Klimaänderung in Mitteleuropa? Was wissen wir heute

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1 Klimaänderung in Mitteleuropa? Was wissen wir heute Daniela Jacob Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg

2 Gliederung Beobachtungen Klimamodellierung Klimaänderungsszenarien Regionale Änderungen

3 Industriezeitalter, globale Perspektive Global-Temperatur (bodennah) Jahresanomalien (relativ zu ) Datenquelle: Jones et al., 2005; IPCC, 2001 (erg.); Analyse: Schönwiese, 2004 Quelle: IPCC, 2001; CRU (Jones et al.), 2005; bearb.

4 Übersicht beobachteter Klimatrends in Deutschland Klimaelement Frühling Sommer Herbst Winter Jahr Temperatur, ,8 C + 1,0 C + 1,1 C + 0,8 C + 1,0 C ,3 C + 0,7 C - 0,1 C + 2,3 C + 1,1 C Niederschlag, % - 3 % + 9 % + 19 % + 9 % % + 4 % + 14 % + 34 % + 16 % Quellen: Rapp, 2000; Schönwiese, 2003; ergänzt

5 Nehmen extreme Ereignisse zu? Starkniederschläge Überschwemmungen, Erdrutsche. Hitzewellen Dürren, Brände Stürme Lokale und regionale Ausdehnung mit starken sozio-ökonomischen Auswirkungen auf die Gesellschaft

6 Dresden, August 2002 Jahrhunderthochwasser in Rhein und Mosel, Dez Jahrhunderthochwasser in Rhein und Mosel, Jan Jahrhunderthochwasser in der Oder, Juli 1997 Hochwasser in der Donau und Lake Constance, Mai 1999 Ausgedehnte und lang anhaltende Überschwemmungen in Westeuropa, bes. in Südengland und Wales, Herbst 2000 Hochwasser in der Vistula, Juli 2001 Hochwasser in der Donau, August 2002 Jahrhunderthochwasser in der Elbe, August 2002 Extreme Niederschläge und Überschwemmungen in Südfrankreich, Sept Schwere Überschwemmungen entlang einiger deutscher Flüsse, Jan source: Spiegel Nr ; Quarterly report of the DWD, special topic July 2003

7 Sommer 2003: Hitzewelle in Europa Abweichung der Tagesmitteltemperatur 2003 vom langjährigen Mittel ( ) in Karlsruhe source: Nasa Goddard Institute for Space Studies; Inst. f. Meteorologie und Klimaforschung,, Univ. Karlsruhe

8 Änderungen in Frequenz und Stärke? Vergangenheit: Beobachtungen über mehr als 50 Jahre mit hoher Qualität (lokale Starkniederschläge nicht erfasst) Zukunft: dynamische Berechnung zukünftigen Klimas regionale Klimamodellierung liefert Informationen in Daten armen Gebieten und Zeiten verbindet die globale Zirkulation mit den lokalen Phänomenen

9 Das physikalische Klimasystem

10 Das biogeochemische System

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12 Die Ostsee in Klimamodellen ca. 250 km ca. 50 km ca. 100 km ca. 18 km

13 Vorgehen 1. Berechnung der Vergangenheit und Vergleich mit Beobachtungen (Mittel und Extreme) Güte des Modells 2. Zukunftsszenarien

14 Elbeund Rheineinzugsgebiet

15 Validierung Mittlere Zustände ( z.b. Jahresmittel) Jahreszeitliche Variation Monatliche Variation (Jahresgang) Extreme Ereignisse

16 Beobachtungen ( ) 90) Gesamtniederschlag pro Jahr (mm)( REMO 1/2 ( ) 93) source: ETH, Zürich REMO 1/6 ( )

17 REMO mit Abflussmodellierung

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19 Elbe Hochwasser 2002: Niederschlag für die Zeit vom 10. bis 12. August 2002 [mm] a) Observations (DWD) b) REMO AUG02 Gemessener und berechneter Abfluss in Neu Darchau

20 Klimaszenarien

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22 IPCC Senarien

23 Temperaturtrends von 1960 bis 2100 Barents Sea Region (Land) ~ 5 K Ostseeeinzugsgebiet (Land) ~ 4 K Elbeeinzugsgebiet ~ 4 K Rheineinzugsgebiet ~ 4 K Arctic Climate Impact Assessment (ACIA, 2004): Beobachteter Temperaturtrend von 1960 bis 2000 liegt bei 1.5 K. Gute Übereinstimmung mit dem Modell

24 Anzahl heißer Tage pro Jahr (T max > 30ºC) Änderung zwischen [ und [

25 Tagesniederschlagsmenge, die einmal in 20 Jahren überschritten wird mm/day mm/day

26 PRUDENCE : P-E P-E [mm/a] MPI DMI GKSS KNMI CNRM ETH HC SMHI UCM ITCP Mean Obs. 0 Baltic Sea cat. Danube Elbe Rhine

27 : A2 (P-E=Runoff) changes Change in P-E 20.0% 10.0% 0.0% -10.0% -20.0% -30.0% -40.0% -50.0% Baltic Sea cat. Danube Elbe Rhine REMO DMI GKSS KNMI CNRM ETH HC SMHI UCM ITCP Mean

28 Sommertemperaturen 1961 bis 2100 an Rhein und Elbe Summer Temperature (June-August) REMO 5.1: 0.5 horizontal resolution SRES B2 Rhine Elbe Linear (Elbe) Linear (Rhine) º C

29 Elbeeinzugsgebiet (REMO 5.1, 0.16, SRES Szenario B2) (Kontrolllauf (rot) und Szenarien (schwarz)) Oberflächentemperatur Jahresmittel [ C] Minimum [ C] Maximum [ C] Niederschlag Monatsmittel Minimum Maximum Jahressumme (Min. - Max.) ( ) ( ) ( ) ( )

30 Niederschlagsintensitäten Elbeeinzugsgebiet (Dez.-Feb.) REMO 5.1 (0.16 deg), SRES B2 40 Niederschlagsintensitäten Elbeeinzugsgebiet REMO 5.1 (0.16 deg), SRES B % % < >30 [mm/tag] < >30 [mm/tag] Niederschlagsintensitäten Elbeeinzugsgebiet (Jun.-Aug.) REMO 5.1 (0.16 deg), SRES B % < >30 [mm/tag]

31 Temperatur [ C] und ihre Änderung [ C] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

32 Niederschlag [mm/jahr] und seine Änderung [%] ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

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34 Ein Blick in eine mögliche Zukunft Szenarienläufe des MPI-M (REMO)

35 Ein Blick in eine mögliche Zukunft Szenarienläufe des MPI (REMO) Mittelwerte: (m/s)

36 Zusammenfassung (1/2) (Vergleich Kontrollzeitraum mit Szenario ) Die Temperatur steigt um ca. 1 ºC an. Die Wintermonate erwärmen sich stärker als die Sommermonate. Hauptsächlich nehmen die Winterniederschläge zu (bis 30 %). Die Niederschlagsänderungen sind horizontal sehr unterschiedlich. In der Niederschlags- und in der Temperaturänderung besteht eine starke dekadische Variabilität. Die Zahl der Tage mit Niederschlag über 5 mm steigt an.

37 Zusammenfassung (2/2) (Vergleich Kontrollzeitraum mit Szenario ) Anstieg der mittleren Windgeschwindigkeit in Norddeutschland um ca. 0.2 m/s Leichte Zunahme der Winde, die stärker als > 6 m/s und leichte Abnahme der schwachen Winde