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Die Ostsee wird als Epikontinental- oder Randmeer des Atlantiks bezeichnet. Ein solches Randmeer kennzeichnet ein weitaus geringerer Salzgehalt als im Weltozean. Ende der letzten Eiszeit entstanden, hat die Ostsee bereits eine wechselvolle Geschichte erlebt. Ihr Zustand wechselte zwischen dem eines Süßwassersees und dem eines schwach salzigen Meeres. Wir wissen heute nicht, wie sich die Ostsee weiter entwickeln wird. Das kleine Randmeer ist stark von der Zufuhr sauerstoffreichen Wassers aus der Nordsee abhängig. Gelangt zunehmend weniger Nordseewasser in die Ostsee, könnte sie sich nicht nur wieder zu einem Süßwassersee wandeln. Vielmehr würden sich die tiefen Becken der Ostsee zu lebensfeindlichen sauerstofffreien Regionen entwickeln.

In der antarktischen und abgeschwächt auch in der arktischen Stratosphäre kommt es jedes Jahr am Ende des Winters bis ins Frühjahr hinein zu einem starken Abbau von Ozon. Diesen Prozess, der durch Abbauprodukte von Fluorchlorkohlenwasserstoff (hauptsächlich Chlor) ausgelöst wird und der von Jahr zu Jahr auf immer größere Flächen einwirkt, bezeichnet man als Ozonloch. Der Abbau von stratosphärischem Ozon führt zu einer verstärkten UV-Einstrahlung auf der Erdoberfläche, die beim Menschen vielfältige Gesundheitsschäden (z. B. Hautkrebs) auslösen kann.

In der bodennahen Luftschicht kann besonders im Sommer das Zusammenwirken von Stickoxiden und UV-Strahlung zur verstärkten Ozonbildung (Ozonsmog) führen. Diese bodennahe Ozonverstärkung ist ebenfalls gesundheitsschädlich. Außerdem steht sie in einem ursächlichen Zusammenhang mit Waldschäden.

Es gibt Pflanzen mit einem speziellen Nährstoffbedarf bzw. mit sehr speziellen Ansprüchen an ihren Standort. Insofern kann das Vorhandensein solcher Pflanzen bestimmte Qualitäten des Bodens an ihrem Standort anzeigen. Man bezeichnet solche Pflanzen deshalb als Zeigerpflanzen. Bekannte Zeigerpflanzen sind die Brennnessel, die Hortensie, Leguminosen und Sukkulenten.

Die großräumige Reliefgliederung der Erde kann unter mindestens zwei unterschiedlichen Gesichtspunkten betrachtet werden, unter dem Gesichtspunkt der Morphotektur und unter dem Gesichtspunkt der aktuelle exogenen Morphodynamik. Bei beiden bewirken jeweils sehr unterschiedliche Ursachen und Prozesse die Formung der Oberflächengestalt der Erde. Morphotektonische Reliefeinheiten sind für die Großgliederung der Erde in Kontinente und Ozeane mit ihren Untergliederungen kennzeichnend und werden durch plattentektonische Prozesse bzw. endogene Kräfte verursacht. Die exogene Morphodynamik stellt die Prozesse der aktuellen Formung des Reliefs der Festländer durch erdäußere Kräfte, die vor allem durch klimatische Bedingungen gesteuert werden, in den Vordergrund. Beide Gliederungen stellen folglich unterschiedliche Sachverhalte heraus und erklären die Entstehung der unterschiedlichen Formen des Reliefs der Erde.

Riesenströme sind große Flüsse, die entweder

• nach ihrer Länge,
• nach ihrem Einzugsgebiet oder
• nach ihrer Abflussmenge

zu den größten der Erde gehören.

Unter diesen Gesichtspunkten gibt es 30 Riesenströme, die ein Drittel der Erdoberfläche entwässern und von denen fast die Hälfte des Wassers aller ins Meer mündenden Flüsse geführt wird.

In Abhängigkeit von klimatischen Bedingungen vollziehen sich in den meisten geografischen Zonen die Naturprozesse jahreszeitenabhängig. Man spricht von der Saisonalität der Naturprozesse. Sie äußert sich in einem jeweils charakteristischen Jahresgang der Temperatur, damit auch in einem Jahresgang des Klimas, und ist mit auffälligen Aspektwechseln der Vegetation verbunden.
Deshalb sind in den Jahreszeiten Frühjahr, Sommer, Herbst und Winter unter anderem die geoökologischen Prozesse der Bodenbildung, der Grundwasserneubildung, der Abflussbildung, der Bodenerosion sowie die biologischen Prozesse Assimilation, Blühen und Knospung, Reifung und Fortpflanzung usw. unterschiedlich ausgeprägt.

Die Savanne ist die hauptsächlichste Vegetationsformation der wechselfeuchten Tropen mit sommerlichen Regen- und winterlichen Trockenzeiten. In dieser Zone ist es in der Regel recht warm, und es gibt keinen Frost. Das äußere Bild der Savanne wird von Gräsern mit unregelmäßig eingestreuten Bäumen und Sträuchern geprägt. Mit zunehmender Trockenheit wird der jahreszeitliche Wechsel von trockenkahlen und regengrünen Holzgewächsen deutlicher. Viele Pflanzen haben sich an die zeitweilige Trockenheit durch die Ausbildung spezieller Merkmale (Sukkulenz, Hartblättrigkeit, Blattabwurf, Dornigkeit) angepasst.
In Abhängigkeit von der unterschiedlichen Niederschlagsmenge, Feuchteversorgung und Nutzung gibt es auch unterschiedliche Savannentypen: Feuchtsavanne, Trockensavanne, Dornbaum- und Dornstrauchsavanne, die oft auch Regionalnamen tragen (Campos, Miombo, Llanos). Die Böden der Savannengebiete sind entsprechend der klimagesteuerten unterschiedlichen Bodenprozesse differenziert.

Während des Kreislaufs der Gesteine bilden sich aus den Ausgangsmaterialien der vorhergehenden Gesteine immer wieder neue Gesteine: Aus dem aufsteigenden Magma entstehen in und an der Oberfläche der Erdkruste Tiefengesteine und Oberflächen- bzw. vulkanische Gesteine. Durch Verwitterung bilden sich aus den Verwitterungsprodukten dieser Gesteine die Sedimentgesteine. Geraten magmatische und Sedimentgesteine in tieferen Teilen der Erdkruste unter hohen Druck und hohe Temperaturen, wandeln sie sich in metamorphe Gesteine um.

Der Gang der Witterung eines Normaljahres ist sowohl von Zeitabschnitten mit Kälterückfällen und mit zu warmer Witterung als auch von zu feuchten oder zu trockenen Witterungsperioden geprägt. Die Ursachen dafür liegen im regelhaften Auftreten unterschiedlicher Großwetterlagen. Diese sind durch unterschiedliche Luftmassen aus verschiedenen Herkunftsgebieten mit jeweils spezifischen Eigenschaften gekennzeichnet. Statistische Auswertungen zeigen, dass sich die Abweichungen vom normalen Witterungsverlauf immer wieder um bestimmte Termine zeigen. Sie werden deshalb als Witterungsregelfälle, als sogenannte Singularitäten, bezeichnet. Viele Wetterregeln (Bauernregeln) sind an den Singularitätenterminen orientiert.

Als Steppe bezeichnet man die Vegetationsformation der winterkalten,
trockenen Mittelbreiten. In der Steppe bilden Gräser und Kräuter mit einem ausgesprochenen Aspektwechsel die Pflanzendecke. Als Vegetationszeit gelten die Frühjahrs- und Frühsommermonate, während im Spätsommer bis Herbst Trockenruhe und während des langen Frostes Winterruhe herrscht. Die Steppen werden regional unterschiedlich bezeichnet: Steppe, Prärie, Pampa, Veld. Als Norm-Bodentyp der Steppe gilt die Schwarzerde („Tschernosem“), deren Entstehung in engem Zusammenhang mit den besonderen Klimabedingungen, der leicht zersetzbaren Gras- und Krautstreu und dem reichen Bodenleben steht.
Die die Vegetationsentwicklung limitierenden geringen Niederschläge führen zur Ausbildung unterschiedlicher Steppentypen: Wald-, Langgras-, Mischgras-, Kurzgras- und Wüstensteppe. Heute sind die Steppen die Kornkammern der Erde und die Zentren der Großviehzucht. In Schutzgebieten soll die Natürlichkeit der Steppen erhalten werden.

Durch den Bergbau, insbesondere den Tagebau, erfolgen erhebliche Eingriffe in den Wasserkreislauf: Das Grundwasser wird abgesenkt, und es entsteht ein Absenkungstrichter. Dieser gefährdet großräumig und auf Jahrzehnte die Trinkwasserversorgung und die Landwirtschaft in der Umgebung.

Ein Tageszeitenklima zeichnet sich im Gegensatz zum Jahreszeitenklima (mit deutlichen Unterschieden zwischen Frühjahr, Sommer, Herbst und Winter) durch starke tageszeitliche Schwankungen von Klimaelementen, vor allem der Temperatur aus.

Das (thermische) Tageszeitenklima ist für solche Gebiete charakteristisch, in denen die Sonne tagsüber sehr hoch über dem Zenit steht und eine hohe tageszeitliche Einstrahlung bedingt. Das sind insbesondere die niederen Breiten beidseitig des Äquators. Der Tag endet hier recht abrupt. Die Übergangstageszeiten (z. B. morgendliche und abendliche Dämmerung) sind sehr kurz oder fehlen gänzlich. Die tiefe Nacht setzt unvermittelt ein.

Viele Naturprozesse entsprechen diesem Rhythmus: Bodenbildung mit Streuzersetzung und Humusbildung, chemische Verwitterung, Pflanzenwachstum, Fortpflanzung usw. vollziehen sich ganzjährig und unterscheiden sich gegebenenfalls nur durch die Tag-Nacht-Veränderungen.

Hartkrusten und Hartrinden kommen vor allem in den tropisch-subtropischen Trockengebieten, d. h. in den Wüstenregionen der Erde vor. Sie entstehen im Ergebnis von Verwitterungs- und Verdunstungsvorgängen an der Erdoberfläche. Bei solchen Vorgängen werden Mineralien ausgeschieden, die an der Gesteins- oder Bodenoberfläche eine mehr oder weniger harte Kruste bilden. Harte Krusten entstehen bei Ausscheidungen aus Kalk (Kalkkrusten), aus Gips (Gipskrusten) oder aus silikatischem Material (Silikatkrusten). Daneben entstehen Krusten aus Salz (Salzausblühungen), aus Eisen (Lateritkrusten) und aus Aluminium (Bauxitkrusten). Als Sonderform der Krusten gilt der Wüstenlack, eine nur wenige Millimeter dicke Schicht aus Fe- und Mn-Oxiden an der Oberfläche von Gesteinen. Bei Freilegung und starker Sonneneinstrahlung kann es auch zu Verfestigungen von eisen- und aluminiumreichen Bodenhorizonten kommen. Alle diese Bildungen schränken die landwirtschaftliche Bearbeitung stark ein oder schließen sie sogar aus.

Physikalische Verwitterung ist die vorzugsweise durch Temperaturschwankungen und Kristallisation verursachte Volumenänderung von Gesteinsbestandteilen mit der nachfolgenden Zerrüttung und Zerlegung von Mineralen und Gesteinen in kleinere Teile.
Bei der physikalischen Verwitterung unterscheidet man die Temperatur- und die Salzsprengungsverwitterung, wobei erstere noch in die Frostsprengungs- und in die Insolationsverwitterung unterteilt werden kann. Bei allen genannten Verwitterungsformen spielen Volumenänderungen von Mineralen und Gesteinen als Voraussetzung für den Gesteinszerfall eine große Rolle.
Die Temperaturverwitterung vollzieht sich bei Temperaturveränderungen von Mineralen und Gesteinen unabhängig davon, ob sich die Temperaturen um die Null-Grad-Grenze oder zwischen +40 bis +60 °C ändern. Allerdings werden mit dem Begriff „Insolationsverwitterung“ die starke einstrahlungsbedingte Erwärmung und die ausstrahlungsbedingte Abkühlung als Hauptursachen für Temperaturänderungen mit nachfolgender Gesteinszerrüttung hervorgehoben.
Mit dem Begriff „Frostsprengungsverwitterung“ bezeichnet man dagegen die Temperaturänderungen um den Gefrierpunkt mit den bedeutenden Volumenänderungen von gefrierendem Wasser und den ähnlichen Folgen für die Zerlegung des Gesteins. Bei der Salzsprengungsverwitterung spielt der Wechsel von Durchfeuchtung und Austrocknung mit allen Folgen für Lösung und Auskristallisation mineralisierter Wässer mit entsprechenden Volumenänderungen die Hauptrolle.

Viele der in den gemäßigten und hohen Breiten brütenden Vogelarten ziehen als Zugvögel über den Winter nach Süden. Dabei werden auf dem Zug oft mehrere Tausend Kilometer zurückgelegt und Gebirge, Wüsten und Meere überquert, um die Überwinterungsgebiete zu erreichen. Der Vogelzug beruht vor allem auf der ausgeprägten Saisonalität des Nahrungsmittelangebots der gemäßigten und kalten Klimazonen.
Man unterscheidet Zugvogelarten je nach ihrem Zugverhalten in Langstrecken-, Mittelstrecken- und Kurzstreckenzieher. Zu den bekanntesten Langstreckenziehern gehört die Küstenseeschwalbe, die auf ihrem Zug von der Arktis zu den Küsten der Antarktis und wieder zurück fliegt. Solche Strecken zu fliegen und zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein, erfordert von den Zugvögeln erhebliche Anpassungsleistungen.
Die Zugvögel verfügen über eine innere Uhr, die den Beginn des Vogelzuges beeinflusst. Bei der Orientierung spielt die angeborene Richtungsorientierung die entscheidende Rolle. Dabei kann man mehrere Kompass-Systeme unterscheiden. Für einen Vogelzug von mehreren Tausend Kilometern müssen sich die Vögel außerdem einen Energievorrat anlegen, der die Flugdauer und somit auch die Distanz bestimmt. Als Problem für die Zugvögel wirkt sich die fortschreitende Störung und Vernichtung ihrer natürlichen Lebensräume aus.

Nadelwälder vom Taigatyp sind die dominierende Vegetationsformation der kaltgemäßigten Klimazone. Die Baumschicht wird entweder von Fichten, Kiefern, Lärchen oder Tannen gebildet. Untergeordnet gehören Laubhölzer zum Baumbestand (Birken, Pappeln, Weiden, Erlen, Eschen). Moose und Flechten bedecken meist die Bodenoberfläche. Da die Zersetzung der Streu sehr lange dauert, reichern sich häufig mächtige Rohhumusdecken auf dem Boden an. Deshalb ist der Nährstoffkreislauf Pflanze-Boden-Pflanze entsprechend verlangsamt. Durch die häufig beobachtbaren Taigabrände werden einerseits jährlich etwa 80000 km² Taigawald vernichtet, andererseits aber wird durch das Feuer das Nährstoffangebot aus der lebenden und toten Biomasse beschleunigt freigesetzt und für den Neuaufbau von Biomasse wieder bereitgestellt. Deshalb werden Waldbrände auch nicht mehr als Umweltkatastrophen betrachtet.

Die obere Waldgrenze der Gebirge ist die Obergrenze hochstämmiger Waldformationen. Einzelne Bäume können jedoch noch höher vordringen und nehmen dann krüppelwüchsige Formen an. Die obere Grenze einzelner Vorposten ist die Baumgrenze.

Die Waldgrenze ist nicht nur die auffälligste Höhengrenze der Vegetation, sondern sie bildet auch eine einschneidende Grenze im Wandel der ökologischen Bedingungen mit zunehmender Meereshöhe. Denn oberhalb der Waldgrenze herrschen beispielsweise ganz andere geländeklimatische Verhältnisse. Innerhalb der Höhenstufen der Vegetation im Gebirge bildet die Waldgrenze die Obergrenze der subalpinen Stufe.

Die obere Waldgrenze ist vor allem auf Wärmemangel zurückzuführen. Die Wärme in der Vegetationszeit reicht nicht mehr aus, um Holzkörper aufzubauen und Waldwachstum zu ermöglichen. Die Bäume an der Waldgrenze wachsen dementsprechend äußerst langsam und können sehr alt werden. Langsames Wachstum und Umwelteinflüsse führen zu Krüppelwuchs.

Die höchstgelegenen Waldgrenzen der Erde findet man in den strahlungsreichen randtropischen und subtropischen Hochgebirgen. In den hohen Breiten liegt sie dagegen häufig nur knapp über dem Meeresspiegel und ist schließlich mit der polaren Waldgrenze identisch. In den altbesiedelten Hochgebirgen ist die Waldgrenze durch Jahrtausende währende menschliche Eingriffe oft um mehrere hundert Höhenmeter herabgedrückt worden.

Der Wald verzögert den raschen Abfluss der Niederschläge in Bächen und Flüssen, indem er das Niederschlagswasser speichert. Dadurch verhindern Waldbestände Hochwässer und die Abtragung von Boden. Mit der Rodung oder der weiträumigen Schädigung von Waldbeständen erhöht sich folglich das Hochwasserrisiko an den Flüssen erheblich. Davon zeugen u. a. die Hochwasserperioden der letzten Jahre an der Oder.

Das Wasserdargebot einer Region hängt vom nutzbaren Grund- und Oberflächenwasser ab. Zur Erhöhung des Dargebots werden Speicheranlagen errichtet. Die Wasserversorgung umfasst die Gewinnung und den Transport des Wassers sowie die Abwasserreinigung. Es gibt in Deutschland kaum noch Kommunen, die nicht an die Wasserversorgung und an Kläranlagen angeschlossen sind.

Auf meteorologische Messungen und Beobachtungen ausgerichtete Satelliten heißen Wettersatelliten. Polarumlaufende und geostationäre Wettersatelliten liefern im Rahmen der Weltwetterwacht ein nahezu lückenloses Bild der Wettervorgänge in der Troposphäre. Hochauflösende Satellitenbilder zeigen in den Wetterberichten des Fernsehens eindrucksvoll die großräumige Wolkenstruktur.

Im engeren Sinne versteht man unter Satelliten künstliche Himmelskörper, die die Erde umrunden. Wettervorhersagen stützen sich heute in starkem Maße auf Daten von Wettersatelliten. Die Beobachtung der Erdatmosphäre und der Erdoberfläche vom Weltraum aus bietet die Möglichkeit, in globalem Umfang Informationen in hoher zeitlicher, räumlicher und spektraler Auflösung zu gewinnen. Die herkömmlichen Wetter-und Klimabeobachtungen vom Boden aus weisen dagegen große räumliche Lücken über den Ozeanen und unbewohnten Gebieten auf.

Der Wilsonzyklus der Plattentektonik fasst modellhaft jene Prozesse zusammen, mit denen Geologen die Entstehung von Ozeanen und Gebirgen zu erklären suchen. Die Theorie der Plattentektonik ist eine Weiterentwicklung der von ALFRED WEGENER formulierten Theorie der Kontinentalverschiebung bzw. -drift (auch Kontinentaldrift-Theorie). Sie fußt vor allem auf geophysikalischen und geologischen Untersuchungen im ozeanischen Bereich.