Energieumwandlung des Erdsystems
Dekadische Klimaprognosen. Das globale dekadisches Klimavorhersagesystem basierend auf dem MPI-ESM wurde bereits vom Vorgänger unserer Gruppe entwickelt („Dekadische Klimavorhersage – MiKlip", Marotzke et al, 2016, Hettrich et al 2021) und bildet nun die Grundlage für routinemäßig erstellte Vorhersagen seitens des DWD.
Was ist der Energiehaushalt der Erde?
Der Energiehaushalt der Erde ist durch die Einstrahlung der Sonne und die Abstrahlung von Erdoberfläche und Atmosphäre bestimmt. Die Energiebilanz der Erde besteht in Summe aus Strahlungs- und Wärmeflüssen. Vorausgeschickt werden muss, dass Strahlungsübertragung auch im Vakuum stattfinden kann, wohingegen Wärmeflüsse an Materieflüsse gebunden sind.
Was ist eine Energieumwandlung?
Diese Energieumwandlungen unterliegen grundsätzlichen physikalischen Regeln, die als Hauptsätze der Thermodynamik bekannt sind. Der erste Hauptsatz sagt dabei aus, dass bei jeder Energieumwandlung die Gesamtmenge an Energie erhalten bleibt, was auch allgemein als Energieerhaltung in der Physik bekannt ist.
Was ist die wichtigste Energiequelle der Erde?
Die wichtigste Energiequelle der Erde ist die Sonne (>> mehr ); die Erde empfängt 174,26 Petawatt (= Milliarden Megawatt; >> mehr ) Sonnenstrahlung, was im Jahr eine Energiemenge von 5,495 Milliarden Milliarden Joule ausmacht – weit mehr als 10.000 Mal soviel Energie, wie die Menschheit zur Zeit verbraucht.
Welche Arten von Energie gibt es?
Energie kommt in verschiedensten Formen im Erdsystem vor, von der Energie in der Strahlung der Sonne, thermischer Energie oder Wärme, die über Temperatur gemessen wird, Bewegungsenergie der atmosphärischen Zirkulation oder chemischer Energie, die in Kohlehydraten steckt. Diese Formen von Energie werden dabei ineinander umgewandelt.
Wie hoch ist der Energieeintrag der Sonne in das Klimasystem der Erde?
Der Energieeintrag der Sonne in das Klimasystem der Erde beträgt im Mittel ca. 340 W/m². (Hinweis: Für die hier dargestellten Gesamtenergiebetrachtungen wird von einer gleichmäßigen Verteilung der Strahlung über die Oberfläche der Erde ausgegangen. Demgemäß wird die Solarkonstante über die gesamte Oberfläche der Erde verteilt gerechnet.
Wie wird die Erde als System betrachtet?
In den letzten Jahren haben die Umweltwissenschaftler immer deutlicher erkannt, dass die Erde als System betrachtet werden muss: Sie kann nicht als Summe ihrer Teile, sondern erst bei der Einbeziehung der Wechselwirkungen verstanden werden. Diese werden durch Stoffkreisläufe und Energieflüsse hergestellt.
