Klima und Klimawandel in Nordrhein-Westfalen

Klima und Klimawandel in Nordrhein-Westfalen
Dr. Nicole Müller
Urbaner Wald im Klimawandel
11.06.2015
Gelsenkirchen
Einführung Klima
• Einflussgrößen auf das Klima:
- Geographische Breite
- Topographie
- Orographie
• Großräumige Einordnung NRWs:
- maritim geprägt
- warm-gemäßigtes Regenklima (Klimaklassifikation nach Köppen)
- Ausgeprägte Jahreszeiten mit kühlen Sommern und milden Wintern
• Kleinräumig:
- Reliefbedingte Unterschiede (Mittelgebirge)
- Stadt-Umland-Effekt (Städtische Wärmeinsel)
2
Derzeitiges Klima in NRW
Lufttemperatur und Niederschlag
www.klimaatlas.nrw.de
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Derzeitiges Klima
Stadt-Umland-Unterschied
Quelle: LANUV 2013
4
Derzeitiges Klima – Stadt-Umland-Unterschied:
Mittlere Lufttemperatur 2011 und 2012
Quelle: LANUV 2013
5
Derzeitiges Klima – Stadt-Umland-Unterschied:
Urbane Wärmeinsel
Quelle: LANUV 2013
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Stadtklima
• Einflussfaktoren auf das Stadtklima
 Stadtgröße
 Einwohneranzahl
Wärmespeicherung
 Flächennutzung
 Versiegelungsgrad
 hoher Energieverbrauch durch Verkehr und Produktion  zusätzliche
Abwärmefreisetzung
Problemfeld Städtische Wärmeinsel
• Situation in NRW:
 Metropole Ruhr > 5 Millionen Einwohner
 Köln > 1 Million Einwohner
 NRW: Einwohnerdichte : 515 EW/km² (zum Vgl.: D: 226 EW/km²)
Globaler Klimawandel
CO2-Konzentration der Atmosphäre und Temperaturanomalie
der globalen Lufttemperatur
1
450
0.8
425
0.6
400
0.4
375
0.2
350
0
325
-0.2
300
-0.4
275
-0.6
250
Datenquelle: NOAA
-0.8
1880
225
1890
1900
1910
1920
1930
1940
T-Anomalie in K
8
475
+100 ppm => + 0,8 K
1950
1960
1970
CO2-Konzentration in ppm
1980
1990
2000
2010
CO2-Konzentration in ppm (1880-1958 Rekonstruktion aus
Eisbohrkernen, ab 1959 Messungen am Maouna Loa)
Temperaturanomalie der bodennahen Lufttemperatur über
Landoberflächen bezogen auf das Mittel des 20. Jahrhunderts in Kelvin
1.2
Klimawandel in NRW
Entwicklung der mittleren Lufttemperatur und Abweichung vom
langjährigen Mittel in NRW
Abweichung vom Mittelwert 1901-2014
2
dekadisches gleitendes Mittel
linearer Trend 1901-2014
1.5
1
2010
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
-0.5
1920
0
1910
0.5
1900
Abweichung vom Mittelwert in °C
2.5
-1
-1.5
-2
Datenquelle: DWD
9
Klimawandel in NRW
Entwicklung der mittleren Niederschlagssumme und
Abweichung vom langjährigen Mittel in NRW
1901-1930
833 mm
1931-1960
839 mm
1961-1990
875 mm
1991-2013
896 mm
1901-2013
847 mm
dekadisch gleitendes Mittel
30
20
2010
2000
1990
1980
1970
1960
1950
1940
1930
-10
1920
0
1910
10
-20
-30
-40
-50
10
Mittelwert
Abweichung vom Mittelwert 1901-2014 in %
40
1900
Abweichung vom Mittelwert in %
50
Zeitraum
Datenquelle: DWD
Der Klimawandel ist in NRW angekommen –
nicht drastisch aber stetig
• Anstieg der Durchschnittstemperaturen:
 seit Beginn des 20.Jahrhunderts um ca. 1,2 °C
 im Winter um 1,5 °C
 Abnahme der Frosttage, Zunahme der Sommertage
• Zunahme Gesamtniederschläge:
 durchschnittlich fällt heute ca. 10 % mehr Niederschlag als vor gut 100
Jahren
 Zunahme v.a. im Winterhalbjahr, starke regionale Unterschiede
• Zunahme Extremniederschläge (leichter Trend):
 Tage mit Starkregen haben zugenommen
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Klimafolgen – Beispiel
Beginn der Apfelblüte
Beginn der Apfelblüte
140
130
Tag im Jahr
120
110
100
90
80
Datenquelle: DWD
http://www.lanuv.nrw.de/kfm-indikatoren/
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Klimafolgen – Beispiel
Waldbrandgefahr
Kanadischer Waldbrandindex 1961-2013
Nordrhein-Westfalen
250
Anzahl Tage
200
150
100
50
0
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
Waldbrandstufe 1+2
Waldbrandstufe 4+5
http://www.lanuv.nrw.de/kfm-indikatoren/
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Datenquelle: DWD
Klimafolgen – Beispiel
Wassertemperatur Rhein
Gewässertemperatur an der Station Kleve-Bimmen
30.00
28.00
Wassertemperatur in °C
26.00
24.00
22.00
20.00
18.00
16.00
14.00
12.00
10.00
1972
1977
1982
1987
"mittlere Wassertemperatur"
http://www.lanuv.nrw.de/kfm-indikatoren/
14
1992
1997
2002
"maximale Wassertemperatur"
2007
Der Klimawandel in NRW zeigt Folgen - schon heute!
• Erhöhte Temperaturen
 Verlängerte Vegetationsperiode
 Ausbreitung wärmeliebender Tier- und
Pflanzenarten (auch fremder)
 Anstieg der Sterblichkeit während
Hitzewellen v.a. in Städten
• Häufigere Starkregen
 Zunahme Bodenerosion
 Überlastung der Kanalnetze,
Überflutungen im urbanen Bereich
• Erhöhung der Wassertemperatur im
Rhein
 Auswirkungen auf Flora und Fauna der
Gewässer
 Verlust an Kühlkapazität z. B. für
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Kraftwerke
Foto: J. Weiss
Blick in die Zukunft - Klimaprojektionen
•
Mathematische Modelle berechnen
die wahrscheinliche Entwicklung
des zukünftigen Klimas
•
Komplexe Modelle unter
Berücksichtigung verschiedener
Teilsysteme des Klimasystems und
Wechselwirkungen untereinander
•
Grundlage: Annahmen zu
Treibhausgasemissionen bis 2100
(Klimaszenario)
•
Berechnung in mehreren Stufen:
global  lokal
• Berechnung von Modellensembles
 Projektionen sind keine Vorhersagen,
es können lediglich Tendenzen
abgeschätzt werden
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Quelle: Dieter Kasang
Quelle: DWD (Deutscher Wetterdienst: www.dwd.de)
Klimaprojektion
Entwicklung der mittleren jährlichen Lufttemperatur
Datenquelle: DWD
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Klimaprojektion
Entwicklung der mittleren jährlichen Niederschlagssumme
Datenquelle: DWD
18
Klimaprojektion
Entwicklung der mittleren Niederschlagssumme im Sommer
Datenquelle: DWD
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Klimaprojektion
Entwicklung der mittleren Niederschlagssumme im Winter
Datenquelle: DWD
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Zu erwartende Klimaänderungen in NRW
• Lufttemperatur
 Zunahme der mittleren Jahrestemperaturen
(um 0,8 bis 1,7 K im Zeitraum 2021-2050 und 2,3 bis 3,8 K im Zeitraum 20712100)
 Zunahme der Mitteltemperaturen für alle meteorologische Jahreszeiten
(im Winter und Herbst stärkere Erwärmung als im Frühjahr und Sommer)
 Zunahme der Sommertage, heißen Tage und tropischen Nächte
 Abnahme der Frosttage und Eistage
• Niederschlag
21
 Abnahme der Niederschlagssumme im meteorologischen Sommer
(4 bis 29 % im Zeitraum 2071-2100, in der nahen Zukunft sowohl Ab- als auch
Zunahme möglich
 Zunahme der Niederschlagssumme im Winter
(1 bis 13 % im Zeitraum 2021-2050 und 7 bis 21 % im Zeitraum 2071-2100)
 möglicherweise Zunahme von Starkniederschlagereignissen
Mögliche Auswirkungen
Gesundheit und städtische Ballungsräume
• Höhere Lufttemperaturen, häufigere und länger andauernde
Hitzewellen
 erhöhte thermische Belastung durch Hitzeinseln in Städten
 Anstieg der Hitze-Morbidität und –Mortalität
• Zunehmende Starkregenereignisse
 häufigere Siedlungsüberschwemmungen  Schäden an Gebäuden und
Infrastruktur
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Mögliche Auswirkungen
Wald und Forstwirtschaft
• Erhöhte Luft- und Bodentemperaturen
 Veränderung der phänologischen Prozesse
 Veränderung der Standortverhältnisse
 Veränderung der Artenzusammensetzung
 Zunahme der Schädlingsaktivitäten
 Zunahme der Waldbrandgefahr
• Weniger Sommerniederschläge/ häufigere Starkniederschläge
 Veränderung der Standortverhältnisse
 Veränderung der Artenzusammensetzung
 Zunahme der Sturmwurfgefahr
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Mögliche Auswirkungen
Waldbrandgefahr
Datenquelle: DWD
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Fazit
• Klimawandel und Klimawandelfolgen sind in NRW nachweisbar
• Menschlicher Einfluss (v.a. Treibhausgasemissionen) ist als Hauptursache
des Klimawandels zu sehen (5. IPCC-Sachstandsbericht)
• Weitere Veränderungen durch fortschreitenden Klimawandel sind zu
erwarten
• Handeln ist nötig:
→ Klimaschutz: Reduktion der Treibhausgasemissionen zur Vermeidung
weiterer Klimawandelfolgen
→ Klimaanpassung: Abmilderung der unvermeidbaren Klimafolgen,
Reduktion der Schäden für Mensch und Umwelt
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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
Dr. Nicole Müller
Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW
FB 37: Klimaschutz, Klimawandel Koordinierungsstelle
Leibnizstraße 10 | 45659 Recklinghausen
Dienstort: Wallneyer Straße 6 | 45133 Essen
[email protected]
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www.lanuv.nrw.de
www.umwelt.nrw.de