Geographische Gesellschaft zu Hannover 10

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1 Geographische Gesellschaft zu Hannover 10
Geographische Gesellschaft zu Hannover 10. November Das Klima des 21. Jahrhunderts - Einsichten und Aussichten von Prof. Dr. W. Endlicher Geographisches Institut Humboldt-Universität zu Berlin

2 2. Natürliche Klimaschwankungen
Inhalt des Vortrages 1. Einführung 2. Natürliche Klimaschwankungen 3. Die Eingriffe des Menschen in das Klimasystem 4. Was ist bereits passiert? 5. Wie geht es weiter: Vorwärts in eine Superwarmzeit oder zurück ins Eiszeitalter? Mögliche Szenarios

3 1. Einführung

4 Das Klimasystem der Erde
Hupfer, P. (1996)

5 Charakteristische Zeitkonstanten für die Bestandteile des Klimasystems
Hupfer, P. (1996)

6 Zeit- und Raumdimensionen im Klimasystem

7 Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre

8 Zusammensetzung trockener Luft in der Homosphäre
Hupfer, P. (1996)

9 Strahlungshaushalt der Atmosphäre
Cubasch, U. und D. Kasang (2000)

10 Absorptionsbanden der wichtigsten klimawirksamen Spurengase
in Meeresspiegelniveau in 11km Höhe Aufschlüsselung nach den einzelnen Gasen in Meeresspiegelniveau Schönwiese, Ch.-D. (2003)

11 2. Natürliche Klimaschwankungen

12 Übersicht über die wichtigsten natürlichen Ursachen von Klimaänderungen
Schönwiese, Ch.-D. (2003)

13 Sonnenfleck am 14. Juni 1989 Wanner et al. (2000)

14 Sonnenflecken 11jähriger Zyklus mehr Sonnenflecken => wärmer

15 Die oberflächennahe ozeanische Zirkulation
Hupfer, P. (1996)

16 Der ozeanische Conveyor Belt (thermo-haliner Wasserkreislauf)
Cubasch, U. und D. Kasang (2000)

17 Klimatische Folgen eines Vulkanausbruchs
Cubasch, U. und D. Kasang (2000)

18 Ausbruch des Pinatubo, 1991

19 Vermutlicher Temperaturverlauf der bodennahen Atmosphäre seit Entstehung der Erde
heutiger Temperatur-wert 15,5°C Unsicherheits- bereich Schönwiese, Ch.-D. (1992)

20 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in der letzten Jahrmilliarde
I1: Quartäres Kaltzeitalter A1: Akryogenes Warmklima, hier Devon bis Tertiär I2: Permokarbonisches Kaltzeitalter Schönwiese, Ch.-D. (1994)

21 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in der letzten Jahrmillion
W1: Neo-Warmzeit (Holozän, „Postglazial“) C1: Würmkaltzeit („Glazial“) W2: Eem-Warmzeit („Interglazial“) Schönwiese, Ch.-D. (1994)

22 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 100.000 Jahren
W1: Neo-Warmzeit (Holozän, „Postglazial“) C1: Würmkaltzeit („Glazial“) W2: Eem-Warmzeit („Interglazial“) Schönwiese, Ch.-D. (1994)

23 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 10.000 Jahren
OK: Modernes „Optimum“ PJ: „Kleine Kaltzeit“ OJ: Mittelalterliches Optimum OH: Holozänes „Optimum“ Schönwiese, Ch.-D. (1994)

24 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 1000 Jahren
OK: Modernes „Optimum“ PJ: „Kleine Kaltzeit“ OJ: Mittelalterliches Optimum OH: Holozänes „Optimum“ Schönwiese, Ch.-D. (1994)

25 Verlauf der relativen Abweichungen der Lufttemperatur und des Niederschlags für die gesamte Erdgeschichte Lufttemperatur heute kalt warm Niederschlag heute trocken feucht Quartär 1,8 65 225 570 1000 2000 3000 4000 Känozoisches Kaltzeitalter Tertiär Meso-zoikum Millionen Jahre Permokarbonisches Kaltzeitalter Paläo-zoikum Jungordovizisches Kaltzeitalter Jungproterozoisches Kaltzeitalter Präkam-brium Huronisches Kaltzeitalter Hupfer, P. (1996)

26 Unterschiedliche jahreszeitliche Positionen der Erde im Perihel bzw
Unterschiedliche jahreszeitliche Positionen der Erde im Perihel bzw. Aphel während des Präzessionszeitraumes von Jahren Frühlingsanfang 21. März Sonnenwende 22. Juni heute Sonnenwende 22. Dezember Herbstanfang 23. September Herbstanfang 23. September Sonnenwende 22. Dezember vor Jahren Sonnenwende 22. Juni Frühlingsanfang 21. März Jossaume, S. (1996)

27 Neigung der Erdachse Neigung der Erdachse vor rund 500 Mio. Jahren
Neigung der Erdachse heute Himmels-nordpol Himmels-nordpol Erdachse Erdachse Äquator Äquator Himmelsjahr (2000)

28 Änderungen der Exzentrizität der Erdbahn
Oeschger, H. (1987)

29 Unterschiedliche Positionen der Erde, die zum Anwachsen bzw
Unterschiedliche Positionen der Erde, die zum Anwachsen bzw. Abschmelzen des Eises führen Oeschger, H. (1987)

30 Einstrahlung bei 65°N, 200 000 Jahre vor heute bis 130 000 Jahre nach heute, Mitte Juni
Berger, A. und Loutre, M.F. (1996)

31 3. Die Eingriffe des Menschen in das Klimasystem

32 Zeittafel zum anthropogenen Zusatztreibhauseffekt (I)
Fourier: Erklärung des natürlichen Treibhauseffektes (CO2) Arrhenius: anthropogener Zusatztreibhauseffekt (2,4-3 fach CO2  8-9°C) Callendar: CO2 -Messungen und Erkennung des Anstiegs (Temperatur-zunahme) Manabe: Erste Klima-Modellrechnungen UN: Erste Klimakonferenz Manabe: Erste Klima-Zirkulationsmodellrechnung UN: Erste Weltklimakonferenz und Klima-Deklaration 1984/85 Cubachi/ Farmen: Entdeckung des stratosphärischen Ozonlochs Deutschland: Enquête-Kommission des Bundestages „Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre“ 1987 Konferenz von Montréal

33 Zeittafel zum anthropogenen Zusatztreibhauseffekt (II)
UN: IPCC-Einrichtung UN: Zweite Weltklimakonferenz (Genf) UN: Zweite Umweltkonferenz (UNCED; Rio de Janeiro) UN: Inkrafttreten der Klimarahmenkonvention am 21. März 1994 UN: „Vertragsstaatenkonferenz“ in Berlin Konferenz in Kyoto

34 Anthropogene Emissionen
Schönwiese, Ch.-D. (2003)

35 Die Entwicklung einiger Treibhausgase seit 1750
Hupfer, P. (1996)

36 Die Veränderung der Kohlendioxid-Konzentration seit dem Mittelalter
Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

37 Methan-Konzentration 1840-1995
Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

38 Globaler Methanhaushalt (in 106 t/a)
Hupfer, P. (1996)

39 Natürliche Quellen für die Freisetzung von Methan
Süßwassersediment Reisanbau Wiederkäuer

40 Trend der Konzentration einiger langlebiger anthropogener Spurengase und des Gesamtchlorgehalts in der Troposphäre SF6 = Schwefelhexafluorid FCKW: F11 = CFCl3 F12 = CF2Cl2 Junge, A. (Hrsg.) (2002)

41 Der Trend von CF2Cl2 in der unteren Stratosphäre
Junge, A. (Hrsg.) (2002)

42 Bodennahe Ozon-Konzentration

43 Anthropogen hervorgerufener Strahlungsantrieb als Basis der Temperaturerhöhung
Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

44 4. Was ist bereits passiert?

45 Jahresanomalien 1000-1980 der nordhemisphärisch gemittelten bodennahen Lufttemperatur
Nordhemisphäre - Temperatur Schönwiese, Ch.-D. (2003)

46 Global gemittelte jährliche Beobachtungswerte 1856-2000 der bodennahen Lufttemperatur
Abweichung vom Mittelwert linearer Trend 10-jährig gemittelte Werte Schönwiese, Ch.-D. (2002)

47 Jahresanomalien 1761-2000 der bodennahen Lufttemperatur
---- lineare Trends 1761 bis 1890 und jährig geglättete Daten Schönwiese, Ch.-D. (2003)

48 Lineare Trends der bodennahen Lufttemperatur 1891-1990 in Europa Sommer
+ + Zunahme - Abnahme + - - + - Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

49 Lineare Trends der bodennahen Lufttemperatur 1891-1990 in Europa Winter
+ + + + Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

50 Lineare Trends der Niederschlagshöhe 1891-1990 in Europa Sommer
+ - + - + - Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

51 Lineare Trends der Niederschlagshöhe 1891-1990 in Europa Winter
+ + + + + - - + Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

52 Gleitendes Mittel (11 Jahre) der Häufigkeiten zonaler Großwetterlagen und der Großwettertypen Nord, Ost, Nordost und Südost Gerstengarbe (1998)

53 Häufigkeiten unterschiedlich temperierter Großwetterlagen Europas in % im Sommer (Juni-August) und Winter (Dezember-Februar) Hupfer, P. (1999)

54 30-jährig übergreifende Mittelwerte der Lufttemperatur und das Blattentfaltungsdatum der Roßkastanie (in Genf) Lufttemperatur Blattentfaltungsdatum Hupfer, P. (1996)

55 Veränderung der medianen Durchzugszeiten von Vögeln auf Helgoland zwischen 1961 und 1993
Lozán, J., Graßl, H. u. P. Hupfer (1998)

56 Jährliche Schlüpftermine in Erstbruten, Braunschweig, 1970-1995
Kohlmeise Blaumeise Kleiber Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

57 Anfälligkeit von Flora und Fauna für den Klimawandel
IPCC (2001)

58 Küsten, an denen der relative Meeresspiegel im letzten Jahrhundert um mehr als 0,2 mm/a zugenommen hat bzw. zukünftig weiter zunehmen wird Eisma, D. (1995)

59 Einzelanteile am globalen Meeresspiegelanstieg (cm/100a) nach älteren und jüngeren Abschätzungen von IPCC und Vergleich mit dem säkularen Meeresspiegeltrend Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

60 Längenschwankungen einiger ausgewählter Gletscher seit 1500
Nigardsbreen (Norwegen) Vatnajökull (Island) Gl. D‘Argentiere (Frankreich) unterer Grindelwaldgletscher (Schweiz) Rhonegletscher (Schweiz) Hintereisferner (Österreich)

61 Aufsummierte jährliche Zungenlängenänderungen ausgewählter Schweizer Alpengletscher
Gran Plan Névé Saleina Tschierva Gorner Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

62 Krimmler Kees 1982 und 1997

63 Gletscherrückgang in nur 15 Jahren

64 5. Wie geht es weiter: Vorwärts in eine Superwarmzeit oder zurück ins Eiszeitalter? Mögliche Szenarios

65 Entwicklung und Zukunftsprojektion der Weltbevölkerungszahl sowie Weltprimärenergie seit 1900
SKE = Steinkohle-einheiten Schönwiese, Ch.-D. (2003)

66 Entwicklung von Weltbevölkerungszahl und weltweitem Energieverbrauch 1970-2030

67 Abschätzungen der Weltmitteltemperaturerhöhungen in den nächsten Jahrzehnten

68 Anteilige Zusammensetzung des künftigen Meeresspiegelanstiegs aus thermischer Expansion und Verringerung von Eisreservoiren Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

69 Gesamte Spannbreite für die künftige Meeresspiegelentwicklung
Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

70 Szenarien des IPCC für den Meeresspiegelanstieg
Eisma, D. (1995)

71 Abschätzung des langfristigen Meeresspiegelanstiegs bis 2500
IS92a Szenario bis 2100 vollständige Reduktion aller Treibhausgas-emissionen bis 2200 Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

72 Änderungen in der Flächenausdehnung der Hauptklima- und Vegetationszonen
Hupfer, P. (1996)

73 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen arktischen Gebirge
veränderte Gebiete Beniston, M. (1994)

74 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen temperierten Gebirge
veränderte Gebiete Beniston, M. (1994)

75 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen tropischen Gebirge
veränderte Gebiete Beniston, M. (1994)

76 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen heutige Ausgangslage
A= Bündner Alpen, B=Südbündner Alpen, C= Glarner Alpen, D= Zentralschweizer Alpen, E= Berner Alpen, F= Walliser Alpen Maisch et al. (2000)

77 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 100 m
Maisch et al. (2000)

78 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 400 m
Maisch et al. (2000)

79 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 700 m
Maisch et al. (2000)

80 Szenario für die Gletscher des Vernagtferners

81 Wasserverfügbarkeit pro Person ausgewählter Staaten 1990 und 2025
nach Mintzer (Ed.) (1992)

82 Klimatologische Ereignistage für den Ballungsraum Berlin unter gegenwärtigen und veränderten Klimabedingungen Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

83 Zusammenhang zwischen gefühlter Temperatur und Todesfällen
Jendritzky (2003, unveröffentlicht)

84 L‘Independant, 7. August 2003 Badische Zeitung, 19. August 2003

85 Vertiefende Literatur
Cubasch, U. und D. Kasang (2000): Anthropogener Klimawandel, Gotha Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (Hrsg.) (1998): Das Klima des 21. Jahrhunderts. Warnsignal Klima. Mehr Klimaschutz - weniger Risiken für die Zukunft, Hamburg Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (Hrsg.) (2001): Climate of the 21st century: Changes and risks, Hamburg Schönwiese, Ch.-D. (1992): Klima im Wandel, Stuttgart

86 Prof. Dr. Wilfried Endlicher
Kontakt Prof. Dr. Wilfried Endlicher Humboldt-Universität zu Berlin Geographisches Institut Unter den Linden Berlin