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2 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Wahrnehmung. Wirkung. Wege.

2 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Raum- und Zeitskalen (Maßstäbigkeit)
Jede Änderung im Energiehaushalt des Planeten Erde (z.B.
Zusammensetzung der Atmosphäre) muss zu regional unterschiedlichen
Klimaänderungen führen, weil …
Ozean- und Landoberflächen regional sehr stark unterschiedliche
Änderungen im Energiehaushalt zeigen, worauf wiederum …
die allgemeine Zirkulation in Atmosphäre und im Ozean mit Zeitskalen von
Stunden bis einigen Jahrhunderten reagieren.
Klima ändert sich also immer, die Frage ist nur wie schnell.
Klimaänderung vs. Klimaschwankung
Klima ändert sich also immer, die Frage ist nur wie schnell.
(Graßl, 2016)
Was wissen wir?
Klimawandel in der Region
Jede Änderung im Energiehaushalt des Planeten Erde muss zu regional
unterschiedlichen Klimaänderungen führen, weil …
Ozean- und Landoberflächen regional sehr stark unterschiedliche
Änderungen im Energiehaushalt zeigen, worauf wiederum …
die allgemeine Zirkulation in Atmosphäre und im Ozean mit Zeitskalen von
Stunden bis einigen Jahrhunderten reagieren.

3 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Systematik
Mittelungszeiträume
30jähriger Mittelungszeitraum
Klimanormalperioden (Änderungen)
Referenzperiode:
1961-1990 zur Bewertung des langfristigen
Klimawandels festgelegt (WMO, 2014)
Bezugsperiode:
1981-2010 (10jährige Fortschreibung: 1991-2020, …)
10jähriger Mittelungszeitraum
Dekaden (Schwankungen)
1961-1970, … , 2001-2010, …

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4 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
CO
2
-Konzentration in der Atmosphäre, 1751-2009
Quelle: PIK (2013)

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5 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Quelle: IPCC, 2013:
Summary for Policymakers
Vergleich beobachteter und
simulierter Klimawandel
Indikatoren:
Temperatur (Atmosphäre)
Meereis (Kryosphäre)
Wärmegehalt Ozean

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6 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Zonale Jahresmittel der Lufttemperatur, 1881-2016 (∆ vs. 1961/90)
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Quelle:
www.giss.nasa.gov,
(2017);
Daten: Land-Ocean Temperature Index LOTI (C) - Hadley/Reynolds
polare Zone
kalt-
gemäßigte Mittelbreiten
warm-
Tropen-Zone
Breitengrade

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7 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Zirkulationsformen über Europa, 1881-2016 (∆ vs. 1961/90), Jahr
Daten: Deutscher Wetterdienst, 2017
Modifizierungen in der
atmosphärischen Zirkulation:
Auftreten (s. Abb.)
Persistenz
Charakteristik
ozeanische Zirkulation

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8 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Lufttemperatur Sachsen – Monatsmittel (ºC), 1881-2016
Bereiche der Temperaturverteilung:
oberer
Sommertage
(Tmax > 25 ºC)
mittlerer
Jahresmittel
unterer
Frosttage
(Tmin < 0 ºC)

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9 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Bezugsräume
Klimawandel in der Region
Systematik

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10 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Was wissen wir?
Klimawandel in der Region
Klimanormalperioden (Änderung)
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Jahresmittel (+0,5K)
Sommertage (+20%)
Frosttage (-2%)

11 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Was wissen wir?
Klimawandel in der Region
Dekaden (Schwankungen)
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Klimaelement/ -größe
Abweichungen vs. 1961-1990
1961-1970
1971-1980
1981-1990
1991-2000
2001-2010
Jahr (Jan-Dez):
Lufttemperatur (K)
-0,2
-0,1
+0,2
+0,5
+0,7
8,1
°C
8,2
°C
8,5
°C
8,8
°C
9,0
°C
Sommertage (%)
+10
-10
+3
+20
+33
33 d
27 d
31 d
36 d
40 d
Frosttage (%)
+4
-1
-4
-2
0
97 d
92 d
89 d
91 d
93 d

12 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Statement zur Entwicklung der Winter
Ursache
überproportionaler Temperaturanstieg in Arktis führt zur
Abschwächung der Westwinddrift (zonale Zirkulation)
winterliche Kontinentalhochs können häufiger wirksam werden,
deren genaue Lage den tatsächlichen Verlauf unserer Winter
bestimmen
Wirkung
tendenzielle Schwankungszunahme ("von-Jahr-zu-Jahr", dekadisch)

13 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Kernaussagen
Die regionale Klimaentwicklung seit den 1960er Jahren zeigt eine hohe
natürliche Variabilität, die aber zunehmend von mittleren Trends der
Erwärmung überlagert ist, was komplexe Auswirkungen zur Folge hat!
Ursachen dafür sind Änderungen in der atmosphärischen und
ozeanischen Zirkulation als Folge des globalen Temperaturanstieges!
Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass der Klimawandel
mit dem Risiko einer Zunahme witterungsbedingter Extreme einhergeht,
die aber nur mit besonderen Verfahren erkennbar werden!

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14 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Niederschlag Sachsen – Monatssummen (mm), 1881-2016
Bereiche der Niederschlagsverteilung:
oberer
«Starkregen»
(R90p, R95p)
unterer
«Trockenheit»

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15 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Auftreten 1961-1990 (Jahr)
PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge

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16 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Intensität 1961-1990 (Jahr)
PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge

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17 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - Auftreten, Intensität 1991-2015 (∆ vs. 1961/90), Jahr
Auftreten (R90p, R95p)
Intensität (R90p, R95p)
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!

18 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - Auftreten, Intensität 1991-2015 (∆ vs. 1961/90), Jahr
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Auftretenshäufigkeit
Intensität
Flächenanteile Zunahmen / Abnahmen (%) für Kerngebiete (R90p, R95p):
PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
75 / 1
91 / 0
LK Meißen
81 / 0
95 / 0
LK Sächsische Schweiz – Osterzgebirge
72 / 2
87 / 0

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19 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - Auftreten 1991-2015 (∆ vs. 1961/90), Jahr
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!

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20 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Auftreten (∆ vs. 1961/90), Jahr
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p

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21 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Herbst (R90p, R95p)
«Starkregen» - Auftreten 1991-2015 (∆ vs. 1961/90), Jahreszeiten
→ PR
Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Frühjahr/ VP I:
überwiegend Abnahmen
(N: flächendeckend, S: ausgeglichen)
Sommer/ VP II:
flächendeckende Zunahmen
Herbst: Übergang innerhalb Sachsens
N: überwiegend Zunahmen
S: ausgeglichen
Winter: ausgeglichen mit stark
heterogener Raumstruktur

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22 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - zeitlicher Verlauf des Auftretens 1961 bis 2015
Transekte:
West-Ost (Görlitz)
Nord-Süd (Fichtelberg)
Zentral
(Zinnwald)
Ost (Löbau)
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Klimawandel in der Region

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23 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - Auftreten 1961 bis 2015 (Sommer)
→ Transekt "Zentral"
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Klimawandel in der Region
(T-Thiendorf, D-Dresden, Z-Zinnwald)
D
T
Z
51°00'
51°05'
51°10'
51°15'
51°20'
50°55'
50°50'
50°45'

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24 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Starkregen» - Intensität 1991-2015 (∆ vs. 1961/90), Jahr
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!

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25 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Intensität (∆ vs. 1961/90), Jahr
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p

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26 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Intensität (∆ vs. 1961/90), Jahr
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
Ereignisse R90p
Ereignisse R95p

27 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Starkregen» - Fazit
→ PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
überwiegende Zunahme der Auftretenshäufigkeit und mittleren Intensität
mit Bezug zum Jahr
Differenzierungen zwischen den Jahreszeiten und Landkreisen
Zunahmen insbesondere während der Sommermonate
geht hier mit
einer erhöhten Hitzebelastung einher!

28 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Trockenheit» - Komplexität des Begriffes (schematisch)
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
meteorologisch
agrarisch … forstlich
hydrologisch … Grundwasser
Andauer
des Wasserdefizites ("Einwirkzeit"):
1
3 … 6
9
12 … 24 Monate
Tiefe
der betroffenen Bodenschichten

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29 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
«Trockenheit» - Index, Sachsen, Jahreszeiten, 1881-2016
Index n.
de Martonne
:
kombiniert Niederschlag und
Temperatur
Trockenheitsmaß
[RR / (TM + 10)]
Bereiche der Indexverteilung:
unterer
Trockenheit
(SPEI)

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30 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Trockenheit» - Häufigkeit «starker» & «extremer» Ereignisse (SPEI), VP I
1961-1990
1991-2014
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Klimawandel in der Region

31 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
«Trockenheit» - Ereignischarakteristika (SPEI), 1991-2014 (∆ vs. 1961/90)
Witterungsbedingte Extreme als besondere Herausforderung!
Klimawandel in der Region
Häufigkeit
Andauer (%)
Schwere (%)
zeitlicher Bezug
Vegetationsperiode I
mehrjährig
Erfassung
SPEI(3)
SPEI(24)
Ausprägung
«stark» & «extrem»
«moderat»
PR Oberes Elbtal / Osterzgebirge
3…4fach
+33
+41
LK Meißen
3…4fach
+37
+61
LK Sächsische Schweiz-Osterzgebirge
3…4fach
+29
+24

32 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Kontinuierliche Erwärmung mit erhöhter Hitzebelastung im Sommer
erhöhtes Risiko lokaler Hochwässer in kleineren Einzugsgebieten
durch Zunahmen in der Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen
erhöhtes Trockenheitsrisiko in VP I (April bis Juni)
insbesondere durch Niederschlagsabnahmen
Klimawandel in der Region
Klimatologische Kernaussagen

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33 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
erhöhtes Erosionsrisiko in VP II (Juli bis September)
Verbesserung des potentiellen Wasserdargebotes, insbesondere durch
Niederschlagszunahmen, wobei …
Zunahme des Starkregen-Anteils an Niederschlagssummen
trockene Abschnitte werden von Starkregenereignissen unterbrochen
Klimawandel in der Region
Klimatologische Kernaussagen

34 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Schlagwort "Kumulation"
vergleichsweise sehr hohes Temperaturniveau
in Kombination mit
kumulatives Wasserdefizit (insbesondere aus Winter, Frühjahr)
führt zu
agrarischer, forstlicher, hydrologischer Trockenheit
Klimawandel in der Region
Gegenwärtige Tendenz (Jahre 2014-2016)

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35 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Womit beschäftigen wir uns …

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36 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Schwüle (Bsp. Raum „Wahnsdorf-Klotzsche“, 1917-2015)
Klimawandel in der Region
Einfluss der Witterung auf das Wohlbefinden (Temperatur, Feuchte)

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2 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Email: johannes.franke@smul.sachsen.de
Regionales Klimainformationssystem
Für Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen
www.rekis.org