Die Auswirkungen des Klimawandels auf Schleswig-Holstein

Präsentation zum Thema: "Die Auswirkungen des Klimawandels auf Schleswig-Holstein"—  Präsentation transkript:

1 Die Auswirkungen des Klimawandels auf Schleswig-Holstein
Hans von Storch Institut für Küstenforschung, GKSS Forschungszentrum, Geesthacht Clisap/KlimaCampus, Universität Hamburg

2 Klimaforschung GKSS, Geesthacht
Beschreibung und Bewertung von gegenwärtigem Klima und Klimawandel im Küstenraum. Ableitung von Szenarien des möglichen zukünftigen Klimawandels im Küstenraum. Besonderes Augenmerk: Windbezogene Aspekte, also Windkraft, Sturmfluten und Seegang. Vor allem: Nord- und Ostsee.

3 Klima

4 Klima, Küstenklima Klima ist die Statistik des Wetters, nicht “durchschnittliches Wetter” (gibt’s nicht). Alle „Wetter“variablen - in Atmosphäre, Ozean und anderen Klimakomponenten. Besonderes Interesse: Variablen und Kennstatistiken mit Bedeutung für Gesellschaft. Küsten: Wind, Seegang, Wasserstand, und deren Extreme.

5 Klimaänderungen Schwierig festzustellen, weil die Mess- und Analysemethoden sich ändern. Schwierig festzustellen, weil die unmittelbare Umgebung von Bedeutung ist. Fast alle langen Winddatensätze sind inhomogen, d.h. spiegeln nicht nur Änderungen des Windklimas wieder sondern auch andere Faktoren (Beobachtungsmethode & - dichte, lokale Änderungen)

6 Gemessene Starkwinde in Norddeutschland
Janna Lindenberg, Gudrun Rosenhagen (DWD)

7 Der Anstieg von durch extremes Wetter verursachten Schäden ist massiv – aber ist dieser Anstieg auf schlechteres Wetter zurückzuführen? Verluste im Zusammenhang mit atlantischen Hurrikanen Eher nicht “Great Miami”, 1926, Florida, Alamaba – Schäden von 2005 Kapital - in 2005 Werten: 139 b$ Katrina, 2005: 81 b$ Pielke, Jr., R.A., Gratz, J., Landsea, C.W., Collins, D., Saunders, M., and Musulin, R., Normalized Hurricane Damages in the United States: Natural Hazards Review

8 Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels
Das Klima ist veränderlich; es wirken natürliche Faktoren und menschgemachte Faktoren Der wichtigste menschgemachte Faktor ist die erhöhte Gegenwart von strahlungsaktiven Gasen, die „Treibhausgase“, in der Atmosphäre. Diese Treibhausgase werden durch vielfältige menschliche Aktivität freigesetzt und nur langsam wieder aus der Atmosphäre entfernt. Erhöhte Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre führen zu einer Erwärmung. Neben der Wirkung auf die Temperatur und unmittelbar damit zusammenhängenden Eigenschaften sind die Veränderungen anderer Klimavariablen räumlich uneinheitlich.

9 Einschätzung: Globale Erwärmung real?
Die Gemeinschaft der Klimaforscher ist sehr weitgehend davon überzeugt, dass die derzeitig beobachteten Veränderungen des Klimas weitgehend (ca. 2/3) auf menschlichen Einfluss zurück gehen.

10 Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels
Die Ansichten darüber, inwieweit wir derzeit verstärkte oder vermehrte Extremereignisse (also etwa Windstürme, Starkniederschläge) sehen, ist gespalten. Beschreibungen der Zukunft sind keine Vorhersagen, sondern alternative Szenarien, deren Wahrscheinlichkeit nicht angegeben werden kann. Sie sind keine Vorhersagen sondern hängen davon ab, wie sich die Emissionen zukünftig entwickeln. Sie stimmen jedoch alle darin überein, dass die Temperaturen und die mittleren Wasserstände steigen.

11 Einschätzung: IPCC Berichte zutreffend?
Die Einsichten der Klimaforschung werden in den IPCC-Berichten (Intergovernmental Panel on Climate Change, in der Öffentlichkeit bisweilen als „Klimarat der UN“ bezeichnet) gut zusammengefasst.

12 Derzeitiger regionaler Klimawandel

13 Baltic Sea basin land surface spring air temperature 1871-2004
Winter Spring Summer Fall Year North 1,17 1,95 0,78 1,04 1,3 South 1,30 1,43 0, ,01 Linear temperature trends 1871 – 2004 for the northern (latitude > 60 °N) and southern (latitude < 60 °N) Baltic Sea basin.

14 Regionale Entwicklung der Temperatur und Sturmtätigkeit
Temperaturen in Norddeutschland sind in den letzten Jahrzehnten gestiegen. Sturmtätigkeit hat von Jahrzehnt zu Jahrzehnt geschwankt, aber auf längere Sicht fast unverändert seit 1800. Lund und Stockholm

15 Precipitation Anomaly time series of annual precipitation over Sweden, (reference period ).

16 salinity

17 Globaler Meeresspiegel in den letzten ca. 100 Jahren
(Church et al. 2008) Aus Pegeldaten im 20. Jahrhundert ca. 1-2 mm/Jahr angestiegen Aus Pegeln und Satelliten ca. 3 mm/Jahr Bezogen auf 20-Jahresperioden ist der globale Meeresspiegel in den letzten Jahren deutlich schneller als über die meiste Zeit des 20. Jh. angestiegen.

18 Meeresspiegel in der Nordsee - derzeit
Anstieg von Meeresspiegel und Tidenhub in der Nordsee? Meist: inhomogene Daten (wasserbauliche Maßnahme in der Umgebung des Pegels) Aber „sauber“: Norderney – Gleichmässiger Anstieg von MThw, MTnw, und MThb; keine Beschleunigung in jüngster Vergangenheit H.-D. Niemeyer, Norderney, pers. Mitteilung

19 Tidenhochwasser-Statistik für Cuxhaven.
Oben: 95%ile der jährlichen Hochwasser nach Abzug des mittleren Hochwassers (= wetterbedingter Anteil) Unten: jährlich mittlere Hochwasser;

20 Sturmfluten in der Elbe Vergangenheit
Differenz Scheitelhöhen Hamburg - Cuxhaven Sturmfluten in der Elbe deutlich erhöht seit 1962 – aufgrund wasserbaulicher Maßnahmen, vor allem wegen der Verkürzung der Deichlinie

21 Zukünftig möglicher Klimawandel (Szenarien)

22 Konstruktion von regionalen und lokalen Szenarien
Simulation mit TRIM Modell Globales Geschehen Dynamisches Downscaling Pegel St. Pauli Empirisches Downscaling Zusammenarbeit u. a. mit BAW, BSH, ALR Husum, FSK Norderney, Hamburg Port Authority u.a.

23 Szenarien für Norddeutschland
Szenarien für Norddeutschland (gerundet): 2030: Temperaturen +1±0.4 Grad; Starkwind +2%±1% (Winter); Niederschlag –10% Sommer, +10% Winter (±5%); : Temperaturen +3±1.2 Grad; Starkwind +8%±4%; (Winter) Niederschlag –30% Sommer, +30% Winter (±10%);

24 Regional climate model simulated precipitation changes in % for winter (DJF) between the periods 1961‑1990 and 2071‑2100 using the SRES‑A2 emissions scenario. The upper plots show results from the HIRHAM Model and the lower plots are from the RCAO Model. Plots on the left used GCM boundary conditions from HadAM3H; plots on the right used ECHAM4/OPYC3.

25 Regional climate model simulated precipitation changes in % for summer (JJA) between the periods 1961‑1990 and 2071‑2100 using the SRES‑A2 emissions scenario. The upper plots show results from the HIRHAM Model and the lower plots are from the RCAO Model. Plots on the left used GCM boundary conditions from HadAM3H; plots on the right used ECHAM4/OPYC3.

26 Change of river flow to Baltic Sea basins 2071-2100
Depicted here are the change in hydrological conditions in the BALTEX area accoring to the RCAO model runs (river runoff to the Baltic Sea sub basins). All runs predict a considerable wetter winter and spring, and a slightly drier summer. NEXT

27 Mean number of ice days in a present day simulation (right) and two scenarios for 2070-2100 (bottom)

28 A2 - CTL: changes in 99 % - iles of wind speed (6 hourly, DJF): west wind sector selected (247.5 to deg) HIRHAM RCAO Scenarios for 2085

29 Erwartete Erhöhung für der windbedingten extremen Wasserstände (99.5%ile) gemäß den Szenarien A2 und B2 und zwei verschiedenen Klimamodellen. (Woth, pers. Mitt.)

30 Szenarien für Veränderungen in den Sturmfluthöhen in der Tideelbe
Ohne Landhebung/senkung, und wasserbauliche morphologische Veränderungen!

31 Globaler Meeresspiegel: Szenarien für 2100 [m]
Quelle IPCC (A1Fl) DELTA (oberes Limit) Thermische Ausdehnung 0.17 … 0.41 0.12 … 0.49 Kontinentales Eis 0.08 … 0.17 0.07 … 0.18 Grönland 0.02 … 0.12 0.13 … 0.22 Antarktis -0.14 …-0.03 -0.01 … 0.41 Beschl. Eisdynamik 0.01 … 0.17 --- Terrestrische Speicher 0.00 … 0.04 Total 0.25 … 0.76 0.55 … 1.10 Anmerkung: Zahlen IPCC für A1Fl Szenario, hier kommen die 0.59 m GMSLR her, wenn man den scaled up ice sheet imbalance vernachlässigt, Als Range über aller Szenarien ergeben sich cm plus 0-20 cm scaled up ice sheet imbalance

32 Mittlerer Meeresspiegel: Welche Faktoren spielen regional eine Rolle?

33 “Delta-Report”: Lokaler Meeresspiegel “Upper end”-Szenarien bis 2100 (Niederlande) [m]
Quelle DELTA (oberes Limit) Anmerkung Thermische Ausdehnung (Global) 0.12 … 0.49 Thermische Ausdehnung (Lokal) -0.05 … 0.20 Ozeanzirkulation Kontinentales Eis 0.06 … 0.14 Elasto-Gravity Grönland -0.55 … 0.04 Antarktis -0.03 … 1.07 Terrestrische Speicher 0.00 … 0.04 Total -0.05 … 1.20 Grau = Zahlen aus globaler Deltaabschätzung, rot neu hinzugekommene Effekte beim regionalen Estimate bzw. gegenüber dem globalen Estimate korrigierte Zahlen aufgrund Berücksichtigung regionaler Effekte, Anmerkung = Prozess, der hptsl. Für Änderung verantwortlich ist

34 Zusammenfassung des Wissensstands für die Deutsche Nordseeküste
Wesentliche Faktoren, die Sturmflutwasserstände langfristig ändern können Änderungen bisher (1907 bis 2006) Mögliche Änderungen bis 2030 Mögliche Änderungen bis 2100 Globaler mittlerer Meeresspiegelanstieg ca. 2 dm ca. 1 – 2 dm ca. 2 – 8 dm Meteorologisch bedingter Anteil des Sturmflutwasserstandes keine ca. 0 – 1 dm ca. 1 – 3 dm Regionaler und lokaler Meeresspiegelanstieg Bisher unbekannt Wellenauflauf Gezeitenregime Regional sehr unterschiedlich Topographie

35 Anpassungs-möglichkeiten

36 Angenommener Meeresspiegelanstieg: 5 m

37 Strategies (IPCC Definition)
From: H-D. Niemeyer, Lower Saxony Water Management, Coastal Defence and Nature Conservation Agency – Coastal Research Station

38 Chancen durch das Tideelbekonzept

39 Option: Anpassung in Städten – partielle Umkehr des klimatischen Stadteffekts
Gill et al.,2007

40 Dyke overtopping tolerance
Currently overtopping tolerances: 3% of all – Lower Saxony 2 l/(m∙s) – Masterplan Schleswig-Holstein 0,1-1,0 l/(m∙s) – The Netherlands Results of overtopping test in Delfzijl/NL No damage up to 50 l / (m ∙ s) No severe damage at 50 l (m ∙ s) after artificial damage still functioning Niemeyer & Kaiser 2008, NLWKN

41 Kommunikation und Beratung

42 Kommunikation zwischen Stakeholdern und Wissenschaft – regionale Klimabüros

43 Norddeutschland Stürme/Wind Sturmfluten Seegang
Norddeutsches Klimabüro Norddeutschland Stürme/Wind Sturmfluten Seegang

44 Unsere Dienstleistungen
Vermittlung von Wissen über regionalen Klimawandel. Unterstützung bei der sachgemässen verwendung von regionalen Klimawandelszenarien Bestimmung der Bedarfe and Information und Erklärung bei “Nutzern”/Öffentlichkeit Unsere Dienstleistungen

45 Requests for talks Total number of talks since 2006: 112
Average number of presentations per months. Jan March 2007: 1,0 March 2007-Feb. 2008: 4,6 March 2008-Jan. 2009: 3,7 Regional level: 69% National level: 19% International level: 12%

46 Online-Atlas „Klimawandel Norddeutschland“
Darstellung unterschiedlicher Größen zum Klimawandel in Norddeutschland für die Zeiträume , und Darstellung der Differenz zu dem Kontrollzeitraum Darstellung unterschiedlicher Treibhausgasszenarien (nach dem IPCC) gerechnet mit verschiedenen regionalen Modellen

47 Saisonales Mittel Sommer 2071-2100
Szenario A2 Temperatur Saisonales Mittel Sommer Rechts: Regionalmodell RCAO (SMHI), angetrieben mit dem globalen Klimamodell Hadley Center Unten: Regionalmodell RCAO (SMHI), angetrieben mit dem globalen Klimamodell ECHAM des Hamburger Max-Planck-Instituts für Meteorologie Flächenmittel NO Deutschland: + 5,1°C / + 3,6°C Flächenmittel Metropolregion Hamburg: + 5,0°C / + 3,6°C Flächenmittel NW Deutschland: + 4,7°C / + 3,5°C

48 Bewertungsreport Ostseeklima
BACC = BALTEX Assessment for Climate Change in the Baltic Sea Region wurde in 2005 bis 2007 unter der logistischen Regie des Internationalen BALTEX Sekretariats und in Abstimmung mit der HELCOM Kommission durchgeführt. Der BACC Bericht wurde am 22. Januar 2008 vom Springer Verlag ausgeliefert.

49 Klimabericht für die Metropolregion Hamburg
Im Rahmen des CLiSAP Exzellenzentrums der Hamburger Klimaforschung (ZMK; MPIfM, wird der Zustandsbericht Hamburger Klimawandel für den Großraum Hamburg (Metropolregion, Holstein, Nordniedersachsen) in in Abstimmung mit dem Senat der Freien und Hansestadt Hamburg (Klimaleitstelle) und dem Umweltministerium des Landes Schleswig-Holstein zusammengestellt. 15. April ZAMG

50 Zusammenfassung Klima wandelt sich, vor allem aufgrund menschlicher Aktivität Klima wird sich weiter verändern, auch regional und lokal. Wissen über regionale Details stabilisiert sich – über gegenwärtigen Wandel und über möglichen zukünftigen Wandel. Anpassung ist erforderlich neben einer wirksamen Emissionsmindernden Energiepolitik. Erste verschiedene Optionen sind bekannt; weiteres systematisches Nachdenken ist geboten. GKSS bietet sich mit seinem Norddeutschen Klimabüro, und den damit verbundenen Aktivitäten, als Gespräch- und Beratungspartner an.

51 Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit
Siehe auch: Kontakt: Norddeutsches Klimabüro