Die Januartemperaturen sind gekennzeichnet von großer natürlicher Variabilität:
Immer wieder kam es in der Vergangenheit auch zu wärmeren Monaten. Der Januar 2023 wies mit 3,6°C mittlerer Temperatur keinen Rekordwert auf, die Jahre 1975 (4,5°C) , 1983 (4,0) und 2007 (4,8) waren mit über 4°C deutlich wärmer. Der 20-jährige Tiefpass (Loess) zeigt jedoch nach 2010 eine wachsende Tendenz. Die Winter in Mitteleuropa haben diese hohe Variabilität, weil sie stark von den Druckunterschieden zwischen den Azoren und Island (der Nordatlantischen Oszillation, kurz NAO) abhängen. Ist das “Islandtief” stark ausgeprägt und das Azorenhoch auch, so wird warme Atlantikluft zu uns transportiert. Kehren sich die Druckverhältnisse um ( man spricht dann von NAO negativ) so kommen wir in den Zustrom kalter Festlandsluft aus dem Osten. Es kommt immer wieder vor, dass so etwas passiert, das letzte mal war das 2010 sehr ausgeprägt so. In diesem Jahr hatten wir im Januar Glück: unsere Energiesituation wäre bei “NAO negativ” sehr, sehr angespannt geworden. Ein klarer Trend ist durch die großen Schwankungen im Januar nur sehr mühsam auszumachen.
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Dánica Coto auf phys.org:
Hunt for deep sea minerals draws scrutiny amid green push
High demand for metals ranging from copper to cobalt is pushing the mining industry to explore the world’s deepest oceans, a troubling development for scientists who warn that extracting minerals from critical ecosystems that help regulate climate could cause irreparable damage.
The issue will be in spotlight this week as dozens of scientists, lawyers and government officials gather in Jamaica to debate deep sea mining as part of a two-week conference organized by the International Seabed Authority, an independent body created by a United Nations treaty.
The organization is the global custodian for deep ocean waters that don’t fall within any country’s jurisdiction. It has issued 31 exploration licenses so far, and many worry the world’s first license to go the next step and mine international waters could soon be approved with no regulations currently in place.
Experts say mining could spark a rush to collect minerals that take millions of years to form and unleash noise, light and smothering dust storms deep in the Earth’s oceans.
Weiterlesen auf auf phys.org
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Decarbonize the military: Researchers urge armed forces to report emissions
Ahead of COP27, researchers are calling for the “massive” carbon footprint of the world’s armed forces to be measured and managed, in an article published today in Nature.
The new publication highlights that UK and US armed forces emit as much carbon dioxide per person as many carbon-intensive countries, and the American military alone (the world’s largest in terms of expenditure) emits more greenhouse gases than many entire countries—including Peru, Singapore and Switzerland. If it were a nation, the US military would have the highest per-capita emissions in the world (at 42 metric tons of CO2 per staff member).
Researchers also warn that a current lack of accurate ways to calculate emissions from military activities means these figures may be even higher, as estimates can increase dramatically when factoring in other energy supplies, raw materials, supply chains and equipment manufacturing—not to mention the carbon emissions from warfare itself.
The military sector’s share of global greenhouse-gas emissions is estimated to be around five percent—comparable to emissions from the aviation and shipping industries. However, militaries have been left out of international agreements to declare emissions since the 1997 Kyoto Protocol, on the basis of preserving national security. A lack of published data makes it hard to estimate totals, and only a handful of forces (including those of the UK and US) have published strategy documents on climate action.
One of the article’s authors is Dr. Benjamin Neimark, Senior Lecturer and Fellow at Queen Mary University of London, who’s currently leading the Concrete Impacts research project to map the environmental footprint of the US military in Iraq.
Dr. Neimark commented that “we need robust independent research to properly calculate military carbon emissions, so we can fully understand how armed conflicts affect the climate and start developing low-carbon recovery pathways.”
“It’s particularly apt, with the 2022 United Nations Climate Change Conference (COP27) starting this weekend, that we should call on militaries and researchers to join forces in reporting and reducing the carbon footprint of the armed forces. If the military doesn’t act on this issue, it simply won’t be able to uphold obligations of the United Nations Framework Convention on Climate Change.”
Mohammad Ali Rajaeifar et al, Decarbonize the military—mandate emissions reporting, Nature (2022). DOI: 10.1038/d41586-022-03444-7
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Salt more important than cold polar temperatures in sea ice formation
When polar seas freeze and ice forms, it is not only due to cold air chilling the surface of the water. Even more important is that warm water is prevented from rising to the surface from the depths of the ocean, due to the much lower salinity of the surface water. Researchers from the University of Gothenburg and elsewhere have described this effect in a new scientific study.
Sea ice forms in the polar regions because it gets so cold in winter. However, cold water is heavier than warm water, so the chilled water should sink and not remain on the surface. This sinking should bring the warmer water back to the surface preventing ice to form in the oceans. Researchers from the University of Gothenburg and elsewhere are now presenting an explanation as to why it is not so. The study is presented in the journal Science Advances.
“The salinity of the surface water is lower, thanks to the supply of freshwater from melting ice at the poles and precipitation to the ocean. The difference in salinity between the surface water and the deeper water is an important factor for the formation of sea ice at low temperatures at the poles. Without the difference in salinity, the water would not have become stratified, leading to continuous mixing of sea water, thus preventing the formation of ice,” says Fabien Roquet, professor of physical oceanography at the University of Gothenburg.
Difference in salinity creates a ‘lid’
The surface of the water, with its lower salinity, creates a “lid” that prevents warm water from rising to the surface. Without that lid, the cold polar temperatures would not be sufficient to freeze continuously moving warmer water.
The strength of this salinity lid is due to the unique properties of the seawater. In freshwater, water that is colder than 4 degrees Celsius has a lower density and therefore remains at the surface and freezes into ice, without mixing with water from greater depths. In the ocean, saltwater has a density that is lowest exactly at the freezing point, around -2 degrees Celsius. However, the density of the water varies much less with the temperature in cold water than when it is warmer, which is very unusual for a fluid.
Sea ice inhibits the greenhouse effect
“The closer you get to the poles, the more important salinity is for limiting the mixing and evening out of water temperature throughout the water,” says Fabien Roquet.
This discovery shows how important the special properties of the water molecule are for Earth’s climate. The exchange of heat between the ocean and atmosphere is affected not only by temperature differences, but also by the salinity of the ocean. Without this fact, it would be impossible for sea ice to form to any greater extent. Sea ice is itself an important factor for impeding the greenhouse effect, because it reflects sunlight away.
“With global warming, we see a decline in sea ice, which impairs the capacity of the polar seas to maintain the ‘lid’ of lower salinity that prevents carbon from rising into the atmosphere. But at the same time, warmer weather can lead to increased freshwater in the polar seas as glaciers melt and precipitation potentially increases. The difference in salinity can then increase, which may contribute to sustain sea ice formation. But it’s difficult to predict which effect will be dominant; we just have to wait and see,” says Fabien Roquet.
Fabien Roquet, Unique thermal expansion properties of water key to the formation of sea ice on Earth, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abq0793. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq0793
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KIT:
Gamechanger im Kampf gegen Klimawandel: reFuels alltagstauglich
Synthetische Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien können in großen Mengen hergestellt und schon heute in fast allen Fahrzeugen eingesetzt werden
Aus erneuerbaren Quellen hergestellte synthetische Kraftstoffe, sogenannte reFuels, gelten als möglicher Gamechanger im Kampf gegen den Klimawandel. Denn reFuels versprechen nicht nur eine bis zu 90-prozentige CO2-Reduktion gegenüber herkömmlichen Treibstoffen, sie erlauben auch die weitere Nutzung der bestehenden Fahrzeugflotten mit Verbrennungsmotor – und der gesamten Tank-Infrastruktur von der Herstellung über den Transport bis zum Vertrieb. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben jetzt in einem großangelegten Projekt mit Partnern aus der Wirtschaft in umfangreichen Anwendungstests in Flotten bewiesen, dass reFuels in fast allen Fahrzeugen eingesetzt und in absehbarer Zeit in großen Mengen hergestellt werden können. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens „reFuels – Kraftstoffe neu denken“ haben sie am Montag, 19. September, in Karlsruhe vorgestellt.
„Der Einsatz klimaneutraler Kraftstoffe ist vor allem dann sinnvoll, wenn batterieelektrische Lösungen noch keine echten Alternativen darstellen. Insofern freut es mich sehr, dass das KIT nun eindrucksvoll belegen konnte, dass reFuels für bestimmte Anwendungsgebiete eine gleichermaßen klimafreundliche und wirtschaftliche Lösung sind“, sagt Berthold Frieß, Ministerialdirektor im Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, anlässlich der Ergebnispräsentation von „reFuels – Kraftstoffe neu denken“, dem ersten reFuels-Projekt innerhalb des Strategiedialogs Automobilwirtschaft Baden-Württemberg (SDA). „Das Projekt zeigt außerdem, dass sich der Einsatz des Landes und der weiteren Projektpartner für erneuerbare Kraftstoffe gelohnt hat. Baden-Württemberg bleibt damit Vorreiter bei der Mobilitätswende.“ Das Verkehrsministerium hat das Projekt im Rahmen des SDA mit fünf Millionen Euro gefördert, weitere 15 Millionen Euro kamen aus der Wirtschaft.
Bestehende Fahrzeugflotten können umweltfreundlich weiter genutzt werden
„Auf flüssige Kraftstoffe werden wir auf absehbare Zeit nicht verzichten können, etwa im Bereich des Schwerlastverkehrs, der Schiff- und Luftfahrt, aber auch in der Auto-Bestandsflotte“, sagt Professor Thomas Hirth, Vizepräsident für Transfer und Internationales des KIT. „Im Projekt ‚reFuels – Kraftstoffe neu denken‘ haben wir jetzt gezeigt, dass reFuels sowohl bei alten und neuen Autos, als auch bei Nutzfahrzeugen oder Lokomotiven funktionieren“, so Hirth weiter. „Kurz, reFuels sind heute voll und ganz alltagstauglich!“
CO2-Reduktion von bis zu 90 Prozent
„Wir konnten tonnenweise reFuels herstellen, die in den bestehenden Kraftstoffnormen für Otto- und Dieselkraftstoffe liegen und im Serieneinsatz in verschiedensten Motoren keine Beeinträchtigung bei Leistung oder Verschleiß gezeigt haben“, erläutert Dr. Olaf Toedter vom Institut für Kolbenmaschinen des KIT. Hergestellt und getestet haben die Forschenden des KIT Benzin und Diesel. Dabei haben sie eine CO2-Reduktion von 22 bis 90 Prozent erreicht, je nach Mischungsverhältnis zwischen synthetisierten und fossilen Kraftstoffen, eingesetzten Ausgangsstoffen und Energien.
Industrielle Produktionsanlage in Karlsruhe geplant
Als nächsten Schritt wollen die Projektpartner auf dem Gelände der MiRO-Raffinerie in Karlsruhe eine industrielle Produktionsanlage für reFuels errichten: „Perspektivisch wollen wir fossile Rohstoffe durch erneuerbare Energieträger ersetzen“, erklärt Dr. Andreas Krobjilowski, technischer Geschäftsführer der MiRO. „Viele der dazu erforderlichen Technologien und Prozesse sind in Deutschland bereits vorhanden. MiRO verfügt dazu über das Know-how und die Erfahrung, derartige neue und innovative Anlagen zu errichten und zu betreiben.“ Derzeit noch nicht ausreichend verfügbar seien jedoch bezahlbare Mengen grünen Wasserstoffs, um auf eine treibhausgasneutrale Produktion umzustellen. Hergestellt werden sollen die Vorprodukte für die reFuels-Kraftstoffe wie synthetisiertes Fischer-Tropsch-Öl oder Methanol deshalb in Ländern, die über mehr Wind- oder Sonnenenergie verfügen als Deutschland, zum Beispiel Chile oder Südspanien. Die eigentlichen reFuels wie Benzin, Diesel oder Kerosin könnten dann in heimischen Raffinerien wie MiRO produziert werden. „Für den dringend erforderlichen schnellen Markthochlauf brauchen wir jedoch Klarheit und langfristige Sicherheit für die Anrechnung von erneuerbaren, strombasierten Kraftstoffen auf die Treibhausgasminderungsquote“, so Krobjilowski.
Reine reFuels-Kraftstoffe in Reichweite
Weiter arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, den reFuels-Anteil an den Kraftstoffmischungen innerhalb der bestehenden Kraftstoffnormen zu steigern. „Bis hin zum reFuels-Reinkraftstoff“, sagt Toedter. Bereits laufende Tests verliefen vielversprechend. Allerdings fehlen dafür noch klare regulatorische Rahmenbedingungen, denn in Deutschland sind bisher nur bis zu 33 Prozent Beimischung von reFuels erlaubt.
Das Projekt „reFuels – Kraftstoffe neu denken“
Im Projekt haben Forschende seit 2018 Herstellung und Einsatz von erneuerbaren Kraftstoffen ganzheitlich betrachtet. Solche Kraftstoffe können bestehende Verbrennungsmotoren zukünftig antreiben – in Flugzeugen, Nutz- und Schienenfahrzeugen sowie in Autos. Sechs Institute des KIT arbeiteten gemeinsam mit zahlreichen Partnern aus Energiewirtschaft, Mineralöl-, Automobil- und Zulieferindustrie unter dem Dach des Strategiedialogs Automobilwirtschaft des Landes Baden-Württemberg an der Bereitstellung und Einführung von reFuels. Zwei Pilot- und weitere Technikanlagen des KIT lieferten regenerative Kraftstoffe, die aufbereitet, charakterisiert und in Versuchsmotoren sowie Fahrzeugen getestet wurden. So konnten Syntheseverfahren für reFuels und auch deren Nutzung optimiert werden, um zum Beispiel neben der CO2-Reduktion auch Rohemissionen zu reduzieren.
Weitere Informationen: http://www.refuels.de