Zusammenfassung - Globaler Kohlenstoffkreislauf

**Zusammenfassung -- Globaler Kohlenstoffkreislauf** Ein Bild, das Text, Karte, Diagramm, Screenshot enthält. Automatisch generierte Beschreibung Rote Zahlen = Veränderungen durch Menschen (90er Jahre) Schwarze Zahlen = vorindustrieller Zustand Pfeile = Flüsse Box = Menge an CO2 Der globale Ko...

**Zusammenfassung -- Globaler Kohlenstoffkreislauf** Ein Bild, das Text, Karte, Diagramm, Screenshot enthält. Automatisch generierte Beschreibung Rote Zahlen = Veränderungen durch Menschen (90er Jahre) Schwarze Zahlen = vorindustrieller Zustand Pfeile = Flüsse Box = Menge an CO2 Der globale Kohlenstoffbilanz hat sich im Verlaufe der Zeit durch den Menschen stark verändert. Die Atmosphärische Zunahme berechnet sich den Fossilen Emissionen, der ozeanischen und der terrestrischen Senke. - Die atmosphärische Co2 Konzentration ist durch Messungen bekannt und beträgt etwa 4.70 plus/minus 0.02 Gigatonnen im Jahr. - Die Fossilen Emissionen sind durch Statistiken zu Energieverbrauch und Zementproduktion auch bekannt und liegen etwa bei 9.4 plus/minus 0.5 Gigatonnen pro Jahr Was schwieriger herauszufinden ist, ist wie viel die Ozeanische Senke ausmacht. **Löslichkeit von CO2 im Ozean** Im Gleichgewicht sind die Partialdrücke von gasförmigem und gelöstem Co2 gleich. Das Henry-Gesetz besagt, dass die gelöste Menge Co2 proportional zum Partialdruck in der Gasphase ist. Das Co2 ist sehr gut löslich, weil es in weitere Gleichgewichte involviert ist. Wegen diesen Gleichgewichten folgt die Menge an insgesamt gelöstem Co2-C jedoch nicht mehr dem Henry-Gesetz. Was aber gilt ist, dass höhere Partialdrücke von CO2 in der Atmosphäre zu einer Aufnahme von Co2-C führen. **Stratifizierung der Ozeane** Die Schichtung von Wasser erfolgt nach der Dichte. Die Dichte von Wasser hängt von dessen Salzgehalt (Salinität) und Temperatur ab (auch vom Druck/Tiefe) Dabei gilt -- höherer Salzgehalt = höhere Dichte Höhere Temperatur = geringere Dichte Der Dichtegradient wird Pyknokline genannt, also der Übergang zwischen Wasserschichten, verschiedener Dichten. Diese kann verursacht sein durch: Temperaturveränderungen (Thermokline -- Schichtung anderer Temp.) und Salinitätsveränderugnen (Halokline)  In höheren Breiten entstehen starke Änderungen der Dichte und in den tieferen Breiten, verhindert eine Thermokline die Durchmischung von Oberflächen- mit Tiefenwasser. Die Oberflächenwasserschicht ist dabei gemischt und relativ uniform. In den Tropen, Subtropen, mittleren Breiten herrscht eine sehr ausgeprägte Pyknokline (hauptsächlich wegen der Thermokline). Das Tiefenwasser darunter ist uniform. **Das Prinzip der thermohalinen Zirkulation** Die Abkühlung von Wasser bewirkt eine Erhöhung der Wasserdichte, eine Mischung durch Konvektion und ein Absinken der Wassermassen. Dies wird auch Downwelling genannt. Der Wärmetransport entlang der Thermokline bewirkt, dass die Wassermassen aufsteigen. Dieser Wärmetransport erfolgt durch Mischung der Wassermassen (Gezeiten). Um die Antarktis entsteht ein starkes „Umwelling" durch windgetriebene Phänomene. Der Antarktische Zirkumpolarstrom transportiert Wassermassen in Ostrichtung. Aufgrund der grossen Wasserflüsse und spezieller lokaler Gegebenheiten heben diese kräfte Wasser aus grosser Tiefe.  Im Nordatlantik wird Ozeanwasser durch kalte Winde abgekühlt. Die Meereseisbildung erhöht die Salinität des Wassers. Das dichte Wasser sinkt ab und folgt dem Meeresgrund nach Süden. **Atomwaffentests und Radioisotope** Neutronenstrahlung wird durch kosmische Strahlung oder Atomwaffentests generiert. Das Absinken von Wassermassen und Mischungsprozessen kann mit einem Tritium-Tracer verfolgt werden. Da man weiss, wann es einen „Bomb-Peak" gab und wann das Tritium in das Wasser aufgenommen wurde. So kann man sehen, wie sich das Tritium im Wasser verteilt. (Nach unten gepusht wird) Zehn Jahre später, sah das verteilte Tritium so aus. Bei Äquator kömmt das Tritium an die Oberfläche (Pyknokline verhindert dies) So sieht man, dass sich jüngeres Tritium in der Arktis befindet und das alte Tritium sich schon sehr weit entfernt hat. **Co2-Austausch zwischen Atmosphäre und Ozean** Die Austauschrate hängt von vielen Faktoren ab, inkl. Wassertemperatur und Windgeschwindigkeit. Aus der Konzentrationsdifferent zwischen Luft und Wasser kann unter Berücksichtigung dieser Faktoren die Austauschrate berechnet werden.  Aus Modellrechnungen (an Oberflächenwasser angelehnt) erhält man dann, dass vom Meer circa 3-3 Gigatonnen Co2 pro Jahr aufgenommen werden. **Umsatz des Oberflächenwasser-Co2** Das atmosphärische Co2 löst sich im Oberflächenwasser des Ozeans. Das Phytoplankton fixiert dieses durch Photosynthese und speist die Nahrungskette im Ozean damit. Diese Organismen sterben irgendwann ab und die Biomasse sinkt durch die Pyknokline ab und wird auch in festen Strukturen fixiert. Diese Organsimen können zur Sedimentbildung beitragen. In der Carbonat-Kompensationstiefe löst sich das Carbonat jedoch wieder auf. Dies wird auch die Biologische Pumpe genannt, sie speichert das Co2 am Meeresboden. Die Lösichkeitspumpe / Umweltzirkulation findet durch Down- und Upwelling statt. Wichtig dabei ist, dass am Ende das Co2-C in die Tiefe transportiert wird (egal ob als Hydrogencarbonat (Wasser) oder als Sediment), auch wenn sich die Carbonat Mineralien auflösen sollten und nicht zur Sedimentbildung beitragen. Damit ist der Kohlenstoff für eine Weile der Atmosphäre entzogen. **Globale Kohlenstoffbilanz** Ein Bild, das Text, Screenshot, Schrift, Reihe enthält. Automatisch generierte Beschreibung Die terrestrische Senke wird aus der Bilanz berechnet, weil es sehr schwierig ist, sie anders zu berechnen. Das Geschehen an Land ist sehr heterogen. Obwohl die Landnutzung auch eine Quelle von Co2 ist ist der Netto-Wert der terrestrischen Senke negativ. Ein Bild, das Text, Schrift, Screenshot, Reihe enthält. Automatisch generierte Beschreibung In prä-industrieller Zeit waren diese Flüsse alle eher klein. Die Senken an Land und im Ozean sind daher eine Folge der anthropogenen Einflüsse. Ozeanische Senke -- Folge der erhöten atmosphärischen Co2-Konzentration An Land weniger klar -- auch Stickstoff-Einträge und längere Wachstumsperioden könne eine wichtige Rolle spielen. **Rückkopplungseffekte via C-Kreislauf**  Braun: Wenn es sich erwärmt, werden auch die Abbauprozesse schneller / wenn es mehr Co2 gibt, gibt es mehr Biomasse also mehr Pflanzen, welche Co2 in den Boden bringen und mehr Substrat / Mehr Respiration in die Atmosphäre. Die Rückkopplungseffekte auf die Menge an Co2, die sich in der Atmosphäre befindet. - Positive Werte: Menge in Atmosphäre wird durch Prozess weiter erhöht - Negative Werte = Menge in Atmosphäre wird durch Prozessreduziert Climate response = Einfluss der Klimawirkung allein (bei angenommener unveränderter Konzentration) Co2 response = Einfluss der Co2-Konzetrationserhöhungen allein (bei angenommen unverändertem Klima