| 2. Hauptsatz
der Thermodynamik |
Wärme fließt
immer vom wärmeren zum kälteren Körper |
| 18O |
Sauerstoffisotop,
das als Maß für die Temperatur verwendet wird. Das Verhältnis
der stabilen Isotope 18O und 16O in den Meeren und der Atmosphäre
ist eine Funktion der Temperatur. Wassermoleküle mit dem leichteren
16O verdampfen schneller als die mit dem schwereren 18O. In Schnee und
Eis wird ein kleineres Verhältnis als in Meerwasser gefunden. Deshalb
reflektieren die Verhältnisse in den Eisbohrkernen die Temperatur
der Atmosphäre im Lauf der Zeit. |
| Absorption |
Aufnahme von elektromagnetischer
Strahlung durch Atome und Moleküle. Dabei werden Elektronen in einen
angeregten Zustand gehoben. |
| Aerosol |
fein verteilte Tröpfchen
einer Flüssigkeit in der Luft |
| angeregter
Zustand |
energiereicher
Zustand eines Teilchens durch Energieaufnahme |
| Aquifere |
wasserführenden
Schichten im Boden |
| Svante Arrhenius |
spekulierte, ob die
mittlere Erdtemperatur, die er auf +15°C schätzte von wärmeabsorbierenden
Gasen wie CO2 abhängig sei. |
| Arctic- Ocean-Modell
|
Ist der arktische Ozean gefroren wie heute, verhindert
er die Verdunstung des Wassers in die Atmosphäre und dessen Rückkehr
als Schnee. Wenn dann weniger Schnee vorhanden ist um die arktische
Eiskappe wiederaufzufüllen schrumpft diese. Dies ist wahrscheinlich
der Grund für die derzeitige Situation.
Schmilzt die Eiskappe, wenn sich die Erde erwärmt, öffnet
sich wieder der arktische Ozean. Dadurch kann mehr Strahlung absorbiert
werden und die Temperatur steigt weiter (=Albedo/Temperatur feedback
loop) . Irgendwann ist dann wieder genügend Wasser für
die Verdunstung da und das Wasser kommt als Schnee wieder zurück,
die Eiskappe vergrößert sich wieder.
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| Azidose/Alkalose |
Übersäuerung
bzw. Überschreitung des normalen Blut-pH-Wertes von 7,4 |
| Blutpuffer |
Stoffe, die im Blut
H+-Ionen abfangen wie z.B. HCO3-. |
| Bodenatmung |
Zellatmung der Bodenlebewesen |
| Ludwig Boltzmann |
James Clerk Maxwell
(1831-1879) und Ludwig Boltzmann (1844-1906) entwickelten eine
Theorie, die beschreibt, wie sich Teilchen in einem idealen Gas bewegen:
die Kinetische Gastheorie. |
| CO2-Begasung |
Erhöhung der
CO2-Konzentration in einem Gärtner-Treibhaus |
| Dodekaeder |
geometrische Figur
mit 12 Flächen; 12- Flächner |
| dynamisches
Gleichgewicht |
= umkehrbare Reaktion
mit Hin und Rückreaktion |
| Eisbohrkerne |
zylindrische Säulen
als Ergebnis von Eisbohrungen |
| elektromagnetische
Strahlung |
elektromagnetische
Strahlung ist eine Form des Energietransfers über elektromagnetische
Wellen. |
| El Niño |
Wird die zyklische
Erwärmung des Ostpazifischen Meeres gestört, führt das
zu bedeutenden Wetteränderungen in den USA und weltweit. Man nennt
dies El Niño. Dies tritt dann auf, wenn warmes Wasser vom
Äquator Richtung Südamerika einströmt und das kalte Wasser
des Humboldt Stroms ersetzt und zu einer Unterbrechung des Verdunstungsprozesses
führt. |
| Emission |
Abstrahlung von Energie
durch ein Atom oder Molekül |
| Fourier,
Jean Baptiste |
spekulierte als erster
über die Existenz eines wärmenden atmosphärischen Effekts
vor, die die Erde wärmer hielt als sie sonst wäre. Man schreibt
im die Erfindung des Begriffs Treibhauseffekt zu. |
| geothermische
Wärme |
Wärme aus der
Erde; heiße Quellen usw. |
| Geschwindigkeitsverteilung |
alle Geschwindigkeiten
der Teilche eines Mediums aufgelistet nach Größe |
| Gesteinszyklus |
jahrmillionenlanger
zyklischer Vorgang der Umbildung von Gesteinen; Durch die Kollision der
Platten werden Gebirge gebildet. Durch Verwitterung gelangen bestandteile
wie Sandkörner, Lehm und Kalkstein in die Flüsse und Meere.
Dort sinken Sie an den Boden, bilden Sediment, das von den marinen wirbellosen
Organismen aufgenommen wird und in deren Kalkschalen gespeichert wird,
die beim Tod wieder Sediment bilden. |
| Gleichgewichtskonstante |
Dynamische Gleichgewichtsreaktion besitzen Hin und Rückreaktion.
Für diese kann nach dem Massenwirkungsgesetz eine Gleichgewichtskonstante
formuliert werden. Die Gleichgewichtskonstante fürdas Lösungsgleichgewicht
von CO in Wasser ist : K = p(CO2)/c(CO2).
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| Global Warming
|
Als Global Warming
wird die aktuelle Erwärmung der Erde (Erdatmosphäre) bezeichnet.
Erwärmung der Erde durch gesteigerte Sonnenaktivität oder größere
Nähe zur Sonne; |
| Harnstoffzyklus |
Harnstoff
wird in der Leber der meisten Landwirbeltiere im sogenannten Harnstoffzyklus
gebildet. |
| Henrysche
Konstante |
Gleichgewichtskonstante
der Wasserlöslichkeit von CO2 |
| Kalkgleichgewicht |
CO2 + H2O ----> H2CO3
----> H+ + HCO3- ----> 2 H+ +
CO32-
H2CO3 + CaCO3 ---->
Ca(HCO3)2 = Kalziumbicarbonat
bzw. H+ + HCO3- + CaCO3
----> Ca2+ + 2 HCO3-
|
| Kalziumcarbonat |
= Kalk |
| Keeling,
David |
David Keeling
baute eine CO2-Meßstation auf einem Lavafeld eines aktiven Vulkans
in Hawaii a (siehe Mauna Loa Meßstation) und sammelte zunächst
bis 1970 Meßdaten, die dann veröffentlicht wurden und als Keeling-Kurve
in die Klimageschichte eingingen. |
| Kirchhoff,
Gustav |
begründete die
Spektralanalyse, formulierte die Kirchhoffschen Strahlungsgesetze
und definierte den schwarzen Körper als optimal absorbierendes
und emittierendes Gebilde. |
| Kirchhoffsches
Gesetz |
Das Kirchhoffsche Gesetz
stellt den Zusammenhang zwischen einem schwarzen Strahler und einem realen
Strahler her. |
| kinetische
Energie |
= Bewegungsenergie
|
| kinetische
Gastheorie |
(Ideale) Gase bestehen
aus sich bewegenden Gasteilchen, dern Eigenschaften man berechnen kann
|
| kleine Eiszeit
|
ca. 1600- 1700, ca.
1-2° kälter als heute |
| Kohlensäure |
CO2 löst sich wegen des pH von ca. 8 viel besser in
Meerwasser als im Süßwasser. Dabei geschieht u.a. die Reaktion
zu Kohlensäure: CO2 + H2O ----> H2CO3
(Kohlensäure) ca. 1%
|
| Kohlenstoffzyklus |
zyklische Umwandlung
von Kohlenstoff in seine verschiedneen Erscheinungsformen (CO2, CaCO3,
usw.) in der Lithosphäre |
| Kontinentalverschiebung |
die Platten der Erdkruste
bewegen sich langsam auf der plastischen Asthenosphäre |
| Lake Nyos |
Die Ausgasungen (
2,3 Mt/Jahr) am Kratersee Lake Nyos, Kamerun, Afrika töteten
1986 mehr als 1700 Menschen. Ein künstliches Ausgasungsprojekt der
UNESCO schaffte Abhilfe. |
| LeChatelier |
Stellte für
dynamische Gleichgewichte Prinzipien auf, nach den eine Störung des
Gleichgewichts verläuft |
| Linienspektren |
Spektren von fehlenden
Wellenlängen in einem Absorptionspektrum |
| Lithosphäre |
Erdkruste, oberste
Erdschicht, 75-250 km dick, besteht aus Platten |
| Lithosphären/Plattenzyklus |
Durch
Subduktion wird Erdkruste in di Asthenosphäre geschoben deren Mterial
durch Vulkaneruptionen samt GAse wieder an die Oberfläch gelangt.
Durch das "Sea-floor-spreading" an den ozeanischen Rissen
wird durch den Austritt von Asthenosphären-Material die durch Subduktion
verlorengegangene Kruste wieder ersetzt. Dieser Zyklus der Platten samt
Sediment wird Lithosphären/Plattenzyklus genannt. |
| Lösungsgleichgewicht |
dynamische Lösung
und Ausgasung von Gasen in Flüssigkeiten |
| relative
Luftfeuchtigkeit |
Die relative
Luftfeuchtigkeit ist das Verhältnis der tatsächlichen Dampfdichte
zur Sättigungsdichte. |
| Mammoth
Mountain |
Am Horseshoe Lake,
Mammoth Mountain USA wurden so hohe CO2-Ausgasungen gemessen, daß
die Bäume rund um den See eingingen. |
| Massenwirkungsgesetz |
Gesetz zur Bestimmung
der Gleichgewichtskonstanten bei dynamischen Reaktionen |
| Maxwell,
James Clerk |
James Clerk Maxwell
(1831-1879) und Ludwig Boltzmann (1844-1906) entwickelten eine
Theorie, die beschreibt, wie sich Teilchen in einem idealen Gas bewegen:
die Kinetische Gastheorie. |
| Mesosphäre |
Mesosphäre: Vermischungszone,
mittlere Schicht der Erdatmosphäre |
| Milankovitsch-Zyklen |
Dies sind zyklische
Änderungen der Wärme auf der Erde verursacht durch zyklische
Änderungen des Abstandes der Erde zur Sonne. Der serbische Astrophysiker
Milutin Milankovitch lieferte 1941 Formeln zur Berechnung dieser
zyklischen Vorgänge, die 35 Jahre später bewiesen wurden. |
| mittelalterliche
Warmzeit |
ca. 900 - 1350, damals
war es etwa 2-4° wärmer als heute |
| nichtvulkanische
Bodenausgasung |
Die
Emissionen der Vulkane, die meist mit 0,6 GT C/Jahr angegeben wird
entsprechen kaum der Realität, da bis heute erst 24 von ca. 550
aktiven Vulkanen vermessen sind und die Bodenausgasungen um
die Vulkane kaum berücksichtigt sind. Hinzu kommen die nichtvulkanischen
Ausgasungen, die noch höher sind. Allein die gemessenen Bodenausgasungen
in Süditalien von Neapel bis Sizilien betragen in Form von CO2
ca. 0,4 x 108 Tonnen/Jahr. |
| Max Planck |
Max Planck
(1858 - 1947) revolutionierte die Physik mit der Quantentheorie (Nobelpreis
1918) und stellte neben vielen anderen Erkenntnissen das Strahlungsgesetz
für schwarze Körper auf. |
| Plattentektonik |
= Kontinentalverschiebung
|
| Plinianische
Eruption |
Plinianische
Eruptionen sind grosse, explosive Ereignisse, die gewaltige, dunkle
Aschewolken bis in die Stratosphäre (also mindestens 11km hoch) ausschleudern.) |
|
Polarlichter |
Polarlichter
entstehen durch die Wechselwirkung zwischen dem Erdmagnetfeld und
geladenen Teilchen von der Sonne, dem Sonnenwind |
| Proxy-Daten |
Um Klimadaten der
Vergangenheit zu erhalten, greift man auf sogenannte Proxydaten
zurück. Diese erhält man durch die Analyse natürlicher
klimaabhängiger Vorgänge wie:
Jahresringe von Bäumen, Eisbohrkerne, fossile Pollen,
marine Sedimente, Korallen und historische Daten.
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| Quantensprung |
Geschieht genau die Aufnahme eines Quants, werden die Elektronen
eines Atoms auf eine energiereichere Bahn angehoben (n=1,2,3..) (=Quantensprung).
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| RUBISCO |
Enzym, das CO2 an
Ribulose-1,5-Diphosphat bindet |
| schwarzer
Strahler |
Man bezeichnet
eine Gaswolke oder einen Stern im Weltraum bzw. ein Wärmestrahlung
abgebendes Objekt als schwarzen Strahler, wenn sein Emissionsgrad
nahezu 1.0 ist |
| Sonnenflecken |
Die Oberflächentemperatur
der Sonne variiert cyklisch durch das Auftreten magnetischer Stürme.
Während des Ablaufs solcher Stürme ist die Temperatur dort um
ca. 2000°C geringer, es treten Sonnenflecken auf, der Bereich ist
dunkler. |
| Sonnenwind |
Aufgrund der hohen
Temperatur der Sonnenkorona können die in ihr enthaltenen Teilchen
eine so hohe Geschwindigkeit erreichen, dass sie dem Gravitationsfeld
der Sonne entfliehen. Das Gas, das auf diese Weise aus der Sonne austritt,
wird als Sonnenwind bezeichnet. |
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Sättigungsdampfdruck |
In einem
geschlossenen Gefäß geschieht die Verdampfung so lange, bis
ein Gleichgewicht zwischen der Anzahl Moleküle, die die Flüssigkeit
verlassen und der die wieder eintreten herrscht. Diesen Zustand bezeichnet
man als gesättigt und der Dampfdruck in (mmHg) wird Sättigungsdampfdruck
genannt. |
| Stefan/Boltzmannschen
Gesetz |
Stefan/Boltzmannschen Gesetz (schwarzer Körper):
E=sT4.
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| Strahlungstemperatur |
Temperatur
nach dem Stefan/Boltzmannschen Strahlungsgesetz bei der eine Abstrahlung
möglich ist |
| Strahlungsspektrum |
Das Strahlungsspektrum
ist die Verteilung der Strahlungsenergie über verschiedene Wellenlängen. |
| Stratosphäre |
2. unterste
Schicht der Atmosphäre; Bereich der Ozonbildung durch Absorption
der UV-Strahlung ( 11-50 km Höhe) |
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Subduktion |
untereinander
sich schiebende Kontinentalplatten (= Subduktion) |
| Thermosphäre |
oberste Schicht der
Erdatmosphäre. O2-Moleküle absorbieren
die kurzwellige Sonnenstrahlung was zur Temperaturerhöhung führt |
| Troposphäre |
unterste Schicht
der Atmosphäre (0 -11 km) |
| John Tyndall |
baute das erste
Differenzspektrometer und bewies die Behauptung Fouriers, daß Gase
in der Atmosphäre die Wärme absorbieren können. |
| Verweildauer |
In den angeregten
Zuständen verweilen die Elektronen kurze Zeit (typischerweise 10-6
bis 10-9) Sekunden. |
| Vibrationsenergie |
Anregungsenergie eines
Moleküls bei der Teile des Moleküls schwingen |
| Vukaneruption |
Ausbruch eines
Vulkans |
| Wärme |
Teilchenbewegung |
| Wärmeleitung |
Weitergabe der Energie
der Teilchen durch Zusammenstoß |
| Wärmestrahlung |
IR-Strahlung die sich
bei Absorption in Wärme umwandelt |
| Wärmeströmung
(Konvektion) |
Bewegung von Teilchenmengen
unterschiedlicher Dichte |
| Wiensches
Verschiebungsgesetz |
Man stellt fest,
daß sich das Strahlungsmaximum bei höheren Temperaturen zu
niedrigeren Wellenlängen verschiebt. |
| Zellatmung |
Stoffwechselvorgang |