Definition: Was bedeutet Klima?
Klima bezeichnet die typischen Wetterverhältnisse einer Region oder der gesamten Erde über einen langen Zeitraum. Es beschreibt nicht nur Durchschnittswerte, sondern auch Schwankungen, Häufigkeiten und Extremereignisse.
Zum Klima gehören unter anderem Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Wind, Bewölkung und Sonneneinstrahlung. Die Betrachtung erfolgt meist über mehrere Jahrzehnte, damit kurzfristige Wetterabweichungen den Gesamteindruck nicht bestimmen.
Klima entsteht durch das Zusammenwirken von Atmosphäre, Ozeanen, Landoberflächen, Eisflächen, Böden, Vegetation und Sonnenstrahlung. Auch geografische Lage, Höhenlage und Entfernung zum Meer beeinflussen die klimatischen Bedingungen.
Unterschied zwischen Wetter und Klima
Wetter beschreibt den aktuellen oder kurzfristigen Zustand der Atmosphäre. Dazu gehören beispielsweise ein einzelner Regentag, eine Hitzewelle oder ein Sturm.
Klima beschreibt dagegen die langfristigen statistischen Eigenschaften des Wetters. Ein kalter Wintertag widerspricht daher nicht grundsätzlich einer langfristigen Erwärmung des Klimas.
Wetter
Wetter kann sich innerhalb weniger Minuten oder Stunden verändern. Es wird durch Luftdruck, Temperatur, Feuchtigkeit, Wind und andere atmosphärische Prozesse bestimmt.
Wettervorhersagen reichen meist nur begrenzt in die Zukunft, da kleine Unterschiede in der Atmosphäre zu stark abweichenden Entwicklungen führen können.
Klimastatistik
Klimatische Aussagen beruhen auf langjährigen Messreihen. Berechnet werden Durchschnittswerte, Streuungen, Häufigkeiten und Trends.
Neben dem mittleren Jahreswert sind jahreszeitliche Verteilungen wichtig. Zwei Regionen können dieselbe jährliche Niederschlagsmenge besitzen, obwohl der Regen in einer Region gleichmäßig und in der anderen nur während weniger Monate fällt.
Elemente des Klimas
Klima wird anhand verschiedener messbarer Größen beschrieben. Diese Klimaelemente beeinflussen sich gegenseitig und bestimmen die Lebensbedingungen einer Region.
Temperatur
Die Lufttemperatur hängt von Sonnenstand, Bewölkung, Höhenlage, Bodenoberfläche und Luftströmungen ab. Landflächen erwärmen und kühlen schneller als Meere.
Temperaturwerte werden als Tages-, Monats- oder Jahresmittel angegeben. Ebenso wichtig sind Höchst- und Tiefstwerte sowie die Dauer von Hitze- und Frostperioden.
Niederschlag
Niederschlag fällt als Regen, Schnee, Hagel oder andere Formen. Er entsteht, wenn Wasserdampf kondensiert und die gebildeten Tropfen oder Eiskristalle groß genug werden.
Die Niederschlagsmenge beeinflusst Wasserverfügbarkeit, Vegetation, Landwirtschaft und Grundwasserneubildung. Zu wenig Niederschlag führt zu Trockenheit, während große Mengen Hochwasser und Erosion verursachen können.
Wind
Wind entsteht durch Luftdruckunterschiede. Luft strömt von Gebieten höheren Drucks in Richtung niedrigerer Druckbereiche.
Globale Windsysteme transportieren Wärme und Feuchtigkeit. Regionale Winde werden zusätzlich durch Gebirge, Küsten und Landoberflächen geprägt.
Luftfeuchtigkeit
Luftfeuchtigkeit beschreibt den Gehalt an Wasserdampf in der Atmosphäre. Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte.
Hohe Feuchtigkeit beeinflusst Wolkenbildung, Niederschlag und das menschliche Temperaturempfinden. Wasserdampf ist zugleich ein natürliches Treibhausgas.
Entstehung des globalen Klimas
Die Sonne liefert nahezu die gesamte Energie für das Klimasystem. Ein Teil der Strahlung wird von Wolken, Eis und hellen Oberflächen reflektiert. Der übrige Anteil wird von Land, Meer und Atmosphäre aufgenommen.
Die erwärmte Erde gibt Energie als Wärmestrahlung ab. Treibhausgase halten einen Teil dieser Strahlung in der Atmosphäre zurück und sorgen für lebensfreundliche Temperaturen.
Natürlicher Treibhauseffekt
Der natürliche Treibhauseffekt beruht auf Gasen wie Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und Lachgas. Diese Stoffe lassen einen großen Teil der kurzwelligen Sonnenstrahlung passieren, nehmen aber Teile der langwelligen Wärmestrahlung auf.
Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre die Erdoberfläche deutlich kälter. Das Leben in seiner heutigen Form wäre kaum möglich.
Strahlungsbilanz
Langfristig muss die von der Erde aufgenommene Energie ungefähr der abgegebenen Energie entsprechen. Verändert sich dieses Gleichgewicht, erwärmt oder kühlt sich das Klimasystem.
Mehr Treibhausgase verringern zunächst die Abgabe von Wärme in den Weltraum. Die Erde erwärmt sich, bis bei höherer Temperatur wieder mehr Energie abgestrahlt wird.
Klimazonen
Die Erde lässt sich in verschiedene Klimazonen gliedern. Sie entstehen vor allem durch die unterschiedliche Sonneneinstrahlung zwischen Äquator und Polen.
Weitere Einflüsse sind Höhenlage, Meeresströmungen, Winde, Gebirge und die Verteilung von Land und Wasser.
Tropisches Klima
Die Tropen liegen rund um den Äquator. Die Sonneneinstrahlung ist ganzjährig hoch, und die Temperaturen schwanken im Jahresverlauf oft nur wenig.
Je nach Niederschlagsverteilung entstehen immerfeuchte Regenwälder, wechselfeuchte Savannen oder trockenere Landschaften.
Subtropisches Klima
Subtropische Regionen liegen zwischen Tropen und gemäßigten Breiten. Sie umfassen trockene Wüstengebiete ebenso wie winterfeuchte Mittelmeerklimate.
Heiße Sommer sind typisch, während die Winter je nach Lage mild oder kühl ausfallen.
Gemäßigtes Klima
Gemäßigte Breiten besitzen deutlich ausgeprägte Jahreszeiten. Die Temperaturen verändern sich im Jahresverlauf stärker als in den Tropen.
Meeresnähe sorgt häufig für mildere Winter und kühlere Sommer. Im Inneren großer Kontinente treten größere Temperaturunterschiede auf.
Polarklima
In Polarregionen ist die Sonneneinstrahlung gering und stark jahreszeitlich geprägt. Die Temperaturen bleiben lange unter dem Gefrierpunkt.
Schnee, Eis und Permafrost bestimmen große Teile der Landschaft. Die Vegetationsperiode ist kurz.
Einfluss der Meere
Ozeane speichern große Mengen Wärme. Wasser erwärmt und kühlt sich langsamer als Land und gleicht dadurch Temperaturschwankungen aus.
Meeresströmungen transportieren Wärme über große Entfernungen. Sie beeinflussen Küstenklima, Niederschläge und Wetterlagen.
Wärmespeicherung
Ein großer Teil der zusätzlichen Wärme im Klimasystem wird von den Ozeanen aufgenommen. Dadurch erwärmen sie sich und dehnen sich aus.
Die thermische Ausdehnung trägt zum Anstieg des Meeresspiegels bei. Erwärmtes Wasser kann außerdem weniger Sauerstoff aufnehmen.
Meeresströmungen
Meeresströmungen entstehen durch Wind, Temperaturunterschiede, Salzgehalt und Erdrotation. Oberflächen- und Tiefenströmungen bilden ein globales Transportsystem.
Veränderungen dieser Strömungen können das Klima ganzer Regionen beeinflussen. Gleichzeitig reagieren sie auf Erwärmung, Eisschmelze und veränderte Niederschlagsmuster.
Einfluss von Landoberflächen
Wälder, Wiesen, Wüsten, Städte und Eisflächen nehmen Sonnenenergie unterschiedlich auf. Helle Flächen reflektieren mehr Strahlung als dunkle.
Vegetation verdunstet Wasser und kühlt dadurch die Umgebung. Versiegelte Flächen speichern Wärme und geben sie langsam wieder ab.
Wälder
Wälder beeinflussen Klima durch Schatten, Verdunstung und Kohlenstoffspeicherung. Große Waldgebiete tragen zur Bildung regionaler Niederschläge bei.
Abholzung verändert Wasser- und Energieflüsse. Dunkle Waldflächen können zwar mehr Sonnenenergie aufnehmen, wirken durch Verdunstung und Kohlenstoffbindung jedoch auf verschiedene Weise auf das Klima.
Stadtklima
Städte sind häufig wärmer als ihr Umland. Gebäude, Asphalt und Beton speichern Sonnenenergie und geben sie nachts wieder ab.
Fehlende Vegetation verringert die Verdunstungskühlung. Abwärme aus Verkehr, Industrie und Gebäuden verstärkt den Wärmeinseleffekt.
Natürliche Klimaschwankungen
Das Klima hat sich in der Erdgeschichte häufig verändert. Ursachen waren unter anderem Veränderungen der Erdbahn, Vulkanausbrüche, Schwankungen der Sonnenaktivität und Verschiebungen der Kontinente.
Solche Prozesse wirken über sehr unterschiedliche Zeiträume. Manche verursachen kurzfristige Abkühlungen, andere verändern das Klima über Jahrtausende oder Millionen Jahre.
Erdbahnzyklen
Form und Lage der Erdbahn verändern sich langsam. Auch die Neigung und Ausrichtung der Erdachse schwanken.
Diese Veränderungen beeinflussen die Verteilung der Sonneneinstrahlung und tragen zur Entstehung von Eis- und Warmzeiten bei.
Vulkanausbrüche
Große Vulkanausbrüche können Schwefelverbindungen bis in hohe Atmosphärenschichten transportieren. Dort entstehen Teilchen, die Sonnenlicht reflektieren.
Die Folge kann eine vorübergehende globale Abkühlung sein. Der Effekt hält meist nur wenige Jahre an.
El Niño und La Niña
El Niño und La Niña sind gegensätzliche Zustände im tropischen Pazifik. Sie beeinflussen Meeresoberflächentemperaturen, Luftströmungen und Niederschläge.
Die Auswirkungen reichen weit über den Pazifik hinaus. In verschiedenen Regionen verändern sich Dürren, Starkregen, Temperaturen und Sturmmuster.
Menschlicher Einfluss auf das Klima
Seit Beginn der Industrialisierung verändert der Mensch die Zusammensetzung der Atmosphäre deutlich. Durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas steigt die Konzentration von Kohlendioxid.
Landwirtschaft, Entwaldung, Industrie und Abfallwirtschaft setzen zusätzlich Methan, Lachgas und weitere klimawirksame Stoffe frei.
Kohlendioxid
Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger und bei der Herstellung bestimmter Baustoffe. Auch Entwaldung setzt gespeicherten Kohlenstoff frei.
Ein Teil des Gases wird von Meeren und Pflanzen aufgenommen. Der verbleibende Anteil reichert sich in der Atmosphäre an und beeinflusst das Klima über lange Zeiträume.
Methan
Methan entsteht unter anderem bei der Förderung fossiler Energieträger, in der Tierhaltung, auf Deponien und in überfluteten sauerstoffarmen Böden.
Es verbleibt kürzer in der Atmosphäre als Kohlendioxid, wirkt während dieser Zeit aber stark klimawirksam.
Lachgas
Lachgas entsteht vor allem durch mikrobielle Prozesse in Böden. Hohe Stickstoffeinträge aus Düngung fördern die Freisetzung.
Das Gas wirkt stark auf das Klima und trägt außerdem zum Abbau von Ozon in hohen Atmosphärenschichten bei.
Klimawandel
Klimawandel bezeichnet langfristige Veränderungen des Klimas. Gegenwärtig steht vor allem die durch menschliche Treibhausgasemissionen verursachte globale Erwärmung im Mittelpunkt.
Die Erwärmung beeinflusst Temperaturen, Niederschläge, Eisflächen, Meeresspiegel und Extremereignisse. Die Auswirkungen unterscheiden sich regional.
Temperaturanstieg
Die globale Mitteltemperatur steigt nicht überall gleich stark. Landflächen erwärmen sich meist schneller als Ozeane, und die Arktis reagiert besonders empfindlich.
Mit steigenden Durchschnittstemperaturen nehmen Häufigkeit und Intensität vieler Hitzeereignisse zu.
Veränderte Niederschläge
Eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen. Dadurch können starke Niederschläge intensiver werden.
Gleichzeitig verschieben sich Regengebiete und Jahreszeiten. Manche Regionen erleben mehr Niederschlag, andere häufigere Trockenheit.
Meeresspiegelanstieg
Der Meeresspiegel steigt durch die Erwärmung und Ausdehnung des Meerwassers sowie durch schmelzende Gletscher und Eisschilde.
Küstenregionen sind dadurch stärker von Überschwemmung, Erosion und Versalzung gefährdet. Der Anstieg setzt sich über lange Zeit fort.
Klima und Ökosysteme
Pflanzen und Tiere sind an bestimmte Temperatur- und Niederschlagsbedingungen angepasst. Verändert sich das Klima, verschieben sich Lebensräume und Entwicklungszeiten.
Arten können in kühlere Regionen oder größere Höhen ausweichen, sofern geeignete Lebensräume erreichbar sind. Isolierte und spezialisierte Arten sind besonders gefährdet.
Verschiebung der Jahreszeiten
Viele Pflanzen blühen früher, und Tiere beginnen früher mit Fortpflanzung oder Wanderung. Dadurch können zeitliche Beziehungen zwischen Arten gestört werden.
Schlüpfen Insekten beispielsweise früher, steht ihre größte Häufigkeit möglicherweise nicht mehr mit dem Nahrungsbedarf bestimmter Jungvögel im Einklang.
Waldveränderungen
Trockenheit und Hitze schwächen Bäume. Schädlinge können sich unter warmen Bedingungen schneller vermehren.
Baumarten, die an kühlere und feuchtere Bedingungen angepasst sind, verlieren in manchen Regionen geeignete Standorte. Mischwälder und vielfältige Altersstrukturen können die Widerstandsfähigkeit erhöhen.
Klima und Gesellschaft
Klima beeinflusst Landwirtschaft, Wasserversorgung, Gesundheit, Verkehr, Energieversorgung und Siedlungsentwicklung. Extreme Wetterereignisse verursachen wirtschaftliche Schäden und gefährden Menschenleben.
Die Folgen treffen Regionen und Bevölkerungsgruppen unterschiedlich. Menschen mit geringem Einkommen und begrenzten Anpassungsmöglichkeiten sind häufig besonders betroffen.
Gesundheit
Hitzewellen belasten Herz-Kreislauf-System und Atmung. Besonders gefährdet sind ältere Menschen, kleine Kinder und Personen mit Vorerkrankungen.
Veränderte Temperaturen können außerdem die Verbreitung bestimmter Krankheitserreger, Zecken und Mücken beeinflussen.
Landwirtschaft
Landwirtschaft ist stark von Temperatur, Niederschlag und Bodenfeuchtigkeit abhängig. Längere Vegetationsperioden können in einigen Regionen Vorteile bringen.
Hitzestress, Trockenheit, Starkregen und neue Schädlinge erhöhen gleichzeitig das Risiko von Ernteverlusten.
Klimaschutz
Klimaschutz umfasst Maßnahmen zur Begrenzung des menschlichen Einflusses auf das Klima. Im Mittelpunkt steht die Verringerung von Treibhausgasemissionen.
Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Gebäudesanierung, nachhaltige Mobilität und eine ressourcenschonende Produktion sind wichtige Bestandteile.
Kohlenstoffspeicher
Wälder, Moore, Böden und Meere nehmen Kohlendioxid auf und speichern Kohlenstoff. Ihr Schutz ergänzt die Verringerung fossiler Emissionen.
Natürliche Speicher sind jedoch begrenzt und können durch Erwärmung oder Zerstörung geschwächt werden. Sie ersetzen daher nicht den Ausstieg aus fossilen Energieträgern.
Klimaneutralität
Klimaneutralität bedeutet, dass insgesamt keine zusätzliche Erwärmungswirkung durch menschliche Treibhausgase entsteht. Emissionen sollen weitgehend vermieden werden.
Verbleibende, schwer vermeidbare Emissionen müssten durch dauerhafte Entnahmen aus der Atmosphäre ausgeglichen werden.
Klimaanpassung
Klimaanpassung umfasst Maßnahmen, die Schäden durch bereits eintretende und zukünftige Veränderungen begrenzen. Dazu gehören Hochwasserschutz, Hitzeschutz, wassersparende Bewässerung und klimaangepasste Stadtplanung.
Anpassung ist notwendig, weil ein Teil des Klimawandels bereits unvermeidbar ist. Ihre Möglichkeiten sind jedoch begrenzt, wenn die Erwärmung sehr stark ausfällt.
Stadtentwicklung
Grünflächen, Bäume, Wasserflächen und helle Oberflächen können die Erwärmung von Städten verringern. Entsiegelte Flächen nehmen Niederschlag auf und entlasten die Kanalisation.
Gebäude benötigen Verschattung, ausreichende Lüftung und einen Schutz vor Überhitzung.
Wassermanagement
Speicherung, Versickerung und sparsame Nutzung von Wasser gewinnen an Bedeutung. Naturnahe Flüsse, Moore und Böden halten Wasser in der Landschaft zurück.
Wasserversorgung, Landwirtschaft, Industrie und Naturschutz müssen in Trockenperioden stärker aufeinander abgestimmt werden.
Klimaforschung
Klimaforschung nutzt Messstationen, Satelliten, Eisbohrkerne, Sedimente, Baumringe und andere Datenquellen. Diese Informationen zeigen gegenwärtige und vergangene Klimaveränderungen.
Klimamodelle bilden physikalische, chemische und biologische Prozesse ab. Sie berechnen mögliche zukünftige Entwicklungen unter unterschiedlichen Annahmen zu Emissionen und Landnutzung.
Klimamodelle
Klimamodelle teilen Erde, Atmosphäre und Ozeane in räumliche Bereiche auf. Für jeden Bereich werden Energie-, Wasser- und Stoffflüsse berechnet.
Modelle können nicht jedes lokale Detail darstellen. Dennoch ermöglichen sie belastbare Aussagen über langfristige Trends und großräumige Veränderungen.
Klimaprojektionen
Klimaprojektionen sind keine exakten Vorhersagen. Sie zeigen mögliche Entwicklungen unter festgelegten Bedingungen.
Wie stark sich das Klima verändert, hängt wesentlich von den zukünftigen Treibhausgasemissionen ab. Unterschiedliche Emissionspfade führen daher zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Zusammenfassung
Klima beschreibt die langfristigen Eigenschaften des Wetters in einer Region oder auf der gesamten Erde. Es umfasst Durchschnittswerte, Schwankungen und Extremereignisse von Temperatur, Niederschlag, Wind und weiteren Größen.
Das Klima entsteht durch das Zusammenwirken von Sonnenstrahlung, Atmosphäre, Ozeanen, Landoberflächen und Ökosystemen. Menschliche Treibhausgasemissionen verändern dieses System und führen zu einer globalen Erwärmung. Klimaschutz begrenzt die Ursachen, während Klimaanpassung die Folgen verringern soll.
