(10) Das Klima der Gegenwart Klima- und Umweltveränderungen Klima 304 Paul Nicklen.

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(10) Das Klima der Gegenwart

Klima- und UmweltveränderungenKlima 304

Paul Nicklen

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Zunahme der Treibhausgase

In der „Globalen Nacht“ ist der Einfluss des Menschen unübersehbar – Mosaik aus wolkenfreien Satellitenbildern (NASA). Die nächtlichen Lichter sind ein recht guter Indikator für den Energieverbrauch und CO2-Ausstoß.

Der Anstieg des Kohlendioxid-Gehaltes der Atmosphäre ist der Hauptgrund für den aktuellen Temperaturanstieg.

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Globaler TemperaturanstiegKlima 306

Seit Ende des 19. Jhdts kann die globale Mitteltemperatur bestimmt werden (Bild: NASA-GISS). Der Anstieg der letzten ~35 Jahre um ca. 0.6 °C ist ohne menschlichen Einfluss nicht erklärbar.

2015 war das wärmste Jahr seit Beginn der

Messungen. 2014 liegt auf Platz 2.

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Globaler TemperaturanstiegKlima 307

Besonders kalte Jahre folgten auf die Vulkanausbrüche des Agung (Indonesien, 1963), El Chichon (Mexiko, 1982) und Pinatubo (Philippinen, 1991). El Niño Jahre sind im globalen Mittel wärmer als La Niña Jahre (Bild: NOAA).

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Globaler TemperaturanstiegKlima 308

Vulkanausbrüche machen sich ins-besondere bei den (niedrigen) Land-Temperaturen be-merkbar, El Niño bei (hohen) Meer-Temperaturen (Bild: GISS).

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Globaler Temperaturanstieg

Wenn man El Niño Jahre bzw. La Niña Jahre allein betrachtet ergeben sich sehr ähnliche Trends, allerdings mit einem offset von ~0.1 °C (Abb.: NASA GISS). Zwischen den einzelnen Temperatur-Zeitreihen (NOAA, GISS, CRU) gibt es kleine Unterschiede, da Regionen mit geringer Beobachtungsdichte (z.B. Polargebiete) unterschiedlich behandelt werden.

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Temperaturanstieg – MusterstationenKlima 310

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Temperaturanstieg in Österreich

Seit Ende des 19. Jhdt ist die Mitteltemperatur in Österreich sogar um fast 2 °C gestiegen (R. Böhm, aus Auer und Foelsche, 2014). Der Anstieg der letzten 35 Jahre macht hier etwa. 1 °C aus.

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Temperaturanstieg ˗ UnterschiedeKlima 312

… das liegt einerseits daran, dass sich die Landflächen generell schneller erwärmen als die thermisch trägen Ozeane (Stichwort: spezifische Wärmekapazität) (NASA GISS)

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Temperaturanstieg – SE Österreich

Anhand der HISTALP Daten (Quelle: ZAMG) wird der starke Temperaturanstieg der letzten 30 Jahre deutlich. Maßgeblich beteiligt war hier auch eine Zunahme der Sonnenscheindauer (durch geringere Bewölkung).

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Gletscherrückgang – weltweit

„Schnee am Kilimanjaro“ – Wie lange noch? Hier sind aber auch Änderungen des Nieder-schlages von entscheidender Bedeutung (Bilder: NASA, UF, L. Thompson v.l.).

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Gletscherrückgang – weltweitKlima 315

Noch gibt es Gletscher in Neuguinea – auf Ngga Pulu (Bilder: AP, AFP), gegenüber von Puncak Jaya (der „Carstenz Pyramide“) aber der Rückgang seit 1936 ist enorm (SW-Bild: J.-J. Dozy).

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Historische Bilder sind oft so genau, dass sie eine Rekonstruktion des Gletscher-Rückgangs erlauben, wie beim Oberen Grindelwaldgletscher (1910/2000) und bei der Pasterze (1900/2000). Quelle: Gletscherarchiv.

GletscherrückgangKlima 316

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Das „Mer de Glace“ 1823 (Samuel Birmann) und 2000 (M. J. Hambrey).

GletscherrückgangKlima 317

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Das „Mer de Glace“ im Bild „Das Eismeer von Chamonix“ aus dem Jahr 1824 von Carl Gustav Carus.

Doch dann kommt Caspar David Friedrich und malt die fast gleiche Ansicht („Das Hoch-gebirge“), aber – ohne „Mer de Glace“ !

Gletscherrückgang ?Klima 318

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Liedtexte und Klimawandel

Christian Adolph Overbeck 1781:

Komm lieber Mai und machedie Bäume wieder grün,und lass uns an dem Bachedie kleinen Veilchen blüh‘n …

Rainhard Fendrich 1990 (I am from Austria):

Do kann i moch‘n wos I wülDo bin i her do kea I hinda schmilzt das Eis von meiner Sö,wie von am Gletscher im April ...

Drückt keinesfalls die allgemeinen Verhältnisse auf den Gletschern Österreichs aus. Vielleicht einfach kein passender Reim auf „wül“?

Stimmt in den letzten Jahrzehnten sicher nicht. Allerdings: Das Lied stammt aus Wien (Wolfgang. A. Mozart, 1791), das Gedicht aber aus Lübeck

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Der Vernagtferner war früher berüchtigt dafür, einen Eisstausee zu bilden, der bei seinen Ausbrüchen große Verheerungen anrichtete (1601, Abraham Jäger). Bei der Darstellung des Gletschers vermutete man dichterisches Freiheit, bis …

Galoppierende GletscherKlima 320

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… bis man erkannte, dass Gletscher, die gerade einen Ausbruch („surge“) durchmachen (wie hier in Alaska), tatsächlich so aussehen (Jürg Alean).

Galoppierende GletscherKlima 321

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Ein deutliches Anzeichen für den aktuellen Klimawandel ist der Rückgang der Gletscher in den Hochgebirgen. Die Bilder zeigen die Pasterze, den längsten Gletscher der Ostalpen. Links: 1938, rechts: 2003 (Quelle: www.gletscherarchiv.de). Im Rekordsommer 2003 hat die Pasterze (Mittel über die gesamte Gletscherzunge) 6.5 m an Dicke verloren, in den Sommern seither waren es Werte zw. 2 m und 6 m (Inst. f. Geographie und Raumforschung, UniGraz).

Gletscherrückgang in den OstalpenKlima 322

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Gletscherrückgang in den Ostalpen

Seit 1850 (da gab es allerdings einen deutlichen Gletschervorstoß) haben die Ostalpen-gletscher mehr als 1/3 ihrer Fläche und mehr als die Hälfte ihres Volumens verloren. Im Bild ein Querprofil der Pasterze (Quelle: G. K. Lieb, IfGR, Uni-Graz).

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Gletscherrückgang in den Ostalpen

Der Vernagtferner in den Ötztaler Alpen (Quelle: www.glaziologie.de).

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Gletscherrückgang in den Ostalpen

Der Hintertuxer Gletscher (Tuxer Ferner) in den Zillertaler Alpen 1924, 2003 und 2012 (Quelle: Gletscherarchiv).

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Der Sommer 2003 in Europa

Links: Typisches Satellitenbild für den Sommer 2003 (SeaWiFS Satellit, NASA). Rechts: Vergleich der Temperaturen im Juli 2003 mit denen im Juli 2001 (Terra Satellit, NASA). Frankreich war (mit etwa 20 000 Todesopfern) von der Hitzewelle besonders stark betroffen, hier betrug die Temperatur-Anomalie stellenweise mehr als +10 °C. In weiten Teile Osteuropas waren die Temperaturen allerdings niedriger als im Juli 2001.

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Der Sommer 2003 in Paris

Todesfälle in Paris, während der Hitzewelle im Sommer des Jahres 2003 (Quelle: WHO)

Tropennächte

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Heiße Tage

Heiße Tage bzw.Tropentage sind Tage mit Tmax ≥ 30 °C

In der Normalperiode 1961-1990 gab es in Graz im Mittel knapp4 Tropentage, in den letzten 10 Jahren (2006-2015) waren es im Mittel 19 (!)(Grafik: UF).

Man beachte aber auch die Häufung heißer Sommer in der 40er und 50er Jahren.

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Rückkoppelung mit Käfern

1000 bis 2000 Bergkiefernkäfer der Art Dendroctonus ponderosae (oben, Quelle: Reuters) reichen aus, um einen Baum zu vernichten. In Kanada ist das mittlerweile auf einer Fläche passiert, die größer als Österreich ist (links, Qu: Nature), weil die Winter nicht mehr kalt genug sind, um die Larven ab-sterben zu lassen. Dadurch werden die Wälder zu CO2 Quellen.

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Niederschlag – Global

Beim mittleren globalen Niederschlag gibt es ausgeprägte dekadische Schwankungen, aber (noch) keinen deutlichen Trend (Quelle: NOAA).

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Niederschlag – SE und N Österreich

Beim Niederschlag zeigen die HISTALP Daten (Quelle: ZAMG) deutliche Unterschiede (auf kleinem Raum): Während in Südost-Österreich die Niederschläge abnehmen, ist im Westen in den letzten Jahrzehnten eine Zunahme zu verzeichnen.

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Niederschlag in Graz

(Quelle: IGAM/UF)Aber: 2009 – 1205 mm

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Graz, 20. – 21. 8. 2005

Tagesniederschlag (7 h – 7 h) 24h Niederschlag

20. 8. 2005: 71.3 mm21. 8. 2005: 58.9 mm aber 20. 8. 16h – 21. 8. 16h: 127 mm

In den letzten Jahren gab es ein Häufung von Vb – Wetterlagen (Hochwasser 1997, 2002, 2005). Diese Häufung könnte aber noch Zufall sein.

Maut Andritz (Quelle: B. Enderle) Murinsel (Quelle: AP)

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105 mm90 mm89 mm87 mm85 mm84 mm82 mm82 mm82 mm80 mm

Extreme Tages-Niederschläge Graz

1938194619022013189519641970192519141917

80 mm79 mm79 mm78 mm73 mm73 mm76 mm72 mm71 mm71 mm

1912197519731913198019511911190520052002

Gerade in Graz gibt es aber z.B. (noch) keine (physikalisch durchaus plausible) Zunahme von extremen Tagesniederschlägen.

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Extreme Stunden-Niederschläge

Bei maximalen Tagesniederschlägen gibt es noch keine klaren Trends, in den letzten Jahren hat es in Graz aber ungewöhnlich oft innerhalb einer Stunde mehr als 30 mm (Liter pro Quadrat-meter) geregnet, am 1.9.2011 sogar 53.5 mm in 40 Minuten (!) (Gerstl und Foelsche, 2014).

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Langlauf in der Schweiz im

Winter 2001/02 Quelle: SwissRe

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Nie mehr Schnee?

.. so wie früher .. z.B. 2009.

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Änderung der Neuschneesummen

Stationen über 1000 m, Quelle: ZAMG

1263 m

1938 m

1618 m

2140 m

1583 m

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Meereis – Arktis

Die Ausdehnung des arktischen Meereises verringert sich dramatisch, und das Eis wird immer dünner. (Quelle: NSIDC). Dort wo das Eis fehlt, nimmt das Meer deutlich mehr Sonnenstrahlung auf, und wird wärmer …In der Antarktis sind noch keine deutlichen Änderungen (beim Meereis) festzustellen.

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Im Bereich der Antarktischen Halbinsel ist die Erwärmung besonders deutlich spürbar. Sobald die mittlere Jahrestemperatur über – 9 °C steigt zerfällt das Schelfeis mit dramatischer Geschwindigkeit.

Dadurch erhöht sich auch die Fließgeschwindigkeit der Gletscher, die vorher durch das Schelfeis eingebremst waren (Quelle: Spektrum 11/2012).

Schelfeis – AntarktisKlima 340

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Ein unerwarteter Hurrikan

Im März 2004 wurde der erste Hurrikan (Catarina) im Südatlantik beobachtet (o., Quelle: NASA). Bis jetzt war es dort für die Entstehung von Hurrikans zu kalt. Vielleicht ist es nur ein Zufall, aber die Zugbahn von Catarina verläuft genau dort, wo von Klimamodellen für das Ende des 21. Jhdts. Hurrikans vorausgesagt werden (r.u., Quelle: UK Met Office).

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Tropische Wirbelstürme

Die weltweiten Schäden durch tropische Wirbelstürme haben in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen – aber (bis jetzt) nicht die Stürme selbst (Weinkle et al., J. Clim., 2012). In allen Ozeanbecken gibt es starke dekadische Schwankungen, im Atlantik (Hurricanes) gab es eine (leichte) Tendenz zu intensiveren und langlebigeren Stürmen.

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Tropische Wirbelstürme

Atlantische Wirbelstürme (Hurrikans) erreichen i.A. ein viel größeres Medienecho als ihre „Kollegen“. Neben dem Taifun Tip (1979, rechts) nimmt sich aber sogar der verheerende Hurrikan Katrina (2005, links) bescheiden aus (Quelle: NOAA). Bei den (häufigeren) Taifunen sind noch keine eindeutigen Tendenzen feststellbar.

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Tornados in Österreich?

Nicht jedes Extremereignis ist „Klimawandel“.

1916 traf ein Tornado Wiener Neustadt. Ein ganzer Stadtteil, die Josefstadt, wurde verwüstet. 32 Menschen starben in den Trümmern.

Rekonstruktionen ergeben Windgeschwindigkeiten von über 300 km/h („F3 “) (Quelle A. Holzer, TorDACH).

Bis jetzt gibt es keinen nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Klimawandel und Tornado-Häufigkeit.

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Sommerschilauf 2003!

Trainingsort der österreichischen Slalom–Nationalmannschaft

Schihalle in Bottrop !

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Anstieg des Meeresspiegels

Gesunde Korallenriffe können einen moderaten Anstieg des Meeresspiegels verkraften – indem sie einfach mitwachsen (sonst hätten sie den ~120 m Meeresspiegel-Anstieg am Ende der letzten Kaltzeit nicht überlebt). Allerdings sind die meisten Riffe nicht mehr gesund. Versinkende Vulkane mit Saumriffen und Atollen – Tahaa + Raiatea; Bora Bora, und Tupai, Franz. Polynesien (links). Atolle mit vollständig versunkenen Vulkanen – Malediven (rechts).

Bildquelle: NASA

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Der bis zu 3000 m mächtige Eisschild in Grönland ist ein Relikt aus der Kaltzeit. Derzeit verliert er – pro Jahr – mehr Eis, als es in den Alpen insgesamt noch gibt – Tendenz steigend.

Bei einem kompletten Abschmelzen würde der Meeresspiegel weltweit um 6 bis 7 m steigen

Die letzte Warmzeit („Eem“) vor ~125 000 Jahren dauerte nur etwa 10 000 Jahre, dafür waren die Temperaturen ~2 °C höher als heute – der Meeresspiegel lag ~6 m höher.

Langfristige KonsequenzenKlima 347

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Meeresspiegel

Der Anstieg des Meeresspiegels wird im kommenden Jahrhundert wahrscheinlich noch ein überschaubares Problem bleiben. Bleiben die Temperaturen allerdings dauerhaft mehr als 2°C über den heutigen, so schmilzt praktisch das gesamte Eis in Grönland, und der Meeresspiegel steigt um etwa 6 m (Quelle: Univ. of Arizona). Dieser Prozess dauert zwar Jahrhunderte (also keine unmittelbare Katastrophe), aber die Kosten sind unüberschaubar.

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Ein Meeresspiegel-Anstieg um einige Meter wäre kein großes Problem – wenn nicht gerade and der Küste so viele Menschen leben würden. In Ländern wie Bangladesh wird das sogar ein ganz massives Problem werden.

Derzeit wachsen landwirtschaftliche Produkte großteils dort, wo die klimatischen Bedingungen „passen“, und wir sind gerade eben (theoretisch) in der Lage 7 Milliarden Menschen zu ernähren. In einem drastisch veränderten Klima – mit wesentlich mehr Menschen – muss das nicht mehr der Fall sein.

Langfristige KonsequenzenKlima 349

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Wir müssen – so bald wie möglich – beginnen, die Treibhausgas-Emissionen weltweit deutlich zu verringern, um langfristige drastische Konsequenzen zu vermeiden.Der CO2 Ausstoß in Österreich ist klein im Vergleich zum Rest der Welt – aber wir haben auch überproportional von historischen Emissionen profitiert. An die mittelfristigen Konsequenzen werden wir uns anpassen (müssen). In Österreich wird und das leichter gelingen als anderswo.

KonsequenzenKlima 350

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Ende der VorlesungKlima 351

(c) Gary Larson

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Ende der VorlesungKlima 352

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Ende der VorlesungKlima 353