GHGs

Klimaszenarien für die
Steiermark bis 2050
die „STMK12“
Szenarien im globalen Kontext
…und was wir aktuell weiter dazulernen
und take-home: Unsicherheiten lieben lernen,
verstehen wollen und als Möglichkeiten sehen
Gottfried Kirchengast (und danke für input an Andi&Andi–Andreas Gobiet u. Andreas Prein!)
Wegener Center für Klima und Globalen Wandel
und Institutsbereich Geophysik, Astrophysik, und Meteorologie/Institut für Physik, Universität Graz
…und danke für‘s Mit-Funding von „STMK12“ und weiteren reg. Forschungen:-) :
Why care? – let’s check GHGs/CO2, how did we fare so far?
• Over the most recent decade (2001-2010) CO2 emissions
still rose faster than in any decade before – quo vadis?
(1 PgC = 1 GtC, 1 GtC = 3.67 Gt CO2)
~34 Gt CO2 in 2011 (Olivier et al., Jul 2012)
~37 Gt CO2
~33 Gt CO2
~29 Gt CO2
~25 Gt CO2
[Peters et al., Dec 2011]
(current land use change emissions
~10% of total CO2 emissions)
1/N
Why care? – and let’s check climate change, how goin’ so far?
• Example indicators ~1970/80-2010: rise of GHGs caused
global warming, sea ice retreat, sea level rise,… – quo vadis?
~34 Gt CO2
in 2011
~3.4M km2
in Sep 2012
[Allison et al., 2009; l.u. Rahmstorf et al, 2007]
2/N
Why care? – now, how will GHGs and climate change proceed?
• globally about –60% CO2 to 2050 (OECD countries –80%)
is estimated to be needed for likely keeping max. +2 C
~34 Gt CO2 in 2011 (Olivier et al., Jul 2012)
33%
~750 Gt CO2 2011-2050
(~1000 Gt CO2 2001-2050)
(1 GtC = 3.67 Gt CO2)
[Allison et al., 2009; Meinshausen et al., 2009]
[Schmidt and Archer, 2009]
3/N
Why care? – the essential formula, a physicists 1-page view
• Global warming ∆T(t) =
Feedback factor Ff(∆
∆t) x
Inertia factor If(∆
∆t) x
Climate sensitivity CS x
Radiative forcing ∆S(t; GHGs)
•
∆T(t) = Ff(∆
∆t) · If(∆
∆t) ·
CS
· ∆S(t; GHGs)
[ C] (~1-2) (0…1) [ C/(W/m2)]
[W/m2]
e.g. ~2.2 C = 1.2 · 0.6 · 0.75 C/(W/m2) · 4 W/m2 (~2xCO2 ~2050)
∆S(t; greenhouse gases CO2+CH4+N2O+CFCs, air pollution,…)
CS(incl. “fast feedbacks”, water vapor, clouds, aerosol, albedo)
If(∆
∆t; inertia of the warming due to ocean heat storage capacity)
Ff(∆
∆t; indirect release of GHGs like CH4, land cover, ice sheets,…)
⇒ ∆Tglobal warming(t) ⇒climate change ⇒climate impacts,…
4/N
Quo vadis? – move to novel GHG and climate change paths…
• A “great transformation”, of the scale of the (first) industrial
revolution (~1750-1850), is needed to reach a sustainable
climate path – within the next few decades to 2050… (2)
[WBGU flagship report 2011;
www.wbgu.de/en/home]
Temporal dynamics and action levels of the transformation to a targeted low-carbon society.
The needed transformation demands strong action in a bundle of measures such as related to:
• more proactive state but with extended citizen ownership, advanced carbon pricing, promotion
of renewable energies and energy efficiency, urbanization towards sustainability, climatefriendly land use, international climate and energy policy, advanced global cooperation,...
• Pioneers of change acting as initial change agents have a pivotal seeding&triggering role...
5/N
Globale Temperaturszenarien über Europa bis 2100
Temperatur (CMIP3)
STMK12
Referenzperiode
STMK12
Szenarioperiode
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s6
[Prein et al. 2011]
6
Globale Temperaturszenarien über Europa bis 2100
Temperatur (CMIP3)
• Emissionsszenarien wirken sich bis ~2050 wenig aus
(der Klimawandel bis 2050 ist kaum vermeidbar).
• Emissionsszenarien bestimmen das Klima in der 2. Hälfte des Jahrhunderts
Klimabündnis-Jahresk
onferenzKlimaschutz
2013, Hartberg/Stmk , 28.-29.
2013
s7
Anpassung
UND
sindMainotwendig
7
Was bedeutet das für die Steiermark?
Starkniederschläge
Schneesicherheit
Trockenheit
Source: ORF
Source: MunRe, 2005
Einen sehr wichtigen Beitrag zur Beantwortung dieser
Frage liefert “STMK12”.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s8
STMK12 Konzept – zu den Grundgedanken
Anwendungsorientierte Klimaszenarien
• Regionalisierung (Verfeinerung) der Globalen Klimaszenarien
• Korrektur der Modellfehler mit Hilfe von Messdaten
• Berechnung von anwendungsorientierten Kenngrößen
• Regionalbezug: politische Bezirke
• Fehlerkorrigierte Tagesdaten auf 1 km x 1 km Gitter als
Eingangsdaten für weitere Studien zu den Auswirkungen
des Klimawandels in der Steiermark (z.B. Landwirtschaftliche
Dürre, Wasserversorgung, …).
STMK12 ist eine erste umfassende Grundlage für die Analyse der
Auswirkungen des Klimawandels in der Steiermark
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s9
STMK12 Konzept – Methoden
Regionalisierung und Fehlerkorrektur
• Dynamische Modellierung (ENSEMBLES, reclip:century)
•
Quantile Mapping
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 10
Steiermark Gesamt (2021-2050 vs 1971-2000)
Temperaturänderung, 2021 – 2050 vs. 1971 – 2000
Bandbreite
Mittelwert
Wir haben mit einer Erwärmung von etwa 1.5 Grad in 50 Jahren
(0.3 Grad pro Jahrzehnt) zu rechnen.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 11
STMK12 Kühlbedarf
Kühlgradtage, 2021–2050 vs 1971– 2000
In den Sommermonaten, insbesondere im SO ist mit einer
deutlichen Steigerung (bis zu 50%) des Energiebedarfs für
Kühlung zu rechnen.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 12
STMK 12 Starkniederschläge
Änderung der Anzahl der Tage >30 mm Niederschlag, 2021–2050 vs 1971– 2000
Insbesondere im Herbst und in den westlichen Landesteilen ist
mit häufigeren Starkniederschlägen zu rechnen.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 13
STMK 12 Länge von Trockenperioden
Max. Anzahl der Tage ohne Niederschlag, 2021–2050 vs 1971– 2000
Längere Trockenperioden sind zwar möglich, aber nicht sehr
wahrscheinlich
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 14
Offen für Möglichkeiten… – Quo Vadis?
Gottfried Kirchengast (WEGC UniGraz)
Die kleinere Welt – unmittelbar bei uns: Folgen für die
Steiermark – zum Teil besonders starke Erwärmung.
…die Steiermark ist im Trend der globalen Erwärmung voraus;
besonders die Südoststeiermark, hier als Beispiel…
…selbst neueste state-of-the-art Klimamodellensemble-Szenarien neigen
regionsweise noch dazu bisherige Trends zu unterschätzen =>
kleines Bsp. für Unsicherheiten lieben lernen und weitere Möglichkeiten anschauen!
~50yr-Temperaturtrend (2021-2050) – (1971-2000)
[Kabas et al., 2011]
JJA Trend ~0.7+/-0.2 [°C/decade]
Klimamessungen
JJA Trend ~0.3+/-0.2 [°C/decade]
[Gobiet et al. STMK12 Report, 2012]
Klimamodelle
…Folie auf Basis einer Folie in: Klimavortrag in “Zoologie aktuell“, Inst.f.Zoologie/UniGraz, 12 Dez 2012
15
Offen für Möglichkeiten… - Quo Vadis?
Beobachtungen und Modellsimulationen – wir lernen weiter.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 16
Offen für Möglichkeiten… - Quo Vadis?
Klimaszenarien&Trends, es bleibt spannend… – wir lernen weiter.
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 17
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 
Und vielen Dank nochmal an das Land Steiermark für die Unterstützung, die mithilft
dass wir nicht nur zunehmend unsere Klimazukunfts-Möglichkeiten im Landesinteresse
besser kennenlernen sondern dass wir auch im internationalen Kontext dieser
Unsicherheits- und Möglichkeits-Forschungen sehr gut mitwirken können!
Herzlichen Dank auch an die ZAMG und weitere nationale und internationale PartnerInnen
für die Bereitstellung von Beobachtungsdaten und Modellresourcen und…und
Klimabündnis-Jahresk onferenz 2013, Hartberg/Stmk , 28.-29. Mai 2013
s 18