Klimawandel: Auswirkungen der Erderwärmung/Zyklus 1

Modellierungszyklus 1

• Beschaffung der Rohdaten und darstellen der Weltbevölkerung, der CO₂-Emission, CO₂-Konzentration und der Durchschnittstemperatur
• Darstellung in Diagrammen, Verläufe mit einer allgemeinen Funktion darstellen-> lineare Funktion

Abbildung globale Durchschnittstemperatur

Globale Jahresdurchschnittstemperatur

• globale Jahresdurchschnittstemperatur von 1959 bis 2019 in °C abgebildet
• trotz den vielen Schwankungen im Laufe der Jahre ist Durchschnittstemperatur gestiegen

Abbildung CO₂-Emission

• Im weiteren Verlauf unserer Modellierung betrachten wir nur die Daten ab 1970.

Globale CO₂-Emissionen

• globale CO₂-Emission von 1905 bis 2018 in Mt (Megatonnen) abgebildet
• Deutlich erkennbarer Anstieg- Doppelte des Ausgangwertes von 14.990 Mt im Jahre 1970 angestiegen- 2018 bei 33.513 Mt

Abbildung CO₂-Konzentration

CO₂-Konzentration in der Atmosphäre

• CO₂-Konzentration von 1965 bis 2019 in ppm (parts per million) abgebildet
• relativ konstanter Graph ohne größere Schwankungen

Abbildung Weltbevölkerung

Weltbevölkerung

• Weltbevölkerung von 1960 bis 2019 in Milliarden abgebildet
• Bevölkerung steigt konstant
• In den letzten 60 Jahren somit von 3 Mrd. auf 7,67 Mrd. mehr als verdoppelt

Lineare Funktion

Funktion: $f(x)=m*x+n$

• y-Achsenabschnitt n erhält man durch Einsetzen vom "Ursprung"
• Modelliert: nicht 0, sondern Startwert der Jahreszahl

Durchschnittstemperatur:

• Start im Jahr 1960 und Ende im Jahr 2019
  
• Werte: 14,05° bzw 14,95° $\to$ Temperaturanstieg um 0,9°
  

$f(x)=0,01525x+14,05$

Rechnung

$m={\frac {y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}}}$

 m:=(14,95 – 14,05) : (2019 – 1960) = 0,9 : 59 = 0,01525  

                                                                                                                       

n:=f(„0“) = f(1960) = 14,05  

                                                                                                                                                     

$\to$ $f(x)=0,01525x+14,05$

Geogebradatei:

x-Achse 0=1960 und dann pro Einheit 10 Jahre später

CO₂-Emission:

$f(x)=415,8966x+9391$

m: (33513 - 9391) : (2018 – 1960) = 24122 : 58 = 415,8966  

                                                                                                           

n:= f("0") = f(1960) = 9391

$\to$ $f(x)=415,8966x+9391$

Geogebradatei:

CO2-Konzentration:

$f(x)=1,66666667x+320$

m: (410 - 320) : (2019 – 1965) = 90 : 54 = 1,66666667                                                                                                                    

n: f(„0“) = f(1965) = 320                                                                                                                                           

$\to$ $f(x)=1,66666667x+320$

Geogebradatei:

Weltbevölkerung:

$f(x)=78679596,559322x+3031437775$

m:  (7673533972 - 3031437775) : (2019 – 1960) = 4642096197 : 59 = 78679596,559322                                                                                          

n:  f(„0“) = f(1960) = 3031437775                                                                                                                               

$\to$ $f(x)=78679596,559322x+3031437775$

Geogebradatei:

Bewertung 1

• Lineare Funktion ermittelt durchschnittliche Steigung
• Schwankungen und (menschliche) Aktivitäten nicht einbezogen
• Lineare Funktion stimmt (teilweise) nicht mit den tatsächlichen Werten überein
• streng monoton steigend --> keine Kapazitätsgrenze

Optimierung 1

• einzelne Komponenten vorgestellt und bewertet, noch nicht miteinander in Zusammenhang gebracht

• --> 3. Zyklus

• Lineare Funktion nicht optimal um Daten darzustellen -> 2. Zyklus

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