Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Autor: Wilfried Küchler Referat: Klimaschutz, Klimawandel Blockhaus 27. April 2009 Klimawandel in Sachsen

Landesamt für Umwelt , Landwirtschaft und Geologie

Autor:

Wilfried Küchler

Referat: Klimaschutz, Klimawandel

Blockhaus

27. April 2009

Klimawandel in Sachsen

Wilfried KüchlerWilfried KüchlerLfULGLfULGDresden, 15.07.09Dresden, 15.07.09


Autor:

Wilfried Küchler


Klimawandel in Sachsen

Hintergrund

Regionale Klimaentwicklung

Regionale Klimaprojektion

Atmosphärische Zirkulation


Autor:

Wilfried Küchler


• Historische „Meilensteine“ in Deutschland

(Erste) Modellsimulationen liegen vor (1988) Graßl’s Projektion (Deutsches Fernsehen 1988)

Resultate von Klimaprojektionen (Basis: CO2-Effekt /Atmosphärenmodell)

Signifikante Erwärmung in den 90er Jahren (und 21. Jahrhundert)

Problem Klimawandel erkannt (1978) Rat von Sachverständigen für Umweltfragen der Bundesrepublik Deutschland

warnt (29. April 1978): bei weiterem Anstieg der CO2-Emissionen wird befürchtet: -> Abschmelzen des arktischen Eises -> Merklicher Anstieg der globalen Mitteltemperatur

Prof. Dr. Hartmut Graßl Direktor des Met.Instituts der Uni Hamburg (1988) Direktor des Weltklimaforschungsprogramms (WCRP) bei der WMO der UNO


Autor:

Wilfried Küchler

Zschopau

27. März 2009

Globale Temperaturentwicklung 1850 bis 2007 (Quelle: CRU/UK)(Abweichungen vom Mittelwert der Periode 1961 bis 1990)

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

K

1998

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

K


Autor:

Wilfried Küchler

ALASKA - Frühwarnsystem des Klimawandels

Veränderung der JahresmitteltemperaturenIn Alaska 1971–2000. (Quelle:Alaska ClimateResearch Center)


Autor:

Wilfried Küchler


Dresden

15. Juli 2009

1958 – 1998 1,2 ppm/Jahr 2006 1,8 ppm/Jahr 2008 2,2 ppm/Jahr


Autor:

Wilfried Küchler

1,1

2,9

1,4

3,8

1,4

3,8

1,7

4,4

2

5,4

2,4

6,4

0

1

2

3

4

5

6

7

T-Ä

nd

eru

ng

in K

B1 A1T B2 A1B A2 A1FlSzenario

Projizierte Temperaturänderung für Emissionsszenarien (Schwankungsbreite in K)


Autor:

Wilfried Küchler

Globale Temperaturänderungen gegenüber dem heutigen Mittelwert (Mittellinie) der letzten 5,3 Mio. Jahre auf Basis von Tiefseesedimenten

Vorfahre derHominiden


Autor:

Wilfried Küchler


Quelle: Cubasch September 2008


Autor:

Wilfried Küchler


Blockhaus

27. April 2009

Regionale Trends

Lufttemperatur


Autor:

Wilfried Küchler


Trend der Lufttemperatur in Deutschland 1761-2007 Zehnjahres-Perioden / Jahr

7

7,5

8

8,5

9

9,5

1761

–177

0

1771

–178

0

1781

–179

0

1791

–180

0

1801

–181

0

1811

–182

0

1821

–183

0

1831

–184

0

1841

–185

0

1851

–186

0

1861

–187

0

1871

–188

0

1881

–189

0

1891

–190

0

1901

–191

0

1911

–192

0

1921

–193

0

1931

–194

0

1941

–195

0

1951

–196

0

1961

–197

0

1971

–198

0

1981

–199

0

1991

–200

0

2001

–200

7

in °

C


Autor:

Wilfried Küchler


Wärmerekord

Jahr Kälterekord

Jahr

Frühjahr 2007 Frühjahr 1785

Sommer 2003 Sommer 1816

Herbst 2006 Herbst 1786

Winter 2006/07 Winter 1829/30

Jahr 2000 Jahr 1829

Jahreszeitliche Wärmerekorde und Kälterekorde Basis: Gebietsmittelwerte für Deutschland / Zeitraum 1761-2007


Autor:

Wilfried Küchler


Extreme der Sommer-Mitteltemperaturen seit 1761(Deutsches Gebietsmittel: Abweichungen von der Referenzperiode 1961-1990)

1813 1864 184419561907191619131821

1805

1816

2003

194719921994183418261983185917812006

-4,0

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0K


Autor:

Wilfried Küchler

Extreme der Herbst-Mitteltemperaturen seit 1761(Deutsches Gebietsmittel: Abweichungen von der Referenzperiode 1961-1990)

1915 1952190518421774

18291922180519121786

2006

1982200019611949177220051999

19291947

-4,0

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0K


Autor:

Wilfried Küchler



Autor:

Wilfried Küchler


Blockhaus

27. April 2009

Regionale Trends

Niederschlag


Autor:

Wilfried Küchler


Beobachtete Ländermittel der Niederschlagsänderung 1901-2006

Niederschlagstrend 1901-2006 Winter (in %)

+25

+6

Quelle: LfUG


Autor:

Wilfried Küchler


Blockhaus

27. April 2009


Autor:

Wilfried Küchler

Trend der Sommerhalbjahres-Niederschlagshöhen Station Skassa 1901-2000 / 11jährig gleit. Mittel

y = -1,2738x + 423,84

200

250

300

350

400

450

500

1901

1906

1911

1916

1921

1926

1931

1936

1941

1946

1951

1956

1961

1966

1971

1976

1981

1986

1991

1996

Nie

der

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m


Autor:

Wilfried Küchler



Autor:

Wilfried Küchler

Kumulative Niederschlagsdefizite der Sommerhalbjahre Vergleich der Dürrejahre 2003 und 2006

Kumulatives Niederschlagsdefizit in Dresden Jahre 2003 und 2006

-40

-60

-113

-139

-15

-40

-78

-141

-160

-73

-154

-109

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

April Mai Juni Juli August September

De

fizi

t in

mm

2003

2006


Autor:

Wilfried Küchler


Autor:

Wilfried Küchler


Blockhaus

27. April 2009

Atmosphärische

Zirkulation


Autor:

Wilfried Küchler


-> Witterungsklimatologie (Flohn) -> Wetterlagen-Konzept Sachsen seit 1999 diagnostisch und prognostisch

Atmosphärische Zirkulationsverhältnisse

prägen im regionalen Scale die

Stärke des Trends (Anstiegs) der Lufttemperatur

Dynamik von Extremereignissen (Dürreperioden; Starkregenereignisse)

Regionale Differenzierung der Klimaänderungen


Autor:

Wilfried Küchler


Neue aktuelle Forschungsergebnisse

Im Zuge des Klimawandels haben sich (in der Nordhemisphäre)

bereits veränderte Druck- und Zirkulationsmuster eingestellt.

Geophysical Research Letters, 2008 Stanford University, 2009 PIK Potsdam, 2009


Autor:

Wilfried Küchler

Arktis-Klima könnte unwiderruflich gekippt sein

Die Temperaturen in der Arktis steigen dramatisch - schneller, als globale Klimamodelle vorhersagen. Geowissenschaftler machen veränderte Strömungen in der Atmosphäre dafür verantwortlich. Der Eisschwund im Nordmeer kann nicht mehr rückgängig gemacht werden, glauben Forscher. "Den Point of no return haben wir im Fall des arktischen Meereises schon überschritten" "Wenn der polare Dipol erhalten bleibt, dann verlieren wir das arktische Meereis 40 Jahre früher als durch den Einfluss der Treibhausgase allein"

05. Dezember 2008


Autor:

Wilfried Küchler

Höhenwetterkarte vom 17.01.2006Troposphärischer Kältepol über dem Ural nimmt auf dem 55. Breitenkreis eine sehr südliche Position ein.

Dort extrem kalte arktische Festlandsluft und außerordentlich tiefe Temperaturwerte.


Autor:

Wilfried Küchler


Ausgeprägte nord-süd-orientierte Zirkulationsmuster (erhöhtes Potenzial für Temperaturextreme)


Autor:

Wilfried Küchler


Autor:

Wilfried Küchler


Autor:

Wilfried Küchler

Jahreszeitliche Trends der Auftrittshäufigkeit der einzelnen Großwetterlagen

im Zeitraum 1951-2006


Autor:

Wilfried Küchler

Klimaelement Niederschlag

Wetterlagen mit größtem Anteil am Jahresniederschlag in Sachsen->

WZ, NWZ, TRM, TRW (Sommerhochwasser Sachsen)

QUELLE:Andreas Köhl, Diplomarbeit, 2008Veränderungen der Großwetterlagen im Hinblick auf Intensität und räumliche Verteilung der Niederschläge in Sachsen (Untersuchungen für Jahresniederschläge)


Autor:

Wilfried Küchler

Relative Häufigkeiten von Nordwestlagen in verschiedenen Bezugszeiträumen

6,3

16,9

7,6 7,8

8,77

5,87

8,28

10,2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Frü So He Wi

Hä

ufi

gk

eit

en

in %

1917-1941

1991-2005


Autor:

Wilfried Küchler

Relative Häufigkeiten von Südwestlagen in verschiedenen Bezugszeiträumen

1,7

0,17

2,15

5,01

8,91

7,17

11,5

5,91

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Frü So He Wi

Hä

ufi

gk

eit

en

in %

1917-1941

1991-2005


Autor:

Wilfried Küchler


Niederschlagssummen bei vorwiegender Nord- und Nordwestströmung Niederschlagssumme über 30 Tage


Autor:

Wilfried Küchler


Niederschlagssummen bei vorwiegender Südwestanströmung Niederschlagssumme über 7 Tage


Autor:

Wilfried Küchler

Trog Mitteleuropa / Beispiel


Autor:

Wilfried Küchler


Gleitende 11-Jahresmittel des Anteils am Jahresniederschlag(erhöhtes Potenzial für Niederschlagsextreme)


Autor:

Wilfried Küchler

10-jährig gleitende mittlere Andauern der Großwetterlagen 1881-2008

3,7

4,2

4,7

5,2

5,7

6,2

6,7

1881

1884

1887

1890

1893

1896

1899

1902

1905

1908

1911

1914

1917

1920

1923

1926

1929

1932

1935

1938

1941

1944

1947

1950

1953

1956

1959

1962

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

2001

2004

2007

Jahr

An

dau

er (

d)


Autor:

Wilfried Küchler


Blockhaus

27. April 2009

Regionale

Klimaprojektion


Autor:

Wilfried Küchler

Untersuchungsgebiet:

8 – 17° östliche Länge

48 – 55° nördliche Breite

Vergleich:

12 globale Klimamodelle aus neun Ländern

Globale Klimamodell-Ergebnisse für Mitteldeutschland

Modellvergleich


Autor:

Wilfried Küchler

Globale Klimamodell-Ergebnisse für Mitteldeutschland Modellvergleich


Autor:

Wilfried Küchler


Globale Klimamodell-Ergebnisse für MitteldeutschlandModellvergleich

Temperaturtrends im 21. Jahrhundert Ensemle-Mittelwerte

1,5 1,61,8 1,9

1,7

2,8

3,43,2 3,2 3,1

3,3

4,2

3,9 3,9 3,8

0

1

2

3

4

5

6

Frühjahr Sommer Herbst Winter Jahr

Tre

nd

s in

K

B1

A1B

A2


Autor:

Wilfried Küchler

Sommer-Niederschläge: Für das Klimaszenario A1B (weiter starke CO2-Emissionen, Klimaschutzmaßnahmen kommen nur bedingt zum Tragen) wurde die Veränderung der Niederschlagsmenge berechnet. Die Karte zeigt, wie sie sich 2090 bis 2099 relativ zu den Jahren 1980 bis 1999 entwickelt. Die Werte beziehen sich auf die Sommermonate Juni, Juli und August. Waren sich weniger als zwei Drittel der Simulationsrechnungen einig, blieb das Gebiet weiß. Schwarze Punkte stehen für eine mehr als 90-prozentige Übereinstimmung der Modelle.


Autor:

Wilfried Küchler

Niederschlagsdifferenz 2091-2100 zu 1961-1990 in mm (Modell REMO / Szenario A1B)

Winter Frühjahr

Sommer Herbst

%


Autor:

Wilfried Küchler

Globale Klimamodell-Ergebnisse für Mitteldeutschland Modellvergleich

Niederschlagstrends im 21. Jahrhundert Ensemble-Mittelwerte

5,2

-1,8

46,3

3,4

7,3

-18,2

1,2

16,8

2,73,8

-25,3

-1,3

9,7

-2,1

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Frühjahr Sommer Herbst Winter Jahr

Tre

nd

s in

K

B1

A1B

A2


Autor:

Wilfried Küchler


Projizierte jahreszeitliche Temperatur- und Niederschlagsänderung für das 21. Jahrhundert in Sachsen Regionale Klimamodelle WETTREG, STAR, REMO und CLM / 3 Emissionsszenarien

-> Robuste Signale (je stärker THG-Belastung desto stärker Signal)

Lufttemperatur

Erwärmung in allen Jahreszeiten - Winter am stärksten / Frühjahr am schwächsten

Niederschlag

„Sommertrockenheit“ tritt stark hervor- bei REMO in 2. Jahrhunderthälfte

„Winternässe“ relativ schwach ausgeprägt - am deutlichsten bei REMO und CLM

-> In den Übergangsjahreszeiten z.T. widersprüchliche Modellaussagen


Autor:

Wilfried Küchler

Szenario der Niederschlagsänderung in Sachsen im Sommer in der Dekade 2091- 2100 gegenüber der Referenzperiode 1981/2000 unter Szenario B2


Autor:

Wilfried Küchler

Szenario der Niederschlagsänderung in Sachsen im Sommer in der Dekade 2091- 2100

gegenüber der Referenzperiode 1981/2000 unter Szenario A2


Autor:

Wilfried Küchler

Quelle: LfUG, WEREX III, 2004

Häufigkeiten und Andauern von Trockenperioden in Sachsen: Projizierte Trends für das 21. Jahrhundert


Autor:

Wilfried Küchler

Projizierte saisonale Änderung der Niederschlagshöhen 2040-2050, Vergleich zu Referenzwerten 1981-2000

11

-59

30 33

-8

-78

15

-6

42

-15

-100

-75

-50

-25

0

25

50

Winter Frühjahr Sommer Herbst Jahr

Än

der

un

g [m

m]

Görlitz

Carlsfeld


Autor:

Wilfried Küchler


Trockenheit und Dürre im Sommerhalbjahr -> Voraussichtlich Problem Nr. 1 in Sachsen im 21. Jahrhundert

Gravierender Temperaturanstieg (unter 2 K unwahrscheinlich; über 6 K nicht auszuschließen)

Markanter Rückgang der Niederschläge in der Vegetationsperiode

Trockenperioden können erheblich länger andauern (bis zu 90 Tage)

Nur moderate Zunahme der Winterniederschläge

„Umverteilung“ der Niederschläge setzt sich fort

Zusammenfassung Resultate Sachsen


Autor:

Wilfried Küchler


Kein Emissionsszenario (IPCC 2007) widerspiegelt die gegenwärtigen globalen Tendenzen der Treibhausgas-Emission.

Setzt sich diese Entwicklung fort, müssen vorhandene regionale Klimaprojektionen in Frage gestellt werden.

Bis Mitte des 21. Jahrhunderts ist eine signifikante Zunahme extremer Witterungssituationen zu erwarten. Diese Tendenz zeichnet sich diagnostisch bereits ab.

Aktuelle sächsische Forschungsvorhaben sind darauf ausgerichtet, offene Fragen der aktuellen und projizierten weiteren Entwicklung zu klären.

Zusammenfassung Ausblick

DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT

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Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Autor: Wilfried Küchler Referat: Klimaschutz, Klimawandel Blockhaus 27. April 2009 Klimawandel in Sachsen