Klimaänderungen in Deutschland

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1 Klimaänderungen in Deutschland - Aktuelle Beobachtungen und Zukunftsprojektionen - Dr. Andreas Walter, Sabrina Wehring Deutscher Wetterdienst Offenbach, 3. November 2016 Seite 1

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

3 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

4 potentielle Betroffenheit Straßenverkehr durch Klimawandel Auswirkungen sich ändernder extremer Niederschläge auf die Entwässerungsinfrastruktur von Straßen Verkehrssicherheit Erhalt und Planung von Straßenverkehrsinfrastrukturen Quelle: dpa Auswirkungen von Hitze und Kälte und anderen Extremereignissen auf Asphalt- und Betonfahrbahnen Verwundbarkeit von Brücken- und Tunnelbauwerken gegenüber Hitze, Kälte, Wind und Starkregen Standsicherheit von Böschungen bei Starkregen

5 potentielle Betroffenheit Straßenverkehr durch Klimawandel Erhalt und Planung von Straßenverkehrsinfrastrukturen Beispiel Spurrinnen in Asphaltstraßen (Spurrinnenbildung, permanente Verformung, Substanzschäden) Indikator: Thermische Kenntage (n Tage über 25 C, n Tage über 30 C) Maximale Belagstemperatur der Straßenoberflächen: lässt sich aus Messung der Lufttemperatur und regionalen Klimasimulationen berechnen Änderungssignal der Indikatoren aus Klimasimulationen ableitbar Quelle: BaSt

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

7 Abweichung der globalen Jahresmitteltemperatur 1850 bis 2015 von der Klimareferenzperiode 1961 bis 1990 Abweichung des Mittelwerts ( C) 2015: C Zeit 2015 war global das wärmste bisher beobachtete Jahr Quelle: WMO Press Release N 2, 25 January 2016

8 Abweichung der Jahresmitteltemperatur in Deutschland 1881 bis 2015 von der Klimareferenzperiode 1961 bis ,1 C 2014 global Deutschland Jahreswerte Mittelwert (8.2 ) linearer Trend 2014 war in Deutschland das bisher wärmste Jahr Quelle: Deutscher Wetterdienst

9 Änderung der Anzahl heißer Tage Tage heißer Tag: T max 30 C

10 Änderung der Anzahl Eistage Eistag: T max < 0 C Tage

11 Änderung im Niederschlagsverhalten - linearer Trend ab 1881 Winter Sommer Quelle: Deutscher Wetterdienst

12 Tage mit mindestens 1 cm Schneedecke Tage

13 Zusammenfassung Beobachtungen Die Erwärmung in Deutschland beträgt um 1.1 K in den letzten ca. 100 Jahren und liegt damit noch etwas über dem globalen Trend von knapp 1 K seit 1850 Im Zuge der mittleren Erwärmung wurden auch teilweise deutliche Zunahmen bzw. Abnahmen bei relevanten Kenntagen beobachtet 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

14 Überblick Vorbemerkungen Was beobachtet wurde: Klimaänderungen bis heute Blick in die Zukunft: Klimaszenarien bis 2100 Fazit

15 Die künftigen CO 2 -Emissionen sind entscheidend Emissionsszenarien beschreiben die CO 2 -äquivalent Emissionen für verschiedene mögliche Varianten der zukünftigen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklung Quelle:http://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/

16 Abschätzung von Unsicherheiten Übergang zum Multi-Modell-Ensemble kein bestes oder wahrscheinlichstes Modell gesamte Spannbreite der Simulationen abgedeckt

17 Abschätzung von Unsicherheiten - Perzentile Wert, z.b. Temperatur [ C] Datenmenge, z.b. Monatsmittel März 1993 bis 2011 (19 Jahre)

18 Abschätzung von Unsicherheiten - Perzentile Wert, z.b. Temperatur [ C] 4,63 C 3,32 C 1,78 C 85 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 50 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 15 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert Perzentil 50. Perzentil 85. Perzentil 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Ein Perzentil teilt die Datenmenge in Anteile. Beim 50. Perzentil sind 50% der Werte Zur Ermittlung kleiner und von 50% Perzentilen sind größer. werden Beim die 85. Werte Perzentil der Größe sind nur nach 15% sortiert. der Werte größer. Mit Perzentilen können Extremwertschwellen definiert werden.

19 Lufttemperaturänderung in Deutschland RCP 4.5: naher Zeithorizont: einheitliche Erwärmung um 0.5 C bis 2 C ferner Zeithorizont: Erwärmung um 1.5 C bis 3 C im Süden Deutschlands stärker ausgeprägt RCP 4.5; 2021/ /2000, 85. Perzentil RCP 8.5; 2071/ /2000, 85. Perzentil RCP 8.5: naher Zeithorizont: einheitliche Erwärmung um 0.5 C bis 2 C ähnlich RCP 4.5, Alpenregion stärkere Erwärmung ferner Zeithorizont: deutliche Erwärmung zwischen 2.5 C und 4.5 C Alpenregion mehr als 5 C

20 Lufttemperaturänderung in Deutschland - Klimaanaloge Welcher Ort hat heute ein ähnliches Klima wie Frankfurt am Main in der Zukunft (2071/2100)? Beispielanwendung basierend auf maximaler Ähnlichkeit der Temperatur eine Modellkette (EUR-11 EC-EARTH-RCA) für RCP Analoge möglich bezogen auf mittleren Jahresgang 1971/2000 Was ist Ihr Tipp? Basis: ECA&D Datensatz F. Dahinden (submitted, ETH Zürich, MeteoSwiss) Umsetzung: A. Kreis (DWD)

21 Lufttemperaturänderung in Deutschland - Klimaanaloge Welcher Ort hat heute ein ähnliches Klima wie Frankfurt am Main in der Zukunft (2071/2100)? Rijeka ca. 680 km südwestlich F. Dahinden (submitted, ETH Zürich, MeteoSwiss) Umsetzung: A. Kreis (DWD)

22 Lufttemperaturänderung in Deutschland - Klimaanaloge Welcher Ort hat heute ein ähnliches Klima wie Frankfurt am Main in der Zukunft (2071/2100)? Die fünf besten Analoge: 1. Rijeka 2. Mailand 3. Montelimar 4. Lleida 5. Tuapse RCP 8.5; nur Temperatur F. Dahinden (submitted, ETH Zürich, MeteoSwiss) Umsetzung: A. Kreis (DWD)

23 Lufttemperaturänderung in Deutschland - Klimaanaloge Welcher Ort hat heute ein ähnliches Klima wie Frankfurt am Main in der Zukunft (2021/2050)? Die fünf besten Analoge: 1. Freiburg 2. Lugano 3. Bourges 4. Clermont-Ferrand 5. Kehl RCP 8.5; nur Temperatur F. Dahinden (submitted, ETH Zürich, MeteoSwiss) Umsetzung: A. Kreis (DWD)

24 Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderungen Winter (2021/2050 zu 1971/2000) RCP 4.5 RCP 8.5 Quelle: Deutscher Wetterdienst

25 Bandbreite der wahrscheinlichsten Niederschlagsänderungen Sommer (2021/2050 zu 1971/2000) RCP 4.5 RCP 8.5 Quelle: Deutscher Wetterdienst

26 Änderung von Kenntagen Anzahl von Sommertagen RCP 4.5 RCP 8.5 RCP 2.6 Obs Anzahl von Heißen Tagen T max 25 C T max 30 C Quelle: Deutscher Wetterdienst

27 Änderung von Kenntagen Anzahl von Frosttagen RCP 4.5 RCP 8.5 RCP 2.6 Obs Anzahl von Eistagen T min < 0 C T max < 0 C Quelle: Deutscher Wetterdienst

28 Zusammenfassung Projektionen Temperatur: großflächige Erwärmung von bis zu 2 C bis 2050 Erwärmung von bis zu 5 C bis 2100 möglich stärkere Erwärmung in der Alpenregion Niederschlag: im Sommer uneinheitlicher Trend (Abnahme im Westen, Zunahme im Osten) deutliche Zunahme im Winter (zw. 10% und 30%) Kenntage: Zunahme heißer Tage Abnahme von Eis- und Frosttagen Ende des Jh. evtl. keine Eistage mehr Klimaanaloge: Klima wie am Mittelmeer?

29 Fazit Der Klimawandel ist Realität und wird sich im 21. Jahrhundert noch verstärken Auswirkungen des Klimawandels sind bereits in Deutschland zu beobachten Die verfügbaren Klimamodelle lassen ein Fortschreiten der globalen und regionalen Veränderungen als sehr wahrscheinlich erscheinen Die Auswirkungen sich ändernder Parameter sind im Einzelnen jedoch noch mit Unsicherheiten behaftet Vermehrtes Auftreten von für Verkehrsinfrastruktur relevanten Extremereignissen wahrscheinlich

30 Anpassung - Optionen Anpassung von Normungsverfahren VDI-, DIN-, ISO-, Schnee-, Windlastnormen Anpassung Planungsverfahren Zukünftig auch mögliche Auswirkungen des Klimawandels in Planungsverfahren berücksichtigen (Verkehrswegeplanung, Trassenführungen, Flughäfen, therm. Gebäudeisolation, ) Anpassung technische Infrastruktur z.b. Verkehrsinfrastruktur, Klimaanlagen in Zügen, Hagelschutz an Gebäuden Bewusstsein für Unsicherheiten schärfen

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