Grundlagen des Klimawandels – Basics of Climate Change

To be able to act against drivers and effects of man-made climate change, it is worth understanding the Earth's climate system. In the lecture you will learn about the components of the climate system with physical and chemical principles (energy balance, water cycle, carbon cycle) as well as climate models. I will explain important driving and regulating forces of climate change on different temporal and spatial scales so that you can evaluate historical climate variability and uncertain projections of future developments. In this way, we lay the foundation for identifying specific challenges, designing strategies to mitigate climate change and deriving options for action to adapt to climate change.

The lecture spans the range from the earth and climate system to current model calculations for the development of the climate. We look from palaeoclimatic developments up to the Antropocene and focus on periods of change and their drivers. We will analyse non-linear interactions and feedbacks on different scales, get to know models and model products, deal with uncertainties in data and discuss how to deal with them, and we will shed light on the border areas of physical reality and socio-economic decision-making. The lecture series underpins and extends this basis with specific examples from certain regions and subject areas.

In the exercise, current climate data and climate projections will be analysed. Step by step, we will load, visualise, summarise and interpret data. We will apply methods for analysing change and extremes, as well as climatological indices. All analyses will be carried out directly on your own computer using Python.

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Um gegenüber dem menschengemachten Klimawandel handlungsfähig zu sein, lohn es sich das Klimasystem der Erde zu verstehen. In der Vorlesung werdet ihr Komponenten des Klimasystems mit physikalischen und chemischen Grundlagen (Energiegleichgewicht, Wasserkreislauf, Kohlenstoffkreislauf) sowie Klimamodellen kennenlernen. Ich werde euch bedeutsame Antriebs- und Regulierungskräfte von Klimaänderungen auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen erklären, damit ihr historische Klimavariabilität sowie unsicherheitenbehaftene Projektionen zukünftiger Entwicklungen bewerten könnt. Damit legen wir die Basis dafür spezifische Herausforderung zu identifizieren, Strategien zur Verminderung von Klimawandel zu entwerfen und Handlungsoptionen zur Anpassung an Klimawandel abzuleiten.

Die Vorlesung spannt den Bogen vom Erd- und Klimasystem bis zu aktuellen Modellberechnungen für die Entwicklung des Klimas. Wir betrachten paläoklimatischen Entwicklungen bis ins Antropozän und fokussieren auf Zeiten von Veränderung und deren Treiber. Wir werden nicht-lineare Wechselwirkungen und Rückkopplungen auf verschiedenen Skalen untersuchen, Modelle und Modellprodukte kennenlernen, uns mit Unsicherheiten in Daten und dem Umgang damit befassen, und wir werden die Grenzbereiche von physikalischer Realität und sozioökonomischer Entscheidungsfindung beleuchten. Die Ringvorlesung untersetzt und erweitert diese Basis mit spezifischen Beispielen bestimmter Regionen und Fachgebiete.
 
In der Übung werden aktuelle Klimadaten und Klimaprojektionen ausgewertet. Schritt für Schritt werden wir Daten laden, visualisieren, zusammenfassen und interpretieren. Wir werden Verfahren zur Analyse von Veränderung und von Extremen, sowie klimatologische Indizes anwenden. Alle Analysen werden direkt am eigenen Rechner mit Python durchgeführt.

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Depending on the audience, the lecture will be held in English or German.