Aktuelle Erkenntnisse der Klimaforschung - von globalen bis zu

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1 Aktuelle Erkenntnisse der Klimaforschung - von globalen bis zu regionalen Klimaänderungen - Bodo Wichura & Andreas Walter Seite 1

2 Überblick Klimawandel Vorbemerkungen Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100

3 Überblick Klimawandel Vorbemerkungen Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100

4 Das Klimasystem nur etwas weniger Kälte mehr Hitze Quelle: Max Planck Institut für Meteorologie

5 Klimawandel Was heißt das? bisheriges Klima Veränderungen der mittleren Verhältnisse Extremwerte Wetterelemente regionalen Unterschiede Eintrittswahrscheinlichkeit nur etwas weniger Kälte kalt Durchschnitt zukünftiges Klima mehr Hitze warm mehr Hitzerekorde

6 Überblick Klimawandel Vorbemerkungen Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100

7 Entwicklung der atmosphärischen CO 2 -Konzentration 2014 CO 2 Konzentration (ppm) 1000 Jahre vor heute Concentrations of CO 2, CH 4, and N 2 O 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

8 Rekonstruktion der globalen Temperaturanomalien seit Jahren aus verschiedenen Datensätzen Quelle: Marcott et al., 2013, Science

9 Übergang von der letzten Kaltzeit zur gegenwärtigen Warmzeit ein Vergleich Temperaturänderung [ C] von Mittelwert Letztes Glaziales Maximum IPCC AR5 obere Schätzung für 2100 IPCC AR5 untere Schätzung für Jahre vor heute International Geosphere Biosphere Programme Report no.6, Global Changes of the Past, July1988

10 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: 1 ºC Erwärmung in 1000 Jahren 20. Jahrhundert: 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)

11 Abweichungen der globalen Jahresmitteltemperatur 1850 bis 2014 von der Klimareferenzperiode 1961 bis 1990 Abweichung des Mittelwerts ( C) Zeit 2014 war global das wärmste bisher beobachtete Jahr Quelle: WMO Draft statement of the global climate 2014

12 Jahresmitteltemperatur in Deutschland 1881 bis 2014 im Vergleich zur Klimareferenzperiode 1961 bis ,3 C 2014 Jahreswerte Mittelwert (8.2 ) linearer Trend 2014 war auch in Deutschland das bisher wärmste Jahr

13 Änderung der Niederschlagshöhen in Deutschland - linearer Trend ab 1881 Winter Sommer Quelle: Deutscher Wetterdienst

14 Änderung der Anzahl der heißen Tage und Eistage T max >= 30 C heiße Tage Zahl T max <= 0 C der Tage Eistage > 80 Quelle: Deutscher Wetterdienst

15 Sommer: Mehr Trockentage Änderung der Anzahl der Trockentage RR < 1 mm Gebietsmittel Deutschland Winter: Kein klarer Trend Quelle: Deutscher Wetterdienst

16 Änderung der Anzahl der Tage mit Schneedecke - linearer Trend ab 1951 Quelle: Deutscher Wetterdienst Abnahme in % < >= 60 Tage 100 Gebietsmittel Deutschland Jahr

17 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 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

18 Überblick Klimawandel Vorbemerkungen Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100

19 Die künftigen CO 2 -Emissionen sind entscheidend nur Zunahme CO2-Emissionen (Milliarden Tonnen Kohlenstoff) Abnahme nach 2060 Abnahme nach 2040 Emissionsszenarien beschreiben die CO 2 -äquivalent Emissionen für verschiedene mögliche Varianten der zukünftigen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklung Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4), IPCC 2013 (WGI-AR5)

20 Prognosen für die Zukunft - Klimaprojektionen

21 Abschätzung von Unsicherheiten Übergang zum Multi-Modell- / Ensembleansatz

22 Globale Modelle HadCM HadCM HadCM BCM ECHAM5 ECHAM5 ECHAM5 ARPEGE 3Q0 3Q16 3Q3 r3 r2 r1 Regionale Modelle CLM HadRM 3Q16 SMHI kein bester SMHI oder REMO wahrscheinlichster Modelllauf HadRM 3Q3 RCA RCA CLM Hirham 5 HadRM 3Q0 C4 RCA3 komplette Bandbreite der Simulationen abgedeckt SMHI Hirham RegCM RCA 5 3 CLM REMO RM Modellkombinationen Racmo 2 REMO Hirham 5

23 Abschätzung von Unsicherheiten Basis: Ensemble von 19 regionalen Klimamodellen Temperaturzunahme (K)

24 Abschätzung von Unsicherheiten Basis: Ensemble von 19 regionalen Klimamodellen Temperaturzunahme (K) 4,63 K 3,32 K 85 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 50 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 15 % der Modelle unterschreiten diesen Wert 1,78 K Perzentil 50. Perzentil 85. Perzentil 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % 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.

25 Bandbreite der wahrscheinlichsten Lufttemperaturänderung (relativ zu ; Klimamodell-Ensembles im DWD) Quelle: Deutscher Wetterdienst

26 Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderung Sommer (relativ zu ; Klimamodell-Ensembles im DWD) 15% 50% 85% Quelle: Deutscher Wetterdienst

27 Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderung Winter (relativ zu ; Klimamodell-Ensembles im DWD) 15% 50% 85% Quelle: Deutscher Wetterdienst

28 Bandbreite der Änderung der Anzahl heißer Tage (relativ zu ; Klimamodell-Ensembles im DWD) 15% 50% 85% Anzahl Quelle: Deutscher Wetterdienst

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31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Bodo Wichura Dr. Andreas Walter Berlin, 19. November 2015 Seite 31