Die Sonne als Klimamotor

Wetter ist der physikalische Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem beliebigen Ort, der mit Hilfe der Wetterelemente (Temperatur, Feuchte, Luftdruck, Wind, Strahlung...) beschrieben wird. Klima hingegen ist der über einen längeren Zeitraum (mindestens 30 Jahre) gemittelte Verlauf des Wetters. Von der Sonne erhalten wir Strahlung und somit auch Energie. Dennoch hätte es ohne Erdatmosphäre nur etwa -18°C auf der Erde. Grund für eine tatsächliche mittlere Erdbodentemperatur von 15°C ist der natürliche Treibhauseffekt.

Die Abbildung zeigt den Verlauf der sogenannten Solarkonstante vom Weltall aus gemessen. Die großen Schwankungen kommen durch den 11 jährigen Zyklus zu Stande, die darüber überlagerten kurzen Schwankungen zeigen die Variation, die mit der Anzahl der Sonnenflecken einhergehen. (Grafik von C. Fröhlich, PMOD)

Die Abbildung zeigt den Energietransport durch die Erdatmosphäre. entnommen aus: »www.physik.tu-freiberg.de

Sonnenaktivität und Erdklima: Zu Zeiten geringerer Sonnenaktivität, also bei wenigen Sonnenflecken strahlt die Sonne weniger Strahlung ab. Die Abbildung links zeigt die Solarkonstante, jene Strahlung, die die Erde außerhalb der Erdatmosphäre von der Sonne erhält. Sie hat im Mittel einen Wert von 1367 W/m2. Mittels eines einfachen Modells, in welchen man die Kugelgestalt und die Empfangsfläche für Sonnenstrahlung der Erde berücksichtigt, lässt sich ein Wert für die empfangene Strahlungsleistung von einem Viertel der Solarkonstanten (342 W/m2) berechnen. Details zeigt die Grafik rechts.

In der Abbildung links zeigen sich deutlich Schwankungen, die auf den 11 jährigen Sonnenaktivitätszyklus hindeuten. Tatsächlich wurden während des Maunder-Minimums (1645 - 1715) kaum Sonnenflecken beobachtet und gleichzeitig war dies der Höhepunkt der "kleinen Eiszeit". Das war allerdings kein Einzelfall, wie das Dalton-Minimum (1800-1820), das Spörer-Minimum (1420-1540) und das Wolf-Mimimum (1280-1320) zeigen, die ebenfalls mit relativ niedrigen Temperaturen einhergingen. Spörer- und Wolf-Minimum wurden allerdings noch nicht durch Sonnenfleckenzählung ermittelt, da diese erst 1610 von Galileo Galilei entdeckt wurden. Untersuchungen von Gletschereis erlauben jedoch Rückschlüsse auf die Sonnenaktivität über lange Zeitraäme.

 
 
 
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