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, …
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)
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
6 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
❙
Zonale Jahresmittel der Lufttemperatur, 1881-2016 (∆ vs. 1961/90)
Klimawandel in der Region
Was wissen wir?
Quelle:
(2017);
Daten: Land-Ocean Temperature Index LOTI (C) - Hadley/Reynolds
polare Zone
kalt-
gemäßigte Mittelbreiten
warm-
Tropen-Zone
Breitengrade
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
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)
9 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
❙
Bezugsräume
Klimawandel in der Region
Systematik
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!
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»
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
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
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
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!
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
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
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
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'
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!
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
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
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)
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
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)
35 | 23. März 2017 |
Dr. Johannes Franke
Klimawandel in der Region
Womit beschäftigen wir uns …
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)
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
