Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC

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Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Die Astronomie und die
Klimakrise
Dr. Leonard Burtscher
(Universität Leiden / Niederlande)
4. April 2021

              @LeoBurtscher
           DiVOC „Reboot to Respawn“

                                       Bild: NASA/Bill Anders (edited by LB)
Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Überblick
• Einführung / Vorstellung
• Gibt es astronomische Ein                 üsse auf das Erdklima?

• Was ist die Klimakrise?
• "There is no planet B" – was kann die Astronomie zur
 Lösung der Klimakrise beitragen?

  • Den eigenen Treibhausgasausstoß verstehen und
    reduzieren

  • Die astronomische Perspektive kommunizieren
                 Bild: ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)
                         fl
Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Einführung
Was macht ein Astronom eigentlich?

                                     Bild: Giordano Ziletti, 1564
Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Einführung
Die Astronomie im 21. Jahrhundert

     Mehr über meine Arbeit unter www.ileo.de   Bilder: eigene, ESO, METIS consortium
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Einführung
Die Astronomie im 21. Jahrhundert

     Mehr über meine Arbeit unter www.ileo.de   Bilder: eigene, ESO, METIS consortium
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Einführung
Die Astronomie im 21. Jahrhundert

     Mehr über meine Arbeit unter www.ileo.de   Bilder: eigene, ESO, METIS consortium
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Einführung
Die Astronomie im 21. Jahrhundert

     Mehr über meine Arbeit unter www.ileo.de   Bilder: eigene, ESO, METIS consortium
Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Einführung
     Die Astronomie im 21. Jahrhundert

                                           Das sich im
                                                  Bau
                                           be ndliche
                                            Extremely
                                                 Large
                                            Telescope

          Mehr über meine Arbeit unter www.ileo.de       Bilder: eigene, ESO, METIS consortium
fi
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Einführung
     Die Astronomie im 21. Jahrhundert

                                           Das sich im
                                                  Bau
                                                          So könnte das Instrument
                                           be ndliche
                                                           METIS am ELT unseren
                                            Extremely
                                                         Nachbarstern Alpha Centauri
                                                 Large
                                                                   sehen
                                            Telescope

                                                             ⍺ Cen A
                                                                          Erdähnliche
                                                         (abgedeckt durch
                                                                           Planeten
                                                          Koronographen)

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Die Astronomie und die Klimakrise - @LeoBurtscher Dr. Leonard Burtscher (Universität Leiden / Niederlande) 4. April 2021 - C3VOC
Gibt es astronomische
Ein üsse auf das Erdklima?

                 Bild: The Yohkoh mission of ISAS (Japan) and NASA (US)
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Der 11-Jahres-
Zyklus der Sonne

           Bilder: Wikipedia (DE) "Sonnen ecken"; David Hathaway, NASA, Marshall Space Flight Center
    fl
Ist die Sonne also schuld an der globalen Erhitzung?

                             Verdächtig…?

                                             Bild: NASA/JPL-Caltech
Ist die Sonne also schuld an der globalen Erhitzung?

                               Verdächtig…?

                        Nein
                                              Bild: NASA/JPL-Caltech
entspricht Anteil Wasser in Eis

                  Rückblick-Zeit (1000 Jahre)
                                                                                  Klima-Geschichte

   etwas pro tausend Jahre)
Frequenz (wie oft verändert sich

                                                Wie stark verändert es sich?

Muller & MacDonald, Proc. Nat. Acad. Sci USA (1997), 94, 8329
Veränderungen in der
              Bewegung der Erde
•   Exzentrizität

                              Bild: Wikipedia-EN / Milankovitch cycles
Veränderungen in der
              Bewegung der Erde
•   Exzentrizität

                              Bild: Wikipedia-EN / Milankovitch cycles
Veränderungen in der
              Bewegung der Erde
•   Exzentrizität

•   Achsneigung

                              Bild: Wikipedia-EN / Milankovitch cycles
Veränderungen in der
              Bewegung der Erde
•   Exzentrizität

•   Achsneigung

•   Periheldrehung

                              Bild: Wikipedia-EN / Milankovitch cycles
Veränderungen in der
              Bewegung der Erde
•   Exzentrizität

•   Achsneigung

•   Periheldrehung

•   Bahnneigung

                              Bild: Wikipedia-EN / Milankovitch cycles
Milanković-Zyklen
                                            •   Das Erdklima zeigt eine ähnliche
Wie stark verändert es sich?

                                                Veränderung wie die Bahnneigung der
                                                Erde: alle ca. 100.000 Jahre gab es in der
                                                jüngeren Erdgeschichte eine größere Eiszeit

                                            •   Auf ähnlicher Zeitskala verändert sich die
                                                Inklination der Erdbahn!

                                                                                              Muller & MacDonald, Proc. Nat. Acad. Sci USA (1997), 94, 8329
                                            •   Ein Zusammenhang zwischen Erdbahn und
                                                Erdklima wurde zuerst von Milutin
                                                Milanković erkannt.

                                            •   Möglicher Grund: Wenn die Erde die Ebene
                                                der anderen Himmelskörper kreuzt, kommt
                                                Kometenstaub auf die Erde und verursacht
                                                eine Abkühlung wie bei einem
                                                Vulkanausbruch.
            Frequenz (wie stark verändert
            sich etwas pro tausend Jahre)
Was ist die Klimakrise?
                                 Jüngste Zahlen
                                   (Feb 2021):
                                   416,5 ppm
                                                       co2.earth

                Bild: Robert A. Rohde / Global Warming Art project
Bild: xkcd.com/1732/
Bild: xkcd.com/1732/
Bild: xkcd.com/1732/
Bild: xkcd.com/1732/
Der anthropogene Treibhaus-Effekt
Wo wir stehen

                climateactiontracker.org
Was kann die Astronomie zur
Lösung der Klimakrise beitragen?

                            Bild: @markusspiske
Den eigenen Treibhausgas-
Ausstoß verstehen und reduzieren
MPIA, Heidelberg
MPIA sustainability group, Knud Jahnke et al. (Nat. Astro., Sep 2020)

                                                                    Not included
                                                                    • Hotel use
                                                                    • Construction /
                                                                      renovation work
                                                                    • Use of
                                                                      observatories
                                                                    • Train trips
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         MPIA sustainability group, Knud Jahnke et al. (Nat. Astro., Sep 2020)

                                                                                 Not included
                                                                                 • Hotel use
                                                                                 • Construction /
                                                                                   renovation work
                                                                                 • Use of
                                                                                   observatories
                                                                                 • Train trips

• With ~300 employees, this corresponds to ~ 9t CO2eq work-related emissions per employee.
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          MPIA sustainability group, Knud Jahnke et al. (Nat. Astro., Sep 2020)

                                                                                      Not included
                                                                                      • Hotel use
                                                                                      • Construction /
                                                                                        renovation work
                                                                                      • Use of
                                                                                        observatories
                                                                                      • Train trips

• With ~300 employees, this corresponds to ~ 9t CO2eq work-related emissions per employee.
• With 593 refereed/review articles in 2018 (1st + co-author), this corresponds to ~ 4.6t CO2eq per
  article.
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          MPIA sustainability group, Knud Jahnke et al. (Nat. Astro., Sep 2020)

                                                                                      Not included
                                                                                      • Hotel use
                                                                                      • Construction /
                                                                                        renovation work
                                                                                      • Use of
                                                                                        observatories
                                                                                      • Train trips

• With ~300 employees, this corresponds to ~ 9t CO2eq work-related emissions per employee.
• With 593 refereed/review articles in 2018 (1st + co-author), this corresponds to ~ 4.6t CO2eq per
  article.
• This can be compared to 11t CO2eq per German citizen or 1.6t CO2eq per capita in India.
ESO's carbon footprint in 2018
        Carbon Footprint project, Robin Arsenault et al.

                                                                            carbone4.com
                                 See also the CFHT's carbon footprint
                               project; N. Flagey et al. Nature Astronomy
                                                Sep 2020
Astronomical conferences
        EWASS 2019

             L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
Astronomical conferences
                                                       EAS 2020

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
Astronomical conferences
                                                       EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
Astronomical conferences
                                                                                     EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
Astronomical conferences
                                                                                     EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

  •   Emissions estimate

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
Astronomical conferences
                                                                                     EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

  •   Emissions estimate

      •   Laptops: ~ 281 kg CO2 (assumptions: 30 W per laptop; 0.24 kg/kWh)

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
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                                                                                     EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

  •   Emissions estimate

      •   Laptops: ~ 281 kg CO2 (assumptions: 30 W per laptop; 0.24 kg/kWh)

      •   Network: ~303 kg CO2 (assumptions: 1.2 Mbps, 0.06 kWh/GB, 0.24 kg/kWh)

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
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                                                                                     EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

  •   Emissions estimate

      •   Laptops: ~ 281 kg CO2 (assumptions: 30 W per laptop; 0.24 kg/kWh)

      •   Network: ~303 kg CO2 (assumptions: 1.2 Mbps, 0.06 kWh/GB, 0.24 kg/kWh)

      •   Zooms server: 3.6 kg CO2 (assumptions: 300 W server, 0.24 kg/kWh)

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
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                                                                                       EAS 2020

  •   681/1777 participants answered our exit survey

  •   On average, 80% of the participants were online for 5.5 hours/day (5 days in total)

  •   Emissions estimate

      •   Laptops: ~ 281 kg CO2 (assumptions: 30 W per laptop; 0.24 kg/kWh)

      •   Network: ~303 kg CO2 (assumptions: 1.2 Mbps, 0.06 kWh/GB, 0.24 kg/kWh)

      •   Zooms server: 3.6 kg CO2 (assumptions: 300 W server, 0.24 kg/kWh)

  •   In total (588 kg) this corresponds to a single return ight Liverpool-Lyon (the site
      of the EWASS 2019 meeting)

L. Burtscher et al. (Nature Astronomy, Sept. 2020)
EAS 2020 LOC et al. in prep (Nat. Astro)
                                                     fl
Die astronomische
Perspektive kommunizieren
         „Earthrise“, Apollo 8

                                 Bild: NASA/Bill Anders
"Pale Blue Dot"
      Voyager 1

                  Bild: NASA
"Pale Blue Dot"
      Voyager 1

                  Bild: NASA
Exoplaneten
4251 heute bekannt, aber wahrscheinlich gibt es mehr
       Planeten als Sterne in der Milchstraße.

                                                       Bild: ESO / M. Kornmesser
Jede Menge Sterne...

                   Bild: ESO / Y. Beletsky
...und eine schier unermessliche Zahl von Galaxien!

                                              Bild: NASA/ESA
Zusammenfassung

         Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
Zusammenfassung

● Astronomische Einflüsse auf das Erdklima – passieren auf sehr langen
  Zeitskalen und haben nichts mit der aktuellen Klimakrise zu tun. (Die Sonne
  auch nicht)

                   Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
Zusammenfassung

● Astronomische Einflüsse auf das Erdklima – passieren auf sehr langen
  Zeitskalen und haben nichts mit der aktuellen Klimakrise zu tun. (Die Sonne
  auch nicht)
● Was ist die Klimakrise? – Die erdgeschichtlich unbekannt schnelle
  Veränderung des CO2-Gehalts in der Luft und die damit einhergehende
  Überhitzung der Erde, die die menschliche Zivilisation bedroht.

                   Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
Zusammenfassung

● Astronomische Einflüsse auf das Erdklima – passieren auf sehr langen
  Zeitskalen und haben nichts mit der aktuellen Klimakrise zu tun. (Die Sonne
  auch nicht)
● Was ist die Klimakrise? – Die erdgeschichtlich unbekannt schnelle
  Veränderung des CO2-Gehalts in der Luft und die damit einhergehende
  Überhitzung der Erde, die die menschliche Zivilisation bedroht.
● "There is no planet B" – was kann die Astronomie zur Lösung der
  Klimakrise beitragen?

                   Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
Zusammenfassung

● Astronomische Einflüsse auf das Erdklima – passieren auf sehr langen
  Zeitskalen und haben nichts mit der aktuellen Klimakrise zu tun. (Die Sonne
  auch nicht)
● Was ist die Klimakrise? – Die erdgeschichtlich unbekannt schnelle
  Veränderung des CO2-Gehalts in der Luft und die damit einhergehende
  Überhitzung der Erde, die die menschliche Zivilisation bedroht.
● "There is no planet B" – was kann die Astronomie zur Lösung der
  Klimakrise beitragen?
  ● Selbst Vorbild sein: den eigenen Ausstoß verstehen und reduzieren

                   Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
Zusammenfassung

● Astronomische Einflüsse auf das Erdklima – passieren auf sehr langen
  Zeitskalen und haben nichts mit der aktuellen Klimakrise zu tun. (Die Sonne
  auch nicht)
● Was ist die Klimakrise? – Die erdgeschichtlich unbekannt schnelle
  Veränderung des CO2-Gehalts in der Luft und die damit einhergehende
  Überhitzung der Erde, die die menschliche Zivilisation bedroht.
● "There is no planet B" – was kann die Astronomie zur Lösung der
  Klimakrise beitragen?
  ● Selbst Vorbild sein: den eigenen Ausstoß verstehen und reduzieren
  ● Den Blick über den Tellerrand, die Faszination und Bewunderung unserer
     eigenen Welt stärken und damit ein Zusammengehörigkeitsgefühl
     ("global citizenship") wecken und Menschen zu einem friedlichen,
     umweltverträglichen Miteinander inspirieren.

                   Ich freue mich auf die Diskussion mit Euch!
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