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29.8: Was ist das Klima?
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What is Climate?
 
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29.8: What is Climate?

29.8: Was ist das Klima?

Climate refers to the prevailing weather conditions in a specific area over an extended period. As the saying goes, “Climate is what you expect. Weather is what you get.” Climate is influenced by geographic factors, such as latitude, terrain, and proximity to bodies of water.

Weather and Climate

Weather and climate are related, though they differ in terms of time scale and predictability. Weather refers to the state of the atmosphere at a specific time and place, whereas climate encompasses the “average” weather conditions over a much longer time. In terms of predictability, weather forecasts are limited to days, but the climate can be modeled and predicted over substantial periods, such as years or even decades.

The Climate System

The Earth’s climate system consists of several smaller, interacting sub-systems. The atmosphere is an envelope of gases surrounding the Earth. The hydrosphere consists of all the water on, above, or below the Earth’s surface. Oceans cover more than two-thirds of the Earth’s surface. Ice, including sea ice, glaciers, ice sheets, and snow, comprises the cryosphere, which is also part of the hydrosphere. The geosphere, or lithosphere, consists of the Earth’s crust. Finally, the biosphere includes all the ecosystems on Earth, including all living organisms and their interactions with the atmosphere, hydrosphere, cryosphere, and lithosphere. These sub-systems exchange energy, water, and momentum. The power source driving all of these complex interactions is radiation from the sun.

Planetary Energy Balance

The climate system is powered by radiation from the sun; however, solar radiation does not even provide enough energy to keep the Earth above freezing temperatures. The Earth’s temperature, which has a significant impact on climate, depends on the amplification of thermal energy from solar radiation. The Earth’s surface absorbs approximately 49% of solar radiation, and ~20% is absorbed by the atmosphere. This radiation warms the planet, which in turn causes the Earth to radiate energy back into space. Thus, the ultimate temperature of the planet is determined by the balance between the energy that as absorbed and lost.

Climate Change and Society

Compared to patterns revealed by historical data, Earth’s climate is currently changing rapidly. While these changes are too minute to notice on a day-to-day basis, the accumulation of these minute changes could have devastating impacts on society. Agriculture and food production industries are particularly vulnerable to climate change, and several models have been created to predict the potential effects of climate change. While the effects of climate change on food production vary by crop and region, one model predicts that South Asia and Southern Africa are likely to suffer negative impacts on several crops that are important to large, food-insecure populations.

Das Klima bezieht sich auf die vorherrschenden Wetterbedingungen in einem bestimmten Gebiet über einen längerfristigen Zeitraum. Wie das Sprichwort sagt, ist das Klima das, was man erwartet. Während das Wetter das ist, was man bekommt. Das Klima wird von geografischen Faktoren wie dem Breitengrad, dem Gelände und der Nähe zu Gewässern beeinflusst.

Wetter und Klima

Das Wetter und das Klima sind miteinander verbunden, auch wenn sie sich in Bezug auf Zeitskala und Vorhersagbarkeit voneinander unterscheiden. Das Wetter bezieht sich auf den Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt und an einem bestimmten Ort, während das Klima die durchschnittlichen Wetterbedingungen über einen viel längeren Zeitraum umfasst. Im Hinblick auf die Vorhersagbarkeit sind Wettervorhersagen auf Tage beschränkt. Dagegen lässt sich das Klima über beträchtliche Zeiträume, wie Jahre oder sogar Jahrzehnte, modellieren und vorhersagen.

Das Klimasystem

Das Klimasystem der Erdes besteht aus mehreren kleineren, interagierenden Subsystemen. Die Atmosphäre ist eine Hülle aus Gasen, welche die Erde umspannt. Die Hydrosphäre besteht aus dem gesamten Wasser auf, über oder unter der Erdoberfläche. Die Ozeane bedecken mehr als zwei Drittel der Erdoberfläche. Das Eis, darunter Meereis, Gletscher, Eisschilde und Schnee, umfasst die Kryosphäre, die ebenfalls Teil der Hydrosphäre ist. Die Geosphäre oder Lithosphäre besteht aus der Erdkruste. Die Biosphäre umfasst schließlich alle Ökosysteme der Erde, einschließlich aller lebenden Organismen und ihrer Wechselwirkungen mit der Atmosphäre, der Hydrosphäre, der Kryosphäre und der Lithosphäre. Diese Subsysteme tauschen Energie, Wasser und Impulse miteinander aus. Die Energiequelle, die all diese komplexen Wechselwirkungen antreibt, ist die Strahlung der Sonne.

Planetarische Energiebilanz

Das Klimasystem wird durch die Strahlung der Sonne angetrieben; die Sonnenstrahlung liefert jedoch nicht einmal genug Energie, um die Erde über dem Gefrierpunkt zu halten. Die Temperatur der Erde, welche einen erheblichen Einfluss auf das Klima hat, hängt von der Verstärkung der thermischen Energie aus der Sonnenstrahlung ab. Die Oberfläche der Erde absorbiert etwa 49% der Sonnenstrahlung, und ca. 20% werden von der Atmosphäre absorbiert. Diese Strahlung erwärmt den Planeten, was wiederum dazu führt, dass die Erde Energie in den Weltraum zurückstrahlt. Die Endtemperatur des Planeten wird also durch das Gleichgewicht zwischen der absorbierten und der verlorenen Energie bestimmt.

Der Klimawechsel und die Gesellschaft

Verglichen mit den Mustern, die durch historische Daten offenbart wurden, verändert sich das Klima der Erde derzeit schnell. Obwohl diese Veränderungen zu gering sind, als dass sie im Alltag wahrgenommen werden könnten, könnte die Anhäufung dieser winzigen Veränderungen verheerende Auswirkungen auf die Gesellschaft haben. Die Landwirtschaft und die Nahrungsmittelindustrie sind besonders anfällig für den Klimawandel, und es wurden mehrere Modelle entwickelt, um die möglichen Auswirkungen des Klimawandels vorherzusagen. Während die Auswirkungen des Klimawandels auf die Nahrungsmittelproduktion je nach Kulturpflanze und Region unterschiedlich sind, sagt ein Modell voraus, dass Südasien und das südliche Afrika wahrscheinlich negative Auswirkungen auf mehrere Kulturpflanzen haben werden, die für große Bevölkerungen mit Nahrungsmittelknappheit wichtig sind.


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