion zwischen dem maritimen Klima in Westeuropa und dem kontinentalen Klima in Osteuropa. Das für die relativ hohe nördliche Breite milde Klima wird unter anderem vom Golfstrom beeinflusst.

    Der bundesweite Gebietsmittelwert der Lufttemperatur beträgt im Jahresmittel 8,2 °C (Normalperiode 1961–1990), der niedrigste Monatsdurchschnitt wird mit −0,5 °C im Januar und der höchste mit 16,9 °C im Juli erreicht. Spitzenreiter bei den Jahresdurchschnittstemperaturen ist der Oberrhein-Graben mit über 11 °C, während Oberstdorf, 800 Meter über Meereshöhe gelegen, rund 6 °C verzeichnet. Der kälteste Ort ist der Gipfel der 2962 m hohen Zugspitze mit einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von fast −5 °C. Die mittlere jährliche Niederschlagshöhe beträgt 789 mm, die mittleren monatlichen Niederschlagshöhen liegen zwischen 49 mm im Februar und 85 mm im Juni. Die Niederschlagshöhe schwankt in einem Bereich von über 1000 mm in der Alpenregion und den Mittelgebirgen und unter 500 mm im Regenschatten des Harzes zwischen Magdeburg im Norden, Leipzig im Osten und Erfurt im Süden. Generell nimmt die Humidität von West nach Ost ab.

    In den letzten Jahrzehnten verzeichnet auch Deutschland einen deutlichen Erwärmungstrend: Nach den Statistiken des Deutschen Wetterdienstes lagen in allen Jahren seit 1988 (ausgenommen 1996 und 2010) die Durchschnittstemperaturen über dem langjährigen Mittel von 8,2 °C. 2014 wurde mit 10,3 °C erstmals ein zweistelliger Jahreswert erreicht, übertroffen nur vom bisherigen Rekordjahr 2018 mit 10,5 °C. Für den Zeitraum 1881 bis 2018 ergibt sich in den Auswertungen des Deutschen Wetterdienst ein Temperaturanstieg für Deutschland um +1,5 °C (linearer Trend). Die Zunahme im Sommer betrug +1,4 °C (1881–2018), im Winter +1,5 °C (1882–2019). Dabei hat sich der Trend in den letzten Jahrzehnten verstärkt. Damit verbunden zeigen Beobachtungen der Pflanzenentwicklung eine Verschiebung der phänologischen Jahreszeiten. Beispielsweise trat die Haselnussblüte, die als Indikator für den phänologischen Vorfrühling definiert ist, im Zeitraum 1991–2010 ca. 12 Tage früher auf als im Zeitraum 1961–1990. Auch Zugvögel bleiben fast einen Monat länger in Deutschland als noch in den 1970er Jahren.

    Zeitreihe der Lufttemperaturen in Deutschland 1881 bis 2018 (Deutscher Wetterdienst)

    Die tiefste jemals in Deutschland gemessene Temperatur wurde am 24. Dezember 2001 mit −45,9 °C am Funtensee in den Berchtesgadener Alpen registriert. Allerdings handelt es sich hierbei um eine besonders exponierte Lage, da in der abflusslosen Senke über Schneebedeckung ein Kaltluftstau entstehen kann. Der Deutsche Wetterdienst gibt als offiziellen Rekordwert −37,8 °C an, gemessen am 12. Februar 1929 in Hüll (Ortsteil von Wolnzach, Kreis Pfaffenhofen). Nachdem am 24. Juli 2019 die bisher höchste Temperatur mit 40,5 °C im nordrhein-westfälischen Geilenkirchen gemessen wurde, setzten bereits einen Tag später die Wetterstationen Duisburg-Baerl und Tönisvorst mit jeweils 41,2 °C neue Rekordmarken. Ungewöhnlich hohe Temperaturen traten am 25. Juli 2019 auch an einer Reihe anderer Orte auf.

    Die sonnigsten Regionen Deutschlands sind in den nördlichen und südlichen Randbereichen des Landes zu finden. Mit 1869 Sonnenstunden pro Jahr ist Kap Arkona auf der Insel Rügen der Rekordhalter für die aktuelle Referenzperiode 1981–2010. Im Süden befinden sich die sonnigsten Regionen am südlichen Oberrhein, in der Region um Stuttgart und im bayerischen Alpenvorland einschließlich der Landeshauptstadt München. In diesen Gebieten werden im Durchschnitt jährlich etwa 1800 Sonnenstunden gemessen. Allerdings ist deren Verteilung im Hinblick auf die Jahreszeiten sehr unterschiedlich: Während an der Ostseeküste die meisten Sonnenstunden im Frühjahr und Sommer auftreten, sind im Süden und besonders im Alpenvorland die Wintermonate deutlich sonniger als in den übrigen Landesteilen.

    Witterungsbedingungen wie ausgeprägte Dürren oder Hitzewellen waren bisher aufgrund der ausgleichenden Westwindzone relativ selten, ereigneten sich jedoch im Jahresverlauf 2018 nicht nur in Deutschland, sondern fast überall in Europa, und könnten laut verschiedenen Untersuchungen künftig zunehmen. Ein gegenteiliges Extrem war eine von Ende Januar bis Mitte Februar 2012 dauernde europaweite Kältephase. In den Herbst- und Wintermonaten gibt es immer wieder einzelne Sturm- oder Orkantiefs, die meistens über die Nordsee nach Osten ziehen und vor allem Norddeutschland und die Mittelgebirge treffen, wie zum Beispiel die Orkantiefs Lothar im Dezember 1999 und Kyrill im Januar 2007. Regelmäßig ereignen sich auch Hochwasser, die nach intensiven Niederschlägen im Sommer (Oderhochwasser 1997, Hochwasser in Mitteleuropa 2002) oder nach der Schneeschmelze zu Überschwemmungen mit erheblichem Schadenspotenzial führen können. Dürren betreffen im Normalfall den eher trockenen Nordosten Deutschlands, können jedoch mitunter auf das ganze Land übergreifen, wie während der Hitzewellen 2003, 2015 und 2018.

    Weitere Wetterextreme wie Gewitterstürme und Tornados entstehen vorwiegend im Früh- und Hochsommer. Während Süddeutschland schwerpunktmäßig von Hagelunwettern heimgesucht wird, nimmt die Tornadotendenz nach Nordwesten hin leicht zu. Eine Besonderheit sind hierbei die an der Nord- und Ostseeküste hauptsächlich im Spätsommer auftretenden Wasserhosen. Insgesamt ist jährlich mit 30 bis 60 Tornados zu rechnen, in manchen Jahren auch mit deutlich mehr (119 Tornados 2006).

    Literatur

    Begriff und Definition des Klimas

    • P. Hupfer: Das Klimasystem der Erde. Akad.-Verlag, Berlin 1991, ISBN 3-05-500712-3.
    • K. Bernhardt: Aufgaben der Klimadiagnostik in der Klimaforschung. In: Gerl. Beitr. Geophys. 96, 1987, S. 113–126.
    • M. Hantel, H. Kraus, C. D. Schönwiese: Climate definition. Springer Verlag, Berlin 1987, ISBN 3-540-17473-7.
    • M. Hogger: Climatypes. Hogger Verlag, Ainring 2007.
    • Christoph Buchal, Christian-Dietrich Schönwiese: Klima. Die Erde und ihre Atmosphäre im Wandel der Zeiten. Hrsg.: Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung, Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. 2. Auflage. Hanau 2012, ISBN 978-3-89336-589-0.
    • Christian-Dietrich Schönwiese: Klimatologie. 4., überarbeitete und aktualisierte Auflage. UTB, Stuttgart 2013, ISBN 978-3-8252-3900-8.

    Klimageschichte und natürlicher Klimawandel

    • Elmar Buchner, Norbert Buchner: Klima und Kulturen. Die Geschichte von Paradies und Sintflut. Greiner Verlag, Remshalden 2005, ISBN 3-935383-84-3.
    • Karl-Heinz Ludwig: Eine kurze Geschichte des Klimas. Von der Entstehung der Erde bis heute. Verlag C. H. Beck, München 2006, ISBN 3-406-54746-X.
    • Wolfgang Behringer: Kulturgeschichte des Klimas. Von der Eiszeit bis zur globalen Erwärmung. Verlag C. H. Beck, München, ISBN 978-3-406-52866-8.
    • Tobias Krüger: Die Entdeckung der Eiszeiten – Internationale Rezeption und Konsequenzen für das Verständnis der Klimageschichte. Schwabe-Verlag, Basel 2008, ISBN 978-3-7965-2439-4.
    • Heinz Wanner: Klima und Mensch. Eine 12.000-jährige Geschichte. Haupt Verlag, Bern 2016, ISBN 978-3-258-07879-3.

    Klimafaktor Mensch

    • Enzyklopädie der Natur. Die Geheimnisse der Natur entdecken, entschlüsseln, erklären. Orbis Verlag, 1992, ISBN 3-572-01284-8, S. 84/85.
    • Tim Flannery: Wir Wettermacher, Wie die Menschen das Klima verändern und was das für unser Leben auf der Erde bedeutet. Fischer Verlag, 2006, ISBN 3-10-021109-X.
    • Claudia Kemfert: Die andere Klima-Zukunft: Innovation statt Depression Murmann-Verlag, Hamburg 2008, ISBN 978-3-86774-047-0.
    • David Goeßmann: Kurs Klimakollaps. Das große Versagen der Politik. Das Neue Berlin 2021, ISBN 978-3-360-01364-4.

    Weblinks

    Commons: Klima – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
    Wiktionary: Klima – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
    Wikiquote: Klima – Zitate

    Einzelnachweise

    1. Klimatologische Referenzperiode. In: Wetterlexikon. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 10. Dezember 2019.
    2. Sascha Leufke (Autor), Michael Hemmer, Gabriele Schrüfer, Jan Christoph Schubert (Hrsg.): Klimazonen im Geographieunterricht – Fachliche Vorstellungen und Schülervorstellungen im Vergleich in Münsteraner Arbeiten zur Geographiedidaktik, Band 02, 2011, PDF. S. 20–21.
    3. Michael Hantel, Helmut Kraus, Christian-Dietrich Schönwiese: 11 Climate Definitions. In: G. Fischer G. (Hrsg.): Climatology. Part 1. Landolt-Börnstein – Group V Geophysics (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology). 4c1. Springer, doi:10.1007/10356990_2.
    4. ↑ Matthias Heymann: Klimakonstruktionen – Von der klassischen Klimatologie zur Klimaforschung. In: NTM Zeitschrift für Geschichte der Wissenschaften, Technik und Medizin. Band 17, Nr. 2, Mai 2009, S. 171–197, doi:10.1007/s00048-009-0336-3.
    5. Julian M . Allwood, Valentina Bosetti, Navroz K . Dubash, Luis Gómez-Echeverri, Christoph von Stechow (Hrsg.): IPCC, 2013/14: Anhang zu den Zusammenfassungen für politische Entscheidungsträger der Beiträge der Arbeitsgruppen I, II und III zum Fünften Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC). Deutsche Übersetzung durch Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle. Bonn 2016 (Online [PDF; 1,3 MB]).
    6. Klima. In: Wetterlexikon. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 12. Mai 2019.
    7. Joachim Blüthgen: Allgemeine Klimageographie. Hrsg.: Wolfgang Weischet. Walter de Gruyter, 1980, ISBN 978-3-11-006561-9, S. 5.
    8. Manfred Hendl, Joachim Marcinek, Eckehart Jäger: Allgemeine Klima-, Hydro- und Vegetationsgeographie (= Studienbücherei / Geographie für Lehrer. Band 5). Haack, 1983, 1.1 Klimabegriff und Klimaelemente.
    9. Julius von Hann: Handbuch der Klimatologie (= Friedrich Ratzel [Hrsg.]: Bibliothek Geographischer Handbücher). Von J. Engelhorn, Stuttgart 1883, S. 1 (Online).
    10. Alexander von Humboldt: Kosmos: Entwurf einer physischen Weltbeschreibung, Band 1. 1845 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
    11. Latein-Wörterbuch. In: frag-caesar.de. Stefan Schulze-Steinmann, abgerufen am 10. Juli 2013 (vgl. auch Deklination und Inklination).
    12. Wiktionary: Klima.
    13. Das Klima als Wettergesamtheit. doi:10.1175/1520-0493(1927)55<401:DKAWCA>2.0.CO;2.
    14. Global Land-Ocean Temperature Index. Goddard Institute for Space Studies (GISS)/NASA, abgerufen am 16. Oktober 2019.
    15. Stefan Rahmstorf, Jason E. Box, Georg Feulner, Michael E. Mann, Alexander Robinson, Scott Rutherford, Erik J. Schaffernicht: Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. In: Nature Climate Change. Band 5, März 2015, S. 475–480, doi:10.1038/nclimate2554 (englisch, Online [PDF]).
    16. Wetterlexikon: Regionalklima – wetter.de
    17. Wetter und Klima – Deutscher Wetterdienst – Glossar – R – Regionalklima
    18. Duo Chan, Qigang Wu: Significant anthropogenic-induced changes of climate classes since 1950. In: Nature Scientific Reports. Band 5, August 2015, doi:10.1038/srep13487 (englisch).
    19. John W. Williams, Stephen T. Jackson, John E. Kutzbach: Projected distributions of novel and disappearing climates by 2100 AD. In: PNAS. Band 104, Nr. 14, April 2015, S. 5738–5742, doi:10.1073/pnas.0606292104 (englisch, Online [PDF]).
    20. Steven J. Phillips, Michael M. Loranty, Pieter S. A. Beck, Theodoros Damoulas, Sarah J. Knight, Scott J. Goetz: Shifts in Arctic vegetation and associated feedbacks under climate change. In: Nature Climate Change. Band 3, Nr. 7, März 2013, S. 673–677, doi:10.1038/nclimate1858 (englisch, Online [PDF]).
    21. Giuseppe Zappa, Paulo Ceppi, Theodore G. Shepherd: Time-evolving sea-surface warming patterns modulate the climate change response of subtropical precipitation over land. In: PNAS. Band 117, Nr. 9, Februar 2020, S. 4539–4545, doi:10.1073/pnas.1911015117 (englisch, Online [PDF]).
    22. Naia Morueta-Holme, Kristine Engemann, Pablo Sandoval-Acuña, Jeremy D. Jonas, R. Max Segnitz, Jens-Christian Svenning: Strong upslope shifts in Chimborazo's vegetation over two centuries since Humboldt. In: PNAS. Band 112, Nr. 41, Oktober 2015, S. 12741–12745, doi:10.1073/pnas.1509938112 (englisch, Online [PDF]).
    23. Annex III: Glossary. In: Stan Planton (Hrsg.): Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 2013 (Online [PDF; 372 kB]).
    24. ↑ Hartmut Leser (Hrsg.) et al.: Diercke Wörterbuch Geographie. 16., völlig überarbeitete Auflage, westermann, Braunschweig 2017, ISBN 978-3-14-100840-1, S. 446.
    25. I.-Juliana Sackmann, Arnold I. Boothroyd, Cathleen E. Cramer: Our Sun. III. Present and Future. In: The Astrophysical Journal. Band 418, November 1993, S. 457–468 (englisch, Online [PDF]).
    26. Volcanic Gases and Climate Change Overview. Volcano Hazards Program, USGS (U.S. Geological Survey).
    27. Paul F. Hoffmann, Alan J. Kaufman, Galen P. Halverson, Daniel P. Schrag: A Neoproterozoic Snowball Earth. In: Science. Band 281, Nr. 5381, Januar 1998, S. 1342–1346, doi:10.1126/science.281.5381.1342 (englisch, Online [PDF]).
    28. Dorian S. Abbot, Raymond T. Pierrehumbert: Mudball: Surface dust and Snowball Earth deglaciation. In: Journal of Geophysical Research. Band 115, D3, Februar 2010, doi:10.1029/2009JD012007 (englisch).
    29. ↑ Richard J. Twitchett: The palaeoclimatology, palaeoecology and palaeoenvironmental analysis of mass extinction events. In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Band 232, Nr. 2–4, März 2006, S. 190–213, doi:10.1016/j.palaeo.2005.05.019 (englisch, Online [PDF]).
    30. V. Ramanathan, R. J. Cicerone, H. B. Singh, J. T. Kiehl: Trace gas trends and their potential role in climate change. In: Journal of Geophysical Research. Band 90, D3, Juni 1985, S. 5547–5566, doi:10.1029/JD090iD03p05547 (englisch, Online [PDF]).
    31. Kyle G. Pressel, Colleen M. Kaul, Tapio Schneider: Possible climate transitions from breakup of stratocumulus decks under greenhouse warming. In: Nature Geoscience. Band 12, Nr. 3, März 2019, S. 163–167, doi:10.1038/s41561-019-0310-1 (englisch).
    32. ↑ David P. G. Bond, Paul B. Wignall: Large igneous provinces and mass extinctions: An update. In: The Geological Society of America (GSA) Special Paper. Band 505, September 2014, S. 29–55, doi:10.1130/2014.2505(02) (englisch, Online [PDF]).
    33. Henk Brinkhuis, Stefan Schouten, Margaret E. Collinson, Appy Sluijs, Jaap S. Sinninghe Damsté, Gerald R. Dickens, Matthew Huber, Thomas M. Cronin, Jonaotaro Onodera, Kozo Takahashi, Jonathan P. Bujak, Ruediger Stein, Johan van der Burgh, James S. Eldrett, Ian C. Harding, André F. Lotter, Francesca Sangiorgi, Han van Konijnenburg-van Cittert, Jan W. de Leeuw, Jens Matthiessen, Jan Backman, Kathryn Moran: Episodic fresh surface waters in the Eocene Arctic Ocean. In: Nature. Band 441, 2006, S. 606–609, doi:10.1038/nature04692 (englisch, Online [PDF]).
    34. Mathew J. Owens, Mike Lockwood, Ed Hawkins, Ilya Usoskin, Gareth S. Jones, Luke Barnard, Andrew Schurer, John Fasullo: The Maunder Minimum and the Little Ice Age: an update from recent reconstructions and climate simulations. In: Journal of Space Weather and Space Climate. Band 7, Dezember 2017, doi:10.1051/swsc/2017034 (englisch, Online [PDF]).
    35. Dim Coumou, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Stefan Petri, Hans Joachim Schellnhuber: Quasi-resonant circulation regimes and hemispheric synchronization of extreme weather in boreal summer. In: PNAS. Band 111, Nr. 34, August 2014, S. 12331–12336, doi:10.1073/pnas.1412797111 (englisch).
    36. Kai Kornhuber, Scott Osprey, Dim Coumou, Stefan Petri, Vladimir Petoukhov, Stefan Rahmstorf, Lesley Gray: Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern. In: Environmental Research Letters. Band 14, Nr. 5, April 2019, doi:10.1088/1748-9326/ab13bf (englisch).
    37. Peter U. Clark, Jeremy D. Shakun, Shaun A. Marcott, Alan C. Mix, Michael Eby, Scott Kulp, Anders Levermann, Glenn A. Milne, Patrik L. Pfister, Benjamin D. Santer, Daniel P. Schrag, Susan Solomon, Thomas F. Stocker, Benjamin H. Strauss, Andrew J. Weaver, Ricarda Winkelmann, David Archer, Edouard Bard, Aaron Goldner, Kurt Lambeck, Raymond T. Pierrehumbert, Gian-Kasper Plattner: Consequences of twenty-first-century policy for multi-millennial climate and sea-level change. In: Nature Climate Change. Band 6, April 2016, S. 360–369, doi:10.1038/nclimate2923 (englisch, Online [PDF]).
    38. Richard E. Zeebe: Time-dependent climate sensitivity and the legacy of anthropogenic greenhouse gas emissions. In: PNAS. Band 110, Nr. 34, August 2013, S. 13739–13744, doi:10.1073/pnas.1222843110 (englisch).
    39. A. Ganopolski, R. Winkelmann, H. J. Schellnhuber: Critical insolation–CO2 relation for diagnosing past and future glacial inception. In: Nature. Band 529, Nr. 7585, Januar 2016, S. 200–203, doi:10.1038/nature16494 (englisch, Online).
    40. Susan Solomon, Gian-Kasper Plattner, Reto Knutti, Pierre Friedlingstein: Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions. In: PNAS. Band 106, Nr. 6, Februar 2009, S. 1704–1709, doi:10.1073/pnas.0812721106 (englisch).
    41. Richard E. Zeebe, Andy Ridgwell, James C. Zachos: Anthropogenic carbon release rate unprecedented during the past 66 million years. In: Nature Geoscience. Band 9, Nr. 4, April 2016, S. 325–329, doi:10.1038/ngeo2681 (englisch, Online [PDF]).
    42. Gerta Keller, Paula Mateo, Jahnavi Punekar, Hassan Khozyem, Brian Gertsch, Jorge Spangenberg, Andre Mbabi Bitchong, Thierry Adatte: Environmental changes during the Cretaceous-Paleogene mass extinction and Paleocene-Eocene Thermal Maximum: Implications for the Anthropocene. In: Gondwana Research. Band 56, April 2018, S. 69–89, doi:10.1016/j.gr.2017.12.002 (englisch, Online [PDF]).
    43. ↑ A. Berger, M. Cruci, D. A. Hodell, C. Mangili, J. F. McManus, B. Otto-Bliesner, K. Pol, D. Raynaud, L. C. Skinner, P. C. Tzedakis, E. W. Wolff, Q. Z. Yin, A. Abe-Ouchi, C. Barbante, V. Brovkin, I. Cacho, E. Capron, P. Ferretti, A. Ganopolski, J. O. Grimalt, B. Hönisch, K. Kawamura, A. Landais, V. Margari, B. Martrat, V. Masson-Delmotte, Z. Mokeddem, F. Parrenin, A. A. Prokopenko, H. Rashid, M. Schulz, N. Vazquez Riveiros (Past Interglacials Working Group of PAGES): Interglacials of the last 800,000 years. In: Reviews of Geophysics (AGU Publications). Band 54, Nr. 1, März 2016, S. 162–219, doi:10.1002/2015RG000482 (englisch, Online [PDF]).
    44. James Hansen, Makiko Sato, Pushker Kharecha, David Beerling, Robert Berner, Valerie Masson-Delmotte, Mark Pagani, Maureen Raymo, Dana L. Royer, James C. Zachos: Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim? In: The Open Atmospheric Science Journal. Vol. 2, 2008, S. 217–231, doi:10.2174/1874282300802010217 (PDF)
    45. Richard K. Bambach: Phanerozoic biodiversity mass extinctions. In: Annual Review of Earth and Planetary Sciences. Band 34, Mai 2006, S. 127–155, doi:10.1146/annurev.earth.33.092203.122654 (englisch).
    46. Robin M. Canup: Simulations of a late lunar-forming impact (PDF; 2,0 MB), Icarus, Vol. 168, 2004, S. 433–456.
    47. James F. Kasting, Shuhei Ono: Palaeoclimates: the first two billion years. In: The Royal Society Publishing, Philosophical Transactions B. Juni 2006, doi:10.1098/rstb.2006.1839 (englisch).
    48. Robert E. Kopp, Joseph L. Kirschvink, Isaac A. Hilburn, Cody Z. Nash: The Paleoproterozoic snowball Earth: A climate disaster triggered by the evolution of oxygenic photosynthesis. In: PNAS. Band 102, Nr. 32, Juni 2005, S. 11131–11136, doi:10.1073/pnas.0504878102 (englisch).
    49. David Beerling, Robert A. Berner, Fred T. Mackenzie, Michael B. Harfoot, John A. Pyle: Methane and the CH4-related greenhouse effect over the past 400 million years. In: American Journal of Science. Band 309, Februar 2009, S. 97–113, doi:10.2475/02.2009.01 (englisch, Online [PDF]).
    50. David P. G. Bond, Stephen E. Grasby: On the causes of mass extinctions. In: Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Band 478, Nr. 15, Juli 2017, S. 3–29, doi:10.1016/j.palaeo.2016.11.005 (englisch).
    51. Michael J. Benton, Richard J. Twitchett: How to kill (almost) all life: the end-Permian extinction event. In: Trends in Ecology and Evolution. Band 18, Nr. 7, Juli 2003, S. 358–365, doi:10.1016/S0169-5347(03)00093-4 (englisch, Online [PDF]).
    52. Marco Spurk, Michael Friedrich, Jutta Hofmann, Sabine Remmele, Burkhard Frenzel, Hanns Hubert Leuschner, Bernd Kromer: Revisions and extension of the Hohenheim oak and pine chronologies: New evidence about the timing of the Younger Dryas/Preboreal transition. Inː Radiocarbon, 40, 1998, S. 1107–1116.
    53. A. Brauer: Weichselzeitliche Seesedimente des Holzmaares – Warvenchronologie des Hochglazials und Nachweis von Klimaschwankungen. In documenta naturae, München 1994, ISSN 0723-8428, S. 85.
    54. F. Wilhelms, H. Miller, M. D. Gerasimoff, C. Druecker, A. Frenzel, D. Fritzsche, H. Grobe, S. B. Hansen, S. A. E. Hilmarsson, G. Hoffmann, K. Hörnby, A. Jaeschke, S. S. Jakobsdottir, P. Juckschat, A. Karsten, L. Karsten, P. R. Kaufmann, T. Karlin, E. Kohlberg, G. Kleffel, A. Lambrecht, A. Lambrecht, G. Lawer, I. Schaermeli, J. Schmitt, S. G. Sheldon, M. Takata, M. Trenke, B. Twarloh, F. Valero-Delgado, D. Wilhelms-Dick: The EPICA Dronning Maud Land deep drilling operation. In: Annals of Glaciology. Band 55, Nr. 68, 2014, S. 355–366, doi:10.3189/2014AoG68A189 (englisch, Online [PDF]).
    55. Oliver Wetter, Christian Pfister, Johannes P. Werner, Eduardo Zorita, Sebastian Wagner, Sonia I. Seneviratne, Jürgen Herget, Uwe Grünewald, Jürg Luterbacher, Maria-Joao Alcoforado, Mariano Barriendos, Ursula Bieber, Rudolf Brázdil, Karl H. Burmeister, Chantal Camenisch, Antonio Contino, Petr Dobrovolný, Rüdiger Glaser, Iso Himmelsbach, Andrea Kiss, Oldřich Kotyza, Thomas Labbé, Danuta Limanówka, Laurent Litzenburger, Øyvind Nordl, Kathleen Pribyl, Dag Retsö, Dirk Riemann, Christian Rohr, Werner Siegfried, Johan Söderberg, Jean-Laurent Spring: The year-long unprecedented European heat and drought of 1540 – a worst case. In: Climatic Change. Band 125, Nr. 3–4, August 2014, S. 349–363, doi:10.1007/s10584-014-1184-2 (englisch, Online [PDF]).
    56. Franz v. Cernyː Die Veränderlichkeit des Klimas und ihre Ursachen (PDF; 4,5 MB), A. Hartleben’s Verlag, Wien – Pest – Leipzig 1881.
    57. Dennis V. Kent, Paul E. Olsen, Cornelia Rasmussen, Christopher Lepre, Roland Mundil, Randall B. Irmis, George E. Gehrels, Dominique Giesler, John W. Geissman, William G. Parker: Empirical evidence for stability of the 405-kiloyear Jupiter–Venus eccentricity cycle over hundreds of millions of years. In: PNAS. Band 115, Nr. 24, Juni 2018, doi:10.1073/pnas.1800891115 (englisch).
    58. A. Berger: Milankovitch Theory and climate. In: Reviews of Geophysics. Band 26, Nr. 4, November 1988, S. 624–657 (englisch, Online [PDF]).
    59. Isabel P. Montañez, Jennifer C. McElwain, Christopher J. Poulsen, Joseph D. White, William A. DiMichele, Jonathan P. Wilson, Galen Griggs, Michael T. Hren: Climate, pCO2 and terrestrial carbon cycle linkages during late Palaeozoic glacial–interglacial cycles. In: Nature Geoscience. Band 9, Nr. 11, November 2016, S. 824–828, doi:10.1038/ngeo2822 (englisch, Online [PDF]).
    60. Gary Shaffer, Matthew Huber, Roberto Rondanelli, Jens Olaf Pepke Pedersen: Deep time evidence for climate sensitivity increase with warming. In: Geophysical Research Letters. Band 43, Nr. 12, Juni 2016, S. 6538–6545, doi:10.1002/2016GL069243 (englisch, Online [PDF]).
    61. D. L. Royer, M. Pagani, D. J. Beerling: Geobiological constraints on Earth system sensitivity to CO2 during the Cretaceous and Cenozoic. In: Geobiology. Band 10, Nr. 4, Juli 2012, S. 298–310, doi:10.1111/j.1472-4669.2012.00320.x (englisch, Online [PDF]).
    62. IPCC AR5 WG1: Summary for policymakers. (Online [PDF]).
    63. Marlowe Hood: Earth to warm more quickly, new climate models show. In: Phys.org. 17. September 2019, abgerufen am 17. September 2019 (amerikanisches Englisch).
    64. Belcher et al.: Guest post: Why results from the next generation of climate models matter. 21. März 2019, abgerufen am 17. September 2019 (englisch).
    65. Jiang Zhu, Christopher J. Poulsen, Bette L. Otto-Bliesner: High climate sensitivity in CMIP6 model not supported by paleoclimate. In: Nature Climate Change. Band 10, Mai 2020, S. 378–379, doi:10.1038/s41558-020-0764-6 (englisch).
    66. IPCC, 2018: Summary for Policymakers. In: Valérie Masson-Delmotte u. a. (Hrsg.): Global warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. S. 6.
    67. Synthesebericht: Climate Change 2014 – Synthese Report mit Langfassung und Summary for Policymakers
    68. J. Hansen, M. Sato, P. Hearty, R. Ruedy, M. Kelley, V. Masson-Delmotte, G. Russell, G. Tselioudis, J. Cao, E. Rignot, I. Velicogna, E. Kandiano, K. von Schuckmann, P. Kharecha, A. N. Legrande, M. Bauer, K.-W. Lo: Ice melt, sea level rise and superstorms: evidence from paleoclimate data, climate modeling, and modern observations that 2 °C global warming is highly dangerous. In: Atmospheric Chemistry and Physics (Discussions). Band 15, Nr. 14, 2015, S. 20059–20179, doi:10.5194/acpd-15-20059-2015 (englisch, Online [PDF]).
    69. Darrell Kaufman, Nicholas McKay, Cody Routson, Michael Erb, Christoph Dätwyler, Philipp S. Sommer, Oliver Heiri, Basil Davis: Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach. In: Nature Scientific Data. Band 7, Juni 2020, doi:10.1038/s41597-020-0530-7 (englisch, Online [PDF]).
    70. Timothy M. Lenton, Hermann Held, Elmar Kriegler, Jim W. Hall, Wolfgang Lucht, Stefan Rahmstorf, Hans Joachim Schellnhuber: Tipping elements in the Earth's climate system. In: PNAS. Band 105, Nr. 6, 2008, S. 1786–1793, doi:10.1073/pnas.0705414105 (englisch).
    71. Alexey Portnov, Andrew J. Smith, Jürgen Mienert, Georgy Cherkashov, Pavel Rekant, Peter Semenov, Pavel Serov, Boris Vanshtein: Offshore permafrost decay and massive seabed methane escape in water depths >20 m at the South Kara Sea shelf. In: Geophysikal Research Letters. Band 40, Juli 2013, S. 3962–3967, doi:10.1002/grl.50735 (englisch).
    72. Terry P. Hughes, ames T. Kerry, Mariana Álvarez-Noriega, Jorge G. Álvarez-Romero, Kristen D. Anderson, Andrew H. Baird, Russell C. Babcock, Maria Beger, David R. Bellwood, Ray Berkelmans, Tom C. Bridge, Ian R. Butler, Maria Byrne, Neal E. Cantin, Steeve Comeau, Sean R. Connolly, Graeme S. Cumming, Steven J. Dalton, Guillermo Diaz-Pulido, C. Mark Eakin, Will F. Figueira, James P. Gilmour, Hugo B. Harrison, Scott F. Heron, Andrew S. Hoey, Jean-Paul A. Hobbs, Mia O. Hoogenboom, Emma V. Kennedy, Chao-yang Kuo, Janice M. Lough, Ryan J. Lowe, Gang Liu, Malcolm T. McCulloch, Hamish A. Malcolm, Michael J. McWilliam, John M. Pandolfi, Rachel J. Pears, Morgan S. Pratchett, Verena Schoepf, Tristan Simpson, William J. Skirving, Brigitte Sommer, Gergely Torda, David R. Wachenfeld, Bette L. Willis, Shaun K. Wilson: Global warming and recurrent mass bleaching of corals. In: Nature. Band 543, März 2017, S. 373–377, doi:10.1038/nature21707 (englisch).
    73. Will Steffen, Johan Rockström, Katherine Richardson, Timothy M. Lenton, Carl Folke, Diana Liverman, Colin P. Summerhayes, Anthony D. Barnosky, Sarah E. Cornell, Michel Crucifix, Jonathan F. Donges, Ingo Fetzer, Steven J. Lade, Marten Scheffer, Ricarda Winkelmann, Hans Joachim Schellnhuber: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. In: PNAS. Band 115, Nr. 33, August 2018, S. 8252–8259, doi:10.1073/pnas.1810141115 (englisch).
    74. K. D. Burke, J. W. Williams, M. A. Chandler, A. M. Haywood, D. J. Lunt, B. L. Otto-Bliesner: Pliocene and Eocene provide best analogs for near-future climates. In: PNAS. Band 115, Nr. 52, Dezember 2018, S. 132882–13293, doi:10.1073/pnas.1809600115 (englisch).
    75. David L. Kidder, Thomas R. Worsley: A human-induced hothouse climate? In: GSA Today (The Geological Society of America). Band 22, Nr. 2, Februar 2012, S. 4–11, doi:10.1130/G131A.1 (englisch, Online [PDF]).
    76. Sarah K. Carmichael, Johnny A. Waters, Cameron J. Batchelor, Drew M. Coleman, Thomas J. Suttner, Erika Kido, L. M. Moore, Leona Chadimová: Climate instability and tipping points in the Late Devonian: Detection of the Hangenberg Event in an open oceanic island arc in the Central Asian Orogenic Belt. In: Gondwana Research. Band 32, April 2016, S. 213–231, doi:10.1016/j.gr.2015.02.009 (englisch, Online [PDF]).
    77. Thomas Stocker: Einführung in die Klimamodellierung. In: Physikalisches Institut, Universität Bern. WS 2002/2003, 2. Auflage, 2003 (Online [PDF]).
    78. Frank Kaspar, Ulrich Cubasch: Das Klima am Ende einer Warmzeit. In: U. Cubasch (Hrsg.): Der belebte Planet II. Berlin 2007 (PDF).
    79. Hubertus Fischer, Katrin J. Meissner, Alan C. Mix, Nerilie J. Abram, Jacqueline Austermann, Victor Brovkin, Emilie Capron, Daniele Colombaroli, Anne-Laure Daniau, Kelsey A. Dyez, Thomas Felis, Sarah A. Finkelstein, Samuel L. Jaccard, Erin L. McClymont, Alessio Rovere, Johannes Sutter, Eric W. Wolff, Stéphane Affolter, Pepijn Bakker, Juan Antonio Ballesteros-Cánovas, Carlo Barbante, Thibaut Caley, Anders E. Carlson, Olga Churakova (Sidorova), Giuseppe Cortese, Brian F. Cumming, Basil A. S. Davis, Anne de Vernal, Julien Emile-Geay, Sherilyn C. Fritz, Paul Gierz, Julia Gottschalk, Max D. Holloway, Fortunat Joos, Michal Kucera, Marie-France Loutre, Daniel J. Lunt, Katarzyna Marcisz, Jennifer R. Marlon, Philippe Martinez, Valerie Masson-Delmotte, Christoph Nehrbass-Ahles, Bette L. Otto-Bliesner, Christoph C. Raible, Bjørg Risebrobakken, María F. Sánchez Goñi, Jennifer Saleem Arrigo, Michael Sarnthein, Jesper Sjolte, Thomas F. Stocker, Patricio A. Velasquez Alvárez, Willy Tinner, Paul J. Valdes, Hendrik Vogel, Heinz Wanner, Qing Yan, Zicheng Yu, Martin Ziegler, Liping Zhou: Palaeoclimate constraints on the impact of 2 °C anthropogenic warming and beyond. In: Nature Geoscience. Band 11, Juli 2018, S. 474–485, doi:10.1038/s41561-018-0146-0 (englisch, Online [PDF]).
    80. Benjamin D. Santer, John C. Fyfe, Giuliana Pallotta, Gregory M. Flato, Gerald A. Meehl, Matthew H. England, Ed Hawkins, Michael E. Mann, Jeffrey F. Painter, Céline Bonfils, Ivana Cvijanovic, Carl Mears, Frank J. Wentz, Stephen Po-Chedley, Qiang Fu, Cheng-ZhiZou: Causes of differences in model and satellite tropospheric warming rates. In: Nature Geoscience. Band 10, Juni 2017, S. 478–485, doi:10.1038/NGEO2973 (englisch, Online [PDF]).
    81. ↑ Friedrich, K.; Kaspar, F.: Rückblick auf das Jahr 2018 – das bisher wärmste Jahr in Deutschland, Bericht des Deutschen Wetterdienstes, Stand 2. Januar 2019.
    82. Zeitreihen und Trends. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 13. Juli 2019.
    83. Kaspar, F.; Mächel, H.: Beobachtung von Klima und Klimawandel in Mitteleuropa und Deutschland, Kapitel 3 in: Klimawandel in Deutschland, Seite 17–26, Springer, Berlin Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-50397-3 doi:10.1007/978-3-662-50397-3_3.
    84. Kaspar, F., Zimmermann, K., Polte-Rudolf, C.: An overview of the phenological observation network and the phenological database of Germany's national meteorological service (Deutscher Wetterdienst), Adv. Sci. Res., 11, 2014, 93–99, doi:10.5194/asr-11-93-2014.
    85. Nordrhein-Westfalen: 40,5 Grad - Stadt Geilenkirchen bricht bundesweiten Hitzerekord. In: Spiegel online. 24. Juli 2019, abgerufen am 25. Juli 2019.
    86. Wetter und Klima – Deutscher Wetterdienst – Presse – DWD-Stationen Duisburg-Baerl und Tönisvorst jetzt Spitzenreiter mit 41,2 Grad Celsius. Abgerufen am 17. Dezember 2020.
    87. Das sind die heißesten Orte Deutschlands. In: Spiegel online. 25. Juli 2019, abgerufen am 27. Juli 2019.
    88. Messstationen in Deutschland, die mehr als 40 Grad Celsius gemessen haben (Stand: Juli 2019). In: statista. 26. Juli 2019, abgerufen am 27. Juli 2019.
    89. Sonnenschein: Langjährige Mittelwerte 1981–2010. Deutscher Wetterdienst, abgerufen am 17. Mai 2019.
    90. Aurélie Duchez, Eleanor Frajka-Williams, Simon A. Josey, Dafydd G. Evans, Jeremy P. Grist, Robert Marsh, Gerard D. McCarthy, Bablu Sinha, David I. Berry, Joël J.-M. Hirschi: Drivers of exceptionally cold North Atlantic Ocean temperatures and their link to the 2015 European heat wave. In: Environmental Research Letters. Band 11, Nr. 7, 1. Juli 2016, S. 074004, doi:10.1088/1748-9326/11/7/074004.
    91. (Memento vom 7. Juli 2015 im Internet Archive)
    wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
    Veröffentlichungsdatum:
    Dieser Artikel behandelt den meteorologischen Begriff Zu weiteren Bedeutungen siehe Klima Begriffsklarung Das Klima ist der mit meteorologischen Methoden ermittelte Durchschnitt der dynamischen Prozesse in der Erdatmosphare als Zusammenfassung der Wettererscheinungen kleinraumiger Ortlichkeiten Meso beziehungsweise Regionalklima oder bezogen auf kontinentale Dimensionen Makroklima einschliesslich aller Schwankungen im Jahresverlauf und basierend auf einer Vielzahl von Klimaelementen Die klimatischen Bedingungen werden nicht nur von der Sonneneinstrahlung sowie den physikalischen und chemischen Ablaufen innerhalb der Atmosphare gesteuert sondern zusatzlich von den Einflussen und Wechselwirkungen der anderen vier Erdspharen Hydrosphare Kryosphare Biosphare und Lithosphare Um neben allen anderen Witterungsvorgangen auch den Temperaturverlauf in einem statistisch relevanten Zeitrahmen mit ausreichender Genauigkeit darzustellen empfiehlt die Weltorganisation fur Meteorologie WMO die Verwendung von Referenzperioden auch Normalperioden oder CLINO Perioden in denen die Monatsmittelwerte als Zeitreihe uber 30 Jahre in einem Datensatz zusammengefasst werden Bis einschliesslich 2020 war die Referenzperiode der Jahre 1961 bis 1990 der gultige und allgemein gebrauchliche Vergleichsmassstab Dieser wurde mit Beginn des Jahres 2021 von der neuen Normalperiode 1991 bis 2020 abgelost 1 Die Gesetzmassigkeiten des Klimas seine Komponenten Prozesse und Einflussfaktoren sowie seine mogliche kunftige Entwicklung sind Forschungsgegenstand der Klimatologie Als interdisziplinar gepragte Wissenschaft kooperiert die Klimatologie unter anderem mit Fachgebieten wie der Physik Meteorologie Geographie Geologie und Ozeanographie und verwendet zum Teil deren Methoden beziehungsweise Nachweisverfahren Die Palaoklimatologie ist ein bedeutender Teilbereich sowohl der Klimatologie als auch der Historischen Geologie Ihre Aufgabe besteht darin anhand von Isotopenuntersuchungen und Datenreihen aus Klimaarchiven und indirekten Klimaanzeigern Proxys die klimatischen Bedingungen uber historische oder geologische Zeitraume in Form einer Klimageschichte zu rekonstruieren und die Mechanismen vergangener Klimawandel Ereignisse zu entschlusseln wie zum Beispiel den Einfluss der sich periodisch verandernden Sonneneinstrahlung aufgrund der Milankovic Zyklen auf das Erdsystem Obwohl das Klima heute das am genauesten untersuchte naturliche System darstellt unterliegt der Klimabegriff aufgrund seiner globalen Komplexitat zahlreichen Vereinfachungen Vereinheitlichungen und Vergroberungen in den Modellen die zu erheblichen Abweichungen bei den realen Verhaltnissen an einem konkreten Ort fuhren konnen 2 Inhaltsverzeichnis 1 Begriff 1 1 Definition 1 2 Etymologie 1 3 Zeitliche Dimension 1 4 Raumliche Dimension 1 4 1 Mikroklima oder Kleinklima 1 4 2 Mesoklima 1 4 3 Regionalklima 1 4 4 Makroklima oder Grossklima 1 4 5 Klimatyp 2 Klimazonen und Klimaklassifikation 3 Klimasystem 3 1 Klimaelemente 3 2 Klimafaktoren 3 2 1 Klimafaktoren uber die gesamte Dauer der Erdgeschichte 3 2 2 Sporadisch auftretende Einflusse uber langere Zeitraume 3 2 3 Zusatzliche und gegenwartig wirksame Einflusse 4 Klimawandel 4 1 Klimageschichte 4 2 Erdbahnparameter 4 3 Klimasensitivitat 4 4 Klimafaktor Mensch 4 5 Kippelemente 4 6 Klimamodelle 5 Klima in Deutschland 6 Literatur 6 1 Begriff und Definition des Klimas 6 2 Klimageschichte und naturlicher Klimawandel 6 3 Klimafaktor Mensch 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseBegriffDefinition Je nach Entwicklungsstand und Schwerpunkt der Klimaforschung gab und gibt es verschiedene Definitionen 3 4 Das Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC arbeitet auf Grundlage einer weiten Begriffsbestimmung 5 Klima im engeren Sinne ist normalerweise definiert als das durchschnittliche Wetter oder genauer als die statistische Beschreibung in Form von Durchschnitt und Variabilitat relevanter Grossen uber eine Zeitspanne im Bereich von Monaten bis zu Tausenden oder Millionen von Jahren Der klassische Zeitraum zur Mittelung dieser Variablen sind 30 Jahre wie von der Weltorganisation fur Meteorologie definiert Die relevanten Grossen sind zumeist Oberflachenvariablen wie Temperatur Niederschlag und Wind Klima im weiteren Sinne ist der Zustand einschliesslich einer statistischen Beschreibung des Klimasystems Diese Definition des IPCC umfasst eine tiefenzeitliche Perspektive und nimmt neben der Atmosphare noch weitere Subsysteme Erdspharen mit in den Blick Sie spiegelt die Entwicklung seit der zweiten Halfte des 20 Jahrhunderts in der die interdisziplinare Erforschung der Klimadynamik einschliesslich ihrer Ursachen moglich wurde und in den Vordergrund des Interesses ruckte Damit gewann die zeitliche gegenuber der regionalen Dimension an Bedeutung 4 Der Deutsche Wetterdienst DWD definiert Klima enger mit raumlichem Bezug und auf einer Zeitskala von Jahrzehnten 6 Das Klima ist definiert als die Zusammenfassung der Wettererscheinungen die den mittleren Zustand der Atmosphare an einem bestimmten Ort oder in einem mehr oder weniger grossen Gebiet charakterisieren Es wird reprasentiert durch die statistischen Gesamteigenschaften Mittelwerte Extremwerte Haufigkeiten Andauerwerte u a uber einen genugend langen Zeitraum Im Allgemeinen wird ein Zeitraum von 30 Jahren zugrunde gelegt die sog Normalperiode es sind aber durchaus auch kurzere Zeitabschnitte gebrauchlich In der geographischen Klimatologie wurde Klima von Joachim Bluthgen in seiner Allgemeinen Klimageographie wie folgt definiert 7 Das geographische Klima ist die fur einen Ort eine Landschaft oder einen grosseren Raum typische Zusammenfassung der erdnahen und die Erdoberflache beeinflussenden atmospharischen Zustande und Witterungsvorgange wahrend eines langeren Zeitraumes in charakteristischer Haufigkeitsverteilung In der meteorologischen Klimatologie wird Klima nach Manfred Hendl wie folgt definiert 8 Klima ist die ortlich charakteristische Haufigkeitsverteilung atmospharischer Zustande und Vorgange wahrend eines hinreichend langen Bezugszeitraums der so zu wahlen ist dass die Haufigkeitsverteilung der atmospharischen Zustande und Vorgange den typischen Verhaltnissen am Bezugsort gerecht wird Die fur die Klimatologie grundlegende Definition stammt vom Wiener Meteorologen Julius von Hann 1839 1921 4 der den Begriff verstand als die Gesamtheit aller meteorologischen Erscheinungen die den mittleren Zustand der Atmosphare an irgendeiner Stelle der Erdoberflache charakterisieren Handbuch der Klimatologie 1883 9 Von Hann begrundete damit die Mittelwertsklimatologie Er griff in seiner Definition auf die das 19 Jahrhundert pragende auf die menschliche Erfahrung eines Ortes zielende Definition Alexander von Humboldts zuruck 4 dieser begriff Klima als alle Veranderungen der Atmosphare die unsere Organe merklich afficieren Kosmos Band I 10 Etymologie Das Wort Klima Plural Klimate oder naher am Griechischen Klimata selten eingedeutscht auch Klimas ist eine Ubernahme des altgriechischen Wortes klima klima dessen erste Bedeutung um 500 v Chr in diesem Zusammenhang Krummung Neigung des Sonnenstandes war und zum Verb klinein klinein neigen biegen krummen anlehnen gehort Uber das Spatlateinische clima Verb clinare beugen biegen neigen 11 kam der Begriff schliesslich ins Deutsche 12 Klima bezieht sich nicht auf die Ekliptik also darauf dass die Erdachse zur Ebene der Erdbahn gegenwartig einen Neigungswinkel von ca 23 5 Grad aufweist sondern auf die Kugelform der Erde Dies entspricht der Erfahrung dass nur durch eine Fortbewegung in Nord Sud Richtung die Beobachtung anderer Himmelsgegenden moglich ist Die entsprechende Eindeutschung ist das Kompositum Himmelsstrich das jedoch nur noch die geographische Gegend und nicht mehr die zugehorige Witterung bezeichnet Im 20 Jahrhundert hat sich dabei das Begriffsverstandnis von der Wettergesamtheit E E Fedorov 1927 13 hin zur Synthese des Wetters WMO 1979 entwickelt Zeitliche Dimension Hauptartikel Meteorologie Meteorologisches Observatorium auf dem Hohen Peissenberg Oberbayern 977 Meter uber Meereshohe gelegenIm Unterschied zu dem in einem bestimmten Gebiet auftretenden Wetter Zeitrahmen Stunden bis wenige Tage und zur Witterung Zeitrahmen bis etwa eine Woche seltener ein Monat oder eine Jahreszeit werden in der Klimatologie fest definierte Zeitraume statistisch ausgewertet vorwiegend in Bezug auf das 19 bis 21 Jahrhundert Die Ausgangsbasis bildet dabei immer das Wettergeschehen einschliesslich der meteorologisch erfassten Daten und Messwerte Die Weltorganisation fur Meteorologie WMO empfiehlt in dem Zusammenhang sogenannte Klimanormalperioden mit einer Dauer von 30 Jahren Bisheriger Standard war die Jahresreihe 1961 1990 die der ublichen Regelung entsprechend bis 2020 Gultigkeit hatte und nun durch 1991 2020 ersetzt wurde Aus praktischen Erwagungen werden alternative Normalperioden ebenfalls benutzt Um uber ein moglichst zeitnahes Intervall zu verfugen wurde von der osterreichischen Zentralanstalt fur Meteorologie und Geodynamik ZAMG haufig die Periode 1971 2000 herangezogen auch im Hinblick auf die fur die Alpenregion wichtigen Gletscherinventare Zusatzlich empfiehlt die WMO ihren Mitgliedsorganisationen den Vergleichszeitraum 1981 2010 der parallel zur jeweils gultigen Referenzperiode herangezogen wird unter anderem fur MeteoSchweiz Daneben werden auch grossere Zeitraume ausgewertet wie die hundertjahrige Sakularperiode 1851 1950 um auf diese Weise klimatische Anomalien und Trends in einem grosseren zeitlichen Kontext darzustellen Dieses Prinzip wird sowohl auf lokaler als auch auf landesweiter oder globaler Ebene angewendet Der international anerkannte Index des Goddard Institute for Space Studies GISS und der NASA enthalt die weltweiten Temperaturanomalien ab dem Jahr 1880 auf der Grundlage der Referenzperiode 1951 1980 14 Bei Klimarekonstruktionen die geologische Perioden und damit Zeitraume von Jahrmillionen umfassen spielen Wettereinflusse naturgemass keine Rolle mehr Stattdessen wird versucht durch Auswertung von Sedimenten tierischen und pflanzlichen Fossilien sowie durch Isotopenuntersuchungen eine Klimacharakteristik der jeweiligen Epochen zu erstellen einschliesslich kurzzeitiger Abkuhlungs oder Erwarmungsphasen Durch die raschen Fortschritte der verschiedenen Analysetechniken werden auf diesem Sektor zunehmend prazisere Ergebnisse auch in der zeitlichen Auflosung erzielt Raumliche Dimension Der Begriff Klima wird haufig mit dem Weltklima beziehungsweise dem globalen Klima assoziiert Jedoch ist die globale Temperaturentwicklung nicht reprasentativ fur einzelne Regionen die sogar uber einen gewissen Zeitraum eine gegenlaufige Tendenz aufweisen konnen Ein Beispiel hierfur ist eine cold blob genannte stabile Kalteblase im subpolaren Atlantik sudlich von Gronland die sich offenbar uber Jahrzehnte entwickelt hat und die ihre Existenz moglicherweise umfangreichen Schmelzwassereintragen des Gronlandischen Eisschilds verdankt 15 Umgekehrt kann ein lokaler Rekordsommer in global ermittelten Datenreihen verschwinden Im Hinblick auf raumliche Dimensionen hat sich eine dreistufige Einteilung bewahrt Das Mikroklima umfasst einige Meter bis wenige Kilometer wie eine Terrasse eine Agrarflache oder ein Strassenzug Das Mesoklima bezieht sich auf Landstriche zum Beispiel eine Bergkette bis zu einigen hundert Kilometern Ausdehnung Das Makroklima beschreibt kontinentale und globale Zusammenhange Wahrend beim Wetter eine enge Beziehung zwischen der raumlichen Dimension und der Ereignisdauer besteht ist dieser Aspekt fur klimatologische Analysen weniger relevant Mikroklima oder Kleinklima Mikroklima bezeichnet das Klima im Bereich der bodennahen Luftschichten bis etwa zwei Meter Hohe oder das Klima das sich in einem kleinen klar umrissenen Bereich ausbildet zum Beispiel an Hanglagen oder in einer urbanen Umgebung Das Mikroklima wird entscheidend durch die Oberflachenstruktur und die dort auftretende Bodenreibung des Windes gepragt In diesem Umfeld treten schwachere Luftstromungen aber grossere Temperaturdifferenzen auf Die Verschiedenheit der Boden der Gelandeformen und der Pflanzengesellschaft kann auf engem Raum grosse Klimagegensatze hervorrufen Das Mikroklima ist besonders fur niedrig wachsende Pflanzen von Bedeutung da diese ihr klimaempfindlichstes Lebensstadium in der bodennahen Luftschicht durchlaufen und spielt zum Beispiel bei den Eigenschaften einer Weinbergslage im Qualitatsweinbau eine wichtige Rolle Auch der Mensch ist dem Mikroklima direkt ausgesetzt Besonders im Lebensraum einer Stadt weicht das Mikroklima durch unterschiedliche Baustoffe architektonische Gestaltung Sonneneinstrahlung oder Beschattung oftmals von den naturlichen Gegebenheiten ab und kann sich durch Eingriffe in die jeweilige Bausubstanz oder deren Umgebung rasch und nachhaltig andern Mesoklima Mesoklimate bestehen aus unterschiedlichen Einzelklimaten die eine Ausdehnung zwischen einigen hundert Metern und wenigen hundert Kilometern besitzen im Regelfall jedoch Areale im unteren Kilometerbereich umfassen Aufgrund dieses breiten aber lokalen Spektrums spielen hierbei viele Aspekte der angewandten Meteorologie und der Klimatologie eine grosse Rolle beispielsweise das Stadtklima oder das Regenwaldklima Generell werden alle Lokalklimate und Gelandeklimate zu den Mesoklimaten gezahlt wie die Lokalklimate von Okosystemen wobei bei diesen der Ubergang zu den Mikroklimaten fliessend ist Regionalklima Beim Regionalklima handelt es sich um das Klima einer Raumeinheit auf der Mesoskala Dementsprechend weist es viele Gemeinsamkeiten mit dem Mesoklima auf Das Regionalklima zeichnet sich dadurch aus dass es vor allem von regionalen Gegebenheiten wie der Landnutzung abhangt Daruber hinaus ist die regionale Gelandeform ein wichtiger Einflussfaktor Da das Regionalklima besonders fur forst und landwirtschaftliche sowie infrastrukturelle Prozesse wichtig ist werden hierzu regionalklimatische Karten benutzt Normalerweise untersucht man Regionalklimate bezogen auf naturraumlich verwaltungstechnisch oder landschaftlich abgegrenzte Gebietseinheiten 16 17 Makroklima oder Grossklima Zu den Makroklimaten zahlen grossraumige atmospharische Zirkulationsmuster Meeresstromungen und Klimaregionen von mehr als 500 Kilometern Ausdehnung Dazu gehoren unter anderem die Stromungskombination der Thermohalinen Zirkulation die vier der funf Ozeane zu einem Wasserkreislauf vereint sowie die periodisch auftretenden Effekte der Atlantischen Multidekaden Oszillation Auch die verschiedenen Windsysteme der Planetarischen Zirkulation zum Beispiel der Monsun der Passat oder die ozeanischen und atmospharischen Rossby Wellen werden dem Makroklima zugeordnet ebenso grosse Regionalklimate wie der Amazonas Regenwald Alle Makroklimate beeinflussen sich gegenseitig und bilden in ihrer Gesamtheit das globale Klimasystem Klimatyp Abstrakte Zusammenfassungen der grosstmoglichen Makroklimate auf verschiedenen Kontinenten die sich in der Regel ungefahr uber die gleichen Breitengrade bzw Klimazonen erstrecken werden als Klimatypen bezeichnet So bilden etwa die Grossklimate der immerfeuchten heissen Regenwalder am Amazonas am Kongo in Sudostasien und einigen anderen Gebieten insgesamt den Klimatyp der aquatorialen Regenwalder Da die Vegetation der Erde in erster Linie vom Klima gepragt wird dient die geographische Verteilung der realen terrestrischen Pflanzenfomationen Tundren Walder Steppen usw als Mass fur die Anwendbarkeit der Klimatypen Modelle Je grosser die Ubereinstimmung desto besser das Modell Klimazonen und Klimaklassifikation Hauptartikel Klimazone und Klimaklassifikation Grossklimate der Erde effektive Klimaklassifikation nach Koppen Geiger vereinfachte Darstellung Tropisches Regenwaldklima Savannenklima Steppenklima Wustenklima Etesienklima Feuchtgemassigtes Klima Sinisches Klima Feuchtkontinentales Klima Transsibirisches Klima Sommertrockenes Kaltklima Tundrenklima EisklimaKlimazonen sind grundsatzlich die in Ost West Richtung um die Erde geozonal ausgedehnte Gebiete die aufgrund unterschiedlicher Strahlungs oder Warmebilanzen je nach geographischer Breite voneinander abgegrenzt werden Die auf diese Weise definierten solar thermischen polaren gemassigten und subtropischen Zonen sowie eine tropische Zone werden haufig als Grundlage fur Klimaklassifikationen verwendet mit deren Hilfe die Klimazonen durch Regionen mit gleichartigen klimatischen Bedingungen weiter untergliedert werden Obwohl die Klimazonen aufgrund fehlender hygrischer Klimaelemente strenggenommen noch keine Klimate abbilden werden die klassifizierten Klimaregionen Klimagebiete Klimatypen oder Klimate oftmals auch als Klimazonen bezeichnet Eine der bekanntesten Klassifikationen stammt von dem Geowissenschaftler Wladimir Koppen 1846 1940 Sein 1936 veroffentlichtes Werk Geographisches System der Klimate gilt als die erste objektive Klimaklassifizierung siehe Abbildung rechts Es erlangte vor allem durch Koppens Zusammenarbeit mit dem Klimatologen Rudolf Geiger weite Verbreitung und besitzt auch gegenwartig noch grosse Bedeutung Ausdehnung Struktur und Lage der Klimazonen und regionen sind abhangig vom Zustand und den Schwankungen des weltweiten Klimas uber unterschiedlich lange Zeitraume Laut mehreren Studien existiert seit Mitte des 20 Jahrhunderts eine deutliche Tendenz hin zur Ausbildung von warmeren und trockeneren Klimaten 18 Bei Fortdauer dieser Entwicklung wird sehr wahrscheinlich eine Verschiebung bestehender und die Etablierung neuer Klimatypen eintreten 19 In der Wissenschaft wird allgemein angenommen dass bei weiter zunehmender Erwarmung betrachtliche Folgen fur Flora und Fauna aller Klimazonen zu erwarten sind So konnten bis zum Jahr 2100 knapp 40 Prozent der weltweiten Landflachen von der einsetzenden Umwandlung der bestehenden Klimate betroffen sein mit der Gefahr von umfangreichem Artenschwund und grossflachiger Entwaldung Besonders anfallig fur diesen Wechsel waren subtropische und tropische Gebiete da sie nach palaobiologischen Analysen in den letzten Jahrtausenden nur marginalen Schwankungen unterlagen und deshalb eine gering ausgepragte Anpassungsfahigkeit besitzen Mit am nachhaltigsten wurde der Erwarmungsprozess die arktischen Regionen beeinflussen wenn sich der gegenwartige Trend der Polaren Verstarkung in dieser Region fortsetzt Temperaturanderungen haben erhebliche Auswirkungen auf die dort existierenden Biotope 20 Von dieser Entwicklung in hohem Masse betroffen sind bei weiterer Zunahme der anthropogenen Emissionen zudem der Mittelmeerraum sowie Teile von Chile und Kalifornien mit der Gefahr regionaler Wustenbildungen 21 Neben der sich abzeichnenden polwartigen Verschiebung der thermischen Klimazonen kommt es auch zu Veranderungen der Vegetationsverteilung bei im Tropengurtel liegenden Gebirgszugen So konnte fur den 6263 Meter hohen Chimborazo in Ecuador aufgrund eines Abgleichs mit fruheren Aufzeichnungen festgestellt werden dass wahrend der letzten 200 Jahre bedingt durch Gletscherschmelze sowie durch die zunehmende globale Erwarmung die Pflanzendecke sich etwa 500 Meter weiter nach oben ausgebreitet hat 22 KlimasystemDas im Wesentlichen von der Solarstrahlung angetriebene Klimasystem der Erde besteht aus funf Hauptkomponenten auch Erdspharen genannt Erdatmosphare Hydrosphare Kryosphare Biosphare und Lithosphare mit dem Oberflachenbereich der Pedosphare 23 Diese werden im Einzelnen wie folgt charakterisiert Die Erdatmosphare ist die gasformige hauptsachlich aus Stickstoff und Sauerstoff bestehende Hulle der Erdoberflache Diese wird in mehrere Schichten unterteilt namlich von unten nach oben Troposphare Stratosphare Mesosphare Thermosphare und Exosphare Das Wettergeschehen spielt sich ausschliesslich in der untersten Schicht Troposphare ab deren vertikale Ausdehnung von den Polen zum Aquator hin zunehmend ungefahr 7 bis 17 Kilometer betragt Der atmospharische Treibhauseffekt basierend auf der Wirkung von Spurengasen wie Kohlenstoffdioxid und Methan verhindert ein Absinken der globalen Oberflachentemperatur bis weit unter den Gefrierpunkt Die Hydrosphare umfasst das gesamte Vorkommen flussigen Wassers an oder unter der Erdoberflache Subsysteme sind die Ozeanosphare das Wasser in den Meeren und die Limnosphare Binnengewasser auf dem Festland wie Seen Flusse oder Grundwasser Der Wasserdampf als gasformiger Aggregatzustand des Wassers zahlt nicht zu dieser Kategorie sondern ist Teil der Atmosphare Zur Kryosphare gehoren Meereis Schelfeis Eisschilde Gebirgsgletscher Eis in Permafrostboden Eiskristalle in Wolken sowie alle jahreszeitlich auftretenden und damit stark veranderlichen Schnee und Eisbedeckungen Da Eisflachen den Grossteil der einfallenden Sonnenstrahlung reflektieren beeinflusst das Wachstum oder der Schwund der Kryosphare als elementarer Klimafaktor das Ruckstrahlvermogen Albedo der Erde Die Biosphare Raum des Lebens erstreckt sich von hoheren Atmospharenschichten bis einige Kilometer tief in die Erdkruste Lithosphare und wird in diesen Randbereichen ausschliesslich von Mikroorganismen besiedelt Da das Leben darauf angewiesen ist mit der unbelebten Umwelt zu interagieren und sich dieser anzupassen entstanden im Zuge der Evolution mehrere Okosysteme auf planetarer Ebene Aufgrund ihrer Komplexitat und ihrer intensiven Wechselwirkungen mit anderen Spharen steht die Biosphare zu der auch der Mensch gehort im Mittelpunkt vieler naturwissenschaftlicher Disziplinen vor allem der Biologie und der Umweltwissenschaften Die Lithosphare bildet den Festlandsbereich der Erdoberflache und den Ozeanboden Da die oberste Schicht der kontinentalen Lithosphare der Verwitterung ausgesetzt ist gleichzeitig Luft Wasser und organische Substanzen aufnimmt beziehungsweise speichert und vielfach Pflanzenbewuchs aufweist existiert zwischen ihr und den anderen Erdspharen eine auf breiter Basis stattfindende Wechselwirkung Die innerhalb und zwischen den einzelnen Spharen ablaufenden internen Prozesse und Wechselwirkungen gehoren ebenfalls zum Klimasystem Externe das heisst nicht zum Klimasystem gehorende Prozesse treiben das Klimasystem an neben der Solarstrahlung sind das der Vulkanismus und menschliche Einflusse Klimafaktoren Klimaelemente Als Klimaelemente werden die messbaren Einzelerscheinungen der Atmosphare bezeichnet die durch ihr Zusammenwirken das Klima pragen Es handelt sich dabei zumeist um meteorologische Grossen die mittels Wetterstationen Wettersonden oder Satelliten erfasst werden aber auch um Datenreihen aus der Ozeanographie und verschiedenen Disziplinen der Geowissenschaften In der Meteorologie liegt der Schwerpunkt hierbei auf der raumlichen Datenanalyse wahrend in der Klimatologie die Zeitreihenanalyse im Vordergrund steht Die wichtigsten Messgrossen sind Mittlere jahrliche Globalstrahlungssummen in EuropaLufttemperatur Luftfeuchtigkeit Taupunkt Luftdruck Luftdichte Windgeschwindigkeit und Windrichtung Niederschlagsart Niederschlagsmenge Sonnenscheindauer Bewolkung Sichtweite Globalstrahlung AlbedoDie Werte werden in Monatstabellen gesammelt und fur langere Zeitraume klimatologisch mindestens im Rahmen einer 30 jahrigen Normalperiode nach Mittelwerten Haufigkeiten Abfolgen und Extremwerten ausgewertet 24 Klimafaktoren source source source source source source source source source source source source track track Eine Reihe wichtiger KlimafaktorenKlimafaktoren sind die Komponenten des Raumes die auf physikalischer chemischer oder biologischer Basis eine deutliche Wirkung auf das Klimasystem ausuben und es uber unterschiedlich lange Zeitraume stabilisieren pragen oder verandern Dabei konnen mehrere Faktoren zusammenwirken und auf diese Weise einen Prozess verstarken oder sich als jeweils gegenlaufige Einflusse weitgehend neutralisieren 24 Wichtige Klimafaktoren sind mittlere Niederschlagshaufigkeit fur einen bestimmten Tag mittlere Tagesgang des Dampfdrucks vorherrschende Windrichtungsverteilung im Monat mittlere Windgeschwindigkeit wahrend eines Jahres Geographische Breite Topographische Lage Hohenstrukturen Land Meer Verteilung Meeresstromungen Boden Art Beschaffenheit Bedeckung Wasserverhaltnisse an der Oberflache Bebauung Stadtklima Klimafaktoren uber die gesamte Dauer der Erdgeschichte Entwicklung von Leuchtkraft rot Radius blau und effektiver Temperatur grun der Sonne wahrend ihrer Existenz auf der Hauptreihe bezogen auf das gegenwartige Entwicklungsstadium Die Sonne ist fur das irdische Klima von primarer Bedeutung Vor 4 6 Milliarden Jahren setzte bei ihr nach einer Phase als Protostern der Fusionsprozess ein der den im Sonnenkern vorhandenen Wasserstoff allmahlich in Helium umwandelt Dieses Stadium dauert rund 11 Milliarden Jahre wobei die Leuchtkraft und der Radius des Gestirns deutlich zunehmen werden beziehungsweise bereits zugenommen haben 25 Das bedeutet dass die Sonne am Beginn der Erdgeschichte nur 70 Prozent ihrer gegenwartigen Strahlungsleistung aufwies Das Paradoxon der schwachen jungen Sonne beruhrt grundlegende Fragen zur Entstehung und zur Kontinuitat des irdischen Lebens und ist ein zentrales Thema der Atmospharenwissenschaften Der Vulkanismus ist seit Beginn der Erdgeschichte ein elementarer Klimafaktor mit sehr unterschiedlichen Erscheinungsformen unter anderem Schildvulkane Hotspots bzw Manteldiapire Magmatische Grossprovinzen Die permanente Freisetzung von Kohlenstoffdioxid durch vulkanische Ausgasungen etwa 180 bis 440 Megatonnen jahrlich 26 gleicht die durch Verwitterung und Sedimentation bedingte CO2 Einlagerung weitgehend aus und trug im spaten Prakambrium entscheidend zur Uberwindung der Schneeball Erde Stadien bei 27 28 Andererseits ist auch eine mehrmalige Destabilisierung der Biosphare durch stark erhohte vulkanische Aktivitaten eindeutig nachgewiesen 29 Treibhausgase sind strahlungsbeeinflussende gasformige Stoffe in der Atmosphare die den Antrieb des Treibhauseffekts bilden unter anderem Wasserdampf Kohlenstoffdioxid Methan tropospharisches Ozon und Distickstoffmonoxid Das in seiner Gesamtwirkung starkste Treibhausgas ist der Wasserdampf dessen Anteil am naturlichen Treibhauseffekt zwischen 36 und 70 Prozent schwankt Da der atmospharische Wasserdampfgehalt unmittelbar von der Lufttemperatur abhangt nimmt seine Konzentration bei niedrigeren Durchschnittstemperaturen ab und steigt wahrend einer Erwarmungsphase an Wasserdampf Ruckkopplung beziehungsweise Clausius Clapeyron Gleichung Die Plattentektonik bildet gewissermassen den Motor fur klimatische Veranderungen in geologischen Zeitraumen Ihr Einfluss auf das Erdklima beschrankt sich dabei nicht nur auf die Entstehung vulkanischer Zonen auch Gebirgsbildungen Lage und Grosse der Kontinente und damit verbundene Wettersysteme beziehungsweise ozeanische Stromungen stehen mit der Plattentektonik in direktem Zusammenhang Durch Verwitterung in Kalkstein gebundener Kohlenstoff kann wieder in die Atmosphare freigesetzt werden wenn die entsprechenden Gesteinsschichten im Zuge plattentektonischer Verschiebungen und in Verbindung mit erhohten vulkanischen Aktivitaten subduziert werden vgl Anorganischer Kohlenstoffzyklus Albedo ist das Mass des Ruckstrahlvermogens nicht selbst leuchtender Oberflachen Eis und Schneeflachen besitzen eine Albedo von ungefahr 0 80 was einer Ruckstrahlung von 80 Prozent entspricht wahrend freie Meeresoberflachen eine Albedo von rund 0 20 aufweisen und demzufolge mehr Warmeenergie aufnehmen als sie reflektieren Die mittlere spharische Albedo der Erde betragt derzeit etwa 0 3 Sie hangt von der Ausdehnung der Ozeane Eisschilde Wusten und Vegetationszonen ab einschliesslich der Wolkenbedeckung und Aerosolkonzentration und kann sich zusammen mit der Strahlungsbilanz verandern Verwitterungsprozesse bewirken tendenziell eine Abkuhlung und kommen in Abhangigkeit vom jeweiligen Klimazustand unterschiedlich stark zur Geltung Aufgrund chemischer Verwitterung wird der Atmosphare permanent Kohlenstoffdioxid entzogen und in der Lithosphare gebunden Ein Teil des eingelagerten CO2 wird uber Millionen Jahre durch die Ausgasungen kontinentaler oder ozeanischer Vulkane der Atmosphare wieder zugefuhrt 30 Unter den gegenwartigen geophysikalischen Bedingungen wurde ein kompletter Austausch des atmospharischen Kohlenstoffdioxids auf der Basis des Carbonat Silicat Zyklus ungefahr 500 000 Jahre benotigen Klimarelevante Meeresspiegelschwankungen Eustasie beruhen auf zwei Hauptursachenː 1 Veranderungen des Meerwasservolumens durch die Bindung des Wassers in kontinentalen Eisschilden oder durch deren Abschmelzen Glazialeustasie 2 Veranderungen des Ozeanbeckenvolumens infolge tektonischer Prozesse beispielsweise durch Bildung neuer ozeanischer Kruste Dadurch sind Hebungen oder Senkungen des Meeresspiegels im Bereich von 100 bis 200 Metern moglich Wolkenbildungen haben einen grossen Einfluss auf den Energiehaushalt beziehungsweise die Strahlungsbilanz der Erde und damit auf das Klimasystem Die Wirkungszusammenhange sind jedoch noch nicht vollstandig geklart Neuere Studien gehen von der Moglichkeit aus dass hohe CO2 Konzentrationen einen negativen Einfluss auf die Entstehung von Stratocumuluswolken ausuben konnten was einen zusatzlichen Erwarmungseffekt bedeuten wurde 31 Sporadisch auftretende Einflusse uber langere Zeitraume Die Basaltschichten des Dekkan Trapp bei Matheran ostlich MumbaiMagmatische Grossprovinzen waren oftmals Ursache fur rasch verlaufende Klimawechsel Dabei handelt es sich um den grossvolumigen Austritt magmatischer Gesteine aus dem Erdmantel die sich mitunter uber Millionen km ausbreiteten und erhebliche Mengen an Kohlenstoffdioxid und anderen Gasen emittierten Im Unterschied zum normalen Vulkanismus bewirkten die Aktivitaten einer Magmatischen Grossprovinz keine aerosolbedingte Abkuhlung sondern eine weltweite und zum Teil extreme Erwarmung mit zusatzlicher Aktivierung mehrerer Ruckkopplungen 32 Bekannte Magmatische Grossprovinzen sind der Sibirische Trapp 252 mya und der Dekkan Trapp im heutigen Westindien 66 mya Organismen die durch Fixierung oder Freisetzung von Treibhausgasen klimawirksame Effekte hervorrufen konnen wie Korallen Methanbildner oder Pflanzen wie der Schwimmfarn Azolla der wahrscheinlich 800 000 Jahre lang im Eozan den Arktischen Ozean besiedelte 33 Die Eis Albedo Ruckkopplung bezeichnet einen positiven Ruckkopplungseffekt im Klimasystem durch den im Verlauf einer globalen Abkuhlung die Schnee und Eisbedeckung vor allem in den Polargebieten weiter zunimmt Die Eis Albedo Ruckkopplung ist besonders beim Ubergang von einer Warm zu einer Kaltzeit von Bedeutung da sie Vereisungs und Abkuhlungsprozesse beschleunigt und verstarkt Impaktereignisse grosseren Ausmasses konnen nicht nur die Biosphare in erheblichem Umfang destabilisieren und Massenaussterben wie jenes an der Kreide Palaogen Grenze verursachen sondern auch das Klima uber langere Zeitraume beeinflussen abrupt einsetzender Impaktwinter uber einige Jahrzehnte eventuell nachfolgende starke Erwarmung mit einer Dauer von mehreren 10 000 Jahren Erdbahnparameter Zusatzliche und gegenwartig wirksame Einflusse Sonnenfleckenzyklen korrelieren im Normalfall mit dem elfjahrigen Schwabe Zyklus und dem Hale Zyklus mit 22 Jahren Dauer wobei die Sonne auch jahrzehntelang in einer Stillstandsphase verharren kann In der Klimatologie herrscht breite Ubereinstimmung dass sich die Globale Erwarmung seit Mitte des 20 Jahrhunderts von der Sonnenaktivitat vollstandig abgekoppelt hat Welchen Anteil die Aktivitatszyklen am Verlauf der Kleinen Eiszeit und anderen Klimaanomalien hatten ist Gegenstand einer wissenschaftlichen Diskussion 34 Aerosole sind mit einem Tragergas verbundene flussige oder feste Schwebeteilchen die in Form von hygroskopischen Partikeln als Kondensationskerne an der Wolkenbildung beteiligt sind Zusatzlich tragen sie je nach Konzentration chemischer Beschaffenheit und atmospharischer Verteilung uberwiegend zu einer Abkuhlung des Klimas bei vor allem bei einem Auftreten als helle Sulfataerosole Aerosole gelangen zum Beispiel durch Vulkanismus Wald und Flachenbrande sowie verstarkt seit Beginn des Industriezeitalters durch anthropogene Emissionen in die Atmosphare Rossby Wellen auch planetarische Wellen sind grossraumige wellenformige Bewegungen in der Atmosphare und den Meeren als windgesteuerter Faktor der ozeanischen Zirkulation In der Lufthulle sind Rossby Wellen eine maandrierende Auspragung des Jetstreams entlang der Grenze zwischen polaren Kalt und subtropischen Warmluftzonen Die in den letzten Jahren registrierte Veranderung der atmospharischen Rossby Wellen fuhrt zu einer Zunahme stabiler Wetterlagen und damit zu einer Haufung extremer Witterung in den mittleren Breiten der Nordhemisphare 35 36 Mit der Nordatlantischen Oszillation NAO ist eine Veranderung der Druckverhaltnisse zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Suden uber dem Nordatlantik verbunden Die NAO ubt einen starken Einfluss auf die Wetter und Klimabedingungen im ostlichen Nordamerika des Nordatlantiks und in Europa aus Die Atlantische Multidekaden Oszillation AMO bezeichnet eine zyklische Schwankung der Ozeanstromungen im Nordatlantik mit einer Veranderung der Meeresoberflachentemperaturen des gesamten nordatlantischen Beckens Die El Nino Southern Oscillation ENSO ist eine kurzfristige Schwankung im Klimasystem der Erde resultierend aus einer ungewohnlichen Erwarmung im ostlichen Pazifik El Nino und Luftdruckschwankungen in der Atmosphare Southern Oscillation Das ENSO Phanomen ist in der Lage die weltweite Temperaturentwicklung kurzfristig zu beeinflussen Globale Erwarmung ist der vielfach belegte Trend zu hoheren globalen Durchschnittstemperaturen aufgrund anthropogener Treibhausgas Emissionen mit Folgen wie steigenden Meeresspiegeln Gletscherschmelze Verschiebung von Klimazonen sowie Zunahme von Wetterextremen 37 Aussagen uber Umfang und Dauer der kunftigen Temperaturentwicklung beruhen auf verschiedenen Szenarien die deutliche Auswirkungen uber Jahrtausende erwarten lassen unter Umstanden auch daruber hinaus 38 39 Klimawandel Hauptartikel Klimawandel Palaoklimatologie und Klimaschutzabkommen Fennoskandischer Eisschild und alpine Vergletscherung wahrend der Weichsel beziehungsweise Wurm KaltzeitIm Unterschied zu regional oder hemispharisch auftretenden Klimaschwankungen auch Klimafluktuationen oder Klimaanomalien mit einer Dauer von einigen Jahrzehnten oder Jahrhunderten erfolgt ein weltweiter Klimawandel durch die markante Veranderung des Strahlungsantriebs der das Erdsystem aus einem thermisch radiativen Gleichgewicht in ein neues Gleichgewicht uberfuhrt Dieser Prozess bewirkt je nach geophysikalischer Konstellation eine deutliche Abkuhlung oder eine starke Erwarmung uber unterschiedlich lange Zeitraume Die gegenwartige durch den Menschen verursachte Globale Erwarmung ist ein Beispiel fur einen rasch fortschreitenden aber noch nicht abgeschlossenen Klimawandel 40 dessen bisheriger und prognostizierter Verlauf moglicherweise ein in der Klimageschichte singulares Ereignis darstellt fur das keine Entsprechung existiert 41 42 Die wichtigsten Komponenten eines Klimawandels auf globaler Ebene sind die variierende Sonneneinstrahlung aufgrund der Milankovic Zyklen das Ruckstrahlvermogen Albedo der gesamten Erdoberflache sowie die atmospharische Konzentration von Treibhausgasen vorwiegend Kohlenstoffdioxid CO2 und Methan CH4 die wiederum auf der Basis des Treibhauseffekts die Starke der temperaturabhangigen Wasserdampf Ruckkopplung beeinflussen Der Klimazustand der letzten 2 6 Millionen Jahre Quartare Kaltzeit war der eines Eiszeitalters und wurde hauptsachlich von den Milankovic Zyklen gesteuert die die Sonneneinstrahlung uber die Dauer von 40 000 beziehungsweise 100 000 Jahren signifikant veranderten und so den Anstoss fur den Wechsel der Kaltzeiten Glaziale mit Warmzeiten Interglaziale gaben 43 Nicht immer waren Kohlenstoffdioxid und oder Methan die Hauptfaktoren eines Klimawandels Sie fungierten im Rahmen naturlicher Klimawandel Ereignisse manchmal als Ruckkopplungsglieder die einen Klimatrend verstarkten beschleunigten oder abschwachten 44 In diesem Zusammenhang sind neben den Erdbahnparametern auch Feedbacks wie die Eis Albedo Ruckkopplung die Vegetationsbedeckung Verwitterungsprozesse die Variabilitat des Wasserdampfgehalts sowie eine Vielzahl geologischer und geophysikalischer Einflusse zu berucksichtigen Eine spezielle Form des Klimawandels sind abrupte Klimawechsel Sie wurden in der Erdgeschichte durch Impaktereignisse Eruptionen von Supervulkanen grossflachige Magmaausflusse schnelle Veranderungen von Meeresstromungen oder durch rasch ablaufende Ruckkopplungsprozesse im Klimasystem ausgelost oft in Verbindung mit okologischen Krisen 45 Klimageschichte Hauptartikel Klimageschichte Rekonstruktion des Temperaturverlaufs wahrend der Quartaren Kaltzeit anhand verschiedener EisbohrkerneDie Erde bildete sich vor 4 57 Milliarden Jahren aus mehreren Protoplaneten unterschiedlicher Grosse Ihre heutige Masse soll sie der Kollisionstheorie zufolge durch einen Zusammenstoss mit einem marsgrossen Himmelskorper namens Theia vor 4 52 Milliarden Jahren erhalten haben Dadurch wurden Teile des Erdmantels und zahlreiche Trummerstucke von Theia in den Orbit geschleudert aus denen sich innerhalb von 10 000 Jahren der zu Beginn glutflussige Mond formte 46 Uber dieses fruheste und chaotisch gepragte Stadium der Erdgeschichte sind mangels verwertbarer Klimadaten keine gesicherten Aussagen moglich Erst ab der Zeit vor 4 0 bis 3 8 Milliarden Jahren nach der Entstehung der Ozeane und erster Lebensformen existieren fossile Spuren und Proxys Klimaanzeiger die Ruckschlusse auf klimatische Bedingungen erlauben Auf Basis dieser Hinweise wird angenommen dass uber weite Teile des Archaikums ein relativ warmes Klima herrschte 47 Diese Phase endete im fruhen Proterozoikum vor 2 4 Milliarden Jahren mit dem Ubergang in die 300 Millionen Jahre dauernde Palaoproterozoische Vereisung 48 Gegen Ende des Prakambriums diffundierte Sauerstoff in grosseren Mengen bis in die Stratosphare und es bildete sich auf der Grundlage des Ozon Sauerstoff Zyklus eine Ozonschicht Diese schutzte fortan die Erdoberflache vor der solaren UV Strahlung und ermoglichte so die Besiedelung der Kontinente durch Flora und Fauna Wahrend des Erdaltertums nahm der Sauerstoffgehalt rasch zu Er entsprach im Umkreis der Devon Karbon Grenze ca 359 mya erstmals der heutigen Konzentration von 21 Prozent und erreichte gegen Ende des Karbons etwa 33 bis 35 Prozent Im weiteren Verlauf der Erd und Klimageschichte war die Atmosphare in Abhangigkeit von biogeochemischen und geophysikalischen Einflussen immer wieder starken Veranderungen unterworfen Die Sauerstoff Kohlenstoffdioxid und Methan Anteile schwankten zum Teil erheblich und spielten direkt oder indirekt eine entscheidende Rolle bei einer Reihe von Klimawandel Ereignissen 49 Bei Analyse der Klimageschichte spricht eine wachsende Zahl von Belegen fur die Annahme dass fast alle bekannten Massenaussterben oder die deutliche Reduzierung der Biodiversitat mit raschen Klimaanderungen und deren Folgen verknupft waren Daraus resultierte die Erkenntnis dass diese Ereignisse nicht zwangslaufig an langfristige geologische Prozesse gekoppelt sein mussen sondern haufig einen katastrophischen und zeitlich eng begrenzten Verlauf genommen haben 50 Biologische Krisen korrelierten in den letzten 540 Millionen Jahren mehrmals mit einer Abkuhlungsphase mit einem weltweiten Temperaturruckgang von 4 bis 5 C haufiger jedoch mit starken Erwarmungen im Bereich von 5 bis 10 C 51 Im letzteren Fall trug ein Bundel von Nebenwirkungen Vegetationsruckgang Ausgasungen von Gift und Schadstoffen Sauerstoffdefizite Versauerung der Ozeane etc dazu bei die irdische Biosphare weiter zu destabilisieren 29 32 Stalagmit rechts Ansicht links Schnitt mit WachstumsstreifenDie im 20 Jahrhundert entwickelte radiometrische Datierung die eine absolute Altersbestimmung magmatischer Gesteine und vulkanogener Sedimente erlaubt fuhrte zur Etablierung der Subdisziplinen Geochronologie und Chronostratigraphie und besitzt grosse Bedeutung fur alle Perioden des 541 Millionen Jahre umfassenden Phanerozoikums und daruber hinaus Gebrauchliche Methoden sind die Uran Thorium Datierung und die Uran Blei Datierung Fur genaue Datierungen eignen sich vor allem Zirkonkristalle deren stabile Gitterstruktur eine prazise Auswertung der darin eingeschlossenen radioaktiven Nuklide erlaubt Zusatzlich wird zur Rekonstruktion vergangener Klimate und ihrer Umweltbedingungen eine Reihe verschiedener Isotopenuntersuchungen verwendet mit deren Hilfe beispielsweise fruhere Meerestemperaturen CO2 Konzentrationen oder Veranderungen des Kohlenstoffzyklus ermittelt werden konnen Fur jungere erdgeschichtliche Abschnitte Pleistozan und Holozan kommen weitere Analysewerkzeuge zum Einsatz Mit die wichtigsten sind die Dendrochronologie Jahresring Auswertung 52 die Palynologie Pollenanalyse die Warvenchronologie Bandertondatierung 53 Eisbohrkerne 54 Ozeanische Sedimente sowie Tropfsteine Stalagmiten und Stalaktiten Klimaereignisse in historischer Zeit und ihre Auswirkungen auf menschliche Gesellschaften sind Forschungsgegenstand der Historischen Klimatologie beziehungsweise der Umweltgeschichte wobei vielfach auf schriftliche Aufzeichnungen zuruckgegriffen wird Mitteleuropa verfugt uber einen so reichhaltigen Fundus zeitgenossischer Berichte dass etwa ab dem Jahr 1500 fur nahezu jeden einzelnen Monat aussagekraftige Schilderungen der damaligen Witterung vorliegen Klimaveranderungen wie die Mittelalterliche Klimaanomalie oder die Kleine Eiszeit werden dabei ebenso einer wissenschaftlichen Analyse unterzogen wie einzelne Extreme zum Beispiel das von katastrophaler Durre gepragte Jahr 1540 55 Erdbahnparameter Hauptartikel Milankovic Zyklen Maximaler und minimaler Neigungswinkel der Erdachse eingebunden in einen Zyklus von 41 000 JahrenDass langfristige Schwankungen des globalen Klimas auf zyklischen Veranderungen der Erdachse und der Erdumlaufbahn beruhen konnten wurde bereits in der 2 Halfte des 19 Jahrhunderts vermutet 56 Eine erste umfassende Darstellung auf der Basis umfangreicher Berechnungen gelang dem Geophysiker und Mathematiker Milutin Milankovic 1879 1958 Sein in jahrelanger Arbeit erstelltes Erklarungsmodell berucksichtigt die periodischen Veranderungen der Erdbahn von leicht elliptisch bis fast kreisformig die Neigung der Erdachse sowie das Kreiseln der Erde um ihre Rotationsachse Prazession Die nach Milankovic benannten Zyklen beeinflussen die Verteilung und zum Teil die Intensitat der Sonneneinstrahlung auf der Erde Vor allem der die Exzentrizitat steuernde Grosszyklus mit einer Dauer von 405 000 Jahren bildete uber weite Teile des Phanerozoikums einen stabilen kosmischen Taktgeber und kann nach neueren Erkenntnissen bis in die Obertrias vor etwa 215 Millionen Jahren zuruckverfolgt werden 57 Eine dauerhafte Wirkung entfalteten die Zyklen speziell wahrend verschiedener Glazialphasen mit niedrigen Treibhausgas Konzentrationen wobei ihr Einfluss auf den Verlauf der Quartaren Kaltzeit aufgrund deren zeitlicher Nahe gut nachvollzogen werden kann 43 Da die Milankovic Zyklen jedoch zu schwach sind um als primarer Antrieb fur die gesamte Klimageschichte in Frage zu kommen scheinen sie im Klimasystem in erster Linie als Impulsgeber zu fungieren Bei der Modellierung von Klimaverlaufen werden daher zusatzliche Faktoren und Ruckkopplungseffekte mit einberechnet Seit ihrer Wiederbelebung in den 1980er Jahren ist die Theorie in modifizierter und erweiterter Form zum festen Bestandteil von Palaoklimatologie und Quartarforschung geworden 58 Die Milankovic Zyklen gelten in der Klimaforschung als wichtiger Einflussfaktor und werden sowohl bei der Rekonstruktion der letzten Kaltzeitphasen als auch bei der Analyse weiterer Klimawandel Ereignisse wahrend des Phanerozoikums herangezogen 43 59 Klimasensitivitat Hauptartikel Klimasensitivitat Absorptionsspektren der Gase der ErdatmosphareDie Klimasensitivitat ist nach einer haufig verwendeten Definition jene Temperaturzunahme die sich bei einer Verdoppelung der atmospharischen Kohlenstoffdioxid Konzentration einstellt Bezogen auf die aktuelle Globale Erwarmung wurde dies eine CO2 Verdoppelung von vorindustriellen 280 ppm auf 560 ppm bedeuten Mit Stand 2019 betragt die im Jahresverlauf leicht schwankende CO2 Konzentration ungefahr 412 ppm Neben Kohlenstoffdioxid sind noch weitere Gase am Treibhauseffekt beteiligt deren Beitrag in der Regel als CO2 Aquivalente dargestellt wird Die Eingrenzung der Klimasensitivitat auf einen moglichst genauen Temperaturwert ist fur die Kenntnis der kunftigen Klimaentwicklung von grundlegender Bedeutung Bei ausschliesslicher Betrachtung der im Labor gemessenen Strahlungswirkung von CO2 betragt die Klimasensitivitat 1 2 C Zur Klimasensitivitat tragt jedoch auch eine Reihe positiver Ruckkopplungseffekte im Klimasystem bei wobei zwischen schnellen und langsamen Feedbacks unterschieden wird Wasserdampf Eis Albedo und Aerosolruckkopplung sowie die Wolkenbildung zahlen zu den schnellen Ruckkopplungen Die Eisschilde kohlenstoffbindende Verwitterungsprozesse sowie die Ausbreitung oder Reduzierung der Vegetationsflache gelten als langsame Ruckkopplungseffekte und werden der Erdsystem Klimasensitivitat zugeordnet Die Klimasensitivitat als dynamischer Faktor hangt in hohem Masse vom jeweiligen Klimazustand ab Beispiele aus der Erdgeschichte zeigen dass sich die Klimasensitivitat mit Zunahme des Strahlungsantriebs und der damit steigenden Globaltemperatur ebenfalls erhoht So wird beispielsweise fur die starke Erwarmungsphase des Palaozan Eozan Temperaturmaximums vor 55 8 Millionen Jahren eine Klimasensitivitat im Bereich von 3 7 bis 6 5 C postuliert 60 Ahnlich hohe Werte werden auch fur den grossten Teil des ubrigen Kanozoikums veranschlagt 61 In den vergangenen Jahrzehnten wurden der Klimasensitivitat sehr unterschiedliche Werte zugeschrieben Die Sachstandsberichte des Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC die den jeweils aktuellen Forschungsstand zusammenfassen gelten hierbei als massgebliche und zuverlassige Quelle Im 2007 erschienenen Vierten Sachstandsbericht lag der als wahrscheinlich eingestufte Temperaturkorridor zwischen 2 und 4 5 C Laut dem 2013 veroffentlichten Funften Sachstandsbericht betrug die Bandbreite zwischen 1 5 und 4 5 C 62 Demnach liegt der beste mittlere Schatzwert fur die gegenwartige Klimasensitivitat bei rund 3 C Im Jahr 2019 zeigten erste Auswertungen der neuentwickelten Klimamodellreihe CMIP6 dass einige Standardtests mit 2 8 bis 5 8 C deutlich hohere Klimasensitivitaten ergaben als fruhere Modellgenerationen 63 64 Allerdings fuhrte die Anwendung von CMIP6 mit der Modellvariante CESM2 Community Earth System Model version 2 beim Vergleich mit palaoklimatologisch ermittelten Temperaturdaten des fruhen Kanozoikums zu erheblichen Abweichungen beziehungsweise unrealistischen Werten 65 Klimafaktor Mensch Hauptartikel Globale Erwarmung Globaler Land Ozean Temperaturindex seit 1880 Differenz zum Mittelwert der Jahre 1951 bis 1980Seit Beginn der Industrialisierung im 19 Jahrhundert erhohen die Menschen den Anteil an Treibhausgasen in der Atmosphare in signifikantem Umfang Besonders die Verbrennung fossiler Energietrager trug dazu bei dass die Kohlenstoffdioxid Konzentration von 280 ppm Teile pro Million auf Stand 2020 415 ppm stieg Hinzu kommen betrachtliche Methan Emissionen vor allem bedingt durch intensive Tierhaltung sowie weitere Treibhausgase wie Distickstoffmonoxid Lachgas oder Carbonylsulfid Ein bedeutender Faktor ist zudem die grossflachige Entwaldung insbesondere der tropischen Regenwalder Der Temperaturanstieg gegenuber der vorindustriellen Zeit bis zum Jahr 2018 betrug nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC etwa 1 0 C 66 Bis zum Ende des 21 Jahrhunderts rechnet der IPCC im ungunstigsten Fall reprasentativer Konzentrationspfad RCP 8 5 mit einem Temperaturanstieg im Bereich von 2 6 bis 4 8 C 67 Rekonstruktion der globalen Temperaturentwicklung uber die letzten 2000 Jahre einschliesslich der anthropogenen Erwarmung nach PAGES 2k Consortium 2019 Die Zunahme von Treibhausgasen und der damit gekoppelte Temperaturanstieg sind nach einhelliger wissenschaftlicher Meinung auf menschliche Aktivitaten zuruckzufuhren Wenn es nicht gelingt die anthropogenen Emissionen in hohem Umfang zu reduzieren drohen selbst bei einer relativ moderaten Erwarmung von 2 C zahlreiche und zum Teil schwerwiegende Folgen zu denen steigende Meeresspiegel zunehmende Wetterextreme und gravierende Auswirkungen auf menschliche Gemeinschaften zahlen 68 Neuere Analysen auf der Basis umfassender palaoklimatologischer Datenreihen der letzten 12 000 Jahre kommen zu dem Ergebnis dass die im bisherigen 21 Jahrhundert aufgetretene Erwarmung die Temperaturwerte des Holozanen Klimaoptimums vor etwa 8000 bis 6000 Jahren mit hoher Wahrscheinlichkeit ubertrifft 69 Kippelemente Hauptartikel Kippelemente im Erdklimasystem Kippelemente englisch Tipping Elements sind in der Erdsystemforschung Bestandteile des Klimasystems die durch geringe aussere Einflusse einen neuen Zustand annehmen wenn sie einen bestimmten Kipppunkt erreichen Diese Anderungen konnen abrupt erfolgen und gelten zum Teil als irreversibel Das Konzept der Kippelemente wird vor allem in der geowissenschaftlichen Fachliteratur seit Beginn des Jahrtausends als bis dahin vernachlassigte Moglichkeit diskontinuierlicher Prozesse vor allem im Zusammenhang mit der gegenwartigen globalen Erwarmung auf breiter Basis diskutiert 70 In einer ersten Bestandsaufnahme wurden die folgenden potenziellen Kippelemente identifiziert Umfang der arktischen Meereisbedeckung in den letzten 1450 JahrenAbschmelzen des sommerlichen arktischen Meereises Abschmelzen des gronlandischen Eisschildes Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes Erlahmen der atlantischen thermohalinen Zirkulation Veranderung der El Nino Southern Oscillation ENSO Zusammenbruch des indischen Sommermonsuns Veranderungen im Westafrikanischen Monsunsystem mit Auswirkungen auf Sahara und Sahelzone Verodung des tropischen Regenwaldes Reduzierung borealer WalderIn den folgenden Jahren wurden weitere Kippelemente benannt darunter die Methan Freisetzung aus den Ozeanen und aus tauenden Dauerfrostboden 71 sowie das weltweite Absterben von Korallenriffen 72 Durch die Aktivierung einiger Kippelemente konnten in Form von Ruckkopplungen weitere Kipppunkte uberschritten werden Damit bestunde das Risiko einer Kettenreaktion Kaskade die das Klima unumkehrbar in ein Warmklima uberfuhren wurde in etwa vergleichbar mit den Umweltbedingungen des Pliozans oder bei unvermindertem Emissionsvolumen des Eozans 73 74 Im Hinblick auf verschiedene geochronologische Perioden gibt es eine Reihe deutlicher Hinweise dass bei Erreichen bestimmter Kipppunkte ein abrupter Wechsel in einen neuen Klimazustand stattfand 75 wie zum Beispiel wahrend des Hangenberg Ereignisses im spaten Devon vor etwa 359 Millionen Jahren 76 Klimamodelle Hauptartikel Klimamodell Klimamodelle sind Computermodelle zur Berechnung des Klimas und dessen Einflussfaktoren uber einen bestimmten Zeitraum und werden sowohl zur Analyse kunftiger Entwicklungen als auch zur Rekonstruktion von Palaoklimaten verwendet Die Projektionen der Klimamodelle sind naturgemass unsicherer als die der Wettermodelle da hierbei wesentlich grossere Zeitraume in Betracht gezogen und eine Reihe zusatzlicher Parameter berucksichtigt werden mussen Aus diesem Grund werden keine Klimaprognosen sondern Szenarien mit bestimmten Wahrscheinlichkeitskorridoren erstellt Ein Klimamodell basiert in der Regel auf einem Meteorologiemodell wie es auch zur numerischen Wettervorhersage verwendet wird Dieses Modell wird jedoch fur die Klimamodellierung modifiziert und erweitert um alle Erhaltungsgrossen korrekt abzubilden Oftmals wird dabei ein Ozeanmodell ein Schnee und Eismodell fur die Kryosphare und ein Vegetationsmodell fur die Biosphare angekoppelt 77 Die meisten Modelle werden an realen Klimaverlaufen der Gegenwart und der Vergangenheit kalibriert so dass sie nicht nur aktuelle Entwicklungen sondern beispielsweise auch die Klimazyklen uber mehrere 100 000 Jahre weitgehend korrekt nachbilden konnen Somit wurde es moglich den charakteristischen Ablauf der Quartaren Eiszeit mit ihren Warm und Kaltphasen einschliesslich der Milankovic Zyklen des Treibhauseffekts und der Eis Albedo Ruckkopplung auf ein solides theoretisches Fundament zu stellen 78 Allerdings bestehen fur Projektionen kunftiger Klimaentwicklungen uber Jahrhunderte oder langer grosse Unsicherheiten hinsichtlich moglicher Ruckkopplungsprozesse vor allem in Verbindung mit den Kippelementen im Erdsystem sodass es selbst unter Einbeziehung der Klimageschichte beziehungsweise palaoklimatologisch ermittelter Daten schwierig ist valide Resultate zu erzielen 79 Ebenso haben dekadische Klimamodellierungen nur eine beschrankte Aussagekraft da kurzfristig auftretende Schwankungen einen Trend jederzeit uberlagern oder verfalschen konnen 80 Klima in Deutschland Hauptartikel Klima in Deutschland und Zeitreihe der Lufttemperatur in Deutschland Monatsmitteltemperaturen und monatliche Abweichungen fur DeutschlandDeutschland liegt vollstandig in der gemassigten Klimazone Mitteleuropas im Einflussbereich der Westwindzone und somit in der Ubergangsregion zwischen dem maritimen Klima in Westeuropa und dem kontinentalen Klima in Osteuropa Das fur die relativ hohe nordliche Breite milde Klima wird unter anderem vom Golfstrom beeinflusst Der bundesweite Gebietsmittelwert der Lufttemperatur betragt im Jahresmittel 8 2 C Normalperiode 1961 1990 der niedrigste Monatsdurchschnitt wird mit 0 5 C im Januar und der hochste mit 16 9 C im Juli erreicht Spitzenreiter bei den Jahresdurchschnittstemperaturen ist der Oberrhein Graben mit uber 11 C wahrend Oberstdorf 800 Meter uber Meereshohe gelegen rund 6 C verzeichnet Der kalteste Ort ist der Gipfel der 2962 m hohen Zugspitze mit einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von fast 5 C Die mittlere jahrliche Niederschlagshohe betragt 789 mm die mittleren monatlichen Niederschlagshohen liegen zwischen 49 mm im Februar und 85 mm im Juni Die Niederschlagshohe schwankt in einem Bereich von uber 1000 mm in der Alpenregion und den Mittelgebirgen und unter 500 mm im Regenschatten des Harzes zwischen Magdeburg im Norden Leipzig im Osten und Erfurt im Suden Generell nimmt die Humiditat von West nach Ost ab In den letzten Jahrzehnten verzeichnet auch Deutschland einen deutlichen Erwarmungstrend Nach den Statistiken des Deutschen Wetterdienstes lagen in allen Jahren seit 1988 ausgenommen 1996 und 2010 die Durchschnittstemperaturen uber dem langjahrigen Mittel von 8 2 C 2014 wurde mit 10 3 C erstmals ein zweistelliger Jahreswert erreicht ubertroffen nur vom bisherigen Rekordjahr 2018 mit 10 5 C 81 Fur den Zeitraum 1881 bis 2018 ergibt sich in den Auswertungen des Deutschen Wetterdienst ein Temperaturanstieg fur Deutschland um 1 5 C linearer Trend 81 Die Zunahme im Sommer betrug 1 4 C 1881 2018 im Winter 1 5 C 1882 2019 82 Dabei hat sich der Trend in den letzten Jahrzehnten verstarkt 83 Damit verbunden zeigen Beobachtungen der Pflanzenentwicklung eine Verschiebung der phanologischen Jahreszeiten Beispielsweise trat die Haselnussblute die als Indikator fur den phanologischen Vorfruhling definiert ist im Zeitraum 1991 2010 ca 12 Tage fruher auf als im Zeitraum 1961 1990 84 Auch Zugvogel bleiben fast einen Monat langer in Deutschland als noch in den 1970er Jahren Zeitreihe der Lufttemperaturen in Deutschland 1881 bis 2018 Deutscher Wetterdienst Die tiefste jemals in Deutschland gemessene Temperatur wurde am 24 Dezember 2001 mit 45 9 C am Funtensee in den Berchtesgadener Alpen registriert Allerdings handelt es sich hierbei um eine besonders exponierte Lage da in der abflusslosen Senke uber Schneebedeckung ein Kaltluftstau entstehen kann Der Deutsche Wetterdienst gibt als offiziellen Rekordwert 37 8 C an gemessen am 12 Februar 1929 in Hull Ortsteil von Wolnzach Kreis Pfaffenhofen Nachdem am 24 Juli 2019 die bisher hochste Temperatur mit 40 5 C im nordrhein westfalischen Geilenkirchen gemessen wurde 85 setzten bereits einen Tag spater die Wetterstationen Duisburg Baerl und Tonisvorst mit jeweils 41 2 C neue Rekordmarken 86 Ungewohnlich hohe Temperaturen traten am 25 Juli 2019 auch an einer Reihe anderer Orte auf 87 88 Die sonnigsten Regionen Deutschlands sind in den nordlichen und sudlichen Randbereichen des Landes zu finden Mit 1869 Sonnenstunden pro Jahr ist Kap Arkona auf der Insel Rugen der Rekordhalter fur die aktuelle Referenzperiode 1981 2010 89 Im Suden befinden sich die sonnigsten Regionen am sudlichen Oberrhein in der Region um Stuttgart und im bayerischen Alpenvorland einschliesslich der Landeshauptstadt Munchen In diesen Gebieten werden im Durchschnitt jahrlich etwa 1800 Sonnenstunden gemessen Allerdings ist deren Verteilung im Hinblick auf die Jahreszeiten sehr unterschiedlich Wahrend an der Ostseekuste die meisten Sonnenstunden im Fruhjahr und Sommer auftreten sind im Suden und besonders im Alpenvorland die Wintermonate deutlich sonniger als in den ubrigen Landesteilen Witterungsbedingungen wie ausgepragte Durren oder Hitzewellen waren bisher aufgrund der ausgleichenden Westwindzone relativ selten ereigneten sich jedoch im Jahresverlauf 2018 nicht nur in Deutschland sondern fast uberall in Europa und konnten laut verschiedenen Untersuchungen kunftig zunehmen 90 Ein gegenteiliges Extrem war eine von Ende Januar bis Mitte Februar 2012 dauernde europaweite Kaltephase In den Herbst und Wintermonaten gibt es immer wieder einzelne Sturm oder Orkantiefs die meistens uber die Nordsee nach Osten ziehen und vor allem Norddeutschland und die Mittelgebirge treffen wie zum Beispiel die Orkantiefs Lothar im Dezember 1999 und Kyrill im Januar 2007 Regelmassig ereignen sich auch Hochwasser die nach intensiven Niederschlagen im Sommer Oderhochwasser 1997 Hochwasser in Mitteleuropa 2002 oder nach der Schneeschmelze zu Uberschwemmungen mit erheblichem Schadenspotenzial fuhren konnen Durren betreffen im Normalfall den eher trockenen Nordosten Deutschlands konnen jedoch mitunter auf das ganze Land ubergreifen wie wahrend der Hitzewellen 2003 2015 und 2018 Weitere Wetterextreme wie Gewittersturme und Tornados entstehen vorwiegend im Fruh und Hochsommer Wahrend Suddeutschland schwerpunktmassig von Hagelunwettern heimgesucht wird nimmt die Tornadotendenz nach Nordwesten hin leicht zu Eine Besonderheit sind hierbei die an der Nord und Ostseekuste hauptsachlich im Spatsommer auftretenden Wasserhosen Insgesamt ist jahrlich mit 30 bis 60 Tornados zu rechnen in manchen Jahren auch mit deutlich mehr 119 Tornados 2006 91 LiteraturBegriff und Definition des Klimas P Hupfer Das Klimasystem der Erde Akad Verlag Berlin 1991 ISBN 3 05 500712 3 K Bernhardt Aufgaben der Klimadiagnostik in der Klimaforschung In Gerl Beitr Geophys 96 1987 S 113 126 M Hantel H Kraus C D Schonwiese Climate definition Springer Verlag Berlin 1987 ISBN 3 540 17473 7 M Hogger Climatypes Hogger Verlag Ainring 2007 Christoph Buchal Christian Dietrich Schonwiese Klima Die Erde und ihre Atmosphare im Wandel der Zeiten Hrsg Wilhelm und Else Heraeus Stiftung Helmholtz Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren 2 Auflage Hanau 2012 ISBN 978 3 89336 589 0 Christian Dietrich Schonwiese Klimatologie 4 uberarbeitete und aktualisierte Auflage UTB Stuttgart 2013 ISBN 978 3 8252 3900 8 Klimageschichte und naturlicher Klimawandel Elmar Buchner Norbert Buchner Klima und Kulturen Die Geschichte von Paradies und Sintflut Greiner Verlag Remshalden 2005 ISBN 3 935383 84 3 Karl Heinz Ludwig Eine kurze Geschichte des Klimas Von der Entstehung der Erde bis heute Verlag C H Beck Munchen 2006 ISBN 3 406 54746 X Wolfgang Behringer Kulturgeschichte des Klimas Von der Eiszeit bis zur globalen Erwarmung Verlag C H Beck Munchen ISBN 978 3 406 52866 8 Tobias Kruger Die Entdeckung der Eiszeiten Internationale Rezeption und Konsequenzen fur das Verstandnis der Klimageschichte Schwabe Verlag Basel 2008 ISBN 978 3 7965 2439 4 Heinz Wanner Klima und Mensch Eine 12 000 jahrige Geschichte Haupt Verlag Bern 2016 ISBN 978 3 258 07879 3 Klimafaktor Mensch Enzyklopadie der Natur Die Geheimnisse der Natur entdecken entschlusseln erklaren Orbis Verlag 1992 ISBN 3 572 01284 8 S 84 85 Tim Flannery Wir Wettermacher Wie die Menschen das Klima verandern und was das fur unser Leben auf der Erde bedeutet Fischer Verlag 2006 ISBN 3 10 021109 X Claudia Kemfert Die andere Klima Zukunft Innovation statt Depression Murmann Verlag Hamburg 2008 ISBN 978 3 86774 047 0 David Goessmann Kurs Klimakollaps Das grosse Versagen der Politik Das Neue Berlin 2021 ISBN 978 3 360 01364 4 Weblinks Commons Klima Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Klima Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Wikiquote Klima Zitate Eidgenossisches Departement fur Umwelt Verkehr Energie und Kommunikation Klima Environmental Science Published for Everybody Round the Earth ESPERE Klimaenzyklopadie Das Klimainformationsprojekt fur Schule und Bevolkerung bildungsserver hamburg de Ausfuhrliche Informationen zu Klima Klimawandel Klimafolgen Klimaschutz und Klimaskeptikerthesen climateanalytics org earth nullschool net Globale Klimakarte https climatecharts net Webapplikation zur Erzeugung raumlich und zeitlich variabler Klimadiagramme mcc berlin net Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change MCC Johann Seidl Waldklima Daten ab sofort im Internet frei verfugbar Bayerische Landesanstalt fur Wald und Forstwirtschaft Pressemitteilung vom 17 Oktober 2016 beim Informationsdienst Wissenschaft idw online de abgerufen am 18 Oktober 2016 Spektrum de Wie Walder das Wetter beeinflussenEinzelnachweise Klimatologische Referenzperiode In Wetterlexikon Deutscher Wetterdienst abgerufen am 10 Dezember 2019 Sascha Leufke Autor Michael Hemmer Gabriele Schrufer Jan Christoph Schubert Hrsg Klimazonen im Geographieunterricht Fachliche Vorstellungen und Schulervorstellungen im Vergleich in Munsteraner Arbeiten zur Geographiedidaktik Band 02 2011 PDF S 20 21 Michael Hantel Helmut Kraus Christian Dietrich Schonwiese 11 Climate Definitions In G Fischer G Hrsg Climatology Part 1 Landolt Bornstein Group V Geophysics Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology 4c1 Springer doi 10 1007 10356990 2 a b c d Matthias Heymann Klimakonstruktionen Von der klassischen Klimatologie zur Klimaforschung In NTM Zeitschrift fur Geschichte der Wissenschaften Technik und Medizin Band 17 Nr 2 Mai 2009 S 171 197 doi 10 1007 s00048 009 0336 3 Julian M Allwood Valentina Bosetti Navroz K Dubash Luis Gomez Echeverri Christoph von Stechow Hrsg IPCC 2013 14 Anhang zu den Zusammenfassungen fur politische Entscheidungstrager der Beitrage der Arbeitsgruppen I II und III zum Funften Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses fur Klimaanderungen IPCC Deutsche Ubersetzung durch Deutsche IPCC Koordinierungsstelle Bonn 2016 Online PDF 1 3 MB Klima In Wetterlexikon Deutscher Wetterdienst abgerufen am 12 Mai 2019 Joachim Bluthgen Allgemeine Klimageographie Hrsg Wolfgang Weischet Walter de Gruyter 1980 ISBN 978 3 11 006561 9 S 5 Manfred Hendl Joachim Marcinek Eckehart Jager Allgemeine Klima Hydro und Vegetationsgeographie Studienbucherei Geographie fur Lehrer Band 5 Haack 1983 1 1 Klimabegriff und Klimaelemente Julius von Hann Handbuch der Klimatologie Friedrich Ratzel Hrsg Bibliothek Geographischer Handbucher Von J Engelhorn Stuttgart 1883 S 1 Online Alexander von Humboldt Kosmos Entwurf einer physischen Weltbeschreibung Band 1 1845 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche Latein Worterbuch In frag caesar de Stefan Schulze Steinmann abgerufen am 10 Juli 2013 vgl auch Deklination und Inklination Wiktionary Klima Das Klima als Wettergesamtheit doi 10 1175 1520 0493 1927 55 lt 401 DKAWCA gt 2 0 CO 2 Global Land Ocean Temperature Index Goddard Institute for Space Studies GISS NASA abgerufen am 16 Oktober 2019 Stefan Rahmstorf Jason E Box Georg Feulner Michael E Mann Alexander Robinson Scott Rutherford Erik J Schaffernicht Exceptional twentieth century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation In Nature Climate Change Band 5 Marz 2015 S 475 480 doi 10 1038 nclimate2554 englisch Online PDF Wetterlexikon Regionalklima wetter de Wetter und Klima Deutscher Wetterdienst Glossar R Regionalklima Duo Chan Qigang Wu Significant anthropogenic induced changes of climate classes since 1950 In Nature Scientific Reports Band 5 August 2015 doi 10 1038 srep13487 englisch John W Williams Stephen T Jackson John E Kutzbach Projected distributions of novel and disappearing climates by 2100 AD In PNAS Band 104 Nr 14 April 2015 S 5738 5742 doi 10 1073 pnas 0606292104 englisch Online PDF Steven J Phillips Michael M Loranty Pieter S A Beck Theodoros Damoulas Sarah J Knight Scott J Goetz Shifts in Arctic vegetation and associated feedbacks under climate change In Nature Climate Change Band 3 Nr 7 Marz 2013 S 673 677 doi 10 1038 nclimate1858 englisch Online PDF Giuseppe Zappa Paulo Ceppi Theodore G Shepherd Time evolving sea surface warming patterns modulate the climate change response of subtropical precipitation over land In PNAS Band 117 Nr 9 Februar 2020 S 4539 4545 doi 10 1073 pnas 1911015117 englisch Online PDF Naia Morueta Holme Kristine Engemann Pablo Sandoval Acuna Jeremy D Jonas R Max Segnitz Jens Christian Svenning Strong upslope shifts in Chimborazo s vegetation over two centuries since Humboldt In PNAS Band 112 Nr 41 Oktober 2015 S 12741 12745 doi 10 1073 pnas 1509938112 englisch Online PDF Annex III Glossary In Stan Planton Hrsg Climate Change 2013 The Physical Science Basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change 2013 Online PDF 372 kB a b Hartmut Leser Hrsg et al Diercke Worterbuch Geographie 16 vollig uberarbeitete Auflage westermann Braunschweig 2017 ISBN 978 3 14 100840 1 S 446 I Juliana Sackmann Arnold I Boothroyd Cathleen E Cramer Our Sun III Present and Future In The Astrophysical Journal Band 418 November 1993 S 457 468 englisch Online PDF Volcanic Gases and Climate Change Overview Volcano Hazards Program USGS U S Geological Survey Paul F Hoffmann Alan J Kaufman Galen P Halverson Daniel P Schrag A Neoproterozoic Snowball Earth In Science Band 281 Nr 5381 Januar 1998 S 1342 1346 doi 10 1126 science 281 5381 1342 englisch Online PDF Dorian S Abbot Raymond T Pierrehumbert Mudball Surface dust and Snowball Earth deglaciation In Journal of Geophysical Research Band 115 D3 Februar 2010 doi 10 1029 2009JD012007 englisch a b Richard J Twitchett The palaeoclimatology palaeoecology and palaeoenvironmental analysis of mass extinction events In Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology Band 232 Nr 2 4 Marz 2006 S 190 213 doi 10 1016 j palaeo 2005 05 019 englisch Online PDF V Ramanathan R J Cicerone H B Singh J T Kiehl Trace gas trends and their potential role in climate change In Journal of Geophysical Research Band 90 D3 Juni 1985 S 5547 5566 doi 10 1029 JD090iD03p05547 englisch Online PDF Kyle G Pressel Colleen M Kaul Tapio Schneider Possible climate transitions from breakup of stratocumulus decks under greenhouse warming In Nature Geoscience Band 12 Nr 3 Marz 2019 S 163 167 doi 10 1038 s41561 019 0310 1 englisch a b David P G Bond Paul B Wignall Large igneous provinces and mass extinctions An update In The Geological Society of America GSA Special Paper Band 505 September 2014 S 29 55 doi 10 1130 2014 2505 02 englisch Online PDF Henk Brinkhuis Stefan Schouten Margaret E Collinson Appy Sluijs Jaap S Sinninghe Damste Gerald R Dickens Matthew Huber Thomas M Cronin Jonaotaro Onodera Kozo Takahashi Jonathan P Bujak Ruediger Stein Johan van der Burgh James S Eldrett Ian C Harding Andre F Lotter Francesca Sangiorgi Han van Konijnenburg van Cittert Jan W de Leeuw Jens Matthiessen Jan Backman Kathryn Moran Episodic fresh surface waters in the Eocene Arctic Ocean In Nature Band 441 2006 S 606 609 doi 10 1038 nature04692 englisch Online PDF Mathew J Owens Mike Lockwood Ed Hawkins Ilya Usoskin Gareth S Jones Luke Barnard Andrew Schurer John Fasullo The Maunder Minimum and the Little Ice Age an update from recent reconstructions and climate simulations In Journal of Space Weather and Space Climate Band 7 Dezember 2017 doi 10 1051 swsc 2017034 englisch Online PDF Dim Coumou Vladimir Petoukhov Stefan Rahmstorf Stefan Petri Hans Joachim Schellnhuber Quasi resonant circulation regimes and hemispheric synchronization of extreme weather in boreal summer In PNAS Band 111 Nr 34 August 2014 S 12331 12336 doi 10 1073 pnas 1412797111 englisch Kai Kornhuber Scott Osprey Dim Coumou Stefan Petri Vladimir Petoukhov Stefan Rahmstorf Lesley Gray Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave 7 pattern In Environmental Research Letters Band 14 Nr 5 April 2019 doi 10 1088 1748 9326 ab13bf englisch Peter U Clark Jeremy D Shakun Shaun A Marcott Alan C Mix Michael Eby Scott Kulp Anders Levermann Glenn A Milne Patrik L Pfister Benjamin D Santer Daniel P Schrag Susan Solomon Thomas F Stocker Benjamin H Strauss Andrew J Weaver Ricarda Winkelmann David Archer Edouard Bard Aaron Goldner Kurt Lambeck Raymond T Pierrehumbert Gian Kasper Plattner Consequences of twenty first century policy for multi millennial climate and sea level change In Nature Climate Change Band 6 April 2016 S 360 369 doi 10 1038 nclimate2923 englisch Online PDF Richard E Zeebe Time dependent climate sensitivity and the legacy of anthropogenic greenhouse gas emissions In PNAS Band 110 Nr 34 August 2013 S 13739 13744 doi 10 1073 pnas 1222843110 englisch A Ganopolski R Winkelmann H J Schellnhuber Critical insolation CO2 relation for diagnosing past and future glacial inception In Nature Band 529 Nr 7585 Januar 2016 S 200 203 doi 10 1038 nature16494 englisch Online Susan Solomon Gian Kasper Plattner Reto Knutti Pierre Friedlingstein Irreversible climate change due to carbon dioxide emissions In PNAS Band 106 Nr 6 Februar 2009 S 1704 1709 doi 10 1073 pnas 0812721106 englisch Richard E Zeebe Andy Ridgwell James C Zachos Anthropogenic carbon release rate unprecedented during the past 66 million years In Nature Geoscience Band 9 Nr 4 April 2016 S 325 329 doi 10 1038 ngeo2681 englisch Online PDF Gerta Keller Paula Mateo Jahnavi Punekar Hassan Khozyem Brian Gertsch Jorge Spangenberg Andre Mbabi Bitchong Thierry Adatte Environmental changes during the Cretaceous Paleogene mass extinction and Paleocene Eocene Thermal Maximum Implications for the Anthropocene In Gondwana Research Band 56 April 2018 S 69 89 doi 10 1016 j gr 2017 12 002 englisch Online PDF a b c A Berger M Cruci D A Hodell C Mangili J F McManus B Otto Bliesner K Pol D Raynaud L C Skinner P C Tzedakis E W Wolff Q Z Yin A Abe Ouchi C Barbante V Brovkin I Cacho E Capron P Ferretti A Ganopolski J O Grimalt B Honisch K Kawamura A Landais V Margari B Martrat V Masson Delmotte Z Mokeddem F Parrenin A A Prokopenko H Rashid M Schulz N Vazquez Riveiros Past Interglacials Working Group of PAGES Interglacials of the last 800 000 years In Reviews of Geophysics AGU Publications Band 54 Nr 1 Marz 2016 S 162 219 doi 10 1002 2015RG000482 englisch Online PDF James Hansen Makiko Sato Pushker Kharecha David Beerling Robert Berner Valerie Masson Delmotte Mark Pagani Maureen Raymo Dana L Royer James C Zachos Target Atmospheric CO2 Where Should Humanity Aim In The Open Atmospheric Science Journal Vol 2 2008 S 217 231 doi 10 2174 1874282300802010217 PDF Richard K Bambach Phanerozoic biodiversity mass extinctions In Annual Review of Earth and Planetary Sciences Band 34 Mai 2006 S 127 155 doi 10 1146 annurev earth 33 092203 122654 englisch Robin M Canup Simulations of a late lunar forming impact PDF 2 0 MB Icarus Vol 168 2004 S 433 456 James F Kasting Shuhei Ono Palaeoclimates the first two billion years In The Royal Society Publishing Philosophical Transactions B Juni 2006 doi 10 1098 rstb 2006 1839 englisch Robert E Kopp Joseph L Kirschvink Isaac A Hilburn Cody Z Nash The Paleoproterozoic snowball Earth A climate disaster triggered by the evolution of oxygenic photosynthesis In PNAS Band 102 Nr 32 Juni 2005 S 11131 11136 doi 10 1073 pnas 0504878102 englisch David Beerling Robert A Berner Fred T Mackenzie Michael B Harfoot John A Pyle Methane and the CH4 related greenhouse effect over the past 400 million years In American Journal of Science Band 309 Februar 2009 S 97 113 doi 10 2475 02 2009 01 englisch Online PDF David P G Bond Stephen E Grasby On the causes of mass extinctions In Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology Band 478 Nr 15 Juli 2017 S 3 29 doi 10 1016 j palaeo 2016 11 005 englisch Michael J Benton Richard J Twitchett How to kill almost all life the end Permian extinction event In Trends in Ecology and Evolution Band 18 Nr 7 Juli 2003 S 358 365 doi 10 1016 S0169 5347 03 00093 4 englisch Online PDF Marco Spurk Michael Friedrich Jutta Hofmann Sabine Remmele Burkhard Frenzel Hanns Hubert Leuschner Bernd Kromer Revisions and extension of the Hohenheim oak and pine chronologies New evidence about the timing of the Younger Dryas Preboreal transition Inː Radiocarbon 40 1998 S 1107 1116 A Brauer Weichselzeitliche Seesedimente des Holzmaares Warvenchronologie des Hochglazials und Nachweis von Klimaschwankungen In documenta naturae Munchen 1994 ISSN 0723 8428 S 85 F Wilhelms H Miller M D Gerasimoff C Druecker A Frenzel D Fritzsche H Grobe S B Hansen S A E Hilmarsson G Hoffmann K Hornby A Jaeschke S S Jakobsdottir P Juckschat A Karsten L Karsten P R Kaufmann T Karlin E Kohlberg G Kleffel A Lambrecht A Lambrecht G Lawer I Schaermeli J Schmitt S G Sheldon M Takata M Trenke B Twarloh F Valero Delgado D Wilhelms Dick The EPICA Dronning Maud Land deep drilling operation In Annals of Glaciology Band 55 Nr 68 2014 S 355 366 doi 10 3189 2014AoG68A189 englisch Online PDF Oliver Wetter Christian Pfister Johannes P Werner Eduardo Zorita Sebastian Wagner Sonia I Seneviratne Jurgen Herget Uwe Grunewald Jurg Luterbacher Maria Joao Alcoforado Mariano Barriendos Ursula Bieber Rudolf Brazdil Karl H Burmeister Chantal Camenisch Antonio Contino Petr Dobrovolny Rudiger Glaser Iso Himmelsbach Andrea Kiss Oldrich Kotyza Thomas Labbe Danuta Limanowka Laurent Litzenburger Oyvind Nordl Kathleen Pribyl Dag Retso Dirk Riemann Christian Rohr Werner Siegfried Johan Soderberg Jean Laurent Spring The year long unprecedented European heat and drought of 1540 a worst case In Climatic Change Band 125 Nr 3 4 August 2014 S 349 363 doi 10 1007 s10584 014 1184 2 englisch Online PDF Franz v Cernyː Die Veranderlichkeit des Klimas und ihre Ursachen PDF 4 5 MB A Hartleben s Verlag Wien Pest Leipzig 1881 Dennis V Kent Paul E Olsen Cornelia Rasmussen Christopher Lepre Roland Mundil Randall B Irmis George E Gehrels Dominique Giesler John W Geissman William G Parker Empirical evidence for stability of the 405 kiloyear Jupiter Venus eccentricity cycle over hundreds of millions of years In PNAS Band 115 Nr 24 Juni 2018 doi 10 1073 pnas 1800891115 englisch A Berger Milankovitch Theory and climate In Reviews of Geophysics Band 26 Nr 4 November 1988 S 624 657 englisch Online PDF Isabel P Montanez Jennifer C McElwain Christopher J Poulsen Joseph D White William A DiMichele Jonathan P Wilson Galen Griggs Michael T Hren Climate pCO2 and terrestrial carbon cycle linkages during late Palaeozoic glacial interglacial cycles In Nature Geoscience Band 9 Nr 11 November 2016 S 824 828 doi 10 1038 ngeo2822 englisch Online PDF Gary Shaffer Matthew Huber Roberto Rondanelli Jens Olaf Pepke Pedersen Deep time evidence for climate sensitivity increase with warming In Geophysical Research Letters Band 43 Nr 12 Juni 2016 S 6538 6545 doi 10 1002 2016GL069243 englisch Online PDF D L Royer M Pagani D J Beerling Geobiological constraints on Earth system sensitivity to CO2 during the Cretaceous and Cenozoic In Geobiology Band 10 Nr 4 Juli 2012 S 298 310 doi 10 1111 j 1472 4669 2012 00320 x englisch Online PDF IPCC AR5 WG1 Summary for policymakers Online PDF Marlowe Hood Earth to warm more quickly new climate models show In Phys org 17 September 2019 abgerufen am 17 September 2019 amerikanisches Englisch Belcher et al Guest post Why results from the next generation of climate models matter 21 Marz 2019 abgerufen am 17 September 2019 englisch Jiang Zhu Christopher J Poulsen Bette L Otto Bliesner High climate sensitivity in CMIP6 model not supported by paleoclimate In Nature Climate Change Band 10 Mai 2020 S 378 379 doi 10 1038 s41558 020 0764 6 englisch IPCC 2018 Summary for Policymakers In Valerie Masson Delmotte u a Hrsg Global warming of 1 5 C An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1 5 C above pre industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways in the context of strengthening the global response to the threat of climate change sustainable development and efforts to eradicate poverty S 6 Synthesebericht Climate Change 2014 Synthese Report mit Langfassung und Summary for Policymakers J Hansen M Sato P Hearty R Ruedy M Kelley V Masson Delmotte G Russell G Tselioudis J Cao E Rignot I Velicogna E Kandiano K von Schuckmann P Kharecha A N Legrande M Bauer K W Lo Ice melt sea level rise and superstorms evidence from paleoclimate data climate modeling and modern observations that 2 C global warming is highly dangerous In Atmospheric Chemistry and Physics Discussions Band 15 Nr 14 2015 S 20059 20179 doi 10 5194 acpd 15 20059 2015 englisch Online PDF Darrell Kaufman Nicholas McKay Cody Routson Michael Erb Christoph Datwyler Philipp S Sommer Oliver Heiri Basil Davis Holocene global mean surface temperature a multi method reconstruction approach In Nature Scientific Data Band 7 Juni 2020 doi 10 1038 s41597 020 0530 7 englisch Online PDF Timothy M Lenton Hermann Held Elmar Kriegler Jim W Hall Wolfgang Lucht Stefan Rahmstorf Hans Joachim Schellnhuber Tipping elements in the Earth s climate system In PNAS Band 105 Nr 6 2008 S 1786 1793 doi 10 1073 pnas 0705414105 englisch Alexey Portnov Andrew J Smith Jurgen Mienert Georgy Cherkashov Pavel Rekant Peter Semenov Pavel Serov Boris Vanshtein Offshore permafrost decay and massive seabed methane escape in water depths gt 20 m at the South Kara Sea shelf In Geophysikal Research Letters Band 40 Juli 2013 S 3962 3967 doi 10 1002 grl 50735 englisch Terry P Hughes ames T Kerry Mariana Alvarez Noriega Jorge G Alvarez Romero Kristen D Anderson Andrew H Baird Russell C Babcock Maria Beger David R Bellwood Ray Berkelmans Tom C Bridge Ian R Butler Maria Byrne Neal E Cantin Steeve Comeau Sean R Connolly Graeme S Cumming Steven J Dalton Guillermo Diaz Pulido C Mark Eakin Will F Figueira James P Gilmour Hugo B Harrison Scott F Heron Andrew S Hoey Jean Paul A Hobbs Mia O Hoogenboom Emma V Kennedy Chao yang Kuo Janice M Lough Ryan J Lowe Gang Liu Malcolm T McCulloch Hamish A Malcolm Michael J McWilliam John M Pandolfi Rachel J Pears Morgan S Pratchett Verena Schoepf Tristan Simpson William J Skirving Brigitte Sommer Gergely Torda David R Wachenfeld Bette L Willis Shaun K Wilson Global warming and recurrent mass bleaching of corals In Nature Band 543 Marz 2017 S 373 377 doi 10 1038 nature21707 englisch Will Steffen Johan Rockstrom Katherine Richardson Timothy M Lenton Carl Folke Diana Liverman Colin P Summerhayes Anthony D Barnosky Sarah E Cornell Michel Crucifix Jonathan F Donges Ingo Fetzer Steven J Lade Marten Scheffer Ricarda Winkelmann Hans Joachim Schellnhuber Trajectories of the Earth System in the Anthropocene In PNAS Band 115 Nr 33 August 2018 S 8252 8259 doi 10 1073 pnas 1810141115 englisch K D Burke J W Williams M A Chandler A M Haywood D J Lunt B L Otto Bliesner Pliocene and Eocene provide best analogs for near future climates In PNAS Band 115 Nr 52 Dezember 2018 S 132882 13293 doi 10 1073 pnas 1809600115 englisch David L Kidder Thomas R Worsley A human induced hothouse climate In GSA Today The Geological Society of America Band 22 Nr 2 Februar 2012 S 4 11 doi 10 1130 G131A 1 englisch Online PDF Sarah K Carmichael Johnny A Waters Cameron J Batchelor Drew M Coleman Thomas J Suttner Erika Kido L M Moore Leona Chadimova Climate instability and tipping points in the Late Devonian Detection of the Hangenberg Event in an open oceanic island arc in the Central Asian Orogenic Belt In Gondwana Research Band 32 April 2016 S 213 231 doi 10 1016 j gr 2015 02 009 englisch Online PDF Thomas Stocker Einfuhrung in die Klimamodellierung In Physikalisches Institut Universitat Bern WS 2002 2003 2 Auflage 2003 Online PDF Frank Kaspar Ulrich Cubasch Das Klima am Ende einer Warmzeit In U Cubasch Hrsg Der belebte Planet II Berlin 2007 PDF Hubertus Fischer Katrin J Meissner Alan C Mix Nerilie J Abram Jacqueline Austermann Victor Brovkin Emilie Capron Daniele Colombaroli Anne Laure Daniau Kelsey A Dyez Thomas Felis Sarah A Finkelstein Samuel L Jaccard Erin L McClymont Alessio Rovere Johannes Sutter Eric W Wolff Stephane Affolter Pepijn Bakker Juan Antonio Ballesteros Canovas Carlo Barbante Thibaut Caley Anders E Carlson Olga Churakova Sidorova Giuseppe Cortese Brian F Cumming Basil A S Davis Anne de Vernal Julien Emile Geay Sherilyn C Fritz Paul Gierz Julia Gottschalk Max D Holloway Fortunat Joos Michal Kucera Marie France Loutre Daniel J Lunt Katarzyna Marcisz Jennifer R Marlon Philippe Martinez Valerie Masson Delmotte Christoph Nehrbass Ahles Bette L Otto Bliesner Christoph C Raible Bjorg Risebrobakken Maria F Sanchez Goni Jennifer Saleem Arrigo Michael Sarnthein Jesper Sjolte Thomas F Stocker Patricio A Velasquez Alvarez Willy Tinner Paul J Valdes Hendrik Vogel Heinz Wanner Qing Yan Zicheng Yu Martin Ziegler Liping Zhou Palaeoclimate constraints on the impact of 2 C anthropogenic warming and beyond In Nature Geoscience Band 11 Juli 2018 S 474 485 doi 10 1038 s41561 018 0146 0 englisch Online PDF Benjamin D Santer John C Fyfe Giuliana Pallotta Gregory M Flato Gerald A Meehl Matthew H England Ed Hawkins Michael E Mann Jeffrey F Painter Celine Bonfils Ivana Cvijanovic Carl Mears Frank J Wentz Stephen Po Chedley Qiang Fu Cheng ZhiZou Causes of differences in model and satellite tropospheric warming rates In Nature Geoscience Band 10 Juni 2017 S 478 485 doi 10 1038 NGEO2973 englisch Online PDF a b Friedrich K Kaspar F Ruckblick auf das Jahr 2018 das bisher warmste Jahr in Deutschland Bericht des Deutschen Wetterdienstes Stand 2 Januar 2019 Zeitreihen und Trends Deutscher Wetterdienst abgerufen am 13 Juli 2019 Kaspar F Machel H Beobachtung von Klima und Klimawandel in Mitteleuropa und Deutschland Kapitel 3 in Klimawandel in Deutschland Seite 17 26 Springer Berlin Heidelberg 2016 ISBN 978 3 662 50397 3 doi 10 1007 978 3 662 50397 3 3 Kaspar F Zimmermann K Polte Rudolf C An overview of the phenological observation network and the phenological database of Germany s national meteorological service Deutscher Wetterdienst Adv Sci Res 11 2014 93 99 doi 10 5194 asr 11 93 2014 Nordrhein Westfalen 40 5 Grad Stadt Geilenkirchen bricht bundesweiten Hitzerekord In Spiegel online 24 Juli 2019 abgerufen am 25 Juli 2019 Wetter und Klima Deutscher Wetterdienst Presse DWD Stationen Duisburg Baerl und Tonisvorst jetzt Spitzenreiter mit 41 2 Grad Celsius Abgerufen am 17 Dezember 2020 Das sind die heissesten Orte Deutschlands In Spiegel online 25 Juli 2019 abgerufen am 27 Juli 2019 Messstationen in Deutschland die mehr als 40 Grad Celsius gemessen haben Stand Juli 2019 In statista 26 Juli 2019 abgerufen am 27 Juli 2019 Sonnenschein Langjahrige Mittelwerte 1981 2010 Deutscher Wetterdienst abgerufen am 17 Mai 2019 Aurelie Duchez Eleanor Frajka Williams Simon A Josey Dafydd G Evans Jeremy P Grist Robert Marsh Gerard D McCarthy Bablu Sinha David I Berry Joel J M Hirschi Drivers of exceptionally cold North Atlantic Ocean temperatures and their link to the 2015 European heat wave In Environmental Research Letters Band 11 Nr 7 1 Juli 2016 S 074004 doi 10 1088 1748 9326 11 7 074004 tordach org Memento vom 7 Juli 2015 im Internet Archive Normdaten Sachbegriff GND 4031170 3 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Klima amp oldid 236127358