Die Erde arbeitet wie ein Kraftwerk, indem sie Sonnenenergie in andere Formen umwandelt, die die Winde der Atmosphäre, den Wasserkreislauf, und auch das Leben und die Menschheit auf der Erde erhalten. Diese Umwandlungen folgen den Gesetzen der Thermodynamik, die sowohl die Richtung als auch die Grenzen setzt. Aber Erdsystemprozesse beeinflussen sich auch gegenseitig, sodass man einen Blick auf das Gesamtsystem braucht. In diesem Vortrag zeige ich, dass man allein durch diesen grundlegenden physikalischen Ansatz schon erstaunlich viel vom Erdsystem verstehen kann – über die fundamentalen Rolle von Energie und Entropie, wie Leben den Planeten verändert, aber auch zu angewandten Themen wie dem Klimawandel und warum die Photovoltaik die Technologie ist, die bei weitem den größten Beitrag zur Energiewende liefern wird.
Neugierig geworden und Lust auf mehr?
Auf diesem Blog hier gibt es ein paar Beiträge zu ähnlichen Themen, z.B. zu den Grenzen von erneuerbaren Energien, den Grenzen von Windenergie, der geringen Effizienz der Photosynthese, oder zu Nachhaltigkeit.
Hier sind ein paar Links zur Literatur:
Kleidon, A. (2010). Life, hierarchy, and the thermodynamic machinery of planet Earth, Physics of Life Reviews, 7, 424-460.
Kleidon, A. (2012). Was leistet die Erde? Physik in unserer Zeit, 43(3), 136-144.
Kleidon, A. (2012). How does the Earth system generate and maintain thermodynamic disequilibrium and what does it imply for the future of the planet? Philosophical Transactions of the Royal Society of London – Series A: Mathematical Physical and Engineering Sciences, 370(1962), 1012-1040.
Kleidon, A. (2016). Thermodynamic Foundations of the Earth System. Cambridge University Press.
Kleidon, A. (2021). Physical limits of wind energy within the atmosphere and its use as renewable energy: From the theoretical basis to practical implications. Meteorologische Zeitschrift, 30(3), 203-225.
Kleidon, A. (2021). What limits photosynthesis? Identifying the thermodynamic constraints of the terrestrial biosphere within the Earth system.Biochimica et Biophysica Acta, Bioenergetics, 1862(1): 148303.
Kleidon, A. (2021). Was begrenzt das Leben? Thermodynamik und Photosynthese im Erdsystem. Physik in unserer Zeit, 52(5), 230-235.
Kleidon, A., Renner, M. (2013). A simple explanation for the sensitivity of the hydrologic cycle to surface temperature and solar radiation and its implications for global climate change. Earth System Dynamics, 4, 455-465.
Kleidon, A., Renner, M. (2015). Geoengineering ist keine Lösung — Der globale Wasserkreislauf im Klimasystem. Physik in unserer Zeit, 46(1), 27-31.
Frank, A., Kleidon, A., Alberti, M. (2017). Earth as a hybrid planet: the Anthropocene in an evolutionary astrobiological context. Anthropocene, 19, 13-21.
Kleidon (in press) Understanding the Earth as a whole system: From the Gaia Hypothesis to Thermodynamic Optimality and Human Societies. Koenig and Schlaudt (eds). Kosmos – vom Umgang mit der Welt zwischen Ausdruck und Ordnung. Heidelberg Univ. Press. Preprint available on http://arxiv.org/abs/2005.09216
Und hier noch der Link zu meiner Homepage am Max-Planck-Institut für Biogeochemie.
Earthsystem.org 