Klimawandel in Mitteldeutschland

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1 Klimawandel in Mitteldeutschland A. Marx, I. Meinke & M. Maneke (HZG), I. Kühn, D. Schäfer, J. Pommerencke, G. Jäckel 2. REKLIM Jahrestagung, Leipzig,

2 Gemessene Mitteltemperatur Deutschland C Quelle:

3 Niederschlagstrend Deutschland Beobachteter Niederschlagtrend [%] (Winter) [%] Quelle: DWD

4 Niederschlagstrend Deutschland Beobachteter Niederschlagtrend [%] (Sommer) [%] -15 Quelle: DWD

5 Klimawandel und Klimasimulationen Szenarien der Zukunft

6 Grundlage für Klimasimulationen IPCC SRES Emissionsszenarien ökonomisch global regional ökologisch Treibhausgasemissionen in Abhängigkeit von der menschlichen Entwicklung bis 2100

7 Treibhausgasemissionen bis 2100 A1FI A2 A1B B2 B1 +6 C +2 C

8 Ergebnisse regionaler Klimasimulationen Auswertung von 12 Klimasimulationen mit unterschiedlichen Emissionsszenarien

9 Mögliche mittlere Änderung der Jahrestemperatur bis C +3.1 C +2.1 C

10 Mögliche Mittlere Änderung der Sommertage >25 C bis Tage +31.1Tage Tage

11 Mögliche Mittlere Änderung der Tropischen Nächte >20 C bis Tage Tage +2.1 Tage

12 Mögliche Mittlere Änderung des Jahresniederschlages bis % +1.4 % -2.1 %

13 Mögliche Mittlere Änderung des Sommerniederschlages bis % % -8.4 %

14 Seite 15 Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt

15 Das Saale Einzugsgebiet 1800 mm/a Calbe Zweitgrößter Elbe-Zufluss Einzugsgebietsgröße km² Höhenunterschied 657 m Ø Jahresabfluss 117m³/s Ø Jahresniederschlag 615 mm 450 mm/a Seite 16

16 Klimafolgenmodellierung an der Saale Vier regionale Klimasimulationen aus dem FP6-ENSEMBLES- Projekt (ETHZ-CLM, METO-HC HadRM3Q0, MPI-M-REMO und ICTP-REGCM3) basierend auf zwei Globalmodellen. Alle basieren auf Emissionsszenario A1B räumliche Auflösung km² Tageszeitschritte Seite 17

17 [mm/monat] Ø Niederschlag in der Saale Monat Seite 18

18 [mm/monat] Ø Niederschlag in der Saale Monat Seite 19

19 Bias Korrektur des Niederschlages Monatliche Korrekturfaktoren am Beispiel der Modellkombination ECHAM5-r3/REGCM3 im Einzugsgebiet der Saale. Seite 20

20 Hydrologische Modellierung Modellierung mit dem mesoskaligen Hydrologischen Modells mhm Räumliche Auflösung 4 4 km² berücksichtigt Prozesse wie Interzeption, Verdunstung, Infiltration des Niederschlages in den Boden, Wasserbewegung im Boden oder Grundwasserneubildung Kalibrierung für den Saale Pegel Calbe Seite 21

21 [m³/s] Modelliertes Hochwasser Die oberen 5% der Monatsabflüsse sind größer als (95-Perzentil) RCM korrigiert-mhm RCM original-mhm Monat Monat Seite 22

22 Änderungen der Hochwassergefährdung am Pegel Calbe Prozentuale Veränderung des 95%-Perzentils Monat Seite 23

23 Modelliertes Niedrigwasser Die unteren 5% der Monatsabflüsse sind kleiner als (5-Perzentil) RCM korrigiert-mhm RCM original-mhm Monat Monat Seite 24

24 Änderungen der Niedrigwassergefährdung am Pegel Calbe Prozentuale Veränderung des 5%-Perzentils Monat Seite 25

25 Zusammenfassung Alle vier Klimasimulationen überschätzen den mittleren Jahresniederschlag sowie um mehr als 20% Die Änderungssignale auf der Basis von vier Klimasimulationen variieren bei Hochwasser und Niedrigwasser stark Die Nutzung nur eines Klimamodellaufes ist nicht ratsam, -> Ensemble-Strategie Seite 26

26 Seite 27 Auswirkungen des Klimawandels auf Tier- und Pflanzenarten

27 Arten wandern 20cm pro Stunde polwärts Zusammenfassung von 54 Einzelstudien zum Kenntnisstand über rund 2000 Tier- und Pflanzenarten Mittlere Artenwanderung im Mittel 17 km / Jahrzehnt polwärts oder 11 Höhenmeter / Jahrzehnt aufwärts. Es wandern nicht alle Arten gleichschnell in dieselbe Richtung Das Verbreitungsgebiet verändert sich Quelle: I-Ching Chen et al.: Rapid Range Shifts of Species Associated with High Levels of Climate Warming, Science, 19 August 2011 Seite 28

28 Klimafolgen: Auswirkungen des Klimawandels auf die Flora Insgesamt 845 untersuchte Pflanzenarten Modellierung des aktuellen Zustandes und der Veränderungen bis 2080 unter 3 Landnutzungs- und Klimaszenarien Name +2 C +3 C +4 C Klima basiert auf Emissionsszenario B1 A2 A1FI Landnutzung zunehmende Waldfläche zunehmende Waldfläche abnehmende Waldfläche Quelle: Pompe, Badeck, Hanspach, Klotz, Thuiller & Kühn, 2008, Biology Letters 4, Seite 29

29 Aktuelles modelliertes Verbreitungsgebiet der Fichte Brotbaum der Waldwirtschaft Ungefährer Waldflächenanteil Sachsen 35% Thüringen 41% Umtriebszeit ~80 Jahre Seite 30

30 Verbreitungsgebiet der Fichte C Klima: B1 + 3 C Klima: A2 + 4 C Klima: A1FI Seite 31

31 Aktuelles modelliertes Verbreitungsgebiet der Hängebirke Birkenpollen sind ein hochpotentes Allergen. Anteil von Allergikern, die auf Birkenpollen allergisch reagieren, nimmt zu. Seite 32

32 Verbreitungsgebiet der Hängebirke C Klima: B1 + 3 C Klima: A2 + 4 C Klima: A1FI Seite 33

33 Artenwandel in Deutschland bis C Szenario Seite 34

34 Artenwandel in Deutschland bis C Klima: B1 + 3 C Klima: A2 + 4 C Klima: A1FI Je größer die Änderungen in Klima- und Landnutzung sind desto größer auch der Artenwandel Seite 35

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Wasserkreislauf Landnutzung Sozio-Ökonomie Seite 37 Biodiversität