Fachwissenschaftliche Vorbereitung des Themas Stürme

Kriesten, Martin

Fachwissenschaftliche Vorbereitung des Themas Stürme

Mit methodischen Möglichkeiten und praktischen Anwendungen im Erdkundeunterricht

von Martin Kriesten (Autor:in)

Didaktik - Allgemeine Didaktik, Erziehungsziele, Methoden

Zusammenfassung

Inhaltsangabe:Gang der Untersuchung:
Die Staatsexamensarbeit ist in 2 Teile gegliedert. Im ersten Teil, der zirka 80% der Arbeit ausmacht, findet eine fachwissenschaftliche Untersuchung des Themas Stürme statt. Im zweiten Teil der Arbeit wird die unterrichtliche Umsetzung des Themas in der Schule nach didaktischen und methodischen Aspekten behandelt. Das 145 Seiten umfassende Werk versucht die Sachverhalte trotz seines wissenschaftlichen Wertes so klar verständlich wie möglich wiederzugeben. Dazu tragen auch die über 80 Bilder und Grafiken bei. Nach einer kurzen Darstellung einzelner klimageographischer Gesichtspunkte, die für das Verständnis einzelner Sturmphänomene notwendig sind, werden aktuelle Aspekte der Sturmgefahr im Zusammenhang mit der globalen Umwelt- und Klimaveränderung untersucht.
Im folgenden findet dann ein meteorologischer Exkurs über die verschiedenen Arten von Stürmen, ihre Entwicklung und Charakterisierung statt. Im weiteren Verlauf wird der Blickpunkt auf den Menschen und seinen Umgang mit Sturmgefahren gerichtet. Ein Katalog mit Karte zeigt die bisherigen großen Sturmereignisse und verschafft somit einen Überblick über das bisherige Ausmaß auch in Bezug auf die einzelnen Arten von Stürmen in den einzelnen Erdteilen, wobei auch eine spezielle Untersuchung für Deutschland stattfindet. Im letzten Abschnitt der Arbeit wird dann noch auf den möglichen Einsatz des Themas Stürme in der Schule Stellung genommen.

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.VORWORT3
2.EINLEITUNG3
3.WIND UND WETTER7
3.1Atmosphäre und Wolkenbildung8
3.2Windentstehung und Windsysteme12
3.3Windbeobachtungen15
4.GLOBALE UMWELT- UND KLIMAVERÄNDERUNG18
4.1Klimageschichte und Treibhauseffekt19
4.2Anthropogene Klimaveränderung22
4.3Auswirkungen auf das Sturmrisiko25
4.4Mögliche Gegenmaßnahmen29
5.HISTORISCHES ZU STÜRMEN31
6.ERSCHEINUNGSFORMEN VON STÜRMEN36
6.1Tropischer Wirbelsturm36
6.2Außertropischer Sturm/Wintersturm47
6.3Tornado56
6.4Sonstige Sturmphänomene65
6.4.1Orographische Stürme/Fallwinde66
6.4.2Gewittersturm, Hagelsturm, Sandsturm67
6.4.3Monsunsturm69
6.4.4Schneesturm, Eissturm70
6.4.5Feuersturm72
7.DER MENSCH IM UMGANG MIT STURMGEFAHREN73
7.1Sturmschäden74
7.2Schadenvorbeugung und Schadenverhütung77
7.2.1Windlasten77
7.2.2Schadenanalyse und Vorbeugungsmaßnahmen80
7.2.3Internationale Dekade für Katastrophenvorbeugung91
8.KATALOG GROSSER STURMEREIGNISSE95
8.1Nach […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

ID 5795

Kriesten, Martin: Fachwissenschaftliche Vorbereitung des Themas Stürme - Mit methodischen

Möglichkeiten und praktischen Anwendungen im Erdkundeunterricht

Hamburg: Diplomica GmbH, 2002

Zugl.: Ludwigsburg, Staatsexamensarbeit, 2001

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Diplomica GmbH

http://www.diplom.de, Hamburg 2002

Printed in Germany

Inhaltsverzeichnis

VORWORT

EINLEITUNG

WIND UND WETTER

3.1

Atmosphäre und Wolkenbildung

3.2

Windentstehung und Windsysteme

3.3

Windbeobachtungen

GLOBALE UMWELT- UND KLIMAVERÄNDERUNG

4.1

Klimageschichte und Treibhauseffekt

4.2

Anthropogene Klimaveränderung

4.3

Auswirkungen auf das Sturmrisiko

4.4

Mögliche Gegenmaßnahmen

HISTORISCHES ZU STÜRMEN

ERSCHEINUNGSFORMEN VON STÜRME

6.1

Tropischer Wirbelsturm

6.2

Außertropischer Sturm / Wintersturm

6.3

Tornado

6.4

Sonstige Sturmphänomene

6.4.1 Orographische Stürme / Fallwinde

6.4.2 Gewittersturm, Hagelsturm, Sandsturm

6.4.3 Monsunsturm

6.4.4 Schneesturm, Eissturm

6.4.5 Feuersturm

DER MENSCH IM UMGANG MIT STURMGEFAHREN

7.1

Sturmschäden

7.2

Schadenvorbeugung und Schadenverhütung

7.2.1 Windlasten

7.2.2 Schadenanalyse und Vorbeugungsmaßnahmen

7.2.3 Internationale Dekade für Katastrophenvorbeugung

KATALOG GROSSER STURMEREIGNISSE

8.1

Nach Kontinenten

8.1.1 Afrika

8.1.2 Asien

8.1.3 Europa

101

8.1.4 Amerika

103

8.1.5 Australien, Ozeanien

108

8.2

Weltkarte der Sturmgefahren

109

STÜRME IN DEUTSCHLAND

111

9.1

Sturmerfahrungen

111

9.2

Bedeutende Sturmereignisse der letzten 30 Jahre

112

10.

THEMA ,,STÜRME" IN DER SCHULE

117

10.1 Lehrplanbezug

117

10.2 Unterrichtliche Umsetzung des Themas

126

10.2.1 Didaktische / Methodische Vorgehensweise

127

10.2.2 Lernziele

132

10.2.3 Arbeitsmaterialien /Medien

134

10.3 Interneteinsatz im Unterricht zum Thema Stürme

137

11.

BILD- UND LITERATURVERZEICHNIS

142

- 3 -

1. VORWORT

Diese Arbeit entstand als Wissenschaftliche Hausarbeit zur Ersten Staatsprüfung für

das Lehramt an Realschulen nach der RPO I v. 30.06.1981. Das Thema ,,Fachwis-

senschaftliche Vorbereitung des Themas Stürme mit methodischen Möglichkeiten

und praktischen Anwendungen im Erdkundeunterricht" wurde selbständig und wis-

senschaftlich bearbeitet und stellt ein Teil der Prüfung dar. Die Arbeit wurde durch

die Professoren des Faches Geographie, Herrn A. Hüttermann und Herrn E. Füldner,

der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg betreut.

Die Wissenschaftliche Hausarbeit ist in 2 Teile gegliedert. Im ersten Teil, der zirka

80% der Arbeit ausmacht, findet eine fachwissenschaftliche Untersuchung des The-

mas Stürme statt. Im zweiten Teil der Arbeit wird die unterrichtliche Umsetzung des

Themas in der Schule nach didaktischen und methodischen Aspekten behandelt.

2. EINLEITUNG

In der heutigen Zeit gewinnen Naturgefahren immer mehr an Bedeutung. Zum einen

wird uns durch die beinahe lückenlose und direkte Berichterstattung der Medien die

Ereignisse einer Katastrophe bewusst gemacht, zum anderen ist aber auch ein An-

stieg von Naturgefahren zu beobachten. Diese Zunahme ist hauptsächlich auf das

Anwachsen der Weltbevölkerung und deren Ausbreitung in früher wenig erschlos-

senen Gebiete zurückzuführen. Weitere Faktoren, die den Anstieg der Naturgefahren

begünstigen, sind einerseits der steigende Einsatz von Hochtechnologien in hochex-

ponierten Territorien, und andererseits, die durch den Menschen verursachende Ver-

änderungen der Umwelt, die das Potential an Naturgefahren erheblich steigern.

(vgl. Münchner Rück Seite 6)

Naturereignisse sind auf der Erde viel verbreitet. Es handelt sich hierbei um ganz

natürliche Prozesse der Lithosphäre, Hydrosphäre und der Atmosphäre, die zu ex-

tremen Ereignissen wie Vulkanausbrüchen, Erdbeben, Stürmen usw. führen können.

Entsprechend einer jeweiligen Betrachtungsweise der unterschiedlichen Ursachen

von Naturereignissen lassen sich diese wie folgt unterscheiden. Man unterscheidet

- 4 -

hierbei die jeweilige Ursache eines Naturereignisses als geotektonischen, geomor-

phologischen oder atmosphärischen und hydrologischen Prozess.

Naturereignisse und deren Ursache

(Schäfer Seite 3)

Solche Naturereignisse werden dann für den Menschen zu einer Gefahr, wenn das

Ereignis nicht nur in einem für den Menschen unbedeutsamen Raum stattfindet, son-

dern auf ihn selber auf eine oftmals unvorhersehbare Weise einwirkt, Schäden an Ei-

gentum und Leben verursacht und der Mensch sich aktiv mit dem Ereignis auseinan-

dersetzen muss. In diesem Fall ist nicht mehr von einem Naturereignis die Rede, son-

dern von einer Naturkatastrophe. Ein Erdbeben oder Vulkanausbruch in einer unbe-

siedelten Vollwüste wäre, unabhängig von seiner Stärke, noch lange keine Naturka-

tastrophe. So kann man sagen, dass das Maß einer Katastrophe in erster Linie von

der Besiedlungsdichte und der Dichte der Infrastruktur abhängig ist.

(vgl. Schäfer Seite 3 und 4)

Eine ,,große" Naturkatastrophe definieren die Vereinten Nationen als eine Naturka-

tastrophe, welche die Selbsthilfefähigkeit einer betroffene Stadt oder Region deutlich

übersteigt, daher diese nicht mehr in der Lage ist, sich selbst zu helfen und somit auf

überregionale oder internationale Hilfe angewiesen ist. In der Regel ist dann von ei-

ner Naturkatastrophe die Rede, wenn die Zahl der Todesopfer in die Tausende, die

Zahl der Obdachlosen in die Hunderttausende geht oder wenn durch die Katastrophe,

der Volkswirtschaft, abhängig von den wirtschaftlichen Verhältnissen des betrof-

fenen Landes oder einer Region, substanzielle Schäden zugefügt worden sind.

(vgl. CD-ROM )

- 5 -

Wenn man die Häufigkeit von Auftreten und Schadensereignissen alle Naturgefahren

miteinander vergleicht, so gehören Erdbeben, Stürme und Überschwemmungen zu

den wohl bedeutendsten Naturge-

fahren überhaupt. Andere Naturge-

walten spielen, abgesehen von Aus-

nahmen, eine untergeordnete Rolle.

Untersucht man die Ereignisse der

letzten 10 Jahre bezüglich der welt-

weiten Häufigkeit und Verteilung,

kommt man zu folgendem Ergebnis:

Stürme und Überschwemmungen machten ca.

2/3, Erdbeben ca. 15% und alle anderen Ereignisse ca. 20% aller weltweiten Natur-

ereignisse aus. Gemessen an der Gesamtfläche betroffener Gebiete und der Häufig-

keit von Schadensereignissen, stellen Stürme die weltweit bedeutendste Naturgefahr

dar.

(vgl. Münchner Rück Seite 9 und 19)

Mit den Stürmen als eine der meist verbreiteten Naturgefahr für den Menschen, be-

schäftigt sich diese Arbeit. Nach einer kurzen Darstellung einzelner klimageograph-

ischer Gesichtspunkte, die für das Verständnis einzelner Sturmphänomene notwen-

dig sind, werden aktuelle Aspekte der Sturmgefahr im Zusammenhang mit den glo-

balen Umwelt- und Klimaveränderungen untersucht. Im folgenden findet dann ein

meteorologischer Exkurs über die verschiedenen Arten von Stürmen, ihre Entwick-

lung und Charakterisierung statt. Im weiteren Verlauf wird der Blickpunkt auf den

Menschen und seinen Umgang mit Sturmgefahren gerichtet. Ein Katalog mit Karte

zeigt die bisherigen großen Sturmereignisse und verschafft somit einen Überblick

über das bisherige Ausmaß auch in Bezug auf die einzelnen Arten von Stürmen in

den einzelnen Erdteilen, wobei auch eine spezielle Untersuchung für Deutschland

stattfindet. Im letzten Abschnitt der Arbeit wird dann auf den möglichen Einsatz des

Themas Stürme in der Schule Stellung genommen.

Selbst bei uns, einem von Naturkatastrophen doch recht wenig heimgesuchten Land,

sind hohe Sturmschäden keine Seltenheit. Stürme zählen zu den Ereignissen, die in

den letzten Jahren am drastischsten zugenommen haben. Die volkswirtschaftlichen

Schäden, welche beispielsweise die schweren Stürme 1990 über Europa verursach-

Verteilung von Naturereignissen in den

letzten 10 Jahren (weltweit)

65%

15%

20%

Stürme und Überschwemmungen Erdbeeben Alle anderen Ereignisse

- 6 -

ten, waren höher als bei irgendeiner anderen Katastrophe zuvor. Neben den Winter-

stürmen, die hauptsächlich in unseren Breiten vorkommen, gelten auch die tropisch-

en Wirbelstürme und die Tornados als extreme Ereignisse, die ein gewaltiges Scha-

denpotential hinterlassen. Begleitet werden Stürme häufig von starken Niederschlä-

gen, die dann zu Nebeneffekten wie Hochwasser, Bodenerosion und Erdrutschen

führen. So zählt die Vorhersage und Analyse von diesen Extremnaturereignissen zu

den schwierigen Aufgaben, welche die Meteorologen sich in Zukunft stellen müssen.

(vgl. Deutsche Forschungsgemeinschaft Seite 10 und 513)

Im Gegensatz zu Stürmen, werden Naturereignisse wie Vulkanausbrüche und Erdbe-

ben durch endogene Kräfte, also Kräfte durch Vorgänge im Erdinneren, bewirkt. Auf

diese Kräfte hat der Mensch keinen Einfluss und kann das Wirken dieser Ereignisse

kaum einsehen. Das ist auch der Grund, warum das Risiko solcher Naturereignisse

besonders hoch ist und sie nie exakt vorhergesagt werden können. Bei den Sturmer-

eignissen ist das anders. Die exogenen Kräfte, also die von außen einwirkenden Fak-

toren, als Verursacher solcher Ereignisse, sind sehr viel besser zu verfolgen und vor-

herzusagen als bei den endogenen Kräften. Somit besteht auch die Möglichkeit die

drohende Gefahr rechtzeitig zu erkennen und Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen. So

ist es durch die moderne Meteorologie möglich, durch direkte Beobachtungen und

Messungen mit Hilfe von Wetterballons, Flugzeuge oder Satelliten, Veränderungen

in der Atmosphäre rechtzeitig zu erkennen, zu analysieren und darüber zu berichten.

Im Gegensatz zu den durch endogenen Kräften bedingten Naturkatastrophen, hat der

Mensch bei den durch exogenen Kräften bedingten Ereignissen, intensiv Einfluss auf

Voraussetzungen und den Verlauf einer Katastrophe und trägt damit oftmals wesent-

lich zur Steigerung des Katastrophenrisikos bei. Trotz allem und vor allem Dank der

guten Überwachungsmöglichkeit ist es fast immer möglich, Stürme und deren Aus-

wirkungen als drohende Naturereignisse der Atmosphäre und Hydrosphäre frühzei-

tig zu erkennen. So kann zumindest durch Vorsorge und dementsprechende Maßnah-

men das Leben des Menschen gerettet werden, wenn auch, durch die zunehmende

Bevölkerungsdichte und steigenden Investitionen, die Material- und volkswirtschaft-

lichen Schäden zunehmend steigen werden.

(vgl. Lamping Seite 11 und 24)

- 7 -

Mit dem ,,Westeuropa"-Orkan 1987, ,,Gilbert" 1988, ,,Hugo" 1989 und den Winter-

stürmen ,,Daria", ,,Herta", ,,Vivian" und ,,Wiebke" 1990 haben erstmals in der Ge-

schichte vier große Sturmgefahren in vier aufeinanderfolgende Jahren, ganze Land-

striche verwüstet, Wälder und Küstenorte zerstört und dadurch immense Schäden in

Milliardenhöhe angerichtet. Sicherlich gab es auch schon in den Jahrzehnten zuvor

große Sturmereignisse wie beispielsweise die Hamburger Sturmflut 1962, Hurrikan

,,Betsy" 1965 und ,,Camille" 1969 oder auch der Münchner Hagelsturm 1984. Trotz-

dem ist, wie bei den Naturgefahren allgemein, auch beim Naturereignis Sturm ein

Anstieg der Gefahr für den Menschen zu beobachten. Die Gründe für diese Entwick-

lung sind:

Weltweit ansteigende Bevölkerungsdichte (besonders in Großstätten)

Ständig ansteigender Lebensstandard und Anstieg der Wertekonzentration

Besiedlung früherer wegen Gefährdung gemiedener Gebiete

Ansiedlung von Industrie in extrem gefährdeten Regionen (Bohrinseln)

Durch Klimaschwankungen der Natur erhöhte Katastrophen (El-Nino)

Verschlechterte Umweltbedingungen durch massive menschliche Eingriffe

(vgl. Münchner Rück Seite 4-10)

3. WIND UND WETTER

Dieses Kapitel soll einen kleinen Überblick über allgemeine Aspekte des Windes als

Teil unseres Wetters vermitteln. Hierbei wird auf die Atmosphäre, in der alle Wet-

terphänomene wie auch Winde stattfinden und die Wolkenbildung nur relativ kurz

eingegangen, da nur einzelne Aspekte bei der Auseinandersetzung mit dem Thema

Stürme von Bedeutung sind. Im Folgenden wird dann auf die Windentstehung und

die einzelnen Winde bzw. Windsysteme näher eingegangen. Im letzten Teil dieses

Kapitels werden meteorologische Probleme bei der Beobachtung des Windes und

Vorhersagen von Stürmen verdeutlicht.

- 8 -

3.1 ATMOSPHÄRE UND WOLKENBILDUNG

Im Allgemeinen wird mit dem Begriff Atmosphäre die Gashülle bezeichnet die ei-

nen Planeten umgibt. Im Fall unseres Planeten, der Erde, besteht diese Lufthülle

hauptsächlich aus Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen. In der Nähe der Erdo-

berfläche ist diese am dichtesten und nimmt mit zunehmender Höhe ab. Für die Ver-

dichtung der Atmosphäre ist die Schwerkraft verantwortlich. Ohne die Atmosphäre

wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich, da sie (hauptsächlich die Ozonschicht)

allen Lebewesen einen Schutz gegen lebensbedrohliche Strahlung bietet. Die Atmos-

phäre der Erde lässt sich in ver-

schiedene Schichten einteilen. In

der untersten, der Troposphäre,

welche der Erdoberfäche am näh-

sten ist, sinkt die Temperatur um

ca. 0,5 - 0,6 Grad pro Kilometer

ab. Dieser Bereich bildet die wol-

kenreichste Schicht der Atmos-

phäre. Dort spielt sich auch das

gesamte Wettergeschehen ab. Alle Luftmassen der Erde befinden sich hier in stän-

diger Bewegung. In tropischen Regionen erreicht die Troposphäre eine Höhe von bis

zu 17 Kilometern mit einer Temperatur von etwa -79 Grad. In den gemäßigten Brei-

ten und an den Polen erstreckt sie sich bei Temperaturen von etwa - 51, Grad bis zu

einer Höhe von ca. 10 km. 80 Prozent der Masse aller in der Atmosphäre vorhanden-

en Gase und annähernd 100 Prozent des Wassergehaltes (99,2 %) sind in der Tropos-

phäre enthalten. Für den Austausch von Wasser sorgen Verdunstung und Nieder-

schlag. Turbulenzen und Winde in der Troposphäre finden durch den Austausch von

Wärme statt, die mit zunehmender Höhe auch an Intensität gewinnen. Da die Tro-

posphäre beinahe den gesamten Wassergehalt der Atmosphäre enthält, kommt es

auch nur in dieser Schicht zur Wolkenbildung. Die Wolken die sich hier bilden, er-

reichen Höhen bis zu 10 Kilometern. Da sich das gesamte Wettergeschehen und

somit alle Winde und Stürme in dieser Schicht der Atmosphäre abspielen, wird auf

die anderen Schichten nur kurz Bezug genommen.

Stratosphäre: Erstreckt sich bis zu 50 km über der Erdoberfläche und umfasst

die Ozonschicht, welche das Leben vor ultravioletter Sonneneinstrahlung schützt

Aufbau der Atmosphäre

(CD-ROM )

- 9 -

Temperaturen innerhalb der Atmosphäre

(CD-ROM )

Mesosphäre: Erstreckt sich bis ca. 80 km über die Erdoberfläche. Die Temper-

aturen in diese Schicht sinken bis auf - 90 Grad (kälteste Region)

Thermosphäre: Erstreckt sich bis ca. 500 km über die Erdoberfläche. Da die

Sonneneinstrahlung von Atomen und Molekülen in dieser Schicht absorbiert

wird, steigt die Temperatur hier im Vergleich zur Mesosphäre wieder extrem an

Exosphäre: Äußerste Hülle der Atmosphäre. Geht bei etwa 3000 Kilometer in

das Weltall über und kann somit als Grenze der Erdatmosphäre angesetzt werden

(vgl. CD-ROM und CD-ROM )

Wie schon erwähnt, ereignen sich alle Wind- und Wetterereignisse in der Tropos-

phäre. So auch die Bildung von Wolken. Diese liegen unter einer unsichtbaren Bar-

riere, der sogenannten Tropopause, welche die Grenze zwischen Troposphäre und

Stratosphäre bildet. Wolken können diese Grenze, die über dem Wettergeschehen

liegt, nicht durchdringen. Zu einer Bildung von Wolken kommt es dann, wenn feuch-

te Luft nach oben steigt, sich dort abkühlt und durch Ablagerung des kondensierten

Wassers an Staubpartikeln sich kleine Tropfen oder Kristalle bilden. Bei den Wol-

ken der Troposphäre unterscheidet man zehn Hauptarten, die man aufgrund ihrer Ge-

stalt und Höhe in der sie sich befinden bzw. in der sie gebildet werden, klassifiziert.

Anhand der unterschiedlichen Höhen können sie in 3 Stockwerke aufgeteilt werden.

- 10 -

In der obersten Wolken-

schicht sind die federför-

migen Eiswolken zu fin-

den. Alle diese Wolken-

typen beginnen mit ,,cirr"

(Cirro- = Präfix für hohe

Wolken), und sind in über

7 km Höhe zu finden. Im

untersten Stockwerk in ca.

2 km Höhe findet man die

Wasserwolken. Diese be-

sitzen keine einheitlichen

Vorsilben. Zwischen diesen beiden Schichten sind die mittelhohen Wolken aufzufin-

den, die mit der Vorsilbe ,,alto" (Alto- = Präfix für Wolken in mittlerer Höhe) ge-

kennzeichnet sind. Des weiteren unterteilt man Wolken in 2 Hauptgruppen. Zum ei-

nen die Haufenwolken (Cumulus) und zum andern die Schichtwolken (Stratus). Aus

diesen Bezeichnungen lassen sich die meisten Wolkentypen (siehe Abbildung) ab-

leiten. Die Nimbostratus- und die Cumulonimbuswolke sind die Wolkentypen, wel-

che die höchsten Niederschlagsmengen verursachen. Der Präfix ,,Nimbo"- und das

Suffix -,,nimbus" stehen hierbei für Regenwolke. Die Nimbostratuswolke ist in der

Regel für einen typischen Dauerregen verantwortlich. Die meisten Schauerregen da-

gegen stammen aus Cumulonimbuswolken. Alle anderen Wolkenarten verursachen

keinen oder nur geringen Niederschlag.

(vgl. Watts Seite 14-16)

Da die meisten Wolken für die Behandlung der Stürme nur von geringer Bedeutung

sind, wird im folgenden nur kurz auf die Cumuluswolke und die daraus entstehende

Cumulonimbuswolke eingegangen. Diese beiden Wolkentypen spielen bei der Be-

trachtung von Gewitterstürmen (siehe 6.4.2) und Tornados (siehe 6.3) eine besonde-

re Rolle.

Cumulus-Wolken sind flauschig weiße Wolken, deren Unterkante abgeflacht ist.

Die Oberfläche dieses Wolkentyps ist in der Regel gewölbt. Gebildet werden sie an

sonnigen Tagen in den niederen Schichten der Troposphäre. Gewöhnlich sind diese

CD-ROM

Haupwolkenarten. Die Höhenangaben dienen nur der

Orientierung, da im Winter die Wolken niedriger sind als

als im Sommer.

- 11 -

Wolken kennzeichnend für schönes anhaltendes Wetter. Jedoch darf diese Schön-

wetterwolke nicht zu mächtig werden. In der Regel sagt man, dass wenn die vertika-

le Ausdehnung der Cumulus-

wolke geringer als die abge-

flachte Untergrenze ist (sie-

he Bild), so spätere Schauer

auszuschließen sind. Die

blumenkohlähnliche Form

jedes Wolkenelements ist

dadurch zu erklären, dass

Thermikschläuche in der

Basis der Wolke emporstei-

gen und an den Seiten herun-

terwirbeln, ähnlich wie bei

einem Springbrunnen. Meis-

tens befinden sich die Wolkenuntergrenzen in ein- und derselben Höhe. Wenn die

Cumuluswolke vertikal anwächst, kommt es zur Bildung einer Gewitter- oder auch

Cumulonimbuswolke.

Cumulonimbus-Wolken bringen Schauer und Gewitter mit sich. Diese mächtigen

dunklen Wolken entstehen aus überentwickelten oder auch in die Höhe aufgetürmten

Cumuluswolken. Charakteristisch für die Cumulonimbus oder auch Gewitterwolke

ist die regelrecht in die Höhe geschossene Form, welche einem Amboss gleicht. Sie

bringt heftigen Regen, Hagel

oder auch Schnee mit sich. Die-

se mächtige Wolkenart hat die

wissenschaftliche Bezeichnung

,,mamma". In den Vereinigten

Staaten wird der Anblick einer

solchen mamma als Gefahr ein-

er möglichen Tornadoentstehung

betrachtet.

(vgl. Watts Seite 17 und 26)

Watts Seite 17

Regel: Ist die vertikale Ausdehnung der Cumuluswolke gering-

er als ihre Unterkante, so entwickelt sie sich nicht zu einer Cu-

mulonimbuswolke und das Wetter bleibt schön.

CD-ROM

Cumulonimbuswolken entwickeln sich aus hoch

aufgetürmten Cumuluswolken und bringen heftig-

en Schnee, Hagel oder Regen mit sich.

- 12 -

3.2 WINDENTSTEHUNG UND WINDSYSTEME

Unsere Winde entstehen im Grunde genommen erst einmal durch Luftbewegungen

in den obersten Schichten der Atmosphäre, über die wir allerdings recht wenig wis-

sen. Die Intensität von Windgeschwindigkeiten bzw. deren Zu- und Abnahme und

die Änderung der Windrichtung ergibt sich aus Druckänderungen, die das Ergebnis

zweier Prozesse ist, der Divergenz und der Konvergenz. Die Wechselwirkung dieser

Prozesse soll am folgenden Beispiel erläutert werden: Wenn sich an der Polarfront

ein Tief entwickelt, so beginnt der Bodendruck an dieser Stelle zu fallen. Dieser Ab-

fall des Druckes ist das Ergebnis der Divergenz, welche über dieser Stelle in der

Divergenz über einem entwickelten Tief

(Watts Seite 99)

Luftsäule auftritt. Folglich strömt in die Säule weniger Luft hinein als heraus. Da-

durch nimmt auch das Gewicht der Luft ab und der ausgeübte Druck auf die Fläche

des Bodens wird geringer (siehe Bild). Durch das Bestreben der Natur nach Druck-

ausgleich, strömt am Boden Luft in das embryonale Tief hinein um es auszufüllen. In

dieser ersten Phase dieses entwickelten Tiefs wird die Luft daher, gemäß dem Druck-

gradienten, erst einmal direkt in das Tief hineinströmen.. Jedoch kommt noch ein

weiterer Faktor ins Spiel. Da sich die Luft auf einer rotierenden Erde befindet, wird

auf diese eine Kraft ausgeübt, was auf der Nordhalbkugel zu einer Rechtsablenkung

und auf der Südhalbkugel zu einer Linksablenkung führt. Diese Kraft wird als Corio-

liskraft bezeichnet. Zusammen mit der Druckgradientkraft werden diese unter dem

Begriff Geostrophische Kraft (GK) zusammengefasst, wobei die Druckgradientkraft

- 13 -

unverändert bleibt. Letztendlich sind beide

dieser Kräfte gleich stark und entgegenge-

setzt ausgerichtet, wobei der Wind selber,

senkrecht zu beiden weht (siehe Bild). Die

Intensität der Geostrophischen Kraft (GK)

ist abhängig von der Windstärke. Sie muß

sich aber in jedem Fall der Druckgradient-

kraft (DK) angleichen. Dementsprechend

ergibt sich, dass wenn der Druckgradient

stärker ist als die Geostrophische Kraft,

der Wind folglich zunehmen wird.

(vgl. Watts Seite 99 und 100)

Auf unserer Erde unterscheidet man zwischen globalen Windsystemen mit vorherr-

schenden Winden, lokalen und jahreszeitlich bedingten Winden. Bei den globalen

Windsystemen befindet sich in der Nähe des Äquators der Tiefdruckgürtel der Kal-

men, oder auch innertropische Konvergenzen genannt. Dieser Kalmengürtel ist ein

erdumspannendes Tiefdruckgebiet, das ungefähr zwischen dem zehnten südlichen

und dem zehnten nördlichen Breitengrad liegt. Charakteristisch für diese Zone ist ein

recht heißes und schwüles Klima, geprägt durch ruhiges Wetter und hauptsächlich

Gleichgewicht zwischen Druckgra-

dientkraft und geostrophischer Kraft.

Watts Seite 100

CD-ROM

- 14 -

Windstille auf den Ozeanen. Ca. 30 Grad nördlich und 30 Grad südlich des Äqua-

tors liegen die Rossbreiten oder auch subtropischen Hochdruckgürtel. Auch hier be-

stimmen Windstille oder leicht veränderbare Winde das Geschehen. Zwischen diesen

beiden Zonen liegen die Passate, wo der Wind von den Rossbreiten zum Kalmengür-

tel weht. Diese Winde sind die vorherrschend kräftigen Winde der niederen Breiten.

Durch die Corioliskraft findet auf der Nordhalbkugel eine Rechtsablenkung und auf

der Südhalbkugel eine Linksablenkung statt, so dass beide, der aus Süden wie auch

der aus Norden strömende Passat, in westliche Richtung abgelenkt werden. Daher

bezeichnet man sie auch als Nordost-Passat bzw. Südost-Passat, da sie aus dieser

Richtung wehen. Zu den Polen hin nimmt der atmosphärische Druck wieder ab. Dort

entstehen die Tiefdruckzonen der mittleren und hohen Breiten, auch Westwindzonen

genannt. Die Drucksysteme hier sorgen dafür, dass die Winde zu den Polen strömen.

Durch die Corioliskraft werden diese dann nach Osten abgelenkt. Durch wandernde

zyklonale und antizyklonale Störungen bedingt, ändert sich die tatsächliche Richtung

dieser Winde jedoch täglich. Aufgrund der weniger vorhandenen Landmassen auf

der Südhalbkugel wehen dort die Winde stärker, da diese den Wind in der Regel ab-

schwächen. In den kalten Regionen in der Nähe der Pole finden wir Hochdruckzen-

tren, die wiederum aufgrund der Erdrotation so abgelenkt werden, dass sie zu West-

winden werden. Daher bezeichnet man diese Winde auch als polare Westwinde oder

man spricht von der Polarzirkulation.

Die Geschwindigkeit der Westwinde nimmt mit zunehmender Entfernung von der

Oberfläche zu. Das Ausmaß dieser Winde vergrößert sich genauso in Richtung

Äquator wie zu den Polen hin. Die Passate und Ostwinde dagegen wehen relativ

nah an der Oberfläche. Mit zunehmender Höhe nehmen diese an Größe ab und wer-

den zunehmend durch die Westwinde ersetzt. Diese Westwinde erreichen die höchs-

ten Geschwindigkeiten in ca. 20 Kilometern über der Erdoberfläche wo Windge-

schwindigkeiten bis 550 Stundenkilometer möglich sind.

Weitere Winde die voneinander unterschieden werden, sind die jahreszeitlichen- und

lokalen Winde. Jahreszeitliche Winde entstehen durch den Temperaturunterschied

des Festlands zum benachbarten Gewässer. Die Luft auf dem Festland ist im Sommer

wärmer und im Winter kälter als über dem anschließenden Meer. So entstehen im

Sommer auf den Kontinenten Tiefdruckgebiete und der Wind weht von der kälteren

- 15 -

See in Richtung Festland. Im Winter dagegen entstehen durch den Temperaturunter-

schied Hochdruckgebiete auf dem Westland und der Wind weht in Richtung des

Ozeans. Typische jahreszeitliche Winde sind in unseren Breiten die außertropischen

Stürme oder auch Winterstürme genannt (siehe 6.2). Aber auch der Monsunsturm

(siehe 6.4.3) im Indischen Ozean oder Chinesischen Meer ist ein typisch jahreszeit-

licher Wind.

Ähnlich dem jahreszeitlichen Wechsel von Temperatur und Druck über dem Festland

und auf der See, findet bei den lokalen Winden ein Wechsel zwischen Tag und Nacht

statt. Hierbei sind aber eher lokale Auswirkungen die Regel. Hauptsächlich im Som-

mer, wenn tagsüber auf dem Land höhere und bei Nacht niedrigere Temperaturen als

auf dem Meer herrschen, entstehen durch die Druckunterschiede Winde, die über den

Tag landeinwärts und in der Nacht in Richtung der See wehen. Diese, auch als Land-

und Seewinde bezeichnet, wehen in einer Zone die sich ca. 50 km auf das Land und

50 km auf das Meer erstreckt. Auch in Gebirgen kommen solche Temperatur- und

Druckunterschiede zwischen Tag und Nacht vor, durch welche die sogenannten

Berg- und Talwinde verursacht werden. Andere durch lokale Phänomene entstan-

denen Winde sind die im Zusammenhang mit einem Gewitter auftretenden Wirbel-

winde oder Winde (siehe Tornados 6.3 und Gewitter-, Hagel-, Sandsturm 6.4.2).

(vgl. CD-ROM )

3.3 WINDBEOBACHTUNGEN

Dokumentationen meteorologischer Beobachtungen von Stürmen gibt es schon seit

Jahrhunderten, wenn nicht sogar Jahrtausenden. Instrumentelle Messwerte dagegen

existieren erst seit ca. 100 Jahren, wobei auch diese über längere Zeit ihre Gültigkeit

verlieren. Das hängt damit zusammen, da das Windfeld sehr empfindlich auf Verän-

derungen der Umgebung reagiert und so die Messwerte nur in seltenen Fällen über

Jahre hinweg miteinander vergleichbar sind. So existieren auch nur in recht wenigen

Ländern einigermaßen aussagekräftige Windstatistiken und Sturmgefährdungszo-

nierungen. Ebenso wie die topographischen Einflüsse beispielsweise in Gebirgen,

welche eine Sturmgefährdung oft auf kleinstem Raum verändern, ist auch das mete-

orologische Meßnetz oft zu grobmaschig, um kleinräumige Veränderungen eines

- 16 -

Windfelds zu erfassen. Daher sind Vorhersagen über Sturmphänomene wie Tornados

und Gewitterböen, die sich auf kleinem Raum abspielen, recht schwer. Ein weiteres

Problem meteorologischer Beobachtungen ergibt sich aus der potenziellen Zunahme

der Windgeschwindig-

keiten mit der Höhe ü-

ber Grund, was im ein-

zelnen auch von der je-

weiligen Bebauung und

Topographie abhängt.

Um so glatter daher die

Oberfläche, um so we-

niger wird das Wind-

feld abgebremst und

um so schneller nähert

sich mit zunehmender

Höhe der ungebrems-

te Wind. Über dem

Meer erreichen Wind-

geschwindigkeiten daher höhere Werte als über bewachsener Landfläche oder in

Großstädten. Da die Höhe der Windmessung ein entscheidender Faktor ist hat man

international vereinbart Messungen in 10 Metern über Grund durchzuführen. Da die-

se Höhe in Städten nicht sinnvoll erscheint, werden dort Messungen oft auch in 30

Metern über Grund durchgeführt. Die Reibung an der Oberfläche von Gebäuden in

Städten oder andere topographische Strömungshindernisse ist die Hauptursache für

Durch die Reibung an der Erdoberfläche nimmt die Windge-

schwindigkeit mit zunehmender Höhe zu. Höhere Reibung führt

einerseits zu einer Schwächung des Windfelds, andererseits

aber zu stärkeren Richtungs- und Geschwindigkeitsschwank-

ungen, welche das Sturmrisiko erhöhen können.

Münchner Rück Seite 62

In einigen Ländern wie bei-

spielsweise den Vereinigten

Staaten, existieren verbind-

liche Windstatistiken und

Sturmgefährdungszonierung-

en. Die dargestellten Linien

geben die Verteilung der in

den letzten 50 Jahren ermit-

telten Werten (in mph) in 10

Meter Höhe über Grund an,

wobei in den Gebirgen und

an den Großen Seen, teils

erhöhte Werte gelten.

Münchner Rück Seite 63

- 17 -

Turbulenzen einer Strömung. Diese für jede natürliche Luftbewegung so typische Ei-

genschaft wird bei starkem Wind auch als Böe bezeichnet. Desto höher die Reibung

des Windfelds ist, um so stärker bzw. turbulenter ist auch die Strömung. Daher sind

Geschwindigkeiten kurzfristige Böen über rauhen Oberflächen viel höher als bei je-

nen auf dem Meer. So erreichen diese auf dem Festland, das 2-3fache und auf dem

Meer ungefähr das 1,5fache der mittleren Windgeschwindigkeit. In der Meteorologie

wurde international vereinbart, bei der Messung von Windgeschwindigkeiten soge-

nannte 10-Minuten Mittelwerte zu benutzen. Dies führt zu wesentlich niedrigeren

Spitzenwerten als bei einzelnen nur recht kurz andauernden Böen erreicht werden.

Im Hinblick auf die Schadenwirkung des Windes hat sich daher der 10-Minuten-

Mittelwert bei der Bestimmung der Windgeschwindigkeiten durchgesetzt. Zur Be-

schreibung der verschiedenen Windwirkungen an der Erdoberfläche hat vor über 150

Jahren ein Admiral Namens Beaufort eine 13-stufige Windstärkenskala entwickelt,

die auch heute noch ihre Gültigkeit hat. Jedoch werden bei dieser Einteilung einzelne

Böen nicht berücksichtigt.

Beaufort Windstärkenskala. Mit Hilfe von instrumentellen Messungen wurden die

Windgschwindigkeitsbereiche für die einzelnen Windstärken ermittelt.

Münchner Rück Seite 64

- 18 -

Probleme meteorologischer Beobachtungen mit dem Sturmrisiko können wie folgt

zusammengefasst werden:

Lokale Sturmrisiken sind nur sehr schwer erfassbar, da sie unterschiedlich sind

und zu wenig Daten keine notwendige Differenzierung erlauben.

Da das Sturmrisiko mit der Höhe zunimmt, müssen Messungen auf ein einheit-

liches Niveau gebracht werden, was allerdings nicht immer möglich ist.

Da in Windfeldern oft Turbulenzen herrschen, erreichen Böen oftmals höhere

Windgeschwindigkeiten als die errechneten Mittelwerte.

Neben der Windgeschwindigkeit spielt auch die Windrichtung und -änderung

eine bedeutende Rolle, durch die ein stark erhöhter Schaden entstehen kann.

(vgl. Münchner Rück Seite 62-64)

4. GLOBALE UMWELT- UND KLIMAVERÄNDERUNG

Wenn man auf die letzten Jahre und Jahrzehnte zurückblickt, so wird einem zwangs-

läufig der Eindruck vermittelt, dass die Zahl großer Sturmkatastrophen, wie auch

deren Intensität zugenommen haben. Dies ist aber nicht nur eine objektive Vermut-

ung des Menschen, sondern eine Tatsache und wissenschaftlich belegt. Daher stellt

sich die Frage, was die Gründe für diese zunehmende Entwicklung an Sturmkata-

strophen sind. Einige sind schon in der Einleitung kurz angesprochen, wobei im fol-

genden eine spezielle Untersuchung der globalen Umwelt- und Klimaveränderungen

stattfinden und ein Zusammenhang mit den Sturmgefahren vermittelt werden soll. So

werden durch diese Veränderungen in den kommenden Jahren die Sturmgefahren

bzw. die Häufigkeit und das Ausmaß drastisch ansteigen. Auch der Mensch ist mit-

unter die Ursache für diese Veränderungen. Die Auswirkungen, welche diese Ent-

wicklung zur Folge hat, sind allerdings nur schwer abzuschätzen.

(vgl. Münchner Rück Seite 5 und 106)

Am Anfang des Kapitels findet ein kleiner Rückblick auf die Klimageschichte und

eine Darstellung der Zusammenhänge für das Klimageschehen notwendiger Aspek-

te statt. Im weiteren Verlauf werden dann die Auswirkungen auf das Sturmrisiko und

die durch den Menschen möglichen Gegenmaßnahmen dargestellt.

- 19 -

4.1 KLIMAGESCHICHTE UND TREIBHAUSEFFEKT

Die Entstehung der Erde geht ungefähr viereinhalb Milliarden Jahre zurück. Das Kli-

ma hat sich seit dieser Zeit ständig und auch drastisch verändert. Wissenschaftliche

Untersuchungen haben sich mit diesen Änderungen und Ursachen vor allem im Hin-

blick auf die durch den Menschen zunehmende Beeinflussung des Klimas beschäf-

tigt. Die Ergebnisse dieser intensiven Nachforschungen werden im folgenden darge-

stellt.

Die Klimasituation wie wir sie heute haben, ist nicht gerade typisch. Das lässt auch

die Tatsache erkennen, dass die Erde im Laufe ihrer Geschichte über 80% eisfrei

gewesen ist. Der Meeresspiegel war in dieser eisfreien Zeit etwa 70 Meter über dem

heutigen Stand. Auf der anderen Seite hatten wir vor gerade 20.000 Jahren noch das

andere Extrem. Damals, auf dem Höhepunkt der Würmeiszeit, wölbten sich mehrere

tausend Meter dicke Eisdome über große Gebiete Nordeuropas und Nordamerikas.

In den letzten Millionen Jahre hat die Temperatur der Erde Schwankungen von bis zu 7 Grad

erfahren. Die gesamte Eiszeitphase wurde durch nur recht kurz andauernde Warmzeiten un-

terbrochen. Vor ca. 120.000 Jahren begann die letzte Kaltzeit, die vor 20.000 Jahren ihren

Höhepunkt erreichte. Danach kam es wieder zu einer Erderwärmung. Seit ungefähr 7.000

Jahren nehmen die Temperaturen wieder ab und wir müssten eigentlich einer neuen Kältezeit

entgegensteuern. Jedoch nimmt heute die Erdtemperatur der Erde ständig zu und so ist der

Mensch zum erstenmal in der Erdgeschichte dabei, das Klima bedeutsam und möglicherweise

unumkehrbar zu verändern, ohne mögliche Folgen voraussehen zu können. (Die Darstellung

der Zeitskala wurde jedem der Jetztzeit näherkommendem Abschnitt um 10 faktorisiert)

Münchner Rück Seite 106

- 20 -

Die Höhe des Meeresspiegels befand sich zu dieser Zeit etwa 140 Meter unter dem

Heutigen. Dadurch wurden große Teile der Nordsee und der Adria sowie die gesam-

te Beringstraße trocken gelegt. Wenn man die Gesamtentwicklung verfolgt, so lässt

sich feststellen, dass das jüngste Tausendstel unserer Erdgeschichte in der sich der

Mensch entwickelte und auf der Erde ausbreitete, hauptsächlich durch Kaltzeiten ge-

prägt war. Relativ kurze Warmzeiten unterbrachen hierbei die über zehn verschiede-

nen Kaltzeiten. Zirka 90 Prozent des quartären Eiszeitalters waren um mindestens

5 Grad kälter als das gegenwärtige Klima. Daher müsste die gegenwärtige Warmzeit

nur von kurzer Dauer sein und gemäß der geschichtlichen Entwicklung als ein Zwi-

schenspiel zweier Kaltzeiten angesehen werden. Jedoch ist der Mensch nun erstmals

dabei, diesen Ablauf bedeutend zu verändern.

Vergleicht man die Temperaturen der letzten 1000 Jahren (auf der nördlichen Hemisphäre)

miteinander, so zeigt sich seit Mitte des 19. Jahrhunderts eine gravierende Temperaturerhöh-

ung auf der Erde. Der Trend (rote Linie) geht bis zu diesem Zeitpunkt ins minus. Ursachen die-

ser Entwicklung sind die Treibhausgase. Finden zukünftig für diese wichtigen Treibhausgase

keine notwendigen Reduktionsmaßnahmen statt, so wird die globale Mitteltemperatur in den

nächsten 100 Jahren bis zu 4 Grad ansteigen, was dramatische Auswirkungen zur Folge hätte.

Münchner Rück Seite 105

- 21 -

Bevor man sich mit den Klimaänderungen beschäftigt, stellt sich die Frage, was das

Klima eigentlich ist? Das Klima auf unserer Erde ist das Ergebnis von vertikalen und

horizontalen Prozessen, bei denen Energietransporte auf der Erde bzw. der Atmos-

phäre stattfinden. Den Antrieb dieser atmosphärischen Wärmekraftmaschine über-

nimmt die Sonne, die durch ihre Strahlung der Erde unablässig Energie in Form von

Wärme zuführt. Mit ungefähr 1,4 KW pro Quadratmeter liefert die Sonne mehr als

das 20.000fache an Energie als alle Kraftwerke der Welt zusammen. Trotz dieser ge-

waltigen Energiezufuhr würde die Gleichgewichtstemperatur auf der Erde bei etwa

-20 Grad liegen, wenn es keine Atmosphäre gäbe. Des weiteren würden sich Tem-

peraturunterschiede von +80 Grad am Äquator und -100 Grad an den Polen gegen-

überstehen, wenn diese unterschiedliche Energie nicht durch Luft- und Meeresström-

ung auf der Erde verteilt würde. Die tatsächliche Temperatur der Erdoberfläche be-

trägt allerdings zur Zeit +15 Grad und der Unterschied von -20 bis + 15 Grad ist das

Resultat des Treibhauseffekts.

Die Atmosphäre der Erde besteht zu 78% aus Stickstoff und zu 21 % aus Sauerstoff.

Das Edelgas Argon nimmt zusätzlich 0,9 Prozent in Anspruch. Ergibt einen Anteil

von zusammen 99,9 Prozent. So bleibt für alle übrigen Gase gerade mal ein Anteil

von einer Promille. Aber gerade diese Spurengase wie der Wasserdampf, das Koh-

lendioxid, das Ozon und das Methan absorbieren die von der Erde abgehende Wär-

mestrahlung und strahlen diese zur Erde zurück, so dass der Wärmeverlust deutlich

reduziert wird. Der Name ,,Treibhauseffekt" kommt durch die vergleichbare Situati-

on: Beim Treibhaus können kurzwellige Sonnenstrahlen ohne Absorption eindrin-

gen, langwellige Wärmestrahlung wird dagegen durch das Glas zurückgeworfen.

Für das Klimasystem auf der Erde sind neben der Atmosphäre und den Ozeanen

noch weitere Faktoren von Bedeutung. Zum einen die Schnee- und Eisflächen, zum

anderen die Böden und der Bewuchs der Erdoberfläche. Des weiteren kommen von

außen geprägt Einflüsse wie Schwankung der Sonneneinstrahlung, Veränderung der

Achsenneigung und Bahnkurve der Erde hinzu. Auch mögliche noch unerforschte

Vorgänge in und auf der Sonne können eine wesentliche Rolle für das Klimasystem

auf der Erde spielen. Diese bis heute recht wenig erforschten aber immer mehr an

Bedeutung gewonnenen Änderungen der Sonne, führen voraussichtlich in bereits ca.

3.000 bis 7.000 Jahren zu einer neuen Kältezeit.

- 22 -

Möglich ist aber auch, dass das Klimasystem durch weitere Einflüsse erheblich ver-

ändert wird. Beispielsweise können die bei Vulkanausbrüchen freigesetzten Aschen

und Gase viel Sonneneinstrahlung absorbieren. So wurde der relativ kleine Ausbruch

des Vulkans El Chichón 1982 in Mexiko, für eine auslösende Wirkung des El-Nino-

Ereignis 1982/83 in Verbindung gebracht, welches wiederum zu Katastrophen wie

Dürren, Wald- und Buschbrände, Wirbelstürme und Überschwemmungen führte.

(vgl. Münchner Rück Seite 106-108)

4.2 ANTHROPOGENE KLIMAVERÄNDERUNG

Wenn man die anthropogenen Ursachen der Klimaänderung untersucht, so spielen

vor allem die Land- und Forstwirtschaft eine bedeutende Rolle. Dieser Wirtschafts-

zweig hat in den letzten Jahrzehnten das Bild der Erdoberfläche entscheidend ver-

ändert. So ist der Flächenanteil des Waldes von 36% durch Rodungen - früher haupt-

sächlich in den mittleren Breiten und heute vorwiegend in den Tropen - auf 23% zu-

rückgegangen. Als Folge dieser Rodungen ergaben sich erhebliche Änderungen des

Die Tabelle zeigt die wichtigsten Treibhausgase (aufgelistet nach dem Anteil am Zusatztreib-

hauseffekt*

[siehe Grafik Seite 24]). In den kommenden Jahrzehnten wird der Anteil von Lachgas und

Methan wegen des im Vergleich vielfach höherem Treibhauspotentials (**) ansteigen, da Kohlendioxid

durch eine Reduktion der Verbrennung fossiler Brennstoffe (fB***) und FCKW durch ein völliges Pro-

duktionsverbot eine zukünftige Abnahme zur Folge haben. Zu beachten ist auch die in der letzten Spalte

angegebene Wirkungsdauer der einzelnen Gase.

Münchner Rück Seite 108

- 23 -

Wasser- und Strahlunghaushalts der Erde. Gravierender als das ist aber noch der

Kohlendioxidausstoß und seine Folgen. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie

Kohle und Öl zur Deckung des Energiebedarfs, haben bis heute zu entscheidenden

Veränderungen der Zusammensetzung der schützenden Gashülle der Erde geführt.

Seit Beginn der Industrialisierung hat das durch diese Verbrennungsprozesse entsteh-

ende Kohlendioxid um mehr als 25% zugenommen. Im diesem Jahrhundert ist sogar

mit einer Verdoppelung zu rechnen. Kohlendioxid ist ein sehr wirksamer Absorber

der langwelligen Sonnenstrahlen, durch die der sogenannte Treibhauseffekt der At-

mosphäre gesteigert wird, was dann wiederum zu einem Anstieg der Erdtemperatur

führt. Andere Spurengase der Atmosphäre, wie die Stickoxide, das Methan oder das

bodennahe Ozon führen durch ihre teils noch raschere Entwicklung zu einer weiteren

Verstärkung des Treibhauseffekts. Trotz vieler Hypothesen über die künftige Klima-

entwicklung gehen die gegenwärtigen Hochrechnungen davon aus, dass es bis Mitte

dieses Jahrhunderts zu einem weltweiten Temperaturanstieg von etwa 1 - 5 Grad

kommt. Diese Temperaturen wären dann die höchsten globalen Mitteltemperaturen

seit 2,5 Millionen Jahre, also seit dem Beginn des Eiszeitalters.

Die Hälfte aller für den Treibhauseffekt und den damit zusammenhängenden welt-

weiten Temperaturanstieg verantwortlichen Gase macht das Kohlendioxid aus. Etwa

17% entfallen auf die sogenannten FCKW´s (Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe), die

Münchner Rück Seite107

Innerhalb der letzten 100 Jahren,

haben weltweite meteorologische

Aufzeichnungen eine Erhöhung

der mittleren Erdtemperatur von

0,5 - 0,7 Grad festgestellt. Dies

liegt noch im Rahmen der natür-

lichen Schwankungen. Allerdings

ist seit den letzten 20 Jahren die-

se Entwicklung erheblich be-

schleunigt worden. Die Progno-

sen für die Zukunft sehen düster

aus: Die Kurven 1 - 3 zeigen die

mögliche Entwicklung der

Erdtemperatur bei beschleunigter

Freisetzung von Treibhausgasen

(1), Freisetzung auf heutigem

Niveau (2) oder mit stark redu-

zierter Freisetzung (3). So ist in

der Zukunft mit einem Tempera-

turanstieg von ca. 1 - 3 Grad zu

rechnen. Andere Modelle rech-

nen sogar mit einem Anstieg von

bis zu 5 Grad.

- 24 -

hauptsächlich als Treibgase in Sprühdosen, Kühlschränken und Schaumstoffen ver-

treten sind, und 33% auf alle restlichen Spurengase. Nach meteorologischen Beo-

bachtungen lagen im letzten Jahr-

zehnt die globalen Mitteltempera-

turen in 5 Jahren über allen bisher

gemessenen Werten. Dieses Werte

zeigen zum einen die in den letzten

Jahren starke Zunahme der Erwär-

mung der Erdatmosphäre, zum an-

deren sind sie auch ein Nachweis

dafür, dass der anthropogene Treib-

hauseffekt bereits begonnen hat. In

den Tropen ist dieser Anstieg be-

sonders zu beobachten, an den Polen dagegen ist die Temperatur relativ konstant ge-

blieben. Diese Entwicklung steht allerdings gegen allen Klimamodellberechnungen,

welche eigentlich mit einem bis zu 5mal stärkeren Anstieg an den Polen zum glob-

alen Mittel rechneten. So müssen auch die zukünftigen Prognosen dieser Modellbe-

rechnungen, hauptsächlich auf die Spezialifikation besonderer Gebiete, mit Vorsicht

betrachtet werden.

Folgen der anthropogenen Klimaveränderung ist natürlich auch ein weiterer Anstieg

des Meeresspiegels. Im letzten Jahrhundert stieg dieser um 10 cm an und ein weiterer

Anstieg um 30 cm in den nächsten 50 Jahren ist wahrscheinlich. Extremen Prognose

zur Folge wäre sogar ein Anstieg von bis zu 1,5 Meter bis Mitte dieses Jahrhunderts

denkbar. Die Hauptgründe für diesen Anstieg ist das Abschmelzen des Inlandeises,

wo beispielsweise in den Alpen schon drastische Folgen zu sehen sind und diese Ent-

wicklung in den nächsten Jahren weiter fortschreiten wird. Eine einfache physikali-

sche Überlegung lässt das Abschmelzen des Inlandeisses erklären und macht deut-

lich, dass die Gletscher zu den ersten Indikatoren des Treibhauseffekts zählen:

Durch diesen Effekt bedingte verstärkte Rückstrahlung an Wärmestrahlung, können

die Gletscher nicht mehr mit einer höheren Gleichgewichtstemperatur wie andere

Oberflächen reagieren, da bei Temperaturen über 0 Grad das Eis nicht mehr gehalten

werden kann und es somit ein verstärktes Abschmelzen zur Folge hat.

Münchner Rück Seite 109

Anteile der Spurengase am Zusatztreibhaus-

effekt entsprechend der Tabelle auf Seite 22.

- 25 -

Als weitere Folgen unserer Klimaveränderung kann der drastische Rückgang der

Ozonkonzentration über der Antarktis aufgeführt werden, der auf die Freisetzung

von FCKW´s zurückzuführen ist. In den letzten 20 Jahren ist diese Konzentration

über der Antarktis zu 75% zurückgegangen und diese Entwicklung setzt sich weiter

fort. So wurde eine Ausdehnung dieses sogenannten ,,Ozonlochs" auf besiedelte Ge-

biete teilweise bis 30 Grad Süd beobachtet, wobei zu sagen ist, dass der Abbau des

Ozons nur innerhalb des winterlichen Südpolarwirbels erfolgen kann und dieser sich

nur relativ gering nach Norden ausdehnt. Parallel zu der Entwicklung der Ozonkon-

zenration über der Antarktis hat sich auch die weltweite Konzentration des Ozons in

der Stratosphäre um etwa 10 Prozent verringert. Auf der anderen Seite treten in bo-

dennahen Luftschichten von Ballungsgebieten oftmals eine durch Smog verursachte

erhöhte Ozonkonzentration auf, welche Flora und Fauna schädigen. Trotzdem ist ein

Ausgleich nicht möglich, da die Konzentration zu gering ist um das in der Stratos-

phäre vorhandene Defizit zu kompensieren. Der Ozonaubbau der Stratosphäre wird

sich in den kommenden Jahren noch weiter fortsetzen. Zwar sind inzwischen ent-

scheidende Gegenmaßnahmen ergriffen worden, jedoch erste Besserungen durch die

lange Lebensdauer der FCKW`s (mehreren Jahrzehnte) erst in 10 bis 20 Jahren zu

erwarten sind. So wird in geographischen Breiten der Südhalbkugel in den kommen-

den Jahren ein erhöhtes Risiko bestehen, an Hautkrebs zu erkranken. Parallel dieser

Entwicklung ist auch eine bodennahe Ozonzunahme in Industriezonen zu erwarten,

wodurch erhebliche wirtschaftliche Schäden in Forst- und Landwirtschaft entstehen.

(vgl. Münchner Rück Seite 109 und 110)

Anmerkung: Die im Text der Kapitel 4.1 und 4.2 vorkommenden, für die Ausein-

andersetzung mit dem Thema wichtigen Daten, wurden aufgrund leicht veralteter

Literatur (1990) aktualisiert und befinden sich auf dem Stand des Jahres 2000.

4.3 AUSWIRKUNGEN AUF DAS STURMRISIKO

Auch im Zusammenhang mit dem Sturmrisiko spielt die globale Klimaveränderung

eine bedeutende Rolle. Durch eine wärmere Atmosphäre steigen auch die Tempera-

turen der Meere an, was wiederum zu einem stärkeren Energieaustausch führt. Diese

Verstärkung der vertikalen Umlagerungsprozesse sind auch für die Entwicklung ein-

- 26 -

zelner Sturmphänomene von Bedeutung. Hauptsächlich die Tropischen Wirbelstür-

me und die Tornados, aber auch Gewitter- und Hagelstürme sind davon betroffen. So

wird in Zukunft nicht nur eine Häufigkeit und Intensität zu beobachten sein, sondern

auch die zeitliche Ausdehnung der Saison in der sie wirken und die Fläche der ge-

fährdeten Gebiete wird stark zunehmen.

Gerade bei tropischen Wirbelstürmen ist eine größere Fläche von gefährdeten Ge-

bieten wahrscheinlich. So wird in Zukunft das Risiko auch auf Gebiete in den ge-

mäßigten Breiten vordringen, wo eine solche Gefahr bislang auszuschließen war.

Somit wächst vor allem auch die Gefahr in heute stark exponierten Bevölkerungszen-

tren und Industriegebieten wie den Vereinigten Staaten, Australien, Neuseeland und

auch Japan. Auch für die Küstenbereiche Westeuropas, die schon heute manchmal

von Ausläufern tropischer Wirbelstürme in Form starker Regenfelder erfasst worden

sind, besteht eine mögliche Bedrohung durch einen vollentwickelten Hurrikan. Ge-

nauso sind die Küstengebiete des Mittelmeerraumes einer größeren Gefährdung aus-

gesetzt: Hier ließen sich in der Vergangenheit des öfteren explosive Tiefdruckent-

wicklungen beobachten, welche dem Aufbau von tropischen Wirbelstürmen sehr

Münchner Rück Seite 110

Die Aktivität der Hurrikans ist di-

rekt mit den Oberflächentemperatu-

ren der Meere (T) gekoppelt. Erst

wenn diese im Verlauf des Jahres

eine Auslösetemperatur (To) von 27

Grad erreichen, können sich die tro-

pischen Wirbelstürme entwickeln.

Bei stärkerem Anstieg der Tempera-

turen nimmt auch ihre Häufigkeit zu

[Obere Grafik: Gesamtanzahl (N)

der beobachteten trop. Wirbelstürme

insgesamt (obere Kurve) und Hurri-

kans im Atlantik (untere Kurve) von

1886-1986]. Wenn die Temperaturen

der Meere in Zukunft um 0,5 - 1

Grad steigen, ist auch mit einer Häu-

fung und Intensitätszunahme, wie

auch mit einer größeren räumlichen

Ausdehnung in der sie vorkommen,

zu rechnen. Diese mögliche Entwick-

lung beschreibt die untere Grafik am

Beispiel der USA: Die Anzahl (NL)

der Vereinigten Staaten kreuzenden

Hurrikans in Abhängigkeit einer

möglichen Temperaturerhöhung der

Weltmeere um 0,5 - 1 Grad.

- 27 -

ähnlich waren und sich so zu einem vollwertigen Hurrikan entwickeln könnten, der

für den dichtbesiedelten Raum enormen Schaden mit sich bringen würde. Ebenso

sind auch einzelne Gebiete des Südatlantiks, hauptsächlich die Küsten Brasiliens, bei

Erreichen der kritischen 27 Grad einer möglichen Bedrohung ausgesetzt. Dort haben

aufwendige Messungen diese Entwicklung bestätigt: Die Fläche des Ozeans, bei dem

die Oberflächentemperatur über der 27 Gradmarke liegt, hat in den letzten 2 Jahr-

zehnten um etwa ein sechstel zugenommen. Ob dies jedoch auch zu einer Intensitäts-

verstärkung der tropischen Wirbelstürme geführt hat, ist aufgrund der starken jähr-

lichen Schwankungen und auch wegen dem Einfluss von El Nino, noch nicht nach-

weisbar. Trotzdem können beispielsweise die Superhurrikans Gilbert und Hugo für

eine deutliches Zeichen einer solchen Intensitätszunahme angesehen werden. Als ei-

ne weitere stark betroffene Region muss in jedem Fall der karibische Raum angese-

hen werden. Hier wird es in den folgenden Jahrzehnten zu einer deutlichen Steige-

rung der Hurrikanaktivität kommen, was eine um 50% steigernde Zunahme des

Schadenpotentials zur Folge hat. In Verbindung mit dem Meeresspiegelanstieg

kommt es des weiteren auch in den dichtbesiedelten Küstenregionen der Tropen

zu einer erhebliche Steigerung der Sturmgefahr.

Auch durch die Zunahme extremer Wintersturmereignisse in Europa stellt sich die

Frage nach einem möglichen Zusammenhang mit dem anthropogenen Treibhaus-

effekt. Doch auch schon in früherer Zeit sind ausgeprägte Sturmperioden nichts un-

gewöhnliches gewesen und so kann man diese in den letzten Jahren doch recht hef-

tigen über Europa fegende Orkane nicht unbedingt als einen Beweis einer jetzt schon

wirksamen Klimaänderung werten. Jedoch weist eindeutig in diese Richtung, dass

wie bei den tropischen Wirbelstürmen auch, bei den Winterstürmen ein großer Teil

der Energie aus dem Wasserdampftransport des Meeres stammt. Daher liegt es nahe,

dass bei der Erwärmung der Ozeane und der damit zusammenhängenden stärkeren

Verdunstung auch die Winterstürme an Intensität zunehmen.

Die höheren Temperaturen, die wir allgemein durch die Klimaveränderung erwarten

und eine stärkere Zirkulation führen auf jeden Fall zu einer stärkeren Verdunstung

und dadurch auch zu höherem Niederschlag. Dies gilt allerdings nicht in den Subtro-

pen. Hier kommt es dagegen zu einem verstärkten Absinken der Luft was folglich zu

einer verstärkten Trockenheit führt. So wird zukünftig eine räumliche Ausdehnung

- 28 -

der subtropischen Trockengebiete erwartet, wovon hauptsächlich der Mittlere Wes-

tens der USA, der Süden Russlands und die Randzonen des Mittelmeerraumes be-

troffen wären. In diesen Gebieten ist dann mit einer Abnahme der Sommernieder-

schläge und mit einer Zunahme des Niederschlags im Winter zu rechnen. Deswei-

teren verschärfen dann zusätzliche Effekte wie bspw. der durch Abschneidung der

Wasserzufuhr von der Austrocknung bedrohte Aralsee die Situation, was dann auch

überregionale Folgen hätte. Derzeit lassen sich über diese Prognosen hinaus noch

keine weiteren möglichen regionalen Effekte, auch was das Sturmrisiko angeht, kon-

kretisieren. Für die Landwirtschaft jedoch ist der durch den Treibhauseffekt höhere

Kohlendioxidgehalt der Luft in Verbindung mit höherem Niederschlag sogar von

Vorteil, und so stellt ein deutlich wärmeres Klima, aufgrund einer stark zunehmen-

den globalen Bevölkerungsentwicklung und dem damit zusammenhängend Nahr-

ungsmittelbedarf, vielleicht die einzige Möglichkeit dar, diese ungebremste Entwick-

lung zu bewältigen.

(vgl. Münchner Rück Seite 110 und 111)

CD-ROM

Die Weltkarte der Klimaveränderung beschreibt die möglichen globalen Folgen der Veränderung

des Klimas. Qualitative wie quantitative Änderungen und Auswirkungen können jedoch auch auf

absehbare Zeit nicht exakt prognostiziert werden. Diese Karte wurde nach Aussagen des von den

Vereinten Nationen eingesetzten Gremiums ,,Intergovernmental Panel on Climate Change" IPCC

erstellt. In diesem Gremium arbeiten Klimatologen aus aller Welt zusammen, welche durch Tau-

sende von Wissenschaftlern unterstützt werden. Somit ist diese Karte ,,Weltweite Folgen der Kli-

maveränderung" eine der bisher verlässlichsten wissenschaftlichen Prognosen über die Folgen

der Klimaveränderung (Wissenschaftlicher Stand des Jahres 2000).

- 29 -

4.4 MÖGLICHE GEGENMAßNAHMEN

Erst im Jahr 1992 fiel der eigentliche Startschuss für das internationale Bemühen,

den anthropogenen Treibhauseffekt durch entsprechende Maßnahmen entgegenzu-

wirken. Das Problem bzw. die Indizien für diese Klimaveränderungen erkannte man

schon Jahre zuvor. So wurden zwar schon 1987 mit dem Montreal-Protokoll und

1988 durch die Vereinbarungen von Toronto, erste Schritte in diese Richtung getä-

tigt. Ausschlaggebende Ergebnisse brachten sie allerdings nicht. Auf der UN-Um-

weltkonferenz in Rio de Janeiro 1992 wurde neben anderen wichtigen Aspekten auch

erstmals eine Vereinbarung einer weltweiten Klimakonvention beschlossen. Die ver-

schiedenen Nationen kamen zu dem Entschluss, dass der bevorstehende Klimawan-

del nur dann zu bekämpfen sei, wenn Abkommen weltweit geschlossen werden und

diese auch kontrollierbar sind. Nach den Klimagipfeln 1995 in Berlin, 1996 in Genf,

1997 in Kioto und 1998 in Buenos Aires, fand 1999 der mittlerweile 5. Weltklima-

gipfel in Bonn statt. In den ersten Jahren schien es, dass die Erklärungen über die

Absichten der aus über 150 Ländern teilnehmenden Regierungsvertreter, der globa-

len Klimaänderung entgegenzusteuern, zu keinem entscheidenden Ergebnis führt.

Erst der Gipfel 1997 in Kioto brachte die ersten entscheidende Schritte. So wurden

dort bindende Arbeitsprogramme und zum erstenmal auch Zeitziele vereinbart: Die

durch die Treibhaus wirksamen Gase entstandenen globalen Emissionen sollen bis

zum Zeitraum 2008-2012 im Mittel um ca. 5% gegenüber des Jahres 1990 gesenkt

werden.

(vgl. Münchner Rück Seite 112 und Münchner Rück Seite 111)

Der entscheidende Erfolg hängt trotz dieser Bemühungen aber vor allem von den

großen Industrienationen ab, welche die Hauptverursacher des Problems sind. So

müssen die anstehenden auf den Klimagipfeln beschlossenen Protokolle auch von

diesen Nationen ratifiziert werden, damit völkerrechtliche und verbindende Ver-

pflichtungen für die großen Industrienationen entstehen. Wichtige Ansprechpartner

wie die EU signalisierten schon recht deutlich, dass sie den Forderungen nachkom-

men werden. Bei anderen wichtigen Schlüsselländern dagegen, wie beispielsweise

den USA, fehlt jedoch noch immer die nötige Bereitschaft. Ein rasches Handeln ist

dabei notwendig, um dem Treibhauseffekt und die damit zusammenhängenden Aus-

wirkungen so schnell wie möglich einzudämmen. Denn selbst wenn es gelingt, die

Details

Seiten
Erscheinungsform: Originalausgabe
Jahr: 2001
ISBN (eBook): 9783832457952
ISBN (Paperback): 9783838657950
DOI: 10.3239/9783832457952
Dateigröße: 6.6 MB
Sprache: Deutsch
Institution / Hochschule: Pädagogische Hochschule Ludwigsburg – Geographie
Erscheinungsdatum: 2002 (August)
Note: 1,5
Schlagworte: tropischer wirbelsturm tornado sturmgefahren sturmschäden schule

Autor

Martin Kriesten (Autor:in)