Klimawandel und Wasser
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Deutscher Wetterdienst Klimawandel und Wasser Dr. Annegret Gratzki Frankfurter Straße 135, 63067 Offenbach Email: [email protected] Klimawandel und Wasser Welche Klimaänderungen sind bereits erkennbar? – einige Fakten Wie sieht unser zukünftiges Klima aus? – einige Modellergebnisse Einige aktuelle Aktivitäten des DWD zum Klimawandel DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Zunahme der Lufttemperatur seit 1850 (ca. 0,7 K) Meeresspiegelanstieg seit 1870 (ca. 18 cm) Verringerung der schneebedeckten Fläche auf der Nordhalbkugel (ca. -3 106 km²) (K) globale mittl. Lufttemperatur Abweichung vom Mittel 1961 – 1990 Globale Änderungen gemäß IPCC 2007 glob. mittl. Meeresspiegel Schneedecke Nordhalbkugel Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007) DWD Abteilung Hydrometeorologie Jahr Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Mittlere Tagesmitteltemperatur Jahr Deutschland / Mean Temperature Year Germany 1901 - 2007 10 9.89 9.83 Grad C / Deg. C 9 8 7 linearer Trend 0,9 K (Erwärmung bis 1940, dann leichte Abkühlung bis 1970, ab 1988 sehr starke Erwärmung) 6.6 6 1900 1910 1920 1930 1940 1950 Einzelwerte / individual values linearer Trend / linear trend DWD Abteilung Hydrometeorologie 1960 1970 1980 1990 Mittelwert / mean value 1961-90 polynomischer Trend / polynomial trend Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 2000 Mittlere Tagesmitteltemperatur Sommer Deutschland / Mean Temperature Summer Germany 1901 - 2008 20 Linearer Trend 1,1 K 19.7 Deutliche Erwärmung erst ab 1980 19 Grad C / Deg. C 18 17.4 17 16 15 14.7 14 1900 1910 1920 1930 1940 Einzelwerte / individual values linearer Trend / linear trend DWD Abteilung Hydrometeorologie 1950 1960 1970 1980 1990 Mittelwert 1961-90 / mean value 1961-90 polynomischer Trend / polynomial trend Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 2000 Mittlere Tagesmitteltemperatur Winter Deutschland / Mean Temperature Winter Germany 1901/1902 - 2007/2008 4 4.4 Nur relativ schwacher linearer Trend von 0,7 K, Häufung sehr kalter Winter zwischen 1929 und 1964 Grad C / Deg. C 2 0 -2 -4 -5.5 -6 1900 1910 1920 Einzelwerte / individual values DWD Abteilung Hydrometeorologie 1930 1940 1950 Mittelwert / mean value 1961-90 1960 1970 linearer Trend Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 1980 1990 Polynomischer Trend 2000 Zunahme der Erwärmung von Nordost nach Südwest DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Niederschlagstrend / global / 1951 - 2000 Änderungen der Jahressummen in mm •• Europa: Europa: im im Mittelmeerraum Mittelmeerraum weniger, weniger, sonst sonst mehr mehr Niederschlag Niederschlag •• Afrika: Afrika:weniger weniger Niederschlag Niederschlag •• Amerika, Amerika, Australien: Australien: überwiegend überwiegendmehr mehr Niederschlag Niederschlag weniger Niederschlag mehr Niederschlag •• Asien: Asien: regional regional große große Unterschiede Unterschiede Quelle: Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie im Deutschen Wetterdienst DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Mittlere Niederschlagshöhe Deutschland Jahr 1901-2007 / mean amount of precipitation Germany year 1901-2007 1200 Insgesamt leichte Zunahme bei großen Schwankungen von Jahr zu Jahr 1000 mm 800 600 400 200 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 Einzelwerte / individual values Linearer Trend / linear trend DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 1970 1980 1990 2000 Mittelwert 1961-90 / mean value 1961-90 Mittlere Niederschlagshöhe Deutschland Sommer 1901-2008 / mean amount of precipitation Germany Summer 1901-2008 400 Kein wesentlicher langfristiger Trend 350 300 mm 250 200 150 100 50 0 1900 1910 1920 1930 1940 Einzelwerte / individual values 1950 1960 1970 1990 2000 Mittelwert 1961-90 / mean value 1961-90 Linearer Trend / linear trend DWD Abteilung Hydrometeorologie 1980 Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Mittlere Niederschlagshöhe Deutschland Winter 1901/1902-2007/2008 / mean amount of precipitation Germany Winter 1901/1902-2007/2008 350 300 250 mm 200 150 100 50 Deutliche Zunahme bei starken Schwankungen von Jahr zu Jahr und Periodizität von ca. 40-50 Jahren 0 1900 1910 1920 1930 1940 Einzelwerte / individual values Linearer Trend / linear trend DWD Abteilung Hydrometeorologie 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Mittelwert 1961-90 / mean value 1961-90 Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Zunahme hauptsächlich im Westen, im Osten nur schwache Trends, in Sachsen sogar leichte Abnahme DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Im Westen kaum Veränderungen, im Osten leichte, in Sachsen deutliche Abnahme DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Zunahme besonders im Westen DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Prozentualen Abweichungen extremwertstatistischer Starkniederschlagshöhen für gleitende 30-jährige Zeiträume von den Werten des Zeitraums 1951 bis 1980 für die drei Dauerstufen D = 15 min, D = 60 min und D = 24 h (Zeitspanne Mai bis September), für die Wiederkehrzeiten T = 1 a. Karlsruhe DWD Abteilung Hydrometeorologie Potsdam Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Prozentualen Abweichungen extremwertstatistischer Starkniederschlagshöhen für gleitende 30-jährige Zeiträume von den Werten des Zeitraums 1951 bis 1980 für die drei Dauerstufen D = 15 min, D = 60 min und D = 24 h (Zeitspanne Mai bis September), für die Wiederkehrzeiten T = 100 a. Karlsruhe DWD Abteilung Hydrometeorologie Potsdam Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Tage mit einer Schneedecke / 1971 - 2008 220 Tage Tage mit mit einer einer Schneedecke*: Schneedecke*: 200 180 Zahl der Tage 160 •• Trend Trend ist ist generell generell rückläufig rückläufig 140 120 100 •• örtlich örtlich bis bis -10 -10 % % alle alle 10 10 Jahre Jahre 80 60 40 •• Trend Trend ist ist lokal lokal unterschiedlich unterschiedlich 20 2007 2005 2003 2001 1999 1997 1995 1993 1991 1989 1987 1985 1983 1981 1979 1977 1975 1973 1971 0 Brocken/Harz Wasserkuppe/Rhön Frankfurt a. M. 1.142 m NN 921 m NN 110 m NN DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 *Gesamtschneehöhe um 07 Uhr mind. 1 cm Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung Zusammenfassung - Beobachtungen Signifikante Erwärmung in Deutschland in den letzten 100 Jahren, die weitgehend dem globalen Trend entspricht; Trend bisher im Sommerhalbjahr besonders ausgeprägt; Innerhalb Deutschlands stärkere Erwärmung im Südwesten als im Nordosten; Zunahme der Jahresniederschlagshöhe in Deutschland um 10% seit 1901, weitgehend auf das Winterhalbjahr konzentriert, im Sommer bisher keine wesentlichen Veränderungen; Niederschlagszunahme in Westdeutschland besonders ausgeprägt, im Osten winterliche Niederschlagszunahmen durch Abnahme in den Sommermonaten weitgehend ausgeglichen; in regional unterschiedlicher Ausprägung Trend zur Abnahme in der Häufigkeit von Tagen mit Schneedecke; DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Globale Klimaprojektion bis 2100 / Lufttemperatur Änderung der Lufttemperatur (K) Lufttemperatur Lufttemperatur Je Je nach nach Entwicklung Entwicklung der der anthropogenen anthropogenen Emissionen Emissionen ergeben ergeben sich sich verschiedene verschiedene Szenarien. Szenarien. Globale Globale Temperaturerhöhung Temperaturerhöhung zw. zw. 1,5 1,5 und und 5°C 5°C in in den den nächsten nächsten 100 100 Jahren Jahren Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007) DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 CO2-Emissionen (Milliarden Tonnen Kohlenstoff) 30 25 20 2000 2020 2040 2060 2080 2100 15 10 (Special Report on Emission Scenarios) CO2-Emissionen: A2 : nur Zunahme 5 0 SRES – Szenarien A1B: Abnahme nach 2060 B1 : Abnahme nach 2040 A2 A1B B1 Quelle: MPI-M , 02/2007 DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Regionale Klimaprojektionen / Sommer-Temperatur Änderungen im Vergleich zu 1971-2000 2071 - 2100 2021 - 2050 Änderung (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5) DWD Abteilung Hydrometeorologie 2021-2050 Erwärmung um 0,5 K bis 2,0 K, REMO und CLM im Westen und Südwesten stärkste Erwärmung. 2071-2100 Temperaturzunahme um 2,5 K bis 5 K WETTREG zeigt von allen Modellen die geringste Erwärmung Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Regionale Klimaprojektionen / Winter-Temperatur Änderungen im Vergleich zu 1971-2000 2071 - 2100 2021 - 2050 Änderung (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5) DWD Abteilung Hydrometeorologie Im Im Winter Winter stärkste stärkste Vor allemim zum Erwärmung Erwärmung im Ende des Jahresverlauf: Jahresverlauf: Jahrhunderts im Jahresverlauf eindeutig stärkste 2021-2050 Erwärmung mit 2021-2050 >1,0°C 2021-2050 Erwärmung Erwärmung von und 3°C bisvon 5° C mehr als 2071-2100 mehr als 1,0 1,0 KK WETTREG erreicht nur im 2071-2100 Winter Trend der 2071-2100 numerischen Erwärmung von Erwärmung von Modelle 33 KK bis bis 55 KK Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Regionale Klimaprojektionen / Sommer-Niederschlag Änderungen im Vergleich zu 1971-2000 2071 - 2100 2021 - 2050 Änderung (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5) DWD Abteilung Hydrometeorologie 2021-2050 2021-2050 leichte leichte Abnahme Abnahme um um bis bis zu zu 15%, 15%, STAR STAR mit mit bis bis über über 25% 25% 2071-2100 2071-2100 starke starke Abnahme Abnahme um um bis bis über über 40% 40% (besonders (besonders betroffen: betroffen: Südwesten) Südwesten) Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Regionale Klimaprojektionen / Winter-Niederschlag Änderungen im Vergleich zu 1971-2000 2071 - 2100 2021 - 2050 Änderung (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5) DWD Abteilung Hydrometeorologie 2021-2050 2021-2050 Nur Nur nach nach WETTREG WETTREG im im Westen Westen leichte leichte Zunahme Zunahme bis bis über über 25% 25% 2071-2100 2071-2100 deutliche deutliche Zunahme Zunahme um um bis bis über über 40%, 40%, nach nach WETTREG WETTREG bis bis über über 70% 70% Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 KLIWAS – Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt KLIWAS ist Teil der Deutschen Anpassungsstrategie DAS Den wassergebundenen Transport auf die Auswirkungen des Klimawandels vorbereiten: 1. Beschaffung und Regionalisierung globaler und regionaler Klimaprojektionen (Ensembleansatz) 2. Bewertung der Anfälligkeit der Schifffahrt (inkl. einer Abschätzung der zukünftigen Kosten dieser besonderen Transportart) 3. Benennung von Optionen für Maßnahmen und Entwicklung spezifischer Anpassungsstrategien (Wasserstraßen, Küsten und Flussmündungen) DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 www.kliwas.de Untersuchungsgebiet – Binnenbereich Flusseinzugsgebiete der Bundeswasserstraßen Modellkette Oder DWD Abteilung Hydrometeorologie Elbe Rhein Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Donau KLIWAS Hydrologische Modellierung - Bandbreiten Änderung Änderung des des mittleren mittleren monatlichen monatlichen Abflusses Abflusses Pegel Pegel Raunheim/Main Raunheim/Main Szenario Szenario A1B A1B Zeitraum Zeitraum 2021-2050 2021-2050 (Referenzperiode: (Referenzperiode: 1971-2000) 1971-2000) Quelle: Krahe et al., HW 53. 2009, H.5 DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Erstellung eines Ensemble von aufbereiteten und bewerteten Klimaprojektionen für die hydrologische Modellierung Momentan verfügbar 35 Klimaprojektionen aus 3 Emissionsszenarien, 6 Globalen Klimamodellen und 15 Regionalen Klimamodellen CTL 1971 - 2000 PRJ 1 2021 - 2050 PRJ 2 2071 - 2100 ∆(PRJ1 - CTL) ∆(PRJ2 - CTL) RCM: HadRM3Q16 Niederschlagssummen und Änderungssignal verschiedener GCM & RCM (Szenario: A1B, Sommer) GCM: HadCM3Q16 RCM: SMHIRCA GCM: HadCM3Q16 RCM: SMHIRCA GCM: ECHAM5 DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 KLIWA - Klimaveränderung und Konsequenzen für die Wasserwirtschaft Kooperationsvorhaben Bayern, Baden-Württemberg, DWD, Rheinland-Pfalz (seit 2007) Relativer Trend (Änderung in Prozent vom Mittelwert 1931-2005) der Tageswerte des Gebietsniederschlags im hydrologischen Winterhalbjahr: KLIWA Monitoringbericht 19312010 in Vorbereitung: Trends von Tageswerten der Temperatur und des Niederschlags in BY, BW und RLP KLIWA Monitoringbericht 1931-2005 DWD Abteilung Hydrometeorologie www.kliwa.de Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Klimawandel und Veränderung der Extremwerte Unsere Gesellschaft ist besonders vulnerabel gegenüber Veränderungen der extremen Wetterereignisse Projekt: Auswertung regionaler Klimaprojektionen für Deutschland hinsichtlich der Änderung des Extremverhaltens von Temperatur, Niederschlag und Windgeschwindigkeit Behördenarbeitskreis „Klimawandel und Bevölkerungsschutz“ Mittlere Erwärmung! Erhöhte Variabilität? DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Klimaatlas Deutschland® DWD „Klimaatlas Deutschland“ Verknüpfung aktuelle Klimadaten mit den Mittelwerten der Vergangenheit und den Projektionen der Klimaforschung bis zum Jahr 2100. Der „Klimaatlas Deutschland“ wird ständig erweitert. www.dwd.de/klimaatlas DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Zunahme der Erwärmung von Nordost nach Südwest DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010 Zunahme der Erwärmung von Südost nach Nordwest DWD Abteilung Hydrometeorologie Betreuertagung 23.-24. Juni 2010
