Klimaprozesse

Klimaprozesse bezeichnen die Gesamtheit der physikalischen, chemischen und biologischen Abläufe, die das Klimasystem der Erde steuern. Sie entstehen aus dem Gleichgewicht einfallender Sonnenstrahlung, der Absorption von Strahlung, dem Treibhauseffekt sowie den Rückkopplungen zwischen Atmosphäre, Ozean, Kryosphäre, Biosphäre und Lithosphäre. Klimaprozesse arbeiten auf unterschiedlichen Zeitskalen, von kurzfristigen Wetterphänomenen bis hin zu langfristigen Veränderungen der Erdgeschichte.

Zu den zentralen Komponenten gehören die Atmosphäre mit Strahlungs- und Dynamikprozessen, der Ozean als größter Wärmespeicher, die Kryosphäre (Eisschilde, Schnee, Permafrost) sowie Vegetation, Böden und andere biogeochemische Kreisläufe. Diese Elemente tauschen Wärme, Wasser und Treibhausgase aus und beeinflussen so das Klima signifikant. Zusätzlich wirken die Lithosphäre und Landoberflächen durch Reflexion, Verdunstung und Kohlenstoffaustausch in das System hinein.

Wichtige Rückkopplungen umfassen die Eis-Albedo-Rückkopplung, Wasserdampf- und Wolkenprozesse sowie das Freisetzen oder Speichern von Kohlenstoff und Methan in Böden, Permafrost und dem Ozean. Externe Treiber wie Veränderungen der Sonneneinstrahlung und menschliche Treibhausgasemissionen interagieren mit innerer Variabilität und treiben so Veränderungen des Klimas auf verschiedenen Zeitskalen an.

Die Erforschung der Klimaprozesse erfolgt durch Beobachtungen, Experimente und computationale Modelle. Globale Klimamodelle fassen die Interaktionen der Klimakomponenten zusammen und ermöglichen Projektionen der zukünftigen Klimaentwicklung. Paläoklimatologie rekonstruiert vergangene Klimaphasen, um natürliche Variabilität und langfristige Trends zu verstehen.