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1.1. 0 Manfred Stock und Martin Wodinski Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Potsdam Institut für Klimafolgenforschung.

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1 Manfred Stock und Martin Wodinski Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Potsdam Institut für Klimafolgenforschung Perspektiven der Klimaänderung bis 2050 für den Weinbau in Deutschland (Klima 2050) 45. Arbeitstagung des Forschungsrings des Deutschen Weinbaus in Neustadt a.d.W.

2 Klima INHALT 1.Aufgaben und Ziele 2.Basisszenarium: Klima 1951/2000Basisszenarium: Klima 1951/ Zukunftsszenarium:Klima 2001/2050Zukunftsszenarium:Klima 2001/ Klimawandel: Einzelergebnisse im DetailKlimawandel: Einzelergebnisse im Detail 5.Zusammenfassung der ErgebnisseZusammenfassung der Ergebnisse 6.AusblickAusblick 7.Anhang:Anhang: a)Modelle und Methoden b)Datenprüfung, Verifikation und verbleibende Unsicherheiten c)Weitere Ergebnisse 1.Aufgaben und Ziele 2.Basisszenarium: Klima 1951/2000Basisszenarium: Klima 1951/ Zukunftsszenarium:Klima 2001/2050Zukunftsszenarium:Klima 2001/ Klimawandel: Einzelergebnisse im DetailKlimawandel: Einzelergebnisse im Detail 5.Zusammenfassung der ErgebnisseZusammenfassung der Ergebnisse 6.AusblickAusblick 7.Anhang:Anhang: a)Modelle und Methoden b)Datenprüfung, Verifikation und verbleibende Unsicherheiten c)Weitere Ergebnisse Navigationshilfe: 1. Von dieser Seite mit Mausklick zu den Kapiteln 2. Von jeder anderen Seite hierher zurück mit Mausklick auf Schaltfläche unten.

3 FDW-Projekt Klima Aufgaben und Ziele Hessen Rheinland-Pfalz Frankreich Bayern Baden- Württemberg Geisen- heim Siebel- dingen Weinsberg Aufgabe: Abschätzung regionaler Ausprägung des Klimawandels für ausgewählte Regionen in Deutschland bis Untersuchungs- schwerpunkte sind: Rheingau Pfalz Ziel: Bereitstellung wis- senschaftlicher Grund- lagen zum Umgang mit möglichen Chancen und Risiken für den Weinbau.

4 > | | < ~18 km Regionalisierung Niederschlag ~1250 km T ~250 km Globales Szenario GCM Klimamodell global ? lokal Niederschlag 2050 Infrastruktur Böden/ Geologie Landnutzung Hydrologie Klimadaten Klimaveränderung regionale Auswirkungen Die globale Änderung der Jahresmitteltemperatur ist nur ein erster Richtwert für regionale Auswirkungen. Mit geeigneten Methoden der Regionalisierung kann man räumlich und zeitlich differenzierte Aussagen berechnen (siehe Anhang). So ist beispielsweise der Niederschlag nur sehr viel ungenauer zu ermitteln als die Temperatur. Die Auswirkungen einer Klimaänderung, wie z.B. Niederschlagsrückgang, hängen auch von anderen, nichtklimatischen Faktoren ab und damit u.a. von der Art des Managements. Potenzielle Auswirkungen

5 Klimawandel und Auswirkungen Gewinner und Verlierer KLIMAÄNDERUNG T AUSWIRKUNGEN Betriebsstruktur S 0 Klima K 0 K1K1 K2K2 S + (angepasst) Klimawandel und Auswirkungen Gewinner und Verlierer oder Vorausschauende These: Der Klimawandel ist weniger ein Prognose-, denn vielmehr ein Managementproblem!

6 Beispiel Hitzeperioden Vorgehen 4. Pot. Auswirkungen Globaler Wandel 1. Klimawandel Nichtklimatische Einflüsse +Mostgew. & Säureabbau Veränd. Ertrag & Qualität Vorschlag zur Entwicklung von Anpassungsstrategien 5. Anpassungspot. Wechsel Lage & Sorte Bewässerung, Erziehung 6. Verbleibende Risiken & Chancen Ziel 2. Reg. Belastungen Wärmebelastung Andauer der Trockenheit 3. Sensitivität Weinberglage & Boden Art & Zustand der Reben 1. Szenarium Klimawandel und andere Einflussfaktoren Quantifizierung der regionalen klimatischen Belastungen 3. Bewertung belastungs- spezifischer Sensitivitäten 4. Analyse der potenziellen Auswirkungen 5. Bewertung des vorhandenen Anpassungspotenzials 6. Katalogisierung von Anpassungsmaßnahmen und verbleibenden möglichen Auswirkungen (Analyse von Risiken & Chancen) 7. Vermeidung von Verwundbar- keiten durch weitere, nicht- klimatische Einflüsse (fertig)

7 Basisszenarium 1951/2000 Beobachtete Trends der Lufttemperatur Maximum 0.3 bis 1.5 K Mittel 0.6 bis 1.4 K Minimum 0.8 bis 1.8 K

8 Ausgewählte Veränderungen 1951/ Temperaturanstieg im Jahresmittel je nach Region bis zu 1.4 K 2.Rückgang der Frosttage im Mittel um 22 Tage und bis zu 35 Tage 3.Zunahme der Sommertage im Mittel um 15 Tage und bis zu 23 Tage 4.Zunahme der Starkniederschlagstage im Mittel um etwa 2 Tage und bis zu 10 Tage

9 9.9.

10 10.

11 11.

12 12. Trendwerte der Lufttemperatur aus ECHAM4/OPYC3 Grundlage ist das sog. A1-CO 2 - Emissionsszenarium des IPCC mit einer relativ moderaten Temperaturerhöhung. Für den Zukunftszeitraum 2001 bis 2055 ergeben sich: Maximum 1.35 K Mittel 1.21 K Minimum 1.14 K Zukunftsszenarium 2001/2050

13 13. Ausgewählte Veränderungen Zukunftsszenarium 1.Fortsetzung des Niederschlaganstiegs im Mittel um +23 mm 2.Im Winter Zunahme der Niederschlags- menge von Nord nach Süd ansteigend und im Mittel um +20 mm 3.Im Sommer im Mittel geringe, aber räumlich differenzierte Änderung zwischen –55 und +40 mm 4.Annäherung der Niederschlagssummen im Winter und Sommer 5.Weiterer Rückgang der Frosttage und Zunahme der Sommertage

14 14.

15 15. Übersicht: Klimaveränderungen im Detail (rote Begriffe anklicken) Danach weiter mit: 0 Frosttage Jahresmittel Eistage Heiße Tage Sommertage Jahresmittel Kältesumme Jahresmittel Anzahl Tagesminimum der Lufttemperatur Tagesmaximum der Lufttemperatur Tagesmittel der Lufttemperatur Anzahl Feuchte Tage Jahresmittel Tagesmittel des Wasserdampfdrucks Mittlere Wintersumme Tage mit hohem Wasserdampfdruck Trockene Tage Jahresmittel Tage mit starkem Niederschlag Tage ohne Niederschlag Mittlere Sommersumme Mittlere Jahressumme Anzahl Tagesmittel der relativen Luftfeuchte Tagessumme des Niederschlags Tage mit Bewölkung Tage ohne Bewölkung Jahresmittel Tage mit viel Sonne Tage ohne Sonne Jahresmittel Anzahl Tagesmittel des Bedeckungsgrads Tagessumme der Sonnenscheindauer Tagesmittel der Globalstrahlung Jahresmittel Tagesmittel der Windgeschwindigkeit Tagesmittel des Luftdrucks Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Andauer

16 16. Mittlere Änderung: K Landau:+1.54 K Basz: +5.7 bis 10.9 °C Mittel: +9.3 °C Landau:+10.0 °C Zusz: +7.1 bis 12.4 °C Mittel: °C Landau:+11.6 °C Zurück zur Übersichtstabelle:

17 17. Mittlere Änderung: K Landau: K Basz: -320 bis -66 °C Mittel: -125 °C Landau:-100 °C Zusz: -269 bis -54 °C Mittel: -98 °C Landau:-74 °C Zurück zur Übersichtstabelle:

18 18. Mittlere Änderung: K Landau: K Basz: +9.0 bis 15.2 °C Mittel: °C Landau:+14.6 °C Zusz: bis 16.9 °C Mittel: °C Landau:+16.4 °C Zurück zur Übersichtstabelle:

19 19. Mittlere Änderung: Tage Landau: Tage Basz: 6 bis 56 Tage Mittel: 35.9 Tage Landau:47 Tage Zusz: 13 bis 79 Tage Mittel: 53.1 Tage Landau:70 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

20 Mittlere Änderung: Tage Landau: Tage Basz: 1.2 bis 3.2 Tage Mittel: 2.7 Tage Landau:3.0 Tage Zusz: 1.6 bis 3.4 Tage Mittel: 2.8 Tage Landau:3.0 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

21 21. Mittlere Änderung: -13 Tage Landau: -15 Tage Basz: 121. bis 183. Tag Mittel: 135. Tag Landau:125. Tag (05. MAI) Zusz: 109. bis 158. Tag Mittel: 122. Tag Landau:110. Tag (20. APR) Zurück zur Übersichtstabelle:

22 22. Mittlere Änderung: +21 Tage Landau: +22 Tage Basz: 216. bis 268. Tag Mittel: 253. Tag Landau:262. Tag (19. SEP) Zusz: 245. bis 287. Tag Mittel: 274. Tag Landau:284. Tag (11. OKT) Zurück zur Übersichtstabelle:

23 23. Mittlere Änderung: +7.5 Tage Landau: Tage Basz: 0 bis 14 Tage Mittel: 6.3 Tage Landau:10.6 Tage Zusz: 1 bis 26 Tage Mittel: 13.8 Tage Landau:20.8 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

24 24. Mittlere Änderung: +0.4 Tage Landau: +0.3 Tage Basz: 0.1 bis 1.9 Tage Mittel: 1.2 Tage Landau:1.7 Tage Zusz: 0.4 bis 2.0 Tage Mittel: 1.6 Tage Landau:2.0 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

25 25. Mittlere Änderung: -25 Tage Landau: -33 Tage Basz: 165. bis 205. Tag Mittel: 183. Tag Landau:173. Tag (22. JUN) Zusz: 137. bis 201. Tag Mittel: 158. Tag Landau:140. Tag (20. MAI) Zurück zur Übersichtstabelle:

26 26. Mittlere Änderung: +24 Tage Landau: +23 Tage Basz: 203. bis 233. Tag Mittel: 219. Tag Landau:227. Tag (15. AUG) Zusz: 207. bis 259. Tag Mittel: 243. Tag Landau:251. Tag (08. SEP) Zurück zur Übersichtstabelle:

27 27. Mittlere Änderung: -7.7 Tage Landau: -6.1 Tage Basz: 8 bis 55 Tage Mittel: 18 Tage Landau:13 Tage Zusz: 5 bis 38 Tage Mittel: 10 Tage Landau:7 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

28 28. Mittlere Änderung: -0.7 Tage Landau: -0.9 Tage Basz: 1.9 bis 4.2 Tage Mittel: 2.8 Tage Landau:2.7 Tage Zusz: 1.5 bis 3.0 Tage Mittel: 2.1 Tage Landau:1.8 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

29 29. Mittlere Änderung: +19 Tage Landau: +17 Tage Basz: 320. bis 358. Tag Mittel: 342. Tag Landau:346. Tag (12. DEZ) Zusz: 324. bis 392. Tag Mittel: 361. Tag Landau:363. Tag (29. DEZ) Zurück zur Übersichtstabelle:

30 30. Mittlere Änderung: +5 Tage Landau: +5 Tage Basz: 387. bis 449. Tag Mittel: 407. Tag (11. FEB) Landau:402. Tag (06. FEB) Zusz: 393. bis 460. Tag Mittel: 412. Tag (16. FEB) Landau:406. Tag (10. FEB) Zurück zur Übersichtstabelle:

31 Mittlere Änderung: K Landau: K Basz: +2.9 bis 7.5 °C Mittel: +5.4 °C Landau:+5.7 °C Zusz: +4.3 bis 8.7 °C Mittel: +6.8 °C Landau:+7.2 °C Zurück zur Übersichtstabelle:

32 32. Mittlere Änderung: Tage Landau: Tage Basz: 44 bis 126 Tage Mittel: 18 Tage Landau:74 Tage Zusz: 37 bis 102 Tage Mittel: 55 Tage Landau:49 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

33 Mittlere Änderung: -1.2 Tage Landau: -0.9 Tage Basz: 3.4 bis 7.4 Tage Mittel: 4.2 Tage Landau:3.9 Tage Zusz: 2.6 bis 4.3 Tage Mittel: 3.1 Tage Landau:3.0 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

34 Mittlere Änderung: +9.9 Tage Landau: Tage Basz: 282. bis 326. Tag Mittel: 303. Tag (30. OKT) Landau:299. Tag (26. OKT) Zusz: 280. bis 329. Tag Mittel: 312. Tag (08. NOV) Landau:316. Tag (12. NOV) Zurück zur Übersichtstabelle:

35 Mittlere Änderung: -1.5 Tage Landau: -3.7 Tage Basz: 452. bis 493. Tag Mittel: 473. Tag (18. APR) Landau:472. Tag (17. APR) Zusz: 448. bis 496. Tag Mittel: 471. Tag (16. APR) Landau:468. Tag (13. APR) Zurück zur Übersichtstabelle:

36 36. Mittlere Änderung: +23 mm Landau: +48 mm Zurück zur Übersichtstabelle:

37 37. Mittlere Änderung: -4 mm Landau: +6 mm Zurück zur Übersichtstabelle:

38 38. Mittlere Änderung: +21 mm Landau: +17 mm Zurück zur Übersichtstabelle:

39 39. Mittlere Änderung: +9.1 Tage Landau: Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

40 40. Mittlere Änderung: -0.6 Tage Landau: -0.5 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

41 41. Mittlere Änderung: +0.5 Tage Landau: +1.8 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

42 42. Mittlere Änderung: -0.3 %-Punkte Landau: -0.5 %-Punkte Zurück zur Übersichtstabelle:

43 43. Mittlere Änderung: +1.4 Tage Landau: +2.6 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

44 44. Mittlere Änderung: +0.0 Tage Landau: +0.2 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

45 45. Mittlere Änderung: -5.9 Tage Landau: Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

46 46. Mittlere Änderung: -0.3 Tage Landau: -0.4 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

47 47. Mittlere Änderung: +0.2 hPa Landau: +0.3 hPa Zurück zur Übersichtstabelle:

48 48. Mittlere Änderung: +0.6 Tage Landau: +3.3 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

49 49. Mittlere Änderung: -1.0 Tage Landau: -1.1 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

50 50. Mittlere Änderung: +1.4 hPa Landau: +1.4 hPa Zurück zur Übersichtstabelle:

51 51. Mittlere Änderung: -64 J/cm² Landau: -68 J/cm² Zurück zur Übersichtstabelle:

52 Mittlere Änderung: -0.2 h Landau: -0.2 h Zurück zur Übersichtstabelle:

53 53. Mittlere Änderung: +9.6 Tage Landau: Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

54 Mittlere Änderung: -0.1 Tage Landau: -0.1 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

55 55. Mittlere Änderung: -2.1 Tage Landau: -2.2 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

56 56. Mittlere Änderung: -0.1 Tage Landau: -0.1 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

57 57. Mittlere Änderung: -0.0 Achtel Landau: -0.1 Achtel Zurück zur Übersichtstabelle:

58 58. Mittlere Änderung: +2.0 Tage Landau: +2.4 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

59 59. Mittlere Änderung: -0.1 Tage Landau: +0.0 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

60 60. Mittlere Änderung: +7.6 Tage Landau: +2.9 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

61 61. Mittlere Änderung: -0.1 Tage Landau: -0.1 Tage Zurück zur Übersichtstabelle:

62 62. Mittlere Änderung: -0.1 m/s Landau: -0.1 m/s Zurück zur Übersichtstabelle:

63 63. Lufttemperatur Tmit +1.5K K Kältesumme+28.2K+25.4K Lufttemperatur Tmax+1.7K K Sommertage Anzahl Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Tage Tage Heiße Tage Anzahl Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Tage Tage Eistage Anzahl Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Tage Tage Lufttemperatur Tmin+1.4K+1.5K Frosttage Anzahl Andauer Erstes Auftreten Letztes Auftreten Tage Tage Niederschlagssumme +23mm+48mm Nsumme Sommer-4mm+6mm Nsumme Winter+21mm+17mm NS < 0.1mm Anzahl Andauer Tage Tage NS > 10mm Anzahl+0.5Tage+1.8Tage Relative Luftfeuchte-0.3%-P.-0.5%-P. RF < 50% Anzahl Andauer Tage Tage Tage Tage. RF > 90% Anzahl Andauer Tage Tage Globalstrahlung -64J/cm²-68J/cm² Sonnenscheindauer-0.2h h T ohne Sonne Anzahl Andauer Tage Tage T viel Sonne Anzahl Andauer Tage Tage Bedeckungsgrad-0.0-/8-0.1-/8 T ohne Bew. Anzahl Andauer Tage Tage T mit Bew.Anzahl Andauer Tage Tage Luftdruck +1.4hPa+1.4hPa Windgeschwindigkeit-0.1m/s-0.1m/s SüdwestdeutschlandLandau Zurück zur Übersichtstabelle: Zusammenfassung der Ergebnisse

64 64. mo Jan Feb Mar Jan Feb Mar Apr Mai Jun Apr Mai Jun Jul Aug Sep Jul Aug Sep Okt Nov Dez Okt Nov Dez

65 65. Erstes Auftreten im JahrLetztes Auftreten im Jahr Veränderung des ersten und letzten Auftretens im Jahr ausgewählter Ereignistage an drei Stationen Erstes Auftreten im Jahr Letztes Auftreten im Jahr Station Geisenheim Heiße Tage Sommertage JAN FEB MARAPRMAIJUNJULAUGSEPOKTNOVDEZ Eistage Frosttage Station Landau JAN FEB MARAPRMAIJUNJULAUGSEPOKTNOVDEZ Station Heilbronn JAN FEB MARAPRMAIJUNJULAUGSEPOKTNOVDEZ Heiße Tage Sommertage Eistage Frosttage Sommertage Heiße Tage Eistage Frosttage Erstes Auftreten im JahrLetztes Auftreten im Jahr Erstes Auftreten im Jahr Letztes Auftreten im Jahr Erstes Auftreten im JahrLetztes Auftreten im Jahr Erstes Auftreten im Jahr Letztes Auftreten im Jahr

66 Rheingau Huglin-Index

67 Südwest- deutschland Huglin-Index

68 68. Ausblick 0 1.Zusätzliche Validierung für Hauptorte in den ausgewählten Regionen Rheingau und Pfalz 2.Anbindung der Klimaszenarien an die Rebphänologie 3.Ableitung und Auswertung weinbaurelevanter Kenngrößen 4.Verbesserung der räumlichen Auflösung für die Weinbaugebiete Rheingau und Pfalz 5.Analyse der Zusammenhänge zwischen Klima- und Weinbaudaten

69 69. Ende Mit der Bitte um Kritik, Ratschläge, Fragen und Anregungen danken wir für Ihr Interesse! Mark Twain, 1897 Alle reden vom Wetter, Aber keiner tut etwas dagegen Manfred Stock und Martin Wodinski danken Franz-W. Badeck, Antonella Battaglini, Friedrich-W. Gerstengarbe, Thomas Kartschall, Peter C. Werner und Dieter Hoppmann sowie dem Forschungsring des Deutschen Weinbaus Forschungsring des Deutschen Weinbaus

70 70. Anhang 0 a)Modelle und Methoden b)Datenprüfung, Verifikation und verbleibende Unsicherheiten c)Weitere Ergebnisse

71 Eine exakte Vorhersage der zukünftigen Klimaentwicklung ist nicht möglich, z. B. wegen unbekannter Randbedingungen für: a) Entwicklung des globalen Energieverbrauchs, b) Zukünftige Landnutzungsformen, c) Entwicklung von Infrastruktur und Wirtschaft d) Kipppunkte im Erdsystem (nichtlineare Dynamik). Deshalb werden Szenarien zur Abschätzung der zukünftigen Entwicklung eingesetzt. Das folgende Beispiel berücksichtigt verschiedene Alternativen zu obigen Punkten a) bis c) und die daraus sich ableitende weitere Emission von Treibhausgasen.

72 72. Unsicherheiten beim Globalen Klimawandel Temperaturabweichung [°C] IPCC-Report Jahr a) Emissionssenarien b) Unsicherheiten Globaler Modelle A1B Klima- szenarium 0

73 Anforderung der Klimafolgenforschung an regionalisierte Klimaszenarien Zeit:Stunden bis Tag Raum:Punkt bis zu wenigen Kilometern Maßstab Meteorologische Größen und Parameter LufttemperaturMittelwerte NiederschlagVarianzen LuftfeuchteExtremwerte WindIntensitäten Sonnenscheindauer Strahlung Bewölkung Daten Die erstellten Daten müssen einen genügend großen Umfang besitzen, um zum einen aus ihnen statistische Maßzahlen ableiten und zum anderen einen entsprechenden Antrieb für Impact-Modelle liefern zu können. Die meteorologischen Größen müssen für den entsprechenden räumlichen und zeitlichen Maßstab in sich konsistent sein (Sie dürfen den meteorologischen Zusammenhängen nicht widersprechen).

74 Dynamik des Klimas Statis- tische Relationen Modellhierarchie zur Berechnung regionaler Klimaszenarien Rand- und Anfangswerte generalisierte Trendinformation Zirkulations- muster ~250 km ~18 km beliebig Skale REMO MPI Hamburg Beobachtungs- daten Ausgabe skalenbezogener Ergebnisse GROWEL FU-Berlin STAR PIK-Potsdam ECHAM4-OPYC3 MPI Hamburg

75 Globales Zirkulationsmodell Erzeugung statistisch basierter Zukunfts- szenarien auf der Basis von Ähnlichkeitsbe- ziehungen, z.B. beim Statisischen Regionalmodell STAR Ableitung einer plausiblen Tendenz für einen ausgewählten meteorologischen Parameter (hier: Temperaturtrend) im Untersuchungs- gebiet für den Zeitraum des Zukunfts- szenariums 2001 bis 2055 Regionales Szenarienmodell Grundidee: Berechnung möglicher zukünftiger Klimaänderungen im regionalen Maßstab durch Kombination generalisierter Klimamodellergebnisse mit langjährigen Beobachtungsdaten.

76 Monte-Carlo-Simulation Modellphilosophie STAR 1. EINGABE 1 Zu erwartendes regionales Änderungsverhalten einer meteorologischen Größe (Bezugsgröße) 2. EINGABE 2 Stationsdaten, Beobachtungsdaten 3. Simulation der Zeitreihe der Bezugsgröße 4. Verknüpfung von Beobachtungs- und Simulationsdaten der Bezugs- größe über Mustererkennung 5. Berechnung eines räumlich und zeitlich konsistenten Gesamtszenariums 7. Auswahl des wahrscheinlichsten Szenariums 0700 Temperaturtrend A1B Klimaszenarium

77 77. Datengrundlage: Für Stationen Basisszenarium 1951 – 2000 Zukunftsszenarium Meteorologische Größen (Tageswertbasis) Mitteltemperatur Maximumtemperatur Minimumtemperatur Niederschlag Relative Feuchte Dampfdruck Luftdruck Sonnenscheindauer Bewölkung Globalstrahlung Windgeschwindigkeit

78 Aufstellen des räumlich-zeitlichen Szenariums Berechnung der Temperaturverläufe an den Stationen der Region durch Addition der mittleren Differenzen zur Bezugsstation Zuordnung der verbleibenden meteorologischen Größen über das Zeitschema

79 Bei der Zuordnung der simulierten Bezugs- größe zu dem jeweiligen Cluster wurde die Position (Datum) im Cluster in einem Zeitschema gespeichert. Zuordnung der Beobachtungs- daten über Zeitschema Zuordnung der verbleibenden meteorolo- gischen Größen entsprechend ihrer Position (Datum) im Basisszenarium zu dem jeweiligen Wert der Bezugsgröße im Zukunftsszenarium.

80 Auswahl des Leitparameters (z. B. Niederschlag) Aufstellen der Verteilungsfunktion hinsichtlich der tendenziellen Entwicklung Basisszenarium Zukunftsszenarium Aufstellen der Verteilungs- funktionen für den Leitparameter

81 Einsatz der vollständigen nicht- hierarchischen Clusteranalyse entsprechend der vorgegebenen Parameterkombination für das Basisszenarium Vollständige Clusteranalyse (Mustererkennung) Automatische Bestimmung der Startclusteranzahl Statistische Sicherung der Clustertrennung Berechnung der optimal getrennten Anzahl an Clustern Ausreißerbehandlung

82 82. Abgeleitete Größen: Anzahl und Andauer: Frosttage Eistage Sommertage Heiße Tage Tage mit Niederschlag < 0.1mm Tage mit Niederschlag > 10mm Tage mit RF < 50% Tage mit RF > 90% Tage mit Dampfdruck > 15 kPa Tage mit Sonnenscheindauer < 0.2h Tage mit Sonnenscheindauer > 90% Tage ohne Bewölkung Tage mit Bewölkung = 8/8 Erstes und letztes Auftreten im Jahr: Frostage Eistage Sommertage Heiße Tage

83 Erstellen eines trendfreien, jahresweise zufällig geordneten Zeitreihe in der Länge des Szenarienzeitraums mittels Zufallszahlengenerator unter Beibe- haltung der statistischen Kenngrößen aus dem Beobachtungszeitraum Monte-Carlo-Simulation der Bezugsgröße

84 Verteilungsvergleich und Auswahl der wahrscheinlichsten Entwicklung xrxr xwxw wahrscheinlichste Entwicklung real beobachtet ZukunftsszenariumBasisszenarium x w = x r+1 - x r-1

85 85. Anhang b) 0 Datenprüfung, Verifikation und verbleibende Unsicherheiten

86 86. Statistische Tests 0314 Für den Vergleich von beobachteten und simulierten Reihen wurden folgende statistische Tests verwendet: ² -Test Verteilungen der Mittelwerte, Standardabweichungen und des 90%-Quantils für die Tageswerte und Dauerstufen Kolmogorov- Smirnov-Test Verteilungen der Mittelwerte, Standardabweichungen und des 90%-Quantils für die Tageswerte und Dauerstufen t -TestMonatsmittelwerte F -TestStandardabweichung der Monatswerte Spearman-TestTrend

87 Jahressummen des Niederschlags Gschwend, , rot: beobachtet, blau: simuliert

88 88. Jahresmittel der Sonnenscheindauer Gschwend, , rot: beobachtet, blau: simuliert 0316

89 89. Verifikationsergebnisse für die Bezugsstation Gschwend (0 = kein signifikanter Unterschied; 5 = signifikanter Unterschied mit 5% Irrtumswahrscheinlichkeit; 1 = signifikanter Unterschied mit 1% Irrtumswahrscheinlichkeit) Meteorologische Größe MittelwertStandardabweichungTrend beobachtetsimuliertbeobachtetsimuliertbeobachtetsimuliertTest b - s Niederschlag Tmax Tmit Tmin Dampfdruck Sonnenschein

90 90. Verifikationsergebnisse bezüglich größter Trenddifferenz Meteorologische Größe Station MittelwertStandardabweichungTrend beobachtetsimuliertbeobachtetsimuliertbeobachtetsimuliertTest b - s Niederschlagfru Tmaxovt Tmitfru Tminkli Dampfdruckweh Sonnenscheinovt

91 91. Typ des EreignistagesCharakterisierung Lufttemperatur Heiße Tage Tmax 30°C Sommertage Tmax 25°C FrosttageTmin < 0°C EistageTmax < 0°C Niederschlag Tage ohne NiederschlagRR = 0.0 mm Tage mit hohem Niederschlag RR 10.0 mm 0731 Definition ausgewählter Ereignistage

92 EreignistagBeobachtungSimulation Eistag Tmax < 0.0° C Frosttag Tmin < 0.0° C Sommertag Tmax 25.0° C Heißer Tag Tmax 30.0° C Vergleich der Ereignistage (mittlere Häufigkeit pro Jahr) für die Bezugsstation Gschwend, Zeitraum

93 93. Vergleich der Ereignistage für die Teststationen, Zeitraum , grün = Simulationswert mit der größten relativen Abweichung zur Beobachtung Station EistageFrosttageSommertageHeiße Tage beob.simu.beob.simu.beob.simu.beob.simu. Gschwend Bamberg Würzburg Oberviechtach Weihenstephan Oberstdorf Karlsruhe Klippeneck Freudenstadt

94 Jahresmittel der Lufttemperatur, Gschwend , blau: Minimum; grün: Mittel; rot: Maximum

95 Jahresmittel des Niederschlags, Gschwend

96 Homogenitätsprüfung, Station Neuglobsow, Stationsverlegung 1971 Jahr Temperatur [°C]

97 Homogenitätsprüfung, Station Neuglobsow, korrigierte Temperaturreihe Jahr Temperatur [°C]

98 Statistische Klimaszenarien Hohe räumliche Auflösung. Die beobachteten physikalischen Zusammenhänge bleiben erhalten. Möglichkeit einer variablen Szenarienbildung. Geringer Rechenzeitaufwand. Vorteile: Nachteile: Es müssen Annahmen zur Klimaentwicklung vorgegeben werden. Physikalische Prozesse können nicht direkt erfaßt werden. Die Stationarität der beobachteten statistischen Zusammenhänge wird vorausgesetzt.

99 Schlußfolgerungen 1.Die Validierung des Modells zeigt im statistischen Sinn akzeptable Ergebnisse. 2.Das Modell ist für beliebige Bezugsgrößen einsetzbar. 3.Monte-Carlo-Simulationen ermöglichen eine statistische Aussage zur wahrscheinlichsten Entwicklung ausgewählter meteorologischer Parameter. 4.Die Anwendung des Verfahrens unter praktischen Gesichtspunkten liefert plausible Klimaänderungsszenarien. 5.Die Rechenzeit ist im Vergleich zu anderen Szenarienmodellen extrem niedrig.

100 Möglichkeiten 1.Stationsverdichtung 2.Räumliche Interpolation 3.Kriging 4.Statistisches Downscaling 5.Lokales Klimamodell z

101 Anhang c) 0 Weitere Ergebnisse

102 Klimawandel – Regionalstudien des PIK in Deutschland LfU-BW-Projekt KLARA PIK-Report 99 FDW-Projekt Klima 2050 Regionale Partner: Geisenheim (FAG und DWD) Siebeldingen (Geilweilerhof) Weinsberg (LVWO) BMBF-Projekt GLOWA-Elbe Erläuterung: In zwei anderen Regionalstudien hat das PIK auch regionale Auswirkungen des Klimawandels auf die Weinbauregionen Baden, Württemberg, Elbe, Saale-Unstrut sowie die mögliche Ausdehnung des Weinbaus in Nordostdeutschland untersucht.

103 Entwicklung des Huglin-Index in fünf Weinbauregionen in Europa zwischen SEP H = G NL * {(T max -10)/2 +(T mean -10)/2)} 01.APR

104 Messung der Photosyntheseleistung im Weinberg auf dem Wachtelberg in Werder a.d.Havel, Arbeitsgruppe des PIK bei Messungen der Photosyntheseleistung auf dem Wachtelberg in Werder bei Potsdam

105 Weinbau in Nordostdeutschland: Simulation Hamburg Berlin Hamburg Berlin Cabernet sauvignon Merlot Chenin blanc (Sancerre) Pinot noir Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc Gamay noir (Beaujolais nouveau) Pinot blanc Cabernet franc HUGLIN INDEX Mueller-Thurgau Dresden

106 Cabernet sauvignon Merlot Chenin blanc (Sancerre) Pinot noir Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc Gamay noir (Beaujolais nouveau) Pinot blanc Cabernet franc HUGLIN INDEX Mueller-Thurgau Weinbau in Nordostdeutschland 1970

107 Cabernet sauvignon Merlot Chenin blanc (Sancerre) Pinot noir Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc Gamay noir (Beaujolais nouveau) Pinot blanc Cabernet franc HUGLIN INDEX Mueller-Thurgau Weinbau in Nordostdeutschland 2000

108 Cabernet sauvignon Merlot Chenin blanc (Sancerre) Pinot noir Chardonnay Riesling Sylvaner Sauvignon blanc Gamay noir (Beaujolais nouveau) Pinot blanc Cabernet franc HUGLIN INDEX Mueller-Thurgau Weinbau in Nordostdeutschland 2030

109 Extreme und deren Veränderungen Niederschlagsarme Tage (P 0.1 mm) Starkregentage (P 10 mm) Frosttage (T min < 0 °C) Eistage (T max < ) Sommertage (T max 25 °C) heiße Tage (T max 30 °C) Weitere Extreme: Sturm, Gewitter, Hagel Räumlich sehr unterschiedliche Trends, früher über- wiegend rückläufige Anzahl, zukünftig eher zunehmend Bisher in der Regel deutliche Zunahme, vor allem im Schwarzwald; zukünftig weiterhin im Westen und Norden, im restlichen Gebiet abnehmende Anzahl Die Zahl der Frosttage war generell rückläufig, vor allem im Nordosten; erster Frosttag meist später; der letzte Frosttag eher zum Jahresbeginn, außer im Hochschwarzwald. Bei Eistagen noch stärkerer Rückgang der Häufigkeit. Die Zahl der Sommertage nimmt generell deutlich zu, in den Gebirgen etwas geringer und von Ost nach West abnehmend. Bei der Zahl heißer Tage zeigt sich räumlich ein gleicher Trend (erste Hinweise, aber noch keine Zukunftstrends)

110 ChancenRisiken Mehr Sortenmöglichkeiten Veränderungen im Sortencharakter Lagenspezifische Analyse des klimatischen Entwicklungspoten- zials, Etablierung von Cuvées Frühere Vegetationsphasen schnelleres Wachstum beschleunigtes Wachstum auch bei Schaderregern Resistente Sorten (ggf. mit Hilfe gentechnischer Methoden) Mehr Strahlung, beschleunigte Reife auch mehr Sonnenbrand Wechsel der bevorzugten Lagen, angepasste Erziehung, Folien Höhere Qualität einiger Jahrgänge Einbußen bei anderen Jahrgängen, höhere Variabilität Versicherungssysteme, Derivate, Etablierung von Cuvées Weitere Regionen & Flächen Zusätzlicher Wettbewerb Offensives Marketing, Förderung des Weintourismus Steigende Erträge Sinkende Renditen Nachhaltiges Qualitätsmanagement Tabelle (Vorentwurf): Auswirkungen & Anpassungsmaßnahmen Maßnahmen


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