Klima im Wandel - Umwelt in Sachsen
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Fakultät Umweltwissenschaften, FR Hydrowisssenschaften, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur Meteorologie Klima im Wandel: Ursachen und Unsicherheiten der Erderwärmung Christian Bernhofer Statuskolloquium Klima 2014, 9. Dezember 2014 Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung Komponenten, Prozesse und Interaktionen des Klimasystems Dynamisches Klima FAQ 1.2, Figure 1 IPCC 2007 CO2 Concentration in Ice Core Samples and Projections for Next 100 Years CO2-Konzentrationen aus Eisbohrkernen und aus Projektionen für das 21. Jahrhundert 700 Proj ected erwartet (2100) (2100) 650 600 Vostok Record Record Vostok IPCCDome IS92aRecord Scenario Law Mauna Loa Record Law Dome Record IPCC IS92a Scenario Mauna Loa Record 500 450 400 heute (2014) Current (2001) 350 300 250 200 150 400,000 300,000 200,000 100,000 (BP 1950) Years Before Present Challenges of a (B.P. -- 1950) Earth Changing — July 2001 Source: C. D. Keeling and T. P. Whorf; Etheridge et.al.; Barnola et.al.; (PAGES / IGBP); IPCC 0 CO 2 2Concentration (ppmv) Concentration(ppmv) CO 550 Fate of Anthropogenic CO2 Emissions (2010) 9.1±0.5 PgC y-1 5.0±0.2 PgC y-1 50% 0.9±0.7 PgC y-1 + 2.6±1.0 PgC y-1 26% Calculated as the residual of all other flux components 24% 2.4±0.5 PgC y-1 Average of 5 models Global Carbon Project 2010; Updated from Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience; Canadell et al. 2007, PNAS Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung Dynamisches Klima Klimavariabilität der Erde T t Temperaturvariabilität der globalen Mitteltemperaturen der letzten Jahrmilliarde aus Schönwiese, 1994 Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung TreibhausgaseAerosole Globale Klimafaktoren Vulkanismus Sonnenaktivität El Niño/Südliche Oszillation (ENSO) Dynamisches Klima Klimafaktoren Treibhausgase Aerosole Sonnenaktivität Vulkanismus El Niño/SO Temperatur +T —T ~T —T ~T Mensch/Natur +Mensch +Mensch Natur Natur Natur Statistisches Modell (Schönwiese, seit … 1984) Dynamisches Klima Trends und Variabilität unterschiedlich! Statistische Abbildung gut möglich! Schönwiese et al., 2010: Statistical forcing … An update Dynamisches Klima THG Aerosol THG + Aerosole Schönwiese et al., 2010: Statistical forcing … An update Dynamisches Klima Konsequenzen aus der Modellanalyse: • Anthropogene Emissionen (GHG+SUL) beschreiben über 60% der beobachteten Variabilität • Natürliche Einflüsse (SOL+ENSO+Vol) beschreiben nur 20% der beobachteten Variabilität Schönwiese et al., 2010: Statistical forcing … An update • Beobachteter Klimawandel lässt sich auf menschlichen Einfluss zurückführen! Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung Dynamisches Klima Annahmenbasiert: SRES (IPCC 2007) RCP (IPCC 2014) Quelle: IPCC 2007 Dynamisches Klima Der Klimawandel betrifft wahrscheinlich alle Bereiche der Gesellschaft (Wirtschaft, Umwelt, Gesundheit). Ausmaß ist unsicher! Risiken vermeiden, Chancen nutzen: Klimaschutz und Anpassung sind wichtig (rechtzeitig und richtig)! Quelle: IPCC 2007 Dynamisches Klima Trends der CO2 Emissionen im Vergleich zu IPCC-Emissionsszenarien Globale CO2 Emissionen aus Schätzungen des Verbrauchs fossiler Energieträger (International Energy Agency, IEA) vs. IPCC SRES SzenarioProjektionen http://www.skepticalscience.com/news.php?n=779 Dynamisches Klima Temperaturentwicklung für Dresden Dresden Jahresmitteltemperatur [°C] 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 REMO C20 REMO B1 REMO A1B REMO A2 WETTREG 2010 C20 WETTREG 2010 B1 WETTREG 2010 A1B WETTREG 2010 A2 B1 10,0 A2 9,0 8,0 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Heidenreich (für REGKLAM 2012) Dynamisches Klima Niederschlag Region Dresden – Jahresgänge A1B 2021-2050 2071-2100 Bandbreite = zwischenjährlicheVariabilität im Vergleich zu 1961-1990 im Vergleich zu 1961-1990 Bernhofer et al. (2011) Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung Dynamisches Klima Schema der harten und weichen Fakten des Klimawandels hygrisch schlecht thermisch kurz gut lang Quelle: Schöner W, Böhm R, Haslinger, K, 2011: Klimaänderung in Österreich – hydrologisch relevante Klimaelemente. Österr. Wasseru. Abfallwirt. 63:11-20 Entwicklung global derzeit ähnlich A2: Relativ langsame Energiewende (Energiequellen und Effizienz) Verzögerter Einsatz erneuerbarer Energien wahrscheinlicher Temperaturkorridor global: plus 4 – 5,2°C http://www.skepticalscience.com/news.php?n=779 From: UK MET Office, Hadley Centre Dynamisches Klima Fahrplan Klimasystem Klimaänderungen früher Klimaänderungen heute Klimaänderungen morgen Umgang mit Unsicherheiten Zusammenfassung Dynamisches Klima Was wir heute wissen … • Mittelwerte der thermischen Komponenten und davon abhängiger Größen (T, ET0, Gradtage, Ereignistage, Hitze, Schnee, …) • Verschlechterung der Wasserbilanz in niederschlagsarmen Regionen • größere (dekadische) Variabilität höhere Unsicherheit • Emissionen nehmen z. Zt. auf hohem Niveau zu • Anpassung sensibler Bereiche nötig (Schutz vor Hitze, Forstwirtschaft) • Schutz von Wasserressourcen nötig (Talsperren, Grundwasser) Was wir heute noch nicht wissen … • hygrische Komponenten (P, Abfluss, …) und Extreme • Überraschungen, Kipppunkte (Grönland?) • interne Rückkopplungen (Wasserkreislauf, Landoberfläche, Biosphäre, C-Kreislauf, …) • zukünftige Emissionen! REGKLAM-Schriftenreihe Heft 1 (2009) und 2 (2011) Faktenblatt Klima (REKLAM, 2012) Unterstützt durch: Dynamisches Klima Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
