Hans von Storch Klimaforscher

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2 Hans von Storch Klimaforscher
Spezialgebiet: Küstenklima, also Windstürme, Sturmfluten, Seegang, Nordsee, Ostsee, Nordatlantik Kooperation auch mit Sozial- und Geisteswissenschaftlern Direktor des Instituts für Küstenforschung des Helmholtz Zentrums Geesthacht Professor am Meteorologischen Institut der Universität Hamburg Mitglied des Leitungsgremiums des Klima-Exzellenzzentrums CLISAP an der Uni Hamburg Ehrendoktor der Universität Göteborg

3 Umfrage unter Mein Schiff-Passagieren zum Thema „Hintergrund und Folgen des Klimawandels nicht repräsentativ sondern eine Stimmungsaufnahme

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6 Falls ein Klimawandel stattfindet, wie drückt sich dieser aus
Falls ein Klimawandel stattfindet, wie drückt sich dieser aus? In veränderter … Temperatur Meeresspiegel vermehrten Extremen mehr oder stärkeren Stürmen in Europa Aussterben von Tieren und Pflanzen veränderten Gesundheitsrisiken mehr Klimaflüchtlingen anders:

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8 Falls das Klima sich ändert – welches sind die für Sie plausibelsten Gründe
überwiegend natürliche Faktoren (inkl. Sonnenaktivität) überwiegend menschliche Emissionen von Treibhausgasen und andere zivilisatorische Aktivitäten Beides Weder-Noch

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10 Zur Klimapolitik – sollte diese sich derzeit konzentrieren auf
Abwarten, bis die Sachlage sich klarer darstellt Erzwingung von erheblichen Emissionsminderungen Förderung von Modernisierungen, die mit Emissionsminderungen einhergehen die Anpassung an Risiken und deren Veränderungen. andere Themen.

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12 Mein Hintergrund: berufsaktiver, fachferner Akademiker pensionierter, fachferner Akademiker fachnaher Akademiker Person, die an politischen oder wirtschaftlichen Entscheidungen beteiligt ist. interessierter Bürger

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14 Titelfolie HZG Master

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16 Karlsruher Institut für Technologie: Karlsruhe
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung: Bremerhaven, Potsdam, Helgoland, Sylt Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY: Hamburg, Zeuthen Deutsches Krebsforschungszentrum: Heidelberg Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Berlin-Adlershof, Bonn, Braunschweig, Bremen, Göttingen, Hamburg, Köln, Lampoldshausen, Neustrelitz, Oberpfaffenhofen, Stuttgart, Trauen, Weilheim Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen: Bonn, Göttingen, Magdeburg, München, Rostock, Tübingen, Witten Forschungszentrum Jülich GmbH: Jülich GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH: Darmstadt, Jena, Mainz Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung: Geesthacht, Teltow Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie: Berlin Lise-Meitner Campus, Berlin Wilhelm-Conrad-Röntgen Campus Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR): Dresden, Forschungsstelle Leipzig, Rossendorf Beamline an der ESRF im französischen Grenoble Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ: Potsdam Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH: Braunschweig, Saarland (HZI-HIPS) Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt: München Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ: Leipzig, Magdeburg, Halle Karlsruher Institut für Technologie: Karlsruhe MAX-DELBRÜCK-CENTRUM FÜR MOLEKULARE MEDIZIN (MDC): Berlin-Buch Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.: München, Garching, Greifswald

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18 Klimawandel im Ostseeraum
Klimawandel im Ostseeraum Hans von Storch Institut für Küstenforschung, Helmholtz Zentrum Geesthacht Klimacampus, Universität Hamburg 25 min‘s

19 Globaler Klimawandel IPCC

20 Entwicklung der global gemittelten Lufttemperatur – aus Thermometerdaten abgeleitet

21 Dekonstruktion der Entwicklung der Lufttemperatur
Additional ly man- made factors Only natural factors „observations“ IPCC 2007

22 Szenarien – mögliche Zukünfte, aber keine Vorhersagen

23 Intergovernmental Panel on Climate Change
Mission: Darstellung des gegenwärtigen Wissens und der Kovergenz dieses Wissen – und nicht etwa das Finden der ”Wahrheit” über den Klimawandel Intergovernmental Panel on Climate Change - Wird benötigt als unparteiischer „Lieferant“ von relevantem Wissens für Entscheider - Hat starke Belege dokumentiert, dass die globalen Lufttemperaturen angewachsen sind, was nicht auf rein natürlicher Vorgänge zurückgeführt werden kann. - Die gefundene Erwärmung kann mit gegenwärtigem Wissen nicht ohne das Wirken von Treibhausgasen erklärt werden. Daher ist mit einer Fortsetzung der Erwärmung zu errechnen.

24 Ostseeraum BACC

25 Die Ostsee und ihr Einzugsgebiet = Die BACC Region
Fläche: 2.13 Mill. km2 (~20% des Europäischen Kontinents), davon Ostsee: km2 85 Mio Menschen in 14 Ländern Uralter wirtschaftlicher, kultur-eller und wissenschaftlicher Austausch in der Region Räumlich variables Klima und Topographie; Erhebliche saisonale, Jahr/zehnt-zu-Jahr/zehnt und längerfristige Klimaveränderungen Herausforderung für Klima- und Umweltforschung. Wissenschaftlich ausführlich untersuchtes Gebiet. First region. This is werer you are now Baltex region=drainagebasin Interesting region 20% of European continent

26 Im Norden: Ländlich, wenig Bevölkerung, viele Wälder, Felsenküsten, sub-arktisches Klima Die BACC Region Differences between north & south Im Süden: dichte Bevölkerung, industrialisiert, Landwirtschaft, temperiertes Klima.

27 Warum interessiert man sich für den regionalen Klimawandel?
Weitgehendes Einvernehmen, dass das Klima sich auch aufgrund menschlicher Faktoren ändert IPCC (AR4 von 2007) Dieser Wandel ist ungleichmäßig in seiner regionalen Ausprägung Die Wirkung von Klima und Klimawandel ist regional sehr verschieden Wesentliche politische Entscheidungen fallen lokal (Anpassung) Öffentlichkeit, wirtschaftliche und politische Entscheider brauchen Wissen, das wissenschaftliche abgesichert ist → Regional Wissenszusammenschauen (Assessments) nötig. Was können wir tun? Vermeidung – Verminderte Emission von Treibhausgasen– Global Anpassung – an die unvermeidlichen Änderungen– Regional → Wissenschaftlich abgesichertes Wissen, das vollständig (Unsicherheit) und verständlich ist.

28 BACC = BALTEX Bestandsaufnahme des wissenschaftlich belegten Wissens über Klima, Klimawandel und Klimawirkung im Einzugsbereich der Ostsee. Ein Versuch einer Politikberatung jenseits von Alarmismus und Politdominanz.

29 BACC ist eine Arbeitsgruppe des internationalen Forschungs-programms BALTEX, dessen Sekretariat vom Helmholtz Zentrum Geesthacht (HZG) betrieben wird. Das BACC Projekt stellt das wissenschaftlich belegte Wissen über gegenwärtigen und zukünftig möglichen Klimawandel dar. Das BACC Projekt behandelt auch das Wissen über die Wirkung des Klimawandels auf aquatische und terrestrische Ökosysteme. Der erste BACC-Report, von 2008, war ein Novum, Wissen über den regionalen Klimawandel regional nach den Spielregeln des IPCC aufzuarbeiten. Die BACC Einschätzung wurde nicht durch politische oder sonstige interessegeleitete Faktoren beeinflusst.

30 Die BACC Idee besteht darin,
dass das wissenschaftliche legitime Wissen über Klima, Klima- wandel und Klimawirkung zusammengestellt und bewertet wird. Alleiniges Qualitätsmerkmal ist die Wissenschaftlichkeit, wozu die Dokumentation in entsprechenden Veröffentlichun-gen (Zeitschriften, Reports anerkannter Institutionen) gehört. dass aus diesem Wissen nicht unmittelbar politische, wirtschaftliche oder sonstwie praktische Folgerungen gezogen werden können, sondern dass dies Wissen nur Randbedingungen für eventuelle derartige praktische Folgerungen bietet. Wissenschaftliche Erkenntnis ersetzt keine praktischen Entscheidungen, die in erheblichem Maße von kulturellen Werten geprägt werden.

31 Publikation im Januar 2008:
Mehr als 30 beteiligte Institutionen Mehr als 80 beteiligte Autoren aus insgesamt 13 Ländern. 475 Seiten Mehr als 2000 wissenschaftliche Arbeiten wurden berücksichtigt, davon ca. 150 in nicht-englischer Sprache Kap. 1: Einführung und Zusammenfassung Kap. 2: Klimawandel in Vergangenheit und Gegenwart im Ostseeraum Kap. 3: Szenarien des zukünftig möglichen Klimawandels im Ostseeraum Kap. 4: Wirkung des Klimawandels auf terrestrische Ökosysteme Kap. 5: Wirkung des Klimawandels auf marine terrestrische Ökosysteme der Ostsee Kap. 6 : Anhänge A 2nd highlight, the full BACC material is going to print this week.

32 HELCOM Thematic Assessment veröffentlicht im Mai 2007
Auf der Grundlage des BACC-Berichts hat die zwischenstaatliche “Helsinki Commission” für das Management der Ostsee seine eigene Einschätzung mit Focus auf die marine Umwelt der Ostsee erarbeitet. Dieser 59-seitige Bericht wurde von den beteiligten Regierungen und der EU Kommission akzeptiert. Eine neuartige und vorbildliche Arbeitsteilung zwischen Wissenschaft (BALTEX) und zwischenstaatlicher Politik (HELCOM). An important achievement, this is our stakeholder involvement, a real highlight !!

33 Nachfolger: Aufnahme des Klimawissens für die Metropolregion Hamburg
Nach dem Vorbild des BACC Reports wurde inzwischen ein entsprechender Bericht zum Wissen über Klimawandel und Klimawirkung im Großraum Hamburg erarbeitet. Hinter dem im November 2010 erschienenen Bericht stehen der KlimaCampus Hamburg und das Helmholtz-Zentrum Geesthacht. Auf politischer Seite wird der Bericht genutzt vom der Freien und Hansestadt Hamburg und vom Land Schleswig-Holstein.

34 Vergangener und gegenwärtiger Klimawandel im Ostseeraum
nach BACC

35 Zusammenfassung Von 1871 bis 2004 ist die Lufttemperatur angestiegen – mit ca., 1.2oC im Jahresmittel Die Erwärmung ist am ausgeprägtesten im Frühjahr. Dazu passend haben sich die Abflüsse der Flüsse zeitlich verschoben und die Zeiten mit Meereis und Schnee verkürzt. In der 2ten Hälfte des 20ten Jahrhunderts gab es mehr Niederschläge, die aber deutliche regionale Unterschiede aufweisen. In Bezug auf die Windverhältnisse (Sturmhäufigkeit/Intensität) wurden keine systematischen Änderungen gefunden. Die Salzverhältnisse in der Ostsee unterliegen starken langperiodischen Schwankungen; eine systematische Änderung kann nicht konstatiert werden.

36 Lufttem-peratur im Frühjahr im Bereich der Ostsee von 1871-2004
Gebiet Winter Frühjahr Sommer Herbst Jahr Nord 1.2 2.0 0.8 1.0 1.3 Süd 1.4 0.4 Veränderung der mittleren Lufttemperatur im Breic h der Otsee und deren Einzugsgebiets zwischen 1871 und 2004 in oC. Norden: nördlich 60 °N; Süden: südlich 60 °N

37 Extreme im winterlichen Niederschlag
+ Anstieg der Anzahl von Ereignissen mit Starkniederschlag o Rückgang der Anzahl von Ereignissen mit Starkniederschlag

38 Keine systematische Veränderung der Sturmtätigkeit
Jährliche Anzahl niedriger täglicher Luftdrücke (oben) und kurzfristiger Abfälle des Luftdrucks (unten)

39 Entwicklung des Salzgehalts in der Ostsee

40 Derzeitiger Wandel regionaler Ökosysteme
Mit dem Klimawandel plausiblerweise verbundene Änderungen in terrestrischen Ökosystemen stellen sich dar als - frühere phenologische Phasen, - nordwärtige Verschiebungen des Vorkommens von Arten, und - stärkeres Wachstum und Verbreitung von Vegetation. Eine belastbare Aussage über den klimabedingten Wandel in marinen Ökosystemen sind derzeit nicht möglich; die Meinungen divergieren zu stark. Insbesondere kann bisher nicht unterschieden werden zwischen der Wirkung des Klimawandels und anderer sich ändernden Bedingungen, insbesondere im Hinblick auf die Gegenwart von Nährstoffen (Eutrophierung), Luftverschmutzung und Überfischung.

41 Szenarien möglicher zukünftiger Klimate im Einzugsbereich der Ostsee
BACC

42 IPCC: Konstruktion von Szenarien zukünftig möglicher globaler Klimate
Aufbau plausibler, konsistenter, möglicher aber nicht notwendigerweise wahrscheinlicher Beschreibungen („Szenarien“) von Zukunft, insbesondere von Emissionen von Treibhausgasen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts. Wenn umgesetzt in die Wirkungen solcher veränderter geochemischer Bedingungen auf das Klima und seine wirkung, bieten diese Szenarien für Entscheider (inkl. Öffentlichkeit) eine Möglichkeit, mögliche Klima/anpassungs/politiken und Maßnahmenkataloge zu entwickeln .

43 BACC : Szenarien vom möglichen zukünftigen regionalen Klimawandel
Anstieg der Temperaturen im gesamten 21. Jahrhundert sind sehr wahrscheinlich; die Stärke des Trends hängt auch von den eingesetzten Modellkonfigurationen ab. Die Klimamodelle avisieren einen generellen Anstieg der Niederschläge im Einzugsbereich der Ostsee. Regional sind diese Anstiege am stärksten im Winter im gesamten Einzugsgebiet; im südlichen Teil erscheint aber eine Abnahme der sommerlichen Niederschläge plausible. Für Winde und die Häufigkeit und Intensität von Stürmen ergibt sich keine klare Perspektive.

44 A2 Emissions-Szenario: Winterliche Lufttemperaturen
Szenarien für mögliche Änderungen der Bedingungen in relativ zu in verschiedenen Modellkonfigurationen. A2 Emissions-Szenario: Winterliche Lufttemperaturen RCM: HIRHAM RCM: RCAO GCM: HadAM3H GCM: ECHAM4/OPYC

45 A2 Emissions-Szenario: Sommerliche Lufttemperaturen
Szenarien für mögliche Änderungen der Bedingungen in relativ zu in verschiedenen Modellkonfigurationen. A2 Emissions-Szenario: Sommerliche Lufttemperaturen RCM: HIRHAM RCM: RCAO GCM: HadAM3H GCM: ECHAM4/OPYC

46 A2 Emissions-Szenario: Winterliche Niederschläge
Szenarien für mögliche Änderungen der Bedingungen in relativ zu in verschiedenen Modellkonfigurationen. A2 Emissions-Szenario: Winterliche Niederschläge RCM: HIRHAM RCM: RCAO GCM: HadAM3H GCM: ECHAM4/OPYC

47 A2 Emissions-Szenario: Sommerliche Niederschläge
Szenarien für mögliche Änderungen der Bedingungen in relativ zu in verschiedenen Modellkonfigurationen. A2 Emissions-Szenario: Sommerliche Niederschläge RCM: HIRHAM RCM: RCAO GCM: HadAM3H GCM: ECHAM4/OPYC

48 A2 und B2 Emissions-Szenario: Jahresgänge von Flußablüssen
Szenarien für mögliche Änderungen der Bedingungen in relativ zu in verschiedenen Modellkonfigurationen. A2 und B2 Emissions-Szenario: Jahresgänge von Flußablüssen 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

49 Mittlere jährliche Anzahl von Eistagen in eienr Simulation gegenwärtiger Bedingungen und (oben) und zwei Szenarien für die letzten 30 Jahre des 21ten Jahrhunderts (unten).

50 Wirkung auf terrestrische Ökosysteme
Fortsetzung des derzeitigen Trends mit früheren phenologischen Entwicklungen nordwärtigen Verlagerungen der Verbreitung von Arten verstärktem Wachstum und Verbreitung der Vegetation.

51 Wirkung auf marine Ökosysteme
Keine umfassenden und detaillierte Analysen vorhanden; strittige Angaben. Szenarien sind ad-hoc und hochgradig unsicher. Die Wirkung anderer für Veränderungen verantwortliche Faktoren sind kaum abschätzbar. Eine Verminderung des Salzgehalts der Ostsee hätte einen deutlichen Effekt auf die marine Fauna. Die erwarteten Veränderungen im Hinblick auf Niederschlag und dem Abfluß der Flüsse könnte das Problem der Eutrophierung weiter verschärfen.

52 BACC: Zusammenfassung
Derzeit geht eine Erwärmung im Ostseeraum vonstatten, BACC bezeichnet es als plausibel, dass diese Änderungen zumindest teilweise auf menschgemachte Faktoren zurückzuführen ist. Daher ist zu erwarten, dass die derzeitige Erwärmung sich im Laufe des Jahrhunderts wahrscheinlich fortsetzen wird. Die bisherige Veränderung bezieht sich auf die Temperatur und damit direkt zusammenhängende Größen. Zu einem späteren Zeitpunkt sollte auch die Veränderung im Niederschlag manifest werden. Die regionale Erwärmung wird Wirkungen auf die terrestrischen und marinen Ökosysteme haben – einige davon sind vorhersagbar, andere sind derzeit kaum abschätzbar.

53 Gegenwart  Zukunft ?

54 Sind die derzeitigen Änderungen und die Szenarien der Klimamodelle miteinander “konsistent”?
Mit anderen Worten: Wenn die derzeitige Entwicklung anhält, erreichen wir dann die von den Klimamodellen als möglich bezeichneten Zustände am Ende des Jahrhunderts? In Bezug auf die Temperatur sind die derzeitigen Trends tatsächlich grob vergleichbar mit den von den Modellen in Aussicht gestellten Trends. Im Falle des Niederschlages gilt dies nur eingeschränkt; die derzeitigen Niederschlagsänderungen sind entweder stärker als die Erwartung der Modelle (Winter) oder weisen anders als die Modelle auf trockenere Verhältnisse (Herbst). 45 min‘s Post-BACC Resultat: Jonas Bhend, 2011

55 Änderungen der Lufttemperatur im Ostseeraum, 1978-2007
Änderung in oC pro Jahrhundert Post-BACC Resultat: Jonas Bhend, 2011

56 Änderungen des Niederschlags im Ostseeraum, 1978-2007
Änderung in % der Werte pro Jahrhundert Jonas Bhend, pers. comm.

57 BACC II

58 Grundsätze Wiederholung der BACC-Übung nach 5 Jahren (“cut-off” für BACC-1 war in 2006). BACC präsentziert nicht das beste Wissen über den Klimawandel im Ostseebereich, sondern beschreibt das wissenschaftlich legitimierte Wissen über Klima, Klimawandel und Klimawirkung, einschließlich dessen Unsicherheit und Dissens. BACC stellt sich den Fragen von gesellschaftlichen und politischen Interessengruppen, zieht solche Gruppen aber bei der Bewertung des wissenschaftlich legitimen Wissens nicht zu Rate. Wissen wird dadurch wissenschaftlich legitim, dass es in wissenschaftlichen Zeitschriften und in Berichten einschlägiger Einrichtungen dokumentiert ist, und daher in Bibliotheken zur Nachprüfung für Jedermann vorliegt.

59 Der BACC Prozeß BACC Science Steering Committee selects Lead authors Draft chapter outlines and select Contributing authors 1st draft BALTEX Secretariat Management and Coordination Expert review 2nd draft Expert review Final draft Publication Ende 2013 Im Unterschied zum IPCC: keine Einwirkung politischer Kräfte

60 Grundsätze Die persönlichen Meinungen der Leitautoren und ihrer Institute haben kein größeres Gewicht als die eines anderen publizierenden Wissenschaftlers. Der Zweck der Übung ist die Darstellung des Konsens und des Dissens im wissenschaftlich legitimen Wissen. Dieses wissenschaftlich legitime Wissens ist nicht starr und ändert sich im Laufe der Zeit. Der BACC Bericht beschreibt einen “Snapshot” dieses Wissens. Die Darstellung des Wissens durch BACC unterläuft einem Begutachtungsprozeß, der vom Steuergremium von BACC organisiert wird. Keine Finanzierung durch Dritte. Das Steuergremium von BACC hat keinen Einfluß auf die Substanz der Bewertung des Wissens (abgesehen von der Organisation des Begutachtungsprozesses).

61 Ende 2013: 2. BACC Bericht über das Wissen von Klima, Klimawandel und Klimawirkung im Ostseeeinzugsgebiet