2019 global zweitwärmstes Jahr: Temperaturentwicklung in Deutschland im globalen Kontext

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Abteilung
 Klimaüberwachung

         2019 global zweitwärmstes Jahr:
      Temperaturentwicklung in Deutschland
               im globalen Kontext
                         Autoren: F. Kaspar, K. Friedrich, F. Imbery
                                     Stand: 28.01.2020

Einleitung
Auswertungen der Organisationen NOAA, NASA, MetOffice, JMA und dem europäischen
Copernicus-Klimawandeldienst zeigen, dass 2019 eines der wärmsten Jahre seit Beginn der
jeweiligen Auswertungen war. Damit setzt es die Entwicklung der letzten Jahrzehnte fort, in
denen eine fortschreitende globale Erwärmung festzustellen ist. Analysen der Datenreihen
zeigen, dass insbesondere seit ca. 1970 die Temperatur kontinuierlich steigt. Ebenso wie in
den globalen Daten ist dieser Temperaturanstieg auch in den Auswertungen des DWD für
Deutschland belegt. Insbesondere im Zeitraum seit 1970 verläuft die Erwärmung in
Deutschland schneller als im globalen Mittelwert (DE: 0,37 °C/Jahrzehnt; Global: 0,18
°C/Jahrzehnt). Dies ist konsistent zum generell stärkeren Temperaturanstieg über den
Landflächen. Zur Bewertung werden hier verschiedene Vergleiche der Temperaturentwicklung
in Deutschland, global und auf den globalen Landflächen auf aktuellem Stand bis inkl. 2019
zur Verfügung gestellt.

Abstract
Analyses by NOAA, NASA, MetOffice, JMA and the European C3S show that 2019 was one
of the warmest years since the start of the respective analyses. It continues the trend of the
last decades, in which progressive global warming has been observed. Analyses of the data
series show that the temperature has been rising continuously since around 1970. Just as in
the global data, this temperature increase is also documented for Germany. Especially in the
period since 1970, the warming in Germany has been faster than in the global mean (Germany:
0.37 °C/decade; global: 0.18 °C/decade). This is consistent with the generally stronger
temperature increase over land areas. Here we provide updated comparisons of temperature
trends in Germany, globally and on global land areas.

Die globale Temperatur im Jahr 2019 im
langjährigen Vergleich
Weltweit analysieren mehrere Institutionen die globale Temperaturentwicklung, u.a. die beiden
US-Behörden NOAA und NASA, der japanischen Wetterdienst JMA und das britische
MetOffice. Dabei werden die Messungen weltweiter Wetterstationen ausgewertet. Aufgrund
leicht unterschiedlicher Berechnungsverfahren kann es zu leichten Abweichungen in den
Ergebnissen kommen, aber alle Analysen zeigen in grundsätzlicher Übereinstimmung den
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globalen Temperaturanstieg über die vergangenen Jahrzehnte und die Einstufung von 2019
als eines der wärmsten Jahre seit Auswertungsbeginn (Abbildung 1).

Im Fall von NOAA, NASA und JMA handelt es sich bei 2019 um das zweitwärmste Jahr seit
Auswertungsbeginn (NOAA: 1880, NASA: 1880; JMA: 1891; Quellenangaben am Ende des
Dokuments). In der Analyse des britischen MetOffice war es nominell das drittwärmste Jahr
(Auswertung ab 1850). Alle Datensätze stimmen darin überein, dass 2016 das wärmste Jahr
seit Auswertungsbeginn war und es sich bei den zurückliegenden 5 Jahren (2015-2019) um
die wärmsten 5 Jahre der Zeitreihen handelt. Auch 2019 setzt damit die Folge sehr warmer
Jahre fort und die kontinuierliche Erwärmung der letzten Jahrzehnte hält weiter an.

Bereits frühere statistische Untersuchungen haben gezeigt, dass ab ca. 1970 ein weitgehend
ungebrochener linearer Verlauf mit fortlaufendem Anstieg der globalen Temperatur vorliegt
(Cahill et al., 2015; Mudelsee, 2019; Foster and Abraham, 2015, sowie Abschnitt 3.2.2.6 des
IPCC-AR4-WG1-Berichts 2007: Trenberth et al., 2007). Mit den Daten von 2019 deckt der
Zeitraum ab 1970 nun 50 Jahre ab. Für diesen Zeitraum ergibt sich für die NOAA-
Temperaturdaten ein linearer Trend von 0,18°C pro Jahrzehnt. Bereits auf Basis der Daten
früherer Jahre wurde gezeigt, dass nur der Anstieg der Treibhausgase den globalen
Temperaturanstieg der zurückliegenden Jahrzehnte wissenschaftlich plausibel erklären kann
(Bindoff et al., 2013; Knutson et al, 2017).

Aufgrund     der    grundsätzlichen     Übereinstimmung     zwischen    den     globalen
Temperaturdatensätzen werden die weiteren Auswertungen hier auf Basis des NOAA-
Datensatzes    durchgeführt.    Dort   stehen    auch   separat    die  Zeitreihen   der
Temperaturentwicklung über Land und Ozean zur Verfügung, so dass auch diese Gebiete für
den Vergleich mit der Entwicklung in Deutschland verwendet werden können.

Vergleich der Temperaturentwicklung global, in
Deutschland und über den globalen Landflächen
Nachdem Deutschland 2018 das wärmste Jahr seit Beginn systematischer
Wetteraufzeichnungen im Jahr 1881 erlebt hatte, war auch hier 2019, gemeinsam mit 2014,
das zweitwärmste Jahr. Details dazu wurden bereits in unserem Bericht vom 2.1.2020
zusammengefasst (Kaspar und Friedrich, 2020). Abbildung 2 zeigt die Temperaturentwicklung
in Deutschland im Vergleich zur Entwicklung der weltweiten Temperatur (gemäß NOAA-
Datensatz) im Zeitraum 1881 bis 2019. Über den Gesamtzeitraum beträgt der
Temperaturtrend in Deutschland ca. +1,6 °C, weltweit ca. +1,0 °C. Auch im aktualisierten
Vergleich fällt damit der Temperaturanstieg in Deutschland stärker aus als weltweit. Allerdings
ist der Temperaturanstieg über Land generell stärker ausgeprägt als im weltweiten Mittel, so
dass ähnliche Aussagen für viele Länder getroffen werden.

Tabelle 1 zeigt die Temperaturtrends weltweit, für Deutschland und über den Landflächen.
Aufgeführt sind die jeweils linearen Trends über den kompletten Zeitraum 1881 bis 2019, sowie
ab 1970, d.h. jeweils über den Zeitraum der letzten 139 und der letzten 50 Jahre.

Es zeigt sich, dass bei Betrachtung des Gesamtzeitraums ab 1881 der Temperaturanstieg in
Deutschland mit insgesamt 1,57 °C genau dem Ergebnis für die globalen Landflächen (soweit
im NOAA-Datensatz erfasst, also beispielsweise ohne Antarktis) entspricht (Abbildung 3).
Beide Werte liegen deutlich oberhalb der Entwicklung des globalen Mittelwerts (Tabelle 1).

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Noch deutlicher ausgeprägt ist dieser Unterschied bei Betrachtung der letzten 50 Jahre. Der
weltweite Temperaturanstieg im Zeitraum 1970 - 2019 beträgt 0,18 °C pro Jahrzehnt (linearer
Trend), wohingegen er in Deutschland 0,37 °C pro Jahrzehnt beträgt. Der beobachtete
Temperaturanstieg war in den zurückliegenden Jahrzehnten in Deutschland also mehr als
doppelt so stark ausgeprägt wie im weltweiten Mittel. Der Temperaturanstieg über den
globalen Landflächen betrug 0,29°C pro Jahrzehnt, und war somit ebenfalls deutlich stärker
ausgeprägt als die Entwicklung des globalen Mittelwerts. Die schwächere Erwärmung der
Ozeane lässt sich mit der hohen Wärmekapazität von Wasser, dem vertikalen Wärmetransport
in tiefere Wasserschichten aufgrund von Durchmischung sowie der Zirkulation der Ozeane
erklären (mehr Informationen z. B. https://www.deutsches-klima-konsortium.de/de/klimafaq-3-
1.html).

Zur Illustration zeigen die Abbildungen 4 bis 6 die jeweiligen linearen Trendlinien. Es ist
deutlich erkennbar, dass, ähnlich wie weltweit, auch in Deutschland ein verstärkter
Erwärmungstrend seit ca. 1970 eingesetzt hat.

                                    Global (NOAA)                              Deutschland
  Zeitraum       Ozean & Land             Ozean                Land              (DWD)
                   ΔK    ΔK/10 a        ΔK    ΔK/10 a       ΔK ΔK/10 a           ΔK ΔK/10 a
 1881-2019        1,04       0,08      0,85       0,06    1,57        0,11     1,57        0,11
 1970-2019        0,87       0,18      0,66       0,14    1,44        0,29     1,81        0,37

Tab. 1: Temperaturänderung (berechnet als linearer Trend) über den Zeitraum 1881 bis 2019, sowie
1970 bis 2019 gemäß globaler Temperaturdaten der NOAA (weltweit, sowie separat für Ozean und
Landflächen), sowie der Auswertung des DWD für Deutschland. Angegeben ist jeweils links die
Temperaturänderung über den Gesamtzeitraum (in Kelvin, entspricht der gleichen Änderung in °C),
sowie in der jeweils rechten Spalte in Kelvin pro Jahrzehnt (bzw. °C pro Jahrzehnt). In allen Fällen ist
deutlich die höhere Erwärmungsrate während der letzten 50 Jahre im Vergleich zum Gesamtzeitraum
sichtbar.

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Abbildung 1: Vergleich der globalen Temperaturentwicklung gemäß der Datensätze von MetOffice, NASA, JMA
                                               und NOAA.

      Abbildung 2: Vergleich der Temperaturentwicklung weltweit (NOAA) und in Deutschland seit 1881.

    Abbildung 3: Vergleich der Temperaturentwicklung in Deutschland seit 1881 und über den weltweiten
                                          Landflächen (NOAA)

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Abbildung 4: Weltweite Temperaturentwicklung und lineare Trends (1881-2019, 1970-2019

    Abbildung 5: Temperaturentwicklung über den Landflächen und lineare Trends (1881-2019, 1970-2019)

Abbildung 6: Temperaturentwicklung in Deutschland und lineare Trends (1881-2019, 1970-2019). Zu beachten ist
                  die unterschiedliche Skalierung der y-Achsen in den Abbildungen 4 bis 6.

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Quellen und weiterführende Informationen
Links zu den globalen Temperaturauswertungen
▪ NOAA:
  https://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201913
  https://www.ncdc.noaa.gov/cag/global/time-series/globe/land_ocean/ann/12/1880-2019
▪ NASA:
  https://data.giss.nasa.gov/gistemp/
▪ JMA:
  https://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/gwp/temp/ann_wld.html
▪ MetOffice:
  https://www.metoffice.gov.uk/about-us/press-office/news/weather-and-climate/2020/confirmation-
  that-2019-concludes-warmest-decade-on-record

Analysen der globalen Temperaturentwicklung
▪ Cahill, N., Rahmstorf, S., Parnell, A. C. (2015): Change points of global temperature. Environmental
  Research Letters, 10(8), 084002, https://doi.org/10.1088/1748-9326/10/8/084002
▪ Foster, G., Abraham, J. (2015): Lack of evidence for a slowdown in global temperature. US CLIVAR,
  13, 6–9
▪ Mudelsee, M. (2019): Trend analysis of climate time series: A review of methods. Earth-science
  reviews, 190, 310-322, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.12.005
▪ Trenberth, K.E., P.D. Jones, P. Ambenje, R. Bojariu, D. Easterling, A. Klein Tank, D. Parker, F.
  Rahimzadeh, J.A. Renwick, M. Rusticucci, B. Soden, P. Zhai (2007): Observations: Surface and
  Atmospheric Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution
  of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate
  Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L.
  Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Klimatologischer Bericht zur Temperatur in Deutschland 2019
▪ Kaspar, F., Friedrich, K.: Rückblick auf die Temperatur in Deutschland im Jahr 2019 und die
  langfristige Entwicklung, Bericht des Deutschen Wetterdienstes, Offenbach am Main, 2.1.2020.
  https://www.dwd.de/DE/leistungen/besondereereignisse/temperatur/20200102_bericht_jahr2019.pdf

Zu den Ursachen des globalen Temperaturanstiegs:
▪ Bindoff, N.L., P.A. Stott, K.M. AchutaRao, M.R. Allen, N. Gillett, D. Gutzler, K. Hansingo, G. Hegerl,
  Y. Hu, S. Jain, I.I. Mokhov, J. Overland, J. Perlwitz, R. Sebbari, X. Zhang (2013): Detection and
  Attribution of Climate Change: from Global to Regional. In: Climate Change 2013: The Physical
  Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the
  Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K.
  Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press,
  Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA
▪ Knutson, T., J.P. Kossin, C. Mears, J. Perlwitz, M.F. Wehner (2017): Detection and attribution of
  climate change. In: Climate Science Special Report: Fourth National Climate Assessment, Volume I
  [Wuebbles, D.J., D.W. Fahey, K.A. Hibbard, D.J. Dokken, B.C. Stewart, and T.K. Maycock (eds.)].
  U.S. Global Change Research Program, Washington, DC, USA, pp. 114-132,
  https://dx.doi.org/10.7930/J01834ND

Hinweis:
Die im Bericht aufgeführten Daten geben den Stand der Niederschrift wieder.

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