Folgen des Klimawandels: Beispiel Indien

Transkript

1 Folgen des Klimawandels: Beispiel Indien Dr. Brigitte Knopf Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK) Brigitte Knopf (PIK) 1

2 Folgen des Klimawandels Gletscherschmelze Meeresspiegelanstieg Veränderung der Monsun-Dynamik Brigitte Knopf (PIK) 2

3 Gletscherschmelze Die Gletscher des Himalaya spielen eine entscheidende Rolle für die Trinkwasserversorgung 67 % aller ca Gletscher im Himalaya befinden sich seit 1850 auf dem Rückzug (WWF, 2005) Starke Korrelation zwischen Temperaturanstieg und Gletscherschmelze In den letzten drei Jahrzehnten: starker Anstieg der Rückzugsgeschwindigkeit (ICSI, 1999) Brigitte Knopf (PIK) 3

4 Rückzug der Gletscher Ursprungsgletscher des Ganges: Gangotri-Gletscher, Rückzug seit 1780 Quelle: WWF 2005 Brigitte Knopf (PIK) 4

5 Gletscherschmelze Bildung von Gletscherseen mit der Gefahr von Überschwemmungen Quelle: Nasa Brigitte Knopf (PIK) 5

6 Gletscherschmelze: Konsequenzen Ergebnisse einer Modellstudie (SAGARMATHA-Project, 2004) Zunächst: vermehrter Wasserzufluss mit Gefahr von Überschwemmungen Gegen Ende 2100: 30-90% Reduktion des Wasserflusses Stromabwärts geringere Auswirkungen Weitere Konsequenzen Bedrohung für Indiens Pläne, Wasserkraft zu nutzen Bedrohung der Trinkwasserversorgung für Millionen Menschen (10% der Weltbevölkerung!) Brigitte Knopf (PIK) 6

7 Meeresspiegelanstieg Gefährdung von Mumbai (IPCC-TAR 2001) Flüchtlingsproblematik Bangladesch Brigitte Knopf (PIK) 7

8 Monsun: Phänomen Sommer Winter große Temperaturunterschiede zwischen Land und Ozean halbjährliche Änderung der Windrichtung feuchte Sommer und relativ trockene Winter Brigitte Knopf (PIK) 8

9 Modell des indischen Monsuns z F lw F s F s Solar Radiation F lw Longwave radiation A Advection P Precipitation E Evapotranspiration R Runoff D Percolation A T(z), q(z) A T Tib, q Tib T oc, q oc Indian Ocean R D w 1 w 2 E P Tibet S 20 N N Prognostische Variablen: T a Temperatur, q a relative Feuchte, w 1 /w 2 Bodenfeuchte Zickfeld et al. (2005) Brigitte Knopf (PIK) 9

10 Das Modell: Gleichungen Atm. Wärme Atm. Wasserdampf Bodenfeuchte in oberer Bodenschicht Bodenfeuchte in unterer Bodenschicht Brigitte Knopf (PIK) 10

11 Modellvalidierung Brigitte Knopf (PIK) 11

12 Stabilität des Monsuns Zwei mögliche Zustände des Monsuns: trockener Monsun feuchter Monsun Brigitte Knopf (PIK) 12

13 Stabilität des Monsuns trockener Monsun Albedo Änderung: Steigende Aerosol- Emissionen feuchter Monsun Waldrodung / Landnutzungsänderungen Brigitte Knopf (PIK) 13

14 Stabilität des Monsuns trockener Monsun Steigende CO 2 -Emissionen feuchter Monsun Brigitte Knopf (PIK) 14

15 Worst-case: Achterbahneffekt trockener Monsun Steigende Aerosol- Emissionen feuchter Monsun Brigitte Knopf (PIK) 15

16 Worst-case: Achterbahneffekt trockener Monsun feuchter Monsun Steigende CO 2 -Emissionen + Reduzierung der Aerosol-Emissionen Brigitte Knopf (PIK) 16

17 Aerosol Emissionen Quelle: NASA Brigitte Knopf (PIK) 17

18 Stabilität des Monsuns Bifurkationsdiagramm stabil instabil heutiger Zustand Oberflächenalbedo A s Zickfeld et al. (2005) Brigitte Knopf (PIK) 18

19 Monte Carlo Analyse Lage der Bifurkation: Vergleich der Parametersätze alle (P 40 ) anthropogene (PA5 ) Oberflächenalbedo A s Knopf et al. (2006) Brigitte Knopf (PIK) 19

20 Oberflächenalbedo A s Knopf et al. (2006) Monte Carlo Analyse stabil instabil heutiger Zustand alle P 40 anthropogene P A5 Brigitte Knopf (PIK) 20

21 Veränderung des Jahresgangs Knopf et al. (2007), submitted Brigitte Knopf (PIK) 21

22 Stabilität unter Klimawandel Bistabilität des Monsuns Wahrscheinlichkeit des Ausbleibens kann aus reduziertem Modell nicht geschlossen werden große Unsicherheit bezüglich der genauen Lage dieses Kipp-Punktes ( tipping point ) Brigitte Knopf (PIK) 22

23 El Niño und Monsun El Niño beschreibt Temperaturanomalie im Pazifik Quelle: NCEP, MPI-MET Brigitte Knopf (PIK) 23

24 ENSO und Monsun El Niño führt zu Dürren, La Niña zu vermehrtem Niederschlag Unter Klimawandel: möglicherweise häufigere und stärkere El Niño Ereignisse Starke Erwärmung im Zentralen Pazifik könnte zu Dürren führen Andererseits: Erwärmung des Indischen Ozeans vermehrter Niederschlag Brigitte Knopf (PIK) 24

25 Klimawandel und Monsun Leichte Zunahme der interannuellen Variabilität (ca. 10% bis 2100) Ernteausfälle bis zu 70% in 2100 möglich Jetzt beobachtbar: Zunahme von heftigen Niederschlagsereignissen Quellen: Stern Review on the economics of climate change, 2006 Goswami et al., Science, 2006 Brigitte Knopf (PIK) 25

26 Zusammenfassung Abschmelzende Gletscher Gefahr durch Meeresspiegelanstieg Ausbleiben des Monsuns durch erhöhte Aerosol- Emissionen möglich Worst-case Szenario: Achterbahneffekt Einfluss von ENSO auf Monsun unter Klimawandel sehr unsicher Zunahme von heftigen Niederschlagsereignissen Brigitte Knopf (PIK) 26