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Klima und Wandel

Klimaforschung

Das Klima auf der Erde war noch nie konstant. Klimaveränderungen hängen mit vielen Faktoren zusammen. Genau diese Faktoren zu erkennen und deren Zusammenspiel zu erfassen, darum geht es in der Klimaforschung. Heute sind, bedingt durch den menschengemachten Klimawandel, die Erkenntnisse aus der Klimaforschung besonders relevant und werden in diesem Kanal besprochen.

Weitere Informationen zum Thema Klimaforschung

Wer sich über Klimaforschung informieren möchte, stößt unumwunden auf den Begriff der Klimatologie, also das Wissen um das Klima und dessen Veränderungen in Raum und Zeit. Während die Klimaforschung früher ausschließlich auf die Vorgänge innerhalb der irdischen Atmosphäre und Biosphäre ausgerichtet war, erfährt sie gerade im Rahmen der Planetologie und auch im Zuge der Suche nach bewohnbaren Planeten in anderen Sonnensystemen eine ungeahnte Ausweitung. Immer dann, wenn ein Planet eine Atmosphäre besitzt, auch wenn deren Dichte weniger als ein Prozent unserer Atmosphäre ausmacht, ist Klimaforschung gefragt.

Die Klimaforschung ist eine interdisziplinäre Wissenschaft und umfasst die Fachgebiete Meteorologie, Ozeanografie, Physik, Geologie, Geografie, Geophysik und Planetologie. Erforscht werden dabei die Gesetzmäßigkeiten des Klimas, die darin ablaufenden dynamischen Prozesse, der durchschnittliche Zustand der Atmosphäre an jedem beliebigen Ort. Die angewandten Methoden der Statistik spielen in der Klimaforschung eine wichtige Rolle.

Die wichtigsten Parameter in der Klimaforschung
Um Vorhersagen über künftige Entwicklungen des Klimas machen zu können, bedient man sich heute sehr komplexer Modellrechnungen. Die moderne Technologie der vernetzten Computer und Speicherkapazitäten im Terabyte-Bereich ermöglichen die Lösung der komplexen Systeme von partiellen Differenzialgleichungen. Prominenten Eingang finden darin vor allem die (physikalischen) Parameter:

  • Temperatur
  • Der Luftdruck und die Verteilung der großen Drucksysteme (Hoch- und Tiefdruck)
  • Die sich daraus ergebenden Windsysteme
  • Coriolis-Kraft
  • Rotation eines Planeten
  • Stellung der Rotationsachse als Motor für die Jahreszeiten
  • Niederschläge und ihre verschiedenen Ausprägungen
  • Geografische Voraussetzungen wie Breitengrad, Höhe und Relief der Oberfläche
  • Boden und Vegetation

Klimaforschung bedeutet auch Atmosphärenphysik im Blickwinkel paläoklimatologischer Untersuchungen. Erst das tiefe Verständnis der klimatischen Veränderungen in der Vergangenheit ermöglicht uns die Konstruktion eines konsistenten Klimamodells, das auch belastbar in die Zukunft extrapolierbar ist.

Die vier großen Teildisziplinen der Klimaforschung

  • Die theoretische Klimatologie beziehungsweise die allgemeine Klimatologie basiert auf der Physik der Atmosphäre. Zur näheren Betrachtung kommen hier die Zusammensetzung und der Aufbau der Atmosphäre, ihr Strahlungs- und Wärmehaushalt in Abhängigkeit von der Solarkonstanten, die zeitlich veränderliche Verteilung der Lufttemperatur, der Wasserhaushalt, Luftdruck und Windsysteme im Rahmen der planetarischen Zirkulation, Entwicklung von Klimamodellen.
  • Die regionale Klimaforschung ist auf die Witterung und die Klimazonen wie die Tropen, die Subtropen, die außertropische Westwindzone sowie auch die Polargebiete fokussiert.
  • Die langfristigen Veränderungen des Klimas werden in der spezielle Klimaforschung thematisiert. Dazu gehören auch die Klimageschichte und die Forschungsarbeiten über die Folgen der Klimaänderungen wie Treibhauseffekt, globale Erwärmung und die Vulnerabilität (Verwundbarkeit) der Systeme, die vom Klimawandel betroffenen sind.
  • Die angewandte Klimatologie ist auf den Klimaschutz im Lichte der globalen Erwärmung fokussiert, wobei unsere Möglichkeiten einer aktiven Anpassung an die Folgen in die Forschung eingehen.

Klimatologische Kenntage
Bei den sogenannten klimatologischen Kenntagen wird unterschieden zwischen: und lufttemperaturabhängige Kenntagen.

  • witterungsabhängigen Kenntagen: Anhand der Art und Dichte der Bewölkung werden heitere, trübe oder Nebeltage unterschieden. Bei bestimmten Kombinationen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit ist von schwülen Tagen die Rede. Die Art und Intensität des Niederschlags bestimmen darüber, ob wir von einem Schnee(decken)tag, Hageltag, Regentag oder Niederschlagstag sprechen. Sturm- und Gewittertage gehören der Rubrik Unwetter an.
  • lufttemperaturabhängigen Kenntagen: Wenn die Maximaltemperatur nicht über 0 °C hinaus geht, ist von einem Eistag die Rede. Wenn nur die Minimaltemperatur unter null sinkt, handelt es sich um einen Frosttag. Wenn die Minimaltemperatur noch größer oder gleich +5 °C bleibt, sprechen wir von einem Vegetationstag.
Bei mittleren Tagestemperaturen von 12 bis 15 °C liegt ein Heiztag vor. Bei einem Sommertag muss die Tageshöchsttemperatur mehr als 25 °C betragen. Bei einem heißen Tag muss das Thermometer über 30 °C steigen. Sinkt die Temperatur dann nicht unter 20 °C, wird von einer Tropennacht gesprochen. Und wenn im Maximum 35 °C überschritten werden, dann ist das ein Wüstentag.