Klimawandel im Industriezeitalter Beobachtungsindizien und Ursachen D Christian-D. Schönwiese Universität Frankfurt/Main Institut für Atmosphäre und Umwelt © ESA/EUMETSAT: METEOSAT 8 SG – multi channel artificial composite colour image, 23-5-2003, 12:15 UTC

Gletscher als Klimaänderungsindikatoren Pasterze, Hohe Tauern, Großglocknerregion um 1900 2000 Seit 1850 haben die Alpengletscher ca. 50 % ihres Volumens verloren (Häberli et al., 2001). Gesellschaft für ökologische Forschung, Gletscherarchiv, Nr. 11-202006

Industriezeitalter, globale Perspektive Global-Temperatur (bodennah) Jahresanomalien 1856 – 2004 (relativ zu 1961 – 1990) 1998 1990 1944 1976 1956 1907 1864 Datenquelle: Jones et al., 2005; IPCC, 2001 (erg.); Analyse: Schönwiese, 2004 Quelle: IPCC, 2001; CRU (Jones et al.), 2005; bearb.

Global-Temperatur (bodennah) Jahresanomalien 1856 – 2004 (relativ zu 1961 – 1990) 1998 1990 1944 1976 1956 Trendanalyse 1856-2000: +0,6 °C (0,04/Dek.) 1907 1864 Quelle: IPCC, 2001; CRU (Jones et al.), 2005; bearb.

Global-Temperatur (bodennah) Jahresanomalien 1856 – 2004 (relativ zu 1961 – 1990) 1998 1990 1944 1976 1956 Trendanalyse 1856-2000: +0,6 °C (0,04/Dek.) 1901-2000: +0,7 °C (0,07/Dek.) 1907 1864 Quelle: IPCC, 2001; CRU (Jones et al.), 2005; bearb.

Industriezeitalter, globale Perspektive Global-Temperatur (bodennah) Jahresanomalien 1856 – 2004 (relativ zu 1961 – 1990) 1998 1990 1944 1976 1956 Trendanalyse 1856-2000: +0,6 °C (0,04/Dek.) 1901-2000: +0,7 °C (0,07/Dek.) 1981-2000: +0,3 °C (0,17/Dek.) 1907 1864 Quelle: IPCC, 2001; CRU (Jones et al.), 2005; bearb.

Ein Blick in die Stratosphäre Global gemittelte Temperatur der Stratosphäre (16 - 24 km) Anomalien 1960-2002 (relativ zu 1958-1977) und einige explosive Vulkanausbrüche Trend: - 1,9 °C Datenquelle: Angell, 2004

Langzeitaspekt: Nordhemisphäre - Temperatur Rekonstruktionen Modellsimulationen Modellsimulationen Mann und Jones, 2003

... und noch eine Alternative: Jahr

Temperaturtrends 1891 - 1990 K Datenquelle: Jones et al., 2002; Analyse: Schönwiese, 2002

Niederschlagtrends 1900 - 1999 IPCC, 2001

Übersicht beobachteter Klimatrends in Deutschland Quellen: Rapp, 2000; Schönwiese, 2003; ergänzt

Übersicht beobachteter Klimatrends in Deutschland Quellen: Rapp, 2000; Schönwiese, 2003; ergänzt

Vergleich Sommer-Temperatur/Niederschlag Korrelation: - 0,464 (21,5 %) mm DWD, Schönwiese et al., 2003

Temperaturanomalien Sommer (JJA) 2003 relativ zu 1961-1990 in K (Farben) bzw. in Vielfachen der Standardabweichung (Isolinien), nach Schär et al., 2004 Todesopfer (Europa): 27000 (F 14800, I 4000, D 3500, ...) Volkswirtschaftl. Schäden (Europa): 13 Mrd. EURO (Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Topics 2003)

Wahrscheinlichkeitsanalyse zur Änderung der Sommertemperatur in Deutschland 1761-2003 1880 3,4 °C Ereignis (Sommer 2003) Temperaturanomalien in °C Trömel, 2004

Zeitabhängige Wahrscheinlichkeitsanalyse für das Eintreten/Überschreiten des 2003-Ereignisses (3,4 °C) (Sommertemperatur Deutschland) p = 0,0022 entsprechend 1/455 Jahre p < 0,0001 entsprechend 1/10000 Jahre J a h r Trömel, 2003 / Schönwiese et al., 2004

Impressionen vom Elbe-Hochwasser, August 2002 Todesopfer: E 37, D 22; Volkswirt. Schäden: E 13,5 Mrd. €, D 9,2 Mrd. € (Quelle: Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, 2003)

Jahreshöchstabflüsse in m3/s (Pegelmessungen) Dresden/Elbe Köln/Rhein Menzel (PIK), 2005

Jahreshöchstabflüsse in m3/s (Pegelmessungen) Dresden/Elbe Köln/Rhein Menzel (PIK), 2005

Beobachtete Niederschlagtrends in Deutschland Jahr 1971 - 2000 Jahr 1901 - 2000 Schönwiese u. Janoschitz, 2005

Beobachtete Niederschlagtrends in Deutschland Winter 1971 - 2000 Sommer 1971 - 2000 Schönwiese u. Janoschitz, 2005

Überschreitung des Perzentils 95 % Zeitliche Entwicklung der Wahrscheinlichkeit für das Eintreten extremer monatlicher Niederschläge Überschreitung des Perzentils 95 % 120 mm 130 mm p=0,09  11 J. p=0,15  7 J. p=0,07  14 J. Trömel 2004

Ergänzung: Berz, 2004 Quelle: MüRück (G. Berz et al.), Topics 2003; Ergänzung: G. Berz, 2004

Der Weg zur Ursachendiskussion Cubasch und Kasang, 2000

Strahlungsantriebe (troposphärisch, nach IPCC, erg.) Industriezeitalter (ca. 1750/1800 bis 2000) ? Quelle: IPCC, 2001, ergänzt; hier nach Schönwiese, 2003

Anomalien der globalen Mitteltemperatur: Klimamodellsimulationen im Vergleich zu den Beobachtungsdaten (IPCC, 2001)

Flecken als Indikatoren der Sonnen-aktivität 1980 (Quelle: SIDC, Brüssel) Wie groß ist der Strahlungs-effekt? Satellitenmessungen der Sonneneinstrahlung 0,1% Parallel zu den Sonnen- flecken schwankt die Sonneneinstrahlung („Solarkonstante“) im Promillebereich (Quelle: Weltstrahlungszentrum, Davos) Jahr Jahr

IPCC, 2001; McCormick et al., 1995; Walter und Schönwiese, 1999, 2002

Folgerungen Im Industriezeitalter ist, global gemittelt, eine markante bodennahe Erwärmung aufgetreten. Ursache ist, vor allem in den letzten Jahrzehnten, höchstwahrscheinlich der Mensch ( „anthropogener Treibhauseffekt“). Dies trifft auch auf die stratosphärische Abkühlung zu. Die Struktur dieser Klimaänderung ist jedoch räumlich-jahreszeitlich sehr differenziert. Dies gilt noch weit ausgeprägter für den Niederschlag. In Deutschland ist vor allem ein Trend zu wärmeren und niederschlagsreicheren Wintern erkennbar, aber auch ein Trend zu heißeren (und trockeneren?) Sommern. Zum Teil sind diese Klimaänderungen mit häufigeren Extremereignissen verbunden, jedoch wiederum in sehr unterschiedlicher regional-jahreszeitlicher Ausprägung. Die sich daraus ergebenden Risiken für die Zukunft erfordern baldigen und effektiven Klimaschutz sowie weitere intensive Klimaforschung.

Vielen Dank für Ihr Interesse Homepage des Autors: http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima