Ringer Welches Klima erwartet die Th - TU Dresden

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Ringer Welches Klima erwartet die Th - TU Dresden
Thüringer
                                                            Landesanstalt
                                                            für Umwelt
                                   Meteo-Research
                                                            und Geologie

Welches Klima erwartet die Thüringer
    in den nächsten 50 Jahren?

Christian Bernhofer, Valeri Goldberg, Johannes Franke

          Institut für Hydrologie und Meteorologie
              Technische Universität Dresden

                                                     13.05.2004 in Erfurt
Ringer Welches Klima erwartet die Th - TU Dresden
Hintergrund
   1 Globale Klimamodell-Szenarien sagen für dieses Jahrhundert
                  einen deutlichen Temperaturanstieg voraus

Temperaturänderung bei CO2-Verdoppelung im
Vergleich zum vorindustriellen Wert
(Szenario B2 - „business as usual“):

+ 2...3 °C in Mitteleuropa im Jahr 2100
Output des deutschen Klimamodells ECHAM4-OPYC3

    DKRZ Hamburg / IPCC, 2000
Ringer Welches Klima erwartet die Th - TU Dresden
Hintergrund
2 Klimamodelle lassen keine regionalen Aussagen für Thüringen zu

                                        < 1 Gitterzelle für Thüringen
 Modellauflösung T42: 2.8°, 250 km
                                                                   DKRZ Hamburg
                                                                   http://www.lib.utexas.edu/maps/eu
                                                                   rope/germany_rel_94.jpg
Ringer Welches Klima erwartet die Th - TU Dresden
Regionalisierung für Thüringen
         Downscaling-Verfahren auf Basis von
    Wetterlagenstatistik (W. Enke, FU Berlin/MeteoResearch)

  Grundidee für angewendetes Verfahren

¾ reales Wettergeschehen lässt sich durch Abfolge von
  Wetterlagen beschreiben

¾Wetterlagen „produzieren“ jahreszeitabhängig
 positive oder negative Abweichungen vom Gebietsmittel

¾Änderung der Wetterlagenstatistik (Häufigkeit, Andauer,
 Abfolge, interne Eigenschaften) wird zuverlässig von
 Klimamodellen vorhergesagt
Beispiel für Wetterlagen im Frühjahr

                                                                                        Geopotential 500 hPa
                   Geopotential 500 hPa

Klasse 2: Tmit: -1.1° C ; RH: 5,1 %                                    Klasse 10: Tmit: 18.5 ° C ; RH: 2,6 %

Tmit: Tagesmitteltemperatur (Mittel über 87 Klimastationen in Thüringen und angrenzende Regionen)
RH: relative Häufigkeit der Wetterlage
Beispiel für Änderung der Wetterlagenstatistik

Entwicklung der relativen Häufigkeit der Wetterlagen                des
Temperaturregimes von 1960 bis 2050 - Winter
1960 bis1999: NCAR – Analysen ; 2000 bis 2049: ECHAM4 Szenario B2
Beispiel für Änderung der
       Eigenschaften innerhalb der Wetterlagen

Wetterlagenspezifische Änderung der Tagesmitteltemperatur
   für das Szenario Frühling 2041/2050 minus 2000/2010
Regionalisierung für Thüringen
                        Downscaling-Verfahren
      (REWA-Thüringen, Dr. Wolfgang Enke, FU Berlin/MeteoResearch)

                                 Gegenwart

Wetterlagenstatistik              Statistischer       Klimazeitreihen
                                 Zusammenhang
  für Thüringen                                        für Thüringen
     Andauer, Häufigkeit,                          Klimadatenbank 1951-2002
Aufeinanderfolge, Wetterablauf                           REKLI-Thüringen
      REWA-Thüringen                                 TU Dresden-Meteorologie
 FU Berlin / MeteoResearch

    Klimamodell
    ECHAM4 - Szenario B2

                                                       Synthetische
       Neue                                           Klimazeitreihen
                                 Wettergenerator           Zeitscheiben
Wetterlagenstatistik                                   2011/2020, 2021/2030,
                                   Zukunft             2031/2040, 2041/2050
Ergebnisse der Klimaprognose
    für Thüringen (REWA)

Vergleich mit Diagnose (REKLI)
Geographische Verteilung der 311 verwendeten Klima-
und Niederschlagsstationen für Thüringen
Niederschlag - Winter

              Diagnose 1951-2000                                                                               Prognose für 2045
                      BR OCKEN
                     BRAUN LAGE

      GOETTINGEN                                                                            60
                                                         HALLE-K.
              LEINEFELDE
                                                                                            50
                                         AR TER N

                                                                       LEIPZIG              40

                                                                                            30

                                                                                            20
                            ERFU RT-B.
B.H ERSFELD                                   JENA(SW)                                      10
                                                            G ERA-L.
                                                                                            0
                                                                                 CHEMNITZ
      KALTENNORDH EIM SCH MUECKE                                                            -10

                                                                                            -20
                                                            PLAU EN
                                                                                            -30
                              SONNEBER G- N.

                                                                                            -40
      B.KISSINGEN
                                                                                            -50

Prozentuale Änderung des                                                                               Prozentuale Änderung der
Niederschlages Dezember-                                                                          Monatssumme des Niederschlages für
Februar, Periode 1951-2000                                                                        die Dekade 2041/2050 gegenüber der
                                                                                                          Periode 1981/2000
Niederschlag - Sommer

              Diagnose 1951-2000                                                                              Prognose für 2045

                      BR OCKEN
                     BRAUN LAGE

      GOETTINGEN                                                                           60
                                                         HALLE-K.
              LEINEFELDE                                                                   50
                                         AR TER N

                                                                      LEIPZIG              40

                                                                                           30

                                                                                           20
                            ERFU RT-B.
B.H ERSFELD                                   JENA(SW)                                     10
                                                            GERA-L.
                                                                                           0
                                                                                CHEMNITZ
      KALTENNORDH EIM SCH MUECKE                                                           -10

                                                                                           -20
                                                            PLAU EN
                                                                                           -30
                              SONNEBER G-N.

                                                                                           -40
      B.KISSINGEN
                                                                                           -50

Prozentuale Änderung des                                                                              Prozentuale Änderung der
Niederschlages Juni-August,                                                                      Monatssumme des Niederschlages für
Periode 1951-2000                                                                                die Dekade 2041/2050 gegenüber der
                                                                                                         Periode 1981/2000
Temperatur - Winter

          Diagnose 1951-2000                                                                   Prognose für 2045

                   BROCKEN
                  BRAUNLAGE
                                                                        2.2
                                                                        2
    GOETTINGEN
                                            HALLE-K.                    1.8
             LEINEFELDE                                                 1.6
                                ARTERN
                                                                        1.4
                                                       LEIPZIG
                                                                        1.2
                                                                        1
                                                                        0.8
                          ERFURT-B.                                     0.6
B.HERSFELD                            JENA(SW)                          0.4
                                                 GERA-L.
                                                                        0.3
                                                             CHEMNITZ   0.2
KALTENNORDHEIM SCHMUECKE                                                0
                                                                        -0.2

                                                 PLAUEN                 -0.4
                           SONNEBERG-N.                                 -0.6
                                                                        -0.8
    B.KISSINGEN

Änderung der Temperatur in K                                                   Änderung der Tagesmitteltemperatur in K
Dezember-Februar, Periode                                                      für die Dekade 2041/2050 gegenüber der
1951-2000                                                                                 Periode 1981/2000
Temperatur - Sommer

                Diagnose 1951-2000                                                                                    Prognose für 2045
                       BR OC KEN
                      BRAUN LAGE

       GOETTINGEN
                                                                                               2.2
                                                          HALLE- K.                            2
               LEINEFELDE
                                          AR TER N                                             1.8
                                                                                               1.6
                                                                        LEIPZIG
                                                                                               1.4
                                                                                               1.2
                                                                                               1
                             ERFU RT-B.
                                                                                               0.8
B.H ER SFELD                                   JENA(SW)
                                                              GERA-L.                          0.6

                                                                                  C HEM NITZ
                                                                                               0.4

       KALTENNORDH EIM SCH MUECKE                                                              0.3
                                                                                               0.2
                                                                                               0
                                                             PLAUEN
                                                                                               -0.2
                               SONNEBER G-N.
                                                                                               -0.4
                                                                                               -0.6
       B.KISSINGEN
                                                                                               -0.8

Änderung der Temperatur in K                                                                          Änderung der Tagesmitteltemperatur in K
Juni-August, Periode 1951-2000                                                                        für die Dekade 2041/2050 gegenüber der
                                                                                                                 Periode 1981/2000
Klima von Thüringen in 50 Jahren (Vergleich zu heute)
              - Zusammenfassung -
Maximum-Temperatur
bis 2,5 °C höher im Sommer, bis 3,5 °C höher im Winter als heute
Minimum-Temperatur
bis 1,7 °C höher im Sommer, bis 3,2 °C höher im Winter als heute

Niederschlag
• deutliche Zunahme im Winter (23%), in Staubereichen 40-50%,
• in Leebereichen kaum Zunahme
• Moderate Abnahme im Sommer und Herbst (7,5% bzw. 10%)
• Zunahme der Sommertrockenheit von Südwest nach Nordost
Sonnenscheindauer
+0,9 h im Sommer, +0,5 h im Frühjahr und Herbst, im Winter +/-0 h

Extremwerte
• Temperaturmaxima im Sommer bis 40°C
• Zunahme der sommerlichen Starkniederschläge > 40 mm und > 80 mm / Tag
Mögliche Klimafolgen
  größere Wärmebelastung im Sommer Î Mehraufwand an Klimatisierung
  steigende Temperaturen im Winter Î Absinken der Heizleistung

Änderung der Zahl der Ereignistage als Mittel   Änderung der Monatsmittel der
über 10 Klimasimulationen für das               Tagesmaximum- und Tagesmittel-
Zeitintervall 2041/ 2050 gegenüber dem          temperaturen für das Zeitintervall 2041/ 2050
Zeitintervall 1981/ 2000                        gegenüber dem Zeitintervall 1981/ 2000
Mögliche Klimafolgen
           Steigende Temperaturen im Winter Î Absinken der Heizleistung

  Diagnose 1951-2000                                                                                                   Prognose für 2045

                         BROCKEN
                        BR AUN LAGE

         GOETTINGEN
                                                            HALLE-K.
                 LEINEFELDE                                                                     0
                                            AR TER N

                                                                          LEIPZIG
                                                                                                -2

                                                                                                -4
                               ERFU RT-B.
  B.H ER SFELD                                   JENA(SW)
                                                                GERA-L.
                                                                                                -6
                                                                                    C HEMNITZ
         KALTENNORDH EIM SCH MUECKE
                                                                                                -8

                                                               PLAUEN
                                  SONNEBER G-N.                                                 -10

         B.KISSINGEN
                                                                                                -12

Prozentualer Trend der Heizgradtage,                                                                  Änderung der Tagesmitteltemperatur in K
1951-2000                                                                                             für die Dekade 2041/2050 gegenüber der
                                                                                                                 Periode 1981/2000
Mögliche Klimafolgen
                                                       größere Wärmebelastung im Sommer

      Diagnose 1951-2000                                                                                                Prognose für 2045
                        BR OC KEN
                       BRAUN LAGE

       GOETTINGEN
                                                           HALL E-K.
                LEINEFELDE                                                                        90
                                           AR TER N

                                                                          LEIPZ IG
                                                                                                  80

                                                                                                  70
                              ERFU RT-B.
B.H ER SFEL D                                   JENA(SW)
                                                               GERA-L .
                                                                                                  60
                                                                                     C HEM NITZ
        KALTENNORDH EIM SCHM UECKE
                                                                                                  50

                                                              PLAUEN
                                SONNEBER G-N.                                                     40

       B.KISSINGEN
                                                                                                  30

   Prozentualer Trend der                                                                              Änderung der Tagesmitteltemperatur in K
   Wärmesummen,                                                                                        für die Dekade 2041/2050 gegenüber der
   Mai-September 1951-2000                                                                                        Periode 1981/2000
Mögliche Klimafolgen
                Zunahme von Hitzestress

Entwicklung der absoluten Temperaturmaxima in °C bis 2045
Mögliche Klimafolgen
                                        Wasserversorgung?

                                 BROCKEN
                                BR AUN LAGE

                GOETTINGEN
                                                                   HALLE-K.                           1000
                         LEINEFELDE
                                                    ARTERN
                                                                                                      800
                                                                                 LEIPZIG

                                                                                                      600

                                       ERFU RT-B.                                                     400
         B.H ER SFEL D                                  JENA(SW)
                                                                      GER A-L.
                                                                                                      200
                                                                                           CHEMNITZ
                 KALTENNORDH EIM SCH MUECKE                                                           0

                                                                                                      -100
                                                                      PL AU EN
                                          SONNEBER G-N.
                                                                                                      -200

                B.KISSINGEN
                                                                                                      -300

                                                                                             2000-2050: Verschärfung
Klimatische Wasserbilanz [mm], 1971-2000                                                     der Unterschiede von
                                                                                             West- zu Ostthüringen
Mögliche Klimafolgen
                                                     Wintersport in Thüringen?
                            5
                                                              1971-2000
                                                              2041-2050 : ∆T = + 3°C, ∆P = + 30...40%
                            4
(Dezember - Februar) (°C)

                            3                                                                 Zunahme des
                                                                                           Winterniederschlags
    Wintertemperatur

                            2                                                            = größere Schneedecke
                                                                                        bei höheren Temperaturen
                            1

                            0

                            -1
                                     30 Tage mit Schneedecke > 20 cm
                            -2        ca. Grenze für Wirtschaftlichkeit
                                               von Skiliften
                            -3
                                                                      heute                    2045?
                            -4
                                 0      100    200     300     400     500     600     700     800      900    1000
                                                             Höhe über NN (m)
Fazit der regionalen Klimaprognose
der nächsten 50 Jahre für Thüringen
  • Trends der vergangenen 50 Jahre setzen sich fort
  und verstärken sich

  • Änderung erfolgt nicht gleichmäßig
  • große saisonale und räumliche Unterschiede der
  Klimatrends (West-Ost-Gradient!)

  regelmäßiges „Nachführen“ von Prognose und Diagnose
  zur Absicherung der aktuellen Ergebnisse als Grundlage
  für Entscheidungshilfen und Richtlinienanpassung

  Erhaltung und „Pflege“ der langen und (noch) räumlich
  gut verteilten Klimareihen (-stationen)
Pumpspeicherwerk
                         Goldisthal

  Vielen Dank für
die Aufmerksamkeit!
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