Klimaforschung Afrika - Deutsches Klima Konsortium
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DKK Deutsches Klima Konsortium Themenpapier der DKK-Arbeitsgruppe Klimaforschung Afrika zu Schwerpunkten in der Zusammenarbeit mit Afrika 2012 – 2020 Inhalt I.Einleitung 5 II.Zusammenfassung der Empfehlungen für die Forschung und deren Förderung III. Themenschwerpunkte Thema 1: Rückkopplung und Fernwirkung im System Atmosphäre, 6 8 8 Land, Ozean und Vegetation Thema 2: Klimawandel und menschlicher Lebensraum 10 Thema 3: Entwicklung und Verbesserung von Datenbasen und Methoden 14 Thema 4: Aufbau von Humankapazitäten, Infrastruktur und Wissenstransfer 16 IV. Geografische Übersicht laufender Projekte und Aktivitäten 18 V. Beteiligte Einrichtungen und Ansprechpartner mit Afrika-Kompetenz 20 Das Deutsche Klima-Konsortium bündelt die Kompetenz deutscher Institute im Bereich der Klima- und Klimafolgenforschung I. Einleitung Dieses Themenpapier fasst die Perspektiven deutscher Klimaforschung zur thematischen Ausgestaltung Zwanzig Forschungseinrichtungen und ein Verband sind Teil Die Grundlage für unsere Empfehlungen thematischer Schwer- partnerschaftlicher Forschungs- und Kapazitätenprogramme mit afrikanischen Ländern zusammen. Seit Beginn der DKK-Arbeitsgruppe Afrika. Die Arbeitsgruppe hat das Ziel, punkte bilden nationale und internationale Vereinbarungen 2011 treffen sich Klimaforscher in Berlin regelmäßig zu einem Gedankenaustausch. In Vorträgen und Workshops wichtige und vielversprechende Forschungsansätze in afrikani- und Prioritäten. Dazu gehören die vielfältigen Initiativen der diskutieren die Teilnehmer, welche Beiträge die deutsche Forschung in der interdisziplinären Klimaforschung, schen Ländern durch Kooperation zu unterstützen. Wir möchten deutschen Bundesregierung sowie „Africa’s Science and Tech- beim Aufbau von Kapazitäten sowie beim Klimaschutz und bei der Anpassung an den Klimawandel gemeinsam uns auch der besonderen Verantwortung in der Zusammen- nology Consolidated Plan of Action“ der Afrikanischen Union, mit afrikanischen Partnern leisten kann. arbeit mit Afrika stellen, einem Kontinent, der am wenigsten das „Climate Change and Natural Resource Management Pro- zu den Treibhausgasemissionen beigetragen hat, aber einen gramme“ von NEPAD (New Partnership for Africa’s Develop- Großteil der Folgen tragen wird. ment) und die gemeinsame Afrika-EU-Strategie. Vor allem aber Berlin, im September 2011 Für die afrikanischen Länder ist das Wissen über lokale Auswirkungen des Klimawandels die Voraussetzung zur Formulierung von Anpassungsstrategien und von Strategien zum Klimaschutz. Die Forschungsergebnisse haben aber auch für resultiert dieses Themenpapier aus den intensiven Gesprächen mit unseren afrikanischen Forschungspartnern, deren wichtiger lokaler Expertise sowie den gemeinsamen praktischen Erfahrungen vor Ort. Deutschland eine praktische Relevanz. Hier stehen neben dem erweiterten Verständnis der globalen Klimaänderung und der Auswirkungen auf Deutschland unter anderem auch Versor- Das Themenpapier orientiert sich daher an folgenden Prämissen gungssicherheit, Migrationsbewegungen sowie potenzielle Märkte für deutsche Produkte und Technologien im Mittelpunkt. Durch einen geeigneten Wissenstransfer in beide Richtungen kann eine nachhaltige Zusammenarbeit deutlich gestärkt wer- Forschung zu betreiben, die dem globalen Thema Klimawandel, spezifisch afrikanischen, aber auch spezifisch deutschen Interessen gerecht wird. den. Die deutsche Klimaforschung verfügt neben vielfältiger Partnerschaftliche Unterstützung beim Auf- und Expertise über ein hohes interdisziplinäres Potenzial und lang- Ausbau weiterer Humankapazitäten in Wissenschaft jährige Erfahrung in der Kooperation mit afrikanischen Partnern. und Forschung. Tanja Fröhlich Partnerschaftliche Unterstützung beim Auf- und DKK-Geschäftsführerin Ausbau einer langfristigen Trägerschaft von Infrastruktur vor Ort. Transparenz von Aktivitäten der deutschen Klimaforschung nach innen und außen. 4 Themenpapier Afrika 5 II. Zusammenfassung der Empfehlungen für die Forschung und deren Förderung Unsere Empfehlungen zur afrikanisch-deutschen Zusammenarbeit umfassen vier thematische Schwerpunkte für die Klimaforschung und die Klimafolgenforschung in Afrika. Thema 1 Thema 2 Thema 3 Thema 4 Rückkopplung und Fernwirkung im System Atmosphäre, Land, Ozean und Vegetation Klimawandel und menschlicher Lebensraum Entwicklung von Datenbasen und Methoden Humankapazitäten, Infrastruktur und Wissenstransfer Die Klimafolgen können nicht ohne die komplizierten Wechsel- Parallel zur Forschung besteht Bedarf zum Auf- und Ausbau Die Kooperation beim Auf- und Ausbau von „Humankapazitä- Dazu gehört die Grundlagenforschung, die das „System Atmo- wirkungen mit anderen Einflüssen wie beispielsweise Demo- von Strukturen für die Forschung. Zentrale Bausteine sind um- ten, Infrastruktur und Wissenstransfer“ unterstützt afrikanische sphäre, Land, Ozean und Vegetation“ untersucht. Ihre Erkennt- grafie, Urbanisierung und Märkten analysiert werden. Somit fassendere „Datenbasen und Methoden“. Im Fokus sollte ihre Länder, in noch höherem Maße aktiv an der Wissensbasis für nisse bilden die Basis der Klimafolgenforschung. bilden der Globale Wandel, die Anpassung an den Klimawandel nutzerorientierte Anwendung stehen. die Gestaltung der Zukunft unter Klimawandelbedingungen zu sowie der Klimaschutz die Inhalte des Schwerpunktes „Klima- arbeiten. wandel und menschlicher Lebensraum“. Struktureller Anpassungsbedarf bzw. Forschungsbedarf besteht Forschungsbedarf besteht Forschungsbedarf besteht Struktureller Anpassungsbedarf besteht hinsichtlich der Verbesserung der Vorhersagefähigkeit des hinsichtlich der Determinanten der Landnutzungsdynamik, bei der Unterstützung der Festlegung von Datenstrukturen bei der Aus- und Weiterbildung von Wissenschaftlern und Klimas in Afrika auf saisonalen, dekadischen und längeren der Urbanisierung, der Anpassung der Landwirtschaft, und Ablageformen sowie digitaler Langzeitarchivierung; dem Fachkräfteaufbau im nichtakademischen Bereich; Zeitskalen (Klimamodellen), unter Berücksichtigung der Anpassung von Infrastruktur hinsichtlich der Digitalisierung vorhandener Papierdaten; bei der Gründung und Begleitung von Forschergruppen; bei der Kopplung bodengestützter Messdaten mit beim Aufbau von Graduiertenkollegs; des breiten Spektrums an regionalen Besonderheiten und der Ozeandynamik im Klimasystem; hinsichtlich der Reduzierung der Unsicherheiten in den Kenntnissen der Atlantischen Ozeandynamik und des Auftriebs nährstoffreicher Gewässer, um das Verständnis des marinen Ökosystems zu verbessern; sowie zu regionalen Potenzialen und Ressourcen für den Klimaschutz. Satellitendaten und der Ableitung der Informationen Die Formulierung von Anpassungs- und Klimaschutzstrategien bedarf interdisziplinärer Forschung. Ein umfassender Forschungsansatz sollte ebenso Daten über für Datenbanken; hinsichtlich der Organisation und Durchführung von Messkampagnen sowie der Überführung der Informationen in Datenbanken; bei der praktischen Hilfestellung beim Datenmanagement; hinsichtlich der Schaffung eines weiteren Klima-Kompetenzzentrums in Ostafrika zusätzlich zu den bereits bestehenden Zentren im südlichen und westlichen Afrika; hinsichtlich der Verbesserung des Verständnisses über den lokale Auswirkungen des Klimawandels sowie eine umfassende sich verändernden Wasserkreislauf und dessen Auswirkun- Analyse der regionalen sozioökonomischen Strukturen in Wech- hinsichtlich der Durchführung regionaler „Ensemble- gen auf Wasserverfügbarkeit, menschliche Gesundheit und selwirkung mit dem nationalen und internationalen ökonomi- Rechnungen“ mit Klimamodellen zur Bestimmung der Ernährungssicherheit; schen Kontext beinhalten. Genauigkeit von Klimaprognosen sowie der Interpretation bei dem Auf- und Ausbau der Beobachtungsinfrastruktur hinsichtlich von Wetterextremen in Afrika, um negativen Das Ergebnis sollten gleichzeitige und sich aufeinander bezie- der Ergebnisse und der Einspeisung in Datenbanken. für klimarelevante Daten; Folgen von Dürren und Überflutungen entgegenzuwirken; hende Analysen sozioökonomischer, rechtlicher, technologischer hinsichtlich der Schaffung und Unterstützung landwirt- und institutioneller Rahmenbedingungen sein. schaftlicher „Lehr- und Versuchshöfe“ sowie nachhaltiger hinsichtlich der Verbesserung des Verständnisses der hinsichtlich der Schaffung eines Netzwerks zur Klima- und Klimafolgenforschung mit Süd-Nord-Teilnehmern; Aqua-/Marikulturanlagen; Zusammenhänge zwischen Klimawandel, Landnutzung, gekoppelter Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe, Mineral- bei dem Austausch und der Kooperation mit afrikanischen staub und der Verbrennung von Biomasse. Partnern zur Wahrnehmung von Klimaforschung und ihren Ergebnissen in der Öffentlichkeit. 6 Zusammenfassung Themenpapier Afrika 7 III. Themenschwerpunkte Die vier Themenschwerpunkte ergänzen sich wechselseitig. Auf den folgenden zur Erhöhung des Erwärmungstrends beitragen und zu einer Afrika ist auch die weltweit größte Quelle von Wüstenstaub. Seiten wird der Forschungsbedarf der einzelnen Bereiche näher erläutert. Verlängerung von Hitzeperioden führen. Eine bessere Vorher- Der überwiegende Teil stammt aus der Sahara. Dieser Mine- sagbarkeit des sich verändernden Wasserkreislaufs wird für ralstaub ist reich an Stickstoff, Eisen und Phosphor. Die bloße Studien zu Wasserverfügbarkeit, Überflutung und Dürren, Menge des Wüstenstaubs reicht aus, das Klima durch Abküh- menschlicher Gesundheit und Ernährungssicherheit von gro- lung der unteren Atmosphäre und durch Aufheizen der höheren ßer Bedeutung sein. Schichten zu beeinflussen. Sowohl Biomasseverbrennung als Thema 1 Um die Auswirkungen von Temperatur- und Niederschlags- Rückkopplung und Fernwirkung im System Atmosphäre, Land, Ozean und Vegetation änderungen auf terrestrische Ökosysteme in den semiariden Regionen Afrikas vorherzusagen, ist eine Verbesserung der Klimamodelle notwendig (➥ vgl. Thema 3). Da häufig Mes- auch Staubemissionen wirken sich negativ auf die regionale Luftqualität aus. Forschungsbedarf Der IPCC erwartet, dass sich die Erwärmung des afrikanischen Zentral- und Nordatlantischen Ozean beeinflusst. Zudem wirkt sungen als empirische Grundlage fehlen, ist es notwendig, Verbesserung der Vorhersagefähigkeit des Klimas in Afrika Kontinents im 21. Jahrhundert schneller vollzieht als die globale der (anthropogene) Aerosoltransport auf den Ozean auf diese die Beobachtungsinfrastruktur zu erweitern ( ➥ vgl. Thema 4). auf saisonalen, dekadischen und längeren Zeitskalen Erderwärmung. Die rasch anwachsende Bevölkerung, die unver- Temperaturgradienten ein. Veränderungen im Monsun wie z. B. hältnismäßig starke Landdegradierung und die Wasser- bzw. das Einsetzen und die Dauer der Regenzeit sind von entschei- Luftverschmutzung machen die afrikanischen Länder besonders dender Bedeutung für die Landwirtschaft. Forschungsbedarf anfällig für die Auswirkungen des Klimawandels. Es besteht besteht hinsichtlich möglicher Rückkopplungen zwischen daher die Notwendigkeit, die Vorhersagefähigkeit des Klimas Klimawandel, Mobilisierung von Mineralstaub-Aerosol aus der in Afrika auf saisonalen, dekadischen und längeren Zeitskalen Sahara, Monsundynamik und Austrocknung der Sahelzone. zu verbessern. Land-Atmosphäre-Ozean-Wechselwirkungen Rück- und Fernkopplungen im Erdsystem: Konsequenzen für semiaride Regionen Der IPCC geht davon aus, dass der Klimawandel eine polwärts gerichtete Verlagerung atmosphärischer Strahlströme (Wind- Eine Erwärmung der Ozeane kann durch eine erhöhte Verduns- bänder) verursacht. In Anbetracht der Bedeutung der Zirkulatio- tung und zunehmende Feuchtigkeitstransporte den Monsun- nen des Indischen und Atlantischen Ozeans in Verbindung mit regen verstärken. Im Gegensatz dazu können aride subtropische dem Pazifischen Ozean sollten die gekoppelten Ozean-Atmo- Regionen voraussichtlich noch trockener werden. Weiterhin ist sphäre-Modelle verbessert werden. zu erwarten, dass sich der tropische Regengürtel ausbreitet. Die Konsequenzen für semiaride Regionen in Afrika sind allerdings unklar. Monsundynamik und die Sahelzone Der afrikanische Monsun ist mit der Ozeanzirkulation und deren Verdunstungseinflüssen verbunden. Diese werden stark von den Temperaturen der tropischen Atlantikmeeresoberflächen und den Temperaturgradienten zwischen dem 8 (Klimamodellen), unter Berücksichtigung des breiten SpektBiogeochemische Zyklen und Luftverschmutzung Die Rodung der Wälder südlich der Sahara hat in den letzten rums an regionalen Besonderheiten und der Ozeandynamik im Klimasystem; Jahrzehnten enorme Ausmaße angenommen. Gründe dafür Reduzierung der Unsicherheiten in den Kenntnissen der sind der zunehmende Bedarf an Brennholz einer wachsenden Atlantischen Ozeandynamik und des Auftriebs nährstoff- Bevölkerung sowie die weltweite Nachfrage nach Hartholz. In reicher Gewässer, um das Verständnis des marinen Öko- einigen Regionen sind tropische Regenwälder und bewaldete systems zu verbessern; Savannen bereits verschwunden. Verbesserung des Verständnisses über den sich verändern- Der größte noch verbliebene – abnehmende – Tropenwald be- den Wasserkreislauf und dessen Auswirkungen auf Wasser- findet sich im Kongobecken. Der Verlust der biologischen Vielfalt verfügbarkeit, menschliche Gesundheit und und der Abbau des Kohlenstoffspeichers tragen zu einer Erhö- Ernährungssicherheit; hung der CO2-Emissionen bei. Im Amazonasbecken gibt es eine nachgewiesene Kopplung zwischen Wäldern, Wasserhaushalt und regionalem Klima. Weitere dieser Studien für Afrika werden Intensivierte Forschung zu Wetterextremen in Afrika, um negativen Folgen von Dürren und Überflutungen entgegenzuwirken; Verlässlichere Prognosen der Atlantischen Ozeandynamik und benötigt, um die Zusammenhänge zwischen Landnutzung und des Auftriebs nährstoffreicher Gewässer unter Klimawandelbe- Klimawandel besser einschätzen zu können. Waldbrände in Verbesserung des Verständnisses der Zusammenhänge zwi- dingungen können das Verständnis der Auswirkungen auf die Afrika führen z. B. zu den weltweit größten Emissionen von par- schen Klimawandel, Landnutzung, gekoppelter Kohlenstoff- Fischerei und das gesamte marine Ökosystem verbessern. tikel- und gasförmigen Luftschadstoffen. Des Weiteren kommt und Stickstoffkreisläufe, Mineralstaub und der Verbrennung es in einigen Regionen verstärkt zum Einsatz von Mineraldün- von Biomasse. Austrocknungstrends gemäßigter und subtropischer Regionen Afrikas sind mit der Bodenfeuchte und der Vegetationsdynamik verbunden. Wird das Bodenwasser-Reservoir reduziert, verringert sich die Abkühlung durch Verdunstung. Dies kann Themenschwerpunkte ger, was sich einerseits positiv auf die Ernteerträge auswirkt, andererseits jedoch einen erheblichen Eingriff in die gekoppelten Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe darstellt. Themenpapier Afrika 9 Globali sierung Klimaw andel Demog rafie Umwe ltquali tät Luftqu Klima alität Wasse rq Thema 2 ualität Biodive rsität Klimawandel und menschlicher Lebensraum Der Klimawandel stellt einen der wesentlichen Faktoren dar, die Im marktwirtschaftlichen Bereich sind das zum Beispiel mög- den menschlichen Lebensraum in Afrika in Zukunft beeinflus- liche Preisvolatilitäten von Agrarprodukten oder Veränderungen sen werden, insbesondere durch den Einfluss auf die verfügba- in der Produktion und dem Konsum von Nahrungsmitteln. ren Ressourcen. Weitere wichtige Faktoren sind Entwicklungen Ebenso fehlen Analysen zur Differenzierung der Einflüsse von in der Demografie, Urbanisierungsprozesse und die Globalisie- Management und Klimawandel auf Ökosystemleistungen, rung. Insbesondere durch ihre Wirkungen auf die Land- und z. B. auf die Bodenfruchtbarkeit. Ressourcennutzung und damit auf die wesentlichen Emissionsquellen sind diese Faktoren auch bei möglichen Maßnahmen zur Minderung des Klimawandels zu beachten. Es bedarf daher einer integrativen Forschung, die diese wesentlichen Faktoren und ihre wechselseitigen Wirkungen auf die wichtigen Emissionsquellen, sowie auf die Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel mit einbezieht. Determinanten der Landnutzungsdynamik sierun g Energie nachfr age Nahru ngsnac hfrage Wasse rversor gung Arbeits markt / Armut Landn utzung Entwa ldung Nahru ngspro duktio n Anbau system e Bioene rgie Abb.: Der komplexe Zusammenhang zwischen Klimawandel, Globalisierung Demografie und Umweltqualität, Urbanisierung und Landnutzung Ziel zukünftiger Forschung sollte die Schließung dieser Wissenslücken sein, um frühzeitig mögliche Anpassungsmaßnahmen einzuleiten und den Beitrag Afrikas zur Verstärkung des Klimawandels zu reduzieren. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Agrarproduktion von Kleinbauern. Diese machen den Großteil der afrikanischen Landbevölkerung aus. Die Landwirtschaft ist bei weitem der wichtigste Einkommenssektor in den meisten afrikanischen Ländern, denn trotz einer steigenden Verstädterung lebt der Großteil der Es ist unumstritten, dass der Klimawandel, Entwicklungen in Bevölkerung weiterhin auf dem Land. Aus dem zukünftigen der Demografie, fortschreitende Urbanisierungsprozesse und Verhalten der Landbevölkerung und ihrer Anpassungsfähigkeit eine zunehmende Globalisierung der Märkte einen wesentli- an sich verändernde Bedingungen ergeben sich daher unter- chen Einfluss auf die Landnutzung in Afrika haben und haben schiedliche Entwicklungen für die Landnutzung und damit für werden. Es fehlt jedoch an präzisem und regionalisiertem den Umgang mit dem Klimawandel. Anpassung der Landwirtschaft Neben der Landnutzungsdynamik spielen auch Anpassungen Eine Anpassung (und Steigerung) der landwirtschaftlichen Pro- im Management landwirtschaftlicher Flächen eine große Rolle. duktion ist daher essentiell, um langfristig die Nahrungsmittel- Wiederkehrende Hungersnöte, wie 2011 am Horn von Afrika versorgung und damit auch die politische Stabilität in vielen und in Kenia, zeigen, wie anfällig die Nahrungsmittelsicher- Regionen zu sichern. Hier sollten durch Kooperation und effek- heit vielerorts ist. Die durch den Klimawandel zunehmende tiven Wissenstransfer regionale Forschungsinitiativen zur Ent- Variabilität des Wetters und eine Zunahme von Wetterextremen wicklung angepasster Agrartechnologien gestärkt werden. können lokal zu einer drastischen Reduktion der Ackerflächen und damit der Nahrungsmittelproduktion führen. Langfristig ist in einigen Gebieten, beschleunigt bspw. auch durch Abholzung, Wissen über die genauen Auswirkungen durch Veränderungen eine rapide Reduktion der Wasserverfügbarkeit zu erwarten. dieser Faktoren. 10 Urbani Themenschwerpunkte Themenpapier Afrika Die Kombination von regionalisiertem Wissen über die naturwissenschaftlichen Zusammenhänge und die sozioökonomischen Wechselwirkungen ist ein Schlüsselfaktor für effiziente Anpassungsstrategien. 11 Abb.: Holzkohle in Morogoro, Tansania Anpassung der Energieversorgung durch Energieeffizienz und nachhaltige Energieversorgung Forschungsbedarf besteht Die traditionelle Nutzung von Biomasse stellt in vielen Teilen In vielen Regionen Afrikas ist mit einem Rückgang des Wasser- hinsichtlich der Determinanten der Landnutzungsdynamik, Afrikas die Hauptenergiequelle dar. Die durch steigende Bevöl- dargebotes (Süßwasser) zu rechnen. Betroffen ist das Spektrum der Urbanisierung, der Anpassung der Landwirtschaft, kerungszahlen verstärkte Nachfrage nach Brennholz und Holz- von kleinbäuerlichen Betrieben bis hin zu großen Speichern der Anpassung von Infrastruktur kohle führt vielerorts zu massiver Entwaldung und zum Verlust zur Versorgung von Megastädten. Weiterhin stellen der steigen- natürlicher Habitate. Durch Erosion und zunehmende Deser- de Meeresspiegel und die mögliche Zunahme von Hochwasser- tifikation folgt daraus der Verlust potenziell landwirtschaftlich ereignissen große Anforderungen an die Infrastruktur zum nutzbarer Flächen. Schutz von Ballungsräumen und Nutzflächen. Klimaschutz. Die Formulierung von Anpassungs- und Klimaschutzstrategien bedarf interdisziplinärer Forschung. Zusätzlich trägt Entwaldung auch zu einer Beschleunigung des Einbindung in die internationale Klimaschutzpolitik Klimawandels bei. Eine effiziente Nutzung der vorhandenen Es gilt vor allem, Wissenslücken über die Schlüsselfaktoren (Vor- Bioenergieressourcen und der Ausbau anderer regenerativer aussetzungen an Institutionen, an Humankapital, an Infrastruk- Sowohl die hauptsächlich auf Holz basierende Energieversor- Energiezweige sind daher essentielle Faktoren bei der Formu- tur, an Marktformen, an Investitionsklima etc.) zur langfristigen gung als auch große Potenziale zur Effizienzsteigerung der lierung von effektiven Anpassungs- und Klimaschutzstrategien. Implementierung einer nachhaltigen Ressourcennutzung auf Landwirtschaft bedeuten große Potenziale für die Einsparung Eine flächendeckende Energieversorgung ist zudem ein Schlüs- lokaler Ebene zu füllen. von Treibhausgasemissionen oder die Sequestrierung von Koh- selfaktor für die ökonomische Entwicklung einer Region. Mögliche Maßnahmen sind vielfältig und sollten an regionale sowie zu regionalen Potenzialen und Ressourcen für den lenstoff. Es fehlt jedoch an systematischem Wissen z. B. über Anpassung der Infrastruktur Analyse der regionalen sozioökonomischen Strukturen in Wechselwirkung mit dem nationalen und internationalen ökonomischen Kontext beinhalten. Das Ergebnis sollten gleichzeitige und sich aufeinander bezie- damit Kohlenstoffmengen, über effiziente Regenerationsmaß- hende konsistente Analysen sozioökonomischer, rechtlicher, nahmen nach Abholzungen oder agrartechnische Maßnahmen technologischer und institutioneller Rahmenbedingungen sein. zur Speicherung von Kohlenstoff in landwirtschaftlichen Böden. Diese Analysen bilden die Basis für Strategien zur Verbesserung Unter Klimawandelbedingungen wird eine Zunahme von transfer an die lokale Bevölkerung über eine effizientere Ener- Wetterextremen in Afrika befürchtet. Dies stellt große Heraus- gienutzung, Technologietransfer sowie die Unterstützung des forderungen für die vorhandene Infrastruktur dar. Teil einer Auf- und Ausbaus staatlicher Infrastruktur für eine langfristige umfassenden Anpassungsstrategie sollte also die Stärkung und Dieses Wissen ist unabdingbar, um afrikanische Länder ver- Energieversorgung beinhalten. Vielfältige Ansätze und Projekte der Ausbau der vorhandenen Infrastruktur sein. Dabei müssen mehrt in die Klimaschutzverhandlungen einzubeziehen. Es zur Implementierung solcher Anpassungsmaßnahmen existie- die stark wachsenden Städte in ihrem Wechselspiel zu ihrem kann zudem bei der besseren Umsetzung von Mechanismen ren bereits, Kooperationen bei der Unterstützung der Nachhal- Umland in die Überlegungen eingebunden werden. Es gilt, wie REDD+ (Reduktion von Emissionen aus Entwaldung und tigkeit dieser Maßnahmen sind zentral. die Stadt- und die Regionalplanung zu verbinden, auch um Schädigung von Wäldern plus Naturschutz, nachhaltige Forst- die Effizienz der Ressourcennutzung zu erhöhen. wirtschaft und Verbesserung der Kohlenstoffspeicherung in gung ist die Speicherung von Wasser ein wichtiges Ziel. über Auswirkungen des Klimawandels sowie eine umfassende die regional in der Vegetation gespeicherten Biomasse- und Gegebenheiten angepasst werden. Sie können den Wissens- Neben der bereits erwähnten Infrastruktur zur Energieversor- Ein umfassender Forschungsansatz sollte regionalisierte Daten von Anpassungsfähigkeit und Ressourceneffizienz sowie zum Klimaschutz. Wäldern) unterstützen. Insgesamt ist die Stärkung regionaler Forschungsinstitutionen und staatlicher Infrastruktur (z. B. der Forstverwaltung) durch Kooperation und Wissenstransfer von zentraler Bedeutung. 12 Themenschwerpunkte Themenpapier Afrika 13 Thema 3 Entwicklung und Verbesserung von Datenbasen und Methoden Klimamodelle: mehr regionale Klimasimulationen, Qualität sichern, Modelle weiterentwickeln Zur Erfassung des Klimawandels in Afrika und für die Berech- Diese Maßnahmen und die Sicherung ihres nachhaltigen Neben der Bereitstellung von Beobachtungsdaten sind Aussa- Modelle. Hierfür sind neben Messkampagnen auch Erweiterun- nung von Klimaprojektionen sind Daten aus bodengestützten Betriebes tangieren alle Bereiche der Klima- und Klimafolgen- gen zur zukünftigen Klimaentwicklung auf regionaler und lo- gen des bestehenden bodengestützten Messnetzes erforderlich. Messungen und von Fernerkundungen unerlässlich. Die Beob- forschung und sind eine notwendige Voraussetzung für eine kaler Ebene für Planungsvorhaben notwendig. Diese Aussagen achtungsdichte naturwissenschaftlicher Daten aus Meteoro- erfolgreiche interdisziplinäre Forschung. werden durch die Interpretation von Klimamodellergebnissen logie, Hydrologie, Landbedeckung und -nutzung sowie sozio- möglich. Für weite Teile Afrikas liegen nur wenige Klimasimu- ökonomischer Daten in Afrika ist relativ gering. Eine wesentliche Unterstützung bei der nutzerorientierten Anwendung lationen im regionalen Maßstab vor. Das trifft insbesondere für Voraussetzung der Klima- und Klimafolgenforschung auf die- von Daten „Ensemble-Rechnungen“ zu, d. h. Wiederholungen variierter sem Kontinent ist daher die Entwicklung aktiver Datenbanken. Entwicklung und Verbesserung aktiver Datenbanken Langfristiges Ziel hinsichtlich der erhobenen Daten ist deren Integration in möglichst frei zugängliche zentrale Datenbanken und die nutzerorientierte Anwendung. In einigen afrikanischen Modellrechnungen zur Bestimmung der Unsicherheit von Klimaprognosen. Zudem sind Simulationen des rezenten Klimas in Regionen mit einer geringen Beobachtungsdichte von höchster Bedeutung, den bereits ablaufenden Klimawandel zu quantifi- Aktive Datenbanken setzen voraus, dass neue Datenquellen er- Ländern besteht teilweise ein erheblicher Bedarf bezüglich der schlossen, Daten gesammelt, auf Qualität überprüft, vereinheit- Beratung und Beratungsmethoden für Entscheidungsträger, licht, räumlich und zeitlich kombiniert und nur auf Papier vor- der Vernetzung der Datennutzer und der Kontinuität bei der handene Daten digitalisiert werden. Ein wesentliches Element Umsetzung dieser Aufgaben. Daher sind die Erarbeitung und Die Qualität der Ergebnisse von Klimamodellen wird ständig bei der Erstellung von Datensätzen ist die Kopplung von Daten die Bereitstellung von Informationen für interessierte Nutzer wissenschaftlich überprüft. Um vorhandene Mängel zu beheben, aus bodengestützten Messungen mit Daten aus Satellitenbeob- (z. B. im Bildungssystem) die wichtigsten Aufgaben in diesem bedarf es der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Modelle. achtungen. Dies ist gerade in Afrika von Bedeutung, da hier das Zusammenhang. Das bedingt die Weiterbildung von Personal Eine verbesserte Datenlage und Fortschritte beim Verständnis bodengestützte Messnetz in vielen Regionen nicht oder nicht und die Verbesserung der entsprechenden Infrastruktur ein- der Prozesse sind essentiell für die Qualitätssicherung der sehr dicht vorhanden ist, so dass eine innovative Kombination schließlich des dafür notwendigen IT-Sektors. Die Unterstützung von Fernerkundung und Bodenmessungen zu einer erheblichen hin zur (verstärkten) nutzerorientierten Anwendung der Daten Verdichtung der Daten führen kann. könnte bspw. verstärkt in Form von Beratung und Beispielen Um ein umfassendes Bild der Klimafolgen und der Anpassung zieren und seine Ursachen und Auswirkungen aufzuzeigen ( ➥ vgl. Thema 1). Zur methodischen Weiterentwicklung von Klimamodellen gehört auch, sie für dekadische und saisonale Vorhersagen fähig zu machen. Klimaänderungen auf der dekadischen Zeitskala haben für Entscheidungsträger oft eine höhere Relevanz, um notwendige Anpassungsmaßnahmen treffen zu können, als Aussagen zu sehr langfristigen Entwicklungen. Saisonale Vorhersagen sind besonders in Gebieten, in denen die Landwirtschaft stark vom Niederschlag abhängt, wie in großen Teilen Afrikas, von hoher Bedeutung. Forschungsbedarf / Struktureller Anpassungsbedarf Wesentliche Aufgaben, deren Lösung für alle in dieser Schrift angesprochenen Bereiche der Klima- und Klimafolgenforschung relevant ist, sind demnach: die Unterstützung bei der Festlegung von Datenstrukturen und Ablageformen sowie der digitalen Langzeitarchivierung und bei der Schaffung bzw. dem Ausbau der dazu notwendigen Strukturen; guter Praxis erfolgen. hinsichtlich der Digitalisierung vorhandener Papierdaten; an veränderte Klimabedingungen zu erhalten, bedarf es auch Diese nutzerorientierte Anwendung sollte der Anpassung sozioökonomischer Daten bspw. zu klimabedingten Wande- an den Klimawandel sowie dem Klimaschutz dienen die Kopplung der bodengestützten Messdaten mit den ent- rungsbewegungen von Menschen, aber auch Landnutzungs- ( ➥ vgl. Thema 2) und die Entwicklung dieser Bereiche in sprechenden Satellitendaten und die Ableitung der Infor- und Energieverbrauchsdaten. afrikanischen Ländern unterstützen. mationen für Datenbanken; die Organisation und Durchführung von Messkampagnen sowie die Überführung der dabei gewonnen Informationen in Datenbanken; die Durchführung regionaler „Ensemble-Rechnungen“ mit Klimamodellen, die Interpretation der Ergebnisse und die Einspeisung in Datenbanken. Abb.: Messkampagne in Burkina Faso 14 Themenschwerpunkte Themenpapier Afrika 15 Thema 4 Aufbau von Humankapazitäten, Infrastruktur und Wissenstransfer Infrastruktur Gemeinsame Forschung bedeutet partnerschaftliche Forschung Darüber hinaus wurde im nichtakademischen Bereich ein Be- Die Verbesserung der Beobachtungsinfrastruktur innerhalb Afri- werden. Das Ziel sollte sein, bestehende afrikanische Strukturen für exzellente Ergebnisse. Um in der Klima- und Klimafolgenfor- darf für das Anlernen von Fachkräften identifiziert. Umgesetzt kas ist notwendig, da Messungen dazu dienen, Trends zu analy- kooperativ als Plattform zu nutzen und weiter auszubauen. schung partnerschaftliches Arbeiten (weiterhin) auf Augenhöhe werden könnte dies bspw. im Rahmen von Schulungsprogram- sieren und Klimamodelle zu verifizieren und zu verbessern. Die ermöglichen zu können, fehlt es in vielen afrikanischen Ländern men für ungelernte Kräfte zur Unterstützung von Wartung und Messungen tragen auch dazu bei, der Forderung der Klimarah- an dem notwendigen Know-how, an Humankapazitäten und Betrieb von Messanlagen oder bei der Fachkräfteausbildung menkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC) nach einer Infrastruktur. Die deutsche Bundesregierung und die deutsche für den Betrieb landwirtschaftlicher Versuchshöfe. Überwachung der Treibhausgasemissionen nachzukommen. Klimaforschung unterstützen bereits in vielen Projekten den Aufbau von Kapazitäten. Um eine nachhaltigere Basis für die Klimaforschung in Afrika zu schaffen, sind jedoch vermehrte Anstrengungen nötig. Humankapazitäten Schließlich eignet sich eine solche Infrastruktur auch bestens Wissenstransfer, Vernetzung und Kompetenzzentren Die Verbesserung der Situation bezüglich Bodenmessungen in einer Vielzahl afrikanischer Länder bedeutet insbesondere eine flächendeckende, kontinuierliche Datenerfassung in unter- dazu, den Zugang zu globalen Programmen und Satellitendaten Struktureller Anpassungsbedarf Der strukturelle Anpassungsbedarf in den Bereichen Humankapazitäten, Infrastruktur und Wissenstransfer umfasst: zu verbessern. Notwendig ist die Kooperation beim Auf- und Unterstützung der Aus- und Weiterbildung in der Ausbau weiterer Messstationen mit Messinstrumenten, Infor- Klima- und Klimafolgenforschung; mationstechnologie und Satellitenempfangsanlagen. Fachkräfteaufbau im nichtakademischen Bereich, z. B. in der anwendungsorientierten Forschung; schiedlichen Klimazonen. Es gilt, für vor Ort vorhandene Insti- Es besteht insgesamt ein hoher Bedarf bei der Unterstützung Im akademischen Bereich besteht in vielen afrikanischen tutionen (z. B. nationale Wetterdienste) bei der Entwicklung des des Auf- und Ausbaus von Rechnerkapazitäten zur Generierung Ländern ein hoher Bedarf zum Aufbau einer „kritischen Masse“ lokalen Datenmanagements, der Qualitätssicherung und der nutzerorientierter naturwissenschaftlicher und sozioökonomi- von Wissenschaftlern in der Klima- und Klimafolgenforschung. Datenpolitik praktische Hilfestellung zu leisten. scher Daten für die Klima- und Klimafolgenforschung. Die Initiative des BMBF zum Aufbau von Afrika-Kompetenzzen- Angeregt wird die Kooperation zur Schaffung und Unterstüt- tren, „Regional Science Service Centers“, ist aus Sicht der DKK- zung landwirtschaftlicher „Lehr- und Versuchshöfe“, die einer Institutionen ein adäquates Instrument zum partnerschaftlichen anwendungsverpflichteten Forschung und Lehre dienen. Sie Aufbau wissenschaftlicher Strukturen, von Humankapazitäten können in den verschiedenen Klimazonen Afrikas ein hervorra- Schaffung eines weiteren Klima-Kompetenzzentrums und Wissenstransfer im westlichen und südlichen Afrika für die gendes Instrument zur Erprobung von Landnutzungsstrategien („RSSC“) in Ostafrika; Klima- und Klimafolgenforschung. Aufgrund der Forschungs- und zur Entwicklung von Richtlinien guter Praxis sein. Dabei spielt die Ausbildung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses ebenso eine Rolle wie die Weiterbildung von Wissenschaftlern. Es bedarf folgender unterstützender Maßnahmen: Schaffung und Ausbau klimarelevanter Studienangebote an afrikanischen Universitäten; bedürfnisse sowie der praktischen Erfahrungen der DKK-Insti- Angeregt wird die Kooperation zur Schaffung bzw. Unterstüt- praktische Hilfestellung beim Datenmanagement im Rahmen bestehender Strukturen z. B. der nationalen Wetterdienste; Unterstützung bei der Digitalisierung und Nutzbarmachung historischer Papierdaten; Schaffung eines Netzwerks zur Klima- und Klimafolgenforschung mit Süd-Nord-Teilnehmern; Gründung und Begleitung (interdisziplinärer) Forscher- tutionen in Ostafrika besteht gleichermaßen Bedarf an einem gruppen; Kompetenzzentrum Ostafrika. Aus- und Weiterbildung in der Beobachtung und Auswer- Darüber hinaus wird die Schaffung eines Nord-Süd-Netzwerks zur Reduktion klimabedingter Variabilitäten in der Nahrungs- tung von Klimadaten und dem Verständnis im Umgang mit zur Klima- und Klimafolgenforschung analog zum europäischen mittelversorgung. Auf- und Ausbau von Rechnerkapazitäten; Klimamodellen; ERA-NET als sinnvoll erachtet. Insgesamt bieten bereits bestehende afrikanische Trainings- Schaffung und Unterstützung landwirtschaftlicher „Lehr- Aufbau von Graduiertenkollegs bspw. zu Stadt- und In den Wissenstransfer sollte auch die Kooperation bei Strate- zentren, Forschungseinrichtungen und Universitäten gute und Versuchshöfe“ sowie nachhaltiger Aqua-/Marikultur- Regionalplanung oder zur Landnutzung unter Klima- gien, Konzepten und Maßnahmen zur besseren Vermittlung der Anknüpfungspunkte. Die deutsche Bundesregierung ist bereits anlagen in verschiedenen afrikanischen Klimazonen; wandelbedingungen. Ergebnisse aus der Klima- und Klimafolgenforschung an die mit zahlreichen Projekten zu Infrastruktur, Kapazitätenaufbau Öffentlichkeit, insbesondere die Zivilgesellschaft, einbezogen und Wissenstransfer in afrikanischen Ländern vertreten. Auch werden. diese Projekte können Plattformen für Schulungs- und Ausbil- zung nachhaltiger Aqua-/Marikulturanlagen zur Aufzucht aquatischer Organismen in verschiedenen Klimazonen Afrikas dungsprogramme und -projekte bieten. Unter Berücksichtigung Auf- und Ausbau der Beobachtungsinfrastruktur für klimarelevante Daten; Austausch und Kooperation mit afrikanischen Partnern zur Wahrnehmung von Klimaforschung und ihren Ergebnissen in der Öffentlichkeit. von afrikanischen Länderspezifika und lokalen Gegebenheiten sollten partnerschaftlich individuelle Programme entwickelt 16 Themenschwerpunkte Themenpapier Afrika 17 Tunesien Marokko IV. Geografische Übersicht laufender Projekte und Aktivitäten Algerien Libyen Ägypten Westsahara Mauretanien Kap Verde Mali Senegal Niger Burkina Faso Gambia GuineaBissau Benin Guinea Sierra Leone Eritrea Sudan Tschad Dschibuti Nigeria Äthiopien Ghana Südsudan Elfenbeinküste Liberia Togo Kamerun Äquatorialguinea São Tomé & Príncipe Zentralafrikan. Rep. Somalia Rep. Kongo Kenia Uganda Gabun Ruanda DR Kongo Burundi Tansania Seychellen Die deutsche Klimaforschung kooperiert bereits seit vielen Die größte Zahl der Kooperationsprojekte liegt derzeit im Jahren in Afrika. Die DKK-Institutionen sind an über 130 Klima- westlichen Afrika (53), gefolgt vom südlichen Afrika (31) projekten – vielfach in internationalen Forschungsverbünden – und dem östlichen Afrika (23), Nordafrika und Zentralafrika. Angola Malawi Sambia in 33 Ländern Afrikas beteiligt. Dies weist auf die große Bedeu- Komoren Mosambik tung Afrikas für die globale Klimaforschung hin. Trotzdem ist dieses Engagement wegen des hohen Bedarfs an Informationen, insbesondere über regionale und lokale Klimawirkungen Simbabwe und geeignete Anpassungsmaßnahmen, nur ein „Tropfen Namibia auf den heißen Stein“. Botsuana Madagaskar Mauritius Swasiland Südafrika Lesotho Abb.: Kooperationen der DKKInstitutionen in afrikanischen Ländern 18 Projekte und Aktivitäten Relevante Expertise zahlreicher der fünfzehn KDM-Mitgliedsinstitute in der Meeres-, Polar- und Küstenforschung V. Beteiligte Einrichtungen und Ansprechpartner mit Afrika-Kompetenz Prof. Dr. Detlef Stammer, E-Mail: [email protected] Wasserkreislauf, Rückkopplung Boden-Atmosphäre, Saharastaub, Landnutzung, Ensemble Klimaprojektionen und dekadische Klimavorhersagen Dr. Hans-Jürgen Panitz, E-Mail: [email protected] Hier finden Sie die beteiligten Einrichtungen mit ihren afrikabezogenen Themen bzw. Kompetenzen und Ansprechpartner für das Thema Afrika: Wasserkreislauf, langfristige Klimarekonstruktionen/Modellierungen zum Einfluss der Ozeanzirkulation auf multidekadische Dürren Dr. Stefan Mulitza, E-Mail: [email protected] Hoch aufgelöste Klimaszenarien, nachhaltiges Wasser- und Forstmanagement Wechselwirkungen Biogeochemie-Klima, atmosphärische Spurenstoffe, im Zuge möglicher Klimaänderungen Dr. Andreas Hänsler, E-Mail: [email protected] Max-Planck-Institut für Biogeochemie Regionale Klimasimulation, Beratung bei Aufbau/Betrieb von Beobachtungssys- Quantifizierung von Quellen und Senken Prof. Dr. Martin Heimann, E-Mail: [email protected] Messung und Modellierung von Spurengasen und Aerosolen temen, Digitalisierung analoger Daten, Fernerkundung Prof. Dr. Jos Lelieveld, E-Mail: [email protected] Stefan Rösner, E-Mail: [email protected] Fernerkundung, Bewertung von Simulationen, Strahlungstransport Fernerkundung, Analyse klimarelevanter atmosphärischer Parameter, Dr. Stefan Kinne, E-Mail: [email protected] Chemie- u. Stoffkreisläufe der Erde, Hydrologie, Klimarekonstruktionen, Global-Change-Observatorium Modellsysteme/Daten zu Wasserkreislauf, Regenwald, biogeochemische Dr. Torsten Schmidt, E-Mail: [email protected] Stoffkreisläufe, Desertifikation/Erosion, Monsun, Landnutzung Dr. Fred Hattermann, E-Mail: [email protected] Rechtliche Aspekte der Umsetzung von REDD+, Kohlenstoffbilanzen von Wäldern, Beiträge zum Systemverständnis, urbane Vulnerabilität Center für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN): Rückkopplung Dr. Andreas Marx, E-Mail: [email protected] Boden-Atmosphäre mit Modellsimulationen zu Klimavorhersage/Landnutzungsänderungen Atmosphäre-Ozean-Kopplung, marine Stoffkreisläufe und Ökosysteme, Prof. Dr. Martin Claußen, E-Mail: [email protected] Klimaschutzpotenzial der Meere, Klimasimulation Prof. Dr. Arne Körtzinger, E-Mail: [email protected] Wasserressourcen, Klimatologie Aerosolmessungen, Emissions- und Immissionsmessungen, Wolkenmessung, Prof. Dr. Heiko Paeth, E-Mail: [email protected] Aerosol-Fernerkundung, mesoskalige Aerosol- und Wolkenmodellierung Prof. Dr. Alfred Wiedensohler, E-Mail: [email protected] Spurengasflussmonitoring zwischen Ökosytemen und Atmosphäre, Klima- Wirtschaftliche und ökologische Aspekte der Landnutzungs-/Energie- relevanz und Sozioökonomie land- und forstwirtschaftlicher Nutzungssysteme versorgungsstrategien, Klimapolitik, Migration, Armut Dr. habil. Werner L. Kutsch, E-Mail: [email protected] Prof. Dr. Gernot Klepper, E-Mail: [email protected] Wissenschaftliche Analysen von Aspekten einer nachhaltigen Agrarland- IGUA/KIT: Klima-/Landnutzungsveränderung, Hydrologie, Hochwasser, Dürren, schaftsnutzung in Schwellen- und Entwicklungsländern gekoppelte Modellsysteme, Messnetze Dr. Stefan Sieber, E-Mail: [email protected] Prof. Dr. Harald Kunstmann, E-Mail: [email protected] Klimabedingte Veränderungen Küstenbereich , Ressourcenmanagement Wandel großer mariner Ökosysteme im Gebiet der Ostrandströme, der Küstenbevölkerung, Auftriebsgebiete südl. Afrika, Karbonatsedimente biogeochemische Stoffkreisläufe als Klimaarchive Dr. Volker Mohrholz, E-Mail: [email protected] z m t Dr. Martin Schmidt, E-Mail: [email protected] b r e m e n PD Dr. Hauke Reuter, E-Mail: [email protected] Herausgeber Deutsches Klima-Konsortium e. V. Wissenschaftsforum Markgrafenstraße 37 10117 Berlin T +49 30 76 77 18 69-0 F +49 30 76 77 18 69-9 [email protected] www.klima-konsortium.de Konzeption und Redaktion Tanja Fröhlich, Deutsches Klima-Konsortium Dr. Fred Hattermann, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Dr. Artem Korzhenevych, Institut für Weltwirtschaft Dr. habil. Werner L. Kutsch, Johann Heinrich von Thünen-Institut Prof. Dr. Jos Lelieveld, Max-Planck-Institut für Chemie Prof. Dr. Peter C. Werner, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung Prof. Dr. Alfred Wiedensohler, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung Bildnachweis Titelbild: NASA, http://visibleearth.nasa.gov Seite 12: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V. (ZALF) Seite 15: Dr. Christian Brümmer, Johann Heinrich von Thünen-Institut Dieses Themenpapier liegt auch als PDF-Dokument auf unserer Internetseite www.klima-konsortium.de bereit.
