klausurfragen stauch Flashcards

(46 cards)

1
Q
  1. Welche Archive für Sauerstoffisotope kenne Sie? Geben Sie drei Beispiele. (3)
A
  • Marine Bohrkerne (Marine isotope stage)
  • Eisbohrkerne (Oxygen Isotope Stage)
  • Lößsequenzen – China
  • Besondere terestrische Seen – Elgygytgen – Baikal
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2
Q

Von wann bis wann dauerte die letzte Eiszeit (in Jahren)? (1)

A

115ka – 11.700

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3
Q

Welche Prozesse bzw. Ereignisse führten zur Abkühlung des Erdklimas und schließlich zu den Vereisungszyklen im Quartär? (4)

A

• Abnahme der CO2 Kozentration in der Atmosphäre
• Schließung der östlichen Tethys (14 Millionen Jahre)
→ Änderung der globalen Meeresströmungen
→ Verstärkte Eisbildung in der Antarktis
• Schließung Isthmus von Panama (4,5 Millionen Jahre)
→ Änderung der globalen Meeresströmungen
→ Aufbau von Eismassen auf der Nordhalbkugel

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4
Q

Geben Sie je ein Beispiel für positive und negative Rückkopplungseffekte im Klimasystem. Erläutern Sie diese kurz. (4)

A

positive rückkopplung:
Eis-Albedo-Effekt: Erde wird weißer  höhere Rückstrahlung  geringe thermische Umsetzung  Abkühlung  Eisschilde wachsen
negative rückkopplung:
• viel CO2 in der Atmosphäre
• → im optimalen Fall viel Vegetation und hoher Niederschlag
• Verwitterung nimmt zu
→ Silikatverwitterung und die Freisetzung von Ca+ und HCO3-
→ wird in die Meere gespült

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5
Q

Was ist das PETM? (3)

A
  • Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum: - Hyperthermal vor ca. 55 Millionen jahren
    - 4000-7000 Gt „leichtes C“
    - > 6°C Erwärmung
  • Wärmere Temp.  Erwärmung der Ozeane  Freisetzung Methanhydrate  massive Erwärmung
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6
Q

abbildung erläutern: d18o-werte

A

zeitlicher Verlauf der 18O Isotopenkurve von 5.000.000 Millionen Jahre bis heute
• 18O Isotopenkurve aus Marinen Sedimenten (Abbildung nach Lisiecki & Raymo)
• Zunahme zwischen 3.000.0000 – 1.000.0000 Millionen Jahre
→ größeres Eisvolumen auf der Erde
→ korreliert möglicherweise mit dem Beginn der Vereisung der Arktis vor 2.600.000 Millionen Jahren

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7
Q

Was sind die Orbital- (oder Milankovitch-) parameter? Erläutern Sie den zeitlichen Rhythmus und den Einfluss auf das Klima. (6)

A

-Exzentrizität: Abweichung der elliptischen Erdbahn von der Kreisbahn.
Änderung der Einstrahlung -> Je höher die Exzentrizität, desto ausgeprägter sind die Jahreszeiten auf einer Hemisphäre und desto ausgeglichener auf der anderen
100ka und 400kaZyklen
-Schiefe der Ekliptik:Neigung der Erdachse gegen die Erdbahnebene (22,08 – 24,54°)
Ein hoher Winkel hat große Unterschiede in den Jahreszeiten und eine höhere Einstrahlung in den Polarregionen zur Folge
41ka Zyklus
-Präzession der Erdachse: Kreiselbewegung der Erde
•Änderung des Perihels im Vergleich zu den Jahreszeiten und hat Auswirkungen auf die Strahlungsverteilung über das Jahr
23ka zyklus
-Insolation: Kombination aus den 3 Parametern  bei 65°= größte Landmassen + höchster Strahlungseffekt/-werte

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8
Q

Beschreiben Sie das Sägezahnmuster des Eisaufbaus.

A
  • Eisvolumen steigt bis zu einer Termination der Glaziale allmählich an.
  • Terminationen: Das Ende jeder Eiszeit ist äußerst abrupt in Form einer rasanten Erwärmung.
  • Sägezahn nur auf der Nordhalbkugel
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9
Q

Welche Erklärungsansätze gibt es für den 100 ka Zyklus der Eiszeiten? Erklären Sie zwei im Detail. (4)

A
  • Ansatz 1: Schwellenwerte im Eisaufbau – Palliard (1998)
  • Ansatz 2: Dynamik der Eisschilde – Peltier & Hyde (1984,1987):
  • Ansatz 3: Dynamik der Ozeane: Der Conveyor – Broecker & Denton (1989)
  • Ansatz 4: Feedback-Mechanismen

Ansatz 2:Dynamik der Eisschilde:Glazial: Eisschild wächst allmählich Untergrund sinkt isostat. Ab  Pos. Insolationsanomalie  Eisschild zieht sich in die isostat. Depression zurück 
Interglazial: viel Eis in geringer Höhenlage Starke Schmelze Erhöhung des Gefälles Zusammenbruch des Eisschildes = negative Rückkopplung
Ansatz 4: Feedback Mechanismen: Treibhauseffekt CO2: Verlangsamte ozean. Zirkulation Reduzierter konvektiver Wasseraustausch  biol. Pumpe hocheffizient atm. CO2-Gehalt nimmt ab reduzierte Gegenstrahlung Abkühlung = Eiszeit = positive Rückkopplung

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10
Q

Was ist die thermohaline ozeanische Zirkulation und was treibt sie an. (3)

A

globales Förderband“; Kombination von Meeresströmungen, die vier der fünf Ozeane miteinander verbinden und sich dabei zu einem globalen Kreislauf vereinen.
->Winterliche Absinken (durch abkühlung und erhöhung des salzgehalts) im Nordatlantik-> fließt dann südlich als tiefenstrom und wird dann durch den zirkumpolarstrom in indischen und pazifischen ozean transportiert-> wasser erwärmt sich und steigt auf-> fließt über indonesien, südspitze afrikas, golfregion mittelamerikas-> als golfstrom zurück in den atlantik-> kreislauf geschlossen
Der Antrieb: Dichteunterschied zwischen versch. Wassermassen abhängig von:
 Temperatur (Wärmerfluss) + Salzgehalt (Süßwasserfluss) sind abhängig von:
o Insolation
o Eisdynamik (Kalbung, Schmelzvorgänge)
o Niederschlagsmuster
o Verdunstung (Windfelder)

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11
Q

Was ist die biologische Pumpe?

A
  • vertikaler Transport von Partikeln, Nährstoffen und Kohlenstoff innerhalb der Ozeane
  • Bindung von CO2 durch Phytoplankton im Oberflächenwasser und Transport (Ausscheidungen) in das Tiefenwasser
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12
Q

Woran wird das globale letztglaziale Maximum (gLGM) definiert und wann war es?

A
  • maximale eisausdehnung im letzten glazialen zyklus
  • Definiert über die größte Absenkung des Meeresspiegels und damit die größte Ausdehnung der großen Eisschilde
     19 – 26,5ka
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13
Q

Was sind Heinrich-Events und was ist ihre Ursache?

A

-Eisvorstöße, die mit der Ablagerung kontinentalen Sediments kanadischen ursprungs am Meeresboden vor der spanischen küste einhergehen (Heinrich-Lagen oder IRD(ice rafted debris)-Lagen)
• Hinweis auf große Kalbungsvorgänge am Laurentischen Eisschild und/oder am
Fennoskandischen Eisschild
Ursache: Einstrahlung/Insolation, gletscherinterne Instabilität, nordatlant. Strömungsverhältnisse

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14
Q

Was sind Dansgard-Oeschger-Oszillationen und was ist ihre Ursache? (3)

A
  • rasante klimaschwankungen während der letzten Eiszeit mit Perioden schneller Erwärmung gefolgt von einer langsamen Abkühlung
  • Abrupte Änderungen der (delta)18 O- Temperatur, des Staubgehaltes, der Eisakkumulation sowie der atm. CO2- und CH4-Konzentration im Grönlandischen Eis
  • alle 1500 jahre kommt es zu änderungen in der eiszeit
  • heinrich- lagen treten auf wenn der zyklus an kältester stelle ist
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15
Q

Was sind Bondzyklen und was ist ihre Ursache?

A

übergeordnete Zyklen, die Heinrich-Events und DO- Oszillationen in einen Zusammenhang bringen
-allmähliche abkühlung der DO-Oszillationen-> kältemaximum fällt mit heinrich events zusammen

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16
Q

Was ist die Jüngere Dryas (zeitliche Stellung und Ursache)? (2)

A

Event, das die letzte Kaltzeit des Pleistozäns kennzeichnet: 12.900 – 11.700
Ursache: Unterbrechung des thermoh. Kreislaufs (Nordatlantik) durch rasch abschmelzende Gletscher in der vorangegangenen Wärmeperiode  Schmelzwasseransammlung im Lake Agassiz, Eisbarriere brach= große Süßwassermengen in Nordatlantik  Thermoh. Zirkulation stoppte.

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17
Q

Wann beginnt das Holozän und wie ist der Beginn definiert? (1)

A
  • 11.700: Ende der letzten Kaltzeit + Beginn Warmzeit bis heute
  • definiert durch den NGRIP2 Eiskern, da eine schicht einen klaren beginn der klimatischen erwärmung zeigt
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18
Q

Wie wird das Holozän gegliedert? Geben Sie die ungefähren zeitlichen Grenzen an. (2)

A
  • Phase 1: Frühholozän (11.700-8.000) / Greenlandian Stage
  • Phase 2: Mittelholozän (8.000-4.000) / Northgrippian Stage (8236 b2k)
  • Phase 3: Spätholozän (ab 4.000) / Meghalayan Stage (4250 b2k)
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19
Q

Nennen Sie die vier wichtigsten Antriebsfaktoren des Klimas. Wie beeinflussen diese das Klima? (4)

A

Externe Faktoren: Orbitale Parameter (variieren besonders die räumliche und saisonale Verteilung der Einstrahlung auf der Erde), Vulkanische Aktivität (beeinflussen die Interaktion der Einstrahlung mit der Atmosphäre), solare Aktivität (Schwankung in der Sonnenaktivität)
Interne Faktoren: Treibhausgase (Treibhauseffekt der Atmosphäre)

20
Q

Welchen Einfluss haben Vulkanausbrüche auf das Klima? (3)

A
  • beeinflussen die interaktion der einstrahlung mit der atmosphäre
  • Ausbrüche schleudern Aerosole in Höhen von 20-25km, Strahlung wird dort absorbiert = Erwärmung – an der Oberfläche wird’s kühler (o,1-o,2°)
  • Wirkung auf Nordhemisphäre größer, da mehr Land
21
Q

Aus welchen Datensätzen werden Vulkanausbrüche weltweit rekonstruiert? (1)

A

Aschelagen in Eisbohrkerne, Veränderungen in den Baumringen

22
Q

. Was ist die solare Aktivität? (2)

A

• damit sind Schwankungen in der Sonnenaktivität gemeint

  • hat Einfluss auf die Einstrahlung und beträgt ca. 1360W/m2
  • beruht auf Sonnenflecken und Sonnenfackeln
23
Q

Was unterscheidet das Frühholozän vom Mittelholozän? Beschreiben Sie kurz für beide Phasen das charakteristische Klima. (4)

A

-Frühholozän 11.700-8.000
• Hohe Einstrahlung aufgrund der orbitalen Parameter
• Starker Monsun in Afrika und Asien
• Aber immer noch großer Einfluss der kontinentalen Eisschild
• Klimasystem war noch nicht vollständig im interglazialen Modus
• Singuläre Ereignisse wie das 8,2 ka Event (starker Süßwasserzustrom in den Nordatlantik – Zusammenbruch des Golfstroms)
-Mittelholozän (8000-4.000)
• Holozänes Optimum
• Wahrscheinlich höhere Temperaturen (sicher auf der NH)
• Stärkere Monsunsysteme Begründet in der immer noch hohen
• Einstrahlung aufgrund der orbitalen Parameter

24
Q

. Welche vier Klimaperioden gab es in den letzten 2000 Jahren? (2

A

LIA: Little Ice Age
DAC: Dark Age Cooling
RWP: Roman Warm Period
MWP: Medival Warm Period

25
Was war die Kleine Eiszeit und wie wurde sie ausgelöst? (3)
letzte große Kältephase in Europa/N-Atlantik am ende des 17. jhd • kalte, lange Winter • niederschlagsreiche, kühle Sommer Ursachen: wenig Solare Aktivität, vulkanische Aktivität
26
Beschreiben Sie die Entwicklung der globalen Temperatur der letzten 120 Jahre? (2)
• 1900 – 1945: 0,094° C / 10a → schwacher Anstieg • 1945 – 1977: 0,027° C / 10a → Grund für die Abkühlung ist der Ausst0ß von Aerosolen und der damit verbundene Effekt des global diming • 1977 – 2017: 01,8°C / 10a - CO2-Anstieg seit Beginn der Industrialisierung (280ppm) um 128 ppm auf 408 ppm. = Anstieg um 45,7%
27
Welche Folgen hat der globale Klimawandel weltweit? Listen Sie so viele Punkte wie möglich auf und beschreiben Sie drei genauer. (5)
- Abschmelzen des sommerlichen arktischen Meereises - > unsicher ob Kipppunkt bereits überschritten - > Lufttemperatur um das 3-fache erhöht - > Einfluss Eis-Albedo-Rückkopplung immer größer-> Abtauen, Anstieg Meerestemp. - Abschmelzen des Grönländischen Eisschildes - Abschmelzen des Westantarktischen Eisschildes - Erlahmen der atlantischen thermohalinen Zirkulation-> mehr Süßwasser durch Abschmelzen von Gletschern-> Salzgehalt verringert sich und somit auch die Dichte->Verlangsamung - Veränderung der El Niño-Southern Oscillation (ENSO) - Zusammenbruch des indischen Sommermonsuns - > betroffene Bevölkerung wartet auf den Monsum wegen Wasser und Lebensmittelversorgung-> Bei Ausbleiben großes Krisenpotential - Veränderungen im Westafrikanischen Monsunsystem mit Auswirkungen auf Sahara und Sahelzone - Rückgang borealer Wälder
28
Warum sind die Ozeane in Bezug auf den aktuellen Klimawandel von so großer Bedeutung? (2)
- CO2-Bindung ca. 25% - Ozean nimmt großen Teil der Erdoberfläche ein (71%). Daher wird die Strahlungsenergie der Sonne hauptsächlich in der obersten Schicht des Ozeans in Wärmeenergie umgewandelt. - thermohaline Konzentration - ohne ozeane-> stärkerer klimawandel
29
Welche Folgen hat der aktuelle Klimawandel für Deutschland? (3)
- Zunahme vektorenübertragene Krankheiten - Zunahme Asthma, Allergien, Sonnenbrand und Hautkrebs (Längere Pollensaison durch höhere Temperaturen und mehr CO2 Einwanderung neuer allergener Arten Mehr heiße Tage resultieren in erhöhten Konzentrationen von Feinstaub und Ozon → Reizung der Atemwege - Zunahme von Extrem-Wetterlagen - Steigender Meeresspiegel  Landwirtschaft
30
. Erläutern Sie kurz das Konzept der Tipping Points. Nenne Sie die wichtigsten und erklären Sie zwei mit wenigen Sätzen. (4)
- Tipping point: kritischer Schwellenwert dessen Überschreitung (auch aufgrund kleiner Veränderungen) zu deutlichen Veränderungen des Systems führt - Tipping element: bedeutendes Element des Erdsystems, welches eventuell einen „Tipping Point“ überschreitet - Tipping element: Arktisches Sommereis (starke rückkopplungseffekte), Grönländisches Eisschild (Meeresspiegelanstieg 2-7m), West Antarktis (Meeresspiegelanstieg 5m), Golfstrom(räuml. Abkü., Verschiebung ITC), Enso (Trockenheit in SE Asien..), Indian summer monsoon (Trockenheit), Sahel (+Niederschlag), Regenwald Amazonas ( - Niederschlag), Borreale Wälder (Ausdünnung der Wälder)
31
Erläutern Sie den Prozess der Fraktionierung von Sauerstoffisotopen, welcher zu unterschiedlichen Isotopenverhältnissen im Eis führt. (6)
• Grundlage für das Nachweisen sind die unterschiedlichen Eigenschaften von leichten und schweren Sauerstoffisotopen • H216O: ist leicht, verdunstet leichter, regnet sich aber weniger leicht aus • H218O: ist schwer, verdunstet schwerer, aber regnet sich leichter aus • schweres O regnet sich zuerst ab und landet im meer - leichtes O wird in Polargebieten abgeregnet und wird zu Eis -> Anreicherung von 18O im Meer und 16O im eis
32
Welche Aussagen lassen sich aus den Sauerstoffisotopenverhältnissen im Eis und in marinen Sedimenten treffen? (4)
Interpretation der Verhältnisse bei Speichermedium verschieden • Eis: je kleiner (negativer) die Werte, deso kälter war es • marine Sedimente: je größer (positiver) die Werte, desto größer das globale Eisvolumen • mehr schweres O = kalt auf der Erde • mehr leichtes O = warm auf der Erde
33
Wie weit reichen die Eisbohrkerne in Grönland und in der Antarktis jeweils in der Zeit zurück? (1)
``` • Antarktis → EPICA: bis 900.000 Jahre → Beyond EPICA Oldest Ice (BE-OI): in Planung, bis 1.500.000 Jahre • Arktis → GRIP: bis 123.000 Jahre ```
34
Erläutern Sie das Konzept der Marinen Sauerstoffisotopenstadien. (3)
-Sauerstoffisotope als Zeitmarker Auf Basis der Isotopenkurven lassen sich Ereignisse in den Archiven identifizieren, z.B. Phasen mit hohem oder niedrigen Isotopenverhältniss - Diese werden als „Oxygen Isotope Stages“ (OIS) bezeichnet (für Eisbohrkeren und Speläothem). In marinen Sedimenten werden sie als „Marine Isotope Stages“ (MIS) bezeichnet. Für beide gilt WARME Phasen ungerade Nummern (1,3,5,…), KALTE Phase gerade Nummer (2,4,6,…). • Sauerstoffisotopenverhältniss zwischen 16O und 18O im CO2 werden an Kalkschalen verschiedener Organismen mit dem Massenspektrometer gemessen • Sauerstoffisotopenzusammensetzung ändert sich zyklisch mit den Eiszeiten und dem Anwachsen und Schrumpfen der Eisschilde • Ziel: Rekonstruktion der Meerestemperaturen • Problem in der Interpretation: Eisvolumen Effekt → Zufluss von isotopisch leichtem Süßwasser
35
Erläutern Sie den Carbonat-Silikat-Kreislauf und seine Bedeutung für das Erdklima. (6)
* Verwitterung von Gestein unter der Wechselwirkung von Wasserkreislauf und Gestein * CO2 wird für lange Zeit aus der Atmosphäre gebunden * Regenwasser + CO2 = Kohlensäure (CO2 + H2O = H2CO3) * Lösung von Kalcium und Siliciummineralien * Silikate sind nicht wasserlöslich und gelangen über Grundwasser oder fließende Gewässer in die Ozeane * Meeresorganismen verwenden die eingetragenen Verwitterungsprodukte zum Aufbau von Kalkschalen und Skeletten * Abstereben → Organismen sinken auf Meeresgrund und werden in Form von Sedimentgestein langfristig gespeichert * Bedeutung: Kohlenstoff gelangt aus der Atmosphäre als Kalksediment auf den Meeresboden * bleibt dort solange gespeichert, bis er durch Plattentektonik oder Vulkanismus an die Oberfläche gelangt * Tiefenwasser nach restlicher Erdkruste die größten Kohlenstoffspeicher
36
Wie ist das Quartär vor und nach der Mittelpleistozänen Revolution charakterisiert? (3)
* Mittelpleistozäne Revolution: 900.000 Jahre * stärkste Änderung in 18O Serie für das Quartär * Davor: hohe Frequenz mit einer niedrigen Amplitude * Danach: Niedrige Frequenz mit einer hohen Amplitude
37
Erläutern Sie die Strahlungsbilanz der Erde. (3)
* Bilanz wird in einen kurzwelligen und langwelligen Teil aufgeteilt * Einstrahlung von 342 W/m2 am oberen Rand der Atmosphäre * positive Strahlungsbilanz → Erwärmung * negative Strahlungsbilanz → Abkühlung * reflektierte Strahlung von 107 W/m2 und langwellige Strahlung von 235 W/m2 werden an den Weltraum abgegeben
38
Was sind Sonnenflecken und welchen Einfluss haben sie auf das Klima? (2)
* dunkle Stellen auf der Sonnenoberfläche * Entstehung: örtliche Störungen im solaren Magnetfeld * viele Sonnenflecken = hohe Sonnenaktivität * Anzahl der Flecken ändert sich in einem 11 jährigen Zyklus * Temperaturanstieg kann nicht durch vermehrte Sonnenaktivität erklärt werden
39
Was ist das 8.2 ka Event? (2)
* starker Süßwasserzustrom in den Nordatlantik und der Zusammebruch des Golstroms * Zustrom aus dem Lake Agassiz * große Konsequenzen im nordatlantischen Raum
40
Erläutern sie das Konzept des Strahlungsantriebs in Bezug auf die Antriebsfaktoren des Klimawandels. (4)
- Der Strahlungsantrieb beschreibt die Kraft eines Faktors einen Klimawandel auszulösen und beschreibt die Strahlungsenergie, die pro m² pro Sekunde durch die Tropopause durchkommt - das Konzept versucht die Auswirkungen immer mit der gleichen Art von Größe (W/m²) anzugeben, um diese zu vergleichen und einzustufen - positiver Antrieb: erhöhte Treibhausgaskonzentration - negativer Antrieb: verstärkter Aerosolausstoß-> Kühlungseffekt
41
Die Einstrahlung auf Basis der Orbitalparameter ändert sich wechselseitig auf den beiden Hemisphären der Erde. Warum sind Eiszeiten globale Phänomene und was treibt diese an? (3)
- kalte meere binden mehr co2 als warme - wenn sich insolation auf NH erhöht schmelzen eismassen aber auf SH nicht (nicht synchron) - durch Erwärmung auf Nh wird Conveyer aktiviert und transport co2 reiches wasser in SH -> Co2 entweicht dort und sorgt für Erwärmung-> Abnahme Eis
42
Wie sind die großen Schmelzwasserausbrüche während der T1 entstanden? Welche Konsequenzen hatten sie? (2)
- Abrupte Erwärmung am Ende der jüngeren Dryas-> bis zu 10° in 50 Jahren-> Eisschild Nordamerikas schmolz und füllte Lake Agassiz bis Eisdämme brachen - Konsequenzen: Unterbrechung des thermohalinen Kreislaufs im Nordatlantik
43
Welche langlebigen Treibhausgase gibt es? Ordnen sie ihre Antwort nach dem Prozentanteil am anthropogenen Treibhauseffekt. Beginnen sie mit dem Gas mit dem größten Einfluss
CO²-> CH4-> N²O->FCKW
44
Was ist der gefährlichste Tipping Point? Begründen sie.
Zusammenbruch der thermohalinen Zirkulation
45
Beshreiben sie kurz drei CDR (carbon dioxide removal) Techniken.
AFOLU: Agriculture, Forestry and other Land use BECCS: Bioenergy and Carbon Capture and Storage Ausbringen von Gesteinsmehl aus Silikatmineralen um Verwitterung zu beschleunigen
46
Welche zwei grundlegenden Verfahren gibt es zur Rekonstruktion der globalen Temperatur seit dem Beginn der Industrialisierung? (2)
statistische auswertung von messdaten | reanalysemodelle, beruhen auf physikalischen prozessen