Perspektiven der Klimaänderung bis 2050 für den Weinbau in

Perspektiven der Klimaänderung bis
2050 für den Weinbau in Deutschland
(Klima 2050)
45. Arbeitstagung des
Forschungsrings des Deutschen Weinbaus
26.04.2006 in Neustadt a.d.W.
Manfred Stock und Martin Wodinski
Potsdam Institut für Klimafolgenforschung
[email protected]
[email protected]
0
http://www.pik-potsdam.de/~stock
1.
Klima 2050 - INHALT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Aufgaben und Ziele
Basisszenarium:
Klima 1951/2000
Zukunftsszenarium:
Klima 2001/2050
Klimawandel: Einzelergebnisse im Detail
Zusammenfassung der Ergebnisse
Navigationshilfe:
Ausblick
1. Von dieser Seite mit Mausklick zu den Kapiteln
2. Von jeder anderen Seite hierher zurück mit
Anhang:
Mausklick auf Schaltfläche
unten.
a) Modelle und Methoden
b) Datenprüfung, Verifikation und verbleibende
Unsicherheiten
c) Weitere Ergebnisse
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2.
FDW-Projekt
Klima 2050 Aufgaben und Ziele
Geisenheim
Bayern
Hessen
Rheinland-Pfalz
• Aufgabe: Abschätzung
regionaler Ausprägung
des Klimawandels für
ausgewählte Regionen
in Deutschland bis 2050.
• Untersuchungsschwerpunkte sind:
Rheingau
Pfalz
Siebeldingen
BadenWürttemberg
Weinsberg
Frankreich
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• Ziel: Bereitstellung wissenschaftlicher Grundlagen zum Umgang mit
möglichen Chancen und
Risiken für den Weinbau.
3.
Klimaveränderung  regionale Auswirkungen
Niederschlag
~1250 km
GCM
T
~250 km
Globales
Szenario
>| |<
Regionalisierung
global
?
lokal
Niederschlag
2050
Potenzielle
Auswirkungen
Die Auswirkungen einer
Klimaänderung, wie z.B.
Niederschlagsrückgang,
hängen auch von anderen,
nichtklimatischen Faktoren
ab und damit u.a. von der
Art des Managements.
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~18 km
Klimamodell
Die globale Änderung der
Jahresmitteltemperatur ist
nur ein erster Richtwert für
regionale Auswirkungen.
Mit geeigneten Methoden
der Regionalisierung kann
man räumlich und zeitlich
differenzierte Aussagen
berechnen (siehe Anhang).
So ist beispielsweise der
Niederschlag nur sehr viel
ungenauer zu ermitteln als
die Temperatur.
Klimadaten
Hydrologie
Landnutzung
Böden/
Geologie
Infrastruktur
4.
AUSWIRKUNGEN €
Klimawandel und Auswirkungen
Gewinner und Verlierer oder Vorausschauende
Betriebsstruktur S0  S+ (angepasst)
KLIMAÄNDERUNG
T
Klima K0
K1
K2
These: Der Klimawandel ist weniger ein Prognose-,
denn vielmehr ein Managementproblem!
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5.
Vorschlag zur Entwicklung von Anpassungsstrategien
Beispiel Hitzeperioden
Vorgehen
Globaler Wandel
Nichtklimatische
Einflüsse
1. Klimawandel
7.
3. Sensitivität
• Weinberglage & Boden
•Art & Zustand der Reben
2. Reg. Belastungen
• Wärmebelastung
• Andauer der Trockenheit
2. Quantifizierung der regionalen
klimatischen Belastungen
3. Bewertung belastungsspezifischer Sensitivitäten
4. Analyse der potenziellen
Auswirkungen
5. Bewertung des vorhandenen
Anpassungspotenzials
7.
5. Anpassungspot.
4. Pot. Auswirkungen
• Wechsel Lage & Sorte
• Bewässerung, Erziehung
•+Mostgew. & Säureabbau
•Veränd. Ertrag & Qualität
Ziel
1. Szenarium Klimawandel und
andere Einflussfaktoren
6. Verbleibende
Risiken & Chancen
6. Katalogisierung von
Anpassungsmaßnahmen und
verbleibenden möglichen
Auswirkungen (Analyse von
Risiken & Chancen)
7. Vermeidung von Verwundbarkeiten durch weitere, nichtklimatische Einflüsse (fertig)
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6.
Basisszenarium
1951/2000
Beobachtete Trends
der Lufttemperatur
Maximum
0.3 bis 1.5 K
Mittel
0.6 bis 1.4 K
Minimum
0.8 bis 1.8 K
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7.
Ausgewählte Veränderungen
1951/2000
1. Temperaturanstieg im Jahresmittel je nach
Region bis zu 1.4 K
2. Rückgang der Frosttage im Mittel um 22
Tage und bis zu 35 Tage
3. Zunahme der Sommertage im Mittel um 15
Tage und bis zu 23 Tage
4. Zunahme der Starkniederschlagstage im
Mittel um etwa 2 Tage und bis zu 10 Tage
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8.
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9.
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10.
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11.
Zukunftsszenarium
2001/2050
Trendwerte der Lufttemperatur
aus ECHAM4/OPYC3
Grundlage ist das sog. A1-CO2Emissionsszenarium des IPCC mit einer relativ
moderaten Temperaturerhöhung. Für den
Zukunftszeitraum 2001 bis 2055 ergeben sich:
Maximum
1.35 K
Mittel
1.21 K
Minimum
1.14 K
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12.
Ausgewählte Veränderungen
Zukunftsszenarium
1. Fortsetzung des Niederschlaganstiegs im
Mittel um +23 mm
2. Im Winter Zunahme der Niederschlagsmenge von Nord nach Süd ansteigend und
im Mittel um +20 mm
3. Im Sommer im Mittel geringe, aber
räumlich differenzierte Änderung zwischen
–55 und +40 mm
4. Annäherung der Niederschlagssummen im
Winter und Sommer
5. Weiterer Rückgang der Frosttage und
Zunahme der Sommertage
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13.
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14.
Tagesmittel der
Lufttemperatur
Tagessumme des
Niederschlags
Jahresmittel
Kältesumme
Tagesmaximum der
Lufttemperatur
Jahresmittel
Sommertage
Heiße Tage
Eistage
Tagesminimum der
Lufttemperatur
Tagesmittel der
relativen Luftfeuchte
Feuchte Tage
Tagesmittel des
Wasserdampfdrucks
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
Jahresmittel
Anzahl
Andauer
Anzahl
Andauer
Jahresmittel
Tagesmittel der
Globalstrahlung
Tagessumme der
Sonnenscheindauer
Jahresmittel
Jahresmittel
Anzahl
Andauer
Anzahl
Tage mit viel Sonne
Andauer
Tage „ohne“ Sonne
Übersicht: Klimaveränderungen
im Detail (rote Begriffe anklicken)
Danach weiter mit:
Anzahl
Tage mit hohem
Anzahl
Wasserdampfdruck Andauer
Tagesmittel der
Jahresmittel
Windgeschwindigkeit
0
Anzahl
Andauer
Jahresmittel
Trockene Tage
Jahresmittel
Frosttage
Tagesmittel des
Luftdrucks
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
Mittlere
Jahressumme
Mittlere
Sommersumme
Mittlere
Wintersumme
Tage „ohne“
Niederschlag
Tage mit starkem
Niederschlag
Tagesmittel des
Bedeckungsgrads
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Jahresmittel
Tage „ohne
Bewölkung“
Tage „mit
Bewölkung“
Anzahl
Andauer
Anzahl
Andauer
15.
Basz:
Mittel:
Landau:
+5.7 bis 10.9 °C
+9.3 °C
+10.0 °C
Zusz:
Mittel:
Landau:
+7.1 bis 12.4 °C
+10.8 °C
+11.6 °C
Mittlere Änderung: +1.47 K
Landau:
+1.54 K
Zurück zur Übersichtstabelle:
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16.
Basz:
Mittel:
Landau:
-320 bis -66 °C
-125 °C
-100 °C
Zusz:
Mittel:
Landau:
-269 bis -54 °C
-98 °C
-74 °C
Mittlere Änderung: +28.2 K
Landau:
+25.4 K
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
17.
Basz:
Mittel:
Landau:
+9.0 bis 15.2 °C
+13.5 °C
+14.6 °C
Zusz:
Mittel:
Landau:
+10.6 bis 16.9 °C
+15.2 °C
+16.4 °C
Mittlere Änderung: +1.66 K
Landau:
+1.72 K
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
18.
Basz:
Mittel:
Landau:
6 bis 56 Tage
35.9 Tage
47 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
13 bis 79 Tage
53.1 Tage
70 Tage
Mittlere Änderung: +17.2 Tage
Landau:
+23.2 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
19.
Basz:
Mittel:
Landau:
1.2 bis 3.2 Tage
2.7 Tage
3.0 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
1.6 bis 3.4 Tage
2.8 Tage
3.0 Tage
Mittlere Änderung: +0.09 Tage
Landau:
+0.03 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
0
http://www.pik-potsdam.de/~stock
20.
Basz:
Mittel:
Landau:
121. bis 183. Tag
135. Tag
125. Tag (05. MAI)
Zusz:
Mittel:
Landau:
109. bis 158. Tag
122. Tag
110. Tag (20. APR)
Mittlere Änderung: -13 Tage
Landau:
-15 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
21.
Basz:
Mittel:
Landau:
216. bis 268. Tag
253. Tag
262. Tag (19. SEP)
Zusz:
Mittel:
Landau:
245. bis 287. Tag
274. Tag
284. Tag (11. OKT)
Mittlere Änderung: +21 Tage
Landau:
+22 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
22.
Basz:
Mittel:
Landau:
0 bis 14 Tage
6.3 Tage
10.6 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
1 bis 26 Tage
13.8 Tage
20.8 Tage
Mittlere Änderung: +7.5 Tage
Landau:
+10.2 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
23.
Basz:
Mittel:
Landau:
0.1 bis 1.9 Tage
1.2 Tage
1.7 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
0.4 bis 2.0 Tage
1.6 Tage
2.0 Tage
Mittlere Änderung: +0.4 Tage
Landau:
+0.3 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
24.
Basz:
Mittel:
Landau:
165. bis 205. Tag
183. Tag
173. Tag (22. JUN)
Zusz:
Mittel:
Landau:
137. bis 201. Tag
158. Tag
140. Tag (20. MAI)
Mittlere Änderung: -25 Tage
Landau:
-33 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
25.
Basz:
Mittel:
Landau:
203. bis 233. Tag
219. Tag
227. Tag (15. AUG)
Zusz:
Mittel:
Landau:
207. bis 259. Tag
243. Tag
251. Tag (08. SEP)
Mittlere Änderung: +24 Tage
Landau:
+23 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
26.
Basz:
Mittel:
Landau:
8 bis 55 Tage
18 Tage
13 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
5 bis 38 Tage
10 Tage
7 Tage
Mittlere Änderung: -7.7 Tage
Landau:
-6.1 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
27.
Basz:
Mittel:
Landau:
1.9 bis 4.2 Tage
2.8 Tage
2.7 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
1.5 bis 3.0 Tage
2.1 Tage
1.8 Tage
Mittlere Änderung: -0.7 Tage
Landau:
-0.9 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
28.
Basz:
Mittel:
Landau:
320. bis 358. Tag
342. Tag
346. Tag (12. DEZ)
Zusz:
Mittel:
Landau:
324. bis 392. Tag
361. Tag
363. Tag (29. DEZ)
Mittlere Änderung: +19 Tage
Landau:
+17 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
29.
Basz:
Mittel:
Landau:
387. bis 449. Tag
407. Tag (11. FEB)
402. Tag (06. FEB)
Zusz:
Mittel:
Landau:
393. bis 460. Tag
412. Tag (16. FEB)
406. Tag (10. FEB)
Mittlere Änderung: +5 Tage
Landau:
+5 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
30.
Basz:
Mittel:
Landau:
+2.9 bis 7.5 °C
+5.4 °C
+5.7 °C
Zusz:
Mittel:
Landau:
+4.3 bis 8.7 °C
+6.8 °C
+7.2 °C
Mittlere Änderung: +1.43 K
Landau:
+1.52 K
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
31.
Basz:
Mittel:
Landau:
44 bis 126 Tage
18 Tage
74 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
37 bis 102 Tage
55 Tage
49 Tage
Mittlere Änderung: -21.8 Tage
Landau:
-24.5 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
32.
Basz:
Mittel:
Landau:
3.4 bis 7.4 Tage
4.2 Tage
3.9 Tage
Zusz:
Mittel:
Landau:
2.6 bis 4.3 Tage
3.1 Tage
3.0 Tage
Mittlere Änderung: -1.2 Tage
Landau:
-0.9 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
33.
Basz:
Mittel:
Landau:
282. bis 326. Tag
303. Tag (30. OKT)
299. Tag (26. OKT)
Zusz:
Mittel:
Landau:
280. bis 329. Tag
312. Tag (08. NOV)
316. Tag (12. NOV)
Mittlere Änderung: +9.9 Tage
Landau:
+17.6 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
34.
Basz:
Mittel:
Landau:
452. bis 493. Tag
473. Tag (18. APR)
472. Tag (17. APR)
Zusz:
Mittel:
Landau:
448. bis 496. Tag
471. Tag (16. APR)
468. Tag (13. APR)
Mittlere Änderung: -1.5 Tage
Landau:
-3.7 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
35.
Mittlere Änderung: +23 mm
Landau:
+48 mm
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
36.
Mittlere Änderung: -4 mm
Landau:
+6 mm
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
37.
Mittlere Änderung: +21 mm
Landau:
+17 mm
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
38.
Mittlere Änderung: +9.1 Tage
Landau:
+11.6 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
39.
Mittlere Änderung: -0.6 Tage
Landau:
-0.5 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
40.
Mittlere Änderung: +0.5 Tage
Landau:
+1.8 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
41.
Mittlere Änderung: -0.3 %-Punkte
Landau:
-0.5 %-Punkte
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
42.
Mittlere Änderung: +1.4 Tage
Landau:
+2.6 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
43.
Mittlere Änderung: +0.0 Tage
Landau:
+0.2 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
44.
Mittlere Änderung: -5.9 Tage
Landau:
-11.2 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
45.
Mittlere Änderung: -0.3 Tage
Landau:
-0.4 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
46.
Mittlere Änderung: +0.2 hPa
Landau:
+0.3 hPa
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
47.
Mittlere Änderung: +0.6 Tage
Landau:
+3.3 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
48.
Mittlere Änderung: -1.0 Tage
Landau:
-1.1 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
49.
Mittlere Änderung: +1.4 hPa
Landau:
+1.4 hPa
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
50.
Mittlere Änderung: -64 J/cm²
Landau:
-68 J/cm²
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
51.
Mittlere Änderung: -0.2 h
Landau:
-0.2 h
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
52.
Mittlere Änderung: +9.6 Tage
Landau:
+18.9 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
53.
Mittlere Änderung: -0.1 Tage
Landau:
-0.1 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
1
http://www.pik-potsdam.de/~stock
54.
Mittlere Änderung: -2.1 Tage
Landau:
-2.2 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
55.
Mittlere Änderung: -0.1 Tage
Landau:
-0.1 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
56.
Mittlere Änderung: -0.0 Achtel
Landau:
-0.1 Achtel
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
57.
Mittlere Änderung: +2.0 Tage
Landau:
+2.4 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
58.
Mittlere Änderung: -0.1 Tage
Landau:
+0.0 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
59.
Mittlere Änderung:
Landau:
+7.6 Tage
+2.9 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
60.
Mittlere Änderung: -0.1 Tage
Landau:
-0.1 Tage
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
61.
Mittlere Änderung:
Landau:
-0.1 m/s
-0.1 m/s
Zurück zur Übersichtstabelle:
http://www.pik-potsdam.de/~stock
62.
Lufttemperatur Tmit
Kältesumme
Lufttemperatur Tmax
Sommertage Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
Heiße Tage
Eistage
+1.5 K
+28.2 K
+25.4 K
+1.7 K
+1.7 K
Niederschlagssumme
+23 mm
+48 mm
-4 mm
+6 mm
Nsumme Winter
+21 mm
+17 mm
Nsumme Sommer
+17.2
+0.1
-13
+21
Tage
Tage
Tage
Tage
+23.2
+0.0
-15
+22
Tage
Tage
Tage
Tage
NS < 0.1mm
Anzahl
Andauer
+9.1 Tage
-0.6 Tage
+11.6 Tage
-0.5 Tage
NS > 10mm
Anzahl
+0.5 Tage
+1.8 Tage
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
+7.5
+0.4
-25
+24
Tage
Tage
Tage
Tage
+10.2
+0.3
-33
+23
Tage
Tage
Tage
Tage
Relative Luftfeuchte
-0.3 %-P.
-0.5 %-P.
RF < 50%
Anzahl
Andauer
+1.4 Tage
+0.0 Tage.
+2.6 Tage
+0.2 Tage.
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
-7.7
-0.7
+19
+5
Tage
Tage
Tage
Tage
-6.1
-0.9
+17
+5
Tage
Tage
Tage
Tage
RF > 90%
Anzahl
Andauer
-5.9 Tage
-0.3 Tage
-11.2 Tage
-0.4 Tage
Globalstrahlung
-64 J/cm²
-68 J/cm²
Sonnenscheindauer
-0.2 h
-0.2 h
T ohne Sonne Anzahl
Andauer
+9.6 Tage
-0.1 Tage
+18.9 Tage
-0.1 Tage
T viel Sonne
-2.1 Tage
-0.1 Tage
-2.2 Tage
-0.1 Tage
Lufttemperatur Tmin
Frosttage
+1.5 K
Anzahl
Andauer
Erstes Auftreten
Letztes Auftreten
+1.4 K
-21.8
-1.2
+10
-2
+1.5 K
Tage
Tage
Tage
Tage
-24.5
-0.9
+18
-4
Tage
Tage
Tage
Tage
Anzahl
Andauer
Luftdruck
+1.4 hPa
+1.4 hPa
Bedeckungsgrad
-0.0 -/8
-0.1 -/8
Windgeschwindigkeit
-0.1 m/s
-0.1 m/s
T ohne Bew.
Anzahl
Andauer
+2.0 Tage
-0.1 Tage
+2.4 Tage
+0.0 Tage
T mit Bew.
Anzahl
Andauer
+7.6 Tage
-0.1 Tage
+2.9 Tage
-0.1 Tage
Zusammenfassung der Ergebnisse
Südwestdeutschland
Landau
Zurück zur Übersichtstabelle:
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63.
mo
Jan
Feb
Mar
Jan
Feb
Mar
Apr
Mai
Jun
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Okt
Nov
Dez
http://www.pik-potsdam.de/~stock
64.
Veränderung des ersten und letzten Auftretens im Jahr
ausgewählter Ereignistage an drei Stationen
Heiße Tage
Erstes Auftreten im Jahr
Letztes Auftreten im Jahr
Sommertage
JAN
MAR
FEB
APR
MAI
JUL
AUG
SEP
OKT
NOV
DEZ
Station Geisenheim
Frosttage
Eistage
JUN
Erstes Auftreten im Jahr
Letztes Auftreten im Jahr
Heiße Tage
Erstes Auftreten im Jahr
Letztes Auftreten im Jahr
Sommertage
JAN
MAR
FEB
APR
MAI
JUL
AUG
SEP
OKT
NOV
DEZ
Station Landau
Frosttage
Eistage
JUN
Erstes Auftreten im Jahr
Letztes Auftreten im Jahr
Erstes Auftreten im Jahr
Heiße Tage
Letztes Auftreten im Jahr
Sommertage
JAN
FEB
MAR
APR
Frosttage
Eistage
MAI
JUN
JUL
AUG
SEP
OKT
NOV
DEZ
Station Heilbronn
Erstes Auftreten im Jahr
Letztes Auftreten im Jahr
http://www.pik-potsdam.de/~stock
65.
1970
2000
2030
1980
2010
2040
1990
2020
2050
Huglin-Index
1500
1900
2300
http://www.pik-potsdam.de/~stock
Rheingau
66.
1970
2000
2030
1980
2010
2040
1990
2020
2050
Huglin-Index
1500
1900
2300
http://www.pik-potsdam.de/~stock
Südwestdeutschland
67.
Ausblick
1. Zusätzliche Validierung für Hauptorte in den
ausgewählten Regionen Rheingau und Pfalz
2. Anbindung der Klimaszenarien an die
Rebphänologie
3. Ableitung und Auswertung
weinbaurelevanter Kenngrößen
4. Verbesserung der räumlichen Auflösung für
die Weinbaugebiete Rheingau und Pfalz
5. Analyse der Zusammenhänge zwischen
Klima- und Weinbaudaten
0
http://www.pik-potsdam.de/~stock
68.
Mark Twain, 1897
Alle reden vom Wetter,
Aber keiner tut etwas dagegen
Manfred Stock und Martin Wodinski
danken
Franz-W. Badeck, Antonella Battaglini, Friedrich-W.
Gerstengarbe, Thomas Kartschall, Peter C. Werner
und Dieter Hoppmann
sowie dem
Forschungsring des
Deutschen Weinbaus
Mit der Bitte um Kritik, Ratschläge, Fragen und Anregungen
danken wir für Ihr Interesse!
[email protected]
[email protected]
Ende
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69.
Anhang
a) Modelle und Methoden
b) Datenprüfung, Verifikation und
verbleibende Unsicherheiten
c) Weitere Ergebnisse
0
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70.
Eine exakte Vorhersage der zukünftigen
Klimaentwicklung ist nicht möglich, z. B. wegen
unbekannter Randbedingungen für:
a)
Entwicklung des globalen Energieverbrauchs,
b)
Zukünftige Landnutzungsformen,
c)
Entwicklung von Infrastruktur und Wirtschaft
d)
„Kipppunkte“ im Erdsystem (nichtlineare Dynamik).
Deshalb werden Szenarien zur Abschätzung der
zukünftigen Entwicklung eingesetzt.
Das folgende Beispiel berücksichtigt verschiedene
Alternativen zu obigen Punkten a) bis c) und die daraus
sich ableitende weitere Emission von Treibhausgasen.
0399
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71.
Unsicherheiten beim Globalen Klimawandel
Temperaturabweichung [°C]
a) Emissionssenarien
b) Unsicherheiten Globaler Modelle
IPCC-Report 2001
http://www.ipcc.ch
A1B Klimaszenarium
Jahr
0
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72.
Anforderung der Klimafolgenforschung
an regionalisierte Klimaszenarien
Maßstab
Zeit:
Raum:
Stunden bis Tag
Punkt bis zu wenigen Kilometern
Meteorologische Größen und Parameter
Lufttemperatur
Niederschlag
Luftfeuchte
Wind
Sonnenscheindauer
Strahlung
Bewölkung
Mittelwerte
Varianzen
Extremwerte
Intensitäten
Daten
 Die erstellten Daten müssen einen genügend großen Umfang
besitzen, um zum einen aus ihnen statistische Maßzahlen
ableiten und zum anderen einen entsprechenden Antrieb für
Impact-Modelle liefern zu können.
 Die meteorologischen Größen müssen für den entsprechenden
räumlichen und zeitlichen Maßstab in sich konsistent sein (Sie
dürfen den meteorologischen Zusammenhängen nicht
widersprechen).
0397
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73.
Skale
Dynamik
des
ECHAM4-OPYC3 MPI Hamburg
Klimas
Rand- und
Anfangswerte
~250 km
REMO MPI Hamburg
~18 km
Zirkulationsmuster
GROWEL FU-Berlin
generalisierte
Trendinformation
STAR PIK-Potsdam
beliebig
Statis-
Beobachtungsdaten
tische
Relationen
Ausgabe skalenbezogener Ergebnisse
Modellhierarchie zur Berechnung regionaler Klimaszenarien
0599
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74.
Globales Zirkulationsmodell
Ableitung einer plausiblen Tendenz für einen
ausgewählten meteorologischen Parameter
(hier: Temperaturtrend) im Untersuchungsgebiet für den Zeitraum des Zukunftsszenariums 2001 bis 2055
Regionales Szenarienmodell
Erzeugung statistisch basierter Zukunftsszenarien auf der Basis von Ähnlichkeitsbeziehungen, z.B. beim
Statisischen Regionalmodell STAR
Grundidee: Berechnung möglicher zukünftiger
Klimaänderungen im regionalen Maßstab durch
Kombination generalisierter
Klimamodellergebnisse mit langjährigen
Beobachtungsdaten.
0400
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75.
Temperaturtrend
<dT/dt>
A1B Klimaszenarium
1.
EINGABE 1
Zu erwartendes regionales
Änderungsverhalten einer
meteorologischen Größe
(Bezugsgröße)
2.
EINGABE 2
Stationsdaten,
Beobachtungsdaten
6. Monte-Carlo-Simulation
3.
Simulation der Zeitreihe
der Bezugsgröße
Modellphilosophie STAR
4.
Verknüpfung von Beobachtungsund Simulationsdaten der Bezugsgröße über Mustererkennung
5.
Berechnung eines räumlich
und zeitlich konsistenten
Gesamtszenariums
7.
Auswahl des
wahrscheinlichsten Szenariums
0700
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76.
Datengrundlage:
Für Stationen
Basisszenarium 1951 – 2000
Zukunftsszenarium 2001 - 2055
Meteorologische Größen (Tageswertbasis)
Mitteltemperatur
Maximumtemperatur
Minimumtemperatur
Niederschlag
Relative Feuchte
Dampfdruck
Luftdruck
Sonnenscheindauer
Bewölkung
Globalstrahlung
Windgeschwindigkeit
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77.
Aufstellen des
räumlich-zeitlichen Szenariums
 Berechnung der Temperaturverläufe an
den Stationen der Region durch Addition
der mittleren Differenzen zur
Bezugsstation
 Zuordnung der verbleibenden
meteorologischen Größen über das
Zeitschema
0312
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78.
Zuordnung der Beobachtungsdaten über Zeitschema
Bei der Zuordnung der simulierten Bezugsgröße zu dem jeweiligen Cluster wurde die
Position (Datum) im Cluster in einem
Zeitschema gespeichert.

Zuordnung der verbleibenden meteorologischen Größen entsprechend ihrer Position
(Datum) im Basisszenarium zu dem jeweiligen
Wert der Bezugsgröße im Zukunftsszenarium.
0311
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79.
Aufstellen der Verteilungsfunktionen für den Leitparameter
 Auswahl des Leitparameters (z. B.
Niederschlag)
 Aufstellen der Verteilungsfunktion
hinsichtlich der tendenziellen
Entwicklung
 Basisszenarium
 Zukunftsszenarium
0309
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80.
Vollständige Clusteranalyse
(Mustererkennung)
 Einsatz der vollständigen nichthierarchischen Clusteranalyse
entsprechend der vorgegebenen
Parameterkombination für das
Basisszenarium
• Automatische Bestimmung der
Startclusteranzahl
• Statistische Sicherung der
Clustertrennung
• Berechnung der optimal
getrennten Anzahl an Clustern
• Ausreißerbehandlung
0306
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81.
Abgeleitete Größen:
Anzahl und Andauer:
Frosttage
Eistage
Sommertage
Heiße Tage
Tage mit Niederschlag < 0.1mm
Tage mit Niederschlag > 10mm
Tage mit RF < 50%
Tage mit RF > 90%
Tage mit Dampfdruck > 15 kPa
Tage mit Sonnenscheindauer < 0.2h
Tage mit Sonnenscheindauer > 90%
Tage ohne Bewölkung
Tage mit Bewölkung = 8/8
Erstes und letztes Auftreten im Jahr:
Frostage
Eistage
Sommertage
Heiße Tage
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82.
Monte-Carlo-Simulation
der Bezugsgröße
 Erstellen eines trendfreien, jahresweise
zufällig geordneten Zeitreihe in der
Länge des Szenarienzeitraums mittels
Zufallszahlengenerator unter Beibehaltung der statistischen Kenngrößen
aus dem Beobachtungszeitraum
0303
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83.
Verteilungsvergleich und Auswahl
der wahrscheinlichsten Entwicklung
Basisszenarium
Zukunftsszenarium
xr
real
beobachtet
xw
wahrscheinlichste
Entwicklung
 xw = xr+1 - xr-1
0310
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84.
Anhang b)
Datenprüfung, Verifikation und
verbleibende Unsicherheiten
0
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85.
Statistische Tests
Für den Vergleich von beobachteten und simulierten
Reihen wurden folgende statistische Tests verwendet:
0314
C ² -Test
Verteilungen der Mittelwerte,
Standardabweichungen und des
90%-Quantils für die Tageswerte und
Dauerstufen
KolmogorovSmirnov-Test
Verteilungen der Mittelwerte,
Standardabweichungen und des
90%-Quantils für die Tageswerte und
Dauerstufen
t -Test
Monatsmittelwerte
F -Test
Standardabweichung der Monatswerte
Spearman-Test
Trend
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86.
Jahressummen des Niederschlags Gschwend,
1951-2000,
rot: beobachtet, blau: simuliert
0315
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87.
Jahresmittel der Sonnenscheindauer Gschwend,
1951-2000,
rot: beobachtet, blau: simuliert
0316
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88.
Meteorologische
Größe
Mittelwert
Standardabweichung
Trend
beobachtet
simuliert
beobachtet
simuliert
beobachtet
simuliert
Test b - s
1040.2
1035.8
171.03
153.35
116.47
112.01
0
Tmax
12.6
12.6
0.86
0.89
1.34
1.36
0
Tmit
8.0
8.0
0.79
0.84
1.35
1.48
0
Tmin
3.7
3.8
0.81
0.86
1.58
1.57
0
Dampfdruck
9.3
9.1
0.46
0.42
0.55
0.31
0
Sonnenschein
4.7
4.9
0.35
0.35
-0.28
-0.03
0
Niederschlag
Verifikationsergebnisse für die Bezugsstation Gschwend
(0 = kein signifikanter Unterschied; 5 = signifikanter Unterschied mit
5% Irrtumswahrscheinlichkeit; 1 = signifikanter Unterschied mit 1%
Irrtumswahrscheinlichkeit)
0317
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89.
Meteorologische
Größe
Mittelwert
Standardabweichung
Trend
Station
beobachtet
simuliert
beobachtet
simuliert
beobachtet
simuliert
Test b - s
Niederschlag
fru
1658.0
1616.3
305.49
277.93
263.91
188.33
0
Tmax
ovt
10.7
11.2
0.78
0.83
0.39
1.38
1
Tmit
fru
6.8
7.1
0.70
0.79
0.88
1.47
5
Tmin
kli
3.2
3.5
0.67
0.79
0.77
1.56
5
Dampfdruck
weh
9.3
9.1
0.45
0.41
0.80
0.33
5
Sonnenschein
ovt
4.3
4.5
0.41
0.41
-0.37
0.01
5
Verifikationsergebnisse bezüglich größter Trenddifferenz
0318
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90.
Definition ausgewählter Ereignistage
Typ des Ereignistages
Charakterisierung
Lufttemperatur
Heiße Tage
Tmax  30°C
Sommertage
Tmax  25°C
Frosttage
Tmin < 0°C
Eistage
Tmax < 0°C
Niederschlag
0731
Tage ohne Niederschlag
RR = 0.0 mm
Tage mit hohem Niederschlag
RR  10.0 mm
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91.
Ereignistag
Beobachtung
Simulation
Eistag
Tmax < 0.0° C
26.5
26.3
Frosttag
Tmin < 0.0° C
107.9
109.4
Sommertag
Tmax ≥ 25.0° C
29.2
29.3
Heißer Tag
Tmax ≥ 30.0° C
3.6
3.7
Vergleich der Ereignistage (mittlere Häufigkeit pro Jahr)
für die Bezugsstation Gschwend, Zeitraum 1951-2000
0853
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92.
Eistage
Frosttage
Sommertage
Heiße Tage
Station
beob.
simu.
beob.
simu.
beob.
simu.
beob.
simu.
Gschwend
26.5
26.7
107.9
109.3
29.2
29.1
3.6
3.4
Bamberg
21.1
23.6
100.3
104.9
41.6
42.7
8.1
8.8
Würzburg
23.6
23.5
86.6
88.1
39.1
39.7
7.4
7.6
Oberviechtach
50.3
44.4
112.8
116.9
17.7
21.1
1.4
2.6
Weihenstephan
32.7
29.4
124.2
117.4
31.5
34.3
3.4
5.6
Oberstdorf
26.9
30.0
145.2
146.4
26.3
27.1
2.0
3.2
Karlsruhe
13.3
13.2
68.0
68.4
54.9
56.9
14.0
15.2
Klippeneck
45.1
43.7
121.1
117.6
11.2
12.5
0.5
0.9
Freudenstadt
39.6
40.0
111.6
108.4
13.1
13.6
0.8
1.0
Vergleich der Ereignistage für die Teststationen,
Zeitraum 1951-2000, grün = Simulationswert mit der größten
relativen Abweichung zur Beobachtung
0319
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93.
Jahresmittel der Lufttemperatur, Gschwend 1951-2055,
blau: Minimum; grün: Mittel; rot: Maximum
0600
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94.
Jahresmittel des Niederschlags, Gschwend 1951-2055
0601
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95.
12
Temperatur [°C]
10
8
6
4
2
0
1951
1961
1971
1981
1991
2001
Jahr
Homogenitätsprüfung, Station Neuglobsow,
Stationsverlegung 1971
0733
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96.
12
Temperatur [°C]
10
8
6
4
2
0
1951
1961
1971
1981
1991
2001
Jahr
Homogenitätsprüfung, Station Neuglobsow,
korrigierte Temperaturreihe
0734
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97.
Statistische Klimaszenarien
Vorteile:

Hohe räumliche Auflösung.

Die beobachteten physikalischen
Zusammenhänge bleiben erhalten.

Möglichkeit einer variablen Szenarienbildung.

Geringer Rechenzeitaufwand.
Nachteile:
0398

Es müssen Annahmen zur Klimaentwicklung
vorgegeben werden.

Physikalische Prozesse können nicht direkt
erfaßt werden.

Die Stationarität der beobachteten statistischen
Zusammenhänge wird vorausgesetzt.
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98.
Schlußfolgerungen
1. Die Validierung des Modells zeigt im
statistischen Sinn akzeptable Ergebnisse.
2. Das Modell ist für beliebige Bezugsgrößen
einsetzbar.
3. Monte-Carlo-Simulationen ermöglichen
eine statistische Aussage zur
wahrscheinlichsten Entwicklung
ausgewählter meteorologischer Parameter.
4. Die Anwendung des Verfahrens unter
praktischen Gesichtspunkten liefert
plausible Klimaänderungsszenarien.
5. Die Rechenzeit ist im Vergleich zu anderen
Szenarienmodellen extrem niedrig.
0408
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99.
Möglichkeiten
1. Stationsverdichtung
2. Räumliche Interpolation
3. Kriging
4. Statistisches Downscaling
5. Lokales Klimamodell
z
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100.
Anhang c)
Weitere Ergebnisse
0
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101.
Klimawandel – Regionalstudien des PIK in Deutschland
FDW-Projekt
Klima 2050
BMBF-Projekt
GLOWA-Elbe
Regionale Partner:
•Geisenheim
(FAG und DWD)
•Siebeldingen
(Geilweilerhof)
•Weinsberg (LVWO)
www.glowa-elbe.de
LfU-BW-Projekt
KLARA
PIK-Report 99
Erläuterung:
In zwei anderen Regionalstudien hat das PIK auch
regionale Auswirkungen des Klimawandels auf die
Weinbauregionen Baden, Württemberg, Elbe,
Saale-Unstrut sowie die mögliche Ausdehnung
des Weinbaus in Nordostdeutschland untersucht.
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102.
Entwicklung des Huglin-Index in fünf
Weinbauregionen in Europa
zwischen 1951 - 2050
30.SEP
H = GNL *  {(Tmax-10)/2 +(Tmean-10)/2)}
01.APR
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103.
Messung der Photosyntheseleistung
im Weinberg auf dem Wachtelberg
in Werder a.d.Havel, 2002
Arbeitsgruppe des PIK bei Messungen der
Photosyntheseleistung auf dem Wachtelberg in
Werder bei Potsdam
www.wachtelberg.de/
Weinbau in Nordostdeutschland: Simulation 1951 - 2050
Hamburg
Hamburg
Berlin
Berlin
2000
HUGLIN INDEX
Cabernet sauvignon Merlot
Chenin blanc (Sancerre)
Cabernet franc
1800
1600
Pinot noir Chardonnay
Riesling Sylvaner Sauvignon blanc
Gamay noir (Beaujolais nouveau)
Pinot blanc
Dresden
Mueller-Thurgau
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105.
Weinbau in Nordostdeutschland 1970
2000
HUGLIN INDEX
Cabernet sauvignon Merlot
Chenin blanc (Sancerre)
Cabernet franc
1800
1600
Pinot noir
Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc
Gamay noir (Beaujolais nouveau)
Pinot blanc
Mueller-Thurgau
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106.
Weinbau in Nordostdeutschland 2000
2000
HUGLIN INDEX
Cabernet sauvignon Merlot
Chenin blanc (Sancerre)
Cabernet franc
1800
1600
Pinot noir
Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc
Gamay noir (Beaujolais nouveau)
Pinot blanc
Mueller-Thurgau
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107.
Weinbau in Nordostdeutschland 2030
2000
HUGLIN INDEX
Cabernet sauvignon Merlot
Chenin blanc (Sancerre)
Cabernet franc
1800
1600
Pinot noir
Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc
Gamay noir (Beaujolais nouveau)
Pinot blanc
Mueller-Thurgau
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108.
Extreme und deren Veränderungen
•Niederschlagsarme
Tage (P  0.1 mm)
•Starkregentage
(P  10 mm)
Räumlich sehr unterschiedliche Trends, früher überwiegend rückläufige Anzahl, zukünftig eher zunehmend
•Frosttage
(Tmin < 0 °C)
•Eistage
(Tmax < )
Die Zahl der Frosttage war generell rückläufig, vor allem
im Nordosten; erster Frosttag meist später; der letzte
Frosttag eher zum Jahresbeginn, außer im
Hochschwarzwald. Bei Eistagen noch stärkerer Rückgang
der Häufigkeit.
•Sommertage
(Tmax  25 °C)
•heiße Tage
(Tmax  30 °C)
Die Zahl der Sommertage nimmt generell deutlich zu, in
den Gebirgen etwas geringer und von Ost nach West
abnehmend. Bei der Zahl heißer Tage zeigt sich räumlich
ein gleicher Trend
Bisher in der Regel deutliche Zunahme, vor allem im
Schwarzwald; zukünftig weiterhin im Westen und
Norden, im restlichen Gebiet abnehmende Anzahl
•Weitere Extreme:
Sturm, Gewitter, Hagel
(erste Hinweise, aber noch keine Zukunftstrends)
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109.
Tabelle (Vorentwurf): Auswirkungen & Anpassungsmaßnahmen
Chancen
Risiken
Maßnahmen
Mehr
Sortenmöglichkeiten
Veränderungen im
Sortencharakter
Lagenspezifische Analyse des
klimatischen Entwicklungspotenzials, Etablierung von Cuvées
Frühere
Vegetationsphasen
schnelleres Wachstum
beschleunigtes
Wachstum auch bei
Schaderregern
Resistente Sorten (ggf. mit Hilfe
gentechnischer Methoden)
Mehr Strahlung,
beschleunigte Reife
auch mehr
Sonnenbrand
Wechsel der bevorzugten Lagen,
angepasste Erziehung, Folien
Höhere Qualität einiger
Jahrgänge
Versicherungssysteme, Derivate,
Etablierung von Cuvées
Weitere Regionen &
Flächen
Einbußen bei anderen
Jahrgängen, höhere
Variabilität
Zusätzlicher
Wettbewerb
Steigende Erträge
Sinkende Renditen
Nachhaltiges
Qualitätsmanagement
Offensives Marketing, Förderung
des Weintourismus
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110.