Klimawandel – Klimatische Veränderungen in der Region München

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Bayerisches Landesamt für
Umwelt
Klimawandel –
Klimatische Veränderungen in der
Region München
Dipl.-Ing. Hans Weber
Bayer. Landesamt für Umwelt
Referat "Klimawandel, Klimafolgen und Wasserhaushalt"
RPV M - 06.07.2010
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Klimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Temperatur- und Niederschlagsentwicklung im Raum München
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
© LfU / Referat 81
RPV M - 06.07.2010
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Umwelt
Regionaler Klimawandel: Kernfragen
1990er Jahre: gehäuft große Hochwasser z.B. Rhein – 12/93 u. 01/95
-- Wasserwirtschaftliche Fragen -ƒ Welche Erkenntnisse haben wir
zum regionalen Klimawandel?
ƒ Wie können Aussagen über
die weitere Entwicklung zur
Vorsorge gewonnen werden?
ƒ Welche wasserwirtschaftlichen
Maßnahmestrategien müssen
heute bereits entwickelt werden?
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Notwendigkeit von
regionalen Untersuchungen:
Vorhaben KLIWA
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Wetterkapriolen oder Klimawandel?
ƒ Winter 2005/2006: Chaotische Verhältnisse und eingestürzte
Hallendächer durch außergewöhnlich hohe Schneemassen
ƒ April 2006: "Jahrhundertflut" an der Elbe
ƒ Frühsommer 2006: Deutlich zu niedrige Temperaturen und
Spätfrost machen der Natur zu schaffen
ƒ Sommer 2006: Zunächst zu heiß und trocken, dann ein zu kühler
August
ƒ Herbst 2006: Wärmster Herbst seit 1901; deutlich zu trocken
(40 – 80% der durchschnittlichen Niederschlagsmenge)
ƒ Dezember 2006: Rekordwärme und deutlich zu wenig Niederschlag /
Orkantief "Vera" mit Windgeschwindigkeiten bis zu 191 km/h (im Harz)
ƒ Januar 2007: Orkantief Kyrill
ƒ Winter 2006/2007: Wärmster Winter seit 1880
ƒ April 2007: Wärme-Rekord, "Niederschlags-Rekord"
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Macht der Klimawandel eine Pause?
Quelle: GISS; NASA
Winter 2009 – 2010:
⇒ Nein, nicht wirklich!
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Begriffserklärung
Wetter - Witterung
Zustand der Atmosphäre
über Stunden bis Tage
Klima:
Gemittelter großräumiger Zustand
der Atmosphäre über einige Dekaden
ÎKlimawandel: statistische Veränderung (v.a. mittlerer) klimatischer Größen (wie T, N) auf der Erde über eine längere Zeit
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Umwelt
Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Beispielhafte Ergebnisse für Temperatur und Niederschlag bis 2050
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
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Globale Temperaturerhöhung (°C)
WG1: Globaler Temperaturanstieg bis 2100 (IPCC 2007)
konstante Konzentrationen
CO2 des Jahres 2000
20. Jahrhundert
beste
Schätzung für
den Anstieg
(basierend auf den Ergebnissen
mehrerer globaler Klimamodelle)
> Bandbreite aller Szenarien
zusammen: von +1,1 bis 6,4 °C
IPCC 2007 WG 1-AR4
8
Spannweite der
Modellrechnung
des Szenarios
Jahr
Szenarien
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Klimawandel – Künftige Erwärmung: Emissionsszenarien
Szenarien für CO2 – Emissionen
(in Mrd. t C)
Anm.: Globale Erwärmung hängt von
der CO2-Konzentration in der
Atmosphäre ab: 2050: ??? ppm
1850: ca 280 ppm/2000: ca 380 ppm
Quelle: MPI Hamburg
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Klimawandel – Erwärmung: regionale Auswirkungen
• Auswirkungen auf die Natur
– Wasserhaushalt
– Stoffhaushalt
– Mikroorganismen
– Vegetation
– Tierwelt
– Biotische Indikation
– Biodiversität
10
• Gesellschaftsrelevante Bereiche
– Raumplanung / Bauleitplanung
– Architektur und Bauwesen
– Gesundheit
– Naturgefahren
– Agrarwirtschaft
– Forstwirtschaft
– Naturschutz
– Tourismus
– Energiewirtschaft
– Infrastruktur
– Wasserwirtschaft
Besondere Relevanz:
Extreme (Wetter-) Ereignisse
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Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Beispielhafte Ergebnisse für Temperatur und Niederschlag bis 2050
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
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Kooperationsvorhaben KLIWA – Projektrahmen
"Klimawandel und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft"
Bereich Ö: Öffentlichkeitsarbeit
Bereich A
Bereich B
Bereich C
Bereich D
Ermittlung
der bisherigen
Veränderungen
Abschätzung
künftig möglicher
Auswirkungen
Erfassung
fortschreitender
Veränderungen
Anpassung
wasserwirtschaftlichen Handelns
Regionale
Untersuchungen
Süddeutschland
- BY, BW, RP -DWD12
der Blick zurück, Auswertung von
Messwerten
der Blick in die Zukunft, Auswertung
von Projektionsdaten
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Vorhaben KLIWA: Ermittlung bisheriger Veränderungen 1931 - 2000
Klima
Hydrometeorologie
Fließgewässer
(quant.)
Fließgewässer
(qual.)
Stehende
Gewässer
Grundwasser
Bodenwasser
Klimaelemente
Abflussverhalten,
Kenngrößen
Beschaffenheit Beschaffenheit Entwicklung
• Lufttemperatur
• Niederschlag
• Schneedeckenparameter
• Verdunstung
• Globalstrahlung
• Hochwasserabflüsse
• Mittlerer Abfluss
• Niedrigwasserabfluss
• Literaturstudie
• Bodensee: Güte
und Strömungsaspekte
• Temperaturentwicklung in Seen
• GW-Stände
• Quellschüttungen
• GW-Neubildung
Aktuelle Untersuchungen in
KLIWA
Detektion signifikanter Trends:
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Klimawandel auch bei uns
bereits im Gange
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KLIWA: Erfassung fortschreitender Veränderungen 1931 – 2005;
Bezug auf 11 KLIWA-Regionen
1. Monitoringbericht 2007
(2.Monitoringbericht 2011)
¾Verstärkung der Trends für 2001 – 2005
•Temperaturanstieg
•Niederschlag im Winterhalbjahr
•Zunahme der Hochwasserabflüsse im Winterhalbjahr
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¾bestätigt: Wichtigkeit von Messnetzen und Monitoring© LfU / Referat 81
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Erkenntnisse für Bayern aus dem 1.KLIWA-Monitoringbericht
Klimawandel
mehr
Hochwasser
mehr
Niedrigwasser
Region
15
Trend der Temperatur [°C/75a]
Änderung des
Gebietsniederschlags [%]
Änderung des Starkniederschlags
(Dauer = 1 Tag) [%]
Winterhalbjahr
Sommerhalbjahr
Winterhalbjahr
Sommerhalbjahr
Winterhalbjahr
Sommerhalbjahr
Nordbayern
+ 1,1
+ 0,8
+ 25,7
- 4,4
+ 32,6
- 3,8
Südbayern
+ 1,3
+ 1,0
+ 24,6
- 2,2
+ 18,4
- 0,4
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Umwelt
Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Beispielhafte Ergebnisse für Temperatur und Niederschlag bis 2050
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
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Vom Globalmodell zur Impactmodellierung
Auswertung von
meteorologischen
Größen
nach Kleinn et al.; ETH Zürich
Auswertung von
Wasserhaushaltsgrößen
Emissionsszenarien
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Globales Modell
Regionales Modell
120 km Raster
56 km Raster
Regionales Modell Wasserhaushaltsmodell
14 km Raster
(WaSiM-ETH,
1 km Raster)‫‏‬
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Bayern im Klimawandel bis 2050
• mehr heiße Tage
• weniger Eistage
(Bsp. GAP -30 bis -60% je nach Modell)
• Sommer trockener
Æ Dürren, Niedrigwasser
• Winter niederschlagsreicher
Æ Hochwasser
• mehr Gewitter, Platzregen, Stürme
• Verlängerung der frostfreien
Vegetationsperiode
• Tier- und Pflanzenwelt verändern sich
18
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Veränderung der Temperaturen
Winter
Sommer
Mittel:
+1,0°C
19
Mittel:
+0,6°C
Klimaprojektion: WETTREG-2006/A1B
Simulation 2021-2050 vs. 1971-2000
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Veränderung der Niederschläge
Winter
Sommer
Mittel:
Mittel:
+1,9%
+21%
Klimaprojektion: WETTREG-2003/B2
20 Simulation 2021-2050 vs. 1971-2000
Mittel:
-5,2%
Klimaprojektion: WETTREG-2006/A1B
© LfU / Referat 81
Simulation 2021-2050 vs. 1971-2000
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Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Temperatur- und Niederschlagsentwicklung im Raum München
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
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DWD-Klimastation München-Nymphenburg (Höhe: 515 m ü. NN)
LfU/Ref.81
Verlauf der mittleren Jahrestemperatur (11-jähriges gleitendes Mittel)
für die DWD-Klimastation München-Nymphenburg
10
9
Klimadiagramm DWD Station München-Nymphenburg (1961-1990)
Höhe: 515 m über NN
8
140
20
120
15
10
80
60
5
Niederschlag [mm]
Temperatur [°C]
100
Temperatur in °C
7
6
5
4
3
2
1
0
40
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
0
20
Verlauf des mittleren halbjährlichen Niederschlags (11-jähriges gleitendes
Mittel) für die DWD-Klimastation München-Nymphenburg
0
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
700
Dez
LfU/Ref.81
-5
600
Quelle: KLIWA/Ref.81
¾Jahresmitteltemperatur (1971-2000): 8,0 °C
¾mittlerer Jahresniederschlag (1971-2000): 951 mm
Niederschlag [mm]
500
400
300
200
hydrologisches Sommerhalbjahr
100
hydrologisches Winterhalbjahr
Datenquelle: DWD
22
0
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
© LfU / Referat 81
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Vorhaben KLIWA: Langzeitverhalten der mittleren Lufttemperatur in den
hydrologischen Halbjahren / Trend im Zeitraum 1931-2005 (Trend in °C/75a)
Isar - Einzugsgebiet
WHJ: +1,30 °C
SHJ: +0,91 °C
(beide Trends
hochsignifikant)
BayKLAS:
Nordbayern
WHJ:
+1,1 °C
SHJ:
+0,8 °C
Südbayern
WHJ:
+1,3 °C
SHJ:
+1,0 °C
Quelle: Projekt KLIWA / Ref.81
23
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Vorhaben KLIWA: Langzeitverhalten der Gebietsniederschlagshöhe im hydrologischen
Winterhalbjahr / Relativer Trend (Änderung in Prozent vom Mittelwert 1932-2005)
Isar Einzugsgebiet:
deutliche Zunahme von
24 % im WHJ
BayKLAS:
Nordbayern: + 25,7 %
Südbayern: +24,6 %
Quelle: Projekt KLIWA / Ref.81
24
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Vorhaben KLIWA: Langzeitverhalten der Gebietsniederschlagshöhe im hydrologischen
Sommerhalbjahr / Relativer Trend (Änderung in Prozent vom Mittelwert 1931-2005)
Isar Einzugsgebiet:
leichte Veränderung mit
-3,7 % im SHJ
BayKLAS:
Nordbayern: -4,4 %
Südbayern: -2,2 %
Quelle: Projekt KLIWA / Ref.81
25
© LfU / Referat 81
LfU/Ref.81
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Veränderung der mittleren Temperatur für die Region München
nahe Zukunft (2021 - 2050 gegenüber 1971 - 2000)
5.0
Veränderung [°C]
4.5
Spannweite
4.0
CLM EH5_L1 A1B
3.5
REMO_10x EH5 A1B
3.0
WETTREG 2006 EH5 A1B
WETTREG 2009 EH5 A1B
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Jan
26
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
© LfU / Referat 81
LfU/Ref.81
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Umwelt
RPV M - 06.07.2010
Veränderung der mittleren Temperatur für die Region München
ferne Zukunft (2051 - 2100 gegenüber 1971 - 2000)
5.0
4.5
4.0
Veränderung [°C]
3.5
3.0
2.5
2.0
Spannweite
1.5
CLM EH5_L1 A1B
1.0
REMO_10x EH5 A1B
WETTREG 2006 EH5 A1B
0.5
WETTREG 2009 EH5 A1B
0.0
-0.5
-1.0
Jan
27
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
© LfU / Referat 81
Klimawandel:
Mittlere Veränderung der Kenntage pro Jahr
Region München, nahe Zukunft
mittlere
Veränderung
der Kenntage1971
pro Jahr
für die Region München
(2021
- 2050 gegenüber
- 2000)
2050Regionalmodellen
gegenüber 1971 - 2000) des Szenarios A1B
Vergleich(2021
von -vier
15
10
Veränderung [Tage]
5
29.3%
Beobachtungen:
1971 - 2000
Eistage =
28 d/a
Frosttage = 100 d/a
Sommertage = 32 d/a
Heiße Tage = 4 d/a
©BayLfU / Ref.81
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Umwelt
RPV M - 06.07.2010
28.8% 27.0% 26.5%
63.6%
43.0%
45.8%
34.8%
0
-5
CLM L1 EH5-A1B
-35.3%
-10
-29.9%
REMO 10x EH5-A1B
-27.0%
-32.3%
Wettreg 2006 EH5-A1B
-15
-30.9% -14.1%
-14.5%
-20
Wettreg 2009 EH5-A1B
-24.3%
-25
Eistage/Jahr
Tmax < 0 °C
28
Frosttage/Jahr
Tmin < 0 °C
Sommertage/Jahr
Tmax > 25 °C
Heiße Tage/Jahr
Tmax > 30 °C
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Umwelt
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Veränderung des mittleren Monatsniederschlages
für die Region München
nahe Zukunft (2021 - 2050 gegenüber 1971 - 2000)
70
Spannweite
60
Veränderung [%]
CLM EH5_L1 A1B
50
REMO_10x EH5 A1B
40
WETTREG 2006 EH5 A1B
WETTREG 2009 EH5 A1B
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
Jan
29
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
© LfU / Referat 81
RPV M - 06.07.2010
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
Vortragsgliederung
•
•
•
•
•
•
•
30
Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Beispielhafte Ergebnisse für Temperatur und Niederschlag bis 2050
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
© LfU / Referat 81
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
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Antwort auf den Klimawandel --- Klimaschutzpolitik (in Bayern)
Klimaanpassung
"Mitigation"
• CO2-Emissionen << 6
Tonnen je Einwohner
• Steigerung
Energieproduktivität um 30 %
• Verdoppelung des Anteils EE
am Endenergieverbrauch auf
20 %
CO2-Reduktion
Klimaschutzpolitik (KLIP 2020)
"Adaptation"
• Bestmögliche Anpassung
aller klimasensitiven und
verwundbaren Bereiche in
Bayern an die Folgen des
Klimawandels bis 2020.
Forschung
31
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Bayerisches Landesamt für
Umwelt
RPV M - 06.07.2010
Klimaschutz in BY: Reduzierung energiebedingter CO2-Emissionen
CO2-Gesamt-Emission in Mio. Tonnen/Jahr
·
94
92
90,3
90
84
82
89,8
89,0
88
86
92,7
92,3
87,0
84,5
87,9
88,3
Klimaschutzkonzept 2000
90,6
90,4
88,7
84,6
83,4
82,8
81,8
80,8
Ziel: 80,0
80
78
76
75,0
74
72
70
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
32
© LfU / Referat 81
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
RPV M - 06.07.2010
Anpassung an den Klimawandel
Klimaanpassung
CO2-(THG)Reduktion
Klimaschutzpolitik
Forschung
33
Treibhausgase sind langlebig
Æ selbst bei drastischer
Reduktion trägt der CO2-Bestand
zum Klimawandel bei (2°C-Ziel)
Wirtschaftliche Gründe
Æ Kosten zur Bewältigung
des Klimawandels sind sehr viel
niedriger als die Kosten des
Nichthandelns (Stern-Report)
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Bayerisches Landesamt für
Umwelt
Bayerische Klima-Anpassungsstrategie – Sektoren/Darstellung
Handlungsfelder
Wasserwirtschaft
Landwirtschaft
Wald- und Forstwirtschaft
Naturschutz
Bodenschutz und Georisiken
Gesundheit
Katastrophenschutz
Raumordung
Städte-/Bauleitplanung
Straßen und Verkehr
Energiewirtschaft
Industrie und Gewerbe
Tourismus
Finanzwirtschaft
Alpenraum
34
Darstellung
• Folgen und Vulnerabilitäten
• Zuständigkeiten
• Handlungsziele
• bestehende Anpassungsmaßnahmen
• weitergehende staatliche/nicht
staatliche Handlungsoptionen
© LfU / Referat 81
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Umwelt
RPV M - 06.07.2010
"Anpassungs-Dilemma"
Æ mit Unsicherheiten behaftete Zukunftsabschätzungen sind die
Grundlage für Entscheidungen über Anpassungsmaßnahmen
Art der Anpassung
relativ eindeutig
Anpassung
an den
Klimawandel
Ausmaß und Zeitraum
der Anpassung
schwer definierbar
Das Bewusstsein für Anpassungsmaßnehmen fehlt häufig noch,
aber Entscheidungen sind jetzt gefragt!
35
© LfU / Referat 81
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
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Beispiel für Prognoseberechnungen für ΔT (2021-2050 vs. 1971-2000)
36
REMO-2006
© LfU / Referat 81
Quelle: KLIWA
WETTREG-2009
WETTREG-2006
WETTREG-2003
Winterhalbjahr
Sommerhalbjahr
Regionalmodelle nach ECHAM5: WETTREG-2009/A1B, WETTREG-2006/A1B, REMO-2006/A1B Regionalmodell nach
ECHAM4: WETTREG-2003/B2
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Umwelt
RPV M - 06.07.2010
Beispiel für Prognoseberechnungen für ΔN (2021-2050 vs. 1971-2000)
37
REMO-2006
© LfU / Referat 81
Quelle: KLIWA
WETTREG-2009
WETTREG-2006
WETTREG-2003
Winterhalbjahr
Sommerhalbjahr
Regionalmodelle nach ECHAM5: WETTREG-2009/A1B, WETTREG-2006/A1B, REMO-2006/A1B Regionalmodell nach
ECHAM4: WETTREG-2003/B2
Bayerisches Landesamt für
Umwelt
RPV M - 06.07.2010
Anpassung: Beispiel Raumordnung / Raumplanung
Wasserwirtschaft
Hochwasserschutz - Grundwasserschutz
Forstwirtschaft
Verkehr
Rohstoffgewinnung
Klimawandel und
Raumordnung: Wesentliche
Einflussbereiche
Landwirtschaft
Freizeit- und Erholung
38
Siedlungsentwicklung
Vulnerable Gebiete / Naturgefahren
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RPV M - 06.07.2010
Wasserwirtschaft Folgen des Klimawandels
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Umwelt
Niedrigwasser-Informationsdienst
mehr Niedrigwasser
mehr Hochwasser
39
Hochwassernachrichtendienst
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Umwelt
Anpassungsstrategie: Schlussfolgerungen für den HW-Schutz
• Abschätzungen für die Zukunft mit größeren Unsicherheiten
• Vorsorgeprinzip Wasserwirtschaft
Î
Lastfall „Klimaveränderung“ in Hochwasserschutz-Planungen
künftig zusätzlich mit berücksichtigen
Einführung eines Klimaänderungsfaktors (z.B. HQ100 + 15 %)
• Wirtschaftlichkeit durch flexible Lösungen
• Möglichkeiten zum Nachjustieren offen lassen
• Pragmatisches Vorgehen
40
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Umwelt
Stadtplanung vor dem Hintergrund des Klimawandels - Starkregen
41
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Umwelt
Stadtplanung vor dem Hintergrund des Klimawandels - Wärmeinseln
Städte und Klimawandel - Problemfelder
•
•
•
•
Hohe Bevölkerungsdichte
Hoch verdichtete Gebiete
Hohe "innere Wärmelasten"
Wärmespeicher (z.B. Gebäude, versiegelte
Flächen)
• Hoher Energieeinsatz für Verkehr,
Heizung, Kühlung etc.
Æ Problemfeld städtische Wärmeinsel
Folgen
> Städte durchschnittlich1-2°C wärmer
als die Umgebung
> Millionenstädte können Temperaturdifferenzen von über 10 °C aufweisen
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Bayerisches Landesamt für
Umwelt
Vortragsgliederung
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Einleitung – Wahrnehmung des Kllimawandels
Kenntnisstand zum globalen Klimawandel
Projekt KLIWA – der Blick zurück / bisherige Veränderungen
Projekt KLIWA – der Blick in die Zukunft
Beispielhafte Ergebnisse für Temperatur und Niederschlag bis 2050
Klimaschutz und Klimawandel-Anpassung
Ausblick und Zusammenfassung
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Zusammenfassung - Ausblick
• Klimawandel findet auch bei uns in Bayern statt
• Klimawandel ist/wird eine große gesellschaftliche Herausforderung
-- Notwendigkeit von Klimaschutzmaßnahmen
-- Notwendigkeit von Anpassungsmaßnahmen
• Wichtige Handlungsfelder liegen auf regionaler / kommunaler Ebene
-- Zuständigkeit und Verantwortung für langfristige nachhaltige Weichenstellungen (Raumordnung, Siedlungsentwicklung, Infrastrukturen u.a.)
Empfehlung:
Bei allen langfristigen Planungen und Maßnahmen den Klimawandel und die
möglichen Auswirkungen mit bedenken und ggf. preventiv und sachgerecht
berücksichtigen (no/low-regret-strategy).
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