Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse

 
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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Klimawandel in
 Deutschland
-aktuelle Erkenntnisse-
     Johann Hessel
  Deutscher Wetterdienst
 Leiter Zentrales Klimabüro
      Dr. Barbara Früh
    Dr. Meinolf Koßmann                       Vortrag am 11. April 2011
     Dr. Florian Imbery                          104. DVW Seminar
 Dr. Thomas Klimawandel
DVW-Seminar Deutschländer
                        und Landentwicklung      Frankfurt am Main
Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Überblick

                                        1       Einführung

                                                Klimamonitoring
                                        2       Klimavariabilität bis heute
                                                Gemessen und Beobachtet
                                                 Blick in die Zukunft:
                                        3        Klimaszenarien bis 2100
                                                 - einige Modellergebnisse -
                                                Down-Scaling am Beispiel des
                                        4       Stadtklimaprojektes
                                                Frankfurt am Main

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Treibhauswirkung der Spurengase
Angaben                     Konzentration            Verweilzeit Treibhausgas- Strahlungs-
für die                                                          potential     antrieb
Atmosphäre             1750              Heute       (in Jahren) (rel. zu CO ) (in W/m2)
                                                                            2

CO2                 280 ppm        386 ppm (2009) 30 – 1.000                   1                      + 1,66
CH4 Methan           715 ppb      1866 ppb (2009)        12                   25                      + 0,48
N2O Lachgas          270 ppb        323 ppb (2009)      114                  298                      + 0,16
FCKW-12                 0 ppt       537 ppt (2009)      100               10.900                      + 0,17
O3 Ozon                                               Stunden
                       regional unterschiedlich                                                       + 0,35
(bodennah)                                            bis Tage

                                                                 Quellen:
                                                                 •IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers,
                                                                 Feb.2007)
                                                                 •IPCC, WG I: The Physical Science Basis of Climate
                                                                 Change: Latest Findings to be Assessed by WGI in AR5,
                                                                 2009
                                                                 •http://cdiac.ornl.gov/pns/current_ghg.html

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Das Klima in den letzten 800.000 Jahren
                    Temperaturabweichung (bezogen auf heute)
                                                                Datenbasis:
                                                                 Datenbasis:
abweichung (°C)

                      beobachtet
                      berechnet                                 Eisbohrkern
                                                                 Eisbohrkern
Temperatur-

                                                                „Antarctic
                                                                 „Antarctic Dome
                                                                             Dome C“ C“
                                                                des
                                                                 des europäischen
                                                                      europäischen
                                                                Eisbohr-Projekts
                                                                 Eisbohr-Projekts
                                                                EPICA
                                                                 EPICA (European
                                                                         (European
                           Zeit (in 1.000 Jahren vor heute)     Project
                                                                 Project for
                                                                          for Ice
                                                                               Ice Coring
                                                                                   Coring
                                                                in
                                                                 in Antarctica)
                                                                    Antarctica)
                  CO2, Methan (CH4) und Meeresspiegel (SL)

                                                                      Quelle: Hansen et al.,
                                                                      Target Atmospheric
                                                                      CO2: Where Should
                                                                      Humanity Aim?, 2008
                                                                      http://www.columbia.e
                                                                      du/~jeh1/2008/Target
                                                                      CO2_20080407.pdf

                             Zeit (in 1.000 Jahren vor heute)

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Überblick

                                        1       Einführung

                                                Klimamonitoring
                                        2       Klimavariabilität bis heute
                                                Gemessen und Beobachtet
                                                Blick in die Zukunft:
                                        3       Klimaszenarien bis 2100
                                                - einige Modellergebnisse -
                                                Down-Scaling am Beispiel des
                                        4       Stadtklimaprojektes
                                                Frankfurt am Main

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Beobachtete Klimaänderungen - global -

       Anstieg der Lufttemperatur

       Anstieg des Meeresspiegels

       Rückgang der Schneedecke

Der Weltklimarat IPCC hat in seinem
4. Bericht (2007) Messungen bis
2006 berücksichtigt. Als beobachtete
Klimaänderungen nennt er
besonders den Anstieg der
Lufttemperatur.
 IPCC=Intergovernmental Panel of Climate Change   Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007)

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Beobachtete Klimaänderungen - global -

       Anstieg der Lufttemperatur

       Anstieg des Meeresspiegels

       Rückgang der Schneedecke

„Paläoklimatische Informationen stützen die
Interpretation, dass die Wärme des letzten
halben Jahrhunderts für mindestens die
letzten 1300 Jahre ungewöhnlich ist.
                                                   aus: IPCC 2007: Zusammenfassung für politische
Das letzte Mal, als die Polargebiete für längere   Entscheidungsträger. In: Klimaänderung 2007:
                                                   Wissenschaftliche Grundlagen. Beitrag der Arbeitsgruppe I zum
Zeit signifikant wärmer waren als heute (vor       Vierten Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen
etwa 125.000 Jahren), führten die Rückgänge        Ausschusses für Klimaänderung (IPCC), Solomon, S., D. Qin, M.
                                                   Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor und H.L.
der polaren Eismassen zu einem Meeres-             Miller, Eds., Cambridge University Press, Cambridge, United
spiegelanstieg von 4 bis 6 Metern.“                Kingdom und New York, NY, USA. Deutsche Übersetzung durch
                                                   ProClim-, österreichisches Umweltbundesamt, deutsche IPCC-
                                                   Koordinationsstelle, Bern/Wien/Berlin, 2007.

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Beobachtete Klimaänderungen - global -

       Anstieg der Lufttemperatur

       Anstieg des Meeresspiegels

       Rückgang der Schneedecke

  Der Weltklimarat IPCC hat in seinem 4.
  Bericht (2007) Messungen bis 2006
  berücksichtigt. Als beobachtete
  Klimaänderungen nennt er unter
  anderem den Rückgang der
  Schneedecke.

                                              Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007)

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Klimawandel in Deutschland -aktuelle Erkenntnisse
Globale Änderungen                                                                                               globale mittl. Lufttemperatur

    gemäß IPCC 2007

                                                                                                               (K)
                                                                           Abweichung vom Mittel 1961 – 1990
    Zunahme der Lufttemperatur seit
                                                                                                                     glob. mittl. Meeresspiegel
    1850 (ca. 0,7 K)
    Meeresspiegelanstieg seit 1870
    (ca. 18 cm)
•
    Verringerung der schneebedeckten
                                                                                                                     Schneedecke Nordhalbkugel
    Fläche auf der Nordhalbkugel
    (ca. -3 106 km²)

        Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007)
     Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007)
                                                                                                                                 Jahr

    DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                                                                             10
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Linearer Trend seit 1890:
                                          +0,8 °C in 100 Jahren

     Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung
Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

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Linearer Trend: +0,9 °C in 100 Jahren

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

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Linearer Trend: +0,9 °C in 100 Jahren

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

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Linearer Trend: +0,9 °C in 100 Jahren

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

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 ist es in Stuttgart
                                                               so warm wie früher
                                                               im 250 m tiefer
                                                               gelegenen Karlsruhe

                                                              ist es in Schleswig so
                                                               warm wie früher im
                                                               750 km südlicher
                                                               gelegenen Stuttgart

                                                               Quelle:
                                                               Deutscher Wetterdienst,
                                                               Abteilung Klimaüberwachung

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

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Heiße Tage
Zahl der Heißen Tage (Temperaturmaximum mind. 30,0 °C)

 1955 - 1964         1965 - 1974          1975 - 1984   1985 - 1994   1995 - 2004      in
                                                                                     Tagen
Eistage
Zahl der Eistage (Temperaturmaximum unter 0°C)

                                                                                             Quelle: DWD 2010
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                     17
Niederschlagshöhen
Änderungen im Sommer
                                                               Änderung
 LinearerTrend                                                in %
  1881 - 2009
                                                                    -23 - -20

                                                                    -19 - -10
   Regional deutliche
   Abnahme, meist nur                                                -9 - 0
   geringe Änderungen                                                1 - 10

                                                                    11 - 13
    Aber Sommer 2010:
    Deutschland:                                      286 mm
    rel. Abweichung 1961-90:                          123%

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                    18
Niederschlagshöhen
Änderungen im Winter
                                                               Zunahme
 Linearer Trend                                               in %
   1881 - 2009                                                      3 - 10

                                                                    11 - 20

                                                                    21 - 30
   Verbreitet deutliche
   Zunahme um mehr                                                  31 - 40
   als 20 %
                                                                    41 - 46
    Aber Winter 2009/2010:
    Deutschland:                                      168 mm
    rel. Abweichung 1961-90:                            93%

Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung Klimaüberwachung

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                    19
Tage mit Schneedecke
                                                             Änderung
 Linearer Trend                                             in Tagen
   1951 - 2009
                                                                  > -10

                                                                  -19 - -10

                                                                  -29 - -20
      Verbreitet deutliche
      Abnahme um 10 bis
Tage mit einer Schneedecke / 1961 - 2010

                                                      Tage
                                                      Tage mit
                                                           mit einer
                                                               einer
                                                      Schneedecke*:
                                                      Schneedecke*:

                                                      •• Trend
                                                         Trend ist
                                                                ist generell
                                                                    generell
                                                            rückläufig
                                                             rückläufig
                                                      •• örtlich
                                                         örtlich bis
                                                                  bis -10
                                                                       -10 %
                                                                           %
                                                             alle
                                                              alle 10
                                                                   10 Jahre
                                                                      Jahre
                                                      •• Trend
                                                         Trend ist
                                                                ist lokal
                                                                     lokal
                                                            unterschiedlich
                                                            unterschiedlich
                                                      *Gesamtschneehöhe um 07 Uhr mind. 1 cm

Wendelstein Brocken/Harz Wasserkuppe/Rhön     Frankfurt a. M. Berlin/Dahlem
1.832 m NN 1.142 m NN       921 m NN            110 m NN        51 m NN

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                             21
Linearer Trend seit 1879:
     leichte Abnahme der mittleren Windgeschwindigkeit

                                                         Weitere Auswertungen
                                                         zu Stürmen zeigen:
                                                         Weder die Anzahl noch
                                                         die Intensität der
                                                         Stürme lassen einen
                                                         klaren Trend erkennen

                                                          Quelle: Deutscher Wetterdienst, Abteilung
                                                          Klimaüberwachung

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                      22
Zusammenfassung (Fakten zum Klimawandel in Deutschland)

   Deutliche Erwärmung in Deutschland um 0,9 K im Jahresmittel in den
    letzten 100 Jahren, die weitgehend dem globalen Trend entspricht
   Zunahme der Jahresniederschlagshöhe in Deutschland um 10% seit 1901
   Stärkste Niederschlagszunahme im Winter im Mittel über Deutschland um
    fast 21% seit 1901; im Sommer geringe Niederschlagsabnahme um -1,4%
    seit 1901
   in regional unterschiedlicher Ausprägung Trend zur Abnahme in der
    Häufigkeit von Tagen mit Schneedecke
   Bei anderen Parametern (Wind, Wasserdampfgehalt, Bewölkung u.a.)
    noch keine eindeutigen Trends, insbesondere keine langfristige Zunahme
    von Sturmereignissen

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                      23
Überblick

                                        1       Einführung

                                                Klimamonitoring
                                        2       Klimavariabilität bis heute
                                                Gemessen und Beobachtet
                                                Blick in die Zukunft:
                                        3       Klimaszenarien bis 2100
                                                - einige Modellergebnisse -
                                                Down-Scaling am Beispiel des
                                        4       Stadtklimaprojektes
                                                Frankfurt am Main

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Die zukünftigen CO2-Emissionen sind entscheidend
                                                                           Emissionsszenarien beschreiben die
                                                                           CO2-äquivalent Emissionen für
                                                                           verschiedene mögliche Varianten
                                                                           der zukünftigen gesellschaftlichen
         nur                                                               und wirtschaftlichen
         Zunahme                                   Abnahme                 Entwicklung
                                                   nach 2060
  CO2-Emissionen (Milliarden Tonnen Kohlenstoff)

                                                                           SRES – Szenarien
                                                                           (IPCC - Special
                                                               Abnahme
                                                               nach 2040           Report on
                                                                                   Emissions
                                                                                   Scenarios)

                                                                                               Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4,
                                                                                          Summary for Policymakers, Feb. 2007)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Globale Klimamodelle berechnen die Lufttem-
peraturänderungen für die Emissionsszenarien

                                              Lufttemperatur

                                              Je nach Entwicklung
                                              der anthropogenen
                                              Emissionen ergeben
                                              sich verschiedene
                                              Erwärmungs-
                                              Szenarien.

                                                      Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4,
                                                 Summary for Policymakers, Feb. 2007)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Globale Klimaprojektion bis 2100 -
Lufttemperatur    Erwartete Änderung der Lufttemperatur
                                              (im Vergleich zum Mittelwert 1980 - 1999)
                                              - Szenarien A1B und A2
Die Lufttemperatur ändert
                                                A1B: 2020 - 2029              A1B: 2090 - 2099
sich regional unterschiedlich:
Kontinente in hohen Breiten
erwärmen sich besonders
stark,
über den Ozeanen der Süd-
                                                 A2: 2020 - 2029              A2: 2090 - 2099
halbkugel ist die Erwärmung
relativ gering.

Übereinstimmung mit der
Tendenz in den Messwerten
von 1900 bis 2006
                                                                                                Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4,
                                                                                          Summary for Policymakers, Feb. 2007)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Untersuchung der Änderungssignale des Klimas
auf regionaler Skala bis 2100
                  Räumliche Auflösung: 10 bis 25 km
Datengrundlage                                      HadRM3Q16          REMO 2005 (UBA)
                  Zeitliche Auflösung: Tag
                                                   RCA 3.0                CLM 2.4.11
Szenario                 HadRM3Q3
                                                                         WettReg 2005
Globalmodelle             RCA 3.0
                                                                         WettReg 2010
Regionalmodelle                                                              STAR
                                                HadCM3Q16
                                    HadCM3Q3                    ECHAM5_r1
            HadRM3Q0                                                                 REMO 2009 (BfG)
             CLM 2.4.6                                                                 CLM 2.4.11
                              HadCM3Q0                             ECHAM5_r2
                                                 A1B
           PROMES 2005
             HIRHAM 2
               RRCM
                                CGCM3                              ECHAM5_r3              REMO 5.7
                                                                                          HIRHAM 5
            CRCM 4.2.1                  BCM                     CNRM CM3                 RACMO 2.1
                                                                                          RegCM 3
                                                     IPSL                                  RCA 3.0
                           HIRHAM 2                                   ALADIN RM4.5
                           HIRHAM 5                                   ALADIN RM5.1
                            RCA 3.0                CLM 2.4.6            HIRHAM 5                  CERA
                                                                                                ENSEMBLES

 DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Die zahlreichen Regionalen Klimamodelle
werden als Ensembles ausgewertet
                                Der DWD betreibt Ensembles
                   von bis zu ca. 36 Regionalen Klimamodellen

                                                   Ziele:
                                                   Ziele:
                                                   •• Bereitstellung
                                                      Bereitstellung aller
                                                                     aller verfügbaren
                                                                           verfügbaren
                                                      Klimaprojektionen
                                                      Klimaprojektionen
numerische und statistische Regionalmodelle,       •• sammeln
                                                      sammeln und
                                                               und bewerten
                                                                   bewerten der
                                                                             der
                                                      verschiedenen
                                                      verschiedenen Klimaprojektionen
                                                                    Klimaprojektionen
                                                   •• Aussagen
                                                      Aussagen zur
                                                                zur Bandbreite
                                                                     Bandbreite der
                                                                                der
                                                      Klimaprojektionen
                                                      Klimaprojektionen

angetrieben durch verschiedene Globalmodelle       •• Eingangsdaten
                                                      Eingangsdaten für
                                                                     für Wirkmodelle
                                                                         Wirkmodelle
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                 29
Ein Beispiel für 4 vom DWD ausgewertete unterschiedliche
                    regionale Klimamodelle

      Regionale
      Klimamodelle

                                               REMO       WETTREG          STAR           CLM

           Betreiber :                        numerisch    statistisch   statistisch    numerisch

                                                MPI-M        CEC            PIK        CLM-Konsort.
                                              (Hamburg)   (Potsdam)      (Potsdam)      (Cottbus)

                                                                                       LM des DWD
        Modellursprung:                   EM des DWD                              (aktuell gegenseitige
                                                                                   Weiterentwicklung)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                              30
Regionale Klimaprojektionen / Jahrestemperatur
 Änderung
 (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5)
              Änderungen im Vergleich zu 1971-2000
2021 - 2050

                                                                                       2021-2050
                                                                                       2021-2050
                                                     +1 K            +0.5 K            Anstieg
                                                                                        Anstieg umum 0,5
                                                                                                     0,5 KK
                                                                              +1,5 K   bis
                                                                                        bis 22 KK
                                                            +1 K                       (WETTREG
                                                                                        (WETTREG mit  mit
                                                                                       geringster,
                                                                                        geringster, STAR
                                                                                                    STAR
                                                                                       mit
                                                                                        mit höchster
                                                                                             höchster
                                                                                       Erwärmung)
                                                                                        Erwärmung)
                                                                                       2071-2100
2071 - 2100

                                                                                       2071-2100
                                                                     +2,5 K            Anstieg
                                                                                        Anstieg um
                                                                                                 um 22 KK bis
                                                                                                          bis
                                                                                       44 KK (Numerische
                                                                                              (Numerische
                                                            +3.5 K                     Modelle
                                                                                        Modelle mit
                                                                                                 mit Nord-
                                                                                                     Nord-
                                                     +4 K                              Süd-Gradient)
                                                                                        Süd-Gradient)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                                     31
Eintrittswahscheinlichkeiten für Lufttemperatur-
Änderungen (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD)
                  85 %                 50%      15%

                                                       Dargestellt ist die
                                                      Wahrscheinlichkeit,
2021 - 2050

                                                           mit der die
                                                        Lufttemperatur-
                                                          änderungen
                                                         überschritten
                  85 %                 50%      15%         werden.
2071 - 2100

                                                        Basis: Ergebnisse
                                                      eines Ensembles von
                                                         19 Regionalen
                                                         Klimamodellen
                                                         (ECHAM5, A1B)

  DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                     32
Regionale Klimaprojektionen / Sommer-Niederschlag
 Änderung
 (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5)
              Änderungen im Vergleich zu 1971-2000
2021 - 2050

                                                                                     2021-2050
                                                                                     2021-2050
                                                             -15%                    leichte
                                                                                      leichte Abnahme
                                                                                              Abnahme
                                                      -5%                            um
                                                                                      um bis
                                                                                          bis zu
                                                                                              zu 15%,
                                                                                                  15%,
                                                                    -15%      -20%
                                                                                     STAR
                                                                                      STAR mitmit bis
                                                                                                  bis über
                                                                                                      über
                                                                                     25%
                                                                                      25%

                                                                                     2071-2100
                                                                                     2071-2100
2071 - 2100

                                                                       -40%          Abnahme
                                                                                     Abnahme um um
                                                                                     etwa
                                                                                     etwa 15%
                                                                                           15% über
                                                                                                über
                                                                                     40%
                                                                                     40% (besonders
                                                                                           (besonders
                                                                    -25%
                                                     -25%   -25%                     betroffen:
                                                                                     betroffen:
                                                                                     Südwesten)
                                                                                     Südwesten)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                                 33
Regionale Klimaprojektionen / Winter-Niederschlag
 Änderung
 (mittleres Emissionsszenario A1B, Antrieb durch globales Klimamodell ECHAM-5)
              Änderungen im Vergleich zu 1971-2000
2021 - 2050

                                                                            +25%   2021-2050
                                                                                   2021-2050
                                                                                   Nur
                                                                                   Nur nach
                                                                                        nach
                                                       +0%    +0%   +25%           WETTREG
                                                                                   WETTREG im  im
                                                                           -15%    Westen
                                                                                   Westen leichte
                                                                                           leichte
                                                                                   Zunahme
                                                                                   Zunahme bis
                                                                                             bis
                                                                                   über
                                                                                   über 25%
                                                                                         25%
                                                                                   2071-2100
                                                                                   2071-2100
2071 - 2100

                                                     +40%    +40%                  deutliche
                                                                                   deutliche
                                                                                   Zunahme
                                                                                   Zunahme umum bis
                                                                                                 bis
                                                                                   über
                                                                                   über 40%,
                                                                                         40%, nach
                                                                                              nach
                                                                    +70%
                                                                                   WETTREG
                                                                                   WETTREG bis bis
                                                                                   über
                                                                                   über 70%
                                                                                         70%

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                              34
Eintrittswahscheinlichkeiten für Niederschlags-
Änderungen (relativ zu 1971-2000; Klimamodell-Ensembles im DWD)
                    Sommer                                                   Winter
              85%             15%                Dargestellt ist die   85%             15%
                                                Wahrscheinlichkeit,
2021 - 2050

                                                     mit der die
                                                  Niederschlags-
                                                    änderungen
                                                   überschritten
                                                      werden.

                                                  Basis: Ergebnisse
2071 - 2100

                                                eines Ensembles von
                                                   19 Regionalen
                                                   Klimamodellen
                                                   (ECHAM5, A1B)

  DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                     35
Aus regionalen Klimamodellen für Deutschland
ableitbare Klimatendenzen (Zusammenfassung)

  mittlere Lufttemperatur (Vergleich zu 1971 – 2000)
      •Jahr
          •2021 – 2050: 0,5 K bis 2 K Erwärmung
          •2071 – 2100: 2 K bis 4 K (numerische Modelle
          zeigen stärkste Erwärmung in der Mitte und im Süden)

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                  36
Aus regionalen Klimamodellen für Deutschland
ableitbare Klimatendenzen (Zusammenfassung)

 mittlere Niederschlagssummen (Vergleich zu 1971 – 2000)
     •Sommer:
         •2021 – 2050: Abnahme je nach Modell ca. 15% bis örtlich 25%
         •2071 – 2100: weitere Abnahme von ca. 25% bis regional vor
         allem im Südwesten bis zu >40%
     •Winter:
         •2021 – 2050: im Westen Zunahme um ca. 5% bis örtlich 20%,
         sonst keine einheitliche Tendenz
         •2071 – 2100: Zunahme ca. 10% bis 30%, vor allem im Norden
         auch über 40%, im Westen regional je nach Modell bis zu ca.
         70% mehr Niederschlag
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                  37
Änderung extremer Niederschlagsereignisse bis 2100
                                        Wiederkehrzeit 100 Tage
                                              Winter
            CLM                                REMO               WETTREG2010

    deutliche Zunahme der Häufigkeit von Starkniederschlägen im Winter
    moderate Zunahme der Häufigkeit von Starkniederschlägen im Winter
    konstante Starkniederschlagshäufigkeit oder Abnahme
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                              38
Änderung extremer Niederschlagsereignisse bis 2100
                                        Wiederkehrzeit 100 Tage
                                              Sommer
            CLM                                REMO               WETTREG2010

    moderate Zunahme der Häufigkeit von Starkniederschlägen im Sommer
    konstante Starkniederschlagshäufigkeit oder Abnahme

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                             39
Überblick

                                        1       Einführung

                                                Klimamonitoring
                                        2       Klimavariabilität bis heute
                                                Gemessen und Beobachtet
                                                Blick in die Zukunft:
                                        3       Klimaszenarien bis 2100
                                                - einige Modellergebnisse -
                                                Down-Scaling am Beispiel des
                                        4       Stadtklimaprojektes
                                                Frankfurt am Main

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Der DWD untersucht die Klimaentwicklung exemplarisch an
                   konkreten Städten
                                                                                                                      Messungen vor Ort
Einsatz von Simulationsmodellen                                                                                                               Lufttemperatur (KW 16)
                                                                             28
                                                                                                City/Gleisanlage
                                                                             26
                                                                                                City/dichte Bebauungsstruktur

                                                                             24                 lockere Zeilenbebauung
                                                                                                Freifläche NW
                                                                             22
                                                                                                Freifläche E

Daten regionaler
                                                                             20

                                                       Lufttemperatur [°C]
                                                                             18

Klimamodelle:
                                                                             16

                                                                             14

                                                                             12

REMO, CLM,                                                                   10

                                                                              8

WETTREG, STAR                                                                 6

                                                                              4

                                                                              2

                                                                              0

                                                                             -2
                                                                                  Mo 19.04.10                  Di 20.04.10      Mi 21.04.10        Do 22.04.10    Fr 23.04.10        Sa 24.04.10   So 25.04.10

                                                                                                                                                          Datum

                                              Berlin
Stadtklimamodell
                                              Frankfurt/Main
  MUKLIMO_3
                Urbanes Bioklimamodell        Köln
                       UBIKLIM
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                                                                                                                                     41
Stadtklimaprojekt Frankfurt am Main

                                              Kooperation
                                              Kooperationmit
                                                          mitder
                                                             derStadt
                                                                 Stadt

                                              Zielsetzungen:
                                               Zielsetzungen:
                                              -- Bewertung
                                                  Bewertung der
                                                              derLufttemperatu-
                                                                  Lufttemperatu-
                                                 ren
                                                  renim
                                                      imStadtgebiet
                                                         Stadtgebietund
                                                                     undUmge-
                                                                         Umge-
                                                 bung
                                                  bung
                                              -- Einsatz
                                                  Einsatzdes
                                                          desStadtklimamodells
                                                              Stadtklimamodells
                                                 MUKLIMO_3
                                                  MUKLIMO_3(Mikroskaliges
                                                               (Mikroskaliges
                                                 Urbanes
                                                  UrbanesKLImaMOdell)
                                                           KLImaMOdell)
                                              -- Abschätzung
                                                  Abschätzungder
                                                               derEntwicklung
                                                                   Entwicklung
                                                 der
                                                  derTemperaturverhältnisse
                                                      Temperaturverhältnissebis
                                                                              bis
                                                 zur
                                                  zurJahrhundertmitte
                                                      Jahrhundertmitte
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung                              42
Bebauungsstrukturen nach BBR (1980)
  19 Flächennutzungsklassen
       Siedlung (dicht)
       Siedlung (locker)
       Wald
       Park
       Gewerbe (dicht)
       Gewerbe (locker)
                                              Bankenviertel
       Freiflächen
       Wasser
       Bankenviertel
       Ein-, Mehrfam.haussdlg.                                        Innen-
       Dorfkern                                                       stadt
       Reihenhaussiedlung
       Zeilenbebauung
       Zeilenbeb. + Hochhäuser
       Blockbebauung
       City
       Mittelalterl. Stadt
       Gleise
       Kleingärten                                            25 km
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Orographie
                                               a unu s
                                              T

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Downscaling der Klimaprojektionen
                         Globales Klimamodell
                         ECHAM5 A1B

                                              Ensemble -
                                              4 regionale
                                              Klimamodelle:
                                              REMO, CLM,
                                              WETTREG, STAR

                                                              Stadtklimamodell
                                                                MUKLIMO_3
DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Untersuchungsmethode zum
      Einfluss des Klimawandels auf Städte

    Zeitreihen                 Stadtklimamodell   Auswertung       Änderungssignal

Klimaprojektion
   Vergangenheit
                                    UBIKLIM
                                                                       Differenz der
                                     oder          Statistik
                                                                     beiden Zeiträume
                                   MUKLIMO_3      Verteilungen
Klimaprojektion                                      Trends,
       Zukunft                                    Korrelationen,
                                                   Indizes usw.

                                                                   Signifikanzprüfung

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Evaluierung
Anzahl Sommertage
              Tmax ≥ 25°C
1971 – 2000                                    Innen-
Eingabe für Quader:                            stadt
Beobachtungen
Offenbach
(1971-77 & 1980-95)
Simulation  52.2 d/a
Beobachtung 49.6 d/a
Rhein-Main-Airport
(1971-2000)
Simulation  40.3 d/a
Beobachtung 46.1 d/a

 DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Frankfurter Innenstadt: Ergebnisse 1971 – 2000

                                              Grünenburgpark
                                              & Palmengarten

                                               Bankenviertel

                Innenstadt                                           Innenstadt

    Anzahl Sommertage                                          Anzahl Tropennächte

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
Änderung der Anzahl Sommertage
                       2021 – 2050 (A1B) vs. 1971 - 2000
            10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
                                                     CLM                 REMO
                       +32 d/a
                       +30 d/a                          avg   12.8 d/a      avg    12.8 d/a
                       +28 d/a                          min   10.0 d/a      min     7.6 d/a
                       +26 d/a                          max   15.1 d/a      max    15.1 d/a
                       +24 d/a
                       +22 d/a
                       +20 d/a                       STAR                WETTREG

                       +18 d/a
                       +16 d/a                          avg   24.8 d/a      avg    11.2 d/a
                       +14 d/a                          min   17.6 d/a      min     8.1 d/a
                                                        max   28.1 d/a      max    13.7 d/a
                       +12 d/a
                        +10 d/a
                         +8 d/a
            8

DVW-Seminar Klimawandel und Landentwicklung
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