Weltklimabericht 2014: Ergebnisse und physikalische Grundlagen

Weltklimabericht 2014: Ergebnisse und physikalische Vincent Böning Lehrerfortbildung Schauinsland 04.10.14 IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change Ziel: Bewertung wissenschaIlicher Resultate in Bezug zum Klimawandel 5. Sachstandsbericht: 3 Teile aus 3 Arbeitsgruppen (Working Groups, WG) AG1: Physikalische Grundlagen AG2: Folgen, Anpassung, Verwundbarkeit Deckblätter, IPCC 2013/2014
AG3: Minderung des Klimawandels/ Klimaschutz Fokus auf AG1: Physikalische Grundlagen • 
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209 Hauptautoren 1552 Seiten 600 weitere Autoren aus 32 Ländern 9200 zi\erte Arbeiten • 
> 1000 Gutachter –  > 54.000 Kommentare –  55 Länder, 38 Regierungen • 
Freigabe der Zusammenfassung für Entscheidungsträger durch 195 Regierungen –  Zeile für Zeile akzep\ert • 
Ähnlich für AG2/3 • 
Beispiel für postmoderne Forschung: Fortschria nur als Gruppe mögliche (CERN/ HIGGS, Hirnforschung, …) Fokus auf AG1: Physikalische Grundlagen Inhaltsverzeichnis, IPCC 2013, WG1
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209 Hauptautoren 1552 Seiten 600 weitere Autoren aus 32 Ländern 9200 zi\erte Arbeiten • 
> 1000 Gutachter –  > 54.000 Kommentare –  55 Länder, 38 Regierungen • 
Freigabe der Zusammenfassung für Entscheidungsträger durch 195 Regierungen –  Zeile für Zeile akzep\ert • 
Ähnlich für AG2/3 • 
Beispiel für postmoderne Forschung: Fortschria nur als Gruppe mögliche (CERN/ HIGGS, Hirnforschung, …) 5. Sachstandsbericht des IPCC: Materialien •  IPCC-­‐Vorwort über FAQs (je 1-­‐3 Seiten): –  „In diesen [FAQs] geben Autoren wissenschaIliche Antworten zu einer Bandbreite von Fragen in einer Art, die für eine breite Zielgruppe erreichbar ist und die als Hilfsmiael für Unterrichtszwecke dient.“ –  Wir werden zwischendurch ein paar FAQs herausgreifen Presse-­‐Kit Präsenta\onen: PDF/ PowerPoint Fact-­‐Sheets Poster Schlagzeilen-­‐Zusammenfassung aus SPM Deutsche IPCC Website: Material auf deutsch, Übersetzungen (z.Zt. nur Zusammenfassungen) •  Unterricht / GFS-­‐Themenideen? • 
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Inhalt: Physikalische Grundlagen Orien\erung an offiziellen Zusammenfassungen •  SPM (Summary for Policymakers, 28 S.) •  TS (Technical Summary, 86 S.) 1.  Beobachtete Veränderungen am Klimasystem à SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 2.  Treiber des Klimawandels à SPM C, TS.3, Kapitel 7-­‐8 3.  Klimamodelle und Ursachen des Klimawandels à SPM D, TS.4, ca. Kapitel 9-­‐10 4.  ZukünIige Veränderungen am Klimasystem à SPM E, TS.5, ca. Kapitel 11-­‐14 5.  Zusammenfassung Beobachtete und vorhergesagte Größen / Phänomene AG1: Physikalische Grundlagen • 
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Temperatur (Land, Ozean, Global) Niederschlag, Wasserkreislauf Weaerextreme Konzentra\on von Treibhausgasen Ozeanversauerung, Salzgehalt Meeresspiegel Meeresströmungen Eis und Schnee: Poleiskappen, Gletscher •  Treibhauseffekt: Energiebilanz nach Emissionsquelle 1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 • 
Beobachtete Temparaturanomalie: – 
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Rela\v zu Periode 1969-­‐1990 global gemiaelt, Land und Ozean kombiniert, 1850-­‐2012
0° Level geeicht auf 1970 3 Datensätze Unten: mit geschätzter Messunsicherheit für einen Datensatz Abbildung SPM.1a, IPCC 2013, WG1
1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 Beobachtete Änderung der Oberflächentemperatur 1901-­‐2012 –  Durch lineare Regression aus einem Datensatz (orange, vorige Abb.) gewonnen. • 
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Weiße Flächen: Keine robuste Schätzung möglich (nicht ausreichend Daten vorhanden) +: Trend ist signifikant (10% Level !) Abbildung SPM.1b, IPCC 2013, WG1
Zwischenstopp: Konfidenz und Signifikanz im Sachstandsbericht •  Ungenauigkeits-­‐Intervalle: 90% (2 Sigma= 95,5 %) •  Aussagen: 5 Konfidenzniveaus (Vertrauen, sehr niedrig, niedrig, miael, hoch, sehr hoch, links) oder „Likelihood“ (in etwa Möglichkeit/ Wahrscheinlichkeit, rechts) Abb. 1 (links) und Textzitat (rechts), Box TS.1, IPCC 2013, WG1
1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 Beobachtete Änderung des Niederschlags – 
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Änderung des jährlichen Niederschlags pro Dekade. Trends berechnet wie in Abbildung SPM.1 Abbildung SPM.2, IPCC 2013, WG1
1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 Weitere Indikatoren inkl. Messungenauigkeiten: Abbildung SPM.3, IPCC 2013, WG1
1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, TS.2, Kapitel 2-­‐6 • 
Oben: Atmosphärische CO2-­‐
Konzentra\on –  Rot: Hawaii –  Schwarz: Südpol • 
Unten: –  Blau: Par\eller Druck von gelöstem CO2 an der Ozeanoberfläche –  Grün: pH-­‐Wert –  2x Atlan\k, 1x Pazifik Abbildung SPM.4, IPCC 2013, WG1
1. Beobachtete Veränderungen am Klimasystem SPM B, Hauptaussage (Übersetzung): “Die Erwärmung des Klimasystems ist eindeu\g, und viele dieser seit den 1950er Jahren beobachteten Veränderungen sind seit Jahrzehnten bis Jahrtausenden nie aufgetreten. Die Atmosphäre und der Ozean haben sich erwärmt, die Schnee-­‐ und Eismengen sind zurückgegangen, der Meeresspiegel ist anges\egen und die Konzentra\onen der Treibhausgase haben zugenommen.” 2. Treiber des Klimawandels SPM C, TS.3, Kapitel 7-­‐8 • 
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Strahlungsantrieb quan\fiziert Änderung in Energiebilanz der Erde Neaoänderung des zur Erdmiae gerichteten Energieflusses von der Tropopause, z.B. Sonne: (ca., je nach Instrument) 1361 +-­‐ 0,5 W/m² Gesamter durschn. Strahlungsantrieb seit 1750: 0.0-­‐0,1 W/m² Abbildung SPM.4, IPCC 2013, WG1
2. Treiber des Klimawandels SPM C, TS.3, Kapitel 7-­‐8 TSI ist korreliert mit solarer Abbildung SPM.4, IPCC 2013, WG1
Ak\vität (z.B. Sonnenfleckenzahl) Abb.: Hoyt & Schaaen 1998 FAQ 5.1: Ist die Sonne ein Hauptreiber jüngster Klimaänderungen? Abbildung 1, FAQ 5.1, IPCC 2013, WG1
2. Treiber des Klimawandels Strahlungsantrieb im Jahr 2011 im Vergleich zu 1750 •  Solare Ak\vität: maximal 1 W/m² •  Sonne: 0.05 W/m² •  Gesamt: 2,29 [1,13-­‐3,33] W/m² •  CO2: 1,68 W/m² ! Abbildung SPM.5, IPCC 2013, WG1
2. Treiber des Klimawandels SPM C, Hauptaussage (Übersetzung): “Der gesamte anthropogene Strahlungsantrieb ist posi\v und hat zu einer Aufnahme von Energie durch das Klimasystem geführt. Der größte Beitrag zum gesamten Strahlungsantrieb wurde durch den Ans\eg der atmosphärischen CO2-­‐
Konzentra\on seit 1750 verursacht.” 3. Klimamodelle und Ursachen des Klimawandels SPM D, TS.4, Kapitel 9-­‐10 Beobachteter vs. simulierter Klimawandel Abbildung SPM.6, IPCC 2013, WG1
3. Klimamodelle und Ursachen des Klimawandels SPM D, Hauptaussage (Übersetzung): “Der menschliche Einfluss auf das Klimasystem ist klar. Das ist offensichtlich aufgrund der ansteigenden Treibhausgaskonzentra\onen in der Atmosphäre, dem posi\ven Strahlungsantrieb, der beobachteten Erwärmung und des Verständnisses des Klimasystems.” Aus Abbildung SPM.6, IPCC 2013, WG1
3. Klimamodelle und Ursachen des Klimawandels SPM D, Hauptaussage (Übersetzung): “Die Klimamodelle sind seit dem AR4 besser geworden. Die Modelle geben die beobachteten Muster und Trends über viele Dekaden der Erdoberflächentemperatur im kon\nentalen Maßstab wieder, einschließlich der stärkeren Erwärmung seit Miae des 20. Jahrhunderts und der unmiaelbar auf große Vulkanerup\onen folgenden Abkühlung (sehr hohes Vertrauen).” “Der menschliche Einfluss wurde in der Erwärmung der Atmosphäre und des Ozeans, in Veränderungen des globalen Wasserkreislaufs, in der Abnahme von Schnee und Eis, im Ans\eg des mialeren globalen Meeresspiegels und in Veränderungen einiger Klimaextreme erkannt. Die Indizien für den menschlichen Einfluss haben seit dem AR4 zugenommen. Es ist äußerst wahrscheinlich, dass der menschliche Einfluss die Hauptursache der beobachteten Erwärmung seit Miae des 20. Jahrhunderts war.” Aus Abbildung SPM.6, IPCC 2013, WG1
4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, TS.5, Kapitel 11-­‐14 •  Temperaturans\eg und kumula\ve CO2-­‐Emissionen •  Modellrechnungen für 4 repräsenta\ve Konzentra\onspfad
e (RCP), •  z.B. RCP2.6 hat Strahlungsantrieb von 2.6 W/m² im Jahr 2100 •  Erinnerung: 2011 bereits 2,29 W/m² ! Abbildung SPM.10, IPCC 2013, WG1
4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, Hauptaussage (Übersetzung) Abbildung SPM.10, IPCC 2013, WG1
Etwa linearer Zusammenhang: Stopp der Erwärmung nur bei Nullemissionen! “Die Begrenzung des Klimawandels erfordert beträchtliche und anhaltende Reduk\onen der Treibhausgasemissionen.” 4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, TS.5, Kapitel 11-­‐14 •  Mialerer Temperatur und Niederschlag verschiedener Modelrechnungen für 2 RCPs. Abbildung SPM.8, IPCC 2013, WG1
4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, TS.5, Kapitel 11-­‐14 •  Globale Durchschniastemperatur •  Miael aus Modelrechnungen für 4 RCPs. Abbildung SPM.7, IPCC 2013, WG1
4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, TS.5, Kapitel 11-­‐14 •  Ans\eg des globalen Mialeren Meeresniveaus Abbildung SPM.9, IPCC 2013, WG1
4. ZukünIige Veränderungen am Klimasystem SPM E, Hauptaussage (Übersetzung) “Fortgesetzte Emissionen von Treibhausgasen werden eine weitere Erwärmung und Veränderungen in allen Komponenten des Klimasystems bewirken. Die Begrenzung des Klimawandels erfordert beträchtliche und anhaltende Reduk\onen der Treibhausgasemissionen.” Abbildung SPM.10, IPCC 2013, WG1
AG2: Folgen, Anpassung, Verwundbarkeit Abbildung: IPCC 2014, WG2, AR5, Fig. 19.4 (verändert in WG3 Infomaterial)
AG3: Minderung des Klimawandels/ Klimaschutz Abbildung 6.7, IPCC 2014, WG3, AR5
à RCP2.6 einziger Pfad mit nahe Nullemissionen in 2100 AG3: Minderung des Klimawandels/ Klimaschutz Abbildung siehe Infomaterial IPCC 2014, WG3, AR5
•  Kosten steigen mit Klimaziel •  Kosten sind erstaunlich gering, z.B. RCP2.6: •  Minderung des Konsumwachstums um 0,06 Prozentpunkte, •  d.h. z.B. Wachstum von 1,94 staa 2,0 % AG3: Minderung des Klimawandels/ Klimaschutz Hauptaussage Abbildung siehe Infomaterial IPCC 2014, WG3, AR5
•  Kostenschätzung variiert deutlich mit Verfügbarkeit von Technologien: •  Konserva\ve Schätzung (ohne „CO2 capture“ und ohne „Bioenergy“): +200 % •  Reduk\on des Konsumwachstums: 0,18 staa 0,06 Prozentpunkte AG3: Minderung des Klimawandels/ Klimaschutz Hauptaussage “Effec\ve mi\ga\on will not be achieved if individual agents advance their own interests independently.” Mögliche Kri\kpunkte •  Wahrheitsgehalt sta\s\scher Aussagen •  Chao\sches Verhalten: Kipppunkte des Klimasystems schwer vorraussagbar (z.B. Abschmelzen der Polkappen, Golfstrom) •  ZukünIige Erkenntnis: ggf. heute unberücksich\gte physikalische Effekte •  Modellannahmen teilweise komplex und erst nach Detailbetrachtung nachvollziehbar •  WissenschaIliche Stringenz nur für Insider nachvollziehbar, Interessenkonflikte bestehen immer. •  Trotzdem: –  Risiko falls Vertrauen in Bericht ungerech•er\gt ist: Zusatzkosten von nur 0,06-­‐0,18 Prozentpunkten Wachstum pro Jahr. –  Darüber besteht anscheinend Konsens (S. Rahmstorf, PIK, in taz.zeo2 3/2014, „Was kostet die Welt?“) Danke für Ihre Aufmerksamkeit „Eine neue Art von Denken ist notwendig, wenn die Menschheit weiterleben will.“ Albert Einstein „Die Menschheit ist zu weit vorwärts gegangen, um sich zurückzuwenden und bewegt sich zu rasch, um anzuhalten.“ Winston Churchill Referenzen • 
Teilberichte: – 
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IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. […] [Stocker et al. (eds.)] IPCC, 2014: Climate Change 2014: Impacts, AdaptaQon, and Vulnerability. […] [Field et al. (eds.)] IPCC, 2014: Climate Change 2014: MiQgaQon of Climate Change. […] [Edenhofer et al. (eds.)] Teilberichte beziehbar über: www.ipcc.ch/report/ar5/ •  Gesamtberichte, Infomaterial, Zusammenfassungen, FAQs auf Englisch auf Seiten einzelner Arbeitsgruppen: – 
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WG1: www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ und hap://www.climatechange2013.org/; hap://www.climatechange2013.org/press-­‐events/ WG2: hap://www.ipcc.ch/report/ar5/wg2/ und hap://ipcc-­‐wg2.gov/AR5/ WG3: www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/ und hap://mi\ga\on2014.org •  Öffentlichkeitsarbeit: – 
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hap://www.de-­‐ipcc.de/ – 
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Dt. Koordinierungsstelle (BMBF, BMUB, DLR), Übersetzungen und Zusammenfassungen auf deutsch Zusammenfassung der Berichte durch BMUB auf deutsch: – 
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hap://www.ipcc.ch/news_and_events/outreach.shtml hap://www.bmub.bund.de/themen/klima-­‐energie/klimaschutz/klima-­‐klimaschutz-­‐download/ar\kel/fuenIer-­‐sachstandsbericht-­‐
des-­‐ipcc/ Gesamt-­‐/ Synthesebericht: IPCC Synthesis report: hap://www.ipcc-­‐syr.nl/ (Veröffentlichung Oktober 2014)