Klimawandel - ForschungsVerbund Erneuerbare Energien
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Klimawandel Beobachtete Folgen und Risiken für die Zukunft www.pik-potsdam.de/~anders Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Beratung der Kanzlerin G8+5 Beratung Klimawandel Beobachtete Folgen und Risiken für die Zukunft www.pik-potsdam.de/~anders Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Temperaturtrends des letzten Jahrhunderts www.pik-potsdam.de/~anders CO2 Konzentration steigt rapide an Intergovernmental Panel on Climatic Change Report (IPCC AR4, Feb. 2007) 4th Assessment 3 CO2 ist ein Treibhausgas Arrhenius 1896 (4-6 ºC) www.pik-potsdam.de/~anders Effekt einer CO2 Verdopplung: “Klimasensitivität” 3 ± 1 ºC 4 Die Erde erwärmt sich. π www.pik-potsdam.de/~anders π 1990er wärmstes Jahrzehnt 2005, 1998, 2002, 2003, 2006, 2004, 2001 wärmsten Jahre year 5 ~0.8oC Temperaturanstieg im letzten Jahrhundert Ähnliches gilt für Meeresoberfläche Die Erwärmung ist ungewöhnlich www.pik-potsdam.de/~anders Temperaturabweichungen (°C) Rekonstruktion der Temperatur der Nordhemisphäre 6 Jahr Hauptursache: Menschen 7 Schattierungen: Modelle. Schwarze Kurve: Messung www.pik-potsdam.de/~anders Notwendigkeit von anthropogenen Treibhausgasen bei Simulationen IPCC AR4, Feb. 2007 www.pik-potsdam.de/~anders Beobachtete Folgen 8 Folgen www.pik-potsdam.de/~anders Meerespiegelanstieg der letzten 140 Jahre 15 - 20 cm 9 Gletscher schmelzen weltweit www.pik-potsdam.de/~anders Neuseeland 10 Peru www.pik-potsdam.de/~anders Ururashraju Gletscher www.worldviewofglobalwarming.org 11 ~ 5000 m Höhe USA www.pik-potsdam.de/~anders Grinnell Gletscher www.worldviewofglobalwarming.org 12 Glacier National Park Schweiz www.pik-potsdam.de/~anders Rhone Gletscher www.worldviewofglobalwarming.org 13 Österreich www.pik-potsdam.de/~anders Pasterze www.worldviewofglobalwarming.org 14 Alaska www.pik-potsdam.de/~anders Portage Glacier www.worldviewofglobalwarming.org 15 Alaska www.pik-potsdam.de/~anders Portage Glacier www.worldviewofglobalwarming.org 16 www.pik-potsdam.de/~anders Kilimanjaro 2015 17 1979 www.pik-potsdam.de/~anders 17th September Arktisches Eis 18 2007 www.pik-potsdam.de/~anders 17. September Arktisches Eis 19 www.pik-potsdam.de/~anders Zukunftsprojektionen 20 Szenarien für die Zukunft Projektionen IPCC, 2007 A2 www.pik-potsdam.de/~anders A1B2 B1 Com. 21 Mögliche Risiken www.pik-potsdam.de/~anders in einer wärmeren Welt 22 Washington Post, 30 March 2005 Extremereignisse • Wahrscheinlichkeitsverteilung www.pik-potsdam.de/~anders • Auftreten von Extremereignissen Plus möglicher Veränderungen der Verteilung • Geringe Verschiebung der Verteilung • Überproportional häufigeres Auftreten von Extremen 23 Risiko: Hitzewellen www.pik-potsdam.de/~anders Europa, Sommer 2003 Schär et al. 2004 -4 -2 0 +2 +4 +6 Wahrscheinlichkeit 1:10 000 000 24 +8 ºC www.pik-potsdam.de/~anders Risiko: Hitzewellen „Business as usual“ Szenario Im Rahmen der globalen Erwärmung: 25 Weniger unwahrscheinlich Risiko: Hitzewellen Hitze www.pik-potsdam.de/~anders Influenza Schär et al. 2004 26 Risiko: Überflutungen • Wärmere Atmosphäre hält mehr Wasserdampf (~7%/°C) www.pik-potsdam.de/~anders • Mehr Niederschlag in extremen Ereignissen 27 Tipping points www.pik-potsdam.de/~anders Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 28 Schellnhuber, 1996 “Kippprozesse des Klimasystems” zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ www.pik-potsdam.de/~anders Risiko: Eisschilde Volumen: 2.8x1015 m3 entspricht 7 m globaler Meeresspiegelanstieg Abschmelzregion des Grönländisches Eisschildes wächst zwischen 1979 und 2002 im Mittel um 16%. Daten von K. Steffen und R. Huff Universität von Colorado, USA 30. Jan, 2002 www.pik-potsdam.de/~anders Scambos, NSIDC 20 km 30 4. März, 2002 www.pik-potsdam.de/~anders Scambos, NSIDC 20 km 31 4. März, 2002 www.pik-potsdam.de/~anders Scambos, NSIDC 20 km Ice sheet response time “is of the order of centuries, not millennia”. James Hansen, head of NASA Goddard Institute to US Congress in 2005 32 Was sagt uns die Vergangenheit ? www.pik-potsdam.de/~anders Meeresspiegel und Temperatur 33 Archer & Brovkin, 2007 Meerespiegel IPCC AR4, 2007 Seit 1900: www.pik-potsdam.de/~anders 0.15 m – 0.20 m Rahmstorf, Science, 2007 Bis 2100: 0.55 m – 1.25 m (abhängig von Szenario) Archer & Brovkin, Auf langen Zeitskalen Climatic Change, 30 m – 50 m 2007 34 (für 560 ppm CO2equ) www.pik-potsdam.de/~anders Dutch cow ready for global warming ! 35 Gibt es Grenzen der Anpassungsfähigkeit ? Risiko: Hurricanes www.pik-potsdam.de/~anders Vince Delta 36 Tropical Storms 2005 “Hurricane Rekorde” www.pik-potsdam.de/~anders Hurricane Catarina off Brasil, 26. March 2004. 2004: 2005: 37 π Erster Hurricane im Süd Atlantik π Erstmals 4 Hurricanes in Florida in einer Saison π Erstmals 10 Typhoons in Japan in einer Saison π Erstmals 28 tropische Stürme seit 1851 π Erstmals 15 Hurricanes π Erstmals ein Hurricane vor Europa (Vince) π Niedrigster gemessener Druck (Wilma, 882 mbar) www.pik-potsdam.de/~anders Risiken: Hurricanes 38 Hurricane Vorhersagemodelle: Stärkere Hurricanes in wärmerem Klima (Knutson, GFDL Princeton) Risiken: Hurricanes Hurricane Power (PDI) www.pik-potsdam.de/~anders Sea Surface Temperature (September) Global Mean Temperature Atlantic Beobachtungen: Energie der Hurricane hängt direkt mit der Ozeantemperatur zusammen. 39 Beide steigen an (Emanuel, MIT). Tipping points www.pik-potsdam.de/~anders Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 40 Schellnhuber, 1996 “Kippprozesse des Klimasystems” zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ www.pik-potsdam.de/~anders Der Golfstrom 41 Kuhlbrodt, Griesel, Montoya, Levermann, Hofmann, Rahmstorf, Rev. Geophy., 2007. Folgen eines Abbruchs der THC Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) www.pik-potsdam.de/~anders π 42 (Vellinga & Wood 2002) Folgen eines Abbruchs der THC π www.pik-potsdam.de/~anders π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) ~1 Meter 43 Folgen eines Abbruchs der THC π www.pik-potsdam.de/~anders π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) ~1 Meter 1 Meter Meerespiegelerhöhung: Jahrhundert-Sturmflut alle 3-4 Jahre 44 Sturmflutrisiko in Manhattan (Rosenzweig & Solecki, 2001) Folgen eines Abbruchs der THC www.pik-potsdam.de/~anders π π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone (Vellinga & Wood 2002) Niederschlag Primärproduktion 45 Folgen eines Abbruchs der THC π π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone www.pik-potsdam.de/~anders π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) (Vellinga & Wood 2002) π 46 Störung des ökologischen Gleichgewichts (Schmittner, 2005) Folgen eines Abbruchs der THC π π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone www.pik-potsdam.de/~anders π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) (Vellinga & Wood 2002) Atlantik π 47 π Pazifik Störung des ökologischen Gleichgewichts (Schmittner, 2005) Verringerung ozeanischer CO2 -Aufnahme (Zickfeld et al., 2007) Subjektive “Abbruchswahrscheinlichkeiten” www.pik-potsdam.de/~anders für den Abbruch der THC oder sein unwiderrufliches Einleiten Risiko = Wahrscheinlichkeit x Folgen ? 48 Tipping points www.pik-potsdam.de/~anders Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 49 Schellnhuber, 1996 “Kippprozesse des Klimasystems” zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ Zukunftsprojektionen www.pik-potsdam.de/~anders Peaking out of the box of natural science 50 Szenarien für die Zukunft Projektionen IPCC, 2007 A2 www.pik-potsdam.de/~anders A1B2 EU Ziel 2ºC B1 ?! Com. 51 EU Ziel: Emissionen bis 2050 um mindestens 50% verringern - global Übereinstimmung mit Ökonomen ! www.pik-potsdam.de/~anders Vermeidungskosten 1% bis 3% des GWP Sir Nicholas Stern Nötige Emissionsreduktion: ~ 20% bis 2020 oder ~ 50% bis 2050 Lange Zeitskalen www.pik-potsdam.de/~anders CO2 Emissionen CO2 Konzentrationen Temperatur stabil = Null Emissionen Temperatur 53 & Brovkin, 2007 Archer Lösungsansätze www.pik-potsdam.de/~anders „Ok, noch jemand für den Antrag der USA ? Ich zitiere ´Laßt uns diesen verdammten Planeten leer saugen und dann nichts wie weg zur Venus oder so´ – Ende des Zitat“ 54 Was können wir tun ? www.pik-potsdam.de/~anders Hauptvermeidungsoptionen: 55 π Energie Effizienz π Erneuerbare Energie π Carbon capture and storage (CCS) Elektrizitätsproduktion („Business as usual“ Szenario) www.pik-potsdam.de/~anders EJ/ a Coal PC Biomass Combined Heat-power Solar energy Natural Gas NGCC 56 Wind energy Hydropower Nuclear LWR Geothermal energy Elektrizitätsproduktion (450 ppm Szenario) www.pik-potsdam.de/~anders EJ/ a 57 Coal PC Biomass Combined Heat-power Natural Gas NGCC with CCS Solar energy Natural Gas NGCC Wind energy Hydropower Nuclear LWR Geothermal energy Elektrizitätsproduktion (450 ppm Szenario mit Nuklearausstieg) www.pik-potsdam.de/~anders EJ/ a 58 Relativer Anstieg der Vermeidungskosten durch Nuklearausstieg: 4.6 % Coal PC Biomass Combined Heat-power Natural Gas NGCC with CCS Solar energy Natural Gas NGCC Wind energy Hydropower Nuclear LWR Geothermal energy Ist es möglich ? www.pik-potsdam.de/~anders Beispiel: Windenergie 59 www.pik-potsdam.de/~anders Beispiel: Wind Energie 60 Strompreis dieser Woche ~ 5 c/kWh www.pik-potsdam.de/~anders ~ 4 c/kWh 61 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit www.pik-potsdam.de/~anders Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung IPCC AR4, 2007. “Business as usual” Szenario für 2100 www.pik-potsdam.de/~anders ~ 5 c/kWh ~ 4 c/kWh 63 Risiko: Hitzewellen www.pik-potsdam.de/~anders Europa, Sommer 2003 Influenza -4 64 -2 0 +2 +4 +6 Hitze +8 ºC Schär et al. 2004
