Dr. Hans Schipper - Landkreis Mainz-Bingen
Dr. Hans Schipper - Landkreis Mainz-Bingen
Dr. Hans Schipper - Landkreis Mainz-Bingen
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Klimaszenarien für Deutschland<br />
Extremwetter im Klimawandel<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong><br />
KIT-Zentrum Klima und Umwelt / Süddeutsches Klimabüro<br />
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und<br />
nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft<br />
www.kit.edu
2<br />
Das Süddeutsche Klimabüro am KIT<br />
Anfragen Kompetenzen<br />
Medien<br />
Bürger<br />
Vereine<br />
Organisationen<br />
Wirtschaft<br />
Entscheidungsträger<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
www.sueddeutsches-klimabuero.de<br />
KIT-Einrichtungen<br />
assoz. Einrichtungen<br />
Universitäten<br />
LUBW<br />
BfG<br />
DLR-IPA<br />
Medienarbeit - Bürgeranfragen - Vorträge<br />
Klimadaten - Klimainformationen - Forschungsaufträge
3<br />
Das Netzwerk der Regionalen Helmholtz-Klimabüros<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
4<br />
Inhalt<br />
Das Klima im Wandel<br />
Klimamodellierung<br />
Extremereignisse<br />
Beispiele<br />
Winterstürme<br />
Hagel<br />
Hochwasser<br />
Starkniederschläge<br />
Wissen über Klima(-wandel) vermitteln<br />
Politik und Eigeninitiative<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
5<br />
Zeitskalen<br />
Klimaantriebe Zeitskalen der Änderung<br />
Plattentektonik Millionen Jahre<br />
Erdbahnparameter Hunderttausend Jahre<br />
Landnutzung Jahrzehnte<br />
Solaraktivität Jahre bis Jahrzehnte<br />
interne Klimaschwankungen Jahre bis Jahrzehnte<br />
Einzelne Vulkanausbrüche Wenige Jahre<br />
anthropogene<br />
Treibhausgasemissionen<br />
25.03.2011<br />
Jahrzehnte<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Paläoklimatologie<br />
Klimaprojektionen
6<br />
Beispiel Klimaänderung<br />
September 1979<br />
September 2007<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Meereisausdehnung in September<br />
Eine Abnahme von<br />
± 3 Mio. km 2 in 30 Jahre<br />
Das entspricht 3 Mal der Oberfläche<br />
von Deutschland und Frankreich<br />
zusammen!
7<br />
Räumliche Skalen<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
K<br />
Bezugszeitraum: 1961-1990<br />
Daten für Deutschland und Baden-Württemberg: DWD<br />
Daten global: NASA
8<br />
Räumliche Skalen<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
9<br />
Globaler Temperaturverlauf<br />
25.03.2011<br />
9 der 10 wärmsten Jahre waren ab 2000.<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
Für das Verständnis des Klimas braucht man seine Zusammenhänge zu verstehen<br />
Da ergibt es zwangläufig viele Unbekannte Treibhausgasemissionen<br />
10 25.03.2011 <strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
11 25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
12<br />
Die IPCC Szenarien<br />
Szenarienbildung: IPCC-SRES (Special Report on Emissions Scenarios)<br />
25.03.2011<br />
Globale Entwicklung<br />
Treibhausgasemission<br />
Klimaänderung<br />
mehr Wachstum<br />
mehr Emissionen<br />
stärkere Klimaänderung<br />
weniger Wachstum<br />
weniger Emissionen<br />
schwächere Klimaänderung<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Quelle: IPCC, 2007
13<br />
CO 2-Szenarien<br />
25.03.2011<br />
Quelle: www.welt.de Abb. verändert nach IPCC (2007): Climate Change 2007,<br />
Working Group I: The Science of Climate Change, Figure<br />
10.26.<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
14<br />
Tatsächliche CO 2-Zunahme<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
The Copenhagen Diagnosis, 2009
15<br />
Entwicklung der Klimamodelle<br />
Quelle: IPCC, 2007<br />
25.03.2011<br />
(1995)<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
(2001)<br />
(1990)<br />
(2007)
16<br />
Die IPCC Szenarien<br />
25.03.2011<br />
Quelle: IPCC, 2007<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
17<br />
Beispiel Temperatur<br />
Änderung der bodennahen Temperatur relativ zu 1980-1999<br />
B1<br />
A1B<br />
A2<br />
25.03.2011<br />
2011 – 2030 2046 – 2065 2080 – 2099<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Quelle: IPCC, 2007
18<br />
Klimamodellierung<br />
3-dimensionales Gitter, Atmosphäre und<br />
Ozean in Gitterzellen zerlegt<br />
Qualität abhängig von Auflösung<br />
(abhängig von Computerleistung)<br />
Typen regionaler Klimamodelle<br />
25.03.2011<br />
dynamisch<br />
(REMO, COSMO-CLM)<br />
statistisch<br />
(STAR, WETTREG)<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
x = 18 km<br />
x = 100 km<br />
x = 250 km
19<br />
Änderung der Lufttemperatur – regional<br />
25.03.2011<br />
2,5 bis 2,75 °C<br />
3,5 bis 3,75 °C<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Quelle: MPI-M, Hamburg
20<br />
Verschiedene Gebiete verschieden betroffen<br />
Änderung des<br />
Sturmklimas<br />
Quelle: Umweltbundesamt<br />
25.03.2011<br />
starke<br />
Erwärmung<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
rückläufige<br />
Niederschläge<br />
Änderung der<br />
Vegetationszonen
21<br />
Änderung der Frosttage<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Quelle: IMK-TRO/KIT (2010) in Klimawandel in Baden-<br />
Württemberg
22<br />
Änderung der Frosttage<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Quelle: IMK-TRO/KIT (2010) in Klimawandel in Baden-<br />
Württemberg
23<br />
EXTREMEREIGNISSE<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
24<br />
Extremereignisse im Klimawandel<br />
Orkantief Kyrill (17./18. Januar 2007)<br />
Spitzenwindgeschwindigkeiten > 200 km pro Stunde<br />
Einige Tornados (F3) im Bereich der Kaltfront<br />
43 Tote (Europa)<br />
Gesamtschäden Deutschland ~4.7 Mrd. €<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
25<br />
Extremereignisse im Klimawandel<br />
Hagelsturm Villingen-Schwenningen 28. Juni 2006<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
26<br />
Extremereignisse im Klimawandel<br />
Hagelsturm Villingen-Schwenningen 28. Juni 2006<br />
25.03.2011<br />
Karlsruhe<br />
Villingen<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Stuttgart<br />
Schadenfrequenz<br />
(Gebäudeschäden)<br />
und Zugbahnen<br />
>70%
27<br />
Extremereignisse im Klimawandel<br />
Hagelsturm Villingen-Schwenningen 28. Juni 2006<br />
erhebliche Schäden an Karlsruhe Gebäuden, Fahrzeugen, landwirtsch. Kulturen<br />
25.03.2011<br />
Villingen<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Stuttgart<br />
Schadenfrequenz<br />
(Gebäudeschäden)<br />
und Zugbahnen<br />
Starkniederschläge, Orkanböen, tennisballgroße Hagelkörner<br />
>100 Verletzte, 1 Toter<br />
Gebäudeschäden > 250 Mio €<br />
>70%
28<br />
Schadenerfahrungen Baden-Württemberg<br />
Sehr hohe Schadensummen durch Extremereignisse<br />
Höchste Schadensummen durch Winterstürme und Hagelschlag<br />
Schadenpotentiale > 1 Mrd.€<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
38.1%<br />
31.9%<br />
1986-2008
29<br />
Extreme (seltene) Ereignisse<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
30<br />
Von Daten zu Modellen<br />
Daten • Beobachtungen an Messstationen<br />
Methodik • Trendanalyse und Signifikanztests<br />
Vergangenheit<br />
Validierung<br />
Klimamodelle<br />
Änderungsszenarien<br />
25.03.2011<br />
• Verknüpfung von Daten mit anderen meteorologischen Parametern<br />
• Vergleich/Validierung Beobachtungen und regionale Klimamodelle<br />
• Entwicklung in die Zukunft<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
31<br />
Fragestellungen<br />
Zusammenhang zwischen anthropogen<br />
bedingte Klimawandel und extremer<br />
Wettersysteme<br />
Analysen und Trends von meteorologischen<br />
Extremereignissen<br />
Unterschiede in der Häufigkeit von<br />
Extremereignissen auf lokaler Ebene<br />
Beispiele<br />
25.03.2011<br />
Winterstürme<br />
Hagel<br />
Hochwasser<br />
Starkniederschläge<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
32<br />
Winterstürme<br />
regionales globales Klimamodell Klimamodell<br />
REMO ECHAM5Δx Δx ~ ~ 10 250 km<br />
km<br />
10-jährliche Böengeschwindigkeit<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
„gemessen“<br />
CEDIM Δx ~ 1 km
33<br />
Winterstürme<br />
Relative Änderungen der 10-jährlichen Böengeschwindigkeit:<br />
Anzahl der Simulationen mit Anstieg<br />
7 Simulationen<br />
REMO +<br />
CCLM-KL<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Anstieg<br />
nicht eindeutig<br />
kein Anstieg<br />
Rauthe et al., Meteor. Z, eingereicht
34<br />
Hagel<br />
Charakteristika<br />
25.03.2011<br />
seltene Ereignisse (in einem Gebiet)<br />
lokal sehr begrenzt<br />
Überlagerung langfristiger Schwankungen (natürliche Klimavariabilität)<br />
Wahrscheinlichkeit für neuen Rekord: p ~ 1/a (a = Jahre)<br />
Zugbahnen der 30 stärksten Hagelunwetter 1997-2007<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Baden-Württemberg<br />
aus Versicherungsdaten
35<br />
Hagel<br />
Gewitterstürme<br />
Problematik: starke lokale Begrenzung<br />
Anforderungen Messungen:<br />
Klimamodelle<br />
1970-2050<br />
25.03.2011<br />
- hohe räumliche Auflösung (~1 km)<br />
- lange Messreihen<br />
- homogene, eindeutige Datensätze<br />
kein Datensatz erfüllt alle Kriterien<br />
Gewitterpotential<br />
Blitzdaten<br />
1991-2009<br />
Kombination verschiedener Messdaten<br />
Gewittertage<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Versicherung<br />
1986-2010<br />
Gebäudeschäden<br />
Radardaten<br />
IMK / DWD<br />
1997-2010<br />
Ereignisse<br />
Radiosonden<br />
1952/1978-2009<br />
Gewitterpotenzial
36<br />
Starkniederschläge<br />
25.03.2011<br />
Trend<br />
> 50 %<br />
-50 – -40 %<br />
-40 – -30 %<br />
-30 – -20 %<br />
-20 – -10 %<br />
-10 – 0 %<br />
0 – 10 %<br />
10 – 20 %<br />
20 – 30 %<br />
30 – 40 %<br />
40 – 50 %<br />
> 50%<br />
Trends der Starkniederschläge 1931 - 2000<br />
KLIWA Stationsdaten, hydrol. Sommer-Halbjahr<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Signifikanz<br />
< 80 %<br />
> 80 %<br />
> 90 %<br />
> 95 %
37<br />
Starkniederschläge<br />
25.03.2011<br />
Frühjahr Sommer Herbst Winter<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
1971 - 2000<br />
2011 - 2040<br />
2041 - 2070<br />
2071 - 2100<br />
Mittlerer Niederschlag im 21. Jahrhundert<br />
Beispiel: Ensemble CLM-Konsortialläufe Quelle: IMK, 2011
38<br />
Hochwasser<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Emissionsszenarien<br />
Globale Klimamodelle<br />
Regionale Klimamodelle<br />
Hydrologische Modelle<br />
Quelle: IMK, 2011
39<br />
Hochwasser<br />
25.03.2011<br />
Wahrscheinlichkeit [mm/Tag]<br />
Abnahme unter<br />
5—15 mm/day<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Zunahme ab<br />
5—15 mm/Tag<br />
Niederschlagsintensität [mm/Tag]<br />
Quelle: IMK, 2011
40<br />
Zwischenfazit<br />
Winterstürme<br />
Hagel<br />
Im Norden von Deutschland ist mit einer Zunahme zu rechnen<br />
Im Süden von Deutschland sind die Modelle sich uneinig<br />
Starke räumliche Variabilität<br />
Abhängig von welchen Größen betrachtet wird, ändert sich das Ergebnis<br />
Starkniederschläge<br />
Starke räumliche Variabilität<br />
Mittlere Niederschläge: Zunahme im Winter und Abnahme im Sommer<br />
Hochwasser<br />
25.03.2011<br />
Stark von der Kopplung Meteorologie-Hydrologie abhängig<br />
Abnahme Niederschläge unter 5-15 mm/Tag; Zunahme ab 5-15 mm/Tag<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
41<br />
Wissen über Klima(-wandel) vermitteln<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
42<br />
Regionale Klimaatlas Deutschland<br />
www.regionaler-klimaatlas.de<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
43<br />
Regionale Klimaatlas Deutschland<br />
www.regionaler-klimaatlas.de<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
44<br />
Einzelne Elemente<br />
Auswahl einzelner Bundesländer<br />
Auswahl der Jahreszeiten<br />
Auswahl des Zeitraums<br />
Auswahl der Parameter<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
45<br />
Darstellung<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
46<br />
Darstellung<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Ergebnisse lassen<br />
sich direkt mit<br />
anderen Parametern<br />
vergleichen
47<br />
Darstellung für Modellnutzer<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Auswahlmöglichkeit<br />
Szenario<br />
Globalmodell<br />
Regionales Modell<br />
Datenbank<br />
Metainformationen<br />
Ausführender Instanz
48<br />
Politik und Eigeninitiative<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
49<br />
Klimagipfel Kopenhagen<br />
Delegierte aus 192 Ländern (viermal so viele wie 1997 in Kyoto)<br />
bis zu 15000 Teilnehmer, darunter zahlreiche Staatsoberhaupte<br />
Ergebnisse (es gibt sie tatsächlich!):<br />
Der Mensch ist für den Anstieg der globalen Mitteltemperatur<br />
hauptsächlich verantwortlich<br />
Ein ungebremster Anstieg der Temperatur führt zu unkontrollierten<br />
Folgen Kipp-Punkte (Begründung vom 2°-Ziel)<br />
Klimaschutz ist möglich wenn alle mitmachen<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
50<br />
Klimagipfel Cancún<br />
Grundlage für ein Nachfolgeabkommen des Kyoto-Vertrags.<br />
25.03.2011<br />
Die Industrieländer erkennen die Erkenntnisse des Weltklimarats IPCC<br />
an<br />
Die Industrieländer nehmen die freiwilligen Zusagen von CO 2-<br />
Einsparzielen zur Kenntnis<br />
Der Vertrag drängt die Industrieländer dazu, ihre CO 2-<br />
Einsparmaßnahmen aufzustocken.<br />
Waldreiche Länder, allen voran Russland, können ihre<br />
Treibhausgasemissionen gegenrechnen<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland
51<br />
CO 2-Ausstoß reduzieren<br />
25.03.2011<br />
Anteil CO 2 pro Kopf in t<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Hauptemittenten CO 2 (2007)<br />
Deutschland ist Platz 6 in der Welt!<br />
CO 2 Emissionen in Mio. t<br />
Quelle: International Energy Agency IEA, 2009
52<br />
CO 2-Rechner<br />
25.03.2011<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
Verträglich:<br />
2.5 t/Jahr CO 2<br />
pro Einwohner<br />
Konsum<br />
Ernährung<br />
Verkehr<br />
Energie: Strom,<br />
Wärme<br />
Öffentl. Bereich<br />
CO2-Rechner<br />
lfu.klima-aktiv.de
53<br />
VIELEN DANK<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Hans</strong> <strong>Schipper</strong> - Klimaszenarien für Deutschland<br />
www.sueddeutsches-klimabuero.de<br />
www.klimabuero.de<br />
www.regionaler-klimaatlas.de<br />
Mit Dank an folgenden Mitarbeitern des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung:<br />
Susanna Mohr, Marc Puskeiler, Peter Berg, Hendrik Feldmann, <strong>Dr</strong>. Michael Kunz u.A.<br />
25.03.2011
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