Klimawandel. Beobachtete Folgen und Risiken für die Zukunft. Beratung der Kanzlerin. G8+5 Beratung

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1 Klimawandel Beobachtete Folgen und Risiken für die Zukunft Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Beratung der Kanzlerin G8+5 Beratung

2 Klimawandel Beobachtete Folgen und Risiken für die Zukunft Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Temperaturtrends des letzten Jahrhunderts

3 CO 2 Konzentration steigt rapide an Intergovernmental Panel on Climatic Change 4 th Assessment Report (IPCC AR4, Feb. 2007) 3

4 CO 2 ist ein Treibhausgas Arrhenius 1896 (4-6 ºC) Effekt einer CO 2 Verdopplung: Klimasensitivität 3 ± 1 ºC 4

5 Die Erde erwärmt sich. π 1990er wärmstes Jahrzehnt π 2005, 1998, 2002, 2003, 2006, 2004, 2001 wärmsten Jahre year 5 ~0.8 o C Temperaturanstieg im letzten Jahrhundert Ähnliches gilt für Meeresoberfläche

6 6 Die Erwärmung ist ungewöhnlich Rekonstruktion der Temperatur der Nordhemisphäre Jahr Temperaturabweichungen ( C)

7 7 Hauptursache: Menschen Notwendigkeit von anthropogenen Treibhausgasen bei Simulationen IPCC AR4, Feb Schattierungen: Modelle. Schwarze Kurve: Messung

8 8 Beobachtete Folgen

9 Folgen Meerespiegelanstieg der letzten 140 Jahre cm 9

10 Gletscher schmelzen weltweit 10 Neuseeland

11 Peru Ururashraju Gletscher ~ 5000 m Höhe 11

12 USA Grinnell Gletscher Glacier National Park 12

13 Schweiz Rhone Gletscher 13

14 Österreich Pasterze 14

15 Alaska Portage Glacier 15

16 Alaska Portage Glacier 16

17 17 Kilimanjaro 2015

18 th September Arktisches Eis

19 September Arktisches Eis 19

20 20 Zukunftsprojektionen

21 Szenarien für die Zukunft Projektionen IPCC, 2007 A2 A1B2 B1 Com. 21

22 Mögliche Risiken in einer wärmeren Welt 22 Washington Post, 30 March 2005

23 Extremereignisse Wahrscheinlichkeitsverteilung Auftreten von Extremereignissen Plus möglicher Veränderungen der Verteilung 23 Geringe Verschiebung der Verteilung Überproportional häufigeres Auftreten von Extremen

24 Risiko: Hitzewellen Europa, Sommer ºC Schär et al Wahrscheinlichkeit 1:

25 Risiko: Hitzewellen Business as usual Szenario 25 Im Rahmen der globalen Erwärmung: Weniger unwahrscheinlich

26 Risiko: Hitzewellen Influenza Hitze Schär et al

27 Risiko: Überflutungen Wärmere Atmosphäre hält mehr Wasserdampf (~7%/ C) Mehr Niederschlag in extremen Ereignissen 27

28 Tipping points Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 28 Schellnhuber, 1996 Kippprozesse des Klimasystems zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ

29 Risiko: Eisschilde Volumen: 2.8x10 15 m 3 entspricht 7 m globaler Meeresspiegelanstieg Daten von K. Steffen und R. Huff Universität von Colorado, USA Abschmelzregion des Grönländisches Eisschildes wächst zwischen 1979 und 2002 im Mittel um 16%.

30 Jan, 2002 Scambos, NSIDC 20 km

31 31 4. März, 2002 Scambos, NSIDC 20 km

32 4. März, 2002 Scambos, NSIDC Ice sheet response time is of the order of centuries, not millennia. James Hansen, head of NASA Goddard Institute to US Congress in km 32

33 Was sagt uns die Vergangenheit? Meeresspiegel und Temperatur 33 Archer & Brovkin, 2007

34 Meerespiegel IPCC AR4, 2007 Seit 1900: 0.15 m 0.20 m Rahmstorf, Science, 2007 Bis 2100: 0.55 m 1.25 m (abhängig von Szenario) 34 Archer & Brovkin, Climatic Change, 2007 Auf langen Zeitskalen 30 m 50 m (für 560 ppm CO 2 equ)

35 Dutch cow ready for global warming! 35 Gibt es Grenzen der Anpassungsfähigkeit?

36 Risiko: Hurricanes Vince Delta 36 Tropical Storms 2005

37 Hurricane Rekorde Hurricane Catarina off Brasil, 26. March : π π π Erster Hurricane im Süd Atlantik Erstmals 4 Hurricanes in Florida in einer Saison Erstmals 10 Typhoons in Japan in einer Saison 2005: π Erstmals 28 tropische Stürme seit 1851 π π π Erstmals 15 Hurricanes Erstmals ein Hurricane vor Europa (Vince) Niedrigster gemessener Druck (Wilma, 882 mbar)

38 Risiken: Hurricanes 38 Hurricane Vorhersagemodelle: Stärkere Hurricanes in wärmerem Klima (Knutson, GFDL Princeton)

39 Risiken: Hurricanes Hurricane Power (PDI) Sea Surface Temperature (September) Global Mean Temperature Atlantic 39 Beobachtungen: Energie der Hurricane hängt direkt mit der Ozeantemperatur zusammen. Beide steigen an (Emanuel, MIT).

40 Tipping points Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 40 Schellnhuber, 1996 Kippprozesse des Klimasystems zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ

41 Der Golfstrom 41 Kuhlbrodt, Griesel, Montoya, Levermann, Hofmann, Rahmstorf, Rev. Geophy., 2007.

42 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) 42 (Vellinga & Wood 2002)

43 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) π Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) ~1 Meter 43

44 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) π Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) ~1 Meter Sturmflutrisiko in Manhattan (Rosenzweig & Solecki, 2001) 1 Meter Meerespiegelerhöhung: Jahrhundert-Sturmflut alle 3-4 Jahre 44

45 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) π Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone (Vellinga & Wood 2002) Niederschlag Primärproduktion 45

46 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) π Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone (Vellinga & Wood 2002) π Störung des ökologischen Gleichgewichts (Schmittner, 2005) 46

47 Folgen eines Abbruchs der THC π Regionale Abkühlung im Nord Atlantik (Manabe & Stouffer 1988) π Rapider Anstieg im Nord Atlantik (Levermann et al. 2005) π Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone (Vellinga & Wood 2002) Atlantik Pazifik π Störung des ökologischen Gleichgewichts (Schmittner, 2005) 47 π Verringerung ozeanischer CO 2 -Aufnahme (Zickfeld et al., 2007)

48 Subjektive Abbruchswahrscheinlichkeiten für den Abbruch der THC oder sein unwiderrufliches Einleiten Risiko = Wahrscheinlichkeit x Folgen? 48

49 Tipping points Schmelzen des Arktischen Meereises Ursprung: 49 Schellnhuber, 1996 Kippprozesse des Klimasystems zeigen starke Reaktion bereits auf kleine Klimaveränderungen Grafik, FAZ

50 Zukunftsprojektionen Peaking out of the box of natural science 50

51 Szenarien für die Zukunft Projektionen IPCC, 2007 A2 EU Ziel 2ºC A1B2 B1?! Com. 51 EU Ziel: Emissionen bis 2050 um mindestens 50% verringern - global

52 Übereinstimmung mit Ökonomen! Vermeidungskosten 1% bis 3% des GWP Nötige Emissionsreduktion: ~ 20% bis 2020 oder ~ 50% bis 2050 Sir Nicholas Stern

53 Lange Zeitskalen CO 2 Emissionen Temperatur stabil = Null Emissionen CO 2 Konzentrationen Temperatur 53 Archer & Brovkin, 2007

54 Lösungsansätze Ok, noch jemand für den Antrag der USA? Ich zitiere - Laßt uns diesen verdammten Planeten leer saugen und dann nichts wie weg zur Venus oder so Ende des Zitat 54

55 Was können wir tun? Hauptvermeidungsoptionen: π π π Energie Effizienz Erneuerbare Energie Carbon capture and storage (CCS) 55

56 Elektrizitätsproduktion ( Business as usual Szenario) EJ/ a 56 Coal PC Natural Gas NGCC Nuclear LWR Biomass Combined Heat-power Solar energy Wind energy Hydropower Geothermal energy

57 Elektrizitätsproduktion (450 ppm Szenario) EJ/ a 57 Coal PC Natural Gas NGCC with CCS Natural Gas NGCC Nuclear LWR Biomass Combined Heat-power Solar energy Wind energy Hydropower Geothermal energy

58 Elektrizitätsproduktion (450 ppm Szenario mit Nuklearausstieg) EJ/ a Relativer Anstieg der Vermeidungskosten durch Nuklearausstieg: 4.6 % 58 Coal PC Natural Gas NGCC with CCS Natural Gas NGCC Nuclear LWR Biomass Combined Heat-power Solar energy Wind energy Hydropower Geothermal energy

59 59 Ist es möglich? Beispiel: Windenergie

60 60 Beispiel: Wind Energie

61 Strompreis dieser Woche 61 ~ 5 c/kwh ~ 4 c/kwh

62 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Anders Levermann, Potsdam Institut für Klimafolgenforschung IPCC AR4, Business as usual Szenario für 2100

63 63 ~ 5 c/kwh ~ 4 c/kwh

64 Risiko: Hitzewellen Europa, Sommer 2003 Hitze Influenza ºC Schär et al