Deutscher Wetterdienst

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1 Deutscher Wetterdienst Klimawandel in Deutschland Stand und neuere Entwicklung Dr. Paul Becker, Vizepräsident Braunschweig, den 07.November 2012

2 CO 2 in ppm Globale Klimaschutz-Abkommen Kyoto-Protokoll vereinbart im Rahmen der UN-Klimarahmenkonvention in Kraft getreten (von genügend Staaten unterzeichnet) - Enthält zahlreiche Maßnahmen, besonders: >>verbindliche Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen<< - gültig bis wurde 2. Verpflichtungsperiode ab 2013 beschlossen CO 2 -Anstieg Quelle: UBA Durban- Ergebnisse : Dez. 2011: Fahrplan für verbindliches weltweites Klimaschutzabkommen Ziel: Abkommen bis 2015, Umsetzung ab 2020 Ergebnis: Steigerung der Ambitionen bei Minderung der Treibhausgas- Emissionen um 2 - oder sogar 1,5 -Obergrenze einzuhalten. Folge: vorerst keine Verschärfung bei Treibhausgasminderung Erwartungen an nächsten Weltklimagipfel (Daha / Katar, Ende 2012): konkretes Arbeitsprogramm zu Ausbreitung der neuen Klimaschutzabkommens, Verschlankung des Verhandlungsprozesses. 2

3 Klimaservices des DWD 3

4 Treibhausgas-Emissionen (in Milliarden Tonnen Kohlenstoff) A2 A1B B SRES Szenarien (Special Report on Emission Scenarios) THG-Emissionen: A2 : nur Zunahme A1B: Abnahme nach 2060 B1 : Abnahme nach 2040 Quelle: MPI-M, 02/2007 4

5 Globale Klimamodelle berechnen die Lufttemperaturänderungen für die Emissionsszenarien Lufttemperatur Je nach Entwicklung der anthropogenen Emissionen ergeben sich verschiedene Erwärmungs- Szenarien. Quelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007) 5

6 Beschreibung von Extremwerten über Perzentile Wie geht das? Wert, z.b. Temperatur [ C] Datenmenge, z.b. Monatsmittel März 1993 bis 2011 (19 Jahre) 6

7 Beschreibung von Extremwerten über Perzentile Wie geht das? Wert, z.b. Temperatur [ C] 4,63 C 3,32 C 1,78 C 85 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 50 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert 15 % der Datenmengenwerte unterschreiten diesen Wert Perzentil 50. Perzentil 85. Perzentil 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Ein Perzentil teilt die Datenmenge in Anteile. Beim 50. Perzentil sind 50% der Zur Werte Ermittlung kleiner und von 50% Perzentilen sind größer. werden Beim die 85. Werte Perzentil der Größe sind nur nach 15% sortiert. der Werte größer. Mit Perzentilen können z.b. Extremwertschwellen definiert werden. 7

8 Veränderung von Parametern Temperatur Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung [K] -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 Änderung [K] -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 8

9 Veränderung von Parametern Temperatur Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung [K] -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 Änderung [K] Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 9

10 Veränderung von Parametern Temperatur Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Zahl der Heißen Tage Änderung [K] von 19 Klimaprojektionsläufen -0,1 0 (A1B-Szenario) 0,1 0,5 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis Zahl der Heißen Tage Dachverband Agrarforschung (DAF) e.v., Wissenschaftliche Tagung Braunschweig,, 07. November

11 Veränderung von Parametern Temperatur Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung [K] -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,6 Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Änderung der Zahl der Heißen Tage auf Basis Zahl der Heißen Tage 1,1 1,5 von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Zahl der Heißen Tage Änderung der Zahl der Heißen Tage auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario)

12 Veränderung von Parametern Temperatur Änderung der Mitteltemperatur linearer Trend Änderung [K] -0,1 0 0,1 0,5 0,6 1,0 1,6 Änderung der Jahresmitteltemperatur auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Änderung der Zahl der Heißen Tage auf Basis 1,1 1,5 von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario) Zahl der Heißen Tage Änderung der Zahl der Heißen Tage auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B-Szenario)

13 Veränderung von Parametern Niederschlag Trend der der mittleren mittleren Niederschlagsmenge Niederschlagsmenge % % 13

14 Veränderung von Parametern Niederschlag der mittleren Niederschlagsmenge Trend der mittleren Änderung Niederschlagsmenge mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) % Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) % % % 14

15 Veränderung von Parametern Niederschlag Trend der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) % Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm Änderung der mittleren Niederschlagsmenge >15 Tage/Dekade Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm >15 Tage/Dekade % %

16 Veränderung von Parametern Niederschlag Trend der mittleren Niederschlagsmenge Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Zahl der Tage mit Änderung Niederschlag über Starkregenhäufigkeit 30mm (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu % Projektionen >15 Tage/Dekade A1B-Szenario Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen >15 Tage/Dekade deutliche Zunahme A1B-Szenario moderate Zunahme keine Änderung deutliche Zunahme moderate Zunahme keine Änderung leichte Abnahme leichte Abnahme % Dachverband Agrarforschung (DAF) (DAF) e.v., e.v., Wissenschaftliche Tagung Tagung Braunschweig, 07. November 2012 Braunschweig,, 07. November

17 Veränderung von Parametern Niederschlag Trend der mittleren Niederschlagsmenge % Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm deutliche Zunahme >15 Tage/Dekade moderate Zunahme keine Änderung leichte Abnahme Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario deutliche Zunahme moderate Zunahme keine Änderung leichte Abnahme % Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario Dachverband Agrarforschung (DAF) (DAF) e.v., e.v., Wissenschaftliche Tagung Tagung Braunschweig, 07. November 2012 Braunschweig,, 07. November

18 Veränderung von Parametern Wind Wind Nordsee/Deutsche Bucht Wind Nordsee/Deutsche Bucht

19 Veränderung von Parametern Wind Wind Nordsee/Deutsche Änderung Bucht der mittleren Windgeschwindigkeit Wind Nordsee/Deutsche Bucht vs Projektionen Änderung der mittleren Windgeschwindigkeit vs Projektionen % % 19

20 Veränderung von Parametern Wind Wind Nordsee/Deutsche Bucht Entwicklung 98. Perzentil des geostr. Windes Deutsche Bucht Änderung der mittleren Windgeschwindigkeit Änderung der mittleren Windgeschwindigkeit vs vs. 6 Projektionen Entwicklung 98. Perzentil des geostr. Windes Deutsche Bucht 6 Projektionen % % 20

21 Veränderung von Parametern Wind Wind Nordsee/Deutsche Bucht Entwicklung 98. Perzentil des geostr. Windes Deutsche Bucht Änderung der mittleren Windgeschwindigkeit vs Änderung der Sturmhäufigkeit 6 Projektionen (99. Perzentil) Entwicklung 98. Perzentil des geostr. Windes Deutsche Bucht bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario deutliche Zunahme moderate Zunahme leichte Abnahme Änderung der Sturmhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario deutliche Zunahme moderate Zunahme leichte Abnahme % 21

22 Veränderung von Parametern Wind Wind Nordsee/Deutsche Bucht Entwicklung 98. Perzentil des geostr. Windes Deutsche Bucht Änderung der mittleren Windgeschwindigkeit vs Änderung der Sturmhäufigkeit 6 Projektionen (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario deutliche Zunahme moderate Zunahme leichte Abnahme Änderung der Sturmhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Vergleich zu Projektionen A1B-Szenario deutliche Zunahme moderate Zunahme leichte Abnahme % 22

23 Hagel Radiosondendaten CAPE 1200 UTC, Man-Kendall Trendtest, Bereinigung Autokorrelation 90. und 95. Perzentil (Weibull-Vert.) Änderung 10. Perzentil LI surface vs , CCLM-Realisierungen mit verschiedenen Antrieben CCCma3 ECHAM5 R1 ECHAM5 R2 ECHAM5 R3 Deutschland 23

24 Änderungstrend [in Tagen pro Monat] Klimaprojektionen Zyklonale Südwestlage Extreme Wetterlagen Treten extreme Wetterlagen zukünftig häufiger auf? Verteilung der höchsten Gebietsniederschläge (Zeitraum ) Tief Mitteleuropa Auswahl von Wetterlagenklassen Tief Britische Inseln Nordwestlage Höhentrog Szenarienbasis: A1B, A2, B1 Zum Vergleich Hochdrucklage 24 Strömung aus: Nordwest Südwest

25 Forschungsbedarf IPCC RCP Szenarien für AR5 Anthropogener und natürlicher Strahlungsantrieb Fossile und industrielle CO 2 -Emissionen Quelle: Van Vurren et al. (2009), Scenario White Paper 25

26 Was ist zu tun? Ozean/Kryosphäre Aerosole Treibhausgase & solarer Strahlungsantrieb Biosphäre hell: als Randbedingung ggf. variabel vorgegeben dunkel: interaktiv, d.h. vollständig gekoppelt, mit zu modellieren 26

28 Beobachtungen Die Datenbasis erweitern Satellitendaten Satellitenprodukt (CM-SAF) Interpolierte Bodendaten 900 Jahressumme der solaren Einstrahlung 2005 in kwh/m² höhere räumliche Auflösung bessere Erfassung extremer Ereignisse 28

29 Beobachtungen Die Datenbasis erweitern Radar zur Erfassung räumlicher Verteilung von extremen Niederschlägen Interpolierte Bodenmessungen mm kombinierte Radar- und Beobachtungsdaten Dortmund Dortmund Monatswert Juli 2008 Dortmund, : Beispiel für gravierende Unterschiede durch Nicht-Erfassung lokaler Ereignisse an Bodenmessstationen. Notwendigkeit zur Nutzung der Radarmessungen 29

31 Deutsche Anpassungsstrategie Raumentwicklung und Zivilschutz Energiewirtschaft Menschliche Gesundheit Bodenschutz Wasserwirtschaft, Hochwasserschutz Landwirtschaft DAS Industrie u. Gewerbe Finanzwirtschaft Biodiversität u. Naturschutz Bauwesen Fischerei Forstwirtschaft Verkehr, Verkehrsinfrastruktur Tourismus Dachverband Agrarforschung (DAF) (DAF) e.v., e.v., Wissenschaftliche Tagung Tagung Braunschweig, 07. November 2012 Braunschweig,, 07. November

32 Klimaprojektionen Ensembleansatz Abschätzung der Unsicherheiten Ensembleansatz für Klimaprojektionen Treibhausgasemissionen Globales Klima Regionales Klima Handlungsoptionen Nutzeranforderungen Nutzer Treibhausgaskonzentrationen Regionale Klimafolgen 32

33 vs Biomasse (Bsp. Maisabreife) Trend und Zukunft Trend der Maisabreife (% Gesamttrockenmasse) Trend der Bodentemperatur Trend der Bodentemperatur Extreme Jahre im der Maisabreife Änderung der Gesamttrockenmasse auf Basis von 6 regionalen Klimamodellen (A1B) 34

34 vs Biomasse (Bsp. Maisabreife) Trend und Zukunft Trend der Maisabreife (% Gesamttrockenmasse) Trend der Maisabreife (% Gesamttrockenmasse) Trend der Bodentemperatur Extreme Jahre im der Maisabreife Änderung der Gesamttrockenmasse auf Basis von 6 regionalen Klimamodellen (A1B) 35

35 vs Biomasse (Bsp. Maisabreife) Trend und Zukunft Trend der Maisabreife (% Gesamttrockenmasse) Trend der Bodentemperatur Extreme Jahre der Maisabreife Extreme Jahre im der Maisabreife Änderung der Gesamttrockenmasse auf Basis von 6 regionalen Klimamodellen (A1B) 36

36 vs vs Biomasse (Bsp. Maisabreife) Trend und Zukunft Trend der Maisabreife (% Gesamttrockenmasse) Trend der Bodentemperatur Änderung der Gesamttrockenmasse auf Basis von 6 regionalen Klimamodellen (A1B) Extreme Jahre im der Maisabreife Änderung der Gesamttrockenmasse auf Basis von 6 regionalen Klimamodellen (A1B) 37

38 Nutzerberatung und Information Klimaatlas Deutschland Navigieren durch das aktuelle und projizierte Klima Deutschlands auf Basis von Beobachtung und regionaler Klimamodellierung 39

39 Deutscher Wetterdienst Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Braunschweig, den 07.November 2012