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4 th Assessment Report Kapitel 2.5 - 2.10 Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. Literaturseminar IPCC SS 2011 Theresa R. Plank 0807119. Überblick. Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

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Presentation Transcript


4th Assessment ReportKapitel 2.5 - 2.10Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing

Literaturseminar IPCC

SS 2011

Theresa R. Plank

0807119


Überblick

  • Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

  • Kondensstreifen und von Flugzeugen induzierte Bewölkung

  • Natürliche Antriebe

  • Vorteile des RF

  • Auswertung des RF

  • Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich

Theresa R. Plank - 0807119


Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

Theresa R. Plank - 0807119


Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

  • Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit seit 1750

    • Abholzung

    • Urbarmachung (6-7% 35-39% der globalen Landfläche)

  • Landnutzung

    • Albedo

    • Erwärmung, weniger Verdunstung

  • Unsicherheiten bei Modellparametern

    • Vegetation (RF relativ zur PNV: -0.66 bis 0.26 W/m²)

    • Rekonstruktion der Vergangenheit (RF rel. zu 1700: -0.2 bis -0.28 W/m²)

    • Parametrisierung der Bodenalbedo (RF rel. zur PNV: -0.65 bis 0.47 W/m²)

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Anthropogene Veränderungen der Bodenalbedo und der Energiebilanz an der Erdoberfläche

  • Rußpartikel in Schnee und Eis

    • RF von 0.2 W/m²

    • Verminderung der Bodenalbedo um 0.4% weltweit (1% in NH)

    • Auswirkung auf die Temperatur (1.7 x von CO2)

  • Bewässerung - beeinflusst Temperatur und Feuchtehaushalt

  • Anthropogene Wärmeabgabe

    • Urbane Wärmeinseln

  • CO2 und Pflanzen – ‚Physiological Forcing‘

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Kondensstreifen und von Flugzeugen induzierte Bewölkung

  • Anhaltende geradlinige Kondensstreifen

    • Dünner Cirrus

    • Optische Tiefen

    • RF von 0.01 W/m²

  • Bewölkung von der Luftfahrt induziert (AIC) – Aerosole

    • AIC = Σ aller Bewölkungsänderungen in Verbindung mit der Luftfahrt

    • Globales Mittel des RF für AIC von 0.03 W/m²

    • Erhöhter Temperaturtagesgang ohne AIC (11.09.2001, USA)

  • Luftfahrt-Aerosole

    • Sulfat und Rußpartikel – Kondensationskeime

    • Änderung der Strahlungseigenschaften von Cirrus-Bewölkung

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Comments on “Contrails, Cirrus Trends, and Climate”, Shine K. P. 2005 (Journal of Climate, Vol. 18)

  • MAPP (GCM von Minnis et al. 2004)

    • 1973-1994 USA

    • Cirrus Bewölkung – optische Tiefen

    • Erwärmung von 0.16-0.27 K/Dekade

    • Überschätzend

  • Beste Schätzung von GCMs: 0.01 K/Dekade

  • Radiative Forcing

    • AIC: 0.0255 W/m²

    • Treibhausgase: 0.8 W/m²

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Natürliche Antriebe

  • Sonnenstrahlungsvariabilität

    • Messung von Irradianzen

    • Historische Approximation von solarem Strahlungsantrieb

      (RF durch Irradianz: 0.06 bis 0.3 W/m²)

    • Indirekte Effekte der Sonnenstrahlungsvariabilität

      • UV-Strahlung

      • Kosmische Strahlung

      • Ozonkonzentration

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Natürliche Antriebe

Mt. Pinatubo

Krakatau

El Chichón

Agung

  • Vulkanaktivität

    • Sulfat Aerosole, Asche Partikel

    • Krakatau (1883), Mt. Pinatubo (1991) – RF: -3 W/m²

      Agung (1963), El Chichón (1982) – RF: -2 W/m²

    • Klimatische Auswirkungen

      • Strahlungsbilanz der Erde

      • Horizontaler und vertikaler Temperaturgradient

      • Wechselwirkung mit planetaren Phänomenen (NAO, El Niño,...)

      • Chemische Reaktionen

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Vorteile des RF

  • RF zur Beschreibung der Änderung der global gemittelten Gleichgewichtstemperatur

  • Linearität

  • Vertikale und räumliche Verteilung

    • ‚surface forcing‘ vs. ‚radiative forcing‘

  • Abschätzung von RF mit ESMs (Earth System Models)

  • Wirkungsgrad:

    Ei = λi/λCO2

  • Effektiver Strahlungsantrieb:

    RFeff = Ei*RFi

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Vorteile des RF

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Auswertung des RF

  • Unsicherheiten des ‚global mean RF‘

    • level of scientific understanding (LOSU)

      • Evidence

      • Consensus

  • Global Mean Radiative Forcing

    • RF – probability density functions (pdfs)

    • netto anthropogenes RF: 1.6 W/m² (0.6-2.4 W/m²)

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Auswertung des RF

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Auswertung des RF

  • Global Mean RF durch Vorläuferemissionssubstanzen

  • Emissionen und deren Auswirkungen aufs zukünftige Klima

  • Zeitliche Entwicklung des Radiative Forcing und Surface Forcing

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Auswertung des RF

  • Räumliche Verteilung des Radiative Forcing und Surface Forcing

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Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich

  • rein physikalische Betrachtung der Dinge

  • Allgemeines Emissionsmaß:

  • Global Warming Potential:

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Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich

  • Global Temperature Potential:

  • Direct GWPs

    • CO2 RF: 0.014 W/(m²ppm)

    • CH4, N2O, Halogen Treibhausgase, …

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Global Warming Potential und andere Maße zum Vergleich

  • Indirect GWPs

    • Methan

    • Kohlenmonoxid

    • Nicht Methan CHs

    • Stickoxide

    • Halogenierte CHs

    • Wasserstoff

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Quellen

  • http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_ipcc_fourth_assessment_report_wg1_report_the_physical_science_basis.htm (Chapter 2)

  • Shine K. P. 2005: Comments on “Contrails, Cirrus Trends, and Climate” (Journal of Climate, Vol. 18)

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Danke für Eure Aufmerksamkeit !

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