Klimawandel Ursachen und Auswirkungen in Sachsen Was wissen wir? November 2018 Dr. Johannes Franke

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1 Was wissen wir? November 2018 Dr. Johannes Franke

2 Inhalt Was ist gewesen & was ist heute? global Auswirkungen des globalen Klimawandels in Sachsen regional Witterungsverlauf November 2018 Dr. Johannes Franke

3 Was wissen wir? Temperaturänderungen des Planeten Erde ca Jahre Quelle: GSF (2014) ca Jahre November 2018 Dr. Johannes Franke

4 Was wissen wir? Temperaturänderungen vs. CO 2 -Konzentration der letzten Jahre Pleistozän 280 ppm (vor-industrielles Niveau) 190 ppm Milankovitch-Zyklen ca Jahre Holozän Elster- Saale- Weichsel- Kaltzeiten November 2018 Dr. Johannes Franke Quelle: Rahmstorf & Schellnhuber (2006)

5 Was wissen wir? Temperaturänderungen der letzten Jahre Nordhalbkugel Südhalbkugel Spörer-Min. Maunder-Min. Dalton-Min. Zusammenwirken von Sonnenaktivität und CO2 20. Jh.: 0,13 C vs. 0,59 C November 2018 Dr. Johannes Franke 1750 Beginn Industrialisierung Quelle: Neukom et al (2014), verändert

6 Was wissen wir? Temperaturänderungen vs. CO 2 -Konzentration & Sonnenaktivität seit 1950 (global) November 2018 Dr. Johannes Franke Stefan Rahmstorf / Bernd Herd (2018)

7 Was wissen wir? funktionierende Rückkopplung dreht man an der Temperatur-Schraube folgt mit etwas Verzögerung das CO2! dreht man an der CO2-Schraube folgt wenig später die Temperatur! erdgeschichtliche Sicht (Milankovitch-Zyklen) gegenwärtige Warmzeit aus T folgt CO2 anthropogene Sicht (atmosph. CO2-Konzentration) Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes aus CO2 folgt T November 2018 Dr. Johannes Franke

8 Was wissen wir? Vergleich starker globaler Erwärmungen (Größenordnung) nach letzter Eiszeit 5 C in Jahren während Warmzeit zw. 2 8 C in 200 Jahren (20. & 21. Jh.) davon ca. 1 C bereits erreicht Kipp-Punkte in der Klimaentwicklung kritische Schwellen für Größenordnungen des Temperaturanstieges bewirken abrupte / langfristig starke Klimaänderungen, ggf. mit Domino-Effekt! Anpassungsmöglichkeiten der menschlichen Gesellschaft fraglich! November 2018 Dr. Johannes Franke

9 Was wissen wir? Klima ändert sich immer, die Frage ist nur wie schnell! November 2018 Dr. Johannes Franke

10 Inhalt Was ist gewesen & was ist heute? global Auswirkungen des globalen Klimawandels in Sachsen regional Witterungsverlauf November 2018 Dr. Johannes Franke

11 Systematik Mittelungszeiträume 30jähriger Mittelungszeitraum Klimanormalperioden (Änderungen) Referenzperiode: zur Bewertung des langfristigen Klimawandels festgelegt (WMO, 2014) Bezugsperiode: (10jährige Fortschreibung: , ) 10jähriger Mittelungszeitraum Dekaden (Schwankungen) ,, , November 2018 Dr. Johannes Franke

12 Lufttemperatur Sachsen: Monatsmittel ( C), Bereiche der Temperaturverteilung: oberer Sommertage (Tmax > 25 ºC) mittlerer Jahres/- zeitenmittel unterer Frosttage (Tmin < 0 ºC) November 2018 Dr. Johannes Franke

13 Lufttemperatur Sachsen: Jahreszeitenmittel, ( vs. 1961/90) November 2018 Dr. Johannes Franke

14 Sommertage (Tmax > 0 Grad Celsius) 28 Tage 35 Tage (+25 %) November 2018 Dr. Johannes Franke

15 Frosttage (Tmin < 0 Grad Celsius) 95 Tage 92 Tage (-3 %) November 2018 Dr. Johannes Franke

16 Niederschlag Sachsen: Monatssummen (mm), Bereiche der Niederschlagsverteilung: oberer Starkregen (R90p, R95p) mittlerer mittlere Summen unterer Trockenheit (SPI, SPEI) November 2018 Dr. Johannes Franke

17 Niederschlag Summen: Vegetationsperiode I & II [ (%) vs. 1961/90] Klimaelement/ -größe Vegetationsperiode I (Apr-Jun): Klimanormalperioden Abweichungen (%) vs Niederschlag (mm) Vegetationsperiode II (Jul-Sep): Niederschlag (mm) mm 180 mm mm 270 mm November 2018 Dr. Johannes Franke

18 Starkregen Ereignisse: Auftreten, ( vs. 1961/90) Frühjahr/ VP I: weitgehend flächendeckende Abnahmen Sommer/ VP II: weitgehend flächendeckende Zunahmen Herbst: deutliche Zweiteilung Sachsens, mit... häufigeren westlich und selteneren Ereignissen östlich der Elbe Winter: stark heterogene Raumstruktur November 2018 Dr. Johannes Franke Herbst (R90p, R95p)

19 Starkregen Ereignisse: Auftreten, Intensität ( vs. 1961/90), Jahr Auftreten (R90p, R95p) Intensität (R90p, R95p) November 2018 Dr. Johannes Franke

20 Starkregen Ereignisse: Intensität, Dekaden ( vs. 1961/90), Jahr Ereignisse R90p Ereignisse R95p November 2018 Dr. Johannes Franke

21 Kombinierte Temperatur- und Feuchteverhältnisse Schwüle <Text> November 2018 Dr. Johannes Franke

22 Niederschlag Summen: Vegetationsperiode I & II [ (%) vs. 1961/90] Klimaelement/ -größe Vegetationsperiode I (Apr-Jun): Klimanormalperioden Abweichungen (%) vs Niederschlag (mm) Vegetationsperiode II (Jul-Sep): Niederschlag (mm) mm 180 mm mm 270 mm November 2018 Dr. Johannes Franke

23 Trockenheit Trockenheit kumuliertes Wasserdefizit Konstellation aus atmosphärischen Parametern (Niederschlag, Sättigungsdefizit, ) in Kombination mit Standortfaktoren (Boden, Vegetation, ) Andauer des Wasserdefizites "Einwirkzeit": Monate meteorologisch agrarisch forstlich hydrologisch Grundwasser Tiefe der betroffenen Bodenschichten November 2018 Dr. Johannes Franke

24 Trockenheitsmerkmale Häufigkeit starker & extremer Ereignisse, VP I November 2018 Dr. Johannes Franke

25 Zusammenfassung (klimatologisch) Kernaussagen Die regionale Klimaentwicklung seit den 1960er Jahren zeigt eine hohe natürliche Variabilität, die aber zunehmend von mittleren Trends der Erwärmung überlagert ist, was komplexe Auswirkungen zur Folge hat! Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass der Klimawandel mit dem Risiko einer Zunahme witterungsbedingter Extreme einhergeht, die aber nur mit besonderen Verfahren erkennbar werden! Mittelwerte sind zur Erfassung des Klimas & seiner Änderungen zunehmend nicht ausreichend/zielführend! November 2018 Dr. Johannes Franke

26 Zusammenfassung (klimatologisch) Kontinuierliche Erwärmung mit erhöhter Hitzebelastung im Sommer erhöhtes Risiko lokaler Hochwasser in kleineren Einzugsgebieten durch Zunahmen in der Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen erhöhtes Trockenheitsrisiko im Frühjahr insbesondere durch Niederschlagsabnahmen erhöhtes Erosionsrisiko im Sommer Verbesserung des potentiellen Wasserdargebotes, insbesondere durch Niederschlagszunahmen, wobei Zunahme des Starkregen-Anteils an Niederschlagssummen trockene Abschnitte werden von Starkregenereignissen unterbrochen November 2018 Dr. Johannes Franke

27 Zusammenfassung (klimatologisch) «Trockenheit & Starkregen gehen einher» Anforderungen an das Wassermanagement November 2018 Dr. Johannes Franke

28 Inhalt Was ist gewesen & was ist heute? global Auswirkungen des globalen Klimawandels in Sachsen regional Witterungsverlauf November 2018 Dr. Johannes Franke

29 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Temperatur Januar bis Oktober (li) & Sommer (re) ( vs. 1961/90) November 2018 Dr. Johannes Franke

30 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Temperatur nächtliche Temperaturverhältnisse November 2018 Dr. Johannes Franke

31 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Niederschlag Januar bis Oktober ( vs. 1961/90) November 2018 Dr. Johannes Franke

32 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Niederschlag Vegetationsperioden I & II ( vs. 1961/90) VP I (AMJ) VP II (JAS)? November 2018 Dr. Johannes Franke

33 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Niederschlag Mittel April bis September ( vs. 1981/10) polnische Grenzregion tschechische Grenzregion Ø 60%iges Defizit November 2018 Dr. Johannes Franke

34 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Temperatur, Niederschlag, Sonnenstunden Einordnung der Abweichungen vs. 1961/90 (Daten seit 1881 bzw. 1951) Temperatur Niederschlag Sonnenstunden April extrem zu warm Defizit extrem zu sonnenreich Mai extrem zu warm zu trocken extrem zu sonnenreich Juni viel zu warm zu trocken ausgeglichen Juli extrem zu warm extrem zu trocken extrem zu sonnenreich August extrem zu warm extrem zu trocken extrem zu sonnenreich September viel zu warm Defizit viel zu sonnenreich November 2018 Dr. Johannes Franke

35 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Bodenfeuchte-Index: Verlauf Januar bis Oktober gesamter Bodenhorizont (180 cm) Oberboden (25 cm) November 2018 Dr. Johannes Franke Quelle: Dürre-Monitor, UFZ

36 Trockenheit Sommer 2018 klimatologische Einordnung Bodenfeuchte-Index: flächenhafte Betroffenheit Deutschland Winter VP I VP II Oberboden (25cm) gesamter Bodenhorizont (180cm) November 2018 Dr. Johannes Franke Quelle: Dürre-Monitor, UFZ

37 Klimawandel eine Ursache/Wirkung Was wissen wir? Jetstream (Starkwindband) 60 N Polar-Jet 30 N Subtropen-Jet Äquator T Höhentief H Höhenhoch November 2018 Dr. Johannes Franke Quelle: RAOnline

38 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Regionales Klimainformationssystem Für Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen November 2018 Dr. Johannes Franke