Klima in Norddeutschland - der Zeithorizont 1800-2100

1. Klima in Norddeutschland - der Zeithorizont 1800-2100 Hans von Storch; Institut für Küstenforschung, GKSS Forschungszentrum, Geesthacht; undKlimaCampus, Universität Hamburg Klimawandel – globale Herausforderung des 21. Jahrhunderts Osnabrück 30.Mai 2008

2. KüstenforschungGKSS, 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 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.

4. Das Klima ist veränderlich; es wirken natürliche Faktoren und menschgemachte Faktoren Der wichtigste menschgemachte Faktor ist die erhöhte Gegenwart von strahlungsaktiven Gasen, den so genannten Treibhausgasen, 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. Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels – global

5. Einschätzung: Globale Erwärmung real? Die Klimaforschungs-Gemeinschaft ist sehr weitgehend davon überzeugt, dass die derzeitig beobachteten Veränderungen des Klimas weitgehend (ca. 2/3) auf den menschlichen Einfluss zurück geht. Umfragen von dennis Bray, GKSS Report 2007

6. Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels – global • 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.

7. “SRES” ScenariosSRES = IPCC Special Report on Emissions Scenarios

8. Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels – regional • Das Wissen über regionale zukünftig mögliche Details des Klimawandels ist noch nicht robust. • Der Nachweis für menschliche Einflüsse auf die Entwicklung bisheriger regionaler (und lokaler) Klimazustände ist nicht erbracht, ist aber im Lichte eines solchen Nachweises für globale/kontinentale Temperaturen und Wasserstände plausibel.

9. 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

10. Zeitreihe der Niederschlagshöhe im Jahresmittel für das Gebietsmittel von Deutschland

11. http://www.dmi.dk/dmi/index/viden/klimaet_indtil_nu.htm

12. Wasserstand in der Nordsee Wasserstandsschwankungen – Jahresmittel der Tidenhochwasser und jährliches 99%-til der Tidenhochwässer relativ zum Jahresmittel Derzeitige Veränderungen des mittleren Wasserstands in der Nordsee unklar, da lokale Wasserstandsreihen von verschiedenen nichtklimatischen Faktoren abhängen

13. Case of German Bight Fast alle Pegel längs der Nord- und Ostseeküste zeigen nicht-klimaitische Veränderungen – abgesehen von Norderny, wo die Forschungsstelle Küste “wacht”. In Norderney steigen THW und TNW monoton an um 0.26 mm/a bzw. 0.13 mm/a, so dass der mittlere Meeresspiegel in der südlichen Nordsee um ca. 2mm/a – unverändert seit dem Ende des 19 jahrhunderts. Coastal gauges Island gauges H.-D. Niemeyer, Norderney, pers. Mitt.

14. Case of German Bight 1958-2002 Trends in meteorologisch bedingten Wasserstandsperzentilen (50% und 90%)Modellabschätzung 50%iles 1958-2002 Weisse & Plüß, 2005 90%iles

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

16. Szenarien … … sind plausible, in sich konsistente Beschreibungen von möglichen, nicht notwendigerweise wahrscheinlichen Zukünften. … sind zwar keine Vorhersagen, aber ermöglichen, Optionen für die Zukunft zu erforschen, sind also ein wesentliches Planungsinstrument.

17. Szenarien für die Veränder-ungen der regionalen Temperatur in 2070-2100. Sommer (BACC Report, 2008)

18. Szenarein für die Veränder-ungen des regionalen Niederschlags in 2070-2100. Sommer (BACC Report, 2008)

19. Szenarien für Norddeutschland Szenarien für Norddeutschland (gerundet): 2030: Temperaturen +1 ±0.4 Grad; Starkwind +2%±1% (Winter); Niederschlag –10% Sommer, +10% Winter (±5%); 2085: Temperaturen +3 ±1.2 Grad; Starkwind +8%±4%; (Winter) Niederschlag –30% Sommer, +30% Winter (±10%);

20. Derzeitige und erwartete Trends: Winterniederschlagssummen Δ=0.05%

21. Derzeitige und erwartete Trends:mittlere Sommertemperaturen

22. Naturwissenschaftliche Einschätzung des menschgemachten Klimawandels – regional Die Veränderungen des regionalen Klimas in den letzten Jahrzehnten ist nur teilweise konsistent mit der Erwartungen der Szenarienrechnungen. So war die Änderung des winterlichen Niederschlages im erweiterten Ostseeraum seit etwa 1975 ca. 2-3 mal so groß wie von den Szenarienrechnungen für diesen Zeitraum als plausibel angesehen. Die eingetretenen und erwarteten Temperaturänderungen sind jedoch konsistent.

24. A2 - CTL: changes in 99 % - iles of wind speed (6 hourly, DJF): west wind sector selected(247.5 to 292.5 deg) HIRHAM RCAO Scenarios for 2085

25. Δwind effect, 99.5%-ile [m], EnsembleA2, B2 SRES ”Lokalisierung” Veränderung der winterlichen 99.5%ile der meteorologisch bedingten Wasserstandsschwankungen in 2085 (6 stündige Werte) Dagebüll Husum Δwind effect, 99.5%-ile [cm] +increase MSL low_res high_res max Abschätzung mit einem Regressionsmodell, das an einen Hindcast angepasst wurde. mean high_res min + ca. 10 % low_res Angenommer Anstieg mit mittleren meerespiegel in 2085: 30 cm Woth, pers. comm.

26. Klimawandel in Norddeutschland • Vergangenheit, Gegenwart: • Erwärmung (ca. 1.5 Grad seit 1880) • Vermutlich Erhöhung der Niederschläge • Wasserstand steigt unbeschleunigt (ca. 2mm /a) • Zukunft/Szenarien • Temperaturen werden weiter ansteigen. + 1 Grad bis 2030, + 3 Grad bis 2085 plausibel • winterlicher Niederschlag ansteigend, sommerlicher sinkt • Starkwinden steigen etwas an • Wasserstand steigt weiter an; Sturmfluten ebenso. (in 2030 + 20 cm, in 2085 + 70 cm plausibel.)

27. Norddeutsches Klimabüro@GKSS/CLISAP • Das Norddeutsche Klimabüro ist eingerichtet worden, um eine sachbezogene Kommunikation zwischen regionalen Entscheidern und regionaler Öffentlichkeit sowie der Klimawissenschaft herzustellen, d.h. • der Wissenschaft ermöglichen zu verstehen, welche Fragen und Sorgen Öffentlichkeit und Entscheider beschäftigen, • Öffentlichkeit und Entscheidern zu helfen zu verstehen, welche Aussagen die Wissenschaft tatsächlich machen kann und in welchen Grenzen diese gelten. • Typische Kommunikationspartner: Küstenschutz, Landwirtschaft, Off-Shore, Tourismus, Wasserwirtschaft, Fischerei, Stadtplanung. • Insa.Meinke@gkss.de • Weitere Klimabüros bei der HGF: Bremerhaven, Karlsruhe, Leipzig