Wie die Klimaänderungen global das Wasser umverteilen
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WiedieKlimaänderungen globaldasWasserumverteilen HartmutGraßl MaxͲPlanckͲInstitutfürMeteorologie,Hamburg VortragbeidemNiedersächsischenGewässerforum2015 Hildesheim,8.Juli2015 KLIMA Einflussfaktoren KlimarelevanteZeitskalen SonnebisJahrmillionenundMilliarden ZusammensetzungderAtmosphäre TagebisvieleJahrmillionen BahnderErdeumdieSonneJahrtausendebisJahrmillionen VerteilungderKontinentevieleMillionenJahre VulkaneWochenbisJahrzehnte EinschlagvonHimmelskörpernWochenbisJahrzehnte InterneWechselwirkungenJahreszeitenbisJahrtausende Folge:Klimaändertsichimmer DiezentraleFragefürdieLebewesenist:Wierasch? Der Wasserkreislauf als zentrales Element des Klimasystems Nicht nur knapp 71% der Erdoberfläche sind mit Meerwasser oder Meereis bedeckt sondern auch wesentliche bis große Teile der Kontinente mit Eis und/oder Schnee. Viele Flüsse und Seen sind keineswegs vernachlässigbare, aus Süß- oder Salzwasser bestehende Oberflächen. Deshalb ist es keine Übertreibung, wenn man die Erde als Wasserplanet bezeichnet, da speziell im Winter der nördlichen Erdhälfte bis über 80% der Oberfläche der Erde mir der Substanz Wasser bedeckt sind. Warum reden wir dann von einer globalen Wasserkrise? Wo doch bei Erwärmung der Wasserkreislauf intensiver sein sollte? Denn wegen der Clausius-Clapeyronschen Gleichung wird bei Erwärmung pro Volumeneinheit mehr Wasser (6–20 % mehr pro Grad Celsius bei 20 bzw. -80°C) in der Atmosphäre enthalten sein, weil eine starke Abnahme der mittleren relativen Feuchte höchst unwahrscheinlich ist. Die Antwort ist einfach: Immer mehr Menschen nutzen und verschmutzen immer mehr Süßwasser. Hinzu kommt eine weitere Austrocknung semiarider Gebiete, sowohl durch lokal verursachte Desertifikation als auch durch verminderten Niederschlag und erhöhte Verdunstung. Basiswissen zu Niederschlägen Aus einem mittleren globalen latenten Wärmefluss von 80 W/m2 folgt eine Niederschlagsrate von etwa einem Meter pro Jahr Regional ist sie sehr unterschiedlich von einigen Millimetern pro Jahr bis zu über 10 Metern pro Jahr In Deutschland reicht die Spanne von etwas über 450 mm bis zu etwa 2200 mm pro Jahr Dürrejahre sind in Deutschland selten; herausragen 1947, 1976 und 2003. Die maximale Tagesmenge übersteigt sehr selten 250 mm (Zinnwald – Georgenfeld mit 312 mm am 12. August 2002 ist Spitzenreiter) Die maximale Schneehöhe in Lagen unter 1000 m über NN steigt nicht über 3 Meter DerHauptgrundfürdieKlimadebatte (DerKohlendioxidgehaltkanninzwischenauchausdemWeltraumbeobachtet) werden Buchwitz etal.2012 DiemittlereglobaleErwärmunghatander ErdoberflächeinderZeitvon1900bis2012 0,85°CerreichtunddasJahr2014wardas eindeutigwärmsteseitExistenzeinesfast globalenMessnetzes. DieglobaleErwärmunghatkeinePausegemacht Fahrenheit=altedeutscheTemperatureinheit, dieinUSAüberlebthat 1°F=5/9°C NiederschlagsänderungenüberLandgebieten (IPCC,2013) In Deutschland haben seit 1881 die Winterniederschläge signifikant um fast 30% zugenommen, aber die Sommerniederschläge nicht signifikant abgenommen. Wasserdampf verstärkt den Treibhauseffekt bei Erwärmung :DVVHUGDPSI LVW PLW ZHLWHP $EVWDQG GDV ZLFKWLJVWH 7UHLEKDXVJDV GHU (UGDWPRVSKlUH (WZD ]ZHL 'ULWWHO GHV 7UHLEKDXVHIIHNWHV GHU $WPRVSKlUH YRQ FD ° & JHKHQ DXI LKQ ]XUFN %HL W\SLVFKHQ 2EHUIOlFKHQWHPSHUDWXUHQ YHUGRSSHOW VLFK EHL °& 7HPSHUDWXUHUK|KXQJ GHU PD[LPDO P|JOLFKH :DVVHUGDPSIJHKDOW GHU /XIW %HL 7HPSHUDWXUHUK|KXQJ GXUFK HLQH =XQDKPH GHV &2 *HKDOWHV VROOWH DOVR GHU :DVVHUGDPSI HLQH ZHLWHUH 7HPSHUDWXUHUK|KXQJ EHZLUNHQ 'LHVH ZLUG LQ GHQ .OLPDPRGHOOHQ QXU ZHQLJ XQWHUVFKLHGOLFK EHUHFKQHW :lKUHQG HLQH 9HUGRSSHOXQJ GHV &2*HKDOWHV QXU HLQH (UK|KXQJ GHU PLWWOHUHQ REHUIOlFKHQQDKHQ /XIWWHPSHUDWXU YRQ FD °& EHZLUNW ZLUG GLHVHU :HUW GXUFK GLH SRVLWLYH :DVVHUGDPSIUFNNRSSOXQJ DQQlKHUQG YHUGRSSHOW Der zweite positive Rückkopplungseffekt im Wasserkreislauf, die Albedo-Temperatur-Rückkopplung :LUG /XIW HUZlUPW VFKPHO]HQ 6FKQHH XQG (LV VFKQHOOHU GLH YRQ 6FKQHH XQG (LV IUHLHQ YLHO GXQNOHUHQ )OlFKHQ DEVRUELHUHQ GDQQ PHKU 6RQQHQHQHUJLH ZDV ZLHGHUXP ]X K|KHUHQ 7HPSHUDWXUHQ IKUW XQG ]X ZHLWHUHP $EVFKPHO]HQ 1DFK +$16(1 KDW GHU hEHUJDQJ YRQ GHU ,QWHQVLYSKDVH GHU (LV]HLW LQ GDV +ROR]lQ GXUFK GDV $EVFKPHO]HQ YRQ 6FKQHH XQG (LV HLQHQ PLWWOHUHQ 6WUDKOXQJVDQWULHE YRQ :Pð EHZLUNW PHKU DOV GRSSHOW VR YLHO ZLH GHU JOHLFK]HLWLJ HUK|KWH 7UHLEKDXVHIIHNW GXUFK .RKOHQGLR[LG XQG 0HWKDQ]XQDKPH PLW :Pð lKQOLFK KRFK ZLH GHU VHLW ,3&& DNNXPXOLHUWH DQWKURSRJHQH 7UHLEKDXVHIIHNW YRQ HWZD :Pð Das spätsommerliche Minimum der Meereisausdehnung in der Arktis hat seit 1979 um 9,4 bis 13,6% pro Jahrzehnt abgenommen, was einer Schrumpfung um 0,73 bis 1,07 Millionen Quadratkilometer pro Jahrzehnt entspricht. Das Meereis um die Antarktis hat nicht abgenommen. Die mit Schnee bedeckte Fläche der Kontinente der nördlichen Erdhälfte ist seit 1967 am Ende des Winters (März/April) um 1,6% pro Dekade von etwa 37 auf 34 Millionen Quadratkilometer und gar um 11,7% pro Jahrzehnt im Juni geschrumpft Der mittlere globale Meeresspiegel steigt jüngst beschleunigt an: bei 20 cm seit 1900 insgesamt waren die letzten 22 Jahre charakterisiert durch einen mittleren Anstieg um 3,2 ± 0,4 mm pro Jahr, wobei die Ausdehnung des Meerwassers den größten Einzelbeitrag geliefert hat, gefolgt von den Gebirgsgletschern und erst danach mit kleinem, aber jüngst stark wachsendem Beitrag die Inlandeisgebiete. Deren Schrumpfung führt zu erhöhtem Meeresspiegelanstieg in Äquatornähe. EinzelbeiträgedesEisschmelzenszum Meeresspiegelanstieg IPCC2013,TechnicalSummary,FigureTS.3 Recent sea level changes as observed from satellites DermittlereglobaleMeeresspiegelschwanktwegenveränderlicher BodenfeuchteundSchneedeckevonJahrzuJahr Strahlungsantriebseit1750 IPCCSYR2014 GlobaleTemperaturänderung Kein Klimaschutz 2°CͲZiel IPCCWGI(2013) 2°CͲZiel Weiterso IPCC(2013) MittlererglobalerMeeresspiegelanstieg EineneuezentraleFragefürdieKlimawissenschaft: WielangehältdererhöhteTreibhauseffektan? InderKlimageschichtederletztenMillionJahregalt: EineErwärmungvon1°C istgleichbedeutendmitetwa20m MeeresspiegelanstiegbeiüberJahrtausendeanhaltendemAntrieb WievieldavonindenkommendenJahrhundertenrealisiertwird, istinunsererHand BisherigewesentlicheBeschlüsse UNFCCC1992 MaximaletolerierbareErwärmungim 21.Jahrhundert:+2°C(Cancun,2010) Dekarbonisierung (G7ͲGipfel,2015) (ParisͲProtokoll??)
