Klimawandel & Naturkatastrophen: Ursachen, Folgen, Risiken

Globale Erwärmung: Fakten und beobachtete Folgen

• Gletscherrückgang: In den letzten Jahrzehnten sind Gletscher, besonders in der nördlichen Hemisphäre, stark zurückgegangen. Dies wirkt sich auch auf die Eis- und Frostschicht aus, die das Meer in polaren Gebieten bedeckt und bis zu 40% ihrer Dicke verloren hat.
• Meeresspiegelanstieg: Derzeit steigt der Meeresspiegel um etwa 3 mm pro Jahr, hauptsächlich durch das Schmelzen von Eis und die thermische Ausdehnung des Wassers.
• Verstärkter globaler Temperaturanstieg: Die globale Durchschnittstemperatur steigt kontinuierlich an.
• Häufigere extreme Wetterereignisse: Dürren, Überschwemmungen und Hitzewellen treten mit zunehmender Häufigkeit auf.
• Veränderungen bei Lebewesen: Organismen ändern ihr Verhalten und ihre Verbreitungsgebiete; Migrationen ändern ihre Routen und Lebensräume.

Faktoren, die das Erdklima beeinflussen

Die Erdtemperatur und ihre Bestimmung

• Entfernung von der Sonne: Die Sonnenstrahlung bestimmt die Energieaufnahme des Planeten.
• Die Atmosphäre und ihre Eigenschaften: Die Zusammensetzung und Struktur der Atmosphäre spielen eine entscheidende Rolle.

Zusammensetzung der Atmosphäre

Saubere, trockene Luft besteht zu 78% aus Stickstoff, 21% aus Sauerstoff und 1% aus anderen Gasen (z.B. Argon, CO2). Sie enthält zudem variierende Mengen an Wasserdampf, Feuchtigkeit und Schwebeteilchen (Aerosole), die natürlichen oder künstlichen Ursprungs sein können.

Der natürliche Treibhauseffekt

Ohne Atmosphäre hätte unser Planet eine Durchschnittstemperatur von etwa -18°C. Dank der natürlichen Treibhausgase beträgt die globale Durchschnittstemperatur jedoch angenehme 15°C.

Wichtige Treibhausgase

• Wasserdampf: Leistet den größten Beitrag zum natürlichen Treibhauseffekt.
• CO2 (Kohlendioxid): Das zweitwichtigste Treibhausgas.
• Methan: Ein weiteres bedeutendes Treibhausgas.

Funktionsweise des Treibhauseffekts

Von der Sonnenstrahlung, die die Erde erreicht, werden etwa 30% von der Atmosphäre oder der Erdoberfläche reflektiert und ins All zurückgeschickt (Albedo), tragen also nicht zur Erwärmung bei. Weitere 19% werden von Wolken und anderen atmosphärischen Bestandteilen absorbiert. Die verbleibenden 51% werden von der Erdoberfläche absorbiert, was zu einer Erhöhung ihrer Temperatur führt. Diese erwärmte Oberfläche strahlt Infrarotstrahlung ab, die von den Treibhausgasen in der Atmosphäre absorbiert wird. Dadurch wird die Wärme in der Atmosphäre gehalten, was zu einer konstanten Durchschnittstemperatur auf der Erde führt. Es ist ein Gleichgewicht zwischen eingehender Sonnenstrahlung und abgehender Infrarotstrahlung.

Historische Klimaveränderungen

Veränderungen des Meeresspiegels

Globale Klimaveränderungen beeinflussen die Ozeane durch eine Änderung des Wasserkreislaufs und die thermische Ausdehnung des Wassers.

Ursachen von Klimaveränderungen

Äußere oder astronomische Ursachen

(Unabhängig vom Klima- und Bodensystem)

• Veränderungen der Sonnenaktivität: Die Sonne variiert in ihrer Intensität und beeinflusst so die Erde.
• Veränderungen der Erdumlaufbahn: Die elliptische Umlaufbahn der Erde ändert sich und modifiziert die Menge der auf die Erde treffenden Sonnenstrahlung.
• Meteoriteneinschläge: Ein großer Meteoriteneinschlag kann eine Staubwolke erzeugen, die das Erreichen der Sonnenstrahlung verhindert.

Interne Ursachen und menschlicher Einfluss

• Veränderungen der atmosphärischen Zusammensetzung: Eine Änderung der Zusammensetzung der Atmosphäre variiert die Menge der empfangenen Sonnenstrahlung.
• Veränderungen der Meeresströmungen: Eine Veränderung der thermohalinen Zirkulation kann zu einem Anstieg der Temperaturen im Nordatlantik und global führen, was wiederum das Eis und damit die Albedo beeinflusst.

Alarmierender Anstieg der Treibhausgase

Die meisten dieser Gase kommen natürlich vor, doch seit der industriellen Revolution ist ihre Konzentration stark angestiegen. Hauptursachen sind:

• Verbrennung fossiler Brennstoffe: Kohle, Öl und Gas werden zur Energiegewinnung genutzt.
• Entwaldung: Vegetation entzieht der Atmosphäre CO2; mit weniger Pflanzen wird weniger CO2 gebunden.
• Bestimmte landwirtschaftliche Tätigkeiten und Tierhaltung: Zum Beispiel emittieren Rinder Methan bei der Verdauung.

Weitere Treibhausgase sind Ozon und N2O. Wasserdampf ist das mengenmäßig bedeutendste. Durch den menschlich verursachten Anstieg dieser Gase erwärmt sich die Erde.

Was Klimamodelle vorhersagen

Klimamodelle prognostizieren:

• Einen durchschnittlichen globalen Temperaturanstieg von 1,4 bis 6°C.
• Einen Meeresspiegelanstieg zwischen 20 und 80 cm.
• Häufigere extreme Wetterereignisse.
• Umfassende Umweltfolgen und Auswirkungen auf die Gesundheit.

Naturkatastrophen und Risikobewertung

Definition und Risikofaktoren

Naturkatastrophen stellen eine Bedrohung für Menschen und Eigentum dar. Das Risiko einer Katastrophe wird bestimmt durch:

• Die Gefährlichkeit oder Magnitude des Ereignisses und seine Häufigkeit.
• Die Exposition (Anzahl und Wert der betroffenen Güter).
• Die Anfälligkeit und Verwundbarkeit einer Gemeinschaft oder eines Gebiets für Schäden.

Neben den natürlichen Folgen spielen auch menschliche Entscheidungen eine Rolle.

Prävention und Vorhersage

Maßnahmen können präventiv (um die Auswirkungen eines Ereignisses zu minimieren) und prädiktiv (durch Datenanalyse zur Vorhersage von Ereignissen) sein.

Erdbeben: Ursachen und Messung

Entstehung von Erdbeben

Erdbeben entstehen durch die plötzliche Freisetzung von Schwingungsenergie, die sich zwischen Gesteinsschichten unter Spannung aufbaut. Wenn diese Schichten sich bewegen und Brüche (Verwerfungen) entstehen, kommt es zu einem Erdbeben.

Hypozentrum und Epizentrum

Das Hypozentrum ist der Ort in der Erdkruste, an dem das Erdbeben entsteht. Von dort breiten sich die seismischen Wellen in alle Richtungen aus. Das Epizentrum ist der Punkt an der Erdoberfläche, der dem Hypozentrum am nächsten liegt.

Messung von Erdbeben

Erdbeben werden mit Seismographen gemessen. Die Magnitude beschreibt die freigesetzte Energie (z.B. auf der Richterskala: jede Stufe entspricht einer etwa 32-fach höheren Energie; eine Magnitude 6 entspricht der Energie einer Atombombe).

Wo die meisten Erdbeben auftreten

Plattengrenzen als Hotspots

Die meisten Erdbeben treten an Plattengrenzen auf, wo seismische Aktivität besonders hoch ist:

• Mittelozeanische Rücken: Hier bewegen sich Platten voneinander weg, und neue Lithosphäre steigt aus dem Erdinneren auf.
• Subduktionszonen: Hier wird Lithosphäre unter eine andere Platte gedrückt und zerstört, was zu vielen starken Erdbeben führt.
• Transformstörungen: Hier wird keine Lithosphäre geschaffen oder zerstört; die Platten gleiten seitlich aneinander vorbei, was zu großen Erdbeben führen kann.

Erdbebenvorhersage und Prävention

Eine genaue Vorhersage des Zeitpunkts eines Erdbebens ist derzeit nicht möglich. Man berücksichtigt jedoch die Lage der Plattengrenzzonen, lokale geologische Besonderheiten und die seismische Geschichte der Region. Erdbeben können nicht verhindert werden, aber das Risiko kann durch die Entwicklung von Erdbebenrisikokarten und die Festlegung von antiseismischen Baustandards reduziert werden.

Tsunamis: Entstehung und Warnsysteme

Wie ein Tsunami entsteht

Ein Tsunami entsteht, wenn ein starkes Tiefseebeben plötzlich große Wassermassen verdrängt. Während sich der Tsunami der Küste nähert, verliert er an Geschwindigkeit, gewinnt aber an Höhe.

Charakteristika eines Tsunami

Ein Tsunami bewegt eine enorme Wassermenge, breitet sich mit geringem Energieverlust aus und führt oft zu einem anfänglichen Rückzug des Meeres.

Tsunami-Risiko in Spanien und Warnsysteme

Gibt es ein Tsunami-Risiko in Spanien? Ein Tsunami, der 1755 Portugal traf, hatte auch Auswirkungen auf Teile Spaniens. Es gibt Tsunami-Warnsysteme, die Bewegungen auf dem Meeresgrund und im Meer erkennen und entsprechende Signale senden, um die Bevölkerung rechtzeitig zu warnen.

Vulkanische Gefahren

Vulkanisch aktive Zonen

Die einzige vulkanisch aktive Gefahrenzone in Spanien sind die Kanarischen Inseln.

Gefährlichkeit von Eruptionen

Was macht eine Eruption gefährlich? Es gibt zwei Hauptarten von vulkanischer Aktivität:

• Effusiv: Lava mit niedriger Viskosität, fließt relativ ruhig, wenige Explosionen.
• Explosiv: Zähflüssige Lava, die Gase staut, was zu starken Explosionen und pyroklastischen Strömen führt.

Gefahren durch Vulkanausbrüche

Die Gefahren umfassen Emissionen von giftigen Gasen, pyroklastische Ströme, Explosionen, Schlammlawinen (Lahare) und Lavaströme.

Vulkanüberwachung und Vorhersage

Die Vorhersage vulkanischer Aktivitäten ist komplex, ähnlich wie bei Erdbeben. Anzeichen können kleine Erdbeben, Änderungen der Bodenneigung, steigende Wassertemperaturen in Brunnen und eine Zunahme der Gasemissionen sein.

Hochwasser und Überschwemmungen

Entstehung von Hochwasser

Überschwemmungen treten auf, wenn Gebiete, die normalerweise nicht unter Wasser stehen, durch starken, sintflutartigen Regen überflutet werden.

Hydrografisches Becken

Ein hydrografisches Becken ist das Einzugsgebiet, in dem das gesamte Wasser in einen gemeinsamen Fluss oder See abfließt.

Oberflächenabfluss und Überschwemmungen

Oberflächenabfluss verursacht Überschwemmungen (Wasser, das über den Boden fließt).

Menschlicher Einfluss auf die Hochwassergefahr

Der Mensch erhöht die Hochwassergefahr, indem er Überschwemmungsgebiete besiedelt, Wälder abholzt, undurchlässige Materialien zur Bodenbedeckung verwendet und Flussläufe durch Baumaßnahmen verändert.