Aktuelle Erkenntnisse der Klimaforschung - von globalen bis zu regionalen Klimaänderungen Bodo Wichura & Andreas Walter BUND Fachgespräch, 19.11.2015 SeiteBerlin, 1 Überblick 1 Klimawandel – Vorbemerkungen 2 Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute 3 Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Überblick 1 Klimawandel – Vorbemerkungen 2 Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute 3 Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Das Klimasystem nur etwas weniger Kälte mehr Hitze Quelle: Max Planck Institut für Meteorologie BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Klimawandel – Was heißt das? bisheriges Klima Veränderungen der mittleren Verhältnisse Extremwerte Eintrittswahrscheinlichkeit Wetterelemente regionalen Unterschiede zukünftiges Klima nur etwas weniger Kälte mehr Hitze mehr Hitzerekorde kalt Durchschnitt warm BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Überblick 1 Klimawandel – Vorbemerkungen 2 Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute 3 Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Entwicklung der atmosphärischen CO2-Konzentration CO2 Konzentration (ppm) 2014 1000 Jahre vor heute “Concentrations of CO2, CH4, and N2O now substantially exceed the highest concentrations recorded in ice cores during the past 800,000 years. The mean rates of increase in atmospheric concentrations over the past century are, with very high confidence, unprecedented in the last 22,000 years.” (IPCC, 2013) Quelle: Lüthi et al., 2008, NOAA, IPCC BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Rekonstruktion der globalen Temperaturanomalien seit 11000 Jahren aus verschiedenen Datensätzen Quelle: Marcott et al., 2013, Science BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Temperaturänderung [°C] von Mittelwert 1961-1990 Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeit – ein Vergleich Letztes Glaziales Maximum IPCC AR5 obere Schätzung für 2100 4.8 IPCC AR5 untere Schätzung für 2100 0.3 Jahre vor heute International Geosphere Biosphere Programme Report no.6, Global Changes of the Past, July1988 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Klimawandel hat es schon immer gegeben – was war am 20. Jahrhundert so besonders? Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeit: • global gemittelte Erwärmung ca. 5°C • Dauer etwa 5000 Jahre Kaltzeit Warmzeit: 20. Jahrhundert: 1 ºC Erwärmung in 1000 Jahren 1 ºC Erwärmung in 100 Jahren “Die Menschheit erwärmt das globale Klima mindestens zehnmal schneller als es die Natur je vermochte” * *IPCC (2007, WG1, p. 451) BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Abweichungen der globalen Jahresmitteltemperatur Abweichung des Mittelwerts 1961-1990 (°C) 1850 bis 2014 von der Klimareferenzperiode 1961 bis 1990 Zeit “2014 war global das wärmste bisher beobachtete Jahr” Quelle: WMO Draft statement of the global climate 2014 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Jahresmitteltemperatur in Deutschland 1881 bis 2014 im Vergleich zur Klimareferenzperiode 1961 bis 1990 10,3 °C 2014 Jahreswerte Mittelwert 1961-1990 (8.2°) linearer Trend “2014 war auch in Deutschland das bisher wärmste Jahr” BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Änderung der Niederschlagshöhen in Deutschland - linearer Trend ab 1881 Sommer Quelle: Deutscher Wetterdienst Winter BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Änderung der Anzahl der heißen Tage und Eistage heiße Tage Tmax >= 30 °C 1955 - 1964 1965 - 1974 1975 - 1984 1985 - 1994 1995 - 2004 Zahl der Tage 71 - 80 > 80 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Quelle: Deutscher Wetterdienst Eistage Tmax <= 0 °C Änderung der Anzahl der Trockentage RR < 1 mm 1965 - 1974 1975 - 1984 1985 - 1994 1995 - 2004 Sommer: Mehr Trockentage 1955 - 1964 Winter: Kein klarer Trend Quelle: Deutscher Wetterdienst Gebietsmittel Deutschland BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Änderung der Anzahl der Tage mit Schneedecke - linearer Trend ab 1951 Gebietsmittel Deutschland 90 80 Abnahme in % 70 60 < 20 20-39 Tage Quelle: Deutscher Wetterdienst 100 50 40 30 20 40-59 10 0 >= 60 1951 1955 1959 1963 1967 1971 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007 2011 Jahr BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Zusammenfassung • Die Erwärmung in Deutschland beträgt um 1.1 K im Jahresmittel in den letzten ca. 100 Jahren und liegt damit noch etwas über dem globalen Trend von knapp 1 K seit 1850. • Zunahme der Jahresniederschlagshöhe in Deutschland um 10% bis 15% seit 1881 • stärkste Niederschlagszunahme im Winter um 20% bis 30%; im Sommer geringe Niederschlagsabnahme um 0% bis -5% • regional unterschiedlich ausgeprägter Trend zur Abnahme der Anzahl von Tagen mit Schneedecke • bei anderen Parametern (Windgeschwindigkeit, Globalstrahlung, Wolkenbedeckungsgrad u.a.) noch keine eindeutigen Trends BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Überblick 1 Klimawandel – Vorbemerkungen 2 Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute 3 Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Die künftigen CO2 -Emissionen sind entscheidend CO2-Emissionen (Milliarden Tonnen Kohlenstoff) nur Zunahme Emissionsszenarien beschreiben die CO2-äquivalent Emissionen für verschiedene mögliche Varianten der zukünftigen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklung Abnahme nach 2060 Abnahme nach 2040 Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4), IPCC 2013 (WGI-AR5) BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Prognosen für die Zukunft - Klimaprojektionen BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Abschätzung von Unsicherheiten → Übergang zum Multi-Modell- / Ensembleansatz BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Globale Modelle HadCM HadCM HadCM 3Q0 Regionale Modelle CLM 3Q16 BCM 3Q3 ECHAM5 ECHAM5 ECHAM5 ARPEGE r3 r2 r1 kein bester HadRM HadRM → SMHI SMHI oder REMO wahrscheinlichster Modelllauf 3Q16 3Q3 RCA RCA HadRM C4 3Q0 RCA3 → komplette Bandbreite der Simulationen abgedeckt SMHI Hirham RegCM CLM RCA 5 Hirham 5 REMO RM 5.1 3 Racmo 2 19 Modellkombinationen CLM Hirham 5 REMO BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Abschätzung von Unsicherheiten Basis: Ensemble von 19 regionalen Klimamodellen Temperaturzunahme (K) BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Abschätzung von Unsicherheiten Basis: Ensemble von 19 regionalen Klimamodellen Temperaturzunahme (K) 85 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 50 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 15 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 4,63 K 3,32 K 1,78 K 1 0% 2 3 4 5 10 %15.20 % Perzentil 6 30 % 7 8 9 40 % 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 50 % 50. 60 % Perzentil 70 % 80 %85. 90 % 100 % Perzentil 50 % der Modelle liegen über und 50 % liegen unter dem 50. Perzentil. 70 % der Simulationen liegen zwischen dem 15. und 85. Perzentil. 15 % der Modelle errechnen niedrigere und 15 % errechnen höhere Werte. BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Bandbreite der wahrscheinlichsten Lufttemperaturänderung (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD) 2071 - 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Quelle: Deutscher Wetterdienst 2021 - 2050 Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderung Sommer (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD) 50% 85% 2021 - 2050 2071 - 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Quelle: Deutscher Wetterdienst 15% Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderung Winter (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD) 50% 85% 2021 - 2050 2071 - 2100 BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Quelle: Deutscher Wetterdienst 15% Bandbreite der Änderung der Anzahl heißer Tage (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD) 50% 85% 2021 - 2050 2071 - 2100 Anzahl BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Quelle: Deutscher Wetterdienst 15% http://www.dwd.de/klimaatlas BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 http://www.dwd.de/klimaatlas BUND Fachgespräch, Berlin, 19.11.2015 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Dr. Bodo Wichura ([email protected]) Dr. Andreas Walter ([email protected]) Berlin, 19. November 2015 BUND Fachgespräch, 19.11.2015 Seite Berlin, 31
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