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10.11.2003 Geographische Gesellschaft zu Hannover 10. November 2003 Das Klima des 21. Jahrhunderts - Einsichten und Aussichten von Prof. Dr. W. Endlicher.

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1 10.11.2003 Geographische Gesellschaft zu Hannover 10. November 2003 Das Klima des 21. Jahrhunderts - Einsichten und Aussichten von Prof. Dr. W. Endlicher Geographisches Institut Humboldt-Universität zu Berlin

2 10.11.2003 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 10.11.2003 1. Einführung

4 10.11.2003 Das Klimasystem der Erde Hupfer, P. (1996)

5 10.11.2003 Hupfer, P. (1996) Charakteristische Zeitkonstanten für die Bestandteile des Klimasystems

6 10.11.2003 Zeit- und Raumdimensionen im Klimasystem

7 10.11.2003 Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre

8 10.11.2003 Hupfer, P. (1996) Zusammensetzung trockener Luft in der Homosphäre

9 10.11.2003 Cubasch, U. und D. Kasang (2000) Strahlungshaushalt der Atmosphäre

10 10.11.2003 Absorptionsbanden der wichtigsten klimawirksamen Spurengase Schönwiese, Ch.-D. (2003) in Meeresspiegelniveau in 11km Höhe Aufschlüsselung nach den einzelnen Gasen in Meeresspiegelniveau

11 10.11.2003 2. Natürliche Klimaschwankungen

12 10.11.2003 Übersicht über die wichtigsten natürlichen Ursachen von Klimaänderungen Schönwiese, Ch.-D. (2003)

13 10.11.2003 Sonnenfleck am 14. Juni 1989 Wanner et al. (2000)

14 10.11.2003 Sonnenflecken 11jähriger Zyklus mehr Sonnenflecken => wärmer

15 10.11.2003 Die oberflächennahe ozeanische Zirkulation Hupfer, P. (1996)

16 10.11.2003 Cubasch, U. und D. Kasang (2000) Der ozeanische Conveyor Belt (thermo-haliner Wasserkreislauf)

17 10.11.2003 Klimatische Folgen eines Vulkanausbruchs Cubasch, U. und D. Kasang (2000)

18 10.11.2003 Ausbruch des Pinatubo, 1991

19 10.11.2003 Vermutlicher Temperaturverlauf der bodennahen Atmosphäre seit Entstehung der Erde Schönwiese, Ch.-D. (1992) heutiger Temperatur- wert 15,5°C Unsicherheits- bereich

20 10.11.2003 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in der letzten Jahrmilliarde Schönwiese, Ch.-D. (1994) I 1 : Quartäres Kaltzeitalter A 1 : Akryogenes Warmklima, hier Devon bis Tertiär I 2 : Permokarbonisches Kaltzeitalter

21 10.11.2003 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in der letzten Jahrmillion Schönwiese, Ch.-D. (1994) W 1 : Neo-Warmzeit (Holozän, Postglazial) C 1 : Würmkaltzeit (Glazial) W 2 : Eem-Warmzeit (Interglazial)

22 10.11.2003 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 100.000 Jahren Schönwiese, Ch.-D. (1994) W 1 : Neo-Warmzeit (Holozän, Postglazial) C 1 : Würmkaltzeit (Glazial) W 2 : Eem-Warmzeit (Interglazial)

23 10.11.2003 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 10.000 Jahren Schönwiese, Ch.-D. (1994) O K : Modernes Optimum P J : Kleine Kaltzeit O J : Mittelalterliches Optimum O H : Holozänes Optimum

24 10.11.2003 Nordhemisphärisch gemittelte bodennahe Lufttemperatur-Variationen in den letzten 1000 Jahren Schönwiese, Ch.-D. (1994) O K : Modernes Optimum P J : Kleine Kaltzeit O J : Mittelalterliches Optimum O H : Holozänes Optimum

25 10.11.2003 Verlauf der relativen Abweichungen der Lufttemperatur und des Niederschlags für die gesamte Erdgeschichte Hupfer, P. (1996) Lufttemperatur heute kalt warm Niederschlag heute trocken feucht Quartär Tertiär Meso- zoikum Paläo- zoikum Präkam- brium 1,8 65 225 570 1000 2000 3000 4000 Millionen Jahre Känozoisches Kaltzeitalter Permokarbonisches Kaltzeitalter Jungordovizisches Kaltzeitalter Jungproterozoisches Kaltzeitalter Huronisches Kaltzeitalter

26 10.11.2003 Unterschiedliche jahreszeitliche Positionen der Erde im Perihel bzw. Aphel während des Präzessionszeitraumes von 22.000 Jahren Jossaume, S. (1996) Sonnenwende 22. Dezember Sonnenwende 22. Juni Frühlingsanfang 21. März Herbstanfang 23. September heute vor 11.000 Jahren

27 10.11.2003 Neigung der Erdachse Himmelsjahr (2000) Himmels- nordpol Erdachse Äquator Neigung der Erdachse vor rund 500 Mio. Jahren Neigung der Erdachse heute

28 10.11.2003 Änderungen der Exzentrizität der Erdbahn Oeschger, H. (1987)

29 10.11.2003 Unterschiedliche Positionen der Erde, die zum Anwachsen bzw. Abschmelzen des Eises führen Oeschger, H. (1987)

30 10.11.2003 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 10.11.2003 3. Die Eingriffe des Menschen in das Klimasystem

32 10.11.2003 Zeittafel zum anthropogenen Zusatztreibhauseffekt (I) 1827 Fourier: Erklärung des natürlichen Treibhauseffektes (CO 2 ) 1896 Arrhenius: anthropogener Zusatztreibhauseffekt (2,4-3 fach CO 2 8- 9°C) 1938 Callendar: CO 2 -Messungen und Erkennung des Anstiegs (Temperatur- zunahme) 1967 Manabe: Erste Klima-Modellrechnungen 1972 UN: Erste Klimakonferenz 1975 Manabe: Erste Klima-Zirkulationsmodellrechnung 1979 UN: Erste Weltklimakonferenz und Klima-Deklaration 1984/85 Cubachi/ Farmen: Entdeckung des stratosphärischen Ozonlochs 1987 Deutschland: Enquête-Kommission des Bundestages Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre 1987Konferenz von Montréal

33 10.11.2003 Zeittafel zum anthropogenen Zusatztreibhauseffekt (II) 1988 UN: IPCC-Einrichtung 1990 UN: Zweite Weltklimakonferenz (Genf) 1992 UN: Zweite Umweltkonferenz (UNCED; Rio de Janeiro) 1994 UN: Inkrafttreten der Klimarahmenkonvention am 21. März 1994 1995 UN: Vertragsstaatenkonferenz in Berlin 1997 Konferenz in Kyoto

34 10.11.2003 Anthropogene Emissionen Schönwiese, Ch.-D. (2003)

35 10.11.2003 Die Entwicklung einiger Treibhausgase seit 1750 Hupfer, P. (1996)

36 10.11.2003 Die Veränderung der Kohlendioxid-Konzentration seit dem Mittelalter Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

37 10.11.2003 Methan-Konzentration 1840-1995 Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

38 10.11.2003 Hupfer, P. (1996) Globaler Methanhaushalt (in 10 6 t/a)

39 10.11.2003 Natürliche Quellen für die Freisetzung von Methan Süßwassersediment Reisanbau Wiederkäuer

40 10.11.2003 Trend der Konzentration einiger langlebiger anthropogener Spurengase und des Gesamtchlorgehalts in der Troposphäre Junge, A. (Hrsg.) (2002) SF 6 = Schwefelhexafluorid FCKW: F11 = CFCl 3 F12 = CF 2 Cl 2

41 10.11.2003 Der Trend von CF 2 Cl 2 in der unteren Stratosphäre Junge, A. (Hrsg.) (2002)

42 10.11.2003 Bodennahe Ozon-Konzentration

43 10.11.2003 Anthropogen hervorgerufener Strahlungsantrieb als Basis der Temperaturerhöhung Cubasch, U. und Kasang, D. (2000)

44 10.11.2003 4. Was ist bereits passiert?

45 10.11.2003 Jahresanomalien 1000-1980 der nordhemisphärisch gemittelten bodennahen Lufttemperatur Schönwiese, Ch.-D. (2003) Nordhemisphäre - Temperatur

46 10.11.2003 Global gemittelte jährliche Beobachtungswerte 1856- 2000 der bodennahen Lufttemperatur Schönwiese, Ch.-D. (2002) Abweichung vom Mittelwert 1961-1990 linearer Trend 10-jährig gemittelte Werte

47 10.11.2003 Jahresanomalien 1761-2000 der bodennahen Lufttemperatur ---- lineare Trends 1761 bis 1890 und 1891-2000 20-jährig geglättete Daten Schönwiese, Ch.-D. (2003)

48 10.11.2003 Lineare Trends der bodennahen Lufttemperatur 1891- 1990 in Europa Sommer Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) + + + - - - - Abnahme + Zunahme

49 10.11.2003 Lineare Trends der bodennahen Lufttemperatur 1891- 1990 in Europa Winter Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) + + + + -

50 10.11.2003 Lineare Trends der Niederschlagshöhe 1891-1990 in Europa Sommer Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) + + + - - - -

51 10.11.2003 Lineare Trends der Niederschlagshöhe 1891-1990 in Europa Winter Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) - - + + + + + +

52 10.11.2003 Gleitendes Mittel (11 Jahre) der Häufigkeiten zonaler Großwetterlagen und der Großwettertypen Nord, Ost, Nordost und Südost 1881-1997 Gerstengarbe (1998)

53 10.11.2003 Häufigkeiten unterschiedlich temperierter Großwetterlagen Europas in % im Sommer (Juni-August) und Winter (Dezember-Februar) Hupfer, P. (1999)

54 10.11.2003 30-jährig übergreifende Mittelwerte der Lufttemperatur und das Blattentfaltungsdatum der Roßkastanie (in Genf) Hupfer, P. (1996) Lufttemperatur Blattentfaltungsdatum

55 10.11.2003 Veränderung der medianen Durchzugszeiten von Vögeln auf Helgoland zwischen 1961 und 1993 Lozán, J., Graßl, H. u. P. Hupfer (1998)

56 10.11.2003 Jährliche Schlüpftermine in Erstbruten, Braunschweig, 1970-1995 Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) KohlmeiseBlaumeise Kleiber

57 10.11.2003 Anfälligkeit von Flora und Fauna für den Klimawandel IPCC (2001)

58 10.11.2003 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 10.11.2003 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 10.11.2003 Längenschwankungen einiger ausgewählter Gletscher seit 1500 Nigardsbreen (Norwegen) Vatnajökull (Island) Gl. DArgentiere (Frankreich) unterer Grindelwaldgletscher (Schweiz) Rhonegletscher (Schweiz) Hintereisferner (Österreich)

61 10.11.2003 Aufsummierte jährliche Zungenlängenänderungen ausgewählter Schweizer Alpengletscher Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) Gran Plan Névé Saleina Tschierva Gorner

62 10.11.2003 Krimmler Kees 1982 und 1997 www.geo.sbg.ac.at

63 10.11.2003 Gletscherrückgang in nur 15 Jahren www.uibk.ac.at

64 10.11.2003 5. Wie geht es weiter: Vorwärts in eine Superwarmzeit oder zurück ins Eiszeitalter? Mögliche Szenarios

65 10.11.2003 Entwicklung und Zukunftsprojektion der Weltbevölkerungszahl sowie Weltprimärenergie seit 1900 Schönwiese, Ch.-D. (2003) SKE = Steinkohle- einheiten

66 10.11.2003 Entwicklung von Weltbevölkerungszahl und weltweitem Energieverbrauch 1970-2030

67 10.11.2003 Abschätzungen der Weltmitteltemperaturerhöhungen in den nächsten Jahrzehnten

68 10.11.2003 Anteilige Zusammensetzung des künftigen Meeresspiegelanstiegs aus thermischer Expansion und Verringerung von Eisreservoiren Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

69 10.11.2003 Gesamte Spannbreite für die künftige Meeresspiegelentwicklung Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

70 10.11.2003 Szenarien des IPCC für den Meeresspiegelanstieg Eisma, D. (1995)

71 10.11.2003 Abschätzung des langfristigen Meeresspiegelanstiegs bis 2500 Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998) IS92a Szenario bis 2100 vollständige Reduktion aller Treibhausgas- emissionen bis 2200

72 10.11.2003 Änderungen in der Flächenausdehnung der Hauptklima- und Vegetationszonen Hupfer, P. (1996)

73 10.11.2003 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen arktischen Gebirge Beniston, M. (1994) veränderte Gebiete

74 10.11.2003 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen temperierten Gebirge Beniston, M. (1994) veränderte Gebiete

75 10.11.2003 Aktuelle und veränderte Höhenzonierung der Vegetation in einem hypothetischen tropischen Gebirge Beniston, M. (1994) veränderte Gebiete

76 10.11.2003 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 10.11.2003 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 100 m Maisch et al. (2000)

78 10.11.2003 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 400 m Maisch et al. (2000)

79 10.11.2003 Gletscherschwund-Szenarien für die Schweizer Alpen Schneegrenzanstiegs-Szenario von + 700 m Maisch et al. (2000)

80 10.11.2003 www.uibk.ac.at/ Szenario für die Gletscher des Vernagtferners

81 10.11.2003 Wasserverfügbarkeit pro Person ausgewählter Staaten 1990 und 2025 nach Mintzer (Ed.) (1992)

82 10.11.2003 Klimatologische Ereignistage für den Ballungsraum Berlin unter gegenwärtigen und veränderten Klimabedingungen Lozán, J., Graßl, H. und Hupfer, P. (1998)

83 10.11.2003 Zusammenhang zwischen gefühlter Temperatur und Todesfällen Jendritzky (2003, unveröffentlicht)

84 10.11.2003 LIndependant, 7. August 2003 Badische Zeitung, 19. August 2003

85 10.11.2003 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 21 st century: Changes and risks, Hamburg Schönwiese, Ch.-D. (1992): Klima im Wandel, Stuttgart

86 10.11.2003 Kontakt Prof. Dr. Wilfried Endlicher Humboldt-Universität zu Berlin Geographisches Institut Unter den Linden 6 10099 Berlin email: wilfried.endlicher@rz.hu-berlin.de


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