Die Bibliothek zum 5. Sachstandsbericht

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:53

Kilowattstunde (kWh)

Die Kilowattstunde ist genau wie Kilojoule eine physikalische Einheit für Arbeit und Energie. Energie kann als Strom, Wärme oder sonstige Energieform vorliegen. Die Energiemenge ist von der Leistung (in Watt) und der Zeit (zum Beispiel in Stunden) abhängig. Eine Kilowattstunde (entspricht 3.600 Kilojoule) ist die Energie, die eine Maschine mit einer Leistung von einem Kilowatt (kW) in einer Stunde aufnimmt beziehungsweise abgibt. So kann ein Heizkessel mit einer Leistung von 20 kW am Tag maximal 480 kWh (20 kW x 24 h) Wärmeenergie für die Beheizung und Warmwasserbereitung eines Gebäudes bereitstellen. Der Energieverbrauch wird wie etwa beim Stromzähler ebenfalls in kWh angegeben. Ei

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:52

Kyoto-Protokoll

1997 in der japanischen Kaiserstadt Kyoto verabschiedetes  Zusatzprotokoll zur Ausgestaltung der --> UN-Klimarahmenkonvention. Das Kyoto-Protokoll sieht erstmals konkrete Reduktionsziele in einer Verpflichtungsperiode der Jahre 2008 bis 2012 für die sechs wichtigsten --> Treibhausgase vor, und zwar eine Reduktion um durchschnittlich 5,2 Prozent gegenüber dem Bezugsjahr 1990. Die Verhandler hatten allerdings ein Quorum für das In-Kraft-Treten festgelegt. Demnach sollte das Kyoto-Protokoll erst in Kraft treten, wenn mindestens 55 Staaten das Protokoll in nationales Recht umgesetzt haben, die mindestens 55 Prozent der weltweiten Emissionen vereinen. Wegen dieser Bedingung dauerte es bis Februar 2005: Erst mit dem Beschlus des russischen Parlements konnte das Protokoll auch ohne die USA in Kraft treten. Beim Klimagipfel 2009 in Kopenhagen wurde im Prinzip um eine zweite Verpflichtungsperiode von 2013 bis 2018 mit neuen Reduktionszielen gerungen. Allerdings wollten die USA diesen Weg nicht mitgehen. Die USA stoßen heute viel mehr Treibhausgase aus als 1990, obwohl sie sich in Kyoto eigentlich zu einer Reduktion um sieben Prozent verpflichtet hatten. Allerdings ist dies nie in nationales Recht umgesetzt worden – weshalb die USA der einzige Industriestaat sind, der außerhalb der "Kyoto-Welt" steht. China wiederum, das mittlerweile mehr Treibhausgase als die USA ausstößt – zwar noch lange nicht pro Kopf, aber absolut –, will sich nur zu eigenen Reduktionen in einer zweiten Verhandlungsperiode verpflichten, wenn auch die USA unter das Dach des Kyoto-Protokolls kommen. Der komplette Text des Kyoto-Protokolls auf Deutsch findet sich HIER.

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:52

Kraft-Wärme-Kopplung

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) werden Strom und Wärme in einem gemeinsamen Prozess erzeugt und genutzt. Im Gegensatz zu Kraftwerken, die nur zur Stromproduktion ausgelegt sind, erreichen KWK-Anlagen durch die nutzbare Abgabe von Strom und Wärme sehr viel höhere Wirkungsgrade (bis zu 90 Prozent). Blockheizkraftwerke (BHKW) nutzen gezielt zur Beheizung die Abwärme des Motors, der für die Stromerzeugung den Generator antreibt. weitere Informationen: Wikipedia: Kraft-Wärme-Kopplung

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:51

Kipp-Elemente

Das Klimasystem auf der Erde ist sehr komplex und geprägt durch viele sich gegenseitig beeinflussende Prozesse. Globale und lokale Windsysteme sind von Luft- und Wassertemperaturen abhängig. Davon hängen wiederum die Niederschläge in der ganzen Welt ab. Das Eis an den Polen steuert auch das Wetter im Rest der Welt. Wenn Teile dieser Systeme durch menschliche Einflüsse stark verändert werden, kann es sein, dass sie nicht mehr funktionieren – sie kippen. Und zwar irreversibel. Daher nennt man sie Kipp-Elemente (vom englischen "tipping elements", oder auch "tipping points"). Wenn ein solches Kipp-Element umgekippt ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass dadurch das ein anderes wichtiges Element des Klimasystems negativ beeinflusst wird. Einige Kippelemente können einen sich selbst beschleunigenden Klimawandel in Gang setzen, der dann nicht mehr rückgängig zu machen wäre. Wegen der vielschichtigen Abhängigkeiten sind Prognosen über die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die äußert komplexen Zusammenhänge des Klimas schwer möglich. Der Vergleich mit dem Schmetterling, der einen Flügelschlag macht und weit entfernt damit einen Sturm auslöst, liegt nahe. Die Wissenschaftler des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) haben neun potenzielle Kipp-Elemente benannt, die aus ihrer Sicht besondere Berücksichtigung bei der internationalen Klimapolitik finden sollten. Die Phänomene sind mit unterschiedlichen Wahrscheinlichkeiten behaftet, was deren Eintreffen und die Wirkweise betrifft: Arktisches Meereis Grönländischer Eisschild Westantarktischer Eisschild Boreale Wälder Amazonas-Regenwald El Niño und Südliche Oszillation (ENSO) Sahara-/Sahel- und Westafrikanischer Monsun Indischer Sommermonsun Thermohaline Atlantikzirkulation Arktisches Meereis Durch die Klimaerwärmung schmilzt das in der Nordpolarregion auf dem Meer schwimmende Eis. Da die nun frei werdende Wasseroberfläche dunkel ist, erwärmt sie sich durch Sonneneinstrahlung schneller. Das fördert die globale Klimaerwärmung. Eine noch schnellere Eisschmelze im Sommer und das Ausbleiben der Eisbildung im Winter wären die Folgen. Die Kipp-Grenze wird zwischen 0,5 und 2 Grad Celsius angesetzt und könnte heute bereits überschritten sein. Ergebnisse von regelmäßig stattfindenden Eisvermessungen bestätigen, dass die Eismassen jetzt schon deutlich abgeschmolzen sind. Grönländischer Eisschild Die Erwärmung des Klimas fördert die Schmelze des Eises auf dem grönländischen Festland. Die frei werdende Landfläche ist dunkel und erwärmt sich daher wesentlich schneller, was wiederum Eisverlust beschleunigt. Der Meeresspiegel steigt. Als kritische Kipp-Grenze wird eine lokale Erwärmung von drei Grad Celsius vermutet. Schmilzt das gesamte Eis, steigt der Meeresspiegel um sieben Meter. Westantarktischer Eisschild Auch hier ist der Verlust von Eismasse gemessen worden. Wesentliches Abschmelzen tritt ab einer regionalen Erwärmung von fünf bis acht Grad Celsius im Sommer ein, vermuten die Forscher. Ein Anstieg des Meeresspiegels um fünf Meter ist zu vermuten. Boreale Wälder Diese Wälder wachsen in den nördlichen Breiten der Erde und sind an die langen und kalten Winter dieser Zonen angepasst. Erwärmt sich das Klima um drei bis fünf Grad, würden die Wälder in wenigen Jahrzehnten absterben, da längere und trockene Sommer dann Krankheiten verursachen. Wie die Wissenschaftler vermuten, bleiben die Winter jedoch sehr kalt. Die Verluste können daher vermutlich nicht durch Baumarten aus wärmeren Regionen ersetzt werden. Boreale Wälder sind wichtige Kohlenstoffspeicher und somit wichtig für das globale Klima. Amazonas-Regenwald Die globale Erwärmung und Entwaldung durch Raubbau verringern die Niederschläge in der Region um 30 Prozent. Experten meinen, dass bei einer Erwärmung von drei bis vier Grad Celsius die Trockenzeiten noch länger werden würden. Der Regenwald könnte sich nicht mehr erholen und binnen weniger Jahrzehnte absterben. Die Entwaldung durch den Menschen beschleunigt den Prozess deutlich. El Niño und Südliche Oszillation (ENSO) In mehr oder weniger regelmäßigen Abständen werden die Wasserzirkulationsprozesse im Pazifik durch ungewöhnliche (aber vermutlich natürliche) Wasser- und Luftströmungen aus dem empfindlichen Gleichgewicht gebracht – man spricht vom El-Niño-Phänomen. Die Versorgung der Fischbestände mit Plankton wird damit gestört, was insbesondere Fischer an der südamerikanischen Küste zu spüren bekommen. Bei gleichbleibender Klimaerwärmung wird erwartet, dass dieser Effekt nicht häufiger, aber deutlich stärker auftreten wird. Sahara-/Sahel- und Westafrikanischer Monsun Die globale Erwärmung würde die tropischen Regenerscheinungen zunächst verstärken. Bei fortschreitender Erwärmung von drei bis fünf Grad Celsius könnten die Luftzirkulationen jedoch vollständig zusammenbrechen, prognostizieren einige Forscher. Der Regen bliebe aus, fortschreitende Trockenheit mit ausgeprägten Dürreperioden in der Region wären die Folge. Ein anderes Szenario geht von sich verstärkenden Niederschlägen aus, was Überschwemmungen zur Folge haben könnte. Indischer Sommermonsun Die Niederschläge in dieser Region könnten sich aufgrund der globalen Erwärmung deutlich erhöhen. Dem gegenüber stehen Luftverschmutzung und gesteigerte Landnutzung, die diesen Effekt dämpfen. Der Indische Sommermonsun könnte dadurch chaotische, unberechenbare Ausmaße annehmen. Thermohaline Atlantikzirkulation Der Kreislauf der atlantischen Meeresströmungen befindet sich in einem Gleichgewicht, das durch die Wassertemperatur und Salzkonzentration gesteuert wird. Beide Faktoren verändern die Dichte des Salzwassers – eine Eigenschaft, die auch thermohalin genannt wird. Durch die globale Erwärmung verändert sich die Temperatur des Wassers. Zusätzlich ändert sich die Konzentration des Meerwassers durch schmelzende Eismassen aus der Arktis und dem grönländischen Eis. Die resultierende Dichteänderung kann zum Abreißen des Nordatlantikstroms führen. Einen Anstieg des Meeresspiegels und die Beeinflussung tropischer Niederschläge ist zu befürchten. Hierfür vermuten die Forscher eine Kipp-Temperatur von drei bis fünf Grad. Literaturtipps:
Pressemitteilung des PIK zu Kipp-Elementen
Broschüre des Umweltbundesamtes (PDF-Download)

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:51

Kontinentalhang

An den Rändern der Kontinentalplatten fällt der Meeresboden mehrere tausend Meter ab. Dort haben sich im Laufe der Jahrmillionen durch Sedimentation Abhänge gebildet, die mitunter ins Rutschen kommen können. Auslöser können unter anderem Erdbeben, Ströme von Geröll aus abtauenden Gletschern oder sich auflösende --> Gashydrate sein, die zuvor die Hänge zementiert hatten.

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:51

Kohlendioxid (CO2)

Kohlendioxid (CO2) entsteht, wenn Kohlenstoff mit Sauerstoff reagiert.  Grob skizziert gibt es zwei natürliche Kreisläufe. Der erste wird von der Biosphäre bestimmt: Alle tierischen Lebewesen produzieren Kohlendioxid, während Pflanzen es mit Hilfe der Photosynthese wieder aufspalten und den Kohlenstoff in ihre Organismen einbauen. Die Pflanzen dienen wiederum Mensch und Tier als Nahrung, wodurch sich der Kreislauf schließt. Der zweite Kreislauf ist ein geologischer: Durch Lösung in Wasser, Reaktion mit Gesteinen und Einbau in die Krusten von tierischem Plankton wird Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen und in Sedimenten in Form von Karbonaten gespeichert. Diese werden durch die Plattentektonik im Laufe vieler Millionen Jahre recycelt, und der Kohlenstoff wird der Atmosphäre durch Vulkanismus wieder als Kohlendioxid zugeführt. Gemessen an diesen sehr langsamen Prozessen sind die in den letzten zwei Jahrhunderten von Menschen verursachten Veränderungen äußerst rasant. Die Verbrennung von Öl, Kohle und Erdgas entlässt Kohlendioxid in die Atmosphäre, das ihr in der Erdgeschichte über einen Zeitraum von vielen Millionen Jahren entzogen worden war. Entsprechend steigt die atmosphärische Kohlendioxid-Konzentration. Ende des 18. Jahrhunderts betrug sie 280 ppm (parts per million, Teile pro Million), im Mai 2013 ist sie auf 400 ppm angestiegen. Wobei das Tempo zunimmt: In den letzten zehn Jahren wuchs die Konzentration durchschnittlich um 1,9 ppm pro Jahr. Die Konzentration befindet sich bereits weit außerhalb des natürlichen Bereichs, der in den letzten 650.000 Jahren zwischen 180 und 300 ppm gelegen hat, wie man aus der Untersuchung von Luftbläschen in Eisbohrkernen weiß.

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:50

Klimarahmenkonvention (UNFCCC)

Auf dem UN-Gipfel für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro wurde 1992 die Klimarahmenkonvention (englisch United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) verabschiedet. In Artikel drei wird davon gesprochen, dass die Vertragsparteien das Klima auf der "Basis der Gleichheit und ihrer gemeinsamen, aber unterschiedlichen Verantwortung" schützen sollen. Die 194 Vertragsparteien verpflichten sich darauf, "die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre auf einem Niveau zu stabilisieren, das gefährliche menschliche Beeinflussung des Klimasystems vermeidet". Die Industriestaaten bekennen sich zu ihrer historischen Schuld und verpflichten sich, bis zum Jahre 2000, ihre Emissionen auf dem Niveau von 1990 zu stabilisieren. Später behaupteten einige Staaten, dass dies nicht verbindlich sei. Die wenigsten haben dieses Ziel tatsächlich erfüllt. Außerdem wird mit der Klimarahmenkonvention die Einrichtung eine Klimasekretariates beschlossen und Folgekonferenzen (sogenannte COPs), um die Klimarahmenkonvention weiter zu entwickeln. Außerdem verpflichtet die Klimarahmenkonvention alle Vertragspartner regelmäßige Berichte zu veröffentlichen, in denen Fakten und Trends zur nationalen Treibhausgasemission dargelegt werden müssen. Die Erklärung von Rio gibt es im Wortlaut HIER weitere Informationen: Wikipedia -  Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:50

Kohlendioxidäquivalent

Kohlendioxid ist das bekannteste, aber nicht das einzige Treibhausgas. Beispielsweise heizen auch --> Methan und --> Lachgas (Distickstoffmonoxid) das Klima auf, dies jedoch pro Kilogramm oder Tonne sehr viel stärker als CO2. Um die verschiedenen Treibhausgase vergleichbar zu machen, werden sie hinsichtlich ihrer Klimaschädlichkeit in Kohlendioxidäquivalent umgerechnet. Methan etwa ist 21 mal so schädlich wie CO2; ein Kilogramm Methan entspricht deshalb 21 Kohlendioxidäquivalent. Ein Kilogramm Lachgas entspricht sogar 300 Kilogramm CO2-Äquivalent. Die Treibhausgasemissionen eines Landes sind die Summe verschiedener Treibhausgase in Kohlendioxid umgerechnet und werden in CO2-Äquivalenten angegeben. Die Reduktionspflichten, die im --> Kyoto-Protokoll festgelegt sind, beziehen sich auf insgesamt sechs Treibhausgase.

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:49

Konventionelles Erdöl

Als "konventionelles Erdöl" wird solches bezeichnet, dass tatsächlich flüssig in der Erde lagert und dort auch leicht zu fördern ist. Im Gegensatz dazu steht das "unkonventionelle Erdöl": Teersande, Teerschiefer, Schweröl, Tiefseeöl, Polaröl oder Flüssiggas. Der Abbau des "unventionellen Erdöl" ist mit höheren finanziellen, energetischen und ökologischen Kosten verbundene als die Förderung von konventionellem Rohöl. 2007 wurden täglich 85,5 Millionen Barrel gefördert, ein ---> Barrel entspricht einem Fass mit einem Fassungsvermögen von 159 Litern. Größte Fördernationen waren Russland mit knapp 10 Millionen Fass, gefolgt von Saudi-Arabien (9,2 Millionen), den USA (8,5 Millionen), Iran (4,7 Millionen) und China (3,7 Millionen).

K, Donnerstag, 26. September 2013 21:49

Kryosphäre

Die Kryosphäre ist die Gesamtheit der Oberfläche eines Planeten, die von Eis bedeckt ist. Dazu gehören das Meer-Eis, das Schelf-Eis, das Inland-Eis, die Gebirgsgletscher und die mit Schnee bedeckten Gebiete.  Die Kryosphäre ist von entscheidender Bedeutung für das Klimasystem eines Planeten, da sie ein großes Reflexionsvermögen aufweist – die sogenannte --> Albedo. Das lateinische Wort albedo bedeutet "Weißheit". Die Albedo ist ein Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen.  Frischer Schnee besitzt zum Beispiel eine Albedo von 0,8 bis 0,9; Savannen eine zwischen 0,2 und 0,3; Asphalt weist 0,15 auf. Das bedeutet: Schnee kann viel Energie ins Weltall zurückstrahlen, Asphalt ziemlich wenig. weitere Informationen: Wikipedia - Kryosphäre