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1,5 °C Ziel

1,5 °C Ziel

Das Pariser Abkommen zur Senkung der Treibhausgasemissionen ist am 4. November 2016 in Kraft getreten. Das Pariser Abkommen wird 2020 das Kyoto Protokoll ablösen. In diesem völkerrechtlich bindenden Vertrag äußern die Vertragsstaaten in Artikel 2. 1a) das ehrgeizige Bestreben, die globale Erwärmung auf 1,5°C zu beschränken. Dies im Vergleich zum prä-industriellen Zeitalter. Dieses Ziel ist nur noch mit sehr schnell einsetzenden Maßnahmen zu erreichen.

A
Abflussspende

Abflussspende

Die Abflussspende eines Fließgewässers ist das Verhältnis zwischen dem Wasserabfluss und der Fläche seines Einzugsgebiets. Ein Fluss wie der Rhein hat in seinem Quellgebiet in den Alpen eine hohe Abflussspende. Die Niederschläge dort sind hoch, es verdunstet wenig Wasser. Und die Höhenunterschiede, die das Wasser in kurzer Zeit durchlaufen muss, sind sehr groß. Dementsprechend kann die Abflussspende in Spitzenzeiten, wenn die Hochwassergefahr sehr groß ist, mehr als 6.000 Liter pro Sekunde bezogen auf einen Quadratkilometer Fläche betragen. Die Abflussspende nimmt ab, je weiter sich der Fluss seinem Mündungsgebiet nähert.

Aerosole

Aerosole

rauchender Vulkan
Nach massiven Vulkanausbrüchen bleiben kleinste Partikel (Aerosole) bis zu fünf Jahre in der Stratosphäre. (Foto: GEOMAR)

Aerosole sind ein Gemisch aus festen und/oder flüssigen Teilchen in der Atmosphäre. Neben Rauch aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, Schwefeldioxid und Vulkanasche zählen auch Staub, Pollen oder der Nebel aus Spraydosen zu den Aerosolen. Aerosole sind überall in der Luft vertreten. Bei einer hohen Konzentration von Aerosolen kann es zur Bildung von Smog kommen. (siehe auch Albedo, Atmosphäre, Stratosphäre)

Albedo

Albedo

Verschiedene Oberflächen haben eine unterschiedliche Rückstrahlung: Die Grafik beziffert einige Albedowerte anhand von Beispielen. (Grafik: eskp.de unter cc-by 4.0)

Verschiedene Materialien reflektieren Sonnenlicht sehr unterschiedlich. Je heller ein Material ist, desto größer ist das Reflexions- oder Rückstrahlvermögen. Albedo ist das Maß für dieses Reflexionsvermögen. Aerosole beispielsweise erhöhen den globalen Albedo, in dem sie Sonnenstrahlen reflektieren wirken so in der Atmosphäre kühlend. (siehe auch Aerosole)

Altimeter

Altimeter

Ein Altimeter ist ein Höhenmessgerät mit dem die Höhe eines bestimmten Objekts über einer definierten Fläche gemessen wird. Altimeter werden in der Luftfahrt eingesetzt, beim Fallschirmspringen oder in der Geologie, wenn Höhenprofile und Höhenmodelle von einzelnen Gebieten und Regionen erstellt werden.

Annex-Länder

Annex-Länder

Die 41 Annex-1-Staaten – zu denen auch Deutschland zählt – sind die in Anhang 1 der Klimarahmenkonvention von 1992 gelisteten Nationen. Hierzu zählen fast alle OECD-Staaten und osteuropäischen Länder. Diese Staaten – auch als Industriestaaten bezeichnet – haben sich 1997 im Kyoto-Protokoll zu einer Reduzierung ihrer Treibhausgas-Emissionen bis zum Jahr 2000 unter das Niveau des Jahres 1990 verpflichtet.

Anthropogen

Anthropogen

Vom Menschen verursachte bzw. entstandene Faktoren und Produkte. Anthropogen ist der Gegensatz zu natürlich. Es gibt beispielsweise anthropogene Umweltbelastungen, die sich aus dem Abbau von Rohstoffen, der Gewässerverschmutzung oder der Luftverunreinigung durch Kohlekraftwerke entstehen. Als eine der größten globalen Herausforderungen gilt der von Menschen verursachte Plastikmüll in den Ozeanen. Aber auch der Treibhauseffekt, der zur Erwärmung des Klimas beiträgt, hat in wesentlichem Maße menschliche Ursachen durch die Erzeugung von Kohlenstoffdioxid.

Atmosphäre

Atmosphäre

Die verschiedenen Schichten der Atmosphäre. (Grafik: ESKP)

Gasförmige Hülle eines Himmelskörpers, speziell diejenige der Erde. Die Hauptbestandteile der Erdatmosphäre sind Stickstoff (78,08 Prozent), Sauerstoff (20,95 Prozent) und Argon (0,93 Prozent). Sie unterscheidet sich in die erdnahe Troposphäre, die darüber liegende Stratosphäre sowie die Meso-, Thermo- und die Exosphäre als äußerste Schicht der Erdatmosphäre.

B
Beaufort Windskala

Beaufort Windskala

Beaufort-Skala

Skala, mit der Windstärken bzw. Windgeschwindigkeiten abgeschätzt werden. Auf der klassischen numerischen Skala reichen die Werte von 0 (windstill) bis zu Windstärke 12 (Orkan) und einer damit verbundenen Windgeschwindigkeit von 118-133 km/h. Im Jahr 1946 wurden für besonders starke Stürme fünf weitere Stufen hinzugefügt (bis zu Windstärke 17). Speziell für Tornados und Hurrikane gibt es die Fujita-Tornado-Skala mit einer Abstufung von F 0 bis F 12.

Benthos

Benthos

Am Boden festsitzende Koralle, Antarktis (Foto: J. Gutt & W. Dimmler/AWI)

Die Lebewesen, die in der Bodenzone eines Gewässers (z. B. See, Meer, Fluss) vorkommen, werden als Benthos bezeichnet. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Lebewesen festsitzen (sessil) oder sich am Gewässergrund bewegen (vagil). Typische Benthos sind beispielswese Krebse und Muscheln. Benthos dienen nicht nur als Nahrungsquelle für andere Lebewesen. Sie werden zunehmend erforscht, um giftige Stoffe in der Nahrungskette zu ermitteln.

Biodiversität

Biodiversität

Bezeichnet die Vielfalt des Lebens. Sie umfasst drei Ebenen: die Diversität der Ökosysteme, die Vielfalt zwischen den Arten sowie die genetische Diversität von Individuen innerhalb einer Art. Intensive Landnutzung, Umweltverschmutzung, Klimaveränderungen, einschließlich großer Temperatur- und Niederschlagsschwankungen können die Biodiversität eines Lebensraumes verändern. So können Tiere oder Pflanzen in einer Region aussterben, ab- aber auch zuwandern. Solche Änderungen können das Gleichgewicht bisheriger Lebensgemeinschaften verändern.

Der Klimawandel, aber auch die Veränderung von Landnutzung, kann die Artenzusammensetzung teils irreversibel verändern und das Ökosystem in seiner Gesamtheit anfälliger machen. Viele Untersuchungen zeigen, dass die Biodiversität weltweit zurückgeht. Das Bundesamt für Naturschutz (BfN) hat die gefährdeten Tier- und Pflanzenarten in Deutschland in einer sogenannten „Roten Liste“ zusammengestellt.

Biozid

Biozid

Laut Umweltbundesamt sind Biozide Substanzen und Produkte, die Schädlinge und Lästlinge wie Insekten, Mäuse oder Ratten, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien bekämpfen. In vielen Bereichen des privaten oder beruflichen Lebens werden Biozide eingesetzt, zum Beispiel als antibakterielle Putz- und Desinfektionsmittel, Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Werden Biozide nicht richtig verwendet, können Risiken für die Umwelt, aber auch die eigene Gesundheit entstehen. Über alternative Maßnahmen informiert das Biozid-Portal des Umweltbundesamts (www.biozid.info).

Bohrkerne

Bohrkerne

Dunkle Lagen (unten links und oben) des Bohrkerns zeigen, dass vor 119 Millionen Jahren die Weltmeere an Sauerstoffarmut litten. Sedimentkern/Südfrankreich (Foto: S. Flögel/ GEOMAR)

Gesteinsbohrungen, aber auch Sedimentkerne vom Ozeanboden oder Seegrund, ermöglichen wertvolle Erkenntnisse geologischer Prozesse, die sich in der Vergangenheit abgespielt haben. Nicht nur unterschiedliche Gesteinsschichten lassen Rückschlüsse über die jeweiligen Bildungsbedingungen des Gesteins zu. Auch weiteres Material wie beispielsweise Pflanzenreste, Pollen, Muschelschalen oder Vulkanasche liefern wertvolle Informationen beispielsweise zu Klimaveränderungen.

Die einzelnen Lagen eines Bohrkerns geben Einblicke in die Erd- und Umweltgeschichte: So kann das Alter der Gesteinsschichten, das Ablagerungsmilieu (Meer/Süßwasser/Luft) oder auch einfach nur der Gesteinstyp (z. B. Sediment wie Sand, vulkanisches Gestein) bestimmt werden. Bohrkerne geben auch bei der Suche nach Bodenschätzen Auskunft darüber, ob der gesuchte Rohstoff in abbauwürdiger Menge im Untergrund vorhanden ist. Damit sind Bohrkerne Archive der Erdgeschichte.

Brackwasser

Brackwasser

Brackwasser ist See- oder Meerwasser mit einem niedrigen Salzgehalt von 0,1 Prozent bis 1 Prozent. Es ist damit salziger als Süßwasser und nicht trinkbar. Brackwasserzonen treten besonders im Bereich von Flussmündungen auf, wenn das Süßwasser eines Flusses auf das Meerwasser trifft. Aber auch in der Ostsee finden sich Brackwasserzonen beispielsweise in der dortigen Boddenlandschaft rund um Rügen oder der Halbinsel Fischland-Darß-Zingst.

C
Caldera

Caldera

Eine Caldera ist eine riesige, meist annähernd kreisförmige Geländevertiefung vulkanischen Ursprungs. Wird eine flachliegende Magmakammer bei einer Eruption entleert, kann es zum Kollaps des darüber liegenden Vulkangebäudes bzw. des darüber liegenden Deckengesteins kommen.

Bei großen, plinianischen, hochexplosiven Eruptionen können sich Calderen mit einem Durchmesser von bis zu 75 km bilden. Im Allgemeinen nimmt der Durchmesser einer Caldera proportional zum Materialvolumen zu, welches bei der Eruption ausgestoßen wurde.

Große Calderen gibt es am Pinatubo auf den Philippinen oder am Krakatau in Indonesien. Bei der Entstehung der Yellowstone Caldera in den USA vor ca. 60.000 Jahren wurden 2.000 km³ vulkanisches Material eruptiert. Die Menge entspricht dem Volumen des Ontariosees.

Calderavulkane sind über lange Zeiträume aktiv. In den Calderen können sich immer wieder neue, sekundäre Vulkanbauten bilden: Lavadome, Schlackekegel, die zu Stratovulkanen heranwachsen können, oder auch neue Calderen. Ein Beispiel hierfür ist der Vulkan Yasur im Südpazifik.

Corioliskraft

Corioliskraft

Die Corioliskraft geht auf Erdrotation zurück, d.h. der Drehung der Erde um die eigene Achse. Durch die Rotation der Erde werden Teilchen und Körper, die sich in der Atmosphäre befinden, abgelenkt. Es kommt zu großen Rotationsbewegungen in der Luft, die das globale Windsystem prägen. So nutzen Flugzeuge, die von den USA nach Europa fliegen, den starken Rückenwind, der kontinuierlich von West nach Ost bläst, den sogenannten Jetstream. Aber auch die Schifffahrt profitierte jahrhundertelang von den sogenannten Passatwinden, die zuverlässig Segelschiffe nach Amerika und zurück brachten. Die Corioliskraft beeinflusst zudem große Meeresströmungen wie beispielsweise den Golfstrom oder ist für die Drehbewegung von Hurrikanen verantwortlich, wenn kalte Luftmassen auf warme Luftmassen treffen. Die Luftmassen drehen sich mit Hilfe der Corioliskraft beim Hurrikan zu einer Spirale und erzeugen Windgeschwindigkeiten von weit über 200 Kilometern pro Stunde.

D
Deposition

Deposition

Deposition ist die Ausbreitung von sogenannten Luftbeimengungen in der Atmosphäre und die Ablagerung dieser Luftbeimengungen an künstlichen und natürlichen Oberflächen. Luftbeimengungen verändern die natürliche Zusammensetzung der Luft, wenn beispielsweise Luftschadstoffe oder Emissionen in die Atmosphäre eingebracht werden und zu Luftverunreinigung führen. Die Schadstoffe werden dort von Wasserdampf-Teilchen aufgenommen und dann zusammen mit Regen oder Schnee abgelagert. So können etwa säurebildende Abgase zu saurem Regen führen. Dieser Säureeintrag belastet dann Wälder, aber auch die Biodiversität in Seen oder Flüsse, da manche Arten sehr empfindlich auf die Versauerung reagieren.

Desertifikation

Desertifikation

Zunehmend trockenere Klimabedingungen und Änderungen des menschlichen Lebensraumes führen zu einer fortschreitenden Wüstenbildung. Diese wird auch als Desertifikation oder Wüstenbildung bezeichnet. Sie führt in der Regel zur Herabwertung und Abtragung von Boden in diesen sehr trockenen Gebieten. Wüstenbildung ist häufig von Menschen verursacht, wenn natürliche Ressourcen intensiv genutzt werden und beispielsweise Bäume oder Sträucher abgeholzt und verbrannt werden. Die Vegetation verschwindet, Böden erodieren, versalzen, versanden und werden unfruchtbar.

Diapir/Hot Spot

Diapir/Hot Spot

Das Gestein im Erdmantel ist nicht überall gleich dicht und heiß. An einigen Stellen gibt es daher Bereiche, an denen heiße Gesteinsschmelzen aufsteigen und sich nach oben hin pilzförmig ausbreiten. Eine solche Struktur wird Diapir bezeichnet. An der Grenze zwischen der Asthenosphäre und der Erdkruste können sich Hot Spots, also heiße Flecken bilden. Die Lage der Hot Spots kann über Jahrmillionen stabil sein. (siehe auch Manteldiapir)

Divergenz

Divergenz

Mit Divergenz lässt sich als die allgemeine auseinanderdriftende Bewegung von Kontinentalplatten oder im Eis beschreiben. An den Grenzen zwischen zwei tektonischen Platten kann es zum sogenannten „sea floor spreading“ kommen, zur allmählichen Spreizung und Ausdehnung des Meeresbodens. In dieser Spreizungszone lässt ich häufig eine vielfältige vulkanische Aktivität feststellen, da dort die ozeanische Kruste sehr dünn ist und sich immer wieder neu ausbildet.

Doline

Doline

Doline in Didyma, Griechenland (Foto: Galilea).

Als Dolinen werden trichter- oder schüsselförmige Senken in Karstgebieten bezeichnet. Dabei handelt es sich um Gebiete, die aus karbonatischen Gestein bestehen – etwa Kalkstein, Dolomit oder Marmor. Dolinen entstehen, wenn Regen- oder Schmelzwasser das Gestein an der Erdoberfläche lösen. Es gibt aber auch sogenannte Einsturzdolinen, wenn sich im Untergrund durch Sickerwasser Höhlen bilden und die Höhlendecke plötzlich einbricht. Solche Einsturzdolinen können bis zu 300 Meter tief sein. Dolinen treten insbesondere in subtropischen Klimazonen auf, aber auch in gemäßigten Breiten sowie in den Tropen. In Europa findet man Dolinen in Kroatien, Frankreich, Griechenland, Italien oder Spanien. Aber auch in Deutschland gibt es Dolinen, etwa auf der Schwäbischen Alb oder im Kraichgau.

Driftgeschwindigkeit

Driftgeschwindigkeit

Die Driftgeschwindigkeiten, d.h. Geschwindigkeiten, mit der die jeweiligen Kontinentalplatten driften, wird heutzutage mit GPS (Global Positioning System) bestimmt – einem Satellitennavigationssystem mit dem eine genaue Verortung möglich ist. So lassen sich beispielsweise auch die Richtung und der Versatz von Platten nach einem Erdbeben ermitteln.

E
Eddy-Kovarianz

Eddy-Kovarianz

Mit der Eddy-Kovarianz-Methode ist die direkte Messung des Spurengasaustauschs zwischen der Bodenoberfläche und der bodennahen Atmosphäre möglich. Dabei wird angenommen, dass dieser vertikale (senkrecht, von unten nach oben) Transport von Feuchtigkeit, Gasen oder Verschmutzungen zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre durch räumlich begrenzte Turbulenzen geschieht. Diese Luftverwirbelungen werden auch „Eddies“ genannt.

Neben Kohlendioxid können auch andere klimarelevante Spurengase, wie Methan und Lachgas sowie Wasserdampf gemessen werden. Die Messungen erfolgen in wenigen Metern über dem Boden. Mit dieser Methode lässt sich beispielsweise der Kohlenstoffdioxid-Ausstoß von Böden – beispielsweise Mooren oder Wäldern – sehr genau messen.

Eiskeime

Eiskeime

Eiskeime werden auch Gefrierkerne genannt. Dabei handelt es sich um Substanzend.h. biologische oder mineralische Partikel, die bei geeigneter Übersättigung oder Unterkühlung durch Kondensation Eiskristalle bilden, indem Wasserdampf direkt auf ihnen deponiert wird. Man unterscheidet kleine feste Teilchen wie z.B. Aerosolpartikel und gefrorene Wassertropfen (Eiskerne). Eiskeime sind nötig, damit Wolkentröpfchen schwer genug werden und es überhaupt regnen kann.

El Nino/La Nina

El Nino/La Nina

El Nino ist ein wiederkehrendes Wetterphänomen im Pazifik. Dabei handelt es sich um ein Wechselspiel von Atmosphäre und Ozean. El Nino wird als Beispiel für großräumige Klimaschwankungen betrachtet. Im Fall von El Nino handelt es sich um ein Hin- und Herschwingen zwischen zwei ausgeprägten Zuständen, bei dem sich die Zirkulation in der Atmosphäre für einen bestimmten Zeitraum grundlegend ändert. Das Klima kippt jedoch nicht um, wie oft angenommen wird. Vielmehr verändert sich das Luftdruck- und Windmuster zwischen Südamerika und Indonesien in unregelmäßigen Abständen von drei bis acht Jahren. Der El Nino 1982/83 führte zu Überschwemmungen in den Wüsten Perus und gleichzeitig zu enormer Trockenheit in Australien. La Nina ist das Gegenstück mit einer erhöhten Trockenheit an den Küsten Südamerikas und überdurchschnittlich hohen Niederschlägen in Ostaustralien und Südostasien.

Emissionsszenarien

Emissionsszenarien

Emissionsszenarien zeigen basierend auf Annahmen zu möglichen Entwicklungen der weltweiten Bevölkerung, Wirtschaft und Technologien verschiedene zeitliche Verläufe der Emissionen von klimawirksamen Substanzen in die Atmosphäre.

Epizentralintensität I0

Epizentralintensität I0

Die Erdbebenintensitätsskala ist vergleichbar mit der Windstärkeskala nach Beaufort und misst Schwingungen und Erschütterungen der Erde. Sie beruht auf dem Grad der Erdbebenschäden, der lokalen Zerstörungskraft und der Wahrnehmung einer Erschütterung durch die Menschen. Bei der bekannten Magnituden- oder Richterskala hingegen werden die Schwingungen mit einem Seismographen gemessen. Wenn die Erschütterungen nicht in einer beliebigen Entfernung vom Erdbebenherd bzw. Epizentrum festgestellt werden, sondern direkt über dem Epizentrum, spricht man von der sogenannten Epizentralintensität I0. In der Regel ist sie die die größte bei einem Beben beobachtete Intensität.

Epizentrum

Epizentrum

Das Epizentrum befindet sich an der Erdoberfläche senkrecht über einem Erdbebenherd (Hypozentrum). Es ist der Mittelpunkt des Erdbebens und in der Regel das Gebiet, an dem die größten Schäden auftreten. Das Epizentrum ist der Ort in der Erdkruste, an dem der Bruch in der Erdkruste anfängt, sich auf der Bruch- oder Herdfläche auszubreiten. Die Bruchflächen können sehr klein sein und sich über wenige Kilometer ausdehnen. Bei einem schweren Erdbeben betragen sie bis einige mehrere hundert Kilometer in der Länge und mehrere zehn Kilometer in der Breite. Der Bruchvorgang kann als Entspannungsvorgang gesehen werden, nach dem sich die Erdkruste wieder in einem neuen Gleichgewichtszustand befindet. Das Epizentrum kann direkt unter der Erdoberfläche liegen (Flachbeben), aber auch bis zu 700 Kilometer darunter, wenn es sich um ein Tiefbeben handelt.

Erdbeben

Erdbeben

Erdbeben sind Bruchprozesse im Gestein bzw. der Erdkruste, die zu Erschütterungen der Erdoberfläche führen. Die meisten Schadensbeben haben einen tektonischen Ursprung, es handelt sich also um tektonische Erdbeben. Sie entstehen durch eine plötzliche Verschiebung entlang einer Bruchfläche in der Erdkruste und der daraus resultierenden Freisetzung der angesammelten elastischen Energie. Diese Bruchzonen finden sich vor allem an den Grenzen von tektonischen Platten, die sich verschieben. Dort befinden sich auch zahlreiche Gebiete mit Vulkanen. Neben den tektonischen Ursachen gibt es aber auch andere Ursachen für Erdbeben, beispielsweise wenn unterirdische Hohlräume einstürzen oder unterirdische Gaskammern explodieren.

Erdbebenerfassung

Erdbebenerfassung

Erdbeben werden in der Regel mit Seismometern bzw. Seismographen erfasst, die Bodenerschütterungen aufzeichnen. Diese bestehen aus einer an einer Federaufhängung gelagerten Masse. Die Bodenerschütterung überträgt sich zwar auf das Gehäuse des Messinstrumentes, allerdings bleibt die Masse aufgrund ihrer Trägheit ungestört. Die Relativbewegung des Bodens wird dann als Längenänderung im Zeitverlauf aufgezeichnet. Seismometer werden weltweit direkt an der Erdoberfläche an besonders "ruhigen Orten" aufgestellt, zumeist in seismologischen Observatorien. Dies können alte Stollen, Keller in abgelegenen Gebäuden oder auch eigene Konstruktionen im Gelände sein.

Die bekanntesten seismologischen Observatorien in Deutschland stehen im Schwarzwald (Station BFO bei Schlitach), in Bayern (Station WET bei Wetzell) oder in Thüringen (Station MOX bei Jena). Das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) betreibt in Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen in anderen Ländern weltweit seismologische Stationen. Alle Observatorien zeichnen ihre Daten mit einheitlicher Zeitbasis auf (Koordinierte Weltzeit, UTC), sodass die Daten eines aufgezeichneten Erdbebens zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet werden können. Neben den klassischen Observatorien werden Seismometer auch am Meeresboden, an aktiven Vulkanen, auf Eisschollen oder Gletschern betrieben.

Erdfall

Erdfall

Bei einem Erdfall (engl. sinkhole) stürzt der Untergrund oftmals trichterförmig ein. Häufig verursachen natürliche Verwitterungsprozesse wie die Salz- oder Gipslaugung das Einbrechen des Untergrundes. Es können aber auch Baumaßnahmen wie Stollen, Schächte oder Tunnel im Untergrund dazu führen, dass die Oberfläche instabil wird und einsackt. Derartige Kollapsvorgänge sind auf die oberen hundert Meter der Erdkruste beschränkt. In Deutschland sind vor allem Bergbauregionen wie in Nordrhein-Westfalen und Sachsen, die mit einem breiten Netz an Stollen und Schächten den Untergrund durchsetzt sind, von Erdfällen betroffen. Aber auch im norddeutschen Raum kann es insbesondere durch das Auflösen bzw. die Laugung der salzhaltigen Gesteinsschichten durch Wasser im Untergrund zu Erdfällen kommen.

Erdrutsch

Erdrutsch

Bei einem Erdrutsch gleiten größere Mengen an Erde oder Gestein einen Hang oder Berg hinab. Gerade nach starken Regenfällen ist die Gefahr eines Erdrutsches besonders hoch, wenn Wasser in die Bodenschichten eindringt und sich die Haftung zwischen den Bodenschichten verringert. Aber auch Erdbeben und Bodenerosion können Auslöser von Erdbeben sein. Das Risiko eines Erdrutsches ist abhängig von der Neigung des Hanges bzw. Gefälle. Aber auch die Bodenbeschaffenheit spielt eine große Rolle, wenn beispielsweise die Bodenschichten aus beweglichem Material wie beispielsweise Ton bestehen.

Erosion

Erosion

Durch Erosion hat sich der Fluss ein Tal in die italienischen Alpen gegraben (Foto: Friedhelm von Blanckenburg/GFZ)

Von Erosion spricht man, wenn Boden durch Wind, Wasser oder Eis abgetragen wird. Beispielsweise werden zunehmend Küsten durch das Meer abgetragen oder Flüsse schneiden tiefe Täler in Gebirgszüge als Folge von Gesteinsabtragung. Häufig ist auch der Mensch an Bodenerosion beteiligt, wenn sich etwa durch Flussbegradigungen die Fließgeschwindigkeit des Wassers erhöht oder Winderosion durch das Abholzen von Wäldern, Hecken oder schützenden Sträuchern befördert wird.

F
Feinstaub

Feinstaub

Feinstaub bezeichnet den Anteil von festen und flüssigen Partikeln in der Luft, der lungengängig und damit gesundheitsgefährdend ist. Zwei Korngrößen werden für die Beurteilung einer Gesundheitsgefährdung unterschieden: PM10 und PM2,5 Die Bezeichnung PM10 ist eine Abkürzung aus "Particulate Matter" und der Korngrößenangabe der bezeichneten Staubfraktion. Die Zahl 10 bzw. 2,5 bedeutet, dass der maximale Durchmesser dieser Teilchen 10 µm bzw. 2,5 µm beträgt. Laut EU-Feinstaubrichtlinie (2008/50/EG) darf der Grenzwert von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft an einer Station nicht mehr als an 35 Tagen im Jahr überschritten werden. Viele Großstädte in Deutschland schaffen es wegen der Belastung durch Autoverkehr und Feuerungsanlagen (z.B. Kraftwerke) nur schwer, diese Grenzwerte einzuhalten.

Feuchtkonvektion

Feuchtkonvektion

Das Aufsteigen einer im Vergleich zur Umgebung wärmeren Luftmenge wird als Konvektion bezeichnet. Enthält diese Luftmenge ausreichend Wasserdampf und steigt sie in kühlere Schichten auf, dann kann der Wasserdampf teilweise auskondensieren. Dabei wird Energie frei, die das Aufsteigen weiter antreibt, man spricht dann auch von Feuchtkonvektion. Diese kann zur Bildung von Tornados führen.

Feuerring

Feuerring

Siehe Pazifischer Feuerring

Flutbasalte

Flutbasalte

Entlang von Spalten ereignen sich oft großräumige Eruptionen. Dabei können innerhalb einer recht kurzen Zeit voluminöse, mächtige Lavaschichten entstehen, die als Flutbasalte bezeichnet werden. Beim Ausfließen riesiger Mengen an basaltischer Lava entweichen große Mengen an Gasen wie Schwefeldioxid (SO2) und Hydrogensulfid (H2S).

Die Entstehung riesiger Flutbasalt-Provinzen in Sibirien vor 148 Millionen Jahren und in Indien vor 65,5 Millionen Jahren stehen mit dem Artensterben während der Perm-Trias- und der Kreide-Tertiär-Grenze im Zusammenhang.

Foraminifere

Foraminifere

Foraminifere (Bild: AWI)

Foraminiferen sind kleinste überwiegend das Meer besiedelnde Lebewesen. Sie kommen sowohl im Flachwasser vor als auch in der Tiefsee. Foraminiferen siedeln überwiegend auf dem Meeresboden. Die meisten Arten haben ein Gehäuse welches aus Kalziumkarbonat (Kalk) oder aber auch aus Magnesiumkarbonat bestehen kann. Foraminiferen-Ablagerungen auf dem Meeresboden geben der Forschung beispielsweise Auskunft über Klimaveränderungen, Änderungen des Salzgehalts im Meer oder Schwankungen des Meeresspiegels.

G
Geoengineering

Geoengineering

Der Begriff beschreibt den Versuch, das Klimasystem gezielt zu beeinflussen, um die zukünftige globale Erderwärmung zu reduzieren. Es handelt sich um großskalige Eingriffe, deren Nebenwirkungen nur unzulänglich verstanden werden. Zwei grundsätzliche Methoden lassen sich unterscheiden: die Manipulation des globalen Strahlungshaushaltes und die Reduktion in der Kohlenstoffdioxidkonzentration. Während die Manipulation des Strahlungshaushaltes, aufgrund unwägbarer Konsequenzen (auf Monsunzirkulation, Ozeanzirkulation, lokale Wettermuster etc.) vom "Wissenschaftlichen Beirat der Bundesregierung für Globale Umweltveränderungen" abgelehnt wird, hätte zumindest die Bindung von Kohlendioxid aus der Luft zukünftig Potential.

Quelle: Sondergutachten des WBGU

Gespanntes Grundwasser

Gespanntes Grundwasser

Porenwasser bzw. Grundwasser unterhalb undurchlässiger Schichten steht dort, wo diese Schichten tief unter Druck liegen und würde beim Durchbrechen der Schichten von alleine an die Oberfläche treten ("artesischer Brunnen").

Glaziologie

Glaziologie

Glaziologie ist Wissenschaft vom Eis. Glaziologen untersuchen Veränderungen im Gletschereis, aber auch die Eisentwicklung in der Arktis oder Antarktis. Eines der wichtigsten Forschungsgebiete widmet sich dem Abschmelzen von Gletschern und Polarkappen, die für den Anstieg des Meeresspiegels verantwortlich sind. Bohrkerne aus dem Eis – sogenannte Eisbohrkerne – geben den Glaziologen Auskunft über weit zurückliegende Klimaveränderungen, aber auch über frühere Vulkanaktivitäten, Lufttemperaturen oder und Niederschlagsmengen.

Globales Klimabeobachtungssystem (GCOS)

Globales Klimabeobachtungssystem (GCOS)

Das Global Climate Observing (GCOS) ist ein langfristig angelegtes System der Vereinten Nationen, um das gesamte Klimasystem in seinen physikalischen, chemischen, biologischen Eigenschaften zu beobachten. Hierzu zählen Atmosphäre und Ozeane sowie terrestrische, hydrologische Komponenten sowie die Kryosphäre, die das gesamte Eisvorkommen der Erde umfasst (Gletschereis, Meereis u.a.). Hauptsitz des GCOS ist Genf.

Gravitation

Gravitation

Gravitation der Erde bezeichnet man auch als Schwerkraft oder Massenanziehung. Gravitation ist die Kraft, die zwei oder mehrere Körper aufgrund ihrer Masse aufeinander ausüben. Die bekannteste Gravitationskraft ist die Erdanziehungskraft. Sie bewirkt, dass auf der Erde Körper nach „unten“, d.h. in Richtung Erdmittelpunkt, fallen. Im Sonnensystem trifft die Gravitationskraft auf die Fliehkraft von Planeten. Die Kräfte heben sich gegenseitig auf. Dies führt dazu, dass sich die Planeten auf stabilen Bahnen um die Sonne bewegen.

Gravitative Massenbewegungen

Gravitative Massenbewegungen

Materialtransport unter Einfluss der Schwerkraft (Quelle: Lexikon der Geographie, Band 2, 2002)

Grundlastfähigkeit

Grundlastfähigkeit

Grundlastfähigkeit ist die technische Eignung bestimmter Kraftwerke zur konstanten Bereitstellung von elektrischer Energie. Eine Energiequelle ist grundlastfähig, wenn sie dauerhaft und unterbrechungsfrei Energie liefert. Geothermiekraftwerke sind grundsätzlich grundlastfähig. Dies ist für alle anderen Erneuerbaren Energien (ausgenommen Biomasse) nicht der Fall.

Quelle: Bundesverband Geothermie.

H
Habitat

Habitat

Ein Habitat, häufig auch einfach Lebensraum genannt, ist derjenige Ort an dem ein Organismus lebt. Jede Art hat individuelle Ansprüche an ihren Aufenthaltsbereich. Die sogenannte Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie (FFH-Richtlinie) von 1992 zur Erhaltung von natürlichen Lebensräumen und wildlebenden Pflanzen und Tieren ist EU-weit maßgebend für die Ausweisung von Schutzgebieten. In Deutschland gibt es 5.253 Gebiete, die im Rahmen der FFH- und Vogelschutzrichtlinie gemeldet sind. Dies entspricht 15,4 Prozent der terrestrischen Flüche von Deutschland und ca. 45 Prozent der maritimen Fläche (Stand 2013). Habitat ist nicht ausschließlich ein Begriff der Ökologie, wenn es um die Aufenthaltsbereiche von Tieren und Pflanzen geht. In der Soziologie beschreiben Habitate auch Siedlungsbereiche von Menschen oder regionaltypische Wohnformen.

Hangrutsch

Hangrutsch

Ein Hangrutsch wird häufig ausgelöst durch heftige Niederschläge und das dadurch bedingte Eindringen von Wasser zwischen vorher gebundenen Bodenschichten. Durch die Schwerkraft und die Verminderung der Haftung zwischen den Bodenschichten rutscht der Hang ab. Fallen über einen langen Zeitraum relativ große Mengen Niederschlag, steigt durch das überschüssige Wasser im Boden das Risiko für einen Hangrutsch. Erdrutsche können auch durch Erdbeben verursacht werden, da hierbei ebenfalls Bodenschichten gelockert werden und abrutschen können.

Hemisphäre

Hemisphäre

Die Erde wird in eine nördliche und eine südliche Hemisphäre oder Halbkugel unterteilt. Der Teil nördlich des Äquators wird als Nordhalbkugel, der Teil südlich des Äquators als Südhalbkugel bezeichnet. Es gibt aber auch eine westliche und eine östliche Hemisphäre, deren Grenze durch den sogenannten Nullmeridian festgelegt wird.

Herdlösung

Herdlösung

Erdbeben-Herdflächenlösungen zeigen die räumliche Orientierung von Bruchflächen (Plattenrändern) und die Relativbewegung auf diesen Flächen. Aus vielen solcher Herdlösungen von Plattenrandbeben lässt sich die Orientierung der relativen Verschiebung ermitteln und damit der Rotationspol. (Quelle: Prof. T. Dahm, Grundlagen der Geophysik, DOI: doi.org/10.2312/GFZ.2.1.2015.001) Am 14. August 2016 kam es in der Provinz Rieti in Zentralitalien zu einem starken Erdbeben. Die dortige Herdlösung zeigt einen Abschiebungsmechanismus auf einer Nordwest-Südost streichenden Fläche an, wie er typisch für krustale Beben in den zentralen Apenninen ist.

Hochwasser

Hochwasser

Übersicht über die vom Hochwasser 2013, 2010 und/oder 2002 betroffenen Gemeinden in Deutschland. (Grafik: ESKP)

Hochwasser sind immer wieder auftretende natürliche Ereignisse, die durch ein komplexes Zusammenspiel meteorologischer und hydrologischer Prozesse entstehen. Hochwasser wird der Zustand bei Gewässern genannt, bei dem sich der Wasserstand oder der Abfluss (oder beides) deutlich über dem normalen Pegelstand des Gewässers befindet. Dabei muss es nicht zu Überflutungen kommen. In Gewässern mit Ebbe und Flut (Gezeiten oder auch Tiden) bezeichnet Hochwasser den Eintritt des höchsten Wasserstands einer Tide beim Übergang von der Flut zur Ebbe. Es wird zwischen regelmäßig wiederkehrenden Hochwassern (Gezeiten, Frühjahrshochwasser) und unregelmäßigen oder einmaligen Ereignissen (Tsunami, Sturmfluten, "Jahrhunderthochwasser" an einem Fluss) unterschieden.

Holozän

Holozän

Holozän ist der jüngste Abschnitt der Erdgeschichte, der vor etwas mehr 11.000 Jahren im Anschluss an den Pleistozän (ca. 2,5 Mio. Jahre bis ca. 9600 Jahre v. Chr.) begann und bis heute andauert. Der Holozän ist gekennzeichnet durch einen starken Temperaturanstieg am Ende der letzten Kaltzeit. Mit dem Temperaturanstieg veränderte sich Flora und Fauna. So verschwanden viele Großtierarten in relativ kurzem Zeitraum. Dazu zählen beispielsweise das bis zu drei Meter große Riesenkänguruh, Rindergiraffen oder verschiedene Säbelzahnkatzen.

Hurrikan

Hurrikan

Hurrikane, Taifune und Zyklone sind schwere Wirbelstürme mit Windgeschwindigkeiten über 119 km/h. Sie ziehen ihre große Energie aus den warmen tropischen und subtropischen Ozeanen und entstehen vor allem im Spätsommer und Herbst. Je nach Windgeschwindigkeit (v) durchläuft ein solches Wettersystem verschiedene Stadien bis es den Status eines Hurrikans, Taifuns oder Zyklons erreicht hat: (a) tropische Störung (Windgeschwindigkeit v < 37 km/h), (b) tropisches Tief (v < 63 km/h), (c) tropischer Sturm (v < 119 km/h), (d) Hurrikan, Taifun oder Zyklon (v >119 km/h).

Während Hurrikane im Nordatlantik und im Nordostpazifik entstehen, treten Taifune im nordwestlichen Teil des Pazifiks auf (siehe auch Taifun). Wie entstehen Hurrikane? Erhöht sich die Wassertemperatur in den Ozeanen werden tropische Wirbelstürme zunehmen. Bei Wassertemperaturen, die bis in eine Tiefe von 60-100 Meter Temperaturen von mehr als 26,5 Grad Celsius aufweisen, kann viel Feuchtigkeit verdunsten, die beim Aufstieg in der Atmosphäre wieder kondensiert. Bei der Kondensation wird Wärme frei. Diese Wärmeenergie wird wieder an die Luftmassen abgegeben, sodass der Sturm stetig angetrieben wird.

Hydrometeore

Hydrometeore

Ausscheidungen atmosphärischen Wasserdampfs in flüssiger und fester Form werden als Hydrometeore bezeichnet. Zu den Hydrometeoren gehören z. B. Hagelkörner, Schneeflocken, Graupel (fallende Hydrometeore) sowie Wolken oder Nebel (schwebende Hydrometeore). Es gibt aber auch Hydrometeore, die an Oberflächen kondensieren, abgelagerte Hydrometeore wie Tau oder Raureif oder aufgewirbelte Hydrometeore wie Schneetreiben oder Gischt.

Hydroxyl Radikal

Hydroxyl Radikal

Das Hydroxyl-Radikal (OH-Radikal) besteht aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom. Es spielt eine wichtige Rolle für den Abbau von bestimmten Treibhausgasen, wie Methan (CH4), aber auch von Ozon, Spurengasen und Luftverunreinigungen. Es wird auch als chemisches Waschmittel der Atmosphäre bezeichnet und ist eines der häufigsten Radikale in der Atmosphäre. Als Radikale werden Atome oder Moleküle mit mindestens einem ungepaarten Elektron bezeichnet, die meist besonders reaktionsfreudig sind.

Hypozentrum

Hypozentrum

Das Hypozentrum ist der Erdbebenherd in der Erdkruste oder sogar noch tiefer im Erdmantel. Die Stelle an der Erdoberfläche, die senkrecht über dem Hypozentrum liegt, wird Epizentrum genannt (s. auch Epizentrum).

I
Induzierte Seismizität

Induzierte Seismizität

Durch Baumaßnahmen und Bohrungen, sei es zur Gewinnung von geothermischer Energie oder zur Förderung von Öl- und Gas, aber auch durch Sprengungen im Steinbruch oder in einem untertägigen Bergwerk können kleinere Erdbeben ausgelöst werden. Es handelt sich hierbei um herbeigeführte Erdbeben bzw. vom Menschen verursachte Beben oder induzierte Seismizität.

Innertropische Konvergenzzone (ITCZ)

Innertropische Konvergenzzone (ITCZ)

Schematische Darstellung des Windsystems der Erde (Quelle: eskp.de)

Die vorherrschenden Windsysteme am Äquator sind die aus dem Osten wehenden Passatwinde. Sie sind eine Ursache der am Äquator aufsteigenden feuchtwarmen Luft, da hier die solare Einstrahlung am stärksten ist und bodennah Luft nachfließen muss. Sie laufen in einem Konvergenzbereich, der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) zusammen. Häufig kommt es im Bereich der ITCZ durch die aufsteigende Luft zu starker Wolkenbildung, starken Schauern und schweren Gewittern.

Invasive Arten

Invasive Arten

Durch veränderte Lebensbedingungen bedingt durch Klimawandel oder veränderte Nährstoffangebote wandern zum Beispiel Tiere und Pflanzen, die eigentlich im Mittelmeerraum beheimatet sind, als invasive Arten nach Nord- oder Osteuropa ein. Oftmals werden einheimische Arten, durch diese Neutiere (Neophyten) oder Neupflanzen (Neobiota) verdrängt.

Neben diesen klima- oder nahrungsbedingten Veränderungen gibt es Arten, z.B. Nutzpflanzen, die beabsichtigt eingeführt wurden sowie Arten, die beispielsweise als Pflanzensamen unbeabsichtigt eingeführt. Kann sich eine Art ohne Einfluss des Menschen über mehrere Generationen erhalten, hat sie sie sich hier etabliert. Man spricht dann nicht mehr von Neophyten und Neobiota, sondern von Alttieren (Agriophyten) und Altpflanzen (Agrizoen). Bekannte neue Arten sind der Waschbär, die chinesische Wollhandkrabbe, Nutria oder der persische Bärenklau.

IPCC

IPCC

Der Intergovernmental Panel on Climate Change – kurz IPCC – ist ein zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen. Bekannt ist der IPCC auch als Weltklimarat. Es handelt sich dabei um ein wissenschaftliches Gremium, welches den aktuellen Stand zum Klimawandel zusammenträgt und dadurch den politischen Entscheidungsträgern eine klare Orientierung bei ihren Beschlüssen gibt. Durch die wissenschaftliche Beleuchtung von Chancen und Risiken, die sich aus den Ergebnissen der Klimaforschung ergeben, lassen sich Strategien zur Minderung des Klimawandels oder von Treibgasemissionen ableiten.

In Deutschland wurde im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 1998 die Deutsche IPCC-Koordinierungsstelle am Projektträger des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR Projektträger) eingerichtet (www.de-ipcc.de). Sie hat u.a. die Aufgabe, den Wissenstransfer zwischen Klimaforschung und Klimapolitik zu erleichtern und den Beitrag der deutschen Klimawissenschaft zum IPCC stärken.

IPOC

IPOC

Das IPOC (Integrated Plate boundary Observatory Chile) ist ein europäisch-amerikanisches Netz von Einrichtungen und Wissenschaftler/innen (GFZ, IPGP, GEOMAR, CALTECH, mehrere chilenische und deutsche Universitäten), die ein dezentrales Instrumentensystem an Chiles konvergentem Plattenrand entwickelt haben und betreiben. Von dort können Erdbeben, Deformationen, Magmatismus und Oberflächenprozesse beobachtet werden. Von deutscher Seite ist das GeoForschungsZentrum (GfZ) vertreten. Aber auch das GEOMAR, das unter anderem die tektonischen und magmatischen Deformationen am Kontinentalrand von Chile auch am Meeresboden beobachtet. Weitere Informationen unter www.ipoc-network.org.

Isolinien

Isolinien

Isolinien sind Linien auf Karten, die benachbarte Punkte gleicher Merkmale miteinander verbinden. Sie helfen, geophysikalische, hydrologische oder meteorologische Daten zu interpretieren und zweidimensional darzustellen. So sind in topographischen Karten die Isolinien als Höhenlinien (Isohypsen) das wichtigste Mittel für die Darstellung eines Geländereliefs. Es lassen sich aber auch Temperaturkarten erstellen, die Isolinien mit gleicher Lufttemperatur, sogenannte Isotherme darstellen.

Isopren

Isopren

Isopren ist ungesättigter Kohlenwasserstoff. Er wird von vielen Pflanzen produziert und in die Erdatmosphäre abgegeben.

J
Jetstream

Jetstream

Der Jetstream ist ein schmales, bandartiges Starkwindfeld oder Windstrom in der Tropo- oder Stratosphäre. Der Jetstream ist durch hohe senk- oder waagerechte Windgeschwindigkeitsscherungen charakterisiert. An der Grenze zwischen Luftmassen mit unterschiedlichem Luftdruck oder Temperaturen – beispielsweise zwischen polaren und subtropischen Luftmassen – können dabei in der Spitze Windgeschwindigkeiten von mehr als 500 Stundenkilometern auftreten.

Der Jetstream hat erhebliche Auswirkungen auf unser Wetter. Verlagert sich der Jetstream, ändert sich in der Regel das Wetter. Interessant für die Klimaforschung ist, ob und wie sich der Jetstream entwickelt, ob sich seine Geschwindigkeit dauerhaft verändert oder er sich regional verlagert. Denn das könnte große Auswirkungen auf lang anhaltende Wetterlagen haben, zum Beispiel lang anhaltende Trocken- oder Kälteperioden.

K
Kipp-Punkte

Kipp-Punkte

Das Klimasystem ist nicht immer träge. An bestimmten (Temperatur-)Schwellen, den Kipp-Punkten, könnte sich das Klima auch abrupt ändern, „umkippen“ bzw. könnten langfristige, starke Klimaveränderungen einsetzen. Auch nicht mehr umkehrbare Prozesse könnten eingeleitet werden. Das Abschmelzen des Meereises und Abnahme des Rückstrahleffektes (Albedo) in der Arktis, das Schmelzen der Eisschilde und der Permafrostböden, der Anstieg des Meeresspiegels, die Störung der ozeanischen Zirkulation im Nordatlantik, oder die Austrocknung der Amazonas-Regenwaldes durch Rodung sind potentielle Kipp-Punkte.

Kissenlava

Kissenlava

Kissenlava am Mittelatlantischen Rücken im Südatlantik. (Foto: ROV KIEL 6000, GEOMAR)

Kissenlava (engl. Pillowlava) ist eine spezielle, aber sehr häufige Form von untermeerisch ausgeflossener Lava, die nur unter Wasser oder Eis entstehen kann. Sie besitzt typischerweise eine glasige Oberfläche und eine typische kissenartige Form, die durch das schnelle Auskühlen der Lava beim Kontakt mit Meerwasser entsteht. Wird also auf dem Meeresboden Kissenlava gefunden, kann man Rückschlüsse auf vulkanische Aktivitäten ziehen.

Klima

Klima

Im Unterschied zum Wetter, das sich auf tagesaktuelle oder sehr kurzfristige Ereignisse bezieht, meint Klima einen mittleren Zustand in der Atmosphäre über einen längeren Zeitraum von 30 bis 40 Jahren hinweg. Beobachtet werden dabei alle Vorgänge wie durchschnittliche Temperatur, Niederschlag, Windrichtung, Windstärke oder Sonneneinstrahlung. Durch die Summe der Messdaten lassen sich typische Schwankungen im jahreszeitlichen Verlauf ermitteln, aber auch Abweichungen von üblichen Durchschnittswerten. Das Klima wird jedoch noch von weiteren Faktoren beeinflusst wie beispielsweise die Höhe eines Standorts oder die Nähe des Meeres (Meeresklima versus Kontinentalklima).

Klimamodelle

Klimamodelle

Klimamodelle sind Werkzeuge, die das Klimasystem rechnergestützt simulieren, indem die das Klimasystem beschreibenden physikalischen Grundgleichungen auf Supercomputern gelöst werden. Die Computer-Modelle, die so entstehen, werden zumeist angewendet, um Daten zu analysieren, Klimaprozesse zu verstehen und Vorhersagen zu erstellen. Im Laufe der Zeit haben sich diese Modelle von einfachen Atmosphäre-Ozean-Anwendungen zu komplexen Simulatoren des Erdsystems entwickelt, den sogenannten globalen Klimamodellen (Reklim.de).

Bei Klimamodellen wird häufig mit Szenarien gearbeitet, um Klimaänderungen zu berechnen und die Auswirkungen gegenwärtig feststellbarer Entwicklungen auf die Zukunft vorherzusagen – beispielsweise durch eine gleichbleibende Freisetzung, Steigerung oder Reduktion von Treibhausgasen. Klimamodelle sind für zahlreiche Bereiche in Wirtschaft und Gesellschaft von Bedeutung. So nutzt die Versicherungswirtschaft regionale und globale Klimamodelle, um Schadensszenarien für die Zukunft zu entwerfen. So lautet eine Frage etwa: Wie ändert sich die jährliche Schadenerwartung für Hochwasser unter einem sich ändernden Klima?

Klimaprojektion

Klimaprojektion

Klimaprojektionen sind keine Vorhersagen (Prognosen), sondern Abbildungen möglicher Klimaentwicklungen für die nächsten Jahrzehnte oder Jahrhunderte mit Klimamodellen, auf der Grundlage von Annahmen zur zukünftigen Entwicklung von Randbedingungen des Klimasystems, wie zum Beispiel durch den Menschen verursachte Emissionen klimawirksamer Substanzen. Um die möglichen Auswirkungen anthropogener Emissionen auf das Klimasystem zu untersuchen, werden auf der Basis verschiedener sozio-ökonomischer Szenarien die damit verbundenen Emissionen von Treibhausgasen und Aerosolen in die Atmosphäre bestimmt, sowie die daraus resultierenden Veränderungen der stofflichen Zusammensetzung der Atmosphäre berechnet - es werden sogenannte Emissionsszenarien erstellt. Die Konzentration von Treibhausgasen und Aerosolen in der Atmosphäre, oder direkt die Emissionen, werden Modellen des globalen Klimasystems als Randbedingung vorgeschrieben und die Auswirkungen auf das Klima simuliert.

Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid

Kohlen(stoff)dioxid oder CO2 ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es ist ein farb- und geruchsloses, ungiftiges Gas. CO2 ist ein natürlicher Bestandteil der Luft und entsteht sowohl bei der vollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen unter ausreichenden Sauerstoffgehalt als auch im Organismus von Lebewesen als Produkt der Zellatmung. Das CO2 wird dabei über den Atem abgegeben. Pflanzen hingegen sind in der Lage CO2 zu fixieren und beispielsweise durch Photosynthese in Glucose umzuwandeln. Kohlenstoffdioxid wird bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl, -gas und Kohle CO2 freigesetzt.

Es handelt sich um ein Treibhausgas, da es aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung vom Boden abgegebene Infrarotstrahlung teilweise aufnehmen kann und damit dazu beiträgt, dass Wärme in der Erdatmosphäre gespeichert wird, anstatt ans Weltall abgegeben zu werden. Diese Rückstrahlung führt zu einer Erwärmung der durchschnittlichen Temperatur der Erde um etwa 33 °C, ohne die die mittlere Oberflächentemperatur nur ca. -18 °C betragen würde. Dieser Prozess ist der natürliche Treibhauseffekt. Durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern und weiteren Industrieemissionen wird dieser natürliche Effekt noch verstärkt.

Konvektion

Konvektion

Konvektion oder Wärmeströmung in der Erdatmosphäre ist die durch Aufsteigen erwärmter Luft verursachte vertikale Luftbewegung. Sie ist mit einem gleichzeitigen Absinken kälterer Luft in der Umgebung verbunden und führt zur turbulenten Durchmischung der Atmosphäre.

Kryosphäre

Kryosphäre

Schmelztümpel auf arktischem Meereis. (Bild: S. Hendricks/AWI)

Kryosphäre sind alle Teile eines Klimasystems, die mit Eis bedeckt sind. Zur Kryosphäre auf der Erde gehören, Gletscher, Polareis, Eisschilde, Meereis oder Schnee. Die Kryosphäre ist ein wichtiger Indikator für Klimaveränderungen und trägt erheblich zum Energiehaushalt der Erde bei. Denn geht beispielsweise das antarktische Eisschild zurück, verändert sich der Meeresspiegel oder der Salzgehalt des Meeres. Auch das Reflexionsvermögen der Erde gegenüber Sonnenstrahlen verringert sich, wenn Eis- und Schneeflächen abschmelzen. Luft, Wasser und Boden erwärmen sich in der Folge schneller.

Kyoto-Protokoll

Kyoto-Protokoll

Vereinbarung der Vereinten Nationen zum Schutz des Klimas. In Kyoto, Japan wurde 2005 ein Abkommen unterzeichnet, bei dem Zielwerte für den Ausstoß von Treibhausgasen festgelegt wurden. Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid oder Methan werden für die globale Erderwärmung verantwortlich gemacht. Freigesetzt werden sie z.B. durch die Verbrennung von Kohle und Öl (fossile Brennstoffe).

L
Lahare

Lahare

Lahare oder Lahars sind Schlammlawinen oder Schlammströme, die sich bei Vulkanausbrüchen an Vulkanhängen aus Lockergestein und Wasser bilden. Sie können problemlos Geschwindigkeiten von 50 Stundenkilometern und mehr erreichen und sehr große Auswirkungen auf die Umgebung des Vulkans und menschliche Siedlungen haben. So wurde 1985 nordwestlich von Bogota die kolumbianische Stadt Armero durch einen Lahar nahezu vollständig zerstört. Dieser Lahar wurde durch den Ausbruch des Vulkans Nevado del Ruiz verursacht. Schätzungen nach fanden dabei zwischen 25.000 und 31.000 Menschen den Tod.

Large Eddy Simulation

Large Eddy Simulation

Large Eddy Simulation ist ein mathematisches Verfahren zur numerischen Berechnung turbulenter Strömung. Die Large Eddy Simulation ist bedeutsam für Wettervorhersagen und Klimamodelle, wenn es zu Schwankungen in den Strömungsvariablen kommt, die durch Turbulenzen bedingt sind.

Lava

Lava

Basaltlava des Pacaya Vulkans, Guatemala, 2005 (Foto: GEOMAR)

Lava ist der Begriff für vulkanische Gesteinsschmelze und das daraus gebildete Gestein. Sobald Magma an die Erdoberfläche tritt und alle Gase, die das Magma enthält, entweichen, verwandelt sich Magma in flüssige Lava, die dann häufig Lavaströme bilden. Lava strömt recht langsam mit etwa 10 km/h in der Nähe des Schlotes aus einem Vulkan. Mit zunehmender Entfernung zum Förderschlot verringert sich die Fließgeschwindigkeit. Sie beträgt dann oftmals weniger als 1 km/h. Dünn bis zähflüssige Lava bahnt sich dabei ihren Weg vornehmlich durch Täler und Senken.

Lavaströme sind meist eher lokale Phänomene, die sich bis zu einigen Zehnerkilometern weit ausbreiten. Nur selten entstehen ausgedehnte, bis zu Hunderte von Metern mächtige (dicke) Lavafelder. Das Ausströmen von Lava dauert normalerweise einige Tage bis Monate. Seltener hält der Prozess über mehrere Dekaden an.

Lavaströme werden an der Oberfläche 500 bis über 1.000 °C heiß. Es gibt mehrere Faktoren, die ihr Fließverhalten beeinflussen. Die Menge, mit der Lava aus der Erde ausströmt, die Geländeform (Morphologie) der Umgebung sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Lava selbst. Je weniger zäh (viskos) die Lava ist, desto weiter und schneller kann sie fließen. Die Viskosität wird weitgehend vom Kieselsäuregehalt (SiO2 also Quarz) der Lava bestimmt.

Beim Abkühlen des heißen Gesteinsbreis entstehen sehr unterschiedliche Oberflächenformen, die von der Geschwindigkeit des Abkühlprozesses abhängen. So wird Aa (blockartige), von Pahoehoe (strickartige) sowie Kissen-Lava voneinander unterschieden. (Siehe auch Magma)

Lavadom/Quellkuppe

Lavadom/Quellkuppe

Wenn sich viskoses, sehr langsam ausquellendes Magma relativ schnell abkühlt, können sich direkt über dem Vulkanschlot Lavadome (Quellkuppen) bilden. Sie können einige Meter bis Kilometer Durchmesser erreichen und werden bis zu 1.000 Meter hoch.

Durch das schnelle Abkühlen der Lava bildet sich ein Pfropfen im Schlot. Häufig staut sich das nachfolgend aufsteigende Magma darunter auf. Hat die Schmelze einen hohen Gasgehalt, kann sich dort sehr schnell ein hoher Druck aufbauen und zu starken Explosionen führen. Auch können beim Kollaps der oft instabilen Lavadome pyroklastische Ströme entstehen. Junge Lavadome finden sich in Europa entlang der Chaine des Puys im französischen Zentralmassiv. Auch in Deutschland gibt es mehrere vulkanische Quellkuppen beispielsweise in der Rhön und im Hegau.

LiDAR

LiDAR

(Abkürzung für engl. Light detection and ranging) ist eine Methode bei der ein Laserstrahl in die Atmosphäre ausgesandt und dort an Molekülen oder Aerosolteilchen, reflektiert wird. Aus dem Rückstreusignal können – abhängig von der konkreten Realisation des LIDAR-Systems (Doppler, DIAL, Raman) – Informationen zu Aerosolen, aber auch zum Wind, zur Konzentration von Wasserdampf und anderen Spurengasen bis hin zur Temperatur der Luft abgeleitet werden.

Lithosphäre

Lithosphäre

Die Erde ist schalig aufgebaut. Im Inneren befindet sich ein Kern, dann kommt der Mantel und ganz außen die Erdkruste. (Quelle: Earth-cutaway-schematic-numbered.svg, CC)

Die Lithosphäre ist im Gegensatz zur Atmosphäre und zur Hydrosphäre der feste Anteil der Erde. Geologisch zählt zur Lithosphäre die bis zu 100 km dicke feste Erdrinde, die von der Asthenosphäre unterlagert wird. (Quelle: Lexikon der Geographie. Band 2, 2002)

M
Maare

Maare

Maare sind wannen- oder trichterförmige Krater, die sich 10 bis 500 Meter tief in die Eruptionsoberfläche einschneiden können. Ein Ringwall aus vulkanischem Auswurfmaterial oder versprengtem Wandgestein umgibt die Maare. Oft bildet sich darin ein See.

Maare entstehen durch phreatische oder phreatomagmatische Eruptionen. Bei phreatischen Eruptionen ist kein Magma beteiligt, der Druck von Wasserdampf alleine sprengt das umliegende Gestein weg. Bei phreatomagmatischen Eruptionen baut sich durch den Kontakt des heißen Magmas mit Oberflächenwasser ein enormer Druck auf. Entladen wird dieser zumeist in heftigen Explosionen.

Magma

Magma

Glutflüssiges Gesteinsmaterial, das aus tieferen Bereichen der Erdkruste aufsteigt und an der Erdoberfläche austritt und frei ausfließt oder herausgeschleudert wird. Magma kann Temperaturen von über 1.000 °C besitzen. (Siehe auch Lava)

Magmakammer

Magmakammer

Magmakammern oder Magmareservoire liegen innerhalb der Erdkruste (Lithosphäre) und speisen mit ihrem aufgeschmolzenen Gesteinsmaterial die Vulkane. Große Dichteunterschiede zwischen dem Magma und dem umgebenden festen Gestein können einen großen Druck erzeugen und so die Magmakammer zur Explosion bringen und die darüber befindliche Erdkruste durchbrechen. Mittels Beobachtung durch Radarsatelliten kann exakt festgestellt werden, ob sich die Erdkruste über einer Magmakammer anhebt. Dies kann Hinweise für das erhöhte Risiko eines Vulkanausbruchs geben. Tiefbohrungen können beim Monitoring von Magmakammern helfen, wichtige Informationen zu erhalten, um das Geschehen unter der Erdoberfläche besser zu verstehen.

Magnitude

Magnitude

Auswahl einiger starker Erdbeben der Vergangenheit entlang der chilenischen Küste. Die jeweiligen Stärken/Magnituden sind mit Ereignisjahr angegeben (Grafik: M. Dziggel/GFZ)

Die Magnitude ist das logarithmische Maß für die seismische Energie, die bei einem Erdbeben im Erdbebenherd freigesetzt wird. Zur Bestimmung der Magnitude müssen die Bodenbewegungen als Seismogramme mit Seismometern gemessen werden. Eine Erhöhung der Magnitude um eine Einheit entspricht einer Vergrößerung der Bodenbewegung um den Faktor 10 und einer Erhöhung der Energie auf etwa das 30-fache. Während die Magnitude ein Maß für die freigesetzte Energie im Erdbebenherd ist, klassifiziert eine Intensität die Erschütterungen an einem beliebigen Ort auf der Erdoberfläche.

Magnitudenangaben

Magnitudenangaben

Die Lokalbebenmagnitude (ML) wird aus den erstankommenden Wellen nur an relativ nahe gelegenen Messstationen bestimmt. Normalerweise gilt diese Magnitudenskala für Entfernungen bis einige hundert Kilometer zwischen Beben und Station. Dagegen verwendet die Raumwellen-Magnitude (mb) seismische Wellen, die durch das tiefe Erdinnere laufen und an Stationen aufgezeichnet werden, die mehr als 2.000 km entfernt sind. Die Ermittlung dieser Magnitude erfolgt immer noch sehr schnell. Für starke Erdbeben (> mb 6) gilt die Raumwellen-Magnitude jedoch als gesättigt, so dass die Magnitude sich kaum mehr erhöht, obwohl das Erdbeben sehr viel stärker war. Oberflächenwellen laufen relativ langsam entlang der Erdoberfläche (Geschwindigkeiten von etwa 3-4 km/s verglichen mit 8-14 km/s für die Raumwellen im Erdinnern), können aber in großen Entfernungen zum Erdbebenherd noch gut gemessen werden. Die aus diesen Wellen bestimmte Oberflächenwellen-Magnitude (MS) sättigt erst bei stärkeren Erdbeben und wurde lange Zeit zur Charakterisierung von Starkbeben verwendet. Die langsame Ausbreitungsgeschwindigkeit bedingt jedoch, dass MS erst einige Zeit nach dem Erdbeben vorliegt. Heutzutage werden Erdbeben und stärkere Erdbeben vor allem mit der Momentenmagnitude (Mw) charakterisiert, die nicht mehr sättigt und direkt mit den physikalischen Parametern am Erdbebenherd verknüpft werden kann. Zur Bestimmung dieser Magnitude werden in der Regel theoretische Seismogramme für die Erde berechnet und mit Beobachtungen verglichen. Bei Starkbeben werden im Wesentlichen Oberflächenwellen verglichen, weshalb auch Mw nicht unmittelbar nach Eintreten des Erdbebens vorliegen kann.

Manteldiapir

Manteldiapir

Schematische Darstellung eines Diapirs. (Grafik: ESKP)

Das Gestein im Mantel ist nicht überall gleich heiß und dicht. An einigen Stellen gibt es Manteldiapire. Dies sind Bereiche im Erdmantel, an denen heiße Gesteinsschmelzen aufsteigen, die sich nach oben hin pilzförmig ausbreiten. Ihr Ursprung kann bis zur Grenze zwischen Kern und Mantel hinunter reichen.

Mantelkonvektion

Mantelkonvektion

Die Temperaturunterschiede im Erdinneren führen im Erdmantel zur Ausbildung von Konvektionsströmen. Es steigt also heißes flüssiges Gesteinsmaterial auf, kühlt im oberen Mantelbereich ab und sinkt wieder nach unten.

Meereis

Meereis

Meereis in der Antarktis: Hier hat sich sog. Pfannkucheneis gebildet. (Bild: S. Hendricks/AWI)

Als Meereis wird das Eis bezeichnet, das sich durch Gefrieren von Meerwasser bildet. Zum Meereis zählt weder das dauerhaft auf dem Land liegende Eis von Gletschern und Eisschilden, noch von ihm abbrechende Eismassen, also Eisberge. Die Beobachtung des Meereises der Arktis ist für Forscher deshalb wichtig, weil das Meereis als kritisches Element im Klimageschehen und als Frühwarnsystem für die globale Erwärmung gilt.

Meteorit

Meteorit

Meteoritenkrater in Nördlingen, Deutschland (Nördlinger Ries). (Foto: NASA)

Meteoriten bestehen überwiegend aus Silikatmineralen (u. a. Quarz, Olivin) oder aber aus Nickel-Eisenlegierungen. Sie können aber auch größere Mengen Kohlenstoff enthalten. Zumeist verglüht das Gesteinsmaterial sobald es in die Erdatmosphäre eintritt als Sternschnuppe. Allerdings schlagen gelegentlich Meteoriten auch auf der Erde ein.

Bis zu 19.000 Meteoriteneinschläge schätzen Experten fallen entweder ins Meer oder treffen das Festland. Die zumeist faustgroßen Gesteinsbrocken richten dabei allerdings kaum Schaden an. Allerdings können Meteoriten einige zehner Meter im Durchmesser aufweisen und mit Geschwindigkeiten von 10 bis 70 Kilometern pro Sekunde auf die Erdoberfläche auftreffen. Dabei können sie bis zu 100 Meter in den Untergrund eindringen, so dass ein Meteoritenkrater entsteht, da das umliegende Material durch die hohe Einschlagsenergie weggesprengt wird und das Umgebungsgestein durch den enormen Druck stark verändert wird.

Mikroplastik

Mikroplastik

Alle Plastikpartikel kleiner als fünf Millimeter. Man unterscheidet zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik. Primäres Mikroplastik sind Produktionspellets (zu einem industriellen Zweck hergestellte Mikroplastik-Kugeln), die bei der Herstellung von Plastikteilen produziert werden, um diese in andere Formen zu bringen. Hierzu gehören bspw. Partikel, die in Kosmetika vorhanden sind bzw. waren. Viele Hersteller verzichten mittlerweile darauf. Sekundäres Mikroplastik ist im Prinzip das Plastik, das früher einmal eine Tüte war und in kleine Teile zerfällt.

Mittelozeanische Rücken

Mittelozeanische Rücken

Mittelozeanische Rücken sind die längsten vulkanischen Gebirge der Welt. Der Mittelatlantische Rücken ist mit über 20.000 km der längste dieser untermeerischen Vulkangebirge.

Hier driften zwei tektonische Platten auseinander. Die Plattengrenzen sind also divergent. Große Mengen Magma, also aufgeschmolzenes, (zäh)flüssiges Gestein dringt dort aus dem Erdmantel in die Erdkruste an den Meeresboden. Es bildet sich dort neue ozeanische Kruste.

Diese divergente Bewegung führt allerdings am anderen Rand der Platte oftmals dazu, dass dort die dichtere, ozeanische Platte unter die kontinentale Platte abtaucht, also subduziert wird. Solche Subduktionszonen gibt es beispielsweise entlang der Pazifikküste vor Südamerika.

Mofette

Mofette

Oftmals tritt als Begleiterscheinung von vulkanischer Aktivität Kohlenstoffdioxid (CO2) mit Temperaturen unter 100 °C an der Erdoberfläche aus. Diese Austrittsstelle wird als Mofette bezeichnet.

Momentenmagnitude (Mw)

Momentenmagnitude (Mw)

Die Momentenmagnitude ist ein physikalisch begründetes und an die übrigen Magnitudenarten kalibriertes Stärkenmaß auf der Grundlage eines mechanischen Modells einer schlagartig aktivierten Störungsfläche als Reaktion auf eine Spannungsbeanspruchung. Die größte bisher beobachtete Momentmagnitude wurde mit einem Wert von 9,5 beim Chile-Erdbeben 1960 erreicht. Zwischen den Magnitudenarten und der Intensität bestehen Umrechnungsbeziehungen, um die verschiedenen Größen ineinander zu überführen und auch historische Beben in Form von Magnituden zu klassifizieren.

N
Nilas

Nilas

Eine dünne, elastische, bis zu 10 cm dicke Eiskruste mit einer matten Oberfläche. Sie wird durch Seegang und Dünung leicht verbogen. Durch seitlichen Druck entsteht das auf- und untergeschobene Eis. Dunkle Nilas sind bis zu 5 cm dick und sehr dunkel in der Farbe; helle Nilas sind 5-10 cm dick und heller in der Farbe.

O
OH-Schicht

OH-Schicht

Fast alle chemischen Substanzen, die von Menschen, Tieren oder Pflanzen, erzeugt werden, reagieren in der Troposphäre schnell mit OH und werden dabei abgebaut. (Grafik: M. Rex/AWI)

OH ist die chemische Formel für ein Molekül, welches aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom besteht. Dieses Molekül wird auch "Hydroxyl-Radikal" genannt. Radikal heißt es deshalb, weil es aufgrund seiner elektronischen Konfiguration extrem reaktiv ist und daher mit fast allen anderen Substanzen in der Luft reagiert.

Olivin

Olivin

Mineral: Magnesium-Eisen Silikat (Mg,Mn,Fe)2[SiO4], welches überwiegend im oberen Mantel vorkommt.

Orkan

Orkan

Ist ein starker länger anhaltender Wind, also nicht nur in Böen auftretender Wind, der Geschwindigkeiten von über 118 km/h erreicht.

Ozon

Ozon

(O3) ist insbesondere in der Ozonschicht in der Atmosphäre angereichert und schützt Lebewesen vor der energiereichen ultravioletten Strahlung der Sonne. Unter Ozonloch wird die Ausdünnung der Ozonschicht verstanden. Insbesondere über der Antarktis wird eine Ausdünnung der Ozonschicht nachgewiesen, so dass dort verstärkt ultraviolette Strahlung (UV-B) durchgelassen wird. Diese hochenergetische Strahlung gilt es krebserregend.

Ozon ist bei Zimmertemperatur gasförmig und kann aufgrund seiner oxidierenden Wirkung die Atemwege reizen.

P
Paroxysmen

Paroxysmen

Paroxysmen sind "krampfartige" Vulkanausbrüche bei denen sich der Ausbruch langsam steigert, um dann in einer kurzen aber starken Eruption zu enden.

Paroxysmen beginnen als Gas- und Dampfemissionen, welche über Stunden und Tage in strombolianische Eruptionen übergehen. In der eine halbe bis einige Stunden andauernden Hauptphase entstehen durch starke Explosionen, mehreren hundert Meter hohe Lavafontänen und mehrere Kilometer hohe Eruptionssäulen und Tephrawolken. Förderung von niedrig viskoser (dünnflüssiger) dadurch schnell fließende Lavaströme entstehen. Paroxymale Ausbruchperioden enden oft mit starken Explosionen deren Lavafontänen schnell kollabieren.

Pazifischer Feuerring

Pazifischer Feuerring

Pazifischer Feuerring: Plattengrenzen rund um den Pazifik an denen es immer wieder zu Vulkanausbrüchen und Erdveben kommt (Grafik: eskp.de/CC BY).

Der Pazifische Feuerring umrahmt den Pazifik von Süd- über Mittel- und Nordamerika zum Aleutengraben, Kamtschatka, Japan, Philippinen, Indonesien bis nach Neuseeland. Plattengrenzen sind hier oftmals durch Subduktionszonen, also Regionen wo die schwere Ozeanische Kruste unter die Kontinentalkruste abtaucht, charakterisiert. In diesem Gebiet kommt es deshalb immer wieder zu heftigen Erdbeben und Vulkanausbrüchen.

Pedosphäre

Pedosphäre

Oberer Bereich der gemeinhin mit Erdboden bezeichnet wird. Hier gibt es die Wurzelzone, also den Bereich, der von Pflanzenwurzeln durchdrungen ist. Auch der ungesättigte Bodenbereich befindet sich im oberen Erdreich. Hier gibt es zwar Bodenwasser, aber keinen wassergesättigten Bereich (Grundwasser).

Permafrost

Permafrost

Die Karte zeigt die Verteilung von unterschiedlich stark ausgeprägtem Permafrost in der Nordhemisphäre und der Antarktis. In den abgebildeten Bohrlöchern wird jedes Jahr die Temperatur gemessen (siehe GTN-P). Grafik: AWI

Tritt in polaren Regionen und Gebirgen auf, in denen die Böden mindestens zwei aufeinanderfolgende Jahre permanent gefroren sind. Nur im Sommer tauen die Oberflächen dieser Dauerfrostböden um ca. einen halben Meter tief auf. Im Permafrost sind wie in einer Tiefkühltruhe riesige Mengen organischen Kohlenstoffs gespeichert. In Deutschland tritt Permafrost auf der Zugspitze auf.

Petrophysik

Petrophysik

Physikalische Eigenschaften der Gesteine werden untersucht. Ist ein Gestein plastisch verformbar z.B. Ton oder magnetisch (eisenreiches Gestein). Auch elektrische- und Wärmeleitfähigkeit werden überprüft.

pH-Wert

pH-Wert

Mit dem pH-Wert wird der Säuregehalt von Flüssigkeiten angegeben. Die Skala reicht von 0 bis 14. Genau in der Mitte, also bei einem Wert von 7, ist eine Flüssigkeit neutral. Unterhalb von 7 ist eine Flüssigkeit sauer, also eine Säure und oberhalb von 7 ist sie basisch, also eine Lauge. Als Beispiele können Zitronensaft (pH von ca. 2,4) und Seifenlauge (pH von ca. 9,2) genannt werden.

Photosynthese

Photosynthese

Photosynthese ist ein Prozess, bei dem mit Hilfe von Lichtenergie Pflanzen aus energieärmeren energiereichere Stoffe erzeugen. So wandeln Pflanzen das über die Wurzeln aufgenommene Wasser und das über die Blätter aufgenommene Kohlenstoffdioxid mittels Chlorophyll in Glucose und Sauerstoff um. Der produzierte Sauerstoff wird über die Blätter wieder an die Umgebung abgegeben.

Pingo

Pingo

Ein Pingo in der russischen Taiga (nördlich von Jakutsk). Pingos bestehen aus einem Eiskern, der die überlagernden Erdschichten angehoben hat. (Bild: B. Diekmann/AWI)

In Permafrostgebieten auftretende Bodenaufwölbung infolge der Zufuhr und des Gefrierens von Wasser, welches u.a. durch Auflast aus den Porenräumen unterlagernder Böden verdrängt wird.

Pitkrater

Pitkrater

Pitkrater sind runde Krater. Sie entstehen durch den Kollaps durch Abfließen von darunterliegendem Magma.

Plattentektonik

Plattentektonik

Übersicht über die verschiedenen Plattengrenzen (Grafik: ESKP)

Der deutsche Meteorologe und Polarforscher Alfred Wegener formulierte 1912 seine Theorie der Kontinentalverschiebung. Die Plattentektonik, also die Bewegung verschiedener Erdplatten, die sich entweder aufeinander zu (Kollision oder auch Subduktion), voneinander weg (Divergenz) oder aneinander vorbei (Transformverschiebung) bewegen, ließ sich erst Jahre später erklären.

Das Gesteinsmaterial der Erdplatten der Erdkruste (äußerste Hülle der Erde) wird mit zunehmender Tiefe ins Erdinnere im oberen Mantel (die Kruste unterlagernde Erdschicht) erhitzt. Dadurch reduziert sich die Gesteinsdichte und heißes, (zäh)flüssiges Gestein steigt zur Oberfläche auf, wo es dann wieder abkühlt und absinkt. Dieser Prozess, des Aufheizens, Aufsteigens, Abkühlens und Absinkens wird als Konvektion bezeichnet. Die Bewegung der Kontinentalplatten wird durch Konvektionsprozesse begründet. Entlang von Plattengrenzen kommt es immer wieder zu Erdbeben, Tsunamis und vulkanischer Aktivität.

Pleistozän

Pleistozän

Das Pleistozän ist ein Zeitabschnitt in der Erdgeschichte. Es begann vor etwa 2,6 Millionen Jahren und endete ca. 10.000 Jahre v. Chr.

PPBV

PPBV

Maßeinheit bzw. Mengenangabe: von einem part per billion (ppbv) Ozon wird gesprochen, wenn ein Ozonmolekül auf jeweils eine Milliarde Luftmoleküle kommt.

Proxydaten

Proxydaten

Proxydaten sind indirekte Klimazeiger oder Klimazeugen, die beispielsweise durch Daten aus Baumringen, Pollen, Eis- oder Sedimentkernen gewonnen werden können. Aber auch mit Hilfe von historischen Text- oder Bildquellen können Informationen über das Klima der Vorzeit zusammengetragen werden.

Prä-industriell

Prä-industriell

Prä-industriell bezeichnet die Zeit um das Jahr 1750. Prä-industriell befanden sich nur 280 ppm (Teile einer Million) Kohlendioxid in der Atmosphäre. Dies ist ein globaler monatlicher Mittelwert. Im August 2016 waren es bereits über 400ppm. Der von den Vereinten Nationen veröffentlichte IPCC Bericht, der Expertenwissen zum weltweiten Klimawandel zusammenfasst, definiert Ziele in Bezug auf diese Zeit. Maßstab sind unter anderem die damaligen Konzentrationen an klimawirksamen Substanzen (Kohlendioxid, Methan, Distickstoffmonoxid (Trivialname Lachgas). Das 2°C Ziel bezieht sich auf das prä-industrielle Zeitalter.

Pyroklastika

Pyroklastika

Pyroklastika entstehen, wenn in einer gasreichen Schmelze die Gasblasen platzen. Dadurch bilden sich hochporöse Gesteinsbruchstücke wie Schlacke, Bims und Asche. Mit Geschwindigkeiten von 400 bis über 1.000 km/h wird das Gestein zusammen mit den Vulkangasen in die Atmosphäre geschleudert. Es formt sich eine Eruptionssäule, die bis zu 40 km hoch werden kann. In der Atmosphäre breitet sich das Material als Wolke aus.

Pyroklastische Ströme

Pyroklastische Ströme

Wenn durch nachlassenden Materialnachschub die Eruptionssäule zusammenbricht, kommt es zur Bildung von Pyroklastischen Strömen. Dies sind Wolken aus heißen vulkanischen Gasen und mitgerissenen Partikeln wie Bims, Asche, Blöcken und heißer Lava. Sie suchen sich hauptsächlich ihren Weg durch Täler und Senken. Sie können bei ausreichender Energie aber auch Bergrücken überwinden. Bei Temperaturen von bis zu 800 °C erreichen sie Geschwindigkeiten von bis zu 300 km/h.

Q
Quartär

Quartär

Das Quartär ist der jüngste Zeitabschnitt der Erdgeschichte. Es begann vor ca 2,5 Millionen Jahren und dauert bis heute an.

R
Radar-Altimetrie

Radar-Altimetrie

Satelliten-Altimetrie ist ein Verfahren mit dem beispielsweise die Meereshöhe bestimmt werden kann (Grafik: ESA)

Verfahren zur Höhenmessung: Mit Hilfe eines Radars kann vom Satelliten aus beispielsweise die Höhe der Meeresoberfläche gemessen werden. Hierzu werden

kurzwellige Radioimpulse senkrecht nach unten ausgesendet, an der (Meeres-)Oberfläche reflektiert und das Signal am Satelliten wieder empfangen.

Radiokarbon-Methode

Radiokarbon-Methode

Bei der Radiokarbonmethode können organische Stoffe anhand des Anteils des Kohlenstoff-Isotops (14C) datiert werden. Lebende Pflanzen verwerten bei der Photosynthese täglich Kohlenstoff. Stirbt eine Pflanze ab, ist auch der Photosyntheseprozess abgeschlossen. Anhand des Verhältnisses des stabilen 12C Kohlenstoff zum instabilen 14C (durch radioaktiven Zerfall instabil) kann dann auf das Alter der Pflanze/organischen Materials geschlossen werden.

RCPs - Repräsentative Konzentrationspfade

RCPs - Repräsentative Konzentrationspfade

Um 2010 wurde ein neues Konzept für die Erstellung globaler Szenarien entwickelt, das auf „repräsentativen Konzentrationspfaden“ („Representative Concentration Pathways“ - kurz RCPs). Sie werden durch den Strahlungsantrieb zum Ende des 21. Jahrhunderts definiert und repräsentieren verschiedene Entwicklungspfade der Treibhausgaskonzentrationen und zugehöriger Emissionen. So führt beispielsweise der Konzentrationspfad des RCP4.5 zum Ende des 21. Jahrhunderts zu einem Strahlungsantrieb von 4,5 W/m2. Diese physikalischen Schwellenwerte können durch verschiedene sozioökonomische Entwicklungen erreicht werden, die z. B. auch klimapolitische Maßnahmen berücksichtigen. Der Konzentrationspfad des RCP2.6 beinhaltet sehr ambitionierte Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und zum Ende des 21. Jahrhunderts sogar „negative Emissionen“ (Fuss et al. 2014). Er führt zum Strahlungsantrieb von etwa 3 W/m2 um 2040 und geht dann gegen Ende des 21. Jahrhunderts auf einen Wert von 2,6 W/m2 zurück. RCP2.6 repräsentiert damit den im Vergleich zu allen RCP- und SRES-Szenarien geringsten Strahlungsantrieb. Mit RCP8.5 dagegen wird ein kontinuierlicher Anstieg der Treibhausgasemissionen beschrieben und zum Ende des 21. Jahrhunderts ein Strahlungsantrieb von 8,5 W/m2 erreicht.

Richter-Skala

Richter-Skala

Ist eine vom amerikanischen Seismologen Charles Francis Richter 1935 entworfene Magnituden-Skala für Kalifornien, die mit einem speziellen Seismographen (Wood Anderson Seismograph) gemessene Bodenbewegung der erstankommenden Wellen logarithmisch einordnet. Die Richter-Skala wurde ursprünglich für Stationen in wenigen hundert Kilometer Entfernung definiert. In den Folgejahren wurden weitere Magnitudenskalen entwickelt, bei denen Stationen in größeren Entfernungen einbezogen und teilweise andere Wellentypen ausgewertet werden.

S
Schadstoffeintrag

Schadstoffeintrag

Hierarchische Ordnung von Schadstoff-Typen: Schadstoffe können fest, flüssig oder gasförmig sein. (Grafik: GFZ)

Schadstoffe gelangen auf unterschiedliche Weise in die Umwelt. Dies geschieht als Abgas in die Luft oder als Flüssigkeit oder Feststoff in Gewässer und Böden.

Schelf

Schelf

Schelf ist der vom Meer überflutete Rand eines Kontinents bis zu einer Wassertiefe von 200 Metern. Das darüber liegende Meer wird Schelfmeer oder Flachmeer genannt. Die Breite der Schelfe ist sehr unterschiedlich. Sie kann von wenigen Kilometern bis zu einer Breite von 300 Kilometern gehen, je nach tektonischer Beschaffenheit der Plattenränder.

Schorre

Schorre

Schorre ist in der Uferzone eines Meeres gelegene flach seewärts geneigte Flachform, die durch Brandung und Wellen entstanden ist. Man bezeichnet sie auch als Brandungsplattform. Es gibt unterschiedliche Schorren. So besteht die deutsche Ostseeküste fast vollständig aus Sandschorren. Auf Helgoland finden sich Felsschorren und an der Südküste Englands Geröllschorren.

Schwefeldioxid

Schwefeldioxid

Schwefeldioxid (SO2) ist ein farbloses, stechend riechendes, wasserlösliches Gas. In der Atmosphäre aus Schwefeldioxid entstehende Sulfatpartikel tragen zudem zur Feinstaubbelastung (PM10) bei. Schwefeldioxid wird durch Industrie und Straßenverkehr, aber auch natürlich durch vulkanische Emissionen freigesetzt.

Sediment

Sediment

Sedimente entstehen durch Abtragung (Erosion) von Festgesteinen. Physikalische und chemische Prozesse lösen aus Gesteinskörpern größere Bruchstücke oder auch nur kleinere Partikel heraus, es entstehen also Lockergesteine. Diese werden durch Wind, Wasser oder Eis transportiert und wieder abgelagert. Beispiele für Sedimente sind Kies, Sand oder auch Ton, die sich aufgrund ihrer Korngröße voneinander unterscheiden.

Sedimentenbeckenanalyse

Sedimentenbeckenanalyse

Sedimentbeckenanalyse, wie sie am Deutschen GeoForschungsZentrum betrieben wird, entwickelt auf Basis von Bohrungen mathematische Modelle, um die Energie- und in komplexen Sedimentbecken und den einzelnen Sedimentschichten zu beschreiben. Die Modelle helfen, das Verständnis des Systems Erde zu verbessern. Beispielsweise ist es für die Nutzung von Geothermie wichtig die Temperaturverteilung in der Erdkruste zu verstehen. Denn die Eigenschaften des Gesteins unterscheiden sich erheblich. Dadurch wird auch die Wärmeleitung beeinflusst. Es gibt auch Zonen, in denen man besonders heißes Tiefenwassere findet. Es gibt daher Orte in den Sedimentschichten, an denen es wärmer ist als an anderen. Diese sind dann für die Nutzung von Geothermie besser geeignet.

Seismizität

Seismizität

Für Menschen deutlich fühlbare oder gar schadenverursachende Erdbeben gehören in Deutschland zu den seltenen Naturphänomenen. Die überwiegende Mehrzahl der Erdbebenherde Deutschlands konzentriert sich auf drei Schwächezonen in der Erdkruste: das Rheingebiet, die Schwäbische Alb sowie Ostthüringen und Westsachsen mit dem Vogtländischen Schwarmbebengebiet.

Seismogramm

Seismogramm

Aufzeichnung des Erdbebens in Japan am 11. März 2011 an einer Messstation in Indonesien. (Bild: GFZ)

Ein Seismogramm ist die grafische Aufzeichnung von Erdbebenwellen in Abhängigkeit von der Zeit.

Seismometer

Seismometer

Erdbeben werden mit einem Seismometer erfasst. Dieses Gerät zeichnet Bodenerschütterungen auf. Es besteht aus einer an einer Federaufhängung gelagerten Masse. Die Bodenerschütterung überträgt sich zwar auf das Gehäuse des Messinstrumentes, allerdings bleibt die Masse aufgrund ihrer Trägheit ungestört. Die Relativbewegung des Bodens wird dann als Längenänderung im Laufe der Zeit aufgezeichnet (s. auch Erdbebenerfassung).

Sinkhole

Sinkhole

Bei einem sinkhole (dt. Erdfall) stürzt der Untergrund oftmals trichterförmig ein. Häufig verursachen natürliche Verwitterungsprozesse wie die Salz- oder Gipslaugung das Einbrechen des Untergrundes. Es können aber auch Baumaßnahmen wie Stollen, Schächte oder Tunnel im Untergrund dazu führen, dass die Oberfläche instabil wird und einsackt. Derartige Kollapsvorgänge sind auf die oberen hundert Meter der Erdkruste beschränkt. In Deutschland sind vor allem Bergbauregionen wie in Nordrhein-Westfalen und Sachsen, wo ein breites Netz an Stollen und Schächten den Untergrund durchsetzt, von Erdfällen betroffen. Aber auch im norddeutschen Raum kann es insbesondere durch das Auflösen bzw. die Laugung der salzhaltigen Gesteinsschichten durch Wasser im Untergrund gelöst werden.

SODAR

SODAR

(Abkürzung für engl. SOund Detection And Ranging) ist ein akustisches Verfahren zur Bestimmung von Windgeschwindigkeit und Windrichtung in der atomosphärischen Grenzschicht. Ein Sodar sendet ein akustisches Signal. Ein Teil der Schallenergie wird durch Inhomogenitäten, beruhend auf der thermodynamischen Struktur der Atmosphäre, zurückgestreut und wieder empfangen. Aus der Frequenzverschiebung zwischen Sende- und Empfangssignal (Doppler-Effekt) lässt sich die Windgeschwindigkeit in unterschiedlichen Höhen über Grund, welche über die Signallaufzeit bestimmt wird, berechnen.

SRES Szenarien

SRES Szenarien

Im Jahr 2000 brachte der „Zwischenstaatliche Ausschuss über Klimaänderungen“ (Intergovernmental Panel on Climate Change - kurz IPCC) einen Sonderbericht zu etwa vierzig entwickelten Emissionsszenarien heraus, den „Special Report on Emissions Scenarios“ (SRES). Die Klimaprojektionen des dritten (2001) und vierten (2007) IPCC Sachstandsberichts basieren auf diesen SRES Szenarien. Sie werden in vier Familien (A1, A2, B1 und B2) eingeteilt. A1 zum Beispiel wird in drei weitere Szenarien eingeteilt, die sich am Energieverbrauch der Menschheit orientieren. Dabei geht das A1B Szenario von einer Balance zwischen den einzelnen Energiequellen aus. In den beiden anderen A1-Szenarien wird ein intensiverer Gebrauch fossiler bzw. nicht-fossiler Energieträger angenommen. Das A1B Szenario ist ein relativ gemäßigtes Szenario, das oft für Klimaprojektionen als Referenz herangezogen wird. Es geht zudem u.a. von starkem Wirtschaftswachstum und rascher Entwicklung neuer Technologien. Das B1 Szenario geht von einer raschen Konvergenz der Volkswirtschaften und einem schnellen Übergang zur Dienstleistungs- und Informationsgesellschaft aus. Der Ressourcenverbrauch wird reduziert. Die Treibhausgasemissionen sind niedriger als im A1B Szenario. Das A2 Szenario geht von sehr heterogenen Volkswirtschaften und einer stark steigenden Weltbevölkerung aus. Wirtschaftswachstum und technologische Entwicklung sind langsamer als im A1B und B1 Szenario. Die Treibhausgasemissionen sind zur Mitte des 21. Jahrhunderts ähnlich, gegen Ende des 21. Jahrhunderts höher als im A1B Szenario.

stenophag

stenophag

Stenophage Arten haben sehr spezifische Ansprüche an ihre Nahrungsquellen. Die Vorsilbe "steno-" bedeutet "eingeschränkt, eng". Eine stenophage Art hat sich spezialisiert und reagiert empfindlich, wenn diese Nahrungsquelle entfällt. Sie hat keine weiten Toleranzbereich.

Das Gegenteil ist euryphag. Diese Arten tolerieren ein weites Spektrum an Nahrungsquellen.

Stickstoffdioxid

Stickstoffdioxid

Stickstoffdioxid (NO2) ist ein giftiges Gas, was insbesondere bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Kohle freigesetzt wird. Kohlekraftwerke, Industrieanlagen und Kraftfahrzeuge stoßen beispielsweise Stickstoffdioxid aus.

Stratosphäre

Stratosphäre

Die verschiedenen Schichten der Atmosphäre. (Grafik: ESKP)

Die Stratosphäre ist die bodenferne Luftschicht der Atmosphäre. Sie ist die zweite Schicht in der Atmosphäre und liegt über der Troposphäre. In ihr steigt die Temperatur durch die Absorption ultravioletter Strahlung der Sonne durch das dort vorhandene Ozon wieder an. In rund 55 Kilometern Höhe endet die Stratosphäre mit der Stratopause.

Stratovulkane/Schichtvulkane

Stratovulkane/Schichtvulkane

Bei vulkanischen Eruptionen folgt nach einer anfänglichen aktiven, meist eine ruhige Phase in der Lava ausfließt. Durch den Wechsel von Lavaschichten und Tephra bilden sich Schicht- oder Stratovulkane, die oftmals sehr steile Flanken haben. In der Landschaft sind diese Vulkantypen zumeist gut zu erkennen.

Stromgestehungskosten

Stromgestehungskosten

Gestehungskosten im Allgemeinen sind die Kosten für die Herstellung eines Gutes. Stromgestehungskosten sind die Kosten, die für die Umwandlung einer Energieform in elektrischen Strom aufgewendet werden müssen. Sie entstehen im Wesentlichen aus den Materialkosten wie dem Brennstoff und den Fertigungskosten, die beispielsweise die Kosten für ein Kraftwerk und dessen Betrieb umfassen. Sie werden in der Regel in Euro je Megawattstunde angegeben. Die Einspeisevergütung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) orientiert sich ebenfalls an den Stromgestehungskosten, also an den Kosten, die dem Anlagenbetreiber beispielsweise einer Photovoltaik- oder Windenergieanlage entstehen.

Sundabogen

Sundabogen

Die Karte zeigt die Lokation des starken Erdbeben entlang der Plattengrenze vor der Küste Indonesiens im Dezember 2004.

Vor der Küste Indonesiens taucht die Indisch-Australische Platte mit ungefähr 60 mm/Jahr unter die Eurasische Platte ab. Diese Subduktionszone wird Sundabogen oder auch Sundagraben genannt. Die Zone erstreckt sich von den Andamanen über Java im Norden Indonesiens bis nach Bali im Süden Indonesiens über eine Strecke von über 6.000 km.

T
Taifun

Taifun

Taifun "Haiyan" verwüstete Anfang November 2013 weite Teile der Philippinen (Foto: NASA).

Zu den tropischen Wirbelstürmen gehörender Orkan, der im westlichen Pazifik auftritt und an den ostasiatischen Küsten verheerende Schäden verursacht (s. auch Hurrikan).

Talik

Talik

Talik ist die ungefrorene, grundwasserführende Zone im Permafrost. Im Permafrost, also in Dauerfrostböden taut nur die Oberfläche ca. einen halben Meter tief auf.

Tektonik

Tektonik

Lehre vom Aufbau sowie den Bewegungen und Formveränderungen der Erdkruste und festen Teilen des Erdmantels. Die Tektonik umfasst globale, regionale und lokale Aspekte. Die Neotektonik befasst sich mit der Tektonik der jüngsten geologischen Vergangenheit, d.h. je nach Untersuchungsgebiet, die letzten 15 bis 35 Mio. Jahre.

Tephra

Tephra

Aufnahme einer Vulkanasche-Probe in der Elektronenmikrosonde. Die Grauabstufungen deuten auf unterschiedliche chemische Zusammensetzungen der Partikel hin. (Bild: C. Bonanati/GEOMAR)

Unverfestigte Pyroklastika werden auch Tephra genannt und nach ihrer Partikelgröße klassifiziert. Asche ist kleiner als 2 mm, Lapilli zwischen 2 und 64 mm. Blöcke und Bomben sind größer als 64 mm. Letztere unterscheiden sich lediglich in ihrer Form. Bomben sind rundlich, Blöcke eher kantig.

Zu Tephrafall kommt es, wenn das Material zu Boden fällt. Blöcke und Bomben gehen zumeist in unmittelbarer Nähe bzw. in wenigen Kilometern Entfernung zum Vulkanschlot nieder. Asche hingegen kann mehrere hunderte Kilometer weit transportiert werden. Solche Ablagerungen können meterdicke Schichten bilden, die hunderte von Quadratkilometern Fläche bedecken. Dünnere Aschelagen, können sich sogar bis über tausende von Quadratkilometern ausbreiten.

thermohalin

thermohalin

Eigenschaft des Meerwassers, aufgrund von Temperatur- oder Salzgehaltänderungen seine Dichte zu ändern.

Thermokarst-See

Thermokarst-See

Schematische Dartsellung zur Entstehung von Thermokarst-Seen. (Grafik: PAGE21 - Changing permafrost in the Arctic and its Global Effects in the 21st Century, ein EU-Forschungsprojekt, koordiniert durch das Alfred-Wegener-Institut).

Als Thermokarst-See bezeichnet man Seen, die sich in Senken bilden, welche durch das Tauen des Permafrostbodens entstanden sind.

Toxikologie

Toxikologie

Ist ist die Lehre von den Konsequenzen der Einwirkung chemischer Stoffe auf biologische Systeme.

Treibhauseffekt

Treibhauseffekt

Gase wie Kohlendioxid, Methan, Lachgas, F-Gase (fluoriert) aber auch Wasserdampf werden auch als Treibhausgase bezeichnet, da sie einen Teil der vom Erdboden abgegebenen Wärmestrahlung aufnehmen, die ansonsten ins Weltall entweichen könnte. Gäbe es diesen natürlichen Effekt nicht, läge die weltweite Durchschnittstemperatur nur bei -18 °C. Der rapide Anstieg von Treibhausgasen in der Atmosphäre bewirkt nun wiederum eine stete Erhöhung der Durchschnittstemperatur auf der Erde.

Troposphäre/Tropopause

Troposphäre/Tropopause

Die verschiedenen Schichten der Atmosphäre. (Grafik: ESKP)

Die Troposphäre ist die bodennahe Schicht der Atmosphäre. In ihr nimmt die Temperatur nach oben hin ab. Sie wird nach oben zur Stratosphäre durch die Tropopause begrenzt.

Die Tropopause ist die Grenzschicht zwischen Troposphäre und Stratosphäre und befindet sich in einer Höhe von ca. 8 Kilometern an den Polen bis 17 Kilometern am Äquator.

Tsunami

Tsunami

Der Begriff stammt aus dem Japanischen und bedeutet: Hafenwelle. Ein Tsunami ist eine Wasserwelle, die durch die plötzliche Verdrängung von großen Wassermassen entsteht. In 90 % der Fälle geschieht dies durch die Verformung des Meeresbodens bei einem schweren Erdbeben. Es kommen aber auch Hangrutsche, Vulkanausbrüche und theoretisch auch Meteoriteneinschläge als Ursache in Frage. All diese Mechanismen haben jedoch gemeinsam, dass sie Erdbebenwellen erzeugen können, die sich mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde in der Erde ausbreiten.

Tundra

Tundra

Tundra ist die baumfreie- oder baumarme Vegetationszone der Subpolargebiete, die ca. 3-4 Prozent der Erdoberfläche einnimmt und vor allem auf der Nordhalbkugel vertreten ist. Die Mitteltemperatur des wärmsten Monats liegt zwischen 0 ° C und 10 ° C. Die Vegetationsperiode beträgt meist nur 2-3 Monate. Die Tundra beherbergt vor allem Moose, Flechten und Gefäßpflanzen und grenzt im Norden an die Polarwüsten sowie im Süden an den borealen Nadelwald.

U
UNISDR

UNISDR

United Nations Office for Disaster Risk Reduction - Vereinte Nationen zur Reduzierung von Naturgefahren.

United Nations Framework on Climate Change

United Nations Framework on Climate Change

Die Klimarahmenkonvention ist das internationale, multilaterale Klimaschutzabkommen der Vereinten Nationen. Ihr Ziel ist es, eine gefährliche anthropogene - also eine vom Menschen verursachte - Störung des Klimasystems zu verhindern. Die UNFCCC wurde 1992 im Rahmen der Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung (UNCED) in Rio de Janeiro ins Leben gerufen und trat zwei Jahre später in Kraft. Mittlerweile haben 195 Staaten die UNFCCC ratifiziert und damit nahezu alle Staaten der Welt.

V
volatil

volatil

Flüchtige organische Verbindungen aus organischen also kohlenstoffhaltige Stoffen. Sie verdampfen (sind flüchtig) bzw. liegen schon bei niedrigen Temperaturen als Gas vor. Solche Verbindungen gelten als volatil.

Vulkan

Vulkan

Explosiver Ausbruch des Vulkans Santiaguito in Guatemala 2005. (Bild: GEOMAR)

Eine "Pforte" in der Erdkruste, durch die Lava sowie Gase und Asche an die Erdoberfläche gelangen.

Vulkanaktivitätsindex (VEI)

Vulkanaktivitätsindex (VEI)

Darstellung des VEI-Index (gelbe Zahlen = VEI) (Grafik: Ch. Bonanati/GEOMAR)

Vulkanaktivitätsindex (engl. Volcanic Explosivity Index, VEI). Ursprünglich von Chris Newhall vom United States Geological Survey und Stephen Self von der University of Hawaii 1982 entwickelte und später von Tom Simkin und Lee Siebert verfeinerte Skala zur Messung von explosiven Vulkanausbrüchen. Der VEI basiert in erster Linie auf dem Volumen des ausgeworfenen pyroklastischen Materials (Bims/Schlacke und Asche). Weiterhin werden die Höhe der Eruptionssäule, die Dauer der Eruption sowie einige beschreibende Parameter berücksichtigt. Die Skala ist nicht linear. Sie reicht von 0 bis 8.

Vulkantypen

Vulkantypen

Schematische Zeichnung von sechs Haupt-Vulkantypen. (Grafik: GFZ)

Vulkane lassen sich nach ihrem Aufbau und der chemischen Zusammensetzung des Magmas in verschiedene Typen unterteilen: Calderen, Schicht- oder Stratovulkane mit zentralen oder spaltenförmigen Kratern, Schildvulkane, Schlackekegel und Maare.

Vulnerabilität

Vulnerabilität

Naturgefahren, aber insbesondere auch Vermeidung-, Schutz- und Anpassungsmöglichkeiten lassen Rückschlüsse auf die Vulnerabilität einer Gesellschaft zu (Quelle/Grafik. Weltrisikobericht 2013, Bündnis Entwicklung Hilft).

(Katastrophen-) Anfälligkeit, Verletzbarkeit, Verwundbarkeit. Anfälligkeit eines Systems (Bauwerk, Anlage, Land oder Staat, Unternehmen usw.) gegen äußere schädliche Einwirkungen. Katastrophenanfälligkeit setzt sich aus unterschiedlichen und sich oft wechselseitig bedingenden Faktoren zusammen. Die Einflussfaktoren können technischer, sozialer, ökonomischer und ökologischer Natur sein. Bei hoher Anfälligkeit ist die Widerstandskraft gegenüber den negativen Auswirkungen von extremen Ereignissen und deren Bewältigung unzureichend. Positive Faktoren, die die Fähigkeit der Menschen und der Gesellschaft, Gefahren effektiv zu bewältigen, erhöhen und ihre Anfälligkeit reduzieren können, werden oft als Kapazitäten bezeichnet. Im Rahmen von Vulnerabilitäts-, Schadens- oder Risikoabschätzungen bezeichnet die Verletzbarkeit oft den Verlustgrad (keine Schäden bis Totalverlust).

W
Weltklimarat (IPCC)

Weltklimarat (IPCC)

Prof. Dr. O. Edenhofer, Vorsitzender der Arbeitsgruppe III des Weltklimarats bei der Vorstellung des neuen Berichtes an der Technischen Universität in Berlin, April 2014. (Foto. U. Münch/GFZ)

Der IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ist ein wissenschaftliches zwischenstaatliches Gremium, das von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) und dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) ins Leben gerufen wurde. Er dient dazu, Entscheidungsträgern und anderen am Klimawandel Interessierten eine objektive Informationsquelle über Klimaänderungen zur Verfügung zu stellen. Der IPCC betreibt selbst keine Wissenschaft und überwacht keine Klimadaten oder -parameter. Seine Aufgabe besteht darin, die aktuelle wissenschaftliche, technische und sozioökonomische Literatur, die weltweit zu dem Thema publiziert wird, umfassend, objektiv, offen und transparent zusammenzutragen und zu bewerten.

Wetter und Klima

Wetter und Klima

Während der Begriff Wetter den aktuellen Zustand der Atmosphäre beschreibt, bezieht sich der Begriff Klima auf die statistischen Eigenschaften des Wetters über einen Zeitraum von 30 Jahren. (siehe auch Klima)

Wettervorhersage

Wettervorhersage

Wettervorhersagen berechnen die physikalischen Zustände der Atmosphäre für die nächsten Stunden und Tage. Sie werden mit numerischen Modellen der Wettervorhersage erstellt und basieren auf den gemessenen Ausgangsbedingungen der Atmosphäre und physikalischen Gesetzen, welche zukünftige Zustände mit vergangenen verknüpft. Die Vorhersagbarkeit beschränkt sich je nach Wetterlage auf wenige Stunden bis Tage, da kleinste Unterschiede in den Anfangsbedingungen nach kurzer Zeit zu völlig unterschiedlichen Zuständen führen.

Wohlfahrtsverlust

Wohlfahrtsverlust

Unter einem Wohlfahrtsverlust sind in dem Artikel die volkswirtschaftlichen ökonomischen Einbußen beispielsweise durch Produktionsausfälle zu verstehen. Sie werden dadurch hervorgerufen, dass die Stromversorgung in Folge von Versorgungsunterbrechungen nicht optimal funktioniert.

X
Xenobiotisch

Xenobiotisch

Xenobiotika sind durch Mernschen hergestellte Stoffe, die in der Regel nicht in der Natur und den biologischen Systemen vorkommen. Zwar wirken viele Xenobiotika toxisch, aber dies ist kein allgemeingültiges Merkmal von xenobiotischen Stoffen.

Z
Zentrifugalkraft

Zentrifugalkraft

Auch Fliehkraft, die bei einer Bewegung entlang einer Kreisbahn auftretende Scheinkraft, die den bewegten Körper aus der Kreisbahn heraus nach außen ablenkt.

Zwei-Grad-Ziel

Zwei-Grad-Ziel

Mit dem so genannten Zwei-Grad-Ziel ist eine Erwärmung der weltweiten Durchschnittstemperatur über den Wert hinaus gemeint, der vor der Industrialisierung gemessen wurde. In diesem Jahr liegt die Durchschnittstemperatur bereits um 1 °C über dem vorindustriellen Niveau.

Zyklon

Zyklon

Zyklone werden tropische Wirbelstürme genannt, die im Indischen Ozean sowie im Südpazifik vorkommen. Sie erreichen Windgeschwindigkeiten von über 119 km/h (s. auch Hurrikan).

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Ökotoxikologie

Ökotoxikologie

Wissenschaft, die sich mit der Einwirkung von Stoffen auf die Umwelt befasst.