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Kann unser Klima durch Phytoplankton reguliert werden?
Sibyl BrunnerSeminar Atmosphäre und Klima
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Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate
Robert J. Charlson, James E. Lovelock, Meinrat O. Andreae, Stephen G. Warren,
Review Article, Nature 326 (6114): 655-661 16. April 1987
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Ablauf
• Übersicht• Diskussion einiger Aspekte• Gesamtzusammenhang und Kritik • Zusammenfassung
Übersicht 4
Übersicht
Einfluss von gasförmigen Schwefelemissionen des Phytoplanktons auf die Aerosole, den Albedo und das Klima
Übersicht 5
Die CLAW-Hypothese
• Erhöhte DMS-Konzentration
• Geringere Einstrahlung
• Negative Rückkoppelung
• Phytoplankton als Klimaregulator
• Unsicherheiten
Diskussion 6
Relevanz DMS
Anthropogene Emissionen50%
Vulkanemissionen 10-20%
Terrestrisches System40%
Marines System (DMS)60%
25% der Gesamtmenge
Emissionen der Biosphäre 80-90%
100%
natürliche Emissionen50%100%
Gesamtemissionen Schwefel100%
Diskussion 7
DMS-Emissionen
• Unabhängig von der Rate der Primärproduktion
• Am höchsten in warmen, salzigen Ozeanen• Abhängig von der Spezies: höchste
Produktion von Coccolitophoriden• Coccolitophoride heimisch in äquatorialen
Regionengrösste DMS-Flüsse aus den wärmsten
Ozeanregionen
Diskussion 8
Marine Aerosole
• DMS als Hauptquelle von SO4-Aerosolen• Tiefe Konzentrationen von
Meersalzen/organischen Komponenten• Etwa die Hälfte der Gesamtaerosole sind
SulfateSulfate als wichtige Determinanten der marinen Aerosolkonzentration
Diskussion 9
Aerosole und Albedo
• Berechnungen nach Twomey:Wassergehalt (L) konstant
L = k * r3 * N r = Radius TropfenN = Anzahldichte Tropfen L (konstant) = k * r3 * N
Diskussion 10
Beispiel Aerosoleffekt
Diskussion 11
Die GAIA-Theorie
• Erde als sich selbst regulierender Mechanismus
• Einbezug der CLAW-Hypothese durch Rückkoppelungssystem
• DMS-Emissionen des Phytoplanktons als altruistische Geste?
Diskussion 12
Nutzen DMS-Produktion
1. Dimethylsulfoniumpropionat (DMSP) als osmotischer Regulator: erhöht Salztoleranz (evolviert in Eiszeiten)
2. Transport in schwefelarme terrestrische Systeme erhöht Produktivität und Rückfluss an Nährstoffen
3. Wolkenbildung mit Regen erhöht Schutz vor UV-Strahlung und schwemmt Stickstoffe einBiosynthese DMS als Vorteil bei Selektion für Phytoplankton bringt unbewusst Vorteile für das ganze System
Gesamtzusammenhang 13
Gesamtzusammenhang
• Twomey (Effekt von Schadstoffen auf Albedo), empirische Daten/Versuche, Berechnungen als Grundlage
• Neuheit: Rückkoppelungsmechanismus (umstritten)
• Weitgehende weiterführende Forschung (1347 Zitationen)
• Unsicherheiten noch etwa dieselben
Kritik 14
Kritik
Positiv
• Verständliche Erklärungen
• Angenehme Sprache
• Verschiedene Betrachtungsweisen
Negativ
• Grafiken nicht unterstützend
• Struktur • Viele Unklarheiten
und Annahmen
Zusammenfassung 15
Zusammenfassung
• CLAW-Hypothese• Sulfataerosole aus mariner Biosphäre
als wichtige Determinanten des Albedos• Unklarheiten bezüglich Feedback-
System
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