Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels in

Arbeitsgruppe Meteorologische
Umweltforschung/Klimatologie
Institut für Meteorologie und Geophysik der
J. W. Goethe-Universität Frankfurt/M.
Der Nachweis des anthropogenen
Klimawandels in Beobachtungsdaten und
Änderungen des Extremverhaltens
T. Staeger, J. Grieser und C.-D. Schönwiese
Teil I: Der anthropogene Klimawandel
Fakten:
Der Mensch verändert den atmosphärischen
Strahlungshaushalt durch den Eintrag von Treibhausgasen
Natürliche Faktoren haben im letzten Jahrhundert lediglich
einen kleinen Beitrag zu Veränderungen dieses
Strahlungshaushaltes geleistet
Quelle: IPCC 2001
Die bodennahe Weltmitteltemperatur ist im 20. Jhr.
um ca. 0,6°C angestiegen
Quelle: IPCC 2001
Die Erwärmung im 20. Jhr. Ist wahrscheinlich
die stärkste der letzten 1000 Jahre
Quelle: IPCC 2001
Fragen:
Welcher Anteil dieser Erwärmung ist durch menschliche
Einwirkung verursacht?
Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, das der menschliche
Einfluss das Klima verändert?
Wie sieht die räumliche Verteilung dieser
Wahrscheinlichkeit aus?
Kann man den anthropogenen Treibhauseffekt auch in
anderen Klimaelementen (z.B. Niederschlag) nachweisen?
Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels in der
bodennahen Weltmitteltemperatur:
0
,
7
8
0
,
7
6
0
,
6
0
,
5
0
,
5
0
,
4
0
,
7
8
n
a
c
h
J
o
n
e
s
e
t
a
l
.
)
G
l
o
b
a
l
e
M
i
t
t
e
l
t
e
m
p
e
r
a
t
u
r
1
8
9
9
1
9
9
8
(
n
a
c
h
J
o
n
e
s
e
t
a
l
.
)
U
n
s
t
r
u
k
t
u
r
i
e
r
t
e
K
o
m
p
o
n
e
n
t
e
U
n
s
t
r
u
k
t
u
r
i
e
r
t
e
K
o
m
p
o
n
e
n
t
e
(
6
3
,
0
%
)
(
5
9
,
9
%
)
(
6
7
,
2
%
)
(
6
7
,
2
%
)
E
N
S
O
+
V
U
(
L
7
3
(
,
7
2
3
%
,
2
)
%
)
G
H
G
+
S
U
L
+
S
O
I
+
V
U
L
+
S
O
L
(
7
9
,
7
%
)
G
H
G
S
i
g
n
a
l
G
H
G
S
i
g
n
a
l
I
(
4
,
2
%
)
3
1
V
U
L
(
6
,
0
%
)
S
O
4
2
A
n
t
h
r
o
p
o
g
e
n
e
s
S
i
g
n
a
l
S
U
L
S
i
g
n
a
l
0
,
7
6
0
,
6
0
,
5
0
,
5
0
,
4
0
,
4
0
,
3
S
I
9
9
,
9
S
I
9
9
,
9
0
,
3
0
,
2
0
,
2
0
,
1
0
,
1
0
,
0
0
,
0
0
,
1
0
,
1
0
,
2
0
,
2
0
,
4
0
,
3
0
,
3
0
,
2
0
,
2
0
,
1
0
,
1
0
,
0
0
,
0
0
,
1
0
,
1
0
,
2
0
,
2
0
,
3
0
,
3
0
,
3
0
,
3
0
,
4
0
,
4
S
I
9
9
,
9
S
I
9
9
,
9
0
,
5
0
,
5
1
9
0
01
9
1
01
9
2
01
9
3
01
9
4
01
9
5
01
9
6
01
9
7
01
9
8
01
9
9
0
Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels bei
feinerer räumlicher Differenzierung:
Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels in
Europa:
Der Nachweis des anthropogenen Klimawandels in
Europa - Niederschlag:
Fazit Teil I:
Die globale Erwärmung im 20. Jhr. ist hauptsächlich durch
den Menschen verursacht.
Dies hat im globalen Mittel mit an Sicherheit grenzender
Wahrscheinlichkeit zu einem Klimawandel geführt.
Bei feinerer räumlicher Differenzierung und regionaler
Betrachtung ist dieser Klimawandel schwerer nachweisbar
In anderen Klimaelementen wie z.B. dem Niederschlag ist
ein anthropogener Einfluss sichtbar, jedoch weit schwieriger
nachweisbar als in der Temperatur
Teil II: Änderungen des Extremverhaltens
Warum interessieren wir uns für Extreme?
Wir Menschen können nicht wahrnehmen, wenn es in
100 Jahren um ca. 1°C wärmer wird.
Wir spüren jedoch sehr deutlich, ob es extrem warm oder
kalt ist, ob es extrem viel oder wenig regnet, ob es extrem
stark stürmt.
Was sagt uns die Wissenschaft über Änderungen des
Extremverhaltens in Verbindung mit dem Klimawandel?
Quelle: IPCC 2001
Elementare Begriffe der Extremwertanalyse:
R
i
s
i
k
o
(
f
ü
r
1
0
,
3
0
u
n
d
1
0
0
Z
e
i
t
s
c
h
r
i
t
t
e
)
E
i
n
t
r
i
t
t
s
w
a
h
r
s
c
h
e
i
n
l
i
c
h
k
e
i
t
1
.
0
0
.
1
0
Festlegung
von Schwellenwerten
3
0
.
8
0
.
0
8
2
1
0
.
6
0
.
0
6
Eintrswahceinlhkt Risko
0
0
.
0
4
0
.
4
1
0
.
0
2
0
.
2
2
0
.
0
0
0
.
0
3
0 1
0
02
0
03
0
04
0
05
0
06
0
0
0
2
0
4
0
6
0
8
0
1
0
5
0
1
0
0
1
5
0
Z
e
i
t
Z
e
i
t
Z
e
i
t
Was ändert sich bei instationären Zeitreihen?
Mann muss das Rauschen von dem strukturierten Anteil
abspalten:
Zeitreihe = Struktur(t) + Rauschen (t)
Die Kenngrößen Eintrittswahrscheinlichkeit und
Risiko sind in diesem Fall zeitabhängig!
Beispiel: Harmonischer Oszillator plus Rauschen
R
i
s
i
k
o
(
f
ü
r
1
0
,
3
0
u
n
d
1
0
0
Z
e
i
t
s
c
h
r
i
t
t
e
)
E
i
n
t
r
i
t
t
s
w
a
h
r
s
c
h
e
i
n
l
i
c
h
k
e
i
t
1
.
0
0
.
1
0
3
3
0
.
8
0
.
0
8
2
2
Eintrswahceinlhkt Risko
0
.
6
0
.
0
6
1
1
0
0
.
4
0
.
0
4
1
0
.
2
0
.
0
2
2
0
.
0
0
.
0
0
3
0
0
0
2
0
4
0
1
0
0
1
0
0
6
0
8
0
2
0
0
2
0
0
Z
e
i
t
Z
e
i
t
e
i
t
Z
1
0
0
3
0
0
0
3
Beispiel: Augusttemperaturen in Frankfurt/Main
A
u
g
u
s
t
t
e
m
p
e
r
a
t
u
r
e
n
i
n
F
r
a
n
k
f
u
r
t
a
m
M
a
i
n
R
i
s
i
k
o
(
f
ü
r
1
0
,
3
0
u
n
d
1
0
0
Z
e
i
s
c
h
r
i
t
t
e
)
E
i
n
t
r
i
t
t
s
w
a
h
r
s
c
h
e
i
n
l
i
c
h
k
e
i
t
2
3
0
.
1
0
1
.
0
2
2
0
.
0
8
0
.
8
EintrswahceinlhktTempratuin°C Risko
2
1
0
.
0
6
0
.
6
2
0
0
.
0
4
0
.
4
1
9
0
.
0
2
0
.
2
1
8
0
.
0
0
0
.
0
1
9
0
0
1
9
2
0
1
9
4
0
1
9
6
0
1
9
8
0
2
0
0
0
1
9
0
0
1
9
2
0
1
9
4
0
1
9
6
0
1
9
8
0
2
0
0
0
1
9
0
0
1
9
2
0
1
9
4
0
1
9
6
0
1
9
8
0
Z
e
i
t
Z
e
i
t
Z
e
i
t
Fazit Teil II:
Extreme sind wichtiger als mittleres Verhalten
Informationen über das Extremverhalten einer Klimvariablen
können aus deren mittleren Verhalten gewonnen werden
Kleine Veränderungen des Mittels können zu sehr
großen Veränderungen des Extremverhaltens führen
Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!