Aktuelle Bezüge : Extreme Wetterlagen: Hitzesommer 2003

2003 AD 1. Der Hitzesommer 2003 : Ausdehnung in Europa Rekordwerte Vergleich zu 1761 -2002, Rangplätze Niederschlag: trocken, aber nicht ganz so extrem 2. Wahrscheinlichkeit für Sommeranomalie >= 3.4 °C 3. Einflussmechanismen , Erklärungen Korrelationsanalyse, Veränderung der Verteilung 4. Enorme Schäden und Verluste durch die Hitzewelle 5. Wird der Rekordsommer zur Regel ?

Der Hitzesommer 2003 Ausdehnung in Europa 1 Der Hitzesommer 2003 Ausdehnung in Europa Land surface temperatures for summer 2003, relative to the summers of 2000–04. From NASA's Moderate Resolution Imaging Spectrometer, courtesy of R. Stockli. Quelle: NatureR.2.12.2004 STOCKLI: http://WWW.IAC.ETHZ.CH/STAFF/STOCKLI/EUROPE2003

Rekordsommer 2003: Absolutes Temperaturmaximum seit Beginn der Daten (1761) 3,4 [K] über dem Mittel 1961-1990 von 19,6°C am 9. und 13. August tägliche Maxima von 40,2 °C erreicht, aber der bisherige Rekord aus 1983 (27.Juli, Gärmersdorf, NO Bayern) nicht übertroffen Synoptische Situation: Omega Wetterlage ungewöhnlich stabile, sich immer wieder regenerierende Hochdrucklage , flankiert von Tiefdruckgebieten . Hohe Zahl „heißer Tage“ ,Tmax>30°C, im Ober - Rheingebiet gab es 54 „heiße Tage“ neuer Rekord bei täglichen Minima : 27,6 °C am 13.August, Station Weinbiet, südliches Rheintal an der Weinstraße bisheriger Rekord war 26,0 °C, 5.7. 1957, Freiburg  Schönwiese,C.D. e.a.:“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse“ Manuskript 2003_10, p.2

Schönwiese, Trömel und Staeger, 2004 Der Sommer 2003 war mit Abstand der wärmste seit 1761 Deutschland-Sommertemperaturen 1761-2003 19,6°C (3,8 s) 16,2°C (Mittel 1961- 1990) Schönwiese, Trömel und Staeger, 2004

30-40-jährige zyklische Komponente in den Sommeranomalien in BRD Seit ca.1980 ist die quasi 40-jährige Fluktuation von einem linearen Erwärmungstrend nicht mehr unterscheidbar. Abb. 3: Sommeranomalien der Deutschland-Temperatur, wie in Abb. 1, zusätzlich 30-jährig geglättete Daten (dicke Kurve), die eine ca. 30-40-jährige zyklische Komponente verdeutlichen. Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10, Abb.3.

Tab. 1: Rangplätze und zugehörige Jahre der sommerlichen sowie Juni-, Juli- und August-Extremwerte der Deutschland-Mitteltemperatur 1761-2003 (Rangplatz 1 repräsentiert den wärmsten Sommer bzw. wärmsten Monat). Rangplatz Sommer Juni Juli August ________________________________________________________________________ 1 2003 2003 1994 1807 2 1947 1917 1983 2003 3 1994 1858 1995 1997 4 1992 1811 1834 1826 5 1826/1834 1930 1859 1944 6 1826/1834 1889 1794 1911 7 1983 1822 1976 1781 8 1859 1947 1959 1992 9 1781 1877 1991 1842 10 1846 1950 1826 1947 11 2002 1775/1781/1866 1783/1874/2003 1975 12 1807 1775/1781/1866 1783/1874/2003 2002 13 1783 1775/1781/1866 1783/1874/2003 2001 14 1811 1976/1992 1778 1802 15 1868 1976/1992 1911 1932 a Beachte: 2000‘er (rot), 1990‘er (blau), 1980‘er (grün) und 1970‘er (hellblau) Jahrzehnte Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10, Tab 1.

Jahreszeit/Monat Zeitintervall Trend [°C] Signifikanzniveau Tab. 2: Lineare Trends in °C and zugehörige Signifikanzschwellen der Deutschland-Temperatur, Sommer- bzw. Juni, Juli- und Augustwerte, für die angegebenen Zeitintervalle. Jahreszeit/Monat Zeitintervall Trend [°C] Signifikanzniveau Sommer 1901 – 2000 1.01 > 90 % 1961 – 1990 0.38 - 1971 – 2003 0.93 > 80 % 1974 – 2003 1.82 > 95 % Juni 1901 – 2000 0.57 - 1961 – 1990 - 0.89 - 1971 – 2000 0.85 - 1974 – 2003 1.49 > 80 % Juli 1901 – 2000 0.79 - 1961 – 1990 0.87 - 1971 – 2000 0.69 - August 1901 – 2000 1.68 > 90 % 1961 – 1990 2.51 > 99 % 1971 – 2000 0.12 - 1974 – 2003 2.44 > 95 % Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10, Tab 2.

Flächenmittel 1901-2003 des Sommer- Niederschlags in Deutschland Anhang: Flächenmittel 1901-2003 des Sommer- Niederschlags in Deutschland Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10, Abb.5.

Wahrscheinlichkeit für Sommeranomalie >= 3.4 °C 2 Wahrscheinlichkeit für Sommeranomalie >= 3.4 °C Abb. 2: Zeitliche Entwicklung der Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Sommeranomalie von  3.4 °C auftritt . (bei Annahme einer Gaußschen Normalverteilung der zugrundeliegenden Daten). Diese Wahrscheinlichkeit ist in den letzten beiden Jahrzehnten enorm angestiegen, stellt am Ende mit p=0,0022 jedoch noch immer ein sehr extremes Ereignis dar (Jährlichkeit rund 455 Jahre). __0,0022 <0,0001__ Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10, Abb. 2.

Anmerkungen zur Analysemethodik Es wurde eine neue Methodik* angewandt, die es erlaubt, aufgrund beliebiger Häufigkeitsverteilungen (Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen) für beliebig definierte Schwellenwerte und für beliebige Zeitpunkte (der betrachteten Zeitspanne) die Wahrscheinlichkeit für das Über- bzw. Unterschreiten anzugeben. * nach Trömel, 2004, 2005

Mögliche Einflussmechanismen der Sommertrends in Deutschland 3 Mögliche Einflussmechanismen der Sommertrends in Deutschland Korrelationsanalyse für unterschiedliche Zeitintervalle ergibt: am deutlichsten: Korrelation zu Treibhausgasen (CO2) auch Deutschland ist beträchtlich vom anthroprogenen Treibhauseffekt beeinflusst, wobei der Nachweis mehr bei den relativ langfristigen Trends als bei den Extremwerten liegt. Auch die Nordatlantik Oszillation, ein interner Zirkulationsmwechanismus der Atmosphäre, kann in der Deutschland Sommertemperaturreihe festgestellt werden. Der solare Aktivitätseinfluss (Sonnenflecken , Solarkonstante) ist identifizierbar, aber schwach Die Sonnenaktivität - Temperatur Korrelation verschwindet in den letzten Jahrzehnten fast völlig. Keine bemerkenswerte Korrelation zu Vulkanismus (außer 1816 Tambora Ausbruch) Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10,p.7-8

Extremeres Klima?  Wahrscheinlichkeitsanalyse Hier gezeigt am Beispiel der Normalverteilung Nach IPCC, 2001; dt. nach Hupfer u. Börngen, 2004.

Quelle: Christian-D. Schönwiese*, Tim Staeger, und Silke Trömel J.W. Goethe-Universität, Institut für Meteorologie und Geophysik, Frankfurt a.M. Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse. Eingereicht bei “Meteorologische Zeitschrift” (in englischer Sprache, Sept. 2003) Verfügbar im AKE-Archiv : http://www.uni-saarland.de/fak7/fze/ (AKE2003H = Herbsttagung 2003 des AKE in Bad Honnef) Zum Originalquelle Schönwiese,C.D. e.a. :“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse,“ Manuskript 2003_10,

Einige Vorträge von Prof. Dr. Christian Schönwiese im AKE-Archiv AKE2005H_05   Wie extrem wird das Klima? DPG2005_SyKE 1.4       Klimawandel im Industriezeitalter – Beobachtungsindizien und Ursachen  AKE2003H_D2    Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse. 

Enorme Schäden und Verluste 4 Enorme Schäden und Verluste durch die Hitzewelle

Heat waves and Human Health Quelle: European Environmental Agency :Indicators of Europe‘s changing climate, EEA- Report 2/2004 EEA, Copenhagen, 2004 Link: http://reports.eea.eu.int/climate_report_2_2004/en/climate_change_impacts_presentation.pdf Intern: EEA2004_CC_Indicators_ofEurope_ppt.pdf

Paris im Sommer 2003: Temperature Death Quelle: EEA- Report 2/2004 : Indicators of Europe‘s changing climate

Neuere Zahlen gehen für Europa von 35 000 - 55 000 Hitzetoten aus *) Hitze-/Trockensommer 2003 Todesopfer (Europa): 27000 (F 14800, I 4000, D 3500, ...) Volkswirtschaftl. Schäden (Europa): 13 Mrd. EURO Neuere Zahlen gehen für Europa von 35 000 - 55 000 Hitzetoten aus *) Topics 2003 *) MüRück, DWD, 2005 Quelle: Vortrag von Prof.Schönwiese, Frankfurt, 27.10.2005, AKE2005H, zur Urquelle

Wird der Rekordsommer zur Regel ? 5 Wird der Rekordsommer zur Regel ? Christoph Schär (ETH-Zürch ) folgert dies aus den Klimasimulationen mit einem „neuartigen regionalen Klimamodell“. Urquelle: Schär C, ETH-Zürch, (2004), Nature 10.1038/nature02300 (2004). Quelle:WissenschaftOnline697366 vom 2004_0113: „Rekorde werden zu Regel.“ ; WO697366...htm

Beobachtungen und Klimasimulation 2071-2100AD Sommertemperaturen im Schweizer Mittelland Modell: Kontroll-Experiment Modell: Szenario Urquelle: Schär C , ETH-Zürch, (2004), Nature 10.1038/nature02300 (2004). Quelle:WissenschaftOnline697366 vom 2004_0113: „Rekorde werden zu Regel.“ ; WO697366...htm

Sommertemperaturen im Schweizer Mittelland Oberes Bild: Sommertemperaturen (Juni-August) im Schweizer Mittelland gemäß Beobachtungen ( 1864 - 2002 + 2003 ) Mittleres Bild: Klimasimulationen für gegenwärtige Klimabedingungen (1961-1990) (Bem.: es handelt sich wohl tatsächlich nur um Simulationen, denn die Einzeljahre finden sich nicht im oberen Bild) Unteres Bild: Klimasimulation 2071-2100 AD für zukünftige Klimabedingungen (CO2-Verdopplung) Bemerkungen: Jedes Jahr ist durch eine vertikale Marke dargestellt. Die Verbreiterung der statistischen Verteilung im zukünftigen Klima zeigt die starke Zunahme der Jahr-zu-Jahr-Variabilität. Die beobachteten Sommertemperaturen des Jahres 2003 sind extrem im Vergleich mit vergangenen Beobachtungen, aber solche Bedingungen werden normal unter den vorgegebenen Szenario- annahmen (Verdoppelung des atmosphärischen CO2 bis zum Ende des 21.Jhd). Urquelle: Schär C., ETH-Zürch, (2004). Quelle:WissenschaftOnline697366 vom 2004_0113: „Rekorde werden zu Regel.“ ; WO697366...htm

Ablage

bisher einmaliger Sprung in > Abb. 1: Sommeranomalien (Mittel aus Juni, Juli und August, Abweichungen vom Mittelwert 1961-1990) der bodennahen Deutschland-Lufttemperatur (Flächenmittel), Säulen, mit Jahresangaben für einige extrem warme Sommer und polynomialer Komponente, lila Kurve, die zunächst einen Abkühlungstrend und ab ca. 1900 einen Erwärmungstrend anzeigt. Schönwiese,C.D. e.a.:“Der Hitzesommer 2003 in Deutschland. Einige vorläufige Ergebnisse einer statistischen Zeitreihenanalyse“ Manuskript 2003_10, Abb.1