Einfluss des Klimawandels auf das Ökosystem der Ostsee

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1 Einfluss des Klimawandels auf das Ökosystem der Ostsee Thomas Neumann und Modellierungsgruppe IOW Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

2 Projizierte globale Erwärmung in der Größenordnung 2-4 K Als Folge ändern sich auch andere meteorologische Größen (Wind, Niederschlag, Verdunstung, etc. Das wiederum führt zu Veränderungen in der Vegetation, Landnutzung, Besiedlungsmuster, Meeresspiegel Frage: Wie wirkt sich erwartete Klimaänderung auf das Ökosystem der Ostsee aus? Problem: Regionale Klimatrends skalieren nicht notwendigerweise mit globalen Trends Modellsimulationen auf regionaler Skale sind notwendig. RCM Ökosystemmodell Ostsee (Quelle: IPCC)

3

4 Regionalmodell - Atmosphäre Regionales Klima Modell für Europa Eine der ersten transienten Simulationen für Europa Globalmodell: ECHAM5/MPIOM 2 Szenarios mit jeweils 2 Realisierungen

5 RADOST-Jahreskonferenz 2010 Regionalmodell Ostsee MOM3.1 Applikation für die Ostsee 3 n.m. horizontale Auflösung 77 vertikale Schichten, 2.5 m 6 m Offene Randbedingung zur Nordsee 20 Modellflüsse Seeeismodell Wellenmodell

6 Regionalmodell Ostsee N 2 Fixation P. only Blue-Greens Mortality Detrit. Large cells Small cells Grazing Zoopl. Solar Radiation Uptake P Resuspension Respiration Settling FE-PO4 NH 4 Recycling N 2 O 2 Atmosph. Input O 2 NO 3 Denitrification Nitrification Sediment Detritus Sediment FE-PO4 Burial

7 Klima Antrieb: Frischwasserzufuhr A1B B1 Erhöhte Reduziertes Maximum im Fruhjahr Frischwasserzufuhr Erhöhter Abfluss im Winter Kein Unterschied zwischen B1 Szenario gringere Ausprägung den Szenarios

8 Klima Antrieb: Wind Saisonale 10m Wind Geschwindigkeit über der zentralen Ostsee Erhöhte Windgeschwindigkeit im Winter Stärkeres Signal im A1B Szenario DJF: Winter MAM: Frühjahr JJA: Sommer SON: Herbst

9 Klima Antrieb: 2m Lufttemperatur 2m Lufttemperatur über zentraler Ostsee stärkere Erwärmung in Frühjahr und Sommer Erwärmung geringer im B1 Szenario B1 Szenario zeigt Stabilisierung DJF: Winter MAM: Frühjahr JJA: Sommer SON: Herbst

10 Vergleich Referenz Periode ( ) mit Beobachtungen: Seeeis Seeeisbedeckung ist vergleichbar Bemerkung: Events können mit Klimasimulationen nicht reproduziert werden!

11 Vergleich Referenz Periode ( ) mit Beobachtungen: SST, SSS SST und SSS saisonaler Bias in zentraler Ostsee Kalter Bias insbesondere im Sommer (aus GCM) Negativer Salzgehaltsbias

12 Klimaänderungssignal: Seeeis Reduzierung Seeeis um 2 Drittel Stärkere Reduzierung im A1B Szenario

13 Klimaänderungssignal: SST In Nördlicher Ostsee im Winter weniger Änderung DJF: Winter MAM: Frühjahr JJA: Sommer SON: Herbst

14 Klimaänderungssignal: SSS Keine saisonalen Unterschiede Keine Unterschiede zwischen den Szenarien DJF: Winter MAM: Frühjahr JJA: Sommer SON: Herbst

15 Klimaänderungssignal: Schichtung Dichtedifferenz Bodenwasser - Oberfläche Signifikante Reduzierung der Schichtung in der Bottnischen See Kein eindeutiger Trend für die Gotlandsee

16 Klimaänderungssignal: Vermischungstiefe Vertiefung der Mischungstiefe in der Bottensee Moderate Vertiefung der Mischungstiefe in der Gotlandsee DJF: Winter MAM: Frühjahr JJA: Sommer SON: Herbst

17 Klimaänderungssignal: Suboxische Fläche Tendenz zur Verringerung der suboxischen Fläche Keine Veränderung der anoxischen Fläche suboxisch: rot und schwarz; anoxisch: blau und grün

18 Klimaänderungssignal: Sauerstoff Keine offensichtliche Veränderung der Sauerstoffdynamik in der Gotlandsee

19 Klimaänderungssignal: Stickstofffixierung Keine Änderung der jährlichen Fixierungsrate

20 Klimaänderungssignal: Stickstofffixierung A1B Stickstofffixierung beginnt eher Verlägerte Fixierungssaison B1

21 Zusammenfassung Transient Simulationen erhöhen die Zuverlässigkeit der Projektionen, weil keine Initialisierungsbedingungen Zeitscheibenexperimente gebraucht werden Der einschneidenste Einfluss auf das Ökosystem wird wahrscheinlich durch die Änderung der physikalischen Parameter passieren (Erwärmung 1-4K; Verringerung Salzgehalt 2 g/kg) Diese Veränderungen werden die Habitate vieler Arten beeinflussen Erwärmung wird wahrscheinlich günstigere Bedingungen für Stickstofffixierung schaffen Diese Studie hat Veränderungen im Einzugsgebiet nicht einbezogen Für fundierte Abschätzungen werden wesentlich mehr Simulationen benötigt

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