Erwartete Zunahme von Hitzeperioden in den kommenden Jahrzehnten in Mitteleuropa

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1 Erwartete Zunahme von Hitzeperioden in den kommenden Jahrzehnten in Mitteleuropa Ferenc L. Toth Sektion Planung und Wirtschaftsstudien Abteilung Nuklearenergie - IAEO Info-Veranstaltung IPCC Sonderbericht Klimawandel und Extremereignisse UBA, Wien, Österreich, 8 Mai 2012 IAEA International Atomic Energy Agency Hinweis Kein Klimawissenschaftler; kein Meteorologe; Wirtschaftswissenschaftler ~ 30 Jahre an Themen des Klimawandels gearbeitet: Ökonomie, politische Analyse; Emissionsminderung, Anpassung Integrierte Abschätzung und Modellierung bei PIK: voll integriertes Ökonomie-Klima Modell IAEA 2 1

2 Überblick Vorwort: PESS Auftrag und Aufgaben 1. Hintergrund und Definitionen 2. SREX: globale Muster Kontext für Mitteleuropa 3. SREX: Projektionen für Mitteleuropa 4. Außerhalb SREX: Projektionen für Mitteleuropa 5. Abschließende Bemerkungen IAEA 3 Vorwort: PESS Auftrag und Aufgaben Abteilung Nuklearenergie Sektion Planung und Wirtschaftsstudien - Gruppe Energieplanung: Modellentwicklung, Verbreitung, Schulung, Nationale Energiestudien - Gruppe Energie-Ökonomie-Umwelt (3E) Analyse: Technisch-wirtschaftliche Abschätzungen (Buch: Geologische Speicherung...); NEE, GG, Indikatoren,... Klimawandel (Atom-) Energie Zusammenhänge: Workshop in 2010; Spezialausgabe über Klimawandel: Climate change and extreme weather events: Impacts on and adaptation in the energy sector IAEA 4 2

3 1. Hintergrund und Definitionen Viele Aspekte von Klimawandel: Änderungen in allen Merkmalen: Temperatur, Niederschlag, Windaktivität, Bewölkung, etc. Frage: wie wird der Klimawandel Wetter- und Klimaextreme beeinflussen? Extreme Wetter-Ereignisse: Muster < 1 Tag bis ein paar Wochen Extreme Klima-Ereignisse: längere Zeit (Akkumulation) Fokus auf Temperatur IAEA 5 1. Hintergrund und Definitionen Was ist ein extremes (Wetter- oder Klima-) Ereignis? Definition basiert auf statistischer Verteilung von Beobachtungswerten: Auftreten eines Wertes von Wetter- oder Klimavariable über (oder unter) eines Grenzwertes nahe dem oberen (oder unteren) Ende des Wertebereiches von Beobachtungswerten. Statistisch: Werte mit weniger als 10, 5 oder 1 % Wahrscheinlichkeit für einen gegebenen Zeitraum (Tag, Monat, Jahreszeit) während einer bestimmten IAEA Referenzperiode, z.b

4 1. Hintergrund und Definitionen IAEA 7 1. Hintergrund und Definitionen IAEA 8 4

5 1. Hintergrund und Definitionen IAEA 9 1. Hintergrund und Definitionen IAEA 10 5

6 1. Hintergrund und Definitionen Quantitative Definition von Klimaextreme: - Bezogen auf die Auftrittswahrscheinlichkeit: - ein gegebener Prozentsatz der Verteilungsfunktion (z.b. 10% Wahrscheinlichkeit) - eine spezifische Wiederauftritt-Wahrscheinlichkeit (20- oder 100-jähriges Ereignis) - Bezogen auf einen spezifischen Schwellenwert: - Überschreitung eines vordefinierten Wertes; (z.b. Anzahl der Tage über einem gegebenen Temperatur- Schwellenwert) IAEA Hintergrund und Definitionen Unsicherheit bei Klimawandel-Projektionen: - Klima als ein komplexes nicht-lineares System: Globale Klimamodelle (GCMs): unterschiedliche Repräsentation und Parametrierung Ensembles: GCMs integriert für robuste statistische Analyse - Anthropogener Druck: Treibhausgas Emissionen in Zukunft hängen von vielen treibenden Faktoren ab: Bevölkerung und Lebensstil, Wirtschaftswachstum, Energieverbrauch, Ressourcen, Technologien, unvorhersehbar Szenarien (IPCC SRES 2000) IAEA 12 6

7 1. Hintergrund und Definitionen IAEA Hintergrund und Definitionen IPCC Behandlung von Unsicherheit: Bewertete Wahrscheinlichkeit von dem Ergebnis: Nahezu sicher % Wahrscheinlichkeit Sehr Wahrscheinlich % Wahrscheinlichkeit Wahrscheinlich % Wahrscheinlichkeit Gleich wahrscheinlich und unwahrscheinlich 33-66% Wahrscheinlichkeit Vertrauen auf die Gültigkeit der Ergebnisse: Kombination von: Evidenz: Theorie, Daten, Modell, etc. Übereinstimmung: über die Quellen hinweg Ausmaß: von niedrige Vereinbarung, beschränkte Evidenz IAEA bis hohe Vereinbarung, robuste Evidenz 14 7

8 2. SREX globale Muster Kontext für Mitteleuropa AR4: (2007) Schlussfolgerung: sehr wahrscheinlich (>90% Wahrscheinlichkeit): Hitzewellen wären intensiver, häufiger, würden länger dauern in einem zukünftigen wärmeren Klima Post-AR4: Größere Modell-Ensembles bestätigt als Nahezu sicher (>99%) global gesehen: - Anzahl an warmen Tagen und Nächten steigt - Anzahl an kalten Tagen und Nächten sinkt Sehr wahrscheinlich (>90%): Länge, Häufigkeit und/oder Intensität von Hitzewellen steigt auf den meisten Landflächen IAEA 15 Jährlich DJF IAEA JJA 16 8

9 Jährlich DJF IAEA 17 JJA 3. SREX Projektionen für Mitteleuropa Definition von Regionen in SREX Focus auf Region 12: Mitteleuropa IAEA 18 9

10 3. SREX Projektionen für Mitteleuropa Veränderungen (in C) der 20-jährige Wiederauftritts-Werte von Jährlichen Maxima der Tages-Temperturmaxima IAEA SREX Projektionen für Mitteleuropa Wiederauftritts-Perioden (in Jahren) des späten 20-ten Jahrhunderts 20-jährige Wiederauftritts-Werte von Jährlichen Max. der Tagesmax. IAEA 20 10

11 3. SREX Projektionen für Mitteleuropa Tmax: Hohe Konfidenz: sehr wahrscheinlicher Anstieg der Häufigkeit und Intensität von warmen Tagen (WD) und Abnahme der Häufigkeit der kalten Tagen (CD); Sehr wahrscheinlicher Anstieg von RV20AHD Mittlere Konfidenz : Änderungen der höheren Quantile von Tmax viel größer als Änderungen der niedrigeren Quantile im Sommer; Großer Anstieg der Variabilität von Tmax Tmin: Hohe Konfidenz: Anzahl kalte Nächte (CN) nimmt sehr wahrscheinlich ab; Anzahl warme Nächte (WN) nimmt sehr IAEA 21 wahrscheinlich zu 3. SREX Projektionen für Mitteleuropa Hitzewellen / Hitzeperioden Hohe Konfidenz: wahrscheinlich häufigere, längere und intensivere Hitzewellen Mittlere Konfidenz: Prognosen der Veränderung von HW Intensität hängt bis zu einem gewissen Grad von der Parametrierung der GCMs ab. Trockenheit Mittlere Konfidenz: Anstieg von Trockenheit (CDD,SMA) Mittlere Konfidenz: Anstieg von kurzfristiger Dürre IAEA 22 11

12 4. Außerhalb SREX: Projektionen für Mitteleuropa Fischer und Schär: Nature Geoscience (2010) ENSEMBLES: Mittel von 5 Modellen; Scenario: A1B IAEA Außerhalb SREX: Projektionen für Mitteleuropa Fischer und Schär: Änderung im 99-ten Prozentbereich (JJA): Erhöhung der Temperaturmaxima des heißesten 1% der Tage in JJA in relativ zu IAEA 24 12

13 4. Außerhalb SREX: Projektionen für Mitteleuropa Kjellström et al.: tägliche Temperaturextreme in Europa Ergebnissen von 10 RCMs -- Hadley Centre s GCM legte die Rahmenbedingungen fest; A2 (hohes) Emission Szenario; Änderungen von bis Hier: 95. Prozentbereich von täglichem Tmax im Sommer(JJA); Änderungen in Grad Celsius IAEA Außerhalb SREX: Projektionen für Mitteleuropa Quelle: Halenka, Mika et al. 2011; RegCM model IAEA 26 13

14 5. Abschließende Bemerkungen Klimaänderung führt zu Änderung der Wetter-Extreme global, auch in Mitteleuropa. Extreme Temperaturen sollen ansteigen in - Häufigkeit: treten öfter auf - Intensität: erreichen höhere Extremwerte - Räumliche Ausdehnung: betreffen größere Gebiete - Dauer: dauern länger - Zeitablauf: verteilen sich über größere Zeiträume Trotz der beachtlichen Verbesserungen bleiben Unsicherheiten, besonders in der Prognose von Änderungen der Extreme, Änderungen in bestimmten kleineren Regionen, und der Kombinationen dieser beiden. IAEA Abschließende Bemerkungen Auswirkung vom Anstieg heißer Extreme: - Menschliche Gesundheit - Landwirtschaft - Wasser Ressourcen - Energienachfrage - Energieversorgung - Transport Aber: sozioökonomische Entwicklung + Reduktion der Belastung + Vorbereitung auf die Anpassung: Reduzieren/mildern der Auswirkungen Sektoren mit großer Trägheit: in Voraus vorbereiten IAEA 28 14

15 IAEA - atoms for peace. IAEA 29 15

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