Klimawandel in Hessen: Vergangenheit und Zukunft

Klimawandel in Hessen: Vergangenheit und Zukunft Die Klimaänderungen der letzten 50-100 Jahre und die zu erwartenden Klimaänderungen im 21. Jahrhundert Christian-D. Schönwiese Institut für Atmosphäre und Umwelt der Goethe-Universität Frankfurt/Main

Vortragsübersicht Globaler Klimawandel*: Ursachen und Phänomene Klimawandel* in Hessen: Beobachtete Trends und Extremereignisse Klimawandel* in der Zukunft: global, Deutschland, Hessen Konsequenzen *) Temperatur und insbesondere Niederschlag

Wie funktioniert Klima? Cubasch und Kasang, 2000

Als Folge der Nutzung fossiler Energieträger und Waldrodungen sowie industrieller, landwirtschaftlicher und privater Aktivitäten hat im Industriezeitalter die atmosphärische Konzentration klimawirksamer Spurengase drastisch zugenommen (Kohlendioxid, Methan usw.). Dies verändert die Strahlungs- und Wärmeflüsse in der Atmosphäre mit dem Effekt einer bodennahen Erwärmung und stratosphärischen Abkühlung (jeweils im globalen Mittel): anthropog. Treibhauseffekt. IPCC 2007 Gleichzeitig reagieren alle weiteren Klimaelemente (Meeresspiegelhöhe, Niederschlag, Wind...) einschließlich der Extremereignisse.

Aufgrund der vorliegenden (physikalischen) Klimamodellrechnungen sind natürliche Ursachen für die globale Erwärmung der letzten ca. 50 Jahre extrem unwahrscheinlich* (IPCC, 2007) ----------------------------- *p < 5 %, somit p > 95 % für anthrop. Ursachen

Regionale Strukturen der globalen Klimaänderungen Datenquelle: Jones et al., 2005; Bearb. Schönwiese et al., 2006

Beck, Grieser, Rudolf, Schönwiese, Staeger, Trömel, 2007 Regionale Strukturen der globalen Klimaänderungen Absolute Niederschlagtrends 1951-2000 in mm

12 11 Klimawandel in Hessen Temperatur Frankfurt-Flughafen, Jahresmittel (1826-2007) 1994 2000 Temperatur in C 10 9 8 7 1945 6 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Zeit in Jahren Lineare Trends 1826-2007: 1,9 C; 1901-2000: 1,1 C; 1951-2000: 1,2 C

Klimawandel in Hessen 1200 1000 Niederschlag-Jahressummen Frankfurt-Flughafen, Frankfurt/Main Jahressummen (1840-2007) Niederschlag in mm 800 600 400 200 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Zeit in Jahren (Kein signifikanter Trend)

Datenbasis 1951-2000 (DWD, WZN) Temperatur: 53 Stationen Niederschlag: 674 Stationen 1901-2000/2003: Temperatur 4 Stationen, Niederschlag 10 Stationen, davon aus Hessen 3 (Temperatur) bzw. 6 (Niederschlag) Stationen.

Überblick der Klimatrends in Hessen 1951-2000 Temperaturtrends in C Mittelwerte Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Jahr 1,7 1,7 1,6 0,3 1,4 0,1 1,0 1,9 0,3 0,3-0,1 0,9 0,9 Minimumwerte 1,8 1,8 2,4 0,7 1,6 0,6 1,1 1,4 1,0 1,1 0,2 1,2 1,2 Maximumwerte 1,9 2,0 1,2 0,2 1,4 0 1,1 2,5-0,1-0,3 0 0,9 0,9 Niederschlagtrends in % 10,5 20,9 61,9 10,5 1,6-11,7-0,1-18,0 18,6 46,1 16,2 28,8 8,5

Überblick der Klimatrends in Hessen 1951-2000 Temperaturtrends in C Mittelwerte Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Jahr 1,7 1,7 1,6 0,3 1,4 0,1 1,0 1,9 0,3 0,3-0,1 0,9 0,9 Minimumwerte Frühling: 1,1 C Sommer: 1,0 C Herbst: 0,2 C Maximumwerte Winter: 1,6 C 1,8 1,8 2,4 0,7 1,6 0,6 1,1 1,4 1,0 1,1 0,2 1,2 1,2 1,9 2,0 1,2 0,2 1,4 0 1,1 2,5-0,1-0,3 0 0,9 0,9 Niederschlagtrends in % 10,5 20,9 61,9 10,5 1,6-11,7-0,1-18,0 18,6 46,1 16,2 28,8 8,5 Fr.: 20; So.: -18; He.: 25; Wi.: 22 %

Schönwiese et al., 2006 Überblick der Klimatrends in Hessen 1951-2000 Temperaturtrends in C Mittelwerte Jan. Febr. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Jahr 1,7 1,7 1,6 0,3 1,4 0,1 1,0 1,9 0,3 0,3-0,1 0,9 0,9 Minimumwerte Frühling: 1,1 C Sommer: 1,0 C Herbst: 0,2 C Maximumwerte Winter: 1,6 C 1,8 1,8 2,4 0,7 1,6 0,6 1,1 1,4 1,0 1,1 0,2 1,2 1,2 1,9 2,0 1,2 0,2 1,4 0 1,1 2,5-0,1-0,3 0 0,9 0,9 Niederschlagtrends in % Frühling: + 20 % Sommer: -18% Herbst: + 25 % Winter: + 22 % 10,5 20,9 61,9 10,5 1,6-11,7-0,1-18,0 18,6 46,1 16,2 28,8 8,5

Fr So He Wi Jahreszeitl. Temperatur- Trends in C 1951-2000

Fr So He Wi Jahreszeitl. Nieder- schlag- Trends (%) 1951-2000

Wird das Klima extremer? Düsseldorf, Aug. 2003 Koblenz, Jan. 2005 Motten, Okt. 2005

Extremeres Klima? Wahrscheinlichkeitsanalyse Hier gezeigt am Beispiel der Normalverteilung Nach IPCC, 2001; dt. nach Hupfer u. Börngen, 2004.

Extremwertanalyse: Trends der Jährlichkeit (J) extrem warmer Tage, orientiert an J = 100 Jahre (1%-Perzentil); Jahreszeiten.

Beispiele zur Extremwertanalyse: Änderung der Wahrscheinlichkeit

Niederschlag, Trends der Extremwert-Wahrscheinlichkeit Überschreitung des 95%-Perzentils Januar August Monatsdaten 1901-2000 Trömel 2005, Schönwiese u. Trömel 2007

Extremwertanalyse: Trends der Jährlichkeit (J) extrem niederschlagsreicher Tage, orientiert an J = 100 Jahre; Jahreszeiten.

Und die Zukunft? Klimaprognosen, vergleichbar Wetterprognosen, sind prinzipiell nicht möglich, da die natürlichen Einflüsse auf das Klima (z.b. Vulkanismus, NAO) nicht vorhersagbar und die menschlichen Einflüsse (Treibhausgase, Sulfatpartikel) im künftigen Verlauf zumindest quantitativ unsicher sind. Man behilft sich daher mit Projektionen unter der Annahme, dass der menschliche Einfluss (Treibhausgase) dominiert und aufgrund alternativer Szenarien des menschlichen Verhaltens, insbesondere der Treibhausgas-Emissionen.

Multi-Modell-Abschätzungen der globalen Erwärmung IPCC, 2007

REMO-Projektionen A1B, Temperatur, Winter und Sommer Winter Sommer Jacob et al., 2006

REMO-Projektionen A1B, Niederschlag, Winter und Sommer Winter Sommer Jacob et al., 2006

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung der Mitteltemperatur, Jahreswerte (1961-1990) (2021-2050)

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Jahressummen (1961-1990) - (2021-2050)

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Winter (DJF) (1961-1990) - (2021-2050)

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Sommer (JJA) (1961-1990) - (2021-2050)

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Frühling (MAM) (1961-1990) (2021-2050)

WETTREG, Spekat et al., 2007 (UBA) Änderung des Niederschlags, Herbst (SON) (1961-1990) (2021-2050)

Übersicht der WETTREG-Simulationen der Klimaänderungen in Hessen 1961/90 bis 2021/50 Temperatur Frühling + 0,3 (0,2 0,5) C Sommer + 1,2 (1,1 1,4) C Herbst + 0,9 (0,7 1,0) C Winter + 1,2 (1,0 1,5) C Jahr + 0,8 (0,7 0,9) C Niederschlag Frühling 0 (- 5 + 5) % Sommer - 10 (- 18 0) % Herbst - 7 (- 13 + 3) % Winter + 15 (+ 7 + 21) % Jahr - 1 (- 4 + 3) % Spekat, Enke, Kreienkamp (CEC), 2007; UBA

Und die Konsequenzen? Land- und Forstwirtschaft Wasserwirtschaft (Hochwasserschutz, Wasserversorgung, Kanalisation, usw.) Gesundheit... Anpassung Klimaschutz: Verringerung der Emission klimawirksamer Spurengase (CO 2 usw.) Vegetationsschutz: Erhalt und Aufforstung... Vorsorge

Literatur Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit C.-D. Schönwiese et al., 2006: Analyse der Klimaveränderungen in Hessen für den Zeitraum 1901 bis 2003. Bericht IAU* Nr. 3, 74 S. T. Staeger et al., 2006: Auftreten und Andauer extremer Witterungsereignisse in Hessen (1951-2000). Bericht IAU* Nr. 5, 41 S. *) Institut für Atmosphäre und Umwelt der Universität Frankfurt/Main http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima A. Spekat, W. Enke, F. Kreienkamp (CEC), 2007: Bereitstellung regionaler Klimaszenarios auf der Basis von globalen Klimasimulationen mit dem Regionalisierungsmodell WETTREG (Kurztitel). UBA-FZK 204 41 138, UBA-Publikationsreihe, Dessau. http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-i/3133.pdf