Vom Wetter zu Klima und Klimawandel: Welche

Regionalzentrale Stuttgart
Vom Wetter zu Klima und Klimawandel:
Welche Auswirkungen können wir
erwarten?
Mona Vetter
Deutscher Wetterdienst
Regionalzentrale Stuttgart
Plieninger Str, 70
70794 Filderstadt-Bernhausen
Tel. 0711-9552-0
www.dwd.de
DWD 2010
Regionalzentrale Stuttgart
Gliederung:
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•
Was ist Wetter?
Was ist Klima?
Grundlagen
Klima und Klimawandel in BadenWürttemberg
DWD 2010
DWD 2010
Was ist Wetter
Das Wetter ist der augenblickliche Zustand der
Atmosphäre an einem bestimmten Ort, zum Beispiel
jetzt in Weissach.
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Klima – mehr als nur ein Durchschnitt
Klima = mittlerer Zustand der Erdatmosphäre an einem
bestimmtem Ort
– Mittelwerte meteorologischer Größen (Lufttemperatur,
Niederschlag, Sonnenscheindauer)
– andere interessante statistische Eigenschaften: Extremwerte,
Variabilität, Trends
Voraussetzung für eine gute Klimastatistik = angemessener Zeitraum
Æ WMO: Klimaperiode von 30 Jahren definiert (1961-1990)
Aussagen über Klimaerwärmung anhand von Klimamittel = Mittel der
Lufttemperatur
Æ gewichtetes Mittel der gemessenen Lufttemperatur an 3
Klimaterminen
Was ist Klima?
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Was macht das Klima aus – wodurch wird das Klima
bestimmt?
Klimaantrieb:
• eingestrahlte Energie
Sonnenenergie
• Strahlungsbilanz abhängig von
Jahreszeit und Ort
• Wetter/Klima Ausgleich von
Energieüberschuss und –defizit
zwischen Pol und Äquator
Klima ist natürlichen Schwankungen
unterworfen Æ Ursache für
Eiszeiten in Klimageschichte
Grundlagen
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Natürliche Klimaschwankungen:
– astronomische Faktoren durch
den Einfluss der Gravitation anderer Körper
des Planetensystems
– Änderung der Erdbahnparameter Æ
nennenswerte Verschiebung in solarer
Einstrahlung Æ Eiszeit
– verantwortlich für große Abkühlung noch weitere
Faktoren Æ entscheidende Rolle = Absenkung der
CO2-Konzentration
Weitere natürliche Klimaeinflüsse:
– tektonische Prozesse (langsame
Konvektionsbewegungen im Erdmantel)
– Vulkanität (gas- und partikelförmige
Spurenstoffe Æ Einfluss auf atmosphärischen
Strahlungshaushalt)
Grundlagen
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Der Treibhauseffekt:
• Natürlicher Effekt (Primär):
– Tagsüber Sonneneinstrahlung, die in
Erdboden und Atmosphäre als Wärme
gespeichert wird.
– Nachts langwellige Wärmeausstrahlung ins
Weltall.
– Teil der Spurengase sind durchlässig für
sichtbares Licht, aber schwer durchlässig für
Wärmestrahlung.
– Natürlicher Treibhauseffekt beträgt 33
Kelvin (Erdmitteltemperatur: 15 ° Celsius).
•
Anthropogener Treibhauseffekt
(sekundär):
– Zunahme natürlicher Treibhausgase (CO2,
Methan, etc. ) durch anthropogene Einflüsse
oder Emissionen von neuen zusätzlichen
Stoffen (FCKW) -> Verstärkung des natürlichen
Treibhauseffektes
Grundlagen
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Beiträge zum anthropogenen Treibhauseffekt:
•
CO2: zu 60 % am anthropogenen Treibhauseffekt beteiligt
– Quellen: Verbrennung fossiler Brennstoffe, Brandrodung/Waldbrände
•
CH4: zu 20 % am anthropogenen Treibhauseffekt beteiligt
– Quellen: Sümpfe, Reisfelder, Mülldeponien, Erdgasgewinnung/-transport
– FCKW: zu 14 % am anthropogenen Treibhauseffekt beteiligt + Ozon-Zerstörung in
Stratosphäre
– ausschließlich anthropogene Quellen
– nach Verbot stark zurückgegangen, Konzentration der noch geringen
Ersatzstoffe steigt (H-FCKW, Propan, Butan, Pentan, CO2)
Grundlagen
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Klimaerwärmung und Klimaänderung :
anthropogener Treibhauseffekt führt zu langfristiger Erwärmung der
unteren Atmosphäre und Erdoberfläche
Æ Klimaerwärmung hat Auswirkungen auf:
• Bewölkung
• Niederschlag
• Meereis, Gletscher, Schneebedeckung
• Meeresspiegel
• Wetterextreme
• Vegetation und Ökologie
Klimaerwärmung unstrittig, aber Vorhersage über regionales und
jahreszeitliches Ausmaß und zu erwartende Klimaänderung
extrem schwierig
Æ Grund = Vielzahl von positiven und negativen Wechselwirkungen
Grundlagen
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Wechselwirkungen der Treibhausgase mit dem
Klimasystem:
• positive + negative Wechselwirkungen
• Ursache für Schwierigkeiten bei der Modellierung
• einer der wichtigsten Rückkopplungsmechanismen = Zunahme
des atmosphärischen Wasserdampfes
– Wasserdampf = Treibhausgas und wesentlicher
Bestandteil für Wolkenbildung
Grundlagen
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Rückkopplungen zwischen Treibhausgasen und Klima:
Grundlagen
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Global: 11 der letzten 12 Jahre (1995-2006) gehören zu den wärmsten 12 Jahren seit der
Messung der globalen Oberflächentemperatur (seit 1850)
Grundlagen
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Anstieg der atmosphärischen CO2 Konzentration von 1957 bis 2005
Grundlagen
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Klima- und Umweltberatung
Grundlagen
DWD 2010
Klima- und Umweltberatung
Grundlagen
DWD 2010
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Welche Auswirkungen können wir schon beobachten?
•
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•
Hitzewelle in Europa, Juli 2006
(Dürre Ù Starkregenereignisse)
Hurrikansaison 2005
(27 tropische Stürme, davon 15 mit
Hurrikanstärke; im Mittel 10 Stürme,
davon 6 Hurrikans)
Rekordsommer 2003
Flutkatastrophe 2002
Rückgang von Meereis- und
Gletscherflächen
Winter 2007/2008 neuer
Sonnenscheinstunden Rekord in BadenWürttemberg
Unwetter Killertal 2.6.2008
Hagelsturm 26.5.2009 Süden BWs
Was ist Klimawandel?
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Was ist Klimawandel?
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Trient-Gletscher im
Schweizer Wallis –
Vergleich 1922 und 2006
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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•
Bis vor kurzem nur Indizien, jedoch bestätigt der
4. IPCC-Report (Februar 2007), dass ein Wandel schon
eingesetzt hat
•
Das Wetter ist aktueller Zustand der Atmosphäre
•
Klima=Wetterstatistik (Mittel+Variabilität)
•
Klimawandel = Veränderung der Wetterstatistik
•
deshalb kein Schluss von einzelnem Wetterereignis auf
Wandel Æ Häufung extremer Ereignisse deshalb
stärkstes Indiz!
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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Klimamodelle und Szenarien
• Klimamodelle = wichtigstes
wissenschaftliches Instrument, um Reaktion
des Klimasystems auf Änderungen
verschiedener Antriebe zu testen
• mögliche Entwicklung künftiger Emissionen Æ
Szenarien erarbeitet Æ berücksichtigen
mögliche Entwicklungen in den Bereichen
Bevölkerungswachstum, ökonomische und
soziale Entwicklung (Lebensstandard),
technologische Veränderungen, RessourcenVerbrauch und Umweltmanagement
(Energieverbrauch)
• 40 Szenarien in vier Hauptgruppen A1, A2, B1
und B2 unterteilt
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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Neueste Klimarechnungen für IPCC
• IPCC-Berechnungen (2007) zeigen
mittlere, wahrscheinliche Erwärmung
von 1,8 bis 4,0 °C bis zum Jahr 2100
(mit entsprechenden Unsicherheiten) in
Abhängigkeit von Treibhausgaskonzentration
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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A1B-Szenario
Meeresspiegelanstieg =
2 Hauptgründe:
thermische Ausdehnung
+ Verlust von
Kontinentaleis durch
verstärktes Schmelzen
Meeresspiegelanstieg
um 0,21-0,48 m
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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Entwicklung von Meereis = wichtiger Klimaindikator (Verringerung der
Eisbedeckung Æ mehr Sonnenstrahlung an der Meeresfläche in
Wärme umgewandelt Æ weiteres Abschmelzen begünstigt)
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
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Winter
Sommer
Winter
Sommer
Winter
Sommer
Winter
Sommer
Prognose der mittleren Meereiskonzentration (%) für
Arktis & Antarktis, Szenario A1B
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
Regionales Klima und Klimawandel
klimatologische
Wirkungsfaktoren:
• Breitengrad
• Höhenlage über dem Meer
• vorherrschende Windrichtung
• Entfernung zum Meer
• Lage von Gebirgen in der Nähe
• chemische Zusammensetzung der
Atmosphäre
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
Klimaänderung: Sommertemperaturen
in Baden-Württemberg seit 1900
Mitteltemperatur Sommer
Baden-Württemberg
1900 - 2009
21,00
20,00
Grad C
19,00
18,00
17,00
16,00
15,00
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
1955
1950
1945
1940
1935
1930
1925
1920
1915
1910
1905
1900
14,00
Jahr
Baden-Württemberg
Was ist Klimawandel?
Linear (Baden-Württemberg)
10 Per. Gleitender Durchschnitt (Baden-Württemberg)
DWD 2010
Änderung der mittleren Lufttemperatur im Sommer
Mitteltemperatur Sommer 2021-2050
Mitteltemperatur Sommer 2071-2100
Mögliche größte Zunahme: + 1,7 K
Mögliche mittlere Änderung: + 1,2 K
Mögliche kleinste Zunahme: + 0,7 K
Mögliche größte Zunahme: + 8,9 K
Mögliche mittlere Änderung: + 4,7 K
Mögliche kleinste Zunahme: + 2,7 K
Quelle: www.regionaler-klimaatlas.de
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
Klimaänderung: Niederschläge im
Sommer in Baden-Württemberg seit 1900
Gebietsmittel des Niederschlags im Sommer
Baden-Württemberg
1900 - 2009
500
450
400
350
mm
300
250
200
150
100
50
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
1955
1950
1945
1940
1935
1930
1925
1920
1915
1910
1905
1900
0
Jahr
Baden-Württemberg
Was ist Klimawandel?
Linear (Baden-Württemberg)
DWD 2010
Änderung der mittleren Niederschlagshöhen im Sommer
Mittlerer Gebietsniederschlag Sommer
2021-2050
Mögliche größte Zunahme: + 3 %
Mögliche mittlere Änderung: - 3 %
Mögliche größte Abnahme: - 10%
Was ist Klimawandel?
Mittlerer Gebietsniederschlag Sommer
2071-2100
Mögliche größte Abnahme: - 54 %
Mögliche mittlere Änderung: - 28 %
Mögliche kleinste Abnahme: - 18 %
Quelle: www.regionaler-klimaatlas.de
DWD 2010
Klimaänderung: Wintertemperaturen in
Baden-Württemberg seit 1890
Mitteltemperatur Winter
Baden-Württemberg
1892 - 2010
6,00
4,00
Grad C
2,00
0,00
-2,00
-4,00
2010
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
1955
1950
1945
1940
1935
1930
1925
1920
1915
1910
1905
1900
1895
1890
-6,00
Jahr
Baden-Württemberg
Was ist Klimawandel?
Linear (Baden-Württemberg)
10 Per. Gleitender Durchschnitt (Baden-Württemberg)
DWD 2010
Änderung der mittleren Lufttemperatur im Winter
Mitteltemperatur Winter 2021-2050
Mitteltemperatur Winter 2071-2100
Mögliche größte Zunahme: + 1,6 K
Mögliche mittlere Änderung: + 1,2 K
Mögliche kleinste Zunahme: + 0,9 K
Mögliche größte Zunahme: + 5,1 K
Mögliche mittlere Änderung: + 3,2 K
Mögliche kleinste Zunahme: + 1,8 K
Quelle: www.regionaler-klimaatlas.de
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
Klimaänderung: Niederschläge im Winter in
Baden-Württemberg seit 1900
Gebietsmittel des Niederschlags im Winter
Baden-Württemberg
1892 - 2010
400,00
350,00
300,00
mm
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
2010
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
1960
1955
1950
1945
1940
1935
1930
1925
1920
1915
1910
1905
1900
1895
1890
0,00
Jahr
Was ist Klimawandel?
DWD 2010
Änderung der mittleren Niederschlagshöhen im Winter
Mittlerer Gebietsniederschlag Winter
2021-2050
Mögliche größte Zunahme: + 28 %
Mögliche mittlere Änderung: + 13 %
Mögliche größte Abnahme: - 1 %
Was ist Klimawandel?
Mittlerer Gebietsniederschlag Winter
2071-2100
Mögliche größte Zunahme: + 50 %
Mögliche mittlere Änderung: + 28 %
Mögliche kleinste Zunahme: + 10 %
Quelle: www.regionaler-klimaatlas.de
DWD 2010
Regionalzentrale Stuttgart
Zusammenfassung:
• Klima = komplexes System mit vielen Wechselwirkungen
• es gibt natürliche, aber auch vom Menschen verursachte
Änderungen, insbesondere Einfluss auf
Treibhausgaskonzentrationen
• Erwärmung in Deutschland durchschnittlich 1 °C in den letzten 100
Jahren
• weitere Erwärmung in der Zukunft sehr wahrscheinlich, und mit
Klimaänderung und regional sehr unterschiedlichen Auswirkungen
verbunden
• Bis Ende 2100 in BW:
Erhöhung der mittleren Sommertemperatur von ~ 5K (3K – 9K)
Abnahme des Gebietsniederschlags im Sommer von ~ 30% (-20% - -50%)
Erhöhung der mittleren Wintertemperatur von ~ 3K (2K – 5K)
Erhöhung des Gebietsniederschlags im Winter ~ -30% (10% - 50%)
• Anpassung an zu erwartende Veränderungen notwendig!
Zusammenfassung
DWD 2008
Regionalzentrale Stuttgart
Quellen:
•
Walch, D., Frater, H. (Hrsg.): Wetter und Klima, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004
•
Lozán, J.L., Graßl, H., Hupfer, P.: Warnsignal Klima, Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg, 1998
•
Klimastatusbericht 2005 des Deutschen Wetterdienstes
•
„Wie funktioniert das? – Wetter und Klima“
www.kliwa.de
•
•
www.naturgewalten.de
•
www.top-wetter.de
•
Website des Deutschen Klimarechenzentrums: www.dkrz.de/dkrz/science/IPCC_AR4/scenarios_AR4_Intro
•
www.co2-handel.de
•
http://www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/
•
Grundsatzrede zur Klimasicherheit der britischen Außenministerin Margaret Beckett in der britischen Botschaft in Berlin
am 24.10.2006
•
Schneider von Deimling, T., Held, H., Ganopolski, A. and Rahmstorf, S.: Climate sensitivity estimated from ensemble
simulations of glacial climate, Climate Dynamics (2006), Vol. 27, 149-163
•
Dipl.-Met. Jonas, M., Dr. Staeger, T., Prof. Dr. Schönwiese, Ch.-D.: Berechnung der Wahrscheinlichkeiten für das
Eintreten von Extremereignissen durch Klimaänderung – Schwerpunkt Deutschland - , Institut für Atmosphäre und
Umwelt der Universität Frankfurt/Main, 2005
•
Hamburger Bildungsserver: http://hamburger-bildungsserver.de/welcome.phtml?unten=/klima/ipcc2001/ &
http://lbs.hh.schule.de/welcome.phtml?unten=/klima/klimafolgen/landw/index.htm
•
www.ipcc.ch
•
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Das Nationale Klimaschutzprogramm 2005
•
Bundesministerium für Bildung und Forschung: Herausforderung Klimawandel, 2003
•
Umweltbundesamt: Die Zukunft in unseren Händen – 21 Thesen zur Klimaschutzpolitik des 21. Jahrhunderts und ihre
Begründungen, 2005
•
Greenpeace e.V., Alarm für die Gletscher, 2006
•
Allianz Umweltstiftung, Informationen zum Thema „Klima“: Grundlagen, Geschichte und Projektionen, München, 1.
Auflage, Februar 2007
•
http://de.wikipedia.org/wiki/UN-Klimakonferenz
•
http://www.tagesschau.de/inland/klimaschutzkabinett6.html
•
www.bmu.de
Quellen
DWD 2008