Dem Deutschen Wetterdienstes (DWD) zufolge war das Jahr 2020 mit einer Jahresmitteltemperatur von 10,4 °C, die nur knapp unter der des bislang wärmsten Jahres 2018 (10,5 °C) lag, das bisher zweitwärmste Jahr in Deutschland seit dem Beginn der regelmäßigen Aufzeichnungen im Jahr 1881. Mit Ausnahme des Monats Mai lagen die Temperaturen aller Monate deutlich über dem Durchschnitt. Die ersten Sommertage (Tage mit einer Maximaltemperatur ≥ 25 °C) waren am 17. April in Mittel- und Süddeutschland zu verzeichnen. Insgesamt wurden 9 der 10 wärmsten Jahre im 21. Jahrhundert aufgezeichnet. Die davon 4 wärmsten Jahre lagen allein in der zurückliegenden Dekade 2011 bis 2020 und trugen dazu bei, dass diese in Deutschland die wärmste seit Beginn der Wetteraufzeichnungen ist. Das verdeutlicht den rasanten Temperaturanstieg, der sich insbesondere innerhalb der letzten Jahrzehnte vollzogen hat. Der Mensch hat daran einen wesentlichen Anteil. Neben natürlich ablaufenden Prozessen ist es die Verbrennung fossiler Energieträger, die dazu führt, dass große Mengen an Kohlenstoffdioxid direkt in die Atmosphäre freigesetzt werden. Ebenso wirken sich massive Landnutzungsänderungen wie die Abholzung von Wäldern, die Trockenlegung von Mooren und umfangreiche Flächenversiegelung regional aber auch global auf das Klima aus. Klimaprojektionen dienen dazu, die weitere Entwicklung des Klimas in der Zukunft abzuschätzen. Dabei wird die wahrscheinliche Einflussnahme durch den Menschen berücksichtigt. Gemäß der Stärke des angenommenen Einflusses werden Szenerien oder „Konzentrationspfade“ (engl. Representative Concentration Pathways – RCPs) entwickelt. Beim Szenario RCP 8.5 wird davon ausgegangen, dass die Einflussnahme durch den Menschen auch weiterhin „so wie bisher“ erfolgt. Die Zahlenangabe besagt dabei, dass auf der Erde im Jahr 2100 in Folge eines positiven Strahlungsantriebs 8,5 W/m 2 „zusätzliche Energie“, verglichen mit dem vorindustriellen Niveau, zur Verfügung stehen wird, wodurch eine Erwärmung der bodennahen Luftschicht erfolgt. Dies zieht eine Reihe sich gegenseitig ungünstig beeinflussender globaler Wirkungen nach sich. Ein wesentlicher Punkt ist, dass ein Großteil dieser zusätzlichen Energie in den Ozeanen gespeichert wird. Neben der thermischen Ausdehnung in Folge der Erwärmung trägt das Abschmelzen der polaren Eiskappen, bzw. Eisschilde zu einem Anstieg des Meeresspiegels bei. An der Nordseeküste ist seit Beginn regelmäßiger Pegelaufzeichnungen ein Anstieg des mittleren Meeresspiegels um 2 bis 4 mm pro Jahr zu beobachten. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich dieser Trend in der Zukunft fortsetzen wird. Die globale Erwärmung bewirkt außerdem, dass Permafrostböden auftauen. Dabei wird das klimawirksame Gas Methan freigesetzt, welches wiederum die Erderwärmung vorantreibt. Einer aktuellen Veröffentlichung des Copernicus Climate Change Service zufolge war das Jahr 2020 global das wärmste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen und das sechste in einer Folge außergewöhnlich warmer Jahre beginnend mit 2015. Das macht die Dekade 2011 bis 2020 zur wärmsten Dekade, die bislang beobachtet wurde. Im Vergleich zum vorindustriellen Niveau (1850 bis 1900) hat sich die Lufttemperatur um etwa 1,25 °C erhöht. Die größten Temperaturabweichungen vom Mittelwert der Referenzperiode 1981 bis 2010 erreichten über 6 °C über der Arktis und Nordsibirien. Unter der Annahme des RCP8.5-Szenarios wird die global gemittelte Oberflächentemperatur bis zum Jahr 2100 um 2,6 bis 4,8 °C ansteigen. Die höchsten Erwärmungsraten werden über den Kontinenten und an den Polkappen auftreten. Damit verbunden wird der Meeresspiegel global um 45 bis 82 cm ansteigen. In Deutschland ist das Jahresmittel der Lufttemperatur seit 1881 um durchschnittlich 1,6 °C angestiegen. Der Temperaturanstieg ist jedoch regional unterschiedlich stark ausgeprägt. Für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) ist unter den Bedingungen des RCP8.5-Szenarios ein weiterer Temperaturanstieg von 0,8 bis 2,3 °C zu erwarten, für den Zeithorizont 2071 bis 2100 liegen die Ergebnisse bei 2,7 bis 5,2 °C. Am stärksten werden die süddeutschen Regionen von diesen Temperaturerhöhungen betroffen sein. Mit der allgemeinen Temperaturzunahme werden die mit Wärme verbundenen Extreme zunehmen und die mit Kälte verbundenen Extreme abnehmen. Im Berliner Raum ist die durchschnittliche Jahresmitteltemperatur seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1881 um ca. 1,3 °C angestiegen. Im Jahr 2020 war Berlin mit einer Jahresdurchschnittstemperatur von 11,4 °C das mit Abstand wärmste Bundesland. Für die nahe Zukunft (2013 bis 2060) wird – verglichen mit dem Referenzzeitraum 1971 bis 2000 – für das RCP8.5-Szenarion eine Zunahme der durchschnittlichen Tageshöchsttemperatur von 1,2 bis 1,9 °C erwartet. Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird sich die Temperaturzunahme fortsetzen, sodass die Tageshöchsttemperaturen dann 2,9 bis 3,7 °C mehr als im Referenzzeitraum betragen können. In den Wintermonaten werden trotz der generellen Temperaturerhöhung aufgrund interannueller Schwankungen auch gegen Ende des Jahrhunderts Kälteereignisse auftreten. Diese werden jedoch zunehmend seltener vorkommen. Abbildungen: Änderung der Variable “Tageshöchsttemperatur” für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 1), Verteilung der absoluten Temperaturänderungen (Abb. 2) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle; (Tabelle). Quellen: AFOK-Hauptbericht Die Niederschlagsentwicklung abzuschätzen ist mit großen Unsicherheiten behaftet. Der globale Niederschlag hat eine sehr große räumliche und zeitliche Variabilität. Über Europa haben die Niederschläge im letzten Jahrhundert um 6 bis 8 % zugenommen, wobei die Zunahme mehrheitlich (10 bis 40 %) über Nordeuropa erfolgte und im Mittelmeerraum und Südeuropa ein Rückgang um bis zu 20 % zu verzeichnen war. Im RCP8.5-Szenario wird sich diese deutliche Zweiteilung der Niederschlagsentwicklung über Europa bis zum Endes des 21. Jahrhunderts verstärken. In den Sommermonaten werden die Niederschläge jedoch über ganz Europa abnehmen. In Deutschland fielen in der Referenzperiode 1961 bis 1990 durchschnittlich 789 mm (das entspricht 789 Litern pro Quadratmeter) Niederschlag pro Jahr. Bezogen auf diesen Zeitraum hat sich die jährliche Niederschlagshöhe innerhalb der vergangenen 135 Jahre um etwa 11 % erhöht. Die größten Jahresniederschlagshöhen werden in den Alpen mit durchschnittlich 1.935 mm erreicht. In 2020 fielen die Niederschläge jedoch in der gesamten Bundesrepublik das dritte Jahr in Folge zu gering aus. Berlin gehört mit schwankenden Jahresniederschlagshöhen zwischen 510 und 580 Litern pro Quadratmeter (l/m 2 ) bundesweit zu den Regionen mit den geringsten Niederschlägen. Etwa 2/3 der Tage im Jahr sind niederschlagsfrei. Die längsten Trockenphasen dauerten im Zeitraum 1971 bis 2000 zwischen 22 und 26 Tagen an. Im Jahr 2020 war Berlin mit rund 492 l/m 2 die trockenste Region Deutschlands. Für die Zukunft wird basierend auf dem RCP8.5-Szenario im Frühling und Winter eine Zunahme der Niederschlagssummen angenommen, die sich zum Ende des Jahrhunderts verstärkt. Ebenso werden die Niederschläge im Herbst in ferner Zukunft (2071 bis 2100) zunehmen. Für die Sommermonate können keine eindeutigen Aussagen getroffen werden. Insbesondere die Darstellung von Starkregenereignissen wird durch die räumliche Variabilität von Niederschlagsereignissen und das relativ seltene Auftreten starker Niederschläge erschwert. Für die Wintermonate wird im Zuge des allgemeinen Erwärmungstrends davon ausgegangen, dass die Niederschläge, die in Form von Schnee auftreten, in naher Zukunft (2031 bis 2060) um ca. 30 bis 40 % und bis zum Ende des 21. Jahrhunderts um etwa 60 bis 70 % zurückgehen werden. Abbildungen: Relative Änderung der jährlichen gemittelten Niederschlagssummen für Berlin (Gitterzelle Dahlem) – Zeitreihen der CORDEX-Modellergebnisse (Abb. 3), Verteilung der relativen Häufigkeitsänderungen (Abb. 4) und die über alle betrachtete Gitterzellen aggregierte Änderung der Mehrheit der Modelle (Tabelle). Quellen: AFOK-Hauptbericht Deutsche Koordinierungsstelle des Weltklimarates “Intergovernmental Panel on Climate Change (IPPC)” The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Copernicus Klimaprojektionen für Deutschland auf der Website des Deutschen Wetterdienstes Klimaforschung am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ Klimageographie an der Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Ökologie, Fachgebiet Klimatologie an der Technischen Universität Berlin Institut für Meteorologie, Fachbereich Geowissenschaften an der Freien Universität Berlin
Durch die internationale Forschungsgemeinschaft werden Globalmodellläufe in verschiedenen Phasen des Coupled Model Intercomparison Project ( CMIP ) in Vorbereitung des nächsten IPCC-Berichtszyklus berechnet. Ergebnisse dieser Globalmodellsimulationen haben grobe Auflösungen (> 100 km x 100 km), welche für regionale Betrachtungen des zu erwartenden Klimawandels nicht ausreichend sind. Mit Hilfe von Regionalmodellen (Regional Climate Models - RCMs) können die Ergebnisse aus Globalmodellrechnungen auf räumlich höhere Auflösungen gebracht werden: Da regionale Klimamodelle lediglich einen Ausschnitt der Atmosphäre betrachten, benötigen sie geeignete Randbedingungen an den Grenzen des Simulationsgebietes. Diese Randbedingungen stammen aus Simulationen der globalen Klimamodelle. Man spricht davon, dass ein regionales Klimamodell durch ein globales Klimamodell angetrieben wird. Dieser Prozess wird als „Nesting“ bezeichnet. Für die 5. Phase des CMIP (CMIP5) liegen solche regionalisierten Klimamodelldaten für Deutschland bzw. Europa in einer Auflösung von 12,5 km x 12,5 km vor. Diese wurden in verschiedenen Initiativen bzw. Projekten erstellt: EURO-CORDEX, ReKliEs-De, EPISODES (DWD) Im Rahmen von EURO-CORDEX ( Co o r dinated D ownscaling Ex periment - Euro pean Domain), als Teil der CORDEX-Initiative, wurden europaweite, regionalisierte Klimasimulationen/ Projektionen (auf Basis des CMIP5) erstellt. Ein großer Vorteil dieses Ensembles (= Menge an Klimamodellläufen) ist die Festlegung von einheitlichen Ausgabeformaten des Datenoutputs der Modelle (z. B. einheitliche räumliche Auflösung; vorgegebene, obligatorische Ausgabevariablen). Dies erleichtert die Vergleichbarkeit und Auswertung der vorliegenden Modellläufe. In dem BMBF-finanzierten Projekt ReKliEs-De ( Re gionale Kli maprojektionen E n s emble für De utschland) wurden die Ergebnisse aus EURO-CORDEX um weitere Läufe ergänzt. Weitere regionalisierte Projektionsdaten liefert EPISODES. Es handelt sich dabei um eine Empirisch-Statistische Downscaling Methode, welche durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelt wurde. Alle diese benannten Modelldaten stehen auf dem ESGF-Knoten des DWD bzw. des Deutschen Klimarechenzentrums (DKRZ) für die Öffentlichkeit zur Verfügung. Aus den oben genannten Initiativen bzw. Projekten ist somit ein Ensemble von regionalisierten Klimamodellsimulationen entstanden, welches im Nachhinein durch verschiedene Gründe/Ausschlüsse nochmal einmal reduziert werden musste: verschiedene Rückzüge einiger Modellläufe aufgrund methodisch begründbarer Modellfehler durch die jeweiligen Modellierergruppen bzw. durch den DWD Ausschlüsse aufgrund von Unplausibilitäten in der Reproduktion der Vergangenheit in manchen Modellen sowie Ausschlüsse von Läufen, welche in der Reproduktion der Vergangenheit die Referenzperiode 1961 bis 1990 nicht abdecken. (Die letzten beide Ausschlüsse erfolgten durch die Umweltämter der drei Bundesländer Sachsen-Anhalt (LAU), Sachsen (LfULG) und Thüringen (TLUBN)) Im Ergebnis ist das mitteldeutsche Referenzensemble entstanden, welches für die Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 je 17, 18 bzw. 25 Läufe beinhaltet. Eine genaue Auflistung des Ensembles ist in der Dokumentation zum Mitteldeutschen Kernensemble (MDK, siehe unten) zu finden. Eine ausführliche Auswertung dieses Klimamodellensembles für Sachsen-Anhalt ist im Ergebnisbericht sowie Synthesebericht des Projektes „Klimamodellauswertung Sachsen-Anhalt 1961-2100“ zu finden. Die Broschüre „ Der Klimawandel vor unserer Haustür “ liefert eine etwas leichter verständliche Kurzdarstellung der mittleren Ergebnisse der Klimamodellauswertung. Im Nachfolgenden sei ein kleiner Einblick in die Ergebnisse dieser Auswertung gegeben. Eine Kernaussage des Projektes lautet: „RCP2.6 und RCP8.5 unterscheiden sich in ihren Auswirkungen auf das Klima stark, insbesondere was die Entwicklung des Klimas nach 2050 betrifft. “ Es „[…] wird […] deutlich, dass das RCP8.5 Änderungssignale für das Klima in Sachsen-Anhalt beinhaltet, die weit außerhalb der heute üblichen Bandbreite liegen, während das RCP2.6 lediglich eine moderate Verschiebung des Klimas in Richtung dessen bedeutet, was wir heute als oberen Bereich der Bandbreite beschreiben würden. Die Stärke und besonders die Geschwindigkeit der Änderung des Klimas hängt also sehr stark von den Maßnahmen zum Klimaschutz ab und es könnte sehr schwierig sein, die Infrastruktur sowie andere gesellschaftliche Systeme an die neuen Gegebenheiten anzupassen.“ Anhand der Projektion der Tagesmitteltemperatur sowie des Niederschlags sei dies verdeutlicht. Die Auswertung des Referenzensembles für das Gebiet von Sachsen-Anhalt zeigt folgende, zu erwartende Entwicklungen auf: Stagnation der Erwärmung ab 2050 im RCP2.6 Im RCP2.6-Szenario (Szenario mit globalem Klimaschutz) zeigt sich für Sachsen-Anhalt sowohl für die nahe Zukunft (Mittel der Periode 2021 bis 2050) als auch für die ferne Zukunft (Mittel der Periode 2071 bis 2100) eine Temperaturzunahme von knapp 2 K im Vergleich zur Referenzperiode (1961 bis 1990). Durch die Reduzierung der Treibhausgasemissionen, welche in diesem Szenario angenommen wird, kann die Temperaturzunahme somit eingedämmt werden und stagniert ab Mitte des Jahrhunderts. Beschleunigung der Erwärmung ab 2050 nach RCP8.5 Für das Szenario RCP8.5 (Szenario ohne globalen Klimaschutz) zeigt sich für die nahe Zukunft (2021 bis 2050) eine Temperaturzunahme, die der des RCP2.6 projizierten Temperaturzunahme entspricht (ca. 2 K). Für die ferne Zukunft hingegen zeigt dieses Szenario eine Temperaturzunahme von rund 4 K für Sachsen-Anhalt. Einige Modelle zeigen sogar über 5 K Temperaturzunahme an. Ähnliche Größenordnungen der Temperaturentwicklung der einzelnen Jahreszeiten wie des Gesamtjahrs (für beide Szenarien sowie beide Zukunftsperioden) Ausnahme bildet hierbei der Sommer: Für das RCP8.5 zeigt sich für die ferne Zukunft eine deutlich größere obere Spannweite der Temperaturzunahme von 7 K und mehr. Verschiebung der Niederschlagsverteilung über das Jahr: In beiden RCP-Szenarien zeigt sich eine Tendenz zu leichter Niederschlagszunahme im Winter sowie eine Tendenz zu leichter Niederschlagsabnahme im Sommer, welche je nach betrachtetem Zeitraum und Szenario stärker oder schwächer ausfallen kann. Man beachte hierbei jedoch die Spannweiten der projizierten Niederschlagsänderung, welche zum Teil auch in das entgegengesetzte Vorzeichen (im Vergleich zum Ensemblemittel) rutschen können. Leichte Niederschlagszunahme für das Gesamtjahr Jedoch ist auch hier auf die große Spannbreite der Projektionen hinzuweisen. Die untere Spanne der Modellsimulationen zeigt für beide Zeiträume und beide Szenarien eine Niederschlagsabnahme an. Eine kurze Einordnung der oben benannten Ergebnisse sei im Folgenden gegeben: Unter dem Aspekt, der Temperaturzunahme und damit einhergehend zunehmender Verdunstung ist mit negativen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt vor allem im Sommer zu rechnen. Für die Entwicklung des Niederschlags ist anzumerken, dass es sich beim Verständnis und der Modellierung von Wolkenprozessen und damit auch des Niederschlags um Gegenstand der Forschung handelt. Zum einen sind die wolkenphysikalischen Prozesse weiterhin Bestandteil der Grundlagenforschung. Zum anderen bedingt die Kleinskaligkeit der Prozesse, dass diese auf dem Modellgitter nicht aufgelöst werden können und deshalb parametrisiert werden müssen, was Unsicherheiten mit sich bringt. Es ist daher darauf zu verweisen, dass es sich bei der zukünftig zu erwartenden Niederschlagsverteilung/-entwicklung lediglich um Tendenzen handelt, die keine 100-prozentig gesicherten Aussagen liefern können. In der Frage, ob es ein Zuviel oder ein Zuwenig an Wasser geben wird, muss sich die Gesellschaft/Wasserwirtschaft auf beide Möglichkeiten/Herausforderungen einstellen - nicht zuletzt, da es sich bei den dargestellten Tendenzen um 30-Jahresmittel handelt. Innerhalb dieser Zukunftsperioden können trotzdem mehrere zu nasse ggf. hochwassergeprägte Winter (wie bspw. im Dezember 2023) aber auch Winter, die ein potenzielles Niederschlagsdefizit des Sommers nicht durch überdurchschnittliche Niederschläge ausgleichen können, existieren. Ebenso bedeutet die Tendenz zur Abnahme der Sommerniederschläge nicht, dass es keine hochwassergefährdeten Sommer mit überdurchschnittlichem Niederschlag geben werden kann. Soweit möglich, sollten immer so viele Klimamodelle wie möglich ausgewertet werden. Für den Fall, dass dies aus Kapazitätsgründen nicht möglich ist, wurde von den Umweltämtern der Bundesländer Sachsen-Anhalt, Sachsen und Thüringen das Mitteldeutsche Kernensemble (MDK) ausgewählt/erstellt. Das MDK stellt eine reduzierte Auswahl (je 7 Modellläufe für RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5) von regionalisierten Klimamodellsimulationen (basierend auf dem Referenzensemble) für die Region der drei Bundesländer dar. Es wurde erstellt, um den Rechenaufwand für detaillierte Auswertungen und ggf. Impact-/Wirkmodellierung zu reduzieren. Die Reduzierung/Auswahl basiert auf der Erhaltung der zukünftig simulierten Spannbreiten für die verschiedenen meteorologischen Variablen, die die Klimamodelle simulieren. Genaue/ weiterführende Informationen sind in der ausführlichen Dokumentation zum MDK zu finden: Mitteldeutsches Kernensemble - Auswertung regionaler Klimamodelldaten Letzte Aktualisierung: 18.09.2024
Der vom Menschen ausgelöste globale Klimawandel ist eine in der Fachwelt anerkannte Tatsache. Die ersten Folgen des Klimawandels sind in Sachsen-Anhalt bereits spürbar. Die Auswirkungen des Klimawandels wird man in Sachsen-Anhalt in den kommenden Jahrzehnten vermehrt zu spüren bekommen. Der Themenkomplex Klimawandel lässt sich generell in zwei Bereiche aufteilen: Die Klimaanalyse umfasst alle Auswertungen von Klimadaten in der Vergangenheit. Im Themenbereich Klimaprojektion werden mögliche Klimaentwicklungen in der Zukunft auf der Grundlage von Klimamodellrechnungen betrachtet. Bei der Klimaanalyse ist es wichtig, von heute beginnend in der Geschichte zurückzuschauen, um die Klimageschichte des Planeten bewerten zu können. Nur so können aktuelle und künftige Entwicklungen in die Klimageschichte eingeordnet und Extremereignisse bewertet werden. Unterschied zwischen Wetter, Witterung und Klima Wetter: Als Wetter wird der physikalische Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem auch kürzeren Zeitraum an einem bestimmten Ort oder in einem Gebiet bezeichnet, wie er durch die meteorologischen Elemente und ihr Zusammenwirken gekennzeichnet ist. Witterung: Als Witterung wird der allgemeine, durchschnittliche oder auch vorherrschende Charakter des Wetterablaufs eines bestimmten Zeitraums (von einigen Tagen bis zu ganzen Jahreszeiten) bezeichnet. Klima: Das Klima ist definiert als die Zusammenfassung der Wettererscheinungen, die den mittleren Zustand der Atmosphäre an einem bestimmten Ort oder in einem mehr oder weniger großen Gebiet charakterisieren. Hierbei wird ein Zeitraum von mindestens 30 Jahren zugrunde gelegt. Die Weltorganisation für Meteorologie (World Meteorological Organisation - WMO) empfiehlt den Zeitraum 1961 bis 1990 als Klimareferenzperiode zur langfristigen Betrachtung der Entwicklungen des Klimawandels. Klimawandel: Als Klimawandel werden die langfristigen Veränderungen dieses mittleren Zustandes der Atmosphäre (Klima) bezeichnet. Dabei ist es unerheblich, ob die Veränderungen natürlichen Ursprungs sind oder nicht. Das Klima unterliegt verschiedenen Einflüssen wie bspw. der Sonnenaktivität und den Erdbahnparametern, sowie Vulkanausbrüchen oder der Plattentektonik aber auch dem Einfluss des Menschen. Dabei kann festgehalten werden: Die durch den Menschen hervorgerufene Klimaerwärmung seit Beginn der Industrialisierung ist wissenschaftlicher Konsens. Der Treibhauseffekt Der Treibhauseffekt ist ein auch ohne den Menschen vorkommendes Phänomen: Die Erdoberfläche strahlt langwellige Wärmestrahlung ab. Diese langwellige, nach oben gerichtete Strahlung wird durch Bestandteile der Atmosphäre, die Treibhausgase, absorbiert (aufgenommen) und wieder emittiert (abgegeben). Diese Strahlungsemission geschieht dabei in alle Richtungen, sodass die eigentlich nach oben gerichtete langwellige (also Wärme-)Strahlung zum Teil in der Atmosphäre gehalten wird. Diese erwärmt sich somit. Treibhausgase kommen natürlicher Weise in der Atmosphäre vor. Natürlich in der Atmosphäre vorkommende Treibhausgase sind bspw. Kohlenstoffdioxid (CO 2 ), Methan (CH 4 ), Lachgas (N 2 O) und Wasserdampf (H 2 O). Im Fall des Wasserdampfes verdeutlicht ein einfaches Beispiel den Effekt: In einer sternenklaren Nacht kühlt die Atmosphäre wesentlich schneller aus als bei bedeckten Verhältnissen. Die Erdatmosphäre schützt die Erde somit vor dem Auskühlen: im Gleichgewicht des Strahlungshaushalts ohne Atmosphäre läge die mittlere Erdoberflächentemperatur bei -18 °C. Ausgehend von einer globalen Mitteltemperatur von rund 15 °C wäre es ohne den Treibhauseffekt auf der Erde somit um ca. 33 Kelvin kälter. Die Konzentrationen der Treibhause CO 2 , CH 4 und N 2 O steigen seit Jahrzehnten durch den menschlichen Ausstoß an. In den letzten 60 Jahren hat die CO 2 -Konzentration um 25% zugenommen. Die Konzentration von Methan hat sich mehr als verdoppelt. Dabei gilt zu beachten, dass Methan eine deutlich stärkere Treibhauswirkung hat als CO 2 . Die Atmosphäre ist ein komplexes System. So hängen die verschiedenen physikalischen Größen und Vorgänge wie bspw. Temperatur, Verdunstung sowie Niederschlag/Wasserkreislauf miteinander zusammen. Verändert sich eine Variable (im Falle des Klimawandels die Temperatur), verändern sich auch die anderen Prozesse und Zustände der Atmosphäre. Weiterhin hängen die verschiedenen Komponenten des Klimasystems (Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre, Biosphäre, Lithosphäre/ Pedosphäre) miteinander zusammen. Um nur einige der prominentesten Beispiele zu nennen: Die Temperaturerhöhung der Atmosphäre hat bspw. Auswirkungen auf den Meeresspiegel der Ozeane (Hydrosphäre; z. B. Abschmelzen der Gletscher (Kryosphäre) sowie Dichteabnahme und damit Ausdehnung des Meerwassers) oder den Säuregehalt des Ozeans. Dies wiederum führt zu Beeinflussung des Ökosystems Meer (Biosphäre; bspw. Absterben von Korallenriffen). Weiterhin ist hiervon auch direkt der Lebensraum des Menschen betroffen: Besonders Inselstaaten sind vom Meeresspiegelanstieg bedroht. Zudem bricht mit den absterbenden Korallenriffen ein bedeutsamer Küstenschutz weg. Die globale Lufttemperatur hat seit 1850 um 1,1 K zugenommen. 2023 war global das erste Jahre, dass mehr als 1,5 K wärmer war als vorindustriell (Quelle: https://climate.copernicus.eu/global-climate-highlights-2023 ). Aber auch die Meerestemperaturen steigen an und puffern so einen Teil der Erwärmung der Atmosphäre zunächst ab. Der Anstieg der Temperaturen führt aber sowohl ober, als auch unterhalb der Wasseroberfläche zu Veränderungen von Gletschern, Eisschilden, Strömungen, Flora, Fauna und vielem mehr. Besonders empfindliche Systeme drohen irreversibel geschädigt zu werden, mit Folgen für den ganzen Planeten. Die Rede ist von sogenannten Kipppunkten im Klimasystem der Erde. Die Schnelligkeit der Erwärmung und der damit einhergehenden Veränderungen stellt eine besondere Herausforderung dar. Aus diesen Gründen ist sowohl die Anpassung an bereits stattgefundene oder nicht mehr vermeidbare Klimaveränderungen zwingend nötig, als auch der Schutz des Klimas insgesamt, um noch weiterreichende Veränderungen zu verhindern. Der Klimawandel wirkt sich auch auf regionaler Ebene aus. So steigt bspw. schon heute die Hitzebelastung in mitteldeutschen Sommern. Weiterhin können sich die Niederschlagsverhältnisse innerhalb des Jahres verschieben bzw. durch stabile Wetterlagen kann es immer häufiger zu länger anhaltenden Witterungsverhältnissen kommen, die unter Umständen zu Dürre oder Hochwassergefahr führen. Das Mittel der Temperaturverteilung verschiebt sich in Richtung warm bei zunehmender Bandbreite mit den Hitzeextremen. Globale Klimamodelle sind komplexe physikalische Modelle, die das Klimasystem der Erde anhand physikalisch-numerischer Gleichungen computergestützt und zeitabhängig beschreiben. Kalibrierte Modelle ermöglichen unter definierten Annahmen über die zukünftige Treibhauskonzentrationsentwicklung die Simulation möglicher zukünftiger Klimaentwicklungen (siehe Klimaszenarien). Modelle und ihre Eigenschaften Man nutzt zur Berechnung des zukünftigen Klimas globale Zirkulationsmodelle (General Circulation Model bzw. Global Climate Model - GCMs). Globale Modelle stellen ein unverzichtbares Instrumentarium für voraussichtliche Veränderungen der Häufigkeit und Dauer von charakteristischen Großwetterlagen dar und besitzen eine horizontale Auflösung von ca. 200 km x 200 km Gitterabstand (IPCC). Zeitliche Entwicklung der Modelle Die Entwicklung der globalen Zirkulationsmodelle ist wesentlich an die Entwicklung der Computerkapazitäten gebunden. Erst die Fortschritte in der Rechenleistung großer Computeranlagen haben es ermöglicht, dass sich die Komplexität der Modelle, die Länge der Simulation und die räumliche Auflösung steigern ließen. Die ersten Modellrechnungen wurden mit reinen Atmosphärenmodellen durchgeführt, die aus Wettermodellen abgeleitet wurden. Seit den 1960er Jahren wurden Atmosphären- und Ozeanmodelle miteinander gekoppelt, zunächst mit einer sehr rudimentären Dynamik. In den folgenden Jahren wurden Modelle der Atmosphäre und des Ozeans getrennt weiterentwickelt. Seit den 1990er Jahren wurden immer mehr Komponenten des Klimasystems miteinbezogen und die Modelle wurden immer komplexer. So wurden Anfang der 1990er Jahre Modellrechnungen durchgeführt, die auch die Wirkung der in der Summe abkühlend wirkenden Aerosole berücksichtigten. Außerdem wurden Modelle für den ozeanischen und terrestrischen Kohlenstoffkreislauf entwickelt und in gekoppelten Simulationen für den Bericht des Weltklimarates IPCC von 2007 genutzt. Eine dynamische Vegetation und die Chemie der Atmosphäre sind weitere Bausteine der Modellentwicklung. Das Resultat sind sogenannte Erdsystemmodelle. In jüngster Zeit sind verbesserte biogeochemische Kreisläufe und dynamische Eisschilde, die mit Klimaänderungen in Wechselwirkung stehen, hinzugekommen. Das langfristige Ziel ist es, dass möglichst alle Komponenten des Klimasystems einschließlich ihrer Rückkopplungen und der externen Störungen simuliert werden können. Um Aussagen über das zukünftige Klima treffen zu können, werden Globale Klimamodelle in Verbindung mit Szenarien genutzt. Diese Klimaszenarien beinhalten Annahmen über die zukünftige Entwicklung von Treibhausgasen und ggf. die Gesellschaft. Sie stellen eine sogenannte Randbedingung von Klimamodellrechnungen für die Zukunft (= Klimaprojektionen) dar. Der 5. IPCC-Bericht verwendete Szenarien mit repräsentativen Konzentrationspfaden (RCP), die den möglichen zukünftigen Verlauf der absoluten Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre beschreiben. Im neueren 6. IPCC-Bericht fanden gemeinsame sozioökonomische Entwicklungspfade (Shared Socioeconomic Pathways, SSP) Anwendungen, die stärker den möglichen künftigen Einfluss der gesellschaftlichen und ökonomischen Entwicklung der Menschheit als Ausgangspunkt für den Ausstoß von Treibhausgasen betrachten. Die unterschiedlichen RCP Szenarien sind in der Abbildung dargestellt. Der Zahlenwert hinter dem RCP entspricht dem zusätzlichen Strahlungsantrieb. Der anthropogene Strahlungsantrieb ist hierbei ein Maß für den Einfluss, den ein einzelner Faktor auf die Veränderung des Strahlungshaushalts der Atmosphäre und damit auf den Klimawandel hat. Er wird in Watt pro Quadratmeter angegeben. Ein positiver Strahlungsantrieb, z.B. durch die zunehmende Konzentration langlebiger Treibhausgase, führt zu einer Erwärmung der bodennahen Luftschicht. Ein negativer, z.B. durch die Zunahme von Aerosolen, hingegen bewirkt eine Abkühlung ( weitere Informationen ). Bei RCP2.6 würden also 2,6 W/m² mehr in der Atmosphäre verbleiben. Das Szenario des RCP2.6 ist dabei das Szenario mit konsequentem globalem Klimaschutz, dass das Ziel von 1,5 K Erwärmung bis 2100 einhalten könnte. Mit moderatem Klimaschutz rechnet das Szenario RCP4.5, hier würde man global rund 2 K Erwärmung bis 2100 erreichen. Das RCP6.0 ist das Szenario mit wenig globalem Klimaschutz. Hierbei würde sich die Erwärmung bis 2100 auf etwa 3 K belaufen. Ohne Klimaschutz (RCP8.5) würde die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre weiter ungebremst zunehmen. Die globale Temperatur würde bis 2100 um mehr als 4 K zunehmen mit entsprechend verheerenden Folgen für unseren Planeten. Die neuere Szenarienfamilie des 6. IPCC Berichts teilt sich recht ähnlich zu der Szenarienfamilie der RCPs auf, auch wenn sich diese im Detail unterscheiden. So wurden zunächst Narrative der sozioökonomischen Entwicklung aufgespannt, welche von „Nachhaltigkeit“ bis „Fossile Entwicklung“ reichen. Für diese verschiedenen Narrative (SSP1 bis SSP5) können verschiedene Strahlungsantriebe eintreten. Nach dem nachhaltigen Szenario mit konsequentem globalem Klimaschutz (SSP1-2.6) kann das 2-Grad-Ziel erreicht werden. Das Szenario SSP2-4.5 mit moderatem Klimaschutz geht von einer Erwärmung von knapp 3 K bis Ende des Jahrhunderts aus. Im Falle des SSP3-7.0 wird von einer Zunahme von Konflikten auf der Erde ausgegangen, die globalen Klimaschutz deutlich erschweren. Demnach würde die globale Temperatur um etwa 4 K ggü. dem vorindustriellen Wert ansteigen. Im SSP5-8.5 gelingt es der Menschheit nicht, Klimaschutz bis zum Ende des Jahrhunderts global umzusetzen. Dies führt zu einer Erwärmung von etwa 5 K. Die Szenarien zeigen, dass konsequenter globaler Klimaschutz bis hinunter auf die Ebene der Bundesländer in Deutschland alternativlos ist, wenn man tiefgreifende Veränderungen vermeiden will. Weiterhin stellen die Szenarien und Klimaprojektionen die Basis für die zu entwickelnden Maßnahmenkonzepte zur Anpassung an den zu erwartenden Klimawandel dar. Letzte Aktualisierung: 18.09.2024
Aus der Differenz von Wasserdargebot und potentieller Evapotranspiration während der Hauptvegetationsperiode (Mai–August) ergibt sich die effektive Wasserbilanz. Das Wasserdargebot setzt sich aus den Niederschlägen in diesem Zeitraum, den im Boden vorhandenen und entziehbaren Wassermengen (beschrieben durch die nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum) sowie ggf. einem kapillaren Aufstieg zusammen. Der kapillare Aufstieg ist das Ergebnis aus der Aufstiegsrate pro Tag und der kulturabhängigen Dauer des Aufstiegs. Die Aufstiegsrate ist wesentlich abhängig von der Bodenart und dem Abstand der Untergrenze des effektiven Wurzelraums zum Grund- bzw. zum Stauwasserkörper. Als bodenkundliche Grundlage diente die nutzungsdifferenzierte Bodenübersichtskarte 1:1.000.000 (BÜK1000N). Für die Landbedeckung und Landnutzung wurden die Daten aus CORINE Land Cover (CLC2006) genutzt. Die Klimaszenariendaten (https://www.dwd.de/ref-ensemble) wurden vom Deutschen Wetterdienst (DWD) in einer Auflösung von 5 x 5 km zur Verfügung gestellt. Dabei handelt es sich um ein Ensemble aus 16 bias-korrigierten Flächendatensätzen (Kombination von globalen und regionalen Klimamodellen), die das Szenario RCP8.5 (RCPs Representative Concentration Pathways) beschreiben und von einem zusätzlichen Strahlungsantrieb von 8,5 W/m² ausgehen. Die neun Rasterdatensätze mit einer Auflösung von 5 x 5 km stellen jeweils die mittlere, das 15. und 85. Perzentil der effektiven Wasserbilanz in der Hauptvegetationsperiode in Deutschland für die Klimazeiträume 1971-2000, 2031-2060 und 2071-2099 dar.
Klimaschutz ist auch ohne Kernenergie möglich Eine aktuelle Analyse im Auftrag des Umweltbundesamtes von globalen Klimaszenarien zeigt, dass Kernenergie nicht notwendig ist, um die Klimaziele gemäß dem Pariser Klimaschutzabkommen zu erreichen. Vielmehr ist der schnelle und zielgerichtete Ausbau der erneuerbaren Energien entscheidend, um Klimaschutz und Energiewende voranzubringen. Anlässlich der 28. Weltklimakonferenz in Dubai wird über eine Verdreifachung der Stromerzeugung aus Kernkraft gesprochen, die angeblich für den Klimaschutz unabdingbar sei. Das Factsheet „What is the role of nuclear energy in achieving climate targets in global scenarios?“ widerlegt diese Behauptungen wissenschaftlich. Wissenschaftler*innen des Öko-Institut e. V. werteten im Auftrag des Umweltbundesamtes zehn globale Klimaszenarien, die die Klimaziele gemäß dem Pariser Abkommen erreichen, sowie ein Szenario ohne konkrete Ziele mit Schwerpunkt auf der Rolle der Kernenergie. Insgesamt zeigen globale Klimaszenarien sehr unterschiedliche Ergebnisse in Bezug auf die zukünftige Rolle der Kernenergie. Im Ergebnis zeigt sich: Es ist nicht der Zubau der Kernenergie, der die Einhaltung der Klimaziele ermöglicht, sondern der ambitionierte Zubau erneuerbarer Energien. Auch Szenarien mit einer hohen Kernenergieerzeugung verfehlen die Klimaziele, wenn der Anteil der erneuerbaren Energien gering ist. Daher ist der Ausbau erneuerbarer Energien der entscheidende und vorrangige Faktor, um die Klimaziele zu erreichen. Die untersuchten globalen Klimaszenarien machen zudem sichtbar, dass Kernenergie nicht notwendig ist, um die Klimaziele gemäß dem Pariser Abkommen zu erreichen. Ausbauziele für Kernenergie unrealistisch Das Factsheet zeigt außerdem, dass vor allem eine Verdreifachung der heutigen Kernkraftwerkskapazitäten nicht realistisch ist. Eine solche Erhöhung der heutigen Kernenergiekapazität würde ungefähr das Doppelte der maximalen historischen Kapazität erfordern, die in einem einzigen Jahr ans Netz angeschlossen wurde. Im Durchschnitt müsste über 25 Jahre jedes Jahr mehr neue Kapazität hinzugefügt werden, als dies beim historischen Maximum im Jahr 1985 der Fall war. Aus diesen Zahlen wird deutlich, dass eine Verdreifachung der Atomkapazität bis 2050 weder realistisch ist noch erforderlich, um die Klimaziele gemäß dem Pariser Abkommen zu erreichen. Darüber hinaus sprechen weitere Gründe gegen die Nutzung der Kernenergie: Menschen und Umwelt sind durch den Uranabbau, den Betrieb der Atomanlagen, die Endlagerung und den Einsatz von Abfallprodukten aus der zivilen Nutzung in atomaren Waffen vielfältigen Gefahren ausgesetzt. Erneuerbare Energien deutlich vor der Kernenergie Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist in den letzten Jahren weltweit deutlich angewachsen und auch die analysierten Klimaszenarien zeigen eindrücklich deren Potenzial für die zukünftige Energieversorgung. Selbst in Szenarien, die der Kernenergie mehr Potenzial im Strommix zugestehen, spielt diese Technologie insgesamt eine untergeordnete Rolle. So steigt die Kernenergieerzeugung etwa im Modell „MESSAGEix-Globiom“ des International Institute for Applied Systems Analysis in Wien bis 2050 massiv an, macht aber trotzdem nur neun Prozent der Primärenergieversorgung im Jahr 2050 und 16 Prozent der gesamten Stromerzeugung weltweit aus. Dagegen liefern im selben Modell erneuerbare Energiequellen etwa 81 Prozent der Stromerzeugung. Das Factsheet zur Rolle der Kernenergie zum Erreichen der Klimaziele wurde im Projekt „Klimawirkung von Atomkraft auf Basis einer (empirischen) Analyse der THG-Emissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette“ entwickelt, das im September 2024 abschließende Ergebnisse vorlegt.
Das Projekt KliBiW befasst sich mit der Analyse der heutigen und möglichen zukünftigen Klimaentwicklung in Niedersachsen anhand ausgewählter Klimagrößen. Grundlage für die Untersuchung der vergangenen Verhältnisse sind Stationsmessdaten des Deutschen Wetterdienstes in ganz Niedersachsen. Es wurden Trenduntersuchungen für verschiedene Indizes und Jahreszeiten durchgeführt, sowohl als Gebietsmittel für Niedersachsen als auch anhand der einzelnen Stationszeitreihen. Entwicklung der Mitteltemperaturen im Wasserwirtschaftsjahr als Gebietsmittel für Niedersachsen über den Zeitraum 1881-2020 Entwicklung der Niederschläge im Wasserwirtschaftsjahr als Gebietsmittel für Niedersachsen über den Zeitraum 1881-2020 Die Analyse der möglichen zukünftigen Entwicklung ausgewählter Klimagrößen in Niedersachsen wurde auf Basis von zwei verschiedenen Treibhausgas-Szenarien durchgeführt. In den ersten Projektphasen wurde das Szenario A1B betrachtet, welches von einem zukünftig gemäßigten Anstieg der globalen Treibhausgas-Emissionen ausgeht und zur Familie der SRES-Szenarien gehört (Special Report on Emission Scenarios). In den neueren Projektphasen stand das Szenario RCP8.5 im Fokus, welches von einem deutlichen Anstieg der Treibhausgas-Emissionen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ausgeht und zur Familie der Repräsentativen Konzentrationspfade gehört. Weitere Infos zu den zugrundeliegenden Szenarien und Klimamodellen können hier abgerufen werden. Die Berechnung der zukünftigen Veränderungen erfolgte zunächst als 30jähriges Mittel für jedes Modell für die Zeitabschnitte 2021-2050 (nahe Zukunft) und 2071-2100 (ferne Zukunft), jeweils gegenüber dem Referenzzeitraum 1971-2000. Das Ergebnis des verwendeten Modell-Ensembles ist eine Bandbreite von Änderungswerten für jeden 30jährigen Zukunftsabschnitt. Bandbreite der zukünftigen Veränderungen der Jahresmitteltemperatur als gleitendes 30-Jahres-Mittel für Niedersachsen (gegenüber 1971-2000) unter dem Szenario RCP8.5 Bandbreite der zukünftigen Veränderungen der Jahresniederschlagssummen als gleitendes 30-Jahres-Mittel für Niedersachsen (gegenüber 1971-2000) unter dem Szenario RCP8.5 Die räumlich differenzierte Betrachtung der zukünftigen klimatischen Veränderungen erfolgt auf Basis der Rasterdaten der verwendeten Klimamodelle als Mittelwert der Bandbreite des Ensembles. Die Ergebnisse zeigen bereits in der nahen Zukunft eine flächendeckende Zunahme der Temperaturen, die gegen Ende des 21. Jahrhunderts noch deutlicher ausgeprägt erscheint, bei einem leichten Südost-Nordwest-Gefälle. Die Niederschlagssummen zeigen bis zur Mitte des Jahrhunderts keine wesentlichen Veränderungen, Erst in der fernen Zukunft nehmen diese leicht zu, bedingt durch Veränderungen im Winterhalbjahr (im Sommerhalbjahr ändern sich die Werte im Mittel kaum). Die maximalen Tagesniederschläge nehmen bereits zur Mitte des Jahrhunderts in weiten Teilen des Landes zu. Diese Zunahmen verstärken sich zum Ende des Jahrhunderts nochmals, vor allem in der südlichen Landeshälfte Die Veränderungen (der Extreme) sind dabei stärker ausgeprägt als die der Niederschlagssummen (bzw. mittleren Verhältnisse). Eine detaillierte Beschreibung aller Ergebnisse zur Klimaentwicklung kann dem KliBiW-Abschlussbericht von Phase 6 entnommen werden.
This factsheet analyses the role of nuclear energy in global climate scenarios. It shows, that a global tripling of nuclear capacity until 2050 is neither realistic nor is it needed to achieve climate targets according to the Paris agreement. The factsheet presents an analysis of nine global climate scenarios that achieve climate targets according to the Paris agreement as well as two non-target scenarios with an emphasis on the role of nuclear energy. In order to assess how realistic these top-down scenarios are, it compares these figures with the plans and programmes of governments for the expansion (or phase out) of nuclear power. Quelle: umweltbundesamt.de
Klimatische Zwillingsstädte in Europa Eine Analyse von Klimadaten zeigt, dass sich die Klimate aller Regionen in Deutschland bereits verschoben haben, so dass viele heute ein Klima aufweisen, das vor 50 Jahren 100 bis 600 km weiter im Südwesten herrschte. Hamburg mit einem Klima wie an der Adria, in der Lausitz das gesamte Jahr hohe Temperaturen wie in Nordspanien und in Frankfurt mit Kroatien vergleichbare klimatische Bedingungen. Vielen Menschen dürfte dieser Gedanke auf den ersten Blick gefallen. Doch was wie ein angenehmes Gedankenexperiment klingt, bedeutet eine enorme Herausforderung für die jeweiligen Regionen und betroffenen Systeme, wie Ökosysteme oder Infrastrukturen. Eine Analyse von Klimadaten hat jetzt gezeigt, dass sich die Klimate aller Regionen in Deutschland bereits verschoben haben, so dass viele heute ein Klima aufweisen, das vor 50 Jahren 100 bis 600 km weiter im Südwesten herrschte. Die mittleren Temperaturen in Deutschland steigen seit einigen Jahrzehnten stetig an, gleichzeitig verändern sich die Niederschlagsmuster: es gibt im Jahresdurchschnitt mehr Niederschlag, vor allem im Herbst und Winter. Solche lokalen Klimaveränderungen können durch räumliche Vergleiche veranschaulicht werden: sogenannte klimatische Zwillinge bzw. Analogien. Das sind europäische Regionen, die ein Klima haben, wie deutsche Städte es heute oder in Zukunft haben könnten. Für die Identifikation der Analogien wurde das Klima europäischer Regionen während der sogenannten WMO -Referenzperiode Mitte des vergangenen Jahrhunderts (1961-1990) mit dem heutigen (1986-2015) sowie einem zukünftigen Klima von deutschen Städten verglichen. Hierbei werden jedoch nur mittlere Klimaveränderungen und keine Extremwettereignisse berücksichtigt, die mit fortschreitendem Klimawandel zunehmen. Klimatische Verschiebung deutscher Regionen nach Südwesteuropa Durch den Vergleich des heutigen mit dem früheren Klima wird deutlich, dass sich die klimatischen Bedingungen aller Regionen Deutschlands bereits um circa 100 bis 600 Kilometer nach Südwesten verlagert haben. Heute (1986-2015) hat beispielsweise Hamburg ein Klima wie Köln es früher (1961-1990) hatte und Köln wiederum hat heute ein Klima wie früher die französische Stadt Tours, die circa 250 Kilometer südwestlich von Paris liegt. Berlin hat heutzutage ein Klima wie Karlsruhe früher und Karlsruhe eines, wie es früher Lyon im Süden Frankreichs hatte. Bei einem Klimawandel ohne Klimaschutzmaßnahmen ( Representative Concentration Pathways (RCPs) 8.5) werden sich die mittleren Temperaturen in den nächsten Jahrzehnten (2031-2060) deutlich erhöhen, wobei die mittleren Niederschläge sich nur wenig verändern werden. Dies führt zu einer weiteren Verschiebung der klimatischen Bedingungen deutscher Städte in Richtung Südwesten, größtenteils nach Zentral-Frankreich, wo ähnliche Niederschlagsmengen wie in Deutschland existieren. Mit fortschreitendem Klimawandel können sich Ende des Jahrhunderts (2071-2100) die Klimate der meisten deutschen Städte zwischen den früheren (1961-1990) Klimaten der französischen Atlantikküste und der Adriaküste von Mittelitalien bis Kroatien befinden. Städte, die heute für deutsche Verhältnisse relativ kühl und feucht sind, wie Hamburg, Bremerhaven oder Stralsund, können klimatisch in der Nähe der französischen Atlantikküste – zwischen Nantes und Bordeaux – landen. Relativ heiße und sehr trockene deutsche Städte, wie Brandenburg, Magdeburg oder Cottbus, können Klimate wie in Nordspanien, in der Nähe von Pamplona, haben. Andere Städte können sich klimatisch größtenteils von Südfrankreich – von Toulouse bis Narbonne – über Norditalien – in der Nähe von Arcona – bis nach Kroatien – südlich von Split – verteilen: Klimatisch in Frankreich landen die Städte, die eher ein warm-trockenes (Jena, Leipzig) bis warm-feuchtes Klima (Kassel, Münster) haben. Die eher heiß-trockeneren (Mannheim, Berlin, Würzburg) bis heiß-feuchten Städte (Saarbrücken, Köln) werden sich im Adria-Klimaraum wiederfinden. Manche Städte und Regionen, beispielsweise München oder die Hochgebirge, könnten Ende des Jahrhunderts ein Klima haben, welches bisher in Europa nicht vorkommt: sehr warm, relativ feucht und mit einem sommerlichen Niederschlagsmaximum. Verschiebung der klimatischen Bedingungen deutscher Städte: Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Quelle: Eurac Research Bild zum Download Verschiebung der klimatischen Bedingungen deutscher Städte 1961-1990 bis 1986-2015 Quelle: Eurac Research Bild zum Download Verschiebung der klimatischen Bedingungen deutscher Städte 1961-1990 bis 2031-2060 Quelle: Eurac Research Bild zum Download Verschiebung der klimatischen Bedingungen deutscher Städte 1961-1990 bis 2071-2100 Quelle: Eurac Research Bild zum Download Methodische Hintergründe zur Identifizierung klimatischer Analogien Die Identifizierung von klimatischen Analogien ist methodisch herausfordernd, da sie von der Wahl der Klimaparameter und der räumlichen Auflösung der verwendeten Daten bestimmt wird. Die in den Karten dargestellten Klimaanalogien von deutschen Städten beziehen sich daher auf Regionen und auf die Kombination von vier Klimaparametern: saisonale mittlere Temperaturen, sommerliche Maximum- und winterliche Minimumtemperatur sowie mittlere saisonale Niederschläge. Zudem wurden für die Analogiefindung nur Klimaparameter für mittlere klimatische Verhältnisse verwendet. Daher berücksichtigen die Analogien auch keine Extremereignisse, wodurch insbesondere sommerliche Starkregenereignisse unterschätzt werden könnten. Auch Hitzetage oder Tropennächte finden in den Analogien keine Berücksichtigung. Wenn nur Temperaturparameter verglichen würden, würden manche Regionen noch weiter im Süden verortet werden. Darüber hinaus ist auch zu beachten, dass sich die europäischen Regionen seit den betrachteten Zeitabschnitten ebenfalls weiter verändert haben. Insgesamt wurden 41 Standorte in Deutschland in diesem Sinne analysiert. Die Standorte wurden so ausgewählt, dass sie in ihrer Verteilung alle Bundesländer abdecken sowie die sieben Klimaraumtypen, die in der Klimawirkungs- und Risikoanalyse für Deutschland (KWRA) identifiziert wurden. Weitere Ergebnisse der KWRA werden in einem Kurzfilm erklärt. Herausforderung für Ökosysteme, Menschen, Städte und Regionen Mit den entstandenen Karten werden die Klimaveränderungen für die eigene Heimatstadt und Region plastisch und vergleichbar. Die klimatischen Analogien geben eine grobe Vorstellung davon, wie anders das zukünftige mittlere Klima sein könnte – und was das für jeden persönlich bedeuten mag. Jedoch sagen sie nichts über die Folgen aus. Sie zeigen also nicht, was es für ein System, zum Beispiel einen Menschen, ein Ökosystem , die Wasserversorgung, das Gesundheitssystem oder eine Stadt, bedeutet, in einem relativ kurzen Zeitraum ein gänzlich anderes Klima als das zu haben, in dem sich das System teils über Jahrhunderte hinweg entwickelt hat und an das es angepasst ist. Für die Klimaanpassung bedeutet das: So plastisch die Analogien zwischen den einzelnen Städten und Regionen auch sein mögen, sie implizieren nicht, dass beispielsweise Gebäudestrukturen oder Ökosysteme einer anderen Stadt einfach "nachgebaut" werden können. In der Analyse wird durch die Karten ein Vergleich der vorhandenen Eigenarten der Klimaanalogien mit den Eigenarten deutscher Systeme und Städte angestoßen. Der Vergleich gibt Anregungen, was sich alles in Deutschland ändern müsste, damit wir uns auf ein zukünftig sehr viel wärmeres Klima vorbereiten können. Und es wird auch deutlich, was den Klimawandel so gefährlich und zu einer solchen Herausforderung für die Anpassung macht: die Geschwindigkeit der Veränderung. Datengrundlage : E-OBS dataset version 23.1e für Europa 1961- 1990 , Deutscher Wetterdienst hydrometeorologischer Rasterdatensatz (HYRAS) für Deutschland 1986-2015, Deutscher Wetterdienst bias-adjustizierte und herunterskalierte Median RCP8.5 DWD -Referenz-Ensembles v2018 Klimaprojektionsdaten für 2031-2061 und 2071-2100 auf Grundlage von EURO-CORDEX. Die Ergebnisse der Analyse befinden sich als interaktive Karte auf der Seite Klimavergleich: Interaktive Karte - welches Klima herrscht bald in deutschen Städten? (rnd.de) . Autorinnen: Inke Schauser ( UBA ), Kathrin Renner (EURAC) Dieser Artikel wurde als Schwerpunktartikel im Newsletter Klimafolgen und Anpassung Nr. 76 veröffentlicht. Hier können Sie den Newsletter abonnieren.
Von Frank Thorenz und Jörn Drosten Die Anpassung an den Klimawandel bildet für die Küstenschutzstrategie Niedersachsens einen zentralen Baustein: Bei der Konzeption von Küstenschutzanlagen wird auf Grund der jüngsten Berichte des Weltklimarates IPCC zukünftig ein sogenanntes Vorsorgemaß von 100 Zentimetern statt bisher 50 cm berücksichtigt. Der neue niedersächsische Klimadeich ermöglicht darüber hinaus für den Fall ungünstiger Entwicklungen eine Deicherhöhung um einen weiteren Meter. Für die etwa 6.500 Quadratkilometer großen Küstengebiete in Niedersachsen sind der gesicherte langfristige Schutz vor Überflutung und Landverlusten von existentieller Bedeutung. Diese Daueraufgabe nehmen das Land Niedersachsen und die Deichverbände partnerschaftlich in gemeinsamer Verantwortung wahr. Nicht allein bei Sturmfluten, sondern bereits bei Eintritt des mittleren Tidehochwassers wären größere Teile der Küstengebiete ohne Küstenschutzanlagen überflutet. Küstenschutz ist vorausschauend orientiert und berücksichtigt in der im Generalplan Küstenschutz dokumentierten Küstenschutzstrategie des Landes Niedersachsen insbesondere auch potentielle Folgen des Klimawandels. Bereits seit dem Jahr 2007 wird ein Vorsorgemaß von 50 Zentimeter für die potentiellen Auswirkungen des Klimawandels in die Ermittlung des jeweiligen Bemessungswasserstands für Küstenschutzanlagen vorsorglich einbezogen. Zudem erfolgt eine regelmäßige Überprüfung der erforderlichen Deichhöhen in einem Turnus von etwa zehn Jahren. In dem im September 2019 veröffentlichten „Sonderbericht über den Ozean und die Kryosphäre in einem sich wandelnden Klima“ (SROCC) des Weltklimarats IPCC werden die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse über die physikalisch-wissenschaftlichen Grundlagen und die Auswirkungen des Klimawandels bewertet. Für den Küstenschutz besonders relevant sind Projektionen des zukünftigen mittleren Meeresspiegelanstiegs bis zum Ende des Jahrhunderts im Vergleich zum Jahr 2000. Die wahrscheinliche Bandbreite aller Projektionen beträgt 15 bis 110 Zentimeter bis zum Ende des Jahrhunderts im Vergleich zum Jahr 2000 und für das pessimistische Szenario RCP („repräsentativer Konzentrationspfad“) 8.5 zwischen 61 bis 110 Zentimeter bei einem Medianwert von 84 Zentimeter, verbunden mit einer Fortsetzung des Meeresspiegelanstiegs weit über das Jahr 2100 hinaus. Im Kontext der Veröffentlichung des SROCC haben sich die Küstenländer auf Ebene der Bund-Länder Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) darauf verständigt, für Vorsorgezwecke die auf RCP 8.5 basierenden Projektionen und, speziell für den Küstenschutz unter Betrachtung weiterer Einflussgrößen, ein auf den Klimawandel bezogenes Vorsorgemaß von einem Meter zu verwenden – anstelle der bisher gültigen 50 Zentimeter. Auf dieser Grundlage haben das Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie, Bauen und Klimaschutz und der NLWKN in enger Abstimmung die im Generalplan Küstenschutz beschriebene niedersächsische Küstenschutzstrategie weiterentwickelt. Kernpunkt des zugehörigen Erlasses bildet weiterhin der Erhalt des Küstenschutzsystems in Niedersachsen zum Schutz gegen Überflutungen und Erosion, um das hohe derzeitige Sicherheitsniveau auch auf absehbare Zeit beibehalten zu können. Für die Ermittlung des Bemessungswasserstands aller vor Sturmfluten schützenden Küstenschutzanlagen wird zukünftig ein Vorsorgemaß von einem Meter berücksichtigt. Hauptdeiche als technische Bauwerke sollen als Standard auch zukünftig in Erdbauweise ausgeführt werden, um die Vorteile leichter Anpassbarkeit, Ressourcenschonung sowie einfacher, wirtschaftlicher Unterhaltung und Pflege zu kombinieren. An der niedersächsischen Küste sind grüne Deiche Bestandteil des Landschaftsbilds und bilden einen durchgängigen Übergang zwischen geschütztem Gebiet und dem Außendeichbereich. Basierend auf dem Landesraumordnungsprogramm Niedersachsen ist davon auszugehen, dass Kleiressourcen in erforderlichem Umfang auch für die Anpassung an den Klimawandel verfügbar sein werden. Auch vor dem Hintergrund der großen Unsicherheiten in den Projektionen der Klimaforschung und der Langfristigkeit der Entwicklungen wird zusätzlich eine Nacherhöhbarkeit von Hauptdeichen um einen weiteren Meter innerhalb der Aufstandsfläche des Deiches durch eine breitere Binnenberme, dem nahezu horizontalen Bereich am Deichfuß, auf dem sich der Deichverteidigungsweg befindet, vorgesehen. Nur in hinreichend begründeten Fällen kann durch eine breitere Außenberme oder eine Kombinationslösung aus Binnen- und Außenberme abgewichen werden. Durch die Kombination des erhöhten Vorsorgemaßes mit einer breiteren Berme wird es möglich, flexibel auf zukünftige Anpassungsbedarfe zu reagieren. Diese zukunftsfähige Deichkonstruktion bildet den neuen technischen Standard für Hauptdeiche als Niedersächsischer Klimadeich. Für Neubauten von sturmflutkehrenden massiven Küstenschutzbauwerken in der Hauptdeichlinie (zum Beispiel Sperrwerken) wird zukünftig die Anpassbarkeit von bis zu einem weiteren Meter über die mit dem neuen Vorsorgemaß ermittelte Höhe hinaus in der Gründung und Tragwerksplanung unter Berücksichtigung der Funktionalität und Lebensdauer vorgesehen. Das neue Vorsorgemaß von einem Meter einschließlich einer Nacherhöhbarkeit um einen weiteren Meter durch eine breitere Berme bildet auch die Grundlage für die Aktualisierung der Teile 1 und 2 des Generalplans Küstenschutz durch den NLWKN als Teil der Anpassungsstrategie an den Klimawandel in Niedersachsen.
[Redaktioneller Hinweis: Die folgende Beschreibung ist eine unstrukturierte Extraktion aus dem originalem PDF] Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen mit dem Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz Themenheft Klimawandel – Entwicklungen in der Zukunft IMPRESSUM Klimawandel in Rheinland-Pfalz Themenheft Klimawandel - Entwicklungen in der Zukunft Herausgeber und Copyright: Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen bei der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Hauptstraße 16, D-67705 Trippstadt Internet: www.kwis-rlp.de, www.klimawandel-rlp.de In Zusammenarbeit mit: Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz Kaiser-Friedrich-Straße 7, D-55116 Mainz Internet: www.lfu.rlp.de Text: Philipp Reiter, Tilmann Sauer (Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen) Matthias Voigt, Matthias Zimmer (Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz) Textsatz, Bildbearbeitung und Gestaltung: Ditmar Huckschlag (Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen) Druck: Kerker Druck GmbH, Hans-Geiger-Straße 4, 67661 Kaiserslautern Trippstadt, August 2020 ___ 2 Themenheft Klimawandel VORWORT Liebe Leserin, lieber Leser, die Auswirkungen des Klimawandels sind bereits spürbar. Trockenheit, Temperaturanstieg und Starkregenereignisse zeigen uns schon jetzt, was wir in der Zukunft erwarten können. So hat sich in Rheinland-Pfalz die langjährige Jahresmitteltem- peratur seit Ende des 19. Jahrhunderts um 1,6 °C erhöht und die Vegetationszeiten haben sich verändert. Doch wie werden die Veränderungen genau aussehen? Das vorliegende Themenheft wirft einen Blick in die Zukunft: Wie wird sich das Klima in Rheinland-Pfalz bis zum Ende des 21. Jahrhunderts verändern? Ergebnisse aus regionalen Klima- projektionen zeigen verschiedene Korridore der möglichen Entwicklung. In welchem Korridor wir uns bewegen und wie gravierend folglich die Veränderungen sein werden, hängt von unseren Entscheidungen ab – das verdeutlicht dieses The- menheft mit dem Vergleich der zwei Szenarien „starker Klimaschutz“ und „kein Klimaschutz“ sehr eindrucksvoll. Um die negativen Auswirkungen des Klimawandels möglichst gering zu halten, muss Klimaschutz daher konsequent um- gesetzt werden – auch wenn wir uns trotzdem an die bereits erfolgten und die zukünftigen unvermeidbaren Folgen des Klimawandels anpassen müssen. Dr. Ulrich Matthes Sabine Riewenherm Leiter Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum Präsidentin Landesamt für Umwelt für Klimawandelfolgen Rheinland-Pfalz Mit der im Jahr 2015 gestarteten Reihe der Themenhefte informieren wir kurz und prägnant über ausgewählte Schwer- punktthemen. Das vorliegende Themenheft „Klimawandel – Entwicklungen in der Zukunft“ ist das mittlerweile siebte Heft dieser Reihe. Entwicklungen in der Zukunft ___ 3 Der Mensch beeinflusst durch sein Handeln das Klima der Erde. Da wir die zukünftigen Entscheidungen der Akteure nicht absehen können, muss die Wissenschaft Annahmen über den Verlauf des zukünftigen menschlichen Handelns treffen. Für den 5. Sachstandsbericht des IPCC (Intergo- vernmental Panel on Climate Change) im Jahr 2013 wurden aus einer Vielzahl solcher Annahmen von Expertengruppen vier „repräsentative“ Szenarien, die RCPs („representative concentration pathways“), ausgewählt. Basierend auf die- sen Annahmen können Aussagen über das zukünftige Klima gemacht werden. Der wesentliche Einfluss des Menschen auf das Klimasys- tem der Erde ist die Menge der ausgestoßenen Treibhaus- gase. Daher beschreiben die Szenarien die zukünftige Ent- wicklung von Treibhausgaskonzentrationen und weiteren Einflussgrößen auf das Klima gemeinsam als zusätzliche Energiezufuhr für die untere Erdatmosphäre. Diese zusätz- liche Energiezufuhr wird als Strahlungsantrieb bezeichnet. Das Szenario RCP2.6 bedeutet beispielsweise zusätzliche 2,6 Watt pro Quadratmeter am Ende dieses Jahrhunderts gegenüber dem Jahr 1750. Strahlungsantrieb (W/m2) ZUKUNFTSSZENARIEN Vergangenheit 10 8 6 4 2 Zukunft „kein Klimaschutz” „starker Klimaschutz” 0 −2 1800 1900 Jahr 2000 2100 Historischer und projizierter Strahlungsantrieb (W/m²) zusätzlich zu vor- industriellen Bedingungen (etwa 1750) bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. ___ 4 Themenheft Klimawandel Tabelle: Kennzeichen und Kennwerte ausgewählter Zukunftsszenarien. Bezeichnung„starker Klimaschutz“„kein Klimaschutz“ SzenarioRCP2.6RCP8.5 menschengemachter Strahlungsantrieb am Ende des 21. Jahrhunderts~ 2,6 W/m²~ 8,5 W/m² Verlauf von Strahlungsan- trieb und CO2-Konzentra- tion in der AtmosphäreMaximum vor 2050, dann Rückgangkontinuierli- cher Anstieg Treibhausgaskonzentra- tion in CO2-Äquivalenten am Ende des 21. Jhd. (vor- industriell: ~ 280 ppm)~ 400 ppm~ 1370 ppm Entwicklungen in der Zukunft Die vier Szenarien des 5. Sachstandsberichts decken eine Bandbreite unterschiedlicher Entwicklungen von einem starken Klimaschutz (RCP2.6), was die Einhaltung des globalen 2-Grad-Ziels bedeuten würde, über zwei mittle- re Entwicklungen (RCP4.5 und RCP6.0) bis hin zu einem Hochemissionsszenario (RCP8.5) ab. Diese Bandbreite an Szenarien bildet in Kombination mit Klimamodellen die Grundlage zur Abschätzung der Bandbreite der möglichen zukünftigen Klimaänderungen. Ergebnisse von Klimamo- dellen auf Basis dieser Szenarien werden als Projektionen bezeichnet. Die tatsächlichen weltweiten Treibhausgasemissionen be- wegen sich bisher im Bereich des „kein Klimaschutz“-Sze- narios RCP8.5. Bei einer deutlichen Änderung des menschli- chen Handelns, die beispielsweise auch die aktive Entnahme von Treibhausgasen aus der Atmosphäre beinhaltet, sind die vom „starken Klimaschutz“-Szenario RCP2.6 beschrie- benen Entwicklungen theoretisch noch erreichbar. Aus den genannten Gründen betrachten wir diese beiden Szenarien und bezeichnen sie im Folgenden als „starker Klimaschutz“ (RCP2.6) beziehungsweise „kein Klimaschutz“ (RCP8.5). ___ 5
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 35 |
| Land | 15 |
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| Förderprogramm | 29 |
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