UBA - Fachzentrum Klimawandel Hessen
Werbung
Klimawandel in Hessen: Vergangenheit und Zukunft Die Klimaänderungen der letzten 50-100 Jahre und die zu erwartenden Klimaänderungen im 21. Jahrhundert Christian-D. Schönwiese Institut für Atmosphäre und Umwelt der J.W. Goethe-Universität Frankfurt/Main Vortragsübersicht • Klimawandel in der Vergangenheit: → global (Temperatur) → Deutschland (Temperatur) → Hessen (Temperatur und Niederschlag) • Klimawandel in der Zukunft: → global (Temperatur) → Hessen (Temperatur und Niederschlag) • Folgerungen Wie funktioniert Klima? Cubasch und Kasang, 2000 Als Folge der Nutzung fossiler Energieträger und Waldrodungen sowie industrieller, landwirtschaftlicher und privater Aktivitäten hat im Industriezeitalter die atmosphärische Konzentration klimawirksamer Spurengase drastisch zugenommen (Kohlendioxid, Methan usw.). Dies verändert die Strahlungs- und Wärmeflüsse in der Atmosphäre mit dem Effekt einer bodennahen Erwärmung und stratosphärischen Abkühlung (jeweils im globalen Mittel): anthropog. Treibhauseffekt. IPCC 2007 Gleichzeitig reagieren alle weiteren Klimaelemente (Meeresspiegelhöhe, Niederschlag, Wind...) einschließlich der Extremereignisse. Aufgrund der vorliegenden (physikalischen) Klimamodellrechnungen sind natürliche Ursachen für die globale Erwärmung der letzten ca. 50 Jahre extrem unwahrscheinlich* (IPCC, 2007) ----------------------------*p < 5 %, somit p > 95 % für anthrop. Ursachen Regionale Strukturen der globalen Klimaänderungen Datenquelle: Jones et al., 2005; Bearb. Schönwiese et al., 2006 Klimawandel in Deutschland Deutschland-Temperatur, Jahresanomalien 1761-2007 2,0 Temperaturanomalien in °C 1,0 2000 1994 1989/90 (relativ zu 1961-1990) 1,5 1779 1822 1834 2007 1934 1868 0,5 0,0 -0,5 -1,0 1962/63 -1,5 1996 1956 1940 -2,0 -2,5 1799 1805 1829 Mittelwert (1961-1990): 8,3 °C; 2000: 9,9 °C -3,0 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Zeit in Jahren Klimawandel in Hessen 12 1994 2000 Temperatur Frankfurt-Flughafen, Jahresmittel Temperatur in °C 11 (1826-2007) 10 9 8 7 1945 6 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Zeit in Jahren Lineare Trends 1826-2007: 1,9 °C; 1901-2000: 1,1 °C; 1951-2000: 1,2 °C Datenbasis 1951-2000 (DWD, WZN) Temperatur: 53 Stationen Niederschlag: 674 Stationen 1901- 2000/2003: Temperatur 4 Stationen, Niederschlag 10 Stationen, davon aus Hessen 3 (Temperatur) bzw. 6 (Niederschlag) Stationen. Überblick der Klimatrends in Hessen 1951-2000 Temperaturtrends in °C Mittelwerte Jan. Febr. März April Mai Juni Juli 1,7 0,3 1,4 0,1 1,0 1,9 0,3 Minimumwerte Frühling: 1,1 °C Sommer: 1,8 1,8 1,0 2,4°C 0,7 Herbst: 0,2 °C Maximumwerte Winter: 1,6 °C 1,6 0,6 1,1 1,4 1,0 1,9 1,7 2,0 1,6 1,2 0,2 Aug. Sept. Okt. 1,4 0 1,1 2,5 1,6 -11,7 -0,1 -18,0 Niederschlagtrends in % 10,5 20,9 61,9 10,5 Nov. Dez. Jahr 0,3 - 0,1 0,9 0,9 1,1 0,2 1,2 1,2 Frühling: + 20 % Sommer: - 18 % - 0,1 Herbst: - 0,3 0 + 25 0,9% 0,9 Winter: + 22 % 18,6 46,1 16,2 28,8 8,5 Schönwiese et al., 2006 Fr He So Wi Jahreszeitl. TemperaturTrends in °C 1951-2000 Fr He So Wi Jahreszeitl. NiederschlagTrends (%) 1951-2000 Wird das Klima extremer? Düsseldorf, Aug. 2003 Koblenz, Jan. 2005 Motten, Okt. 2005 Extremeres Klima? ⇒ Wahrscheinlichkeitsanalyse Hier gezeigt am Beispiel der Normalverteilung Nach IPCC, 2001; dt. nach Hupfer u. Börngen, 2004. Extremwertanalyse: Trends der Jährlichkeit (J) extrem warmer Tage, orientiert an J = 100 Jahre (1%-Perzentil); Jahreszeiten. Beispiele zur Extremwertanalyse: Änderung der Wahrscheinlichkeit Niederschlag, Trends der Extremwert-Wahrscheinlichkeit Überschreitung des 95%-Perzentils Januar August Monatsdaten 1901-2000 Trömel 2005, Schönwiese u. Trömel 2007 Extremwertanalyse: Trends der Jährlichkeit (J) extrem niederschlagsreicher Tage, orientiert an J = 100 Jahre; Jahreszeiten. Trends der Länge der maximalen Trockenperiode rot: zunehmend grün: abnehmend (1951-2000) Und die Zukunft? Klimaprognosen, vergleichbar Wetterprognosen, sind prinzipiell nicht möglich, da • die natürlichen Einflüsse auf das Klima (z.B. Vulkanismus, NAO) nicht vorhersagbar • und die menschlichen Einflüsse (Treibhausgase, Sulfatpartikel) im künftigen Verlauf zumindest quantitativ unsicher sind. Man behilft sich daher mit Projektionen • unter der Annahme, dass der menschliche Einfluss (Treibhausgase) dominiert • und aufgrund alternativer Szenarien des menschlichen Verhaltens, insbesondere der Treibhausgas-Emissionen. 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 IPCC, 2001 Multi-Modell-Abschätzungen der globalen Erwärmung IPCC, 2007 MultimodellAbschätzungen der globalen Erwärmung (bodennah): Bis 2020/29 liegen die Abschätzungen in einem engen Wertebereich: ca. + 0,7 ± 0,7 °C. Sie sind somit für die nächsten Jahrzehnte weitgehend unabhängig von den Szenarien und Modellvarianten. Bis 2090/2099 ergibt sich jedoch ein großer Streubereich, so dass für solche langen Zeitspannen die Szenarien bzw. Modellvarianten von wesentlicher Bedeutung sind. IPCC, 2007 WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Mitteltemperatur, Jahreswerte (1961-1990) → (2071-2100) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Mitteltemperatur, Jahreswerte (1961-1990) → (2021-2050) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Max.-Temperatur, Sommer (JJA) (1961-1990) → (2021-2050) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Min.-Temperatur, Winter (DJF) (1961-1990) → (2021-2050) 90 80 Temperatur- Kenntage Wiesbaden (WETTREG-Simulation) 1961/70, 2041/50, 2091/2100 70 77 63 62 60 50 40 39 40 27 30 20 10 22 16 14 6 8 3 2 4 0 Eistage (Tmax < 0°C) Frosttage (Tmin < 0°C) Sommertage (Tmax > 25°C) heiße Tage (Tmax > 30°C) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Jahressummen (1961-1990) - (2021-2050) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Winter (DJF) (1961-1990) - (2021-2050) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Sommer (JJA) (1961-1990) - (2021-2050) Übersicht der WETTREG-Simulationen der Klimaänderungen in Hessen 1961/90 bis 2021/50 Temperatur Frühling Sommer Herbst Winter Jahr Niederschlag Frühling Sommer Herbst Winter Jahr + 0,3 (0,2 ↔ 0,5) °C + 1,2 (1,1 ↔ 1,4) °C + 0,9 (0,7 ↔ 1,0) °C + 1,2 (1,0 ↔ 1,5) °C + 0,8 (0,7 ↔ 0,9) °C 0 (- 5 ↔ + 5) % - 10 (- 18 ↔ 0) % - 7 (- 13 ↔ + 3) % + 15 (+ 7 ↔ + 21) % - 1 (- 4 ↔ + 3) % Spekat, Enke, Kreienkamp (CEC), 2007; UBA WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Max.-Temperatur, (1961-1970) → (2041-2050) WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, (1961-1970) → (2041-2050) Und die Konsequenzen? Anpassung • Land- und Forstwirtschaft • Städte und Regionen • Hochwasserschutz und Grundwasser • Gesundheit • ... Vorsorge • Klimaschutz: Verringerung der Emission klimawirksamer Spurengase (CO2 usw.) • Vegetationsschutz: Erhalt und Aufforstung • ... Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Literatur C.-D. Schönwiese et al., 2006: Analyse der Klimaveränderungen in Hessen für den Zeitraum 1901 bis 2003. Bericht IAU* Nr. 3, 74 S. T. Staeger et al., 2006: Auftreten und Andauer extremer Witterungsereignisse in Hessen (1951-2000). Bericht IAU* Nr. 5, 41 S. *) Institut für Atmosphäre und Umwelt der Universität Frankfurt/Main http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima A. Spekat, W. Enke, F. Kreienkamp (CEC), 2007: Bereitstellung regionaler Klimaszenarios auf der Basis von globalen Klimasimulationen mit dem Regionalisierungsmodell WETTREG (Kurztitel). UBA-FZK 204 41 138, UBA-Publikationsreihe, Dessau. http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-I/3133.pdf
