Klimafolgen und Energielandschaften

Prof. Dr. Daniela Jacob

Climate Service Center, Hamburg

Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg

Professor II, Universität Bergen, Norwegen

2

1. Beobachtete Klimaänderungen

2. Klimamodelle: Klimaänderungen

global, für Europa und Deutschland

3. Zusammenfassung: Klimaänderungen

4. Das Climate Service Center

Inhalt

3

Klimaelement Frühling Sommer Herbst Winter Jahr

Temperatur, 1901 - 2000 + 0,8 °C + 1,0 °C + 1,1 °C + 0,8 °C + 1,0 °C

1981 - 2000 + 1,3 °C + 0,7 °C - 0,1 °C + 2,3 °C + 1,1 °C

Niederschlag, 1901 - 2000 + 13 % - 3 % + 9 % + 19 % + 9 %

1971 - 2000 + 13 % + 4 % + 14 % + 34 % + 16 % Quellen: Rapp, 2000; Schönwiese, 2003; ergänzt

Die 10 wärmsten Jahre in Deutschland seit 1901 (Quelle DWD): 2000, 2007, 1994, 1934, 2002, 2008, 2006, 1990, 1999, 1989

… und wie ändern sich die Starkniederschläge?

1. Beobachtete Klimaänderungen

Beobachtete Klimatrends in Deutschland

4

Mittl. Jahrestemp

< 10°C

Mittl. Jahrestemp >10°C

Rote Gebiete zeigen die Position der 10°C Isotherme für 1991 bis 2000

5

source: Spiegel Nr. 7 2003; Quarterly report of the DWD, special topic July 2003

Dresden, August 2002

6

2. Klimamodelle

Starkes

Wirtschaftswachstum

Globale

Nachhaltigkeit

Regionale

Wirtschaftsentwicklung

Regionale

Nachhaltigkeit

7

°C Anstieg der Globaltemperatur

2. Klimamodelle

8

Globale Klimaänderungen - Zusammenfassung

– Landoberflächen erwärmen sich schneller als die Ozeane

– Größte Erwärmung in der Arktis: Sommer eisfrei ?

– Mehr Niederschlag in hohen Breiten und in den Tropen

– Weniger Niederschlag in den Subtropen

– Gegensätze (feucht, trocken) nehmen zu

– Häufigkeit von Starkniederschlägen nimmt zu

– Ausdehnung der Trockenzonen, längere Trockenperioden

– Extratropische Zyklonen: Zunahme der mittleren Intensität

– Tropische Wirbelstürme: Zunahme der mittleren Intensität

– Für beide gilt auch: Abnahme der Gesamtzahl

2. Klimamodelle

9

Temperaturänderung

Multi-Model-Mittel (2021-2050)-(1961-1990)

Szenario A1B

Standardabweichung

Klimaänderungen:

Ergebnisse für Europa

10

Niederschlagsänderung

Multi-Model-Mean (2021-2050)-(1961-1990)

Szenario A1B

Übereinstimmung der Modelle

Klimaänderungen:

Ergebnisse für Europa

11

Klimaänderungen:

Ergebnisse für

Deutschland

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

12

Niederschlagsänderung [%] Temperaturänderung [°C] Jahresmittel

Multi-Model- Mittel (2071-2100)- (1961-1990) Szenario A1B

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

Wahrs

chein

lichke

itsdic

hte

1950

2000

2050

2099

Januar

Wahrscheinlichkeitsdichte- funktion der

Monatsmitteltemperaturen

Szenario A1B

Karlsruhe

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

°C

Wa

hrs

che

inlic

hke

itsd

ich

te

1950

2000

2050

2099

Juli

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

Szenario A1B: Veränderungen von Kennzahlen für Karlsruhe

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

15

Niederschlagsänderung [%] Winter Sommer

Multi-Model- Mittel (2071-2100)- (1961-1990) Szenario A1B

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

16

Änderungen der Starkniederschläge [mm/d] (2071-2100)-(1961-1990)

3. Klimaänderungen global,

für Europa und Deutschland

Beobachtungen

(1961-1990) Modell (2071-2100)

50 km 50 km

10 km 10 km

17

C20 A1B - C20 B1 - C20 A2 - C20

Absolutes

Temperaturmaximum 36,3 4,0 3,2 6,5

Hunmindex (Sommer; JJA)

26,6 2,3 1,6 2,3

Frosttage/Jahr

45,3 -33,1 -24,9 -32,0

Gradtagszahl

3788,0 -1068,3 -727,37 -1026,6

Größte 5-Tages-

Niederschlagssumme / Jahr 73,8 5,8 4,5 5,8

Größte 1-Tages-

Niederschlagssumme / Jahr 40,1 7,7 5,6 7,0

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

18

Mögliche Änderung der mittleren jährlichen Windgeschwindigkeit im A1B Szenario

150years wind speed series, A1B Scenario

y = 0.0015x

y = 0.0011x

y = 0.0004x

y = -0.0001x

y = -0.0003x

y = -0.0005x

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090

years

win

d s

pe

ed

ALPEN

SUED

MITTE

NORD

KUESTE

MEER

Linear (MEER)

Linear (KUESTE)

Linear (NORD)

Linear (MITTE)

Linear (SUED)

Linear (ALPEN)

Nordsee

Küste

Norddeutschland

Süddeutschland

19

Mögliche Änderung im Jahresgang

20

Beispielhafter Energieertrag (kWh)

Energieertrag in der Küstenregion in kWh für Standardkennlinie (30 jährige Mittel)

y = 0,2271x + 1310,1

y = 0,6601x + 1582

1200,00

1250,00

1300,00

1350,00

1400,00

1450,00

1500,00

1550,00

1600,00

1650,00

1700,00

1964 1974 1984 1994 2004 2014 2024 2034 2044 2054 2064 2074 2084

Jahr

Ertr

ag in

kW

h

Ertrag Winter Ertrag Sommer Linear (Ertrag Sommer) Linear (Ertrag Winter)

Oktober - März April - September

21

Szenario A1B für Deutschland - Zusammenfassung

– Temperaturanstieg bis 2100 ca. 3.5 °C im Winter am stärksten, im Frühjahr am schwächsten – Niederschlag: Jahresmenge bleibt etwa konstant, dekadisch/regional sehr unterschiedlich bis 2100: im Sommer Abnahme um 10 bis 20% , im Winter Zunahme um 20 % bis 30% (Küsten) – Klimaänderungen beeinflussen auch die Energielandschaften: Genug Wasser für Bewässerung der Biomasse? Sonnescheinstunden, Windgeschwindigkeiten? Schadgase mindern UND und an mögliche Klima- änderungen mit flexiblen Strategien anpassen!

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

22

22

Klimaservice im Netzwerk

Das CSC wird als eine nationale, forschungsnahe

Dienstleistungseinrichtung in einem

Netzwerk von Partnerinstitutionen aufgebaut.

Das CSC übernimmt eine

Schnittstellenfunktion zwischen den verschiedenen

Akteuren der grundlagenorientierten Klimaforschung

und der konkreten Anwendung im Netzwerk.

Climate Service Center

www.climate-service-center.de

23

Abgeleitete Größen und Extremwerte

Veränderungen des Klimas äußern

sich nicht nur in Verschiebungen der

mittleren Klimaparameter wie

Temperatur und Niederschlag, sondern

auch in vielen anderen Größen.

Zusätzlich zur Auswertung möglicher

Temperatur- und Niederschlags-

änderungen können noch viele weitere

Klimavariablen von regionalen

Klimamodellen berechnet werden –

auch die Relevanten für

Wind- Solar und Bioenergie.

3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland

24

24

CSC Service für Sie !

– Welche Energie-meterologischen Größen / Parameter beeinflussen

Ihre Arbeitsthemen?

– Erstellen Sie eine Wunschliste mit Parametern, für die Sie die

Klimaänderungen wissen möchten.

– Schicken Sie diese Liste zu uns und wir beraten Sie dazu mit

den neuesten Informationen aus der Klimaforschung!

4. Das Climate Service Center

daniela.jacob@gkss.de

www.climate-service-center.de