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ERDROTATIONSSCHWANKUNGEN, GEOMAGNETFELD UND KLIMA-FLUKTUATIONEN
Die Rotationsgeschwindigkeit unserer Erde ist nicht gleichmaessig.
Bekanntlich wird die Er-drotation durch die Massenverlagerung in Atmosphaere, Hydrosphaere und im Eiskoerper der Erde beeinflusst. Typische Beispiele dafuer sind die jahreszeitlichen Schwankungen der Rotationsdauer. Jede globale Klimaaenderung ist mit Massenverlagerungen der Atmosphaere, der Hy-drosphaere und des Eiskoerpers (Kryosphaere) verbunden. Durch diese Massenumlagerungen wird die Rotation des Kreisels Erde beeinflusst wie bei einer Eistaenzerin, die ihre Drehge-schwindigkeit bei einer Pirouette dadurch variiert, dass sie Arme oder Beine streckt oder her-anzieht. Ein Mass fuer die Fluktuation der Rotationsgeschwindigkeit ist die AEnderung des Tageslaenge. Auch die Schwankungen in der Sonnenstrahlung finden sich in der Rotationsdauer der Erde wieder. Dazu gehoeren z.B. der 11- und der 22- jaehrige Sonnenfleckenzyklus, ein 35-jaehriger und ein etwa 80-jaehriger solarer Strahlungszyklus (der sog. Gleissbergzyklus). Schliesslich existieren noch weitere Rhythmen mit Perioden von mehr als 100 Jahren. Bei der Untersuchung der natuerlichen Klimaschwankungen stellten Forscher des GeoFor-schungsZentrums Potsdam (GFZ) fest, dass das Spektrum der Hauptfrequenzen der Tages-laengen-AEnderungen mit dem der Fluktuationen der Mitteltemperatur der Atmosphaere und Fluktuation der atmosphaerischen Dynamik verblueffend uebereinstimmt. Zudem gibt es ei-nen ebenso erstaunlichen Gleichtakt mit den Hauptfrequenzen der AEnderung des Erdmagnetfeldes. Die Erdrotation und die solaren Zyklen Bei naeherer Analyse konnte die Arbeitsgruppe von Prof. Horst Jochmann feststellen, dass die Ursachen dieser verschiedenen Zyklen unterschiedlich sind. Daher wurden drei globale Groessen naeher betrachtet: erstens die Erdrotation selbst, gemessen als Tageslaengenaenderung, zweitens die AEnderungen der geomagnetischen Feldstaerke und drittens Klimaaenderungen in Form von Luftdruck- und Temperaturaenderungen. Die zugrunde gelegten Messdaten reichen teilweise zurueck bis 1550, wobei die Guete der Daten in neuerer Zeit deutlich zunimmt. Ziel dieser Analyse sollte der Nachweis eines moeglichen Zusammenhanges zwischen Klimagroessen, Erdrotation und Geomagnetfeld sein. Fuer die Perioden bis zu 35 Jahren in den Erdrotationsschwankungen koennen die Massenum-lagerungen in der Atmosphaere, in der Hydrosphaere und die Gezeitenwirkungen auf die Erde verantwortlich gemacht werden. Besonders deutlich treten hier die Zyklen der Sonnenflecken mit 11 und 22 Jahren Dauer hervor. Damit kann ueber die Rotationsfluktuationen ein Nach-weis ueber die Klimawirksamkeit der solaren Zyklen nachgewiesen werden.
Beeinflusst das irdische Magnetfeld unser Klima? In den Rhythmen der Atmosphaere, des globalen Temperaturfeldes und des Magnetfeldes der Erde finden sich aber auch fuer groessere Perioden, z.B. den 80-jaehrigen Gleisbergzyklus, verblueffende UEbereinstimmungen. Allgemein ergab sich aus den Untersuchungen, dass of-fensichtlich ein Zusammenhang zwischen der AEnderung der globalen Mitteltemperatur und den Variationen des irdischen Magnetfeldes besteht, darauf weist die gute UEbereinstimmung im gesamten Spektralbereich hin. Ebenso deutlich erscheint eine Beziehung zwischen der AEnderung der Tageslaenge und den AEnderungen des irdischen Magnetfeldes. Wie erklaert sich dieser Zusammenhang? Das Magnetfeld der Erde wird im fluessigen Erdkern erzeugt. Im eisenhaltigen Erdkern fin-den sich vertikale Stroemungswalzen (Konvektionswalzen), die durch die Waerme angetrieben werden. Zugleich rotiert der Erdkern gegenueber dem Erdmantel, wodurch sich eine Westdrift des Erdmagnetfeldes ergibt. Wird nun angenommen, dass der untere Erdmantel im Grenzbereich zum Erdkern leitfaehig ist, ergibt sich eine elektromagnetische Kopplung an der Grenze von Erdkern und Erdmantel. Diese Kopplung wirkt wie eine Wirbelstrombremse oder ein Wirbelstrommotor. Deshalb uebertragen sich Fluktuationen im Erdkern auf den Erdmantel; der Effekt wird registriert als Tageslaengenaenderung. Die im Spektrum der Tageslaengenaenderungen aufgefundenen Frequenzen von 30 und 80 Jahren lassen sich dadurch erklaeren.
Temperatur, Atmosphaerendynamik, Magnetfeld: gibt es Zusammenhaenge? Ueberraschenderweise gibt es im Fluktuationsspektrum von Luftdruck, atmospaerischer Mit-teltemperatur und Erdmagnetfeld grosse UEbereinstimmungen, obwohl dem voellig unterschiedliche physikalische Ursachen zugrunde liegen. Waehrend fuer die Veraenderungen in Zeitraeumen bis zu 35 Jahren Rhythmen in der solaren Strahlung deutlich herauszufiltern sind, koennen die Frequenzen ab 35 Jahren und laenger bisher nur durch die elektromagnetische Kern-Mantel-Kopplung erklaert werden. Tageslaengenaenderungen und Klimaschwankungen koennen durch denselben Prozess verursacht sein. Die AEhnlichkeit in den Spektrallinien von Temperaturaenderungen und Geomagnetfeldschwankungen deutet darauf hin, dass moeglicherweise auch das Magnetfeld Einfluss auf das Klima hat. Dieser Zusammenhang waere noch naeher zu untersuchen.
Nachdruck, auch auszugsweise, frei.
Belegexemplar erbeten an: GeoForschungsZentrum, Oeffentlichkeitsarbeit, Telegrafenberg A17, D- 14473 Potsdam Telefon 0331 - 288 - 1040, Fax: 0331 - 288 - 1044, Ansprechpartner: Franz J. Ossing
Criteria of this press release:
Geosciences
transregional, national
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German
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