Globaler Klimawandel und Auswirkungen auf die heimische Landwirtschaft - Andrea K. Steiner
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Steirisches Raiffeisen Agrarsymposium 2019
Raaba-Grambach
28. November 2019 www.wegcenter.at
Globaler Klimawandel und Auswirkungen
auf die heimische Landwirtschaft
Andrea K. Steiner
Leiterin des
Wegener Center für Klima und Globalen Wandel
Universität Graz 1
Das Wegener Center
Universität Graz
Wegener Center
www.wegcenter.at
Das Wegener Center – unser Team
3
Das Wegener Center – unsere Forschung
• Forschung in den Bereichen Klima- und Umwelt-Monitoring, Klimamodellierung,
Klimafolgen/Wirtschaft & Gesellschaft Rolle des Menschen
• Wir tragen zum Verständnis von Klimavariabilität und Klimawandel ─ auf globaler,
regionaler und lokaler Ebene ─ sowie von sozio-ökonomischen Einflussfaktoren
und Folgen des Klimawandels und des globalen Wandels bei.
Wegener Center
Globaler Klimawandel Regional Forschungsschwerpunkt Österreich/Steiermark
4
Neuer Uni Graz Profilbereich Climate Change Graz
5
Das globale Klimasystem
https://worldoceanreview.com/de/wor-1/klimasystem/klimasystem-der-erde/ 6
Globaler Klimawandel: Was zeigen die Beobachtungen?
• Globale Erwärmung: Anstieg der mittleren globalen Temperatur um 1°C
relativ zur vorindustriellen Zeit 1861–1890
~14,6°C
+1°C
~13,6°C
7
Globaler Klimawandel: Was zeigen die Beobachtungen?
• Ozean: Erwärmung der Meere erreicht ~300 *1021 Joule in 2017
• Rund 90% der Wärmeenergie wird in den Ozeanen (zwischen)gespeichert.
2017
+300
Billionen
GigaJoule
Wärme
1961-1980 [Cheng-Zhu, 2018; annotations: WEGC, 2018]
Globaler Klimawandel: Was zeigen die Beobachtungen?
Pasterze
• Eisschilde und Gletscher schmelzen
Arktisches Meereis – Ausdehnung relativ 1981-2010
Massenbilanz Gletscher Global
WMO State of the Climate in 2018
Quelle:Sammlung Gesellschaft für ökologische Forschung / Zängl, 9
Globaler Klimawandel: Was zeigen die Beobachtungen?
• Starke Erwärmung der Kontinente
• Subpolarer Atlantik Abkühlung – Abschmelzen Grönland Eisschild
• 2018: Viertwärmstes Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen
2018 Temperatur relativ zum langjährigen Mittel 1951–1980
2016
2015
2017
2018
2014
2010
2013
2005
2009
1998
10Globaler Klimawandel: Nördliche Breiten
• „Arktische Verstärkung“: stärkerer Temperaturanstieg als im globalen Mittel
• Grund sind der Rückgang von Meereis und Schneebedeckung
[State of the Climate 2017] 11Klimawandel in Österreich • In Österreich ist der Temperaturanstieg etwa doppelt so stark wie im globalen Mittel • Zunahme des Luftdrucks durch Verlagerung des subtropischen Hochdruckgürtels • Zunahme an Sonnenscheindauer durch Zunahme an Schönwetterlagen [Quellen: www.zamg.a.at/histalp; Austrian Panel on Climate Change APCC 2013] [Auer et al., 2007] 12
Klimawandel in Österreich – Sommertemperaturen
[ZAMG Histalp Jahresbericht, 2019] 13Klimawandel in der Steiermark
• Südoststeiermark Sommermitteltemperatur
• Starker Temperaturanstieg
Klimamessnetz Wegener Net Region Feldbach
[Kabas-Kirchengast, WEGC, 2019] 14Was sind die Ursachen? Der Treibhauseffekt • Treibhausgase: • Kohlendioxid • Methan • Lachgas • FCKWs Quelle: IPCC 2007 (http://www.de-ipcc.de/de/168.php) 15
Was sind die Ursachen des Klimawandels?
• Anstieg von Kohlendioxid in der Atmosphäre – Messungen seit 1958 – Keeling Kurve
https://scripps.ucsd.edu/programs/keelingcurve
[APCC 2014, Abb. S.1.5] 16Was sind die Ursachen des Klimawandels?
• Anstieg aller Treibhausgase seit 1750: Kohlendioxid CO2, Methan CH4, Lachgas N2O
• Treibhausgaskonzentrationen der vergangenen 10000 Jahre, sowie seit 1750 (Insert)
• Daten von Eisbohrkernen (Symbole), Atmosphärenmessungen (rote Linie)
CO2: 405.5±0.1 ppm in 2017 CH4: 1859±2 ppb in 2017 N2O: 329.9±0.1 ppb in 2017
Anstieg seit 1750 (278 ppm) +46% Anstieg seit 1750 (722 ppb) +157% Anstieg seit 1750 (270 ppb) +22%
Natürliche Variation: 180-300ppm Natürliche Variation: 320-790 ppb
in letzten 800,000 Jahre letzte 800,000 Jahre
[Grafiken: IPCC Report, 2007; Daten: WMO Greenhouse gas Bulletin 2018] 17Quellen und Senken von Kohlendioxid
• Gesamtemissionen weltweit bis heute rund 650 Gt Kohlenstoff
• Woher stammen die Emissionen?
Landnutzungsänderungen 10%
Fossile Brennstoffe, Industrie 90%
(Nachweis durch Isotopenanalyse)
• Was passiert mit den Treibhausgasen?
Aufnahme im Ozean 27%
Aufnahme durch Land 27%
Verbleib in der Atmosphäre 46%
[LeQuere et al., 2018]
1 Gt (Gigatonne) = 109 t = 1.000.000.000 t 1 PgC (Petagramm) 18Nachweis des menschlichen Einflusses
• Der beobachtete Temperaturanstieg ist überwiegend menschgemacht
• Er kann nicht durch natürliche Ursachen allein erklärt werden
•
[IPCC 2013, Figure SPM.6] 19Zukünftiger Klimawandel – Klimamodelle
• Zukunftsszenarien bis 2100: Modellsimulationen der Oberflächentemperatur
• Klimaschutzszenario RCP 2.6 (2.6 W/m2, 490 ppm CO2-Äq.): < 2°C
• Kein Klimaschutz, weiter wie bisher RCP 8.5 (8.5 W/m2, 1370 ppm CO2-Äq.): ~4°C
[IPCC Report, 2013]
20Zukunft Europa – Änderung der Jahresmitteltemperatur
• Temperaturanstieg in Europa bis 2050 > 1°C
• Temperaturanstieg in Europa bis 2100 zw. 2 bis 4°C je nach Szenario
RCP4.5 (moderates Klimaszenario) RCP8.5 (business-as-usual Klimaszenario)
Nahe Zukunft q50
q50
(2021–2050)
Ferne Zukunft q50 q50
(2071–2100)
[Truhetz et al.,
WEGC, 2019] 21Zukunft Steiermark – Änderung der Hitzetage
• ÖKS 15 Klimaszenarien: Hitzetag = Tagesmaximum ≥ 30°C vs. 1971-2000 (Mittel pro Jahr)
• Graz 1971-2000 RCP4.5 (moderates Klimaszenario) RCP8.5 (business-as-usual Klimaszenario)
7 Hitzetage/Jahr q50 q50
Nahe Zukunft
(2021–2050)
Südosteiermark ~2,7 x ~2,7 x
Ferne Zukunft q50 q50
(2071–2100)
[Truhetz et al.,
~4 x ~9 x entspricht 2 Monate über 30°C WEGC, 2019] 22Zukunft Steiermark – Änderung der Frosttage
• ÖKS 15 Klimaszenarien: Frosttag = Tagesminimum < 0°C vs. 1971-2000 (Mittel pro Winter)
• Rückgang von Frosttagen – Keine Frostgefährdung mehr in Zukunft?
RCP4.5 (moderates Klimaszenario) RCP8.5 (business-as-usual Klimaszenario)
q50 q50
Nahe Zukunft
(2021–2050)
-6 Tage -6,7 Tage
Ferne Zukunft q50 q50
(2071–2100)
[Truhetz et al.,
-14 Tage -32 Tage WEGC, 2019] 23Südoststeiermark – Spätfrostgefährdung und Klimawandel • Spätfrostgefährdung – Klimawandel und Großwetterlagen wirken zusammen… • Gleichbleibende großräumige Druckverhältnisse („Blockade-Wetterlage“) • Hoch über Britischen Inseln & Tief über Skandinavien • Vorstoß von polarer Kaltluft www.travelbook.de/data/uploads/2018/03/globale-zirkulation_1520504651-1000x570.jpg [Brunner, WEGC, 2017] 24
Südoststeiermark – Spätfrostgefährdung und Klimawandel
• Warmes Frühjahr 2016 und früher Austrieb
• Kälteeinbruch Ende April, Spätfrost und Schnee in Süd-,Oststeiermark
• Schädigung der Blüten, Zerstörung von Obst-, und Weinanlagen
• 80% Ernteinbruch bei Äpfelproduktion in Steiermark
[Unterberger et al. PLOS ONE 2018] 25Südoststeiermark – Spätfrostgefährdung und Klimawandel
• Tag des Erblühens tritt früher auf bei Klimaerwärmung
• Zahl der Frosttage nimmt ab bei Klimaerwärmung
• ABER früh im Jahr besteht ein höheres Risiko für wetterlagenbedingte Kaltlufteinbrüche
• Klimaerwärmung „schützt“ nicht vor Frostschäden
• Einkommenseinbußen und Kosten durch Spätfröste für den Obstbau –
Verlustrisiken und Vorsorgeoptionen & Kosten
[Unterberger et al. PLOS ONE 2018] 26Europa – Änderung des Niederschlags (Saisonen)
• Klimamodellsimulation RCP8.5 ferne Zukunft
• Alpenraum ist in Übergangszone zwischen Zu- und Abnahme von Niederschlag
Frühling Sommer
q50 q50
Herbst Winter
q50 q50
[Truhetz et al.,
WEGC, 2019] 27Zukunft Steiermark – Änderung des Niederschlags
• Winter: Niederschlagszunahme aber Anstieg der Schneefallgrenze
• Unsicherheiten bei Modellierung von Niederschlagsereignissen (Sommergewitter)
• Sommer: Besonders große Unsicherheiten
• RCP8.5 Frühling Sommer
ferne
Zukunft
Herbst Winter
[Truhetz et al.,WEGC, 2019] 28Zukunft Steiermark – Starkregen und Klimaerwärmung
• Kürzer dauernde und lokale Gewitterregen werden mit zunehmender Temperatur heftiger
• Wasseraufnahmevermögen der Atmosphäre steigt mit ~7% pro °C
• Rund 9-14% Zunahme der Starkregenintensität pro °C im Frühjahr/Sommer
• statt nur rund 4% bei längeren und flächigeren Regenereignissen
[Kabas-Kirchengast, WEGC, 2019] [Schröer and Kirchengast Clim Dyn 2018] 29Wo muss Österreich hin? – Ausblick 2030 und 2050
• Klimaschutzabkommen Paris 2015 – Staaten verpflichten sich:
Globale Erwärmung unter 2°C halten mit Bemühen auf 1,5°C
um Risiken und unumkehrbare Klimaänderungen hintanzuhalten
[IPCC AR5 Report, 2014] 30Wo muss Österreich hin? – Ausblick 2030 und 2050
• Was bedeutet das für Österreich?
Senkung der Emissionen: –50% bis 2030 und –90% bis 2050
• Ist-Zustand in Österreich: 80 Mio. tCO2-Äqu. pro Jahr (Restbudget 1000 Mio. Tonnen)
keine systematische Emissionsreduktion seit 1990er Jahren
EU-Mindestziel –36% in 2030 versus 2005 nicht erreichbar
Weblink–mehr Info online: NKK-Wiss_Statement08.07.Stellungnahme-NEKP_1Jul2019.pdfz http://www.wegcenter.at/downloads 31Wo muss Österreich hin? – Ausblick 2030 und 2050
• Was bedeutet das für Österreich?
Senkung der Emissionen: –50% bis 2030 und –90% bis 2050
• Ist-Zustand in Österreich: 80 Mio. t pro Jahr (Restbudget 1000 Mio. Tonnen)
keine systematische Emissionsreduktion seit 1990er Jahren
EU-Mindestziel –36% in 2030 versus 2005 nicht erreichbar
Treibhausgas-Emissionen in Österreich
[IPCC Report, 2014]
32Chancen für die Landwirtschaft – Beispiel Humusaufbau
• Humusprojekt: 120 Landwirte bewirtschaften
österreichweit 1300 Hektar Ackerland mit
aktivem Humusaufbau
• 10 Tonnen CO2 werden pro Hektar und Jahr
im Boden gebunden
• In der Steiermark könnten jährlich ~1 Mio. tCO2/ha
und in Österreich rund 10 Mio. Tonnen CO2
zusätzlich im Ackerboden gebunden werden.
• Unternehmen kompensieren freiwillig ihren
CO2 Überschuss und kaufen Humus Zertifikate
• Landwirte bauen Humus auf und erhalten
aus Zertifikate Handel 30 Euro pro Tonne.
[Ökoregion/Kaindorf, 2016] 33Fazit
• Die Klimakrise ist ohne Zweifel real und vom Menschen verursacht
• Die Folgen für uns Menschen in Form von Extremereignissen und
Ernteausfällen sind heute schon spürbar und werden zunehmen
• Globale Klimaentwicklungen wirken sich auf die Steiermark aus
• Robuste Aussagen zum zukünftigen Klimawandel gibt es zu Temperatur
• Bei Niederschlägen gibt es größere Unsicherheiten aber
physikalische Zusammenhänge zeigen Beschleunigung des Wasserkreislauf
und Zunahme von Extremniederschlägen
• Die Ziele des Pariser Klimaabkommens müssen konsequent umgesetzt werden
• Das bedeutet über 90% Emissionsabbau und Netto-Nullemission weltweit bis 2050
Danke für Ihre Aufmerksamkeit !
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