Globaler und regionaler Klimawandel in Vergangenheit und Zukunft
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Globaler und regionaler Klimawandel in Vergangenheit und Zukunft •D Christian-D. Schönwiese Universität Frankfurt/Main Institut für Atmosphäre und Umwelt © ESA/EUMETSAT: METEOSAT 8 SG – multi channel artificial composite colour image, 23-5-2003, 12:15 UTC Vortragsübersicht • Klima und Wetter: Begriffsbestimmung • Klimawandel der Vergangenheit: Indizien global und Deutschland • Ursachendiskussion (global): Natur und Mensch • Klimawandel der Zukunft: Szenarien und Projektionen (global und Deutschland) • Folgerungen Zur Unterscheidung von Wetter und Klima Klima, Häufigkeit z.B. 30-jährige Statistik Klimaänderung Streuung Extremereignisse Mittelwert Messgröße Wetterereignisse Klimawandel in den letzten 2000 Jahren (rel. zu 1961-1990) Unsicherheit Jahr Klimawandel: Industriezeitalter Quelle: CRU, Jones et al., 2007 Klimawandel: Industriezeitalter Globaltemperatur, Jahresanomalien 1850 - 2007 0,6 1998 Temperaturanomalien in °C (relativ zu 1961-1990) 0,4 0,2 1944 1878 0 -0,2 1964 -0,4 -0,6 1976 1956 1862 1917 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Zeit in Jahren Quelle: CRU (Jones et al.). Internet, 2008; bearbeitet. Quelle: CRU, Jones et al., 2007 Klimawandel: Industriezeitalter Globaltemperatur, Jahresanomalien 1850 - 2007 0,6 1998 Temperaturanomalien in °C (relativ zu 1961-1990) 0,4 0,2 1944 1878 0 -0,2 1964 -0,4 -0,6 1976 1956 1862 1917 Linearer Trend 1901-2000: + 0,7 °C 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Zeit in Jahren Quelle: CRU (Jones et al.). Internet, 2008; bearbeitet. Quelle: CRU, Jones et al., 2007 Klimawandel: Industriezeitalter Globaltemperatur, Jahresanomalien 1850 - 2007 0,6 1998 Temperaturanomalien in °C (relativ zu 1961-1990) 0,4 0,2 1944 1878 0 -0,2 1964 -0,4 -0,6 1976 1956 1862 1917 Linearer Trend 1901-2000: + 0,7 °C 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Zeit in Jahren Lineare Trends nach IPCC (2007) bis 2005: Quelle: Jones°C/Dek.; et al., 200725 J.: 0.177 °C/Dek. letzte 100 J.: 0.074 °C/Dek.; 50 CRU, J.: 0.128 Temperaturtrends 1901-2000 (Jahreswerte) Datenquelle: Jones et al., 2005; Analyse: Schönwiese et al., 2005 Absoluter linearer Niederschlagstrend (mm) 1951-2000 Beck et al., 2007 Klimawandel in Deutschland 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 Datenquelle: Rapp, 2000; DWD; Analyse: Schönwiese 6 T e m p e ra tu ra n o m a lie n in °C Deutschland-Temperatur, Winteranomalien 1761-2007 4 1975 1990 1834 1796 2007 2 0 -2 1970 -4 1985 1996 1947 1929 1940 -6 1963 1830 -8 1760 1780 Datenquelle: Rapp, 2000; DWD; Analyse: Schönwiese 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 Zeit in Jahren Mittelwert (1961-1990): 0,2 °C: 2006/07: 4,5 °C 1980 2000 4 Temperaturanomalien in °C Deutschland-Temperatur, Sommeranomalien 1761-2007 2003 3 2 1781 1992/94 1983 1947 1826 1834 1 0 1993 -1 1987 1962 1978 1956 1916 1913 -2 1816 -3 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 Zeit in Jahren 1920 1940 1960 1980 2000 4 Temperaturanomalien in °C Deutschland-Temperatur, Sommeranomalien 1761-2007 2003 3 2 1781 1992/94 1983 1947 1826 1834 1 0 1993 -1 1987 1962 1978 1956 1916 1913 -2 1816 -3 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 Zeit in Jahren Mittelwert (1961-1990): 16,2 °C; 2003: 19,6 °C 1980 2000 400 Deutschland-Niederschlag, Sommersummen 1901-2007 1927 Niederschlag in mm 350 1954 1956 1966 1910 1980 1987 300 2002 250 200 1949 150 1947 1904 100 1900 350 1976 2003 1983 1911 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Deutschland-Niederschlag, Wintersummen 1902-2007 300 1948 1994/95 Niederschlag in mm 1916 2000 250 200 150 100 1933 1947 1996 1949 1964 50 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1972 1970 1980 1990 2000 Übersicht der jahreszeitlichen Klimatrends in Deutschland (Flächenmittelwerte, nach Schönwiese und Janoschitz, 2005) Klimaelement, Zeitintervall Frühling Sommer Herbst Winter Jahr Temperatur, 1901 – 2000 + 0,8 °C + 1,0 °C + 1,1 °C + 0,8 °C + 1,0 °C 1951 – 2000 + 1,4 °C + 0,9 °C + 0,2 °C + 1,6 °C + 1,0 °C Niederschlag, 1901 – 2000 + 13 % -3% +9% + 19 % +9% 1951 – 2000 + 14 % - 16 % + 18 % + 19 % +6% Winter Sommer Niederschlagtrends 1901-2000 in Prozent Übersicht der jahreszeitlichen Klimatrends in Deutschland (Flächenmittelwerte, nach Schönwiese und Janoschitz, 2005) Klimaelement, Zeitintervall Frühling Sommer Herbst Winter Jahr Temperatur, 1901 – 2000 + 0,8 °C + 1,0 °C + 1,1 °C + 0,8 °C + 1,0 °C 1951 – 2000 + 1,4 °C + 0,9 °C + 0,2 °C + 1,6 °C + 1,0 °C Niederschlag, 1901 – 2000 + 13 % -3% +9% + 19 % +9% 1951 – 2000 + 14 % - 16 % + 18 % + 19 % +6% Winter Sommer Niederschlagtrends 1901-2000 in Prozent Übersicht der jahreszeitlichen Klimatrends in Deutschland (Flächenmittelwerte, nach Schönwiese und Janoschitz, 2005) Klimaelement, Zeitintervall Frühling Sommer Herbst Winter Jahr Temperatur, 1901 – 2000 + 0,8 °C + 1,0 °C + 1,1 °C + 0,8 °C + 1,0 °C 1951 – 2000 + 1,4 °C + 0,9 °C + 0,2 °C + 1,6 °C + 1,0 °C Niederschlag, 1901 – 2000 + 13 % -3% +9% + 19 % +9% 1951 – 2000 + 14 % - 16 % + 18 % + 19 % +6% Winter Sommer Niederschlagtrends 1901-2000 in Prozent Wird das Klima extremer? Düsseldorf, Aug. 2003 Koblenz, Jan. 1995 Quirla, Okt. 2006 Motten, Okt. 2005 Wahrscheinlichkeitsanalyse zur Änderung der Sommertemperatur in Deutschland 1761-2003 2003 1761 1880 3,4 °C Ereignis (Sommer 2003) Temperaturanomalien in °C Trömel, 2004 Zeitabhängige Wahrscheinlichkeitsanalyse für das Eintreten/Überschreiten des 2003-Ereignisses (3,4 °C) (Sommertemperatur Deutschland) p = 0,0022 entsprechend 1/455 Jahre p < 0,0001 entsprechend 1/10000 Jahre Jahr Trömel, 2003 / Schönwiese et al., 2004 Rezente Überschwemmungen in Deutschland • Dezember 1993, Rheinregion • Januar 1995, Rheinregion • Juli 1997, Oderregion • Mai 1999, Donau-/Bodenseeregion • August 2002, Elberegion • August 2005, Nordalpenregion Koblenz, 1995 Eschenlohe, 2005 Dresden, 2002 Zeitliche Entwicklung der Wahrscheinlichkeit für das Eintreten extremer monatlicher Niederschläge Überschreitung des 95%- Perzentils Unterschreitung des 5%- Perzentils 130 mm 20 mm p=0,09 ⇒ 11 J. p=0,03 ⇒ 33 J. p=0,005 ⇒ 200 J. p=0,01 ⇒ 100 J. Trömel, 2005 Niederschlag, Trends der Extremwert-Wahrscheinlichkeit Überschreitung des 95%-Perzentils Januar August Monatsdaten 1901-2000 Trömel 2005, Schönwiese u. Trömel 2007 Wie funktioniert Klima? Cubasch und Kasang, 2000 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 Multi-Modell-Abschätzungen der globalen Erwärmung IPCC, 2007 REMO-Projektionen A1B, Temperatur, Winter und Sommer Wi So Jacob et al., 2006 REMO-Projektionen A1B, Niederschlag, Winter und Sommer Wi So Jacob et al., 2006 REMO-Projektionen A1B, Niederschlag, Frühjahr und Herbst Fr He Jacob et al., 2006 Die wichtigsten Klimamodellprojektionen für Deutschland bis 2100 Regionales Klimamodell (REMO) des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie • Weitere Erwärmung in allen Jahreszeiten, im Jahresmittel ca. 2,5-3,5 °C, Maxima über 4 °C im Süden/Winter. • Regional unterschiedliche Niederschlagsumverteilungen mit Zunahmen im Winter um ca. 10-30 % und Abnahmen ähnlichen Ausmaßes im Sommer; Frühling und Herbst moderate Zunahmen. • Häufigere und z.T. auch intensivere Extremereignisse wie insbesondere Hitze-/Trockensommer, winterliche (und herbstliche) Starkniederschläge (mit Überschwemmungsgefahr, dies z.T. auch im Sommer); Hagelgefahr schwer abschätzbar, zumindest aber nicht abnehmend. • Beim Wind keine markanten Trends, Winter- und HerbstStürme eventuell seltener (da die Sturmbahnen dazu neigen, sich polwärts zu verlagern). Handlungsbedarf • Anpassung an den nicht mehr vermeidbaren Klimawandel und dessen Folgen: → Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Wasserbau ... • Vorsorge, um den Klimawandel und seine Folgen auf einem erträglichen Niveau zu begrenzen: → Steigerung der Energieeffizienz. → Weitgehende Substitution kohlenstoffhaltiger Energieträger (Kohle, Öl, Gas); Sequestrierung. → Ökonomische Maßnahmen (Emissionshandel). → Maßnahmen im Verkehrsbereich. → Vegetationsschutz . . . • Weitere Klimaforschung. Vielen Dank für Ihr Interesse Homepage des Autors: http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima
