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Klimawandel und Europa: wie verletzlich sind wir ? - AustroClim

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Klimawandel und Europa:
wie verletzlich sind wir ?
Marc Zebisch, EURAC, PIK-Potsdam (bis 2005)
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Klimawandel und Europa: wie verletzlich sind wir ?
Klimawandel
Auswirkungen
16.03.2006
Verletzlichkeit (Vulnerabilität)
Österreichische Klimatage
Die fünf wichtigsten Fakten zum Klimawandel
16.03.2006
Österreichische Klimatage
1. Der CO2 Gehalt der Atmosphäre steigt
16.03.2006
Österreichische Klimatage
1. Der CO2 Gehalt der Atmosphäre steigt
Aktuelle CO2-Konzentration: >380 ppm
16.03.2006
Österreichische Klimatage
2. Der Trend ist vom Menschen geschaffen
• Die Menge der Emissionen ist bekannt
• Nur die Hälfte davon ist in der Atmosphäre
• Der Rest wird überwiegend im Meer, z.T. in der Biosphäre
gebunden
Anthropogenes CO2 im Ozean, Sabine et al., Science 2004
16.03.2006
Österreichische Klimatage
3. CO2 ist ein Treibhausgas
16.03.2006
Österreichische Klimatage
3. CO2 ist ein Treibhausgas
Klimasensitivität
Klimasensitivität ==
Temperaturanstieg
Temperaturanstieg bei
bei Verdoppelung
Verdoppelung
der
der CO
CO22 Konzentration
Konzentration
• Arrhenius 1896: 4-6 ºC
• Aus atmosphärenphysikalischen
Daten:1.5-4.5 ºC
(National Academy 1979,
IPCC 1990,1995, 2001)
• Aus dem Vostok Eiskern: 3-4 ºC
(Lorius et al. 1991)
• Aus dem letzten Gletscher
Maximum: 1.3-3.8 ºC
(Schneider et al., subm.)
16.03.2006
Österreichische Klimatage
4. Die Temperatur steigt
• Die 1990er Jahre waren die wärmste Dekade in den letzten 100 J.
• 2005, 1998, 2002, 2003, 2004 und 2001 waren die wärmsten Jahre
(IPCC)
16.03.2006
Österreichische Klimatage
4. Die Temperatur steigt
7
°C
Abweichung von der langjährigen Mitteltemperatur (1961-1990)
6
Projektion globaler Mitteltemperaturen für
die Jahre 2000 - 2100. Verschiedene IPCCSzenarien (Linien) und gesamte Bandbreite
(grauer Bereich)
5
4
Rekonstruierte Daten von Baumringen,
Korallen und Eiskernen (blau) mit
Fehlerbereich (grau) und gleitendem
Mittel (schwarze Linie)
3
2
Thermometeraufzeichnungen
1
0
-1
-2
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
Jahr
Mann et al, IPCC
16.03.2006
Österreichische Klimatage
5. Der Klimawandel ist in erster Linie vom Menschen verursacht
• Die bisher eingetretene Erwärmung entspricht den physikalischen
Erwartungen
• Andere mögliche Ursachen (Sonnenaktivität, Vulkane, kosmische
Strahlung usw.) zeigen aktuell keine signifikanten Trends
• Klimamodelle können das 20. Jahrhundert nur nachbilden wenn der
Treibhauseffekt einbezogen wird
Nur natürliche Faktoren
Nur anthropogene Faktoren
Natürliche und
anthropogene Faktoren
IPCC, 2001
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Methoden zur Darstellung des Klimawandels
und seinen Auswirkungen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Methoden zur Darstellung des Klimawandels und seinen Auswirkungen
• Langjährige historische Reihen (Klimamessungen, phänologische
Beobachtungen)
• Schlussfolgerungen aus Extremereignissen (z.B. Hitzesommer 2003)
• Einzelbeobachtungen (z.B. Veränderung des Zugverhaltens von Vögeln)
aktueller Trend
Aktueller Trend
• ...
Projektionen
• Kopplung von Klimamodellen an ökologische Modelle
• Extrapolierung von Trends
• Qualitative Abschätzung auf Grund vorhandenen Wissens
• ...
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Klimamodellierung
Entwicklung von Klimaszenarien
Sozioö
Sozioökonomische Szenarien
(SRES / IPCC)
Globale Klimamodelle
GCMs))
general circulation models (GCMs
A1
B1
f
b
t
A2
B2
umweltorientiert
regional
global
ökonomisch
Emission von
Treibhausgasen
1200
1000
800
A1f
A2
B1
B2
600
400
200
0
2000
2025
2050
2075
2100
Jahr
GCM
• Abdeckung: Global
• Räumliche Auflösung: > 100 km
• Zeitliche Auflösung: Stunden - Tage
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Regionale Klimaszenarien
Downscal
GCM
ing
Regionales Klimaszenario
• Regionale Klimamodelle (z.B. REMO; MPI-Hamburg)
• Statistisches Downscaling (z.B. Gerstengarbe, PIK-Potsdam;
Enke, Meteo-Research; Mitchell et al., Tyndall Center)
• Ähnliche Trends
• Regional z.T. große Unterschiede, v.a. im Niederschlag
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Quellen: ATEAM
2001 - 2004
18 Partner
www.pik-potsdam.de/ateam
Schröter et al, SCIENCE, 2005
Landwirtschaft
Wasser
Klimawandel
Landnutzungswandel
Fortswirtschaft
Kohlenstoff
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Biodiversität
Alpen
Multiple Szenarien des Globalen Wandels aus dem Projekt ATEAM
7 Szenarien
4 globale Klimamodelle (GCMs)
CGCM2
CSIRO2 HadCM3
A1f
4 SRES
Szenarien
A2
X
X
X
X
B1
X
B2
X
Downscaling
Downscaling
X
7 Klimaszenarien
ÖkosystemÖkosystem+ Landnutzung modelle
modelle
+ Stickstoff
+ ...
• Abdeckung: Europa
• Räumliche Auflösung: 10‘x10‘ (ca. 15x15km)
• Zeitliche Auflösung: Monatsmittel bis 2100;
30-jährigen Mittel für 2020, 2050, 2080
16.03.2006
PCM
Österreichische Klimatage
Advanced
Terrestrial
Ecosystem
Analysis and
Modelling
www.pik-potsdam.de/ateam
Auswirkungen
auf
Ökosystemfunktionen
Quellen: Berichte von EEA und UBA
UBA
M. Zebisch,
T. Grothmann,
D. Schröter,
C. Hasse,
U. Fritsch,
W. Cramer (2005)
UBA Report:
Klimawandel in Deutschland
www.UBA.de
EEA Report:
Impacts of Europe‘s
changing climate
www.eea.eu.int
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Klimaszenarien für Europa
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Klimaszenarien für Europa
Temperatur
Veränderung von 1990 bis 2100
SRES Szenario A2
Niederschlag
Veränderung
HadCM3
CSIRO2
CGCM2
PCM
Jahresmitteltemperatur [°C]
5.2
4.7
4.0
3.0
Jahresniederschlag [%]
-1.2
6.1
2.2
2.7
•Deutliche Erwärmung in Europa bis 2100
•Niederschlag: Abnahme im Südwesten, Zunahme im Nordosten
•Niederschlagstrend besonders für Mitteleuropa weniger sicher
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Saisonale Klimaszenarien für Europa – Niederschlag
HadCM3-A2
CSIRO-A2
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
Veränderung in mm von 1990 bis 2100
•Verschiebung der Niederschläge in den Winter
•Deutliche Abnahme der Sommerniederschläge
16.03.2006
20
Österreichische Klimatage
30
40
50
Winterniederschlag für Deutschland
Veränderung des Winterniederschlages
in Deutschland im Vergleich zu 1990 [%]
∆P [%]
50
25
0
-25
-50
1990
2020
2050
2080
HadCM3–A1
CGCM2–A2
HadCM3–A2
CSIRO2–A2
HadCM3–B1
HadCM3–B2
PCM–A2
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
6.6 – 29.6 %
(∆ 23.0%)
Veränderung
bis 2080
10.0 – 29.6 %
(∆ 19.6%)
4 Szenarien
(HadCM3)
6.6 – 21.5 %
(∆ 14.9%)
4 Modelle
(Szenario A2)
• Zunahme der Niederschläge
im Winter in allen Szenarien
• Mehr Regen, weniger
Schnee
Sommerniederschlag für Deutschland
Veränderung des Sommerniederschlages
in Deutschland im Vergleich zu 1990 [%]
∆P [%]
50
25
0
-25
-33.3 – 4.9%
(∆ 38.2%)
Veränderung
bis 2080
-33.3 – -12.7%
(∆ 20.6%)
4 Szenarien
(HadCM3)
-16.6 – 9.6 %
(∆ 26.2%)
-50
1990
2020
2050
2080
HadCM3–A1
CGCM2–A2
HadCM3–A2
CSIRO2–A2
HadCM3–B1
HadCM3–B2
PCM–A2
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
4 Modelle
(Szenario A2)
• Abnahme der Niederschläge
im Sommer in vielen
Szenarien
• Verschiebung vom Sommer
in den Winter wahrscheinlich
Temperatur- und Niederschlagsextreme
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Temperaturextreme
aktueller Trend
1976–1999:
• Weniger kalte Tage und Frosttage
• Mehr Sommertage (Hitzetage)
Sommertage (Tmax >= 25 °C)
Veränderung 1976–1999
Datenquelle: ECA, IPCC, ACACIA, …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
Projektion:
• Weniger kalte Winter; fast vollständiges Verschwinden ab 2080
• Heiße Sommer häufiger
Hitzesommers 2003
Temperaturanomalien Sommer (JJA) 2003 relativ zu 1961-1990 in K
(Farben) bzw. in Vielfachen der Standardabweichung (Isolinien)
nach Schär et al., 2004
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Wahrscheinlichkeitsanalyse des Hitzesommers 2003 für die BRD
p = 0,0022
entsprechend
1/455 Jahre
p < 0,0001
entsprechend
1/10000 Jahre
Jahr
Schönwiese et al., 2004
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Niederschlagsextreme
Statistisch relativ
unsicher
aktueller Trend
1976–1999:
• Südeuropa: Abnahme der Niederschlagsextreme
• Mittel- und Nordeuropa: Zunahme
Tage mit Starkniederschlägen (p >= 20mm)
Veränderung 1976–1999
Datenquelle: ECA, IPCC, ACACIA, …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
Keine Modellergebnisse vorhanden
Projektion:
• Mehr Dürren und Starkniederschlagsereignisse wahrscheinlich
Zusammenfassung: Klimaszenarien für Europa
•• Temperatur:
Temperatur: Stark
Stark ansteigend
ansteigend (bis
(bis 2080:
2080: +
+ 2.1
2.1 –– 4.1
4.1 °C)
°C)
•• Niederschlag
Niederschlag
–– Zunahme
Zunahme in
in Nordeuropa
Nordeuropa
–– Abnahme
Abnahme in
in Südeuropa
Südeuropa
–– Verschiebung
Verschiebung der
der Niederschläge
Niederschläge in
in den
den Winter
Winter
=>
=> Heiße,
Heiße, trockene
trockene Sommer,
Sommer, milde,
milde, feuchte
feuchte Winter
Winter
•• Extremereignisse
Extremereignisse
–– Zunahme
Zunahme von
von Hitzeextremen
Hitzeextremen
–– Zunahme
Zunahme von
von Starkregenereignissen
Starkregenereignissen wahrscheinlich
wahrscheinlich
–– Zunahme
Zunahme von
von Vb
Vb Wetterlagen?
Wetterlagen? (Sommerhochwasser)
(Sommerhochwasser)
–– Zunahme
Zunahme von
von Stürmen,
Stürmen, Gewittern,
Gewittern, Hagel
Hagel ...
... ???
???
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Klimawirkungen und Verwundbarkeit
- Methoden und Konzepte
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Auswirkung, Anpassung, Vulnerabilität
Globaler Wandel
Sensitivität
Auswirkungen
Anpassung
Anpassungskapazität
Vulnerabilität
Vulnerabilität
(Verwundbarkeit)
(Verwundbarkeit)
Holland
16.03.2006
Bangladesch
Österreichische Klimatage
Konzeptionelles Modell einer Vulnerbilitätsabschätzung
Triebkräfte
Klimawandel
Landnutzungswandel
Direkte
Auswirkungen
Etc.
Ökosysteme
Wasser
Wasser- und Stoffflüsse
Arten
Boden
Gesellschaften
Phänologie
Wanderung
Ökosystemfunktionen
Indirekte
Auswirkungen
Anpassungsfähigkeit
Dargebot von
- Wasser
- Nahrung, Holz, Fasern …
Forstwirtschaft
Landwirtschaft
VULNERABILITÄT
16.03.2006
Erholungspotenzial…
Gesellschaft
Wasser
Tourismus
Biodiversität
Wer? Wo? Wie?
Österreichische Klimatage
ATEAM Anpassungsfähigkeit
Indikatoren
Faktoren
Komponenten
Index
Female activity rate
Equality
Income inequality
Awareness
Literacy rate
Knowledge
Enrolment ratio
R & D expenditure
Technology
Number of patents
Ability
N. of telephone lines
Infrastructure
Number of doctors
GDP per capita
Flexibility
Age dependency ratio
Action
World trade share
Economic Power
Budget surplus
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Adaptive
Capacity
UBA Anpassungsfähigkeit
Theorie
Theorie
Anpassungskapazität
Anpassungskapazität abhängig
abhängig von:
von:
•• Planungsstand,
Planungsstand, Umsetzungsgrad
Umsetzungsgrad und
und Aufwändigkeit
Aufwändigkeit von
von
Anpassungsmaßnahmen
Anpassungsmaßnahmen
•• Wahrnehmung
Wahrnehmung
–– Risiko
Risiko wird
wird nicht
nicht wahrgenommen
wahrgenommen
–– Risiko
Risiko wird
wird übermächtig
übermächtig oder
oder nicht
nicht einschätzbar
einschätzbar
wahrgenommen
wahrgenommen =>
=> Fatalismus
Fatalismus
Befragung
Befragung unter
unter Entscheidungsträgern:
Entscheidungsträgern:
•• Informationsstand
Informationsstand u.
u. –bedarf
–bedarf hinsichtlich
hinsichtlich Klimawandel
Klimawandel u.
u.
Anpassung
Anpassung
•• wahrgenommenen
wahrgenommenen Chancen
Chancen u.
u. Risiken
Risiken des
des Klimawandels
Klimawandels
•• Wirksamkeit,
Wirksamkeit, momentanem
momentanem Umsetzungsgrad
Umsetzungsgrad und
und Aufwändigkeit
Aufwändigkeit
von
von Anpassungsmaßnahmen
Anpassungsmaßnahmen
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Auswirkung, Anpassung, Vulnerabilität
Wie verletzlich ist Europa?
Elbehochwasser, 2002
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Klimawirkungen und Verwundbarkeit
- Ergebnisse für ausgewählte Bereiche
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Terrestrische Kohlenstoffaufnahme
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Terrestrische Kohlenstoffaufnahme - Erklärung
• Ökosysteme haben eine relativ ausgeglichene Kohlenstoffbilanz mit
der Atmosphäre
• Das Vorzeichen der Bilanz entscheidet, ob ein die terrestrischen
Ökosysteme ein C-Senke oder C-Quelle sind
• Die Bilanz unterliegt starken saisonalen und interannuelen
Schwankungen
Atmosphäre
(CO2)
Nettoprimäproduktion
(Nettobilanz der Photsynthese)
Respiration,
Senke
Dekomposition
Störung (Feuer, Erosion)..
Vegetation,
Boden
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Quelle
Bilanz
Terrestrische Kohlenstoffaufnahme – Trend und Projektion
aktueller Trend
• Europa war seit den 70‘er Jahren eine Nettokohlenstoffsenke
0.08
0.06
A1f
B1
-1
NBE [PgC yr ]
0.04
A2
B2
Vorindustrielle
natürliche
Variation
0.02
0
-0.02
-0.04
-0.06
1925
1950
1975
2000
2025
2050
2075
• Ab Mitte des Jahrhunderts wird der Senkencharakter wieder abnehmen
• Ursache u.a.: Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Boden
•Datenquelle:
Das Potenzial
für weitere
Kohlenstoffsenken
in der EU ist sehr gering
CarboEurope,
ATEAM,
IPCC, …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
-0.08
1900
Terrestrische Kohlenstoffaufnahme – Trend und Projektion
C emission [PgC/year]
aktueller Trend
• Europa war von 1990–1998 eine Nettokohlenstoffsenke
• Das Potenzial für weitere Kohlenstoffsenken in der EU ist sehr gering
2
Anthropogene
C-Emissionen
1.8
1.6
1.4
1.2
A1f
A2
B1
B2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1970
-0.2
1990
2010
2030
2050
2070
2090
Aufnahme durch
die terrestrische
Ökosysteme
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Ab Mitte des Jahrhunderts wird der Senkencharakter wieder abnehmen
• Ursache u.a.: Freisetzung von Kohlenstoff aus dem Boden
•Datenquelle:
Senken nehmen
nur einATEAM,
Bruchteil
der
CarboEurope,
IPCC,
… Emissionen auf
Terrestrische Kohlenstoffaufnahme - Vulnerabilität
•• Verringerung
Verringerung der
der Kohlenstoffsenken
Kohlenstoffsenken trägt
trägt zum
zum Klimawandel
Klimawandel bei
bei
•• C-Verlust
C-Verlust =
= Verlust
Verlust von
von Bodenfruchtbarkeit
Bodenfruchtbarkeit
•• Mögliche
Mögliche Anpassungsmaßnahmen
Anpassungsmaßnahmen
–– Aufforstungen
Aufforstungen („buys
(„buys time“)
time“)
–– Bodenschonende
Bodenschonende Bearbeitung
Bearbeitung
•• Betroffen:
Betroffen: Gebiete
Gebiete mit
mit hoher
hoher Erwärmung
Erwärmung und
und viel
viel
landwirtschaftlichen
landwirtschaftlichen Flächen
Flächen
•• Geringe
Geringe direkte
direkte Folgen,
Folgen, geringe
geringe indirekte
indirekte Folgen
Folgen
(C-Senke
(C-Senke <<
<< als
als C-Emission)
C-Emission)
=>
=> trotz
trotz beschränktem
beschränktem Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
relativ
relativ geringe
geringe Vulnerabilität
Vulnerabilität
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Wasser
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Abfluss in Europa – Trend und Projektion
Abfluss 1960 – 1990 [mm]
Abfluss: Ein Indikator für das Wasserdargebot
= Niederschlag – Verdunstung [mm; 0-∞]
Datenquelle: ATEAM
16.03.2006
Österreichische Klimatage
aktueller Trend
• Sehr geringer Abfluss (Wasserdargebot): Südeuropa (Spanien) und
Teile Osteuropas
Abfluss in Europa – Trend und Projektion
Veränderung des Wasserdargebots 1990 – 2080 für 4 Klimaszenarien
HadCM3 A2 2051-2080
CGCM2: A2 2051
PCM A2 2051-2080
CSIRO A2 2051-2080
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Starke Abnahme in Süd- und Südosteuropa
• Zunahme in vielen Teilen Nord- und Nordosteuropas
• Vor allem Rückgang des Sommerabflusses
Datenquelle: ATEAM
aktueller Trend
• Sehr geringer Abfluss (Wasserdargebot): Südeuropa (Spanien) und
Teile Osteuropas
Hochwasser – Klimawirkung und aktuelle Situation
Klimawirkung
• Niederschläge
•advektiv (Landregen): HW in großen Einzugsgebieten
•konvektiv (lokale Starkregen): HW in kl. Einzugsgebieten
• Schneeschmelze
Rhein: 1993,1995
Oder: 1997
Donau: 1999, 2002
Elbe: 2002
Aktuelle Situation
• Auffällige Häufung von Jahrhunderthochwassern in den 1990‘ern
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Hochwasser – Szenarien zukünftiger Entwicklung
Mittlerer monatlicher Abfluss des Rheins am Pegel Kaub
km³/Monat
1990
2050 (HadCM3-A2)
Szenarien zukünftiger Entwicklung
• Zunahme der Hochwassergefahr v.a. im Winter und Frühjahr erwartet
(mehr Niederschlag, Starkregenereignissen)
• Entwicklung der Gefahr von Hochwasser im Sommer unsicher
• Geringere Gefahr durch Schneeschmelze und Eisstau
• Regionale Szenarien unsicher (Grund: Niederschlagsszenarien)
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Abfluss in den Alpen – saisonale Verschiebung
Hirschbichl
Alptal
Discharge [mm]
200
200
aktuell
Zukunft
100
100
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Monat
8
9
10 11
12
1
2
3
4
5
6
Monat
7
8
9
10
11
12
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Verschiebung der Abflussspitzen nach vorne
• Weniger Sommerhochwässer, mehr Winterhochwässer
• Mehr Niederschlag in Form von Regen
• weniger Hochwasser als Folge von Schneeschmelze
• mehr Winter/Frühjahrs-Hochwasser als Folge von Starkniederschlägen
Wasserdargebot - Vulnerabilität
•• Gefahr
Gefahr von
von Trockenheit
Trockenheit
–– Gebiete
Gebiete mit
mit aktuell
aktuell ungünstiger
ungünstiger Wasserbilanz
Wasserbilanz (Sensitivität)
(Sensitivität)
–– Gebiete
Gebiete mit
mit stark
stark zurückgehenden
zurückgehenden Niederschlägen
Niederschlägen (Klimawandel)
(Klimawandel)
–– Gebiete
Gebiete mit
mit hohem
hohem Wasserbedarf
Wasserbedarf
⇒
⇒ Südeuropa,
Südeuropa, Zentralfrankreich,
Zentralfrankreich, Osteuropa,
Osteuropa, Ballungsräume
Ballungsräume
–– Stark
Stark wasserabhängige
wasserabhängige Bereiche
Bereiche
⇒
⇒ Landwirtschaft,
Landwirtschaft, Forstwirtschaft,
Forstwirtschaft, Wasserwirtschaft,
Wasserwirtschaft, Energiesektor
Energiesektor
•• Gefahr
Gefahr von
von Hochwasser
Hochwasser
–– Frühjahrshochwasser:
Frühjahrshochwasser: Alpen
Alpen und
und Mittelgebirge
Mittelgebirge
–– Sommerhochwasser
Sommerhochwasser (?)
(?) (Vb
(Vb Wetterlage,
Wetterlage, Starkniederschläge)
Starkniederschläge)
•• Mögliches
Mögliches Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
–– Trockenheit:
Trockenheit: Wassersparen
Wassersparen (v.a.
(v.a. in
in der
der Landwirtschaft
Landwirtschaft großes
großes
Potential)
Potential) aber:
aber: Hohe
Hohe Kosten!
Kosten!
–– Hochwasser:
Hochwasser: Retentionsflächen,
Retentionsflächen, technischer
technischer HW-Schutz
HW-Schutz ...
...
=>
=> Vulnerabilität
Vulnerabilität regional
regional sehr
sehr hoch
hoch
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Gletscher und Schnee
Vernagt Gletscher, AT
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Gletscher
Datenquelle: WGMS, NSDIC, BADW,…
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Wahrscheinlichkeit für weiteren Rückgang der Gletscher ist hoch
aktueller Trend
• Rückgang der Gletscher in acht von neun Gletscherregionen in Europa
• Alpengletscher: Verlust von einem Drittel der Fläche und der Hälfte der
Masse von 1850-1980
• 1980 – 2000: ungefähr 20-30 % Verlust des verbleibenden Eises
• Sommer 2003: noch einmal 10% Verlust
Schneebedeckung in den Alpen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Schneebedeckung in den Alpen
320 ( 220 – 490) m
pro 100 a
380 (270 – 540) m
pro 100 a
H. Bugmann
Österreichische Klimatage
Projektion
• Gebiete mit ausreichender Schneebedeckung für Winterporttourismus
nur noch über 1500 - 1750m (bis 2100).
• Schweiz: Anteil Skiressorts mit ausreichender Schneesicherheit
reduziert sich von 85% auf 63%
16.03.2006
aktueller Trend
Anstieg der Grenze mit ausreichender Schneebedeckung
Gletscher und Schnee - Vulnerabilität
•• Wasser:
Wasser: Gletscher
Gletscher und
und Schnee
Schnee speichern
speichern Winterniederschläge
Winterniederschläge und
und
geben
geben diese
diese im
im Sommer
Sommer wieder
wieder frei
frei
⇒
⇒ Rückgang
Rückgang verringert
verringert das
das Wasserangebot
Wasserangebot im
im Sommer
Sommer
⇒
⇒ Erhöht
Erhöht die
die Hochwassergefahr
Hochwassergefahr im
im Winter
Winter
⇒
⇒ Verringert
Verringert die
die Gefahr
Gefahr von
von Schmelzhochwässern
Schmelzhochwässern
•• Stabilität:
Stabilität: Gletscher
Gletscher und
und Permafrostböden
Permafrostböden stabilisieren
stabilisieren den
den
Untergrund
Untergrund
⇒
⇒ Bei
Bei Rückgang
Rückgang Gefahr
Gefahr von
von Muren
Muren u.a.
u.a. Naturgefahren,
Naturgefahren, Gefahr
Gefahr für
für
Infrastruktur
Infrastruktur (Skilifte,
(Skilifte, Passstraßen)
Passstraßen)
•• Tourismus:
Tourismus: mangelnde
mangelnde Schneesicherheit
Schneesicherheit in
in mittleren
mittleren und
und tiefen
tiefen
Lagen
Lagen
•• Kaum
Kaum Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
–– Technische
Technische Schutzmaßnahmen
Schutzmaßnahmen (hohe
(hohe Kosten)
Kosten)
–– Beschneiung
Beschneiung funktioniert
funktioniert nur
nur bei
bei TT <
< 00 °C
°C
=>
=> hohe
hohe Vulnerabilität
Vulnerabilität
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Biodiversität und Naturschutz
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Biodiversität und Naturschutz – Klimawirkung und aktuelle Situation
Klimawirkung
• Veränderung der Phänologie (Pflanzen)
• Veränderung des Verhaltens (z.B. Brut- und Zugverhaltens v. Vögeln)
• Verschiebung von Artenarealen nach Norden und in größere Höhen
• Veränderung von Lebensgemeinschaften (Nahrungsnetz, Konkurrenz, ...)
Aktuelle Situation
• Bedrohung der Artenvielfalt durch Landnutzung (Fragmentierung,
Zerstörung von Habitaten)
• Hohe Zahl Neobiota (22% der deutschen Flora)
• Phänologie: Vegetationszeit um 10 Tage verlängert (Bäume)
• Vorverschiebung des Brutbeginns von Vögeln um Tage bis Wochen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Biodiversität und Naturschutz - Artenkomposition Pflanzen
Holland
2-4 (cold)
5
6
1-3 (cold)
4
5
7-9 (warm)
-40
-20
Norwegen
X (indifferent)
Ellenberg values
Ellenberg values
X (indifferent)
aktueller Trend
• Rückgang und Aussterben bestimmter Pflanzenarten
• Zunahme der Artenvielfalt in Nord-West-Europa
6-8 (warm)
0
20
40
60
-40
change (%)
-20
0
20
40
60
change (%)
Veränderung der Artenkomposition (1975–1984 vs. 1985–1999)
Datenquelle: Nationale Datenquellen, IMAGE2/EuroMove, ATEAM, IPCC, …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Nord-Verschiebung vieler Pflanzenarten
• Erschwerte Migration durch andere anthropogene Veränderung (z.B.
Landnutzungswandel)
Biodiversität und Naturschutz - Pflanzenarten der Gebirge
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Biodiversität und Naturschutz - Pflanzenarten der Gebirge
aktueller Trend
• Endemische Gebirgspflanzen sind gegenüber anderen Pflanzenarten
besonders bedroht
• Migration in höhere Lagen führte zu einer Zunahme der Artenvielfalt
16
14
Veränderung der Artenvielfalt (%)
12
Auf 30 Gipfeln in den Ostalpen im 20 Jhd.
10
8
6
4
2
0
-2
Datenquelle: GLORIA, IPCC, …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Erheblicher Verlust endemischer Pflanzen in Bergregionen
Biodiversität und Naturschutz - Vulnerabilität
•• Besonders
Besonders gefährdete
gefährdete Arten:
Arten:
–– anspruchsvolle
anspruchsvolle Arten,
Arten, feuchteliebende
feuchteliebende Arten
Arten und
und Spezialisten
Spezialisten
mit
mit geringer
geringer Toleranz
Toleranz
⇒
⇒ viele
viele Rote
Rote Liste
Liste Arten
Arten
•• Besonders
Besonders gefährdete
gefährdete Gebiete:
Gebiete: Feuchtgebiete,
Feuchtgebiete, isolierte
isolierte
Habitate,
Habitate, Alpen
Alpen
•• Entscheidend
Entscheidend für
für flexible
flexible Reaktion:
Reaktion: Migrationmöglichkeiten
Migrationmöglichkeiten
(„run
(„run or
or die“)
die“)
•• Druck
Druck durch
durch Landnutzung
Landnutzung (Habitatzerstörung
(Habitatzerstörung und
und –fragmentierung)
–fragmentierung)
•• Begrenztes
Begrenztes Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
–– Verbessern
Verbessern der
der Migrationsmöglichkeiten
Migrationsmöglichkeiten
–– Prozessschutz
Prozessschutz
–– Maßnahmen
Maßnahmen zur
zur Regulierung
Regulierung des
des Wasserhaushaltes
Wasserhaushaltes
(Wiedervernässung)
(Wiedervernässung)
–– Flexible
Flexible Schutzkonzepte
Schutzkonzepte (z.B.
(z.B. flex.
flex. Schutzsgebietsgrenzen)
Schutzsgebietsgrenzen)
–– Schutz
Schutz auch
auch außerhalb
außerhalb der
der Schutzgebiete
Schutzgebiete
•• =>
=> hohe
hohe Vulnerabilität
Vulnerabilität
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Landwirtschaft
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Landwirtschaft – aktuelle Trends
Winterweizen in der BRD, 1950-2003.
Tatsächliche und trendbereinigte Anomalien
9
8
Ertragsanomalien
7
• starker Witterungseinfluss
(> 50% Erklärung im
Modell)
6
t/ha
5
4
• Extreme Hitzejahre:
deutliche Ertragseinbußen
3
1964/65 1972
2
1992
2003
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1960
-1
1955
0
1965
1
-2
Tatsächlicher Ertrag
Anomalie
Bearbeiter: Till Sterzel, PIK
Datenquelle: Stat. Bundesamt
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
aktueller Trend
• Zunahme der Erträge pro ha. in den letzten 40 Jahren als Folge von
technischem Fortschritt
Landwirtschaft – das Hitzejahr 2003 und Projektionen
Land
Rang
2003
Frankreich
1
Deutschland
1
Österreich
4
Griechenland
5
Italien
6
Irland
13
Portugal
20
Großbritannien
21
Finnland
24
Niederlande
25
Belgien und Luxemburg
26
Dänemark
28
Spanien
33
43
Schweden
EU 15
1
Erträge 2003 im Ranking seit 1961
1 = stärkste Ertragseinbuße seit 1961
Hitzewelle 2003 – in
Zukunft öfter?
• Typisch für zu
erwartendes Klima:
sehr geringe
Sommerniederschläge
bei durchschnittlichem
Jahresniederschlag
• Wahrscheinlichkeit
solcher Ereignisse in
Zukunft stark erhöht
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Projektion
• Potentiell: Ertragssteigerung durch erhöhte CO2-Konzentration und
höhere Temperaturen
• Südeuropa: erhöhte Gefahr von Wasserstress
⇒ Ertragsrückgang möglich
• Häufigere Missernten möglich (Extremereignisse, Schädlingsbefall, …)
Landnutzungswandel – freiwerdende Fläche bis 2050
• BRD: Freiwerdende Fläche entsteht durch Aufgabe der Landwirtschaft; hängt stark von
sozioökonomischen Szenarien ab
•A-Szenarien: starke Zunahme (+ 15%)
• B-Szenarien: kaum freie Fläche (0%)
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Landwirtschaft - Vulnerabilität
•• Wachstumsfördernde
Wachstumsfördernde Wirkung
Wirkung (CO
(CO22,, Temp.)
Temp.)
–– Verlängerung
Verlängerung der
der Vegetationszeit
Vegetationszeit
⇒
⇒ Steigerung
Steigerung der
der Erträge
Erträge
⇒
⇒ frühere
frühere Aussaat
Aussaat möglich
möglich
⇒
⇒ verbesserte
verbesserte Anbaumöglichkeit
Anbaumöglichkeit für
für z.B.
z.B. Mais,
Mais, Hirse
Hirse
•• Wasser:
Wasser: Höhere
Höhere Verdunstung
Verdunstung (Temp.),
(Temp.), Geringeres
Geringeres Wasserangebot
Wasserangebot im
im
Sommer
(Niederschlagsverteilung,
Bodenfeuchte)
Sommer (Niederschlagsverteilung, Bodenfeuchte)
⇒
⇒ Gefahr
Gefahr von
von Trockenstress
Trockenstress
⇒
⇒ Besonders
Besonders gefährdet:
gefährdet: Gebiete
Gebiete mit
mit geringen
geringen Niederschlägen,
Niederschlägen, leichten
leichten
Böden
Böden (z.B.
(z.B. Mittelmeerraum,
Mittelmeerraum, Ostdeutschland)
Ostdeutschland)
••
–– Abnahme
Abnahme des
des Bodenkohlenstoffs
Bodenkohlenstoffs am
am Ende
Ende des
des 21.
21. Jhd.
Jhd.
–– Schäden
Schäden durch
durch Extremereignisse,
Extremereignisse,
Gefahr
von
vermehrtem
Gefahr von vermehrtem Schädlingsbefall
Schädlingsbefall
–– Rückgang
Rückgang der
der Fläche,
Fläche, ökonmischer
ökonmischer Druck
Druck
•• Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
–– durch
durch große
große Auswahl
Auswahl an
an Sorten
Sorten gute
gute Anpassungmöglichkeit
Anpassungmöglichkeit bei
bei
moderaten
Bedingungen
(Mitteleuropa)
moderaten Bedingungen (Mitteleuropa)
–– Bei
Bei extremen
extremen Bedingungen
Bedingungen wenig
wenig Spielraum
Spielraum
=>
=> Lokal
Lokal hohe
hohe Vulnerabilität,
Vulnerabilität, allgemein
allgemein mäßige
mäßige Vulnerabilität
Vulnerabilität
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Forstwirtschaft
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Forstwirtschaft
Jährlicher Zuwachs an
Holzvolumen in Europa
600
Gesamtes Holzvolumen
in Europa
450
HadCM3 a1
HadCM3 b1
HadCM3 a2
HadCM3 b2
550
GS, 100 million m 3
NAI, million m 3 per year
400
500
HadCM3 a1
HadCM3 b1
HadCM3 a2
HadCM3 b2
450
350
300
250
200
150
400
100
2000
2020
2040
2060
2080
2100
2000
2020
2040
4 SRES Szenarien
• Starker Rückgang des Zuwachses (vor allem im Szenario B1)
• Holzvolumen nimmt insgesamt zu
• Einfluss von Management bzw. Sozioökonomie stärker als Klimawandel
16.03.2006
Österreichische Klimatage
2060
2080
2100
Forstwirtschaft - Vulnerabilität
•• Auswirkungen
Auswirkungen
–– Potentielle
Potentielle Erträge
Erträge abhängig
abhängig von
von Wasserversorgung
Wasserversorgung +
+
Temperaturtoleranz
Temperaturtoleranz
–– Kritisch
Kritisch für
für nicht-standortangepasste
nicht-standortangepasste Arten
Arten (Fichte)
(Fichte) oder
oder
feuchtigkeitsliebende
feuchtigkeitsliebende Arten
Arten (Buche)
(Buche)
–– Zukünftiger
Zukünftiger Holzertrag
Holzertrag stark
stark von
von Management
Management abhängig
abhängig
––
––
Steigende
Steigende Waldbrandgefahr
Waldbrandgefahr
Zusätzliche
Zusätzliche Gefahren:
Gefahren: verstärkter
verstärkter Schädlingsbefall,
Schädlingsbefall,
Klimaextreme
Klimaextreme
•• Anpassungspotenzial
Anpassungspotenzial
–– Sehr
Sehr begrenzt,
begrenzt, da
da langer
langer Planungshorizont
Planungshorizont
––
––
Wandel
Wandel zu
zu schnell
schnell für
für natürliche
natürliche Anpassung
Anpassung
Umbau
Umbau zu
zu Mischbestände
Mischbestände hat
hat höchste
höchste Priorität,
Priorität, da
da ökologisch
ökologisch
stabiler
stabiler
=>
=> relativ
relativ hohe
hohe Vulnerabilität
Vulnerabilität
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Ökonomische Verluste
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Ökonomische Verluste
Datenquelle: Münchner Rückversicherung, Swiss-Re, EMDAT (CRED), …
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Projektion
• Zunahme der Wahrscheinlichkeit von Extremereignissen ⇒ Zunahme
der wirtschaftlichen Verluste
aktueller Trend
• 64% aller Katastrophen und 79 % der ökonomischen Verluste durch
Katastrophen seit 1980 lassen sich auf Wetter- und Klimaextreme
zurückführen
• Nahezu Verdoppelung der jährlichen mit erheblichen Schäden
verbundenen Wetterextreme in den 1990´ern gegenüber den 1980´ern
• Zunahme der wirtschaftliche Verluste durch Wetterextreme von weniger
als 5 Milld. US$ in den 1980´ern auf 11 Milld. US$ in den 1990´ern
Hitzewellen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Hitzewellen
Sterbefälle pro 100 000 Einwohner
Tägliche Sterberate
Baden-Württemberg
(Schär&Jendritzky, 2004)
Hitzewelle Aug.03
2002
aktueller Trend
• Mehr als 35,000 außerordentliche Todesfälle in West- und Südeuropa
als Folge der Hitzewelle im Sommer 2003
2003
JFM A M J J A S O N D J FM A M J J A
Datenquelle: IVS, WHO, …
16.03.2006
UBA
Österreichische Klimatage
Projektion
• Vermutlicher Anstieg der Todesfälle in Zusammenhang mit Hitze und
Hitzewellen
Durch Zecken übertragene Krankheiten
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Schlussfolgerungen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Vulnerabilitäts Matrix
Water
Agr.
Forest. Biodiv.
Health
Regions
Topics
16.03.2006
Germany
in total
Österreichische Klimatage
Tourism
traffic
All
topics
Schlussfolgerungen
•• Klimawirkung
Klimawirkung
––
––
––
––
Sensitivität
Sensitivität und
und Status
Status Quo
Quo sind
sind wichtige
wichtige Faktoren
Faktoren
Andere
Andere Modelle,
Modelle, andere
andere Ergebnisse
Ergebnisse
Klimawandel
Klimawandel ist
ist manchmal
manchmal nur
nur ein
ein Stressor
Stressor unter
unter vielen
vielen
Klimawandel
Klimawandel bietet
bietet Risiken
Risiken und
und Chancen
Chancen
•• Vulnerabilität
Vulnerabilität und
und Anpassung
Anpassung
–– Schnittstelle
Schnittstelle zwischen
zwischen Naturwissenschaft,
Naturwissenschaft, Sozialwissenschaft
Sozialwissenschaft und:
und:
den
den Menschen!
Menschen!
–– Hilft
Hilft Handlungsbedarf
Handlungsbedarf zu
zu identifizieren
identifizieren
•• Unsicherheit
Unsicherheit
–– Unsicherheit
Unsicherheit ist
ist schwer
schwer zu
zu akzeptieren
akzeptieren (“Da
(“Da haben
haben wir
wir schon
schon
besseres
besseres Gesehen”)
Gesehen”)
–– Unsicherheit
Unsicherheit ist
ist schwer
schwer zu
zu kommunizieren
kommunizieren (“Wie
(“Wie sag
sag ich‘s
ich‘s meim
meim
Minister”)
Minister”)
–– Entscheidungen
Entscheidungen unter
unter Unsicherheit
Unsicherheit fallen
fallen schwer
schwer
•• Klimaschutz
Klimaschutz nicht
nicht vergessen!
vergessen!
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Unsicherheit
Unsicherheit in Information über:
• Entwicklung der Triebkräfte des globalen Wandels (⇒ Handlungsoption!)
• Klimasystems und Klimawirkung (Nichtlinearität, Kopplung, Verständnis)
Temperatur
Global
Niederschlag
Wetterextreme
Bedeutung für Vulnerabilität
und Anpassung
Unsicherheit
Gegenwart
Jahr
Klimawandel
Zukunft
Tag
Saison
Direkte Wirkung
Indirekte Wirkung
Sicher: Klimawandel hat schwerwiegende Auswirkungen
⇒ Anpassung ist auch unter Unsicherheit notwendig!
16.03.2006
Regional
Österreichische Klimatage
Kommunikation von Unsicherheit
=> Kommunikation von Unsicherheit und Risiko
Die Dringlichkeit wird
meist erkannt
Der Lösungsweg
ist oft unklar
Die Risikowahrnehmung
ist z.T. sehr unterschiedlich
R. Leemans
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Gemeinsames Entwickeln von Handlungsoptionen
16.03.2006
Österreichische Klimatage
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
Mehr Information über das PIK und ATEAM
• www.pik-potsdam.de
• www.pik-potsdam.de/ateam
Der Bericht der EEA zum Thema Klimawandel in Europa
• www.eea.eu.int
• http://reports.eea.eu.int/climate_report_2_2004/en
UBA Report:
Klimawandel in Deutschland
• www.UBA.de
• www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/2947.pdf
16.03.2006
Österreichische Klimatage
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