Klimawandel und Europa: wie verletzlich sind wir ?
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Klimawandel und Europa: wie verletzlich sind wir ? Marc Zebisch, EURAC, PIK-Potsdam (bis 2005) 16.03.2006 Österreichische Klimatage Klimawandel und Europa: wie verletzlich sind wir ? Klimawandel Auswirkungen 16.03.2006 Verletzlichkeit (Vulnerabilität) Österreichische Klimatage Die fünf wichtigsten Fakten zum Klimawandel 16.03.2006 Österreichische Klimatage 1. Der CO2 Gehalt der Atmosphäre steigt 16.03.2006 Österreichische Klimatage 1. Der CO2 Gehalt der Atmosphäre steigt Aktuelle CO2-Konzentration: >380 ppm 16.03.2006 Österreichische Klimatage 2. Der Trend ist vom Menschen geschaffen • Die Menge der Emissionen ist bekannt • Nur die Hälfte davon ist in der Atmosphäre • Der Rest wird überwiegend im Meer, z.T. in der Biosphäre gebunden Anthropogenes CO2 im Ozean, Sabine et al., Science 2004 16.03.2006 Österreichische Klimatage 3. CO2 ist ein Treibhausgas 16.03.2006 Österreichische Klimatage 3. CO2 ist ein Treibhausgas Klimasensitivität Klimasensitivität == Temperaturanstieg Temperaturanstieg bei bei Verdoppelung Verdoppelung der der CO CO22 Konzentration Konzentration • Arrhenius 1896: 4-6 ºC • Aus atmosphärenphysikalischen Daten:1.5-4.5 ºC (National Academy 1979, IPCC 1990,1995, 2001) • Aus dem Vostok Eiskern: 3-4 ºC (Lorius et al. 1991) • Aus dem letzten Gletscher Maximum: 1.3-3.8 ºC (Schneider et al., subm.) 16.03.2006 Österreichische Klimatage 4. Die Temperatur steigt • Die 1990er Jahre waren die wärmste Dekade in den letzten 100 J. • 2005, 1998, 2002, 2003, 2004 und 2001 waren die wärmsten Jahre (IPCC) 16.03.2006 Österreichische Klimatage 4. Die Temperatur steigt 7 °C Abweichung von der langjährigen Mitteltemperatur (1961-1990) 6 Projektion globaler Mitteltemperaturen für die Jahre 2000 - 2100. Verschiedene IPCCSzenarien (Linien) und gesamte Bandbreite (grauer Bereich) 5 4 Rekonstruierte Daten von Baumringen, Korallen und Eiskernen (blau) mit Fehlerbereich (grau) und gleitendem Mittel (schwarze Linie) 3 2 Thermometeraufzeichnungen 1 0 -1 -2 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 Jahr Mann et al, IPCC 16.03.2006 Österreichische Klimatage 5. Der Klimawandel ist in erster Linie vom Menschen verursacht • Die bisher eingetretene Erwärmung entspricht den physikalischen Erwartungen • Andere mögliche Ursachen (Sonnenaktivität, Vulkane, kosmische Strahlung usw.) zeigen aktuell keine signifikanten Trends • Klimamodelle können das 20. Jahrhundert nur nachbilden wenn der Treibhauseffekt einbezogen wird Nur natürliche Faktoren Nur anthropogene Faktoren Natürliche und anthropogene Faktoren IPCC, 2001 16.03.2006 Österreichische Klimatage Methoden zur Darstellung des Klimawandels und seinen Auswirkungen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Methoden zur Darstellung des Klimawandels und seinen Auswirkungen • Langjährige historische Reihen (Klimamessungen, phänologische Beobachtungen) • Schlussfolgerungen aus Extremereignissen (z.B. Hitzesommer 2003) • Einzelbeobachtungen (z.B. Veränderung des Zugverhaltens von Vögeln) aktueller Trend Aktueller Trend • ... Projektionen • Kopplung von Klimamodellen an ökologische Modelle • Extrapolierung von Trends • Qualitative Abschätzung auf Grund vorhandenen Wissens • ... 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Klimamodellierung Entwicklung von Klimaszenarien Sozioö Sozioökonomische Szenarien (SRES / IPCC) Globale Klimamodelle GCMs)) general circulation models (GCMs A1 B1 f b t A2 B2 umweltorientiert regional global ökonomisch Emission von Treibhausgasen 1200 1000 800 A1f A2 B1 B2 600 400 200 0 2000 2025 2050 2075 2100 Jahr GCM • Abdeckung: Global • Räumliche Auflösung: > 100 km • Zeitliche Auflösung: Stunden - Tage 16.03.2006 Österreichische Klimatage Regionale Klimaszenarien Downscal GCM ing Regionales Klimaszenario • Regionale Klimamodelle (z.B. REMO; MPI-Hamburg) • Statistisches Downscaling (z.B. Gerstengarbe, PIK-Potsdam; Enke, Meteo-Research; Mitchell et al., Tyndall Center) • Ähnliche Trends • Regional z.T. große Unterschiede, v.a. im Niederschlag 16.03.2006 Österreichische Klimatage Quellen: ATEAM 2001 - 2004 18 Partner www.pik-potsdam.de/ateam Schröter et al, SCIENCE, 2005 Landwirtschaft Wasser Klimawandel Landnutzungswandel Fortswirtschaft Kohlenstoff 16.03.2006 Österreichische Klimatage Biodiversität Alpen Multiple Szenarien des Globalen Wandels aus dem Projekt ATEAM 7 Szenarien 4 globale Klimamodelle (GCMs) CGCM2 CSIRO2 HadCM3 A1f 4 SRES Szenarien A2 X X X X B1 X B2 X Downscaling Downscaling X 7 Klimaszenarien ÖkosystemÖkosystem+ Landnutzung modelle modelle + Stickstoff + ... • Abdeckung: Europa • Räumliche Auflösung: 10‘x10‘ (ca. 15x15km) • Zeitliche Auflösung: Monatsmittel bis 2100; 30-jährigen Mittel für 2020, 2050, 2080 16.03.2006 PCM Österreichische Klimatage Advanced Terrestrial Ecosystem Analysis and Modelling www.pik-potsdam.de/ateam Auswirkungen auf Ökosystemfunktionen Quellen: Berichte von EEA und UBA UBA M. Zebisch, T. Grothmann, D. Schröter, C. Hasse, U. Fritsch, W. Cramer (2005) UBA Report: Klimawandel in Deutschland www.UBA.de EEA Report: Impacts of Europe‘s changing climate www.eea.eu.int 16.03.2006 Österreichische Klimatage Klimaszenarien für Europa 16.03.2006 Österreichische Klimatage Klimaszenarien für Europa Temperatur Veränderung von 1990 bis 2100 SRES Szenario A2 Niederschlag Veränderung HadCM3 CSIRO2 CGCM2 PCM Jahresmitteltemperatur [°C] 5.2 4.7 4.0 3.0 Jahresniederschlag [%] -1.2 6.1 2.2 2.7 •Deutliche Erwärmung in Europa bis 2100 •Niederschlag: Abnahme im Südwesten, Zunahme im Nordosten •Niederschlagstrend besonders für Mitteleuropa weniger sicher 16.03.2006 Österreichische Klimatage Saisonale Klimaszenarien für Europa – Niederschlag HadCM3-A2 CSIRO-A2 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 Veränderung in mm von 1990 bis 2100 •Verschiebung der Niederschläge in den Winter •Deutliche Abnahme der Sommerniederschläge 16.03.2006 20 Österreichische Klimatage 30 40 50 Winterniederschlag für Deutschland Veränderung des Winterniederschlages in Deutschland im Vergleich zu 1990 [%] ∆P [%] 50 25 0 -25 -50 1990 2020 2050 2080 HadCM3–A1 CGCM2–A2 HadCM3–A2 CSIRO2–A2 HadCM3–B1 HadCM3–B2 PCM–A2 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage 6.6 – 29.6 % (∆ 23.0%) Veränderung bis 2080 10.0 – 29.6 % (∆ 19.6%) 4 Szenarien (HadCM3) 6.6 – 21.5 % (∆ 14.9%) 4 Modelle (Szenario A2) • Zunahme der Niederschläge im Winter in allen Szenarien • Mehr Regen, weniger Schnee Sommerniederschlag für Deutschland Veränderung des Sommerniederschlages in Deutschland im Vergleich zu 1990 [%] ∆P [%] 50 25 0 -25 -33.3 – 4.9% (∆ 38.2%) Veränderung bis 2080 -33.3 – -12.7% (∆ 20.6%) 4 Szenarien (HadCM3) -16.6 – 9.6 % (∆ 26.2%) -50 1990 2020 2050 2080 HadCM3–A1 CGCM2–A2 HadCM3–A2 CSIRO2–A2 HadCM3–B1 HadCM3–B2 PCM–A2 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage 4 Modelle (Szenario A2) • Abnahme der Niederschläge im Sommer in vielen Szenarien • Verschiebung vom Sommer in den Winter wahrscheinlich Temperatur- und Niederschlagsextreme 16.03.2006 Österreichische Klimatage Temperaturextreme aktueller Trend 1976–1999: • Weniger kalte Tage und Frosttage • Mehr Sommertage (Hitzetage) Sommertage (Tmax >= 25 °C) Veränderung 1976–1999 Datenquelle: ECA, IPCC, ACACIA, … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion Projektion: • Weniger kalte Winter; fast vollständiges Verschwinden ab 2080 • Heiße Sommer häufiger Hitzesommers 2003 Temperaturanomalien Sommer (JJA) 2003 relativ zu 1961-1990 in K (Farben) bzw. in Vielfachen der Standardabweichung (Isolinien) nach Schär et al., 2004 16.03.2006 Österreichische Klimatage Wahrscheinlichkeitsanalyse des Hitzesommers 2003 für die BRD p = 0,0022 entsprechend 1/455 Jahre p < 0,0001 entsprechend 1/10000 Jahre Jahr Schönwiese et al., 2004 16.03.2006 Österreichische Klimatage Niederschlagsextreme Statistisch relativ unsicher aktueller Trend 1976–1999: • Südeuropa: Abnahme der Niederschlagsextreme • Mittel- und Nordeuropa: Zunahme Tage mit Starkniederschlägen (p >= 20mm) Veränderung 1976–1999 Datenquelle: ECA, IPCC, ACACIA, … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion Keine Modellergebnisse vorhanden Projektion: • Mehr Dürren und Starkniederschlagsereignisse wahrscheinlich Zusammenfassung: Klimaszenarien für Europa •• Temperatur: Temperatur: Stark Stark ansteigend ansteigend (bis (bis 2080: 2080: + + 2.1 2.1 –– 4.1 4.1 °C) °C) •• Niederschlag Niederschlag –– Zunahme Zunahme in in Nordeuropa Nordeuropa –– Abnahme Abnahme in in Südeuropa Südeuropa –– Verschiebung Verschiebung der der Niederschläge Niederschläge in in den den Winter Winter => => Heiße, Heiße, trockene trockene Sommer, Sommer, milde, milde, feuchte feuchte Winter Winter •• Extremereignisse Extremereignisse –– Zunahme Zunahme von von Hitzeextremen Hitzeextremen –– Zunahme Zunahme von von Starkregenereignissen Starkregenereignissen wahrscheinlich wahrscheinlich –– Zunahme Zunahme von von Vb Vb Wetterlagen? Wetterlagen? (Sommerhochwasser) (Sommerhochwasser) –– Zunahme Zunahme von von Stürmen, Stürmen, Gewittern, Gewittern, Hagel Hagel ... ... ??? ??? 16.03.2006 Österreichische Klimatage Klimawirkungen und Verwundbarkeit - Methoden und Konzepte 16.03.2006 Österreichische Klimatage Auswirkung, Anpassung, Vulnerabilität Globaler Wandel Sensitivität Auswirkungen Anpassung Anpassungskapazität Vulnerabilität Vulnerabilität (Verwundbarkeit) (Verwundbarkeit) Holland 16.03.2006 Bangladesch Österreichische Klimatage Konzeptionelles Modell einer Vulnerbilitätsabschätzung Triebkräfte Klimawandel Landnutzungswandel Direkte Auswirkungen Etc. Ökosysteme Wasser Wasser- und Stoffflüsse Arten Boden Gesellschaften Phänologie Wanderung Ökosystemfunktionen Indirekte Auswirkungen Anpassungsfähigkeit Dargebot von - Wasser - Nahrung, Holz, Fasern … Forstwirtschaft Landwirtschaft VULNERABILITÄT 16.03.2006 Erholungspotenzial… Gesellschaft Wasser Tourismus Biodiversität Wer? Wo? Wie? Österreichische Klimatage ATEAM Anpassungsfähigkeit Indikatoren Faktoren Komponenten Index Female activity rate Equality Income inequality Awareness Literacy rate Knowledge Enrolment ratio R & D expenditure Technology Number of patents Ability N. of telephone lines Infrastructure Number of doctors GDP per capita Flexibility Age dependency ratio Action World trade share Economic Power Budget surplus 16.03.2006 Österreichische Klimatage Adaptive Capacity UBA Anpassungsfähigkeit Theorie Theorie Anpassungskapazität Anpassungskapazität abhängig abhängig von: von: •• Planungsstand, Planungsstand, Umsetzungsgrad Umsetzungsgrad und und Aufwändigkeit Aufwändigkeit von von Anpassungsmaßnahmen Anpassungsmaßnahmen •• Wahrnehmung Wahrnehmung –– Risiko Risiko wird wird nicht nicht wahrgenommen wahrgenommen –– Risiko Risiko wird wird übermächtig übermächtig oder oder nicht nicht einschätzbar einschätzbar wahrgenommen wahrgenommen => => Fatalismus Fatalismus Befragung Befragung unter unter Entscheidungsträgern: Entscheidungsträgern: •• Informationsstand Informationsstand u. u. –bedarf –bedarf hinsichtlich hinsichtlich Klimawandel Klimawandel u. u. Anpassung Anpassung •• wahrgenommenen wahrgenommenen Chancen Chancen u. u. Risiken Risiken des des Klimawandels Klimawandels •• Wirksamkeit, Wirksamkeit, momentanem momentanem Umsetzungsgrad Umsetzungsgrad und und Aufwändigkeit Aufwändigkeit von von Anpassungsmaßnahmen Anpassungsmaßnahmen 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Auswirkung, Anpassung, Vulnerabilität Wie verletzlich ist Europa? Elbehochwasser, 2002 16.03.2006 Österreichische Klimatage Klimawirkungen und Verwundbarkeit - Ergebnisse für ausgewählte Bereiche 16.03.2006 Österreichische Klimatage Terrestrische Kohlenstoffaufnahme 16.03.2006 Österreichische Klimatage Terrestrische Kohlenstoffaufnahme - Erklärung • Ökosysteme haben eine relativ ausgeglichene Kohlenstoffbilanz mit der Atmosphäre • Das Vorzeichen der Bilanz entscheidet, ob ein die terrestrischen Ökosysteme ein C-Senke oder C-Quelle sind • Die Bilanz unterliegt starken saisonalen und interannuelen Schwankungen Atmosphäre (CO2) Nettoprimäproduktion (Nettobilanz der Photsynthese) Respiration, Senke Dekomposition Störung (Feuer, Erosion).. Vegetation, Boden 16.03.2006 Österreichische Klimatage Quelle Bilanz Terrestrische Kohlenstoffaufnahme – Trend und Projektion aktueller Trend • Europa war seit den 70‘er Jahren eine Nettokohlenstoffsenke 0.08 0.06 A1f B1 -1 NBE [PgC yr ] 0.04 A2 B2 Vorindustrielle natürliche Variation 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 1925 1950 1975 2000 2025 2050 2075 • Ab Mitte des Jahrhunderts wird der Senkencharakter wieder abnehmen • Ursache u.a.: Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Boden •Datenquelle: Das Potenzial für weitere Kohlenstoffsenken in der EU ist sehr gering CarboEurope, ATEAM, IPCC, … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion -0.08 1900 Terrestrische Kohlenstoffaufnahme – Trend und Projektion C emission [PgC/year] aktueller Trend • Europa war von 1990–1998 eine Nettokohlenstoffsenke • Das Potenzial für weitere Kohlenstoffsenken in der EU ist sehr gering 2 Anthropogene C-Emissionen 1.8 1.6 1.4 1.2 A1f A2 B1 B2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1970 -0.2 1990 2010 2030 2050 2070 2090 Aufnahme durch die terrestrische Ökosysteme 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Ab Mitte des Jahrhunderts wird der Senkencharakter wieder abnehmen • Ursache u.a.: Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Boden •Datenquelle: Senken nehmen nur einATEAM, Bruchteil der CarboEurope, IPCC, … Emissionen auf Terrestrische Kohlenstoffaufnahme - Vulnerabilität •• Verringerung Verringerung der der Kohlenstoffsenken Kohlenstoffsenken trägt trägt zum zum Klimawandel Klimawandel bei bei •• C-Verlust C-Verlust = = Verlust Verlust von von Bodenfruchtbarkeit Bodenfruchtbarkeit •• Mögliche Mögliche Anpassungsmaßnahmen Anpassungsmaßnahmen –– Aufforstungen Aufforstungen („buys („buys time“) time“) –– Bodenschonende Bodenschonende Bearbeitung Bearbeitung •• Betroffen: Betroffen: Gebiete Gebiete mit mit hoher hoher Erwärmung Erwärmung und und viel viel landwirtschaftlichen landwirtschaftlichen Flächen Flächen •• Geringe Geringe direkte direkte Folgen, Folgen, geringe geringe indirekte indirekte Folgen Folgen (C-Senke (C-Senke << << als als C-Emission) C-Emission) => => trotz trotz beschränktem beschränktem Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial relativ relativ geringe geringe Vulnerabilität Vulnerabilität 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Wasser 16.03.2006 Österreichische Klimatage Abfluss in Europa – Trend und Projektion Abfluss 1960 – 1990 [mm] Abfluss: Ein Indikator für das Wasserdargebot = Niederschlag – Verdunstung [mm; 0-∞] Datenquelle: ATEAM 16.03.2006 Österreichische Klimatage aktueller Trend • Sehr geringer Abfluss (Wasserdargebot): Südeuropa (Spanien) und Teile Osteuropas Abfluss in Europa – Trend und Projektion Veränderung des Wasserdargebots 1990 – 2080 für 4 Klimaszenarien HadCM3 A2 2051-2080 CGCM2: A2 2051 PCM A2 2051-2080 CSIRO A2 2051-2080 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Starke Abnahme in Süd- und Südosteuropa • Zunahme in vielen Teilen Nord- und Nordosteuropas • Vor allem Rückgang des Sommerabflusses Datenquelle: ATEAM aktueller Trend • Sehr geringer Abfluss (Wasserdargebot): Südeuropa (Spanien) und Teile Osteuropas Hochwasser – Klimawirkung und aktuelle Situation Klimawirkung • Niederschläge •advektiv (Landregen): HW in großen Einzugsgebieten •konvektiv (lokale Starkregen): HW in kl. Einzugsgebieten • Schneeschmelze Rhein: 1993,1995 Oder: 1997 Donau: 1999, 2002 Elbe: 2002 Aktuelle Situation • Auffällige Häufung von Jahrhunderthochwassern in den 1990‘ern 16.03.2006 Österreichische Klimatage Hochwasser – Szenarien zukünftiger Entwicklung Mittlerer monatlicher Abfluss des Rheins am Pegel Kaub km³/Monat 1990 2050 (HadCM3-A2) Szenarien zukünftiger Entwicklung • Zunahme der Hochwassergefahr v.a. im Winter und Frühjahr erwartet (mehr Niederschlag, Starkregenereignissen) • Entwicklung der Gefahr von Hochwasser im Sommer unsicher • Geringere Gefahr durch Schneeschmelze und Eisstau • Regionale Szenarien unsicher (Grund: Niederschlagsszenarien) 16.03.2006 Österreichische Klimatage Abfluss in den Alpen – saisonale Verschiebung Hirschbichl Alptal Discharge [mm] 200 200 aktuell Zukunft 100 100 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Monat 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 Monat 7 8 9 10 11 12 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Verschiebung der Abflussspitzen nach vorne • Weniger Sommerhochwässer, mehr Winterhochwässer • Mehr Niederschlag in Form von Regen • weniger Hochwasser als Folge von Schneeschmelze • mehr Winter/Frühjahrs-Hochwasser als Folge von Starkniederschlägen Wasserdargebot - Vulnerabilität •• Gefahr Gefahr von von Trockenheit Trockenheit –– Gebiete Gebiete mit mit aktuell aktuell ungünstiger ungünstiger Wasserbilanz Wasserbilanz (Sensitivität) (Sensitivität) –– Gebiete Gebiete mit mit stark stark zurückgehenden zurückgehenden Niederschlägen Niederschlägen (Klimawandel) (Klimawandel) –– Gebiete Gebiete mit mit hohem hohem Wasserbedarf Wasserbedarf ⇒ ⇒ Südeuropa, Südeuropa, Zentralfrankreich, Zentralfrankreich, Osteuropa, Osteuropa, Ballungsräume Ballungsräume –– Stark Stark wasserabhängige wasserabhängige Bereiche Bereiche ⇒ ⇒ Landwirtschaft, Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft, Wasserwirtschaft, Energiesektor Energiesektor •• Gefahr Gefahr von von Hochwasser Hochwasser –– Frühjahrshochwasser: Frühjahrshochwasser: Alpen Alpen und und Mittelgebirge Mittelgebirge –– Sommerhochwasser Sommerhochwasser (?) (?) (Vb (Vb Wetterlage, Wetterlage, Starkniederschläge) Starkniederschläge) •• Mögliches Mögliches Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial –– Trockenheit: Trockenheit: Wassersparen Wassersparen (v.a. (v.a. in in der der Landwirtschaft Landwirtschaft großes großes Potential) Potential) aber: aber: Hohe Hohe Kosten! Kosten! –– Hochwasser: Hochwasser: Retentionsflächen, Retentionsflächen, technischer technischer HW-Schutz HW-Schutz ... ... => => Vulnerabilität Vulnerabilität regional regional sehr sehr hoch hoch 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Gletscher und Schnee Vernagt Gletscher, AT 16.03.2006 Österreichische Klimatage Gletscher Datenquelle: WGMS, NSDIC, BADW,… 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Wahrscheinlichkeit für weiteren Rückgang der Gletscher ist hoch aktueller Trend • Rückgang der Gletscher in acht von neun Gletscherregionen in Europa • Alpengletscher: Verlust von einem Drittel der Fläche und der Hälfte der Masse von 1850-1980 • 1980 – 2000: ungefähr 20-30 % Verlust des verbleibenden Eises • Sommer 2003: noch einmal 10% Verlust Schneebedeckung in den Alpen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Schneebedeckung in den Alpen 320 ( 220 – 490) m pro 100 a 380 (270 – 540) m pro 100 a H. Bugmann Österreichische Klimatage Projektion • Gebiete mit ausreichender Schneebedeckung für Winterporttourismus nur noch über 1500 - 1750m (bis 2100). • Schweiz: Anteil Skiressorts mit ausreichender Schneesicherheit reduziert sich von 85% auf 63% 16.03.2006 aktueller Trend Anstieg der Grenze mit ausreichender Schneebedeckung Gletscher und Schnee - Vulnerabilität •• Wasser: Wasser: Gletscher Gletscher und und Schnee Schnee speichern speichern Winterniederschläge Winterniederschläge und und geben geben diese diese im im Sommer Sommer wieder wieder frei frei ⇒ ⇒ Rückgang Rückgang verringert verringert das das Wasserangebot Wasserangebot im im Sommer Sommer ⇒ ⇒ Erhöht Erhöht die die Hochwassergefahr Hochwassergefahr im im Winter Winter ⇒ ⇒ Verringert Verringert die die Gefahr Gefahr von von Schmelzhochwässern Schmelzhochwässern •• Stabilität: Stabilität: Gletscher Gletscher und und Permafrostböden Permafrostböden stabilisieren stabilisieren den den Untergrund Untergrund ⇒ ⇒ Bei Bei Rückgang Rückgang Gefahr Gefahr von von Muren Muren u.a. u.a. Naturgefahren, Naturgefahren, Gefahr Gefahr für für Infrastruktur Infrastruktur (Skilifte, (Skilifte, Passstraßen) Passstraßen) •• Tourismus: Tourismus: mangelnde mangelnde Schneesicherheit Schneesicherheit in in mittleren mittleren und und tiefen tiefen Lagen Lagen •• Kaum Kaum Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial –– Technische Technische Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen (hohe (hohe Kosten) Kosten) –– Beschneiung Beschneiung funktioniert funktioniert nur nur bei bei TT < < 00 °C °C => => hohe hohe Vulnerabilität Vulnerabilität 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Biodiversität und Naturschutz 16.03.2006 Österreichische Klimatage Biodiversität und Naturschutz – Klimawirkung und aktuelle Situation Klimawirkung • Veränderung der Phänologie (Pflanzen) • Veränderung des Verhaltens (z.B. Brut- und Zugverhaltens v. Vögeln) • Verschiebung von Artenarealen nach Norden und in größere Höhen • Veränderung von Lebensgemeinschaften (Nahrungsnetz, Konkurrenz, ...) Aktuelle Situation • Bedrohung der Artenvielfalt durch Landnutzung (Fragmentierung, Zerstörung von Habitaten) • Hohe Zahl Neobiota (22% der deutschen Flora) • Phänologie: Vegetationszeit um 10 Tage verlängert (Bäume) • Vorverschiebung des Brutbeginns von Vögeln um Tage bis Wochen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Biodiversität und Naturschutz - Artenkomposition Pflanzen Holland 2-4 (cold) 5 6 1-3 (cold) 4 5 7-9 (warm) -40 -20 Norwegen X (indifferent) Ellenberg values Ellenberg values X (indifferent) aktueller Trend • Rückgang und Aussterben bestimmter Pflanzenarten • Zunahme der Artenvielfalt in Nord-West-Europa 6-8 (warm) 0 20 40 60 -40 change (%) -20 0 20 40 60 change (%) Veränderung der Artenkomposition (1975–1984 vs. 1985–1999) Datenquelle: Nationale Datenquellen, IMAGE2/EuroMove, ATEAM, IPCC, … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Nord-Verschiebung vieler Pflanzenarten • Erschwerte Migration durch andere anthropogene Veränderung (z.B. Landnutzungswandel) Biodiversität und Naturschutz - Pflanzenarten der Gebirge 16.03.2006 Österreichische Klimatage Biodiversität und Naturschutz - Pflanzenarten der Gebirge aktueller Trend • Endemische Gebirgspflanzen sind gegenüber anderen Pflanzenarten besonders bedroht • Migration in höhere Lagen führte zu einer Zunahme der Artenvielfalt 16 14 Veränderung der Artenvielfalt (%) 12 Auf 30 Gipfeln in den Ostalpen im 20 Jhd. 10 8 6 4 2 0 -2 Datenquelle: GLORIA, IPCC, … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Erheblicher Verlust endemischer Pflanzen in Bergregionen Biodiversität und Naturschutz - Vulnerabilität •• Besonders Besonders gefährdete gefährdete Arten: Arten: –– anspruchsvolle anspruchsvolle Arten, Arten, feuchteliebende feuchteliebende Arten Arten und und Spezialisten Spezialisten mit mit geringer geringer Toleranz Toleranz ⇒ ⇒ viele viele Rote Rote Liste Liste Arten Arten •• Besonders Besonders gefährdete gefährdete Gebiete: Gebiete: Feuchtgebiete, Feuchtgebiete, isolierte isolierte Habitate, Habitate, Alpen Alpen •• Entscheidend Entscheidend für für flexible flexible Reaktion: Reaktion: Migrationmöglichkeiten Migrationmöglichkeiten („run („run or or die“) die“) •• Druck Druck durch durch Landnutzung Landnutzung (Habitatzerstörung (Habitatzerstörung und und –fragmentierung) –fragmentierung) •• Begrenztes Begrenztes Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial –– Verbessern Verbessern der der Migrationsmöglichkeiten Migrationsmöglichkeiten –– Prozessschutz Prozessschutz –– Maßnahmen Maßnahmen zur zur Regulierung Regulierung des des Wasserhaushaltes Wasserhaushaltes (Wiedervernässung) (Wiedervernässung) –– Flexible Flexible Schutzkonzepte Schutzkonzepte (z.B. (z.B. flex. flex. Schutzsgebietsgrenzen) Schutzsgebietsgrenzen) –– Schutz Schutz auch auch außerhalb außerhalb der der Schutzgebiete Schutzgebiete •• => => hohe hohe Vulnerabilität Vulnerabilität 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Landwirtschaft 16.03.2006 Österreichische Klimatage Landwirtschaft – aktuelle Trends Winterweizen in der BRD, 1950-2003. Tatsächliche und trendbereinigte Anomalien 9 8 Ertragsanomalien 7 • starker Witterungseinfluss (> 50% Erklärung im Modell) 6 t/ha 5 4 • Extreme Hitzejahre: deutliche Ertragseinbußen 3 1964/65 1972 2 1992 2003 2000 1995 1990 1985 1980 1975 1970 1960 -1 1955 0 1965 1 -2 Tatsächlicher Ertrag Anomalie Bearbeiter: Till Sterzel, PIK Datenquelle: Stat. Bundesamt 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage aktueller Trend • Zunahme der Erträge pro ha. in den letzten 40 Jahren als Folge von technischem Fortschritt Landwirtschaft – das Hitzejahr 2003 und Projektionen Land Rang 2003 Frankreich 1 Deutschland 1 Österreich 4 Griechenland 5 Italien 6 Irland 13 Portugal 20 Großbritannien 21 Finnland 24 Niederlande 25 Belgien und Luxemburg 26 Dänemark 28 Spanien 33 43 Schweden EU 15 1 Erträge 2003 im Ranking seit 1961 1 = stärkste Ertragseinbuße seit 1961 Hitzewelle 2003 – in Zukunft öfter? • Typisch für zu erwartendes Klima: sehr geringe Sommerniederschläge bei durchschnittlichem Jahresniederschlag • Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse in Zukunft stark erhöht 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Projektion • Potentiell: Ertragssteigerung durch erhöhte CO2-Konzentration und höhere Temperaturen • Südeuropa: erhöhte Gefahr von Wasserstress ⇒ Ertragsrückgang möglich • Häufigere Missernten möglich (Extremereignisse, Schädlingsbefall, …) Landnutzungswandel – freiwerdende Fläche bis 2050 • BRD: Freiwerdende Fläche entsteht durch Aufgabe der Landwirtschaft; hängt stark von sozioökonomischen Szenarien ab •A-Szenarien: starke Zunahme (+ 15%) • B-Szenarien: kaum freie Fläche (0%) 16.03.2006 Österreichische Klimatage Landwirtschaft - Vulnerabilität •• Wachstumsfördernde Wachstumsfördernde Wirkung Wirkung (CO (CO22,, Temp.) Temp.) –– Verlängerung Verlängerung der der Vegetationszeit Vegetationszeit ⇒ ⇒ Steigerung Steigerung der der Erträge Erträge ⇒ ⇒ frühere frühere Aussaat Aussaat möglich möglich ⇒ ⇒ verbesserte verbesserte Anbaumöglichkeit Anbaumöglichkeit für für z.B. z.B. Mais, Mais, Hirse Hirse •• Wasser: Wasser: Höhere Höhere Verdunstung Verdunstung (Temp.), (Temp.), Geringeres Geringeres Wasserangebot Wasserangebot im im Sommer (Niederschlagsverteilung, Bodenfeuchte) Sommer (Niederschlagsverteilung, Bodenfeuchte) ⇒ ⇒ Gefahr Gefahr von von Trockenstress Trockenstress ⇒ ⇒ Besonders Besonders gefährdet: gefährdet: Gebiete Gebiete mit mit geringen geringen Niederschlägen, Niederschlägen, leichten leichten Böden Böden (z.B. (z.B. Mittelmeerraum, Mittelmeerraum, Ostdeutschland) Ostdeutschland) •• –– Abnahme Abnahme des des Bodenkohlenstoffs Bodenkohlenstoffs am am Ende Ende des des 21. 21. Jhd. Jhd. –– Schäden Schäden durch durch Extremereignisse, Extremereignisse, Gefahr von vermehrtem Gefahr von vermehrtem Schädlingsbefall Schädlingsbefall –– Rückgang Rückgang der der Fläche, Fläche, ökonmischer ökonmischer Druck Druck •• Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial –– durch durch große große Auswahl Auswahl an an Sorten Sorten gute gute Anpassungmöglichkeit Anpassungmöglichkeit bei bei moderaten Bedingungen (Mitteleuropa) moderaten Bedingungen (Mitteleuropa) –– Bei Bei extremen extremen Bedingungen Bedingungen wenig wenig Spielraum Spielraum => => Lokal Lokal hohe hohe Vulnerabilität, Vulnerabilität, allgemein allgemein mäßige mäßige Vulnerabilität Vulnerabilität 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Forstwirtschaft 16.03.2006 Österreichische Klimatage Forstwirtschaft Jährlicher Zuwachs an Holzvolumen in Europa 600 Gesamtes Holzvolumen in Europa 450 HadCM3 a1 HadCM3 b1 HadCM3 a2 HadCM3 b2 550 GS, 100 million m 3 NAI, million m 3 per year 400 500 HadCM3 a1 HadCM3 b1 HadCM3 a2 HadCM3 b2 450 350 300 250 200 150 400 100 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2000 2020 2040 4 SRES Szenarien • Starker Rückgang des Zuwachses (vor allem im Szenario B1) • Holzvolumen nimmt insgesamt zu • Einfluss von Management bzw. Sozioökonomie stärker als Klimawandel 16.03.2006 Österreichische Klimatage 2060 2080 2100 Forstwirtschaft - Vulnerabilität •• Auswirkungen Auswirkungen –– Potentielle Potentielle Erträge Erträge abhängig abhängig von von Wasserversorgung Wasserversorgung + + Temperaturtoleranz Temperaturtoleranz –– Kritisch Kritisch für für nicht-standortangepasste nicht-standortangepasste Arten Arten (Fichte) (Fichte) oder oder feuchtigkeitsliebende feuchtigkeitsliebende Arten Arten (Buche) (Buche) –– Zukünftiger Zukünftiger Holzertrag Holzertrag stark stark von von Management Management abhängig abhängig –– –– Steigende Steigende Waldbrandgefahr Waldbrandgefahr Zusätzliche Zusätzliche Gefahren: Gefahren: verstärkter verstärkter Schädlingsbefall, Schädlingsbefall, Klimaextreme Klimaextreme •• Anpassungspotenzial Anpassungspotenzial –– Sehr Sehr begrenzt, begrenzt, da da langer langer Planungshorizont Planungshorizont –– –– Wandel Wandel zu zu schnell schnell für für natürliche natürliche Anpassung Anpassung Umbau Umbau zu zu Mischbestände Mischbestände hat hat höchste höchste Priorität, Priorität, da da ökologisch ökologisch stabiler stabiler => => relativ relativ hohe hohe Vulnerabilität Vulnerabilität 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Ökonomische Verluste 16.03.2006 Österreichische Klimatage Ökonomische Verluste Datenquelle: Münchner Rückversicherung, Swiss-Re, EMDAT (CRED), … 16.03.2006 Österreichische Klimatage Projektion • Zunahme der Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen ⇒ Zunahme der wirtschaftlichen Verluste aktueller Trend • 64% aller Katastrophen und 79 % der ökonomischen Verluste durch Katastrophen seit 1980 lassen sich auf Wetter- und Klimaextreme zurückführen • Nahezu Verdoppelung der jährlichen mit erheblichen Schäden verbundenen Wetterextreme in den 1990´ern gegenüber den 1980´ern • Zunahme der wirtschaftliche Verluste durch Wetterextreme von weniger als 5 Milld. US$ in den 1980´ern auf 11 Milld. US$ in den 1990´ern Hitzewellen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Hitzewellen Sterbefälle pro 100 000 Einwohner Tägliche Sterberate Baden-Württemberg (Schär&Jendritzky, 2004) Hitzewelle Aug.03 2002 aktueller Trend • Mehr als 35,000 außerordentliche Todesfälle in West- und Südeuropa als Folge der Hitzewelle im Sommer 2003 2003 JFM A M J J A S O N D J FM A M J J A Datenquelle: IVS, WHO, … 16.03.2006 UBA Österreichische Klimatage Projektion • Vermutlicher Anstieg der Todesfälle in Zusammenhang mit Hitze und Hitzewellen Durch Zecken übertragene Krankheiten 16.03.2006 Österreichische Klimatage Schlussfolgerungen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Vulnerabilitäts Matrix Water Agr. Forest. Biodiv. Health Regions Topics 16.03.2006 Germany in total Österreichische Klimatage Tourism traffic All topics Schlussfolgerungen •• Klimawirkung Klimawirkung –– –– –– –– Sensitivität Sensitivität und und Status Status Quo Quo sind sind wichtige wichtige Faktoren Faktoren Andere Andere Modelle, Modelle, andere andere Ergebnisse Ergebnisse Klimawandel Klimawandel ist ist manchmal manchmal nur nur ein ein Stressor Stressor unter unter vielen vielen Klimawandel Klimawandel bietet bietet Risiken Risiken und und Chancen Chancen •• Vulnerabilität Vulnerabilität und und Anpassung Anpassung –– Schnittstelle Schnittstelle zwischen zwischen Naturwissenschaft, Naturwissenschaft, Sozialwissenschaft Sozialwissenschaft und: und: den den Menschen! Menschen! –– Hilft Hilft Handlungsbedarf Handlungsbedarf zu zu identifizieren identifizieren •• Unsicherheit Unsicherheit –– Unsicherheit Unsicherheit ist ist schwer schwer zu zu akzeptieren akzeptieren (“Da (“Da haben haben wir wir schon schon besseres besseres Gesehen”) Gesehen”) –– Unsicherheit Unsicherheit ist ist schwer schwer zu zu kommunizieren kommunizieren (“Wie (“Wie sag sag ich‘s ich‘s meim meim Minister”) Minister”) –– Entscheidungen Entscheidungen unter unter Unsicherheit Unsicherheit fallen fallen schwer schwer •• Klimaschutz Klimaschutz nicht nicht vergessen! vergessen! 16.03.2006 Österreichische Klimatage Unsicherheit Unsicherheit in Information über: • Entwicklung der Triebkräfte des globalen Wandels (⇒ Handlungsoption!) • Klimasystems und Klimawirkung (Nichtlinearität, Kopplung, Verständnis) Temperatur Global Niederschlag Wetterextreme Bedeutung für Vulnerabilität und Anpassung Unsicherheit Gegenwart Jahr Klimawandel Zukunft Tag Saison Direkte Wirkung Indirekte Wirkung Sicher: Klimawandel hat schwerwiegende Auswirkungen ⇒ Anpassung ist auch unter Unsicherheit notwendig! 16.03.2006 Regional Österreichische Klimatage Kommunikation von Unsicherheit => Kommunikation von Unsicherheit und Risiko Die Dringlichkeit wird meist erkannt Der Lösungsweg ist oft unklar Die Risikowahrnehmung ist z.T. sehr unterschiedlich R. Leemans 16.03.2006 Österreichische Klimatage Gemeinsames Entwickeln von Handlungsoptionen 16.03.2006 Österreichische Klimatage Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Mehr Information über das PIK und ATEAM • www.pik-potsdam.de • www.pik-potsdam.de/ateam Der Bericht der EEA zum Thema Klimawandel in Europa • www.eea.eu.int • http://reports.eea.eu.int/climate_report_2_2004/en UBA Report: Klimawandel in Deutschland • www.UBA.de • www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/2947.pdf 16.03.2006 Österreichische Klimatage
