Klimawandel CO2 (ppm) WS 05/06 Joachim Curtius Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz CO2 (ppm)

Nature, 21.11.2005 Science, 25.11.2005

Nature,1.12.2005

Inhalt Überblick Grundlagen Klimawandel heute: Beobachtungen CO2 Andere Treibhausgase Aerosole und Wolken Solare Variabilität Erwarteter zukünftiger Klimawandel Klimageschichte Klimaschutz

3. Klimawandel heute: Beobachtungen Temperaturentwicklung Erdoberfläche: "Hockeystick" Temperaturentwicklung Ozeane, Stratosphäre etc. Entwicklung von Eisflächen und Gletschern Entwicklung Niederschlag Regionale Entwicklungen, Stadtklima Entwicklung der Extremereignisse: Tropische Wirbelstürme Hitzewellen Überschwemmungen

Baumjahresringen, Korallen, Eisbohrkerne, Aufzeichnungen, etc. [IPCC, 2001] Rekonstruktion für NH nach Mann et al.,1999, aus Multi-Proxy-Analyse von Baumjahresringen, Korallen, Eisbohrkerne, Aufzeichnungen, etc.

Temperaturtrends 1976-2000 nach Jahreszeiten [IPCC,2001]

Trend der Änderung der Tag-Nacht-Temperaturschwankungen: Tages-Minimumtemperaturen allgemein stärker gestiegen als Tages-Maximumtemperaturen [IPCC,2001]

Temperatur- entwicklung Stratosphäre: Ursachen: Ozonrückgang Wasserdampf- zunahme [Schönwiese, 2003]

Zunahme von Wasserdampf am Erdboden [IPCC, 2001]

Zunahme von Wasserdampf in der Stratosphäre Ursachen: vielfältig, Methan H2O-Transport

Änderung des Niederschlags nach Regionen Zunahme des Niederschlags um 0.5 - 1%/Dekade über Land in mittleren Breiten der NH [IPCC, 2001]

Rhone- gletscher

Pasterze- gletscher

Vernagt- fernergletscher 1912 2003

Probleme speziell für die Gletscherrückgang [IPCC, 2001] Probleme speziell für die Wasserversorgung in Indien und weiteren Himalaya-Anrainern [Barnett et al., Nature, 2005]

IPCC, 2001: Beobachtungen in der Arktis Zunahme der Frühjahrstemperaturen in geringerem Maße Zunahme der Sommertemperaturen arktisches Meereis hat seit den 1950er Jahren im Frühling und Sommer um 10 bis 15% abgenommen Satellitenbeobachtungen zwischen 1978 und 1996 zeigen eine Abnahmen um 2,8% pro Dekade Ausdehnung der sommerlichen Schmelzperiode: von 57 Tagen im Jahre 1979 auf 81 Tage im Jahre 1998 durchschnittliche Eisdicke seit ca. 1960 von 3,1 auf 1,8 m oder um 42% verringert

wissenschaftliche Hintergründe: Strahlungshaushalt [IPCC, 2001] Abnahme der Eisflächen um mind. 10% auf der Nordhalbkugel

Zusammenfassung: Zunahme der globalen mittleren Temperatur am Boden von 1901 bis 2000: +0.6°C mit 95%-Vertrauensintervall: 0.2°C drei Perioden: 1910-1945, 1946-1975, 1976-2000 Zunahme des Wärmegehalts der Ozeane; T-Zunahme um 0.037°C/Dekade in obersten 300 m Ungleichgewicht der Erd-Energiebilanz: 0.85 W/m2, weitere 0.6°C auch bei null Emissionen Rückgang von Gletschern und Landeis Arktisches Packeis in Ausdehnung und Dicke stark zurückgegangen bisher kein deutlicher Rückgang in antarktischen Temperaturen und Packeisausdehnung positive Temperaturtrends in der freien Troposphäre, aber kleiner als am Boden negative Temperaturtrends in der Stratosphäre Das letzte Jahrzehnt des 20. Jht. war das wärmste Jahrzehnt des letzten Jahrtausend. (P>90%) "Kleine Eiszeit" und "Mittelalterliche Warmzeit" nur in Europa und Nordost-Atlantik Zunahme der Bewölkung um ~2% über Land in mittleren Breiten der NH Zunahme des Niederschlags um 0.5 - 1%/Dekade über Land in mittleren Breiten der NH Zunahme des Niederschlags in den Tropen Extreme...

Änderung der Wetterextreme [IPCC, 2001]

Easterling et al., Science, 2000: Wahrscheinlichkeit für Änderungen der Klimaextreme

Hurrican Katrina, 2005

Hurrikan-Zugbahnen 2005

Hurrikane an Orten, die bisher nicht als hurrikangefährdet galten: z.B.: Hurrikan Catarina, März 2004 Hurrikan Vince und Delta, 2005

Trenberth, Science, 2005: Anstieg der SST

Trenberth, Science, 2005: ACE: Accumulated Cyclone Energy, Maß für die kombinierte Intensität und Dauer von Tropenstürmen, Zunahme in den letzten 10 Jahren?

Webster et al., Science, 2005: Zunahme der SST und Zunahme der Intensität von Hurrikanen

Emanuel, Nature, 2005: "The actual monetary loss in wind storms rises roughly as the cube of the wind speed as does the total power dissipation" Power dissipation index:

Häufigkeit und Intensität von tropischen Stürmen Anstieg der Ozeanfläche mit Oberflächentemperaturen >26°C läßt eine Zunahme von tropischen Stürmen plausibel erscheinen. in 2004 und 2005: Hurrikane auch außerhalb der bisher bekannten Gebiete. Vorsicht: natürliche Variabilität und Zyklen z.B. weniger Hurrikane in starken El Nino-Jahren. neben SST >26°C auch andere Faktoren wie Stärke der vertikalen Scherwinde, Hochdruckrücken über zentralem und östlichem Nordatlantik etc.. Probleme der Vergleichbarkeit von "alten" Daten... Neueste Untersuchungen von Webster et al., 2005, und Emanuel, 2005, zeigen einen Anstieg der Intensität von tropischen Wirbelstürmen. Anthropogener Einfluß sehr schwer zu zeigen!

Zunahme von Hitzewellen: Untersuchungen zum Sommer 2003

Hitzemortalität in Europa 2003 Mortalitätsrate in Baden- Württemberg 2002-2003 Insgesamt ca. 35.000 zusätzliche hitzebedingte Todesfälle im Sommer 2003 in Europa.

Temperaturen im Sommer 2003 in der Schweiz Zunahme der Extreme: Temperaturen im Sommer 2003 in der Schweiz Sommer 2003: einmal in 46000 Jahren Zunahme der Verteilungsbreite! Schär et al., Nature, 2004

Schär et al., Nature, 2005: Erwartung für Durchschnitts- temperaturen in der Schweiz aus Regionalem Klimamodell (RCM) mit ansteigenden Treibhausgasen für 2071-2100. c) Nach RCM erwartete Temperaturänderung 2071-2100 d) Nach RCM erwartete Änderung in der Variabilität

Stott et al., Nature, 2004, 'Human contribution to the European heatwave of 2003' "...we estimate it is very likely (confidence level >90%) that human influence has at least doubled the risk of a heatwave exceeding this threshold [mean temperature of summer 2003 in Europe] magnitude."

Naturkatastrophen 1980-2004 weltweit

Quelle: Münchner Rückversicherung

Schäden durch Naturkatastrophen Quelle: Münchner Rückversicherung Zunahme der Schäden deutlich größer als Zunahme der Ereignisse wegen Bevölkerungswachstum, Wohlstandswachstum und zunehmender Besiedlung von gefährdeten Gebieten

[IPCC, 2001]