Klimawandel in Mitteldeutschland A. Marx, I. Meinke & M. Maneke (HZG), I. Kühn, D. Schäfer, J. Pommerencke, G. Jäckel 2. REKLIM Jahrestagung, Leipzig, 08.09.2011
Gemessene Mitteltemperatur Deutschland C 10 7 1891 2009 Quelle: www.dwd.de
Niederschlagstrend Deutschland Beobachteter Niederschlagtrend [%] 1901-2006 (Winter) [%] 7.6-10 25-27 Quelle: DWD
Niederschlagstrend Deutschland Beobachteter Niederschlagtrend [%] 1901-2006 (Sommer) [%] -15 Quelle: DWD
Klimawandel und Klimasimulationen Szenarien der Zukunft
Grundlage für Klimasimulationen IPCC SRES Emissionsszenarien ökonomisch global regional ökologisch Treibhausgasemissionen in Abhängigkeit von der menschlichen Entwicklung bis 2100
Treibhausgasemissionen bis 2100 A1FI A2 A1B B2 B1 +6 C +2 C
Ergebnisse regionaler Klimasimulationen Auswertung von 12 Klimasimulationen mit unterschiedlichen Emissionsszenarien www.regionaler-klimaatlas.de
Mögliche mittlere Änderung der Jahrestemperatur bis 2100 +5.5 C +3.1 C +2.1 C
Mögliche Mittlere Änderung der Sommertage >25 C bis 2100 +67 Tage +31.1Tage +15.7 Tage
Mögliche Mittlere Änderung der Tropischen Nächte >20 C bis 2100 +40.1 Tage +14.3 Tage +2.1 Tage
Mögliche Mittlere Änderung des Jahresniederschlages bis 2100 +5.3 % +1.4 % -2.1 %
Mögliche Mittlere Änderung des Sommerniederschlages bis 2100-41.4 % -18.7 % -8.4 %
Seite 15 Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt
Das Saale Einzugsgebiet 1800 mm/a Calbe Zweitgrößter Elbe-Zufluss Einzugsgebietsgröße 24 079 km² Höhenunterschied 657 m Ø Jahresabfluss 117m³/s Ø Jahresniederschlag 615 mm 450 mm/a Seite 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 25 25 km² Tageszeitschritte Seite 17
[mm/monat] Ø Niederschlag in der Saale 1961-1990 Monat Seite 18
[mm/monat] Ø Niederschlag in der Saale 1980-2009 Monat Seite 19
Bias Korrektur des Niederschlages 1961-90 Monatliche Korrekturfaktoren am Beispiel der Modellkombination ECHAM5-r3/REGCM3 im Einzugsgebiet der Saale. Seite 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 2002-2004 Seite 21
[m³/s] Modelliertes Hochwasser 1961-1990 Die oberen 5% der Monatsabflüsse sind größer als (95-Perzentil) RCM korrigiert-mhm RCM original-mhm Monat Monat Seite 22
Änderungen der Hochwassergefährdung 2011-2040 am Pegel Calbe Prozentuale Veränderung des 95%-Perzentils Monat Seite 23
Modelliertes Niedrigwasser 1961-1990 Die unteren 5% der Monatsabflüsse sind kleiner als (5-Perzentil) RCM korrigiert-mhm RCM original-mhm Monat Monat Seite 24
Änderungen der Niedrigwassergefährdung 2011-2040 am Pegel Calbe Prozentuale Veränderung des 5%-Perzentils Monat Seite 25
Zusammenfassung Alle vier Klimasimulationen überschätzen den mittleren Jahresniederschlag 1961-90 sowie 1980-2009 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
Seite 27 Auswirkungen des Klimawandels auf Tier- und Pflanzenarten
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
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, 564 567 Seite 29
Aktuelles modelliertes Verbreitungsgebiet der Fichte Brotbaum der Waldwirtschaft Ungefährer Waldflächenanteil Sachsen 35% Thüringen 41% Umtriebszeit ~80 Jahre Seite 30
Verbreitungsgebiet der Fichte 2080 + 2 C Klima: B1 + 3 C Klima: A2 + 4 C Klima: A1FI Seite 31
Aktuelles modelliertes Verbreitungsgebiet der Hängebirke Birkenpollen sind ein hochpotentes Allergen. Anteil von Allergikern, die auf Birkenpollen allergisch reagieren, nimmt zu. Seite 32
Verbreitungsgebiet der Hängebirke 2080 + 2 C Klima: B1 + 3 C Klima: A2 + 4 C Klima: A1FI Seite 33
Artenwandel in Deutschland bis 2080 +4 C Szenario Seite 34
Artenwandel in Deutschland bis 2080 + 2 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
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Wasserkreislauf Landnutzung Sozio-Ökonomie Seite 37 Biodiversität