Zukünftig zu erwartende Klimaänderungen
Im Auftrag des UBA erstellten das Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI), Hamburg, und die Firma Climate & Environment Consulting GmbH, Potsdam, unter der Leitung von Dr. Daniela Jacob und Dr. Wolfgang Enke Szenarien für mögliche Klimaänderungen in Deutschland bis zum Jahr 2100. Diese Szenarien simulieren mögliche Entwicklungen des Klimas, die auf der Grundlage plausibler, oft vereinfachter Annahmen über den künftigen demographischen, gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und technischen Wandel bestimmt werden. Die Klimaänderungsszenarien lassen sich somit als plausible, mögliche Darstellungen der Zukunft, jedoch nicht als Vorhersagen des Wetters für morgen oder übermorgen verstehen.
Für die Ableitung der regional hoch aufgelösten Klimaszenarien aus globalen Klimamodellen setzt das Forscherteam zwei Verfahren ein: Mit dem Modell REMO bilden die Forscher die dynamischen Vorgänge in der Atmosphäre ab. Das Modell WETTREG nutzt die statistischen Wechselbeziehungen bisheriger Klimabeobachtungen – vor allem den Einfluss der Großwetterlagen auf das Lokalklima.
Erste Ergebnisse des Modells REMO zur künftigen Entwicklung der Temperatur und der Niederschläge in Deutschland, stellte das UBA im April 2006 vor [1]. Mit den Ergebnissen des WETTREG-Modells, steht nun der zweite Baustein, mit für Deutschland regionalisierten Klimaszenarien, zur Verfügung. Die Klimaszenariendaten dieses Modells beschreiben den mittleren, typischen Verlauf des Klimas in einer Region, repräsentiert durch eine bestimmte Gruppe von Messstationen. Die Daten sind somit ein Indiz für den jeweiligen Zustand des großräumigen Klimas. Eine Aussage zum künftigen Wettergeschehen an einer Station zu einem beliebigen Tag in der Zukunft ist jedoch nicht möglich.
Mit der Vorlage der WETTREG-Klimaszenarien ist jetzt eine umfassendere Projektion der möglichen Entwicklung des Klimas in Deutschland als Folge des globalen Wandels möglich. Mit der Verwendung verschiedener Modelle sind Entwicklungstrends besser erkennbar und die Spannweite der möglichen Klimaänderung besser zu beurteilen. In der Summe stehen aus REMO und WETTREG mehrere Realisierungen für die drei untersuchten Szenarien zur Verfügung. Darüber hinaus können die Forscher die Unsicherheit der Szenariendaten, die wegen der unterschiedlichen Regionalisierungsmethoden entsteht, besser interpretieren.
Beide Modelle zeigen für die zukünftige Temperaturentwicklung ein konsistentes Bild (Abbildung 1): In Deutschland ist eine rasche Erwärmung sehr wahrscheinlich. Abhängig von der Höhe des künftigen globalen Treibhausgas-Ausstoßes, ist eine Erhöhung der Jahresmitteltemperatur bis zum Jahr 2100, im Vergleich zum Zeitraum 1961 bis 1990, um 1,5 bis 3,7 °C zu erwarten. Sehr wahrscheinlich ist dabei eine Erwärmung um 2 bis 3 °C. Diese Erwärmung würde sich saisonal unterschiedlich stark ausprägen. Der größte Temperaturanstieg wäre im Winter zu erwarten.
Abb.1:
Zeitlicher Verlauf der Lufttemperatur gegenüber der Periode 1961 bis 90 in Deutschland. Die einzelnen Korridore (Orange für A1B und A2, Grün für B1) stellen das Mittel aus 10 WETTREG-Simulationen und dem REMO-Lauf dar. Die rechte Achse gibt die Spannweite der Ergebnisse für jedes Szenario an. Die graue Fläche verdeutlicht die Spannweite aller drei Zukunftsszenarien.
Quelle: UBA, 2006
ergänzende Informationen zu Abb. 1: siehe Fußnote [2]
Abb. 2:
Wintertemperatur (°C) der Periode 1961-90 (links) und Temperaturanstieg im Jahresmittel für die Jahre 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-90 (rechts). REMO - Szenario A1B.
Quelle: UBA, 2006
Ergebnisse aus dem WETTREG-Modell für Deutschland:
Der Anstieg der Jahresmitteltemperatur bewirkt ganzjährig höhere Temperaturen. Das bedeutet, dass Tage mit Frost – und auch Schnee – deutlich abnähmen und Tage mit einer Maximumtemperatur über 30°C deutlich zunähmen (Abbildung 3). Neben größerer Hitze am Tag gäbe es zudem häufiger „Tropennächte“, in denen die Temperatur nicht unter 20°C sänke. Für die Bevölkerung könnte dies klimatisch bedingte Stresssituationen zur Folge haben: Für Freiburg etwa könnte sich die Zahl der heißen Tage bis 2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-90 fast verdoppeln, die Zahl der Tropennächte beinahe verdreifachen.
Abb. 3:
Veränderung der Zahl der Frosttage (Minimumtemperatur <0°C), heißen Tagen (Maximumtemperatur >30°C) und Tropennächte (Minimumtemperatur>20°C) für die Jahre 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-90 in Berlin-Dahlem
Quelle: UBA, 2008
Veränderung der Zahl der Frosttage (Minimumtemperatur <0°C), heißen Tagen (Maximumtemperatur >30°C) und Tropennächte (Minimumtemperatur>20°C) für die Jahre 2071-2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961-90 in Freiburg im Breisgau
Quelle: UBA, 2008
Bei den Niederschlägen ist ein Trend für den Gesamtjahresniederschlag weniger gut sichtbar. Hier zeichnet sich eher eine Umverteilung innerhalb der Jahreszeiten ab. Abbildung 4 zeigt dies für das gesamte Gebiet Deutschlands.
Abb. 4:
Niederschlagstrend für Deutschland im Vergleich der Zeiträume 2071/2100 – 1961/1990. Die Angabe erfolgt in Prozent. Dabei stellt der äußere Ring die Angabe für die einzelnen Monate, der mittlere die Jahreszeiten und das Zentrum das Jahr dar; nur WETTREG Ergebnisse. Welche Treibhaus-gasemissionen den drei Emissionsszenarien zugrunde liegen erläutert Fußnote [2].
Quelle: UBA, 2007
Hier ist erkennbar, dass sich die sommerlichen Niederschläge durchschnittlich um 30 Prozent verringern könnten. Am stärksten wäre dieser Niederschlagsrückgang im Nordosten und Südwesten Deutschlands ausgeprägt (Abbildung 4). Hier könnten gegen Ende dieses Jahrhunderts etwa nur noch zwei Drittel oder sogar noch weniger Nieder-schläge fallen, als bisher gewohnt. Hohe sommerliche Temperaturen sorgten neben dieser ungewohnt niedrigen Regenmengen dafür, dass sich – falls Wasser zur Verduns-tung verfügbar ist – diese Verdunstung deutlich erhöhte. Diese Entwicklung könnte in Regionen, die schon heute Trockenheiten erleben – wie der Nordosten Deutschlands – ohne geeignete Anpassung zu Problemen führen: Beispielsweise müssten Land- und Forstwirtschaft mit weniger Wasser auskommen. Die Untersuchungen lassen darüber hinaus im Sommer erwarten, dass die Flüsse weniger Wasser führen. Dies könnte die Wasserqualität beeinträchtigen und die Kühlleistung der Kraftwerke beeinträchtigen.
Abb. 5:
Veränderung der Sommerniederschläge (in Prozent) für die Jahre 2071–2100 gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961–90. Szenario A1B
Quelle: UBA, 2007
[1] Siehe Hintergrundpapier (Workshop "Regionale Klimaszenarien für Deutschland" - April 2006)
[2] Die Zukunftsszenarien B1, A1B und A2 wurden vom Zwischenstaatlichen Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) definiert und beschreiben sich unterschiedlich entwickelnde Welten. Im Ergebnis unterschiedlicher Entwicklungen steigen die globalen Kohlendioxid (CO2)-Emissionen in allen Szenarien bis 2050 an auf etwa 9, 16 bzw.17 GtC (Gigatonnen, eine Gigatonne = 1000 Tonnen CO2). Anschließend sinken sie in B1 unter die Werte von 1990 und in A1B auf 13 GtC. In A2 steigen sie ungebremst auf fast 30 GtC. Die entsprechenden CO2-Konzentrationen betragen im Jahr 2100 etwa 540, 710 bzw. 840 ppm CO2. Zum Vergleich: die CO2-Konzentration lag 1880 bei etwa 280 ppm und hat momentan 381 ppm CO2 erreicht.