Regionaler Klimawandel in
Norddeutschland
Hans von Storch
Institut für Küstenforschung
GKSS Forschungszentrum, Geesthacht
Workshop von DKKV (Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge) und
ARL (Akademie für Raumordnung und Landesplanung); Hannover, 30.10.2006
Küstenforschung
GKSS, Geesthacht
• Beschreibung und Bewertung von gegenwärtigem
Klima und Klimawandel im Küstenraum.
• Ableitung von Szenarien des möglichen
zukünftigen Klimawandels im Küstenraum.
• Besonderes Augenmerk: Windbezogene Aspekte,
also Windkraft, Sturmfluten und Seegang.
• Vor allem: Nord- und Ostsee.
• Zukünftig: SO Asien
Infrastructure of Institute for Coastal Research
Observational systems
• Stand alone systems: wave rider buoys, wave radar and pole
systems
• Operational measuring systems on board of ships (FerryBox)
• Measures and systems for remote sensing
Research vessels “Ludwig Prandtl” and “Storch”
Laboratories equipped with: GC-MSD, LC-MS/MS. GC-MS/MS …
DKRZ (German Climate Computing Centre)
Various environmental system models:
• regional atmospheric models CLM and REMO
• hydrodynamic model TRIM
• wave models HYPA-S, k-model, WAM
• atmospheric transport and transformation model
CMAQ
BALTEX Secretariat
LOICZ - IPO
Vergangenheit: Anthropogene
Erwärmung aber kein Sturmsignal
• Norddeutschland wird
wärmer – konsistent mit
dem als überwiegend
anthropogen detektierten
globalen Temperatursignal.
• Stürme in Nordeuropa
zeigen keine parallele
Entwicklung.
• Ähnlicher Befund für
Stürme in Österreich.
• Bisher keine erfolgreichen
„Detektion“-Studien für
Nordeuropa oder andere
Teile Europas.
Matulla, 2006, pers. Mitt.
Mögliche Zukünfte,
2070-2100
PKMnP Zukünfte = plausible,
konsistente, mögliche aber nicht
notwendigerweise wahrscheinliche
Zukünfte = Szenarios.
Global scenarios of the
air temperature change
(in K) at the end of the
21st century, as
determined with a
global climate model
forced with A2 and B2
emissions.
Courtesy: Danmarks
Meteorologiske
Institut.
Aber wie sieht es regional
und lokal aus?
Hydrodynamisches Modell
der Nordseezirkulation
Katja Woth
Globales Geschehen
Dynamisches Downscaling
Pegel St. Pauli
Zusammenarbeit u. a. mit BAW, BSH, ALR Husum,
FSK Norderney, Hamburg Port Authority u.a.
Empirisches Downscaling
Die Sturmfrage
• Szenarien deuten für das Ende
des 21. Jahrhunderts auf eine
Verstärkung der Starkwinde
zumindest im Bereich der
Nordsee hin
• Zuwachs um bis 1.5 m/s – das ist
ca. 10% des gegenwärtigen
Wertes (jährliche 99%ile).
• Wenn dieser Zuwachs
gleichmässig über 80 Jahre
verteilt wäre, so hätten wir pro
Jahrzehnt einen mittleren
Zuwachs von etwas mehr als 1%.
• Ein Zuwachs von wenigen
Prozent ist nicht vom Rauschen
der natürlichen Klimavariabilität
zu unterscheiden.
Mögliche Änderung der Starkwinde (m/s) in
2070-2100 gegenüber heute
Projections for the future / surge
meteorological forcing: HIRHAM / RCA
Differences in inter-annual
percentiles of surge / A2 - CTL:
HIRHAM
Differences in inter-annual
percentiles of surge / A2 - CTL:
RCA
Changes of annual 99-percentile wave heights averaged across a series of simulations using
different models and scenarios (in m).
Colouring indicates areas where signals from all models and scenarios have the same sign; redpositive, blue-negative.
Weisse und Grabemann, 2006
Konsistenz mit derzeitigen
Änderungen in der südlichen Nordsee
• Stürme
Derzeit kein erkennbares Änderungssignal, dass
über vergangene Schwankungen hinaus geht;
Szenarien: weniger als 10% Intensivierung zum
Ende des 21. Jahrhunderts - konsistent
• Sturmfluten (Windstau & Druck):
seit 1960 ca. 3 mm/Jahr;
Szenarien: 300 mm in 2085 – konsistent
• Seegang, hohe Wellen:
seit 1960 ca. 20 mm/Jahr;
Szenarien: 300 mm in 2085 - inkonsistent
“Localisation”: From the coast
into the estuary
St Pauli
2030
2085
The tidal change is due to coastal protection measures and modifications of the
tributaries, and to the deepening of the shipping channel. These measure also had
an effect on the heights of severe storm surges – estimates are 45 cm caused by
measures of coastal defense and 15 cm by deepening the shipping channel
(Haake, 2004: 27).
Transfer-Funktion:
Nordsee > St Pauli
Nur Effekt von
Klimaveränderungen,
nicht von Veränderungen der
Morphologie der Tideelbe.
Szenarien
2030, 2085
andere
Wettervariablen
Norddeutschland
2030,2085
Erwartete Änderungen
in Temperatur, Niederschlag und Starkwind
Bandbreite aus den 4 Modellsimulationen
Erwartete Änderungen
in Temperatur, Niederschlag und Starkwind
Bandbreite aus den 4 Modellsimulationen
Folgerungen –
Menschgemachter Klimawandel
• … ist real und kaum noch vermeidbar, wohl aber
verminderbar.
• … wird sich im kommenden Jahrhundert deutlicher
entfalten
• … wird keine Katastrophe sein für unseren Raum.
• Verminderung dieser menschlich verursachten
Klimaveränderung ist geboten.
• Bessere Anpassung an Klimarisiken hier und heute ist
auch geboten.
• Aber nicht nur Klima ändert sich …
Epilog: andere relevante
Entwicklungen
• GKSS Büro „Regionaler Klimawandel in
Norddeutschland“
• Klimadatensatz „CoastDat“ bei GKSS.
• BACC Initiative zur Einschätzung des
Wissens über Klimawandel im
Ostseeraum
• Hohenkammer-Konsensus zwischen
Münchner Rück und Wissenschaftlern
[email protected]üro
‚Regionaler Klimawandel - Norddeutschland‘
Das Büro ‚Regionaler Klimawandel‘ versteht sich als eine Schnittstelle
zwischen (Klima-) Wissenschaften und deren Anwendern z.B. Interessenvertretern.
Zunächst erfragen wir den konkreten Beratungsbedarf, den es heute von Anwenderseite bezüglich Forschung zum regionalen Klimawandel Norddeutschlands gibt.
Im Mittelpunkt der Arbeit des Büros stehen die Aufgaben:
Vermittlung von wissenschaftlichen Erkenntnissen gegenwärtiger Klimaveränderungen sowie möglicher zukünftiger Veränderung des Küstenklimas von
Norddeutschland;
• Entwicklung von Fragestellungen/Projekten aufgrund spezifischer Anfragen;
• Koordination und Durchführung von Arbeiten zur Beantwortung von
regionalspezifischen Fragestellungen zum regionalen Klimawandel.
Im Aufbau
www.coastdat.de
CoastDat ist ein modellerzeugter
Datensatz, der die Veränderungen
GKSS in Geesthacht
des Küstenklimas, speziell Windstürme, Seegang und Sturmfluten,
in den letzten 50 Jahren darstellt,
sowie Szenarien möglicher
Entwicklungen des Küstenklimas
Nordeuropas in den kommenden 10 Jahren. Die raum-zeitliche
Auflösung ist hoch; die veränderliche Statistik ist gut dargestellt;
die Einzelereignisse zumeist befriedigend bis gut. Die Datenreihen
sind raum-zeitlich vollständig und homogen. Sie sind für jedermann
zugänglich.
Das dahinterstehende Modellsystem besteht aus einer DownscalingKaskade von regionalem Klimamodell, Modell der Hydrodynamik der
Nordsee, Seegangsmodelle, Transport- und Transformationsmodell
für atmosphärische Transporte. Prozessiert werden globale ReAnalysen des Wetters und globale Szenarien des erwarteten
anthropogenen Klimawandels.
The purpose of the BACC assessment
is to provide the scientific community and the public with an
assessment of ongoing and future climate change in the
Baltic Sea region. This is done by reviewing published
scientific knowledge about climate change in the Baltic Sea
region.
An important element is the comparison with the historical past
(until about 1800) to provide a framework for the severity
and unusualness of the change.
Also changes in environmental systems, due to climate
change, are assessed – such as hydrological regimes and
ecosystems.
The BACC Project integrates
available knowledge of historical,
current and expected future
climate change.
The unique feature of BACC is the
combination of evidence on
climate change and related
impacts on marine, freshwater and
terrestrial ecosystems in the Baltic
Sea basin (catchment and water
body).
It is the first systematic scientific
effort for assessing climate
change in the Baltic Sea region.
More than 80 scientists from 12
countries have contributed on
a voluntary basis.
The results have not been
influenced by either political or
special interests.
Rezente und zukünftige
Klimaänderungen im Ostseeraum
 Lufttemperaturen sind in der Vergangenheit um
0.7 C angestiegen.
 Stärkste Erwärmung im Frühjahr.
 Entsprechende beobachtete Veränderungen im
winterlichen Abfluß, Eis- und Schneebedeckung.
 Verstärkter Niederschlag in der 2. Hälfte des
20 Jahrhunderts mit großen regionalen
Unterschieden.
 Keine systematische Änderung im Windklima.
 Keine systematische Änderung im Salzgehalt
der Ostsee.
BACC
„Hohenkammer-Konsensus“:
Damages and climate change
Im Mai 2006 trafen sich auf Einladung von Center for Science and Technology Policy
Research (University of Colorado/CIRES) , Münchner Rück und weiteren Sponsoren
(u.a. GKSS) Praktiker und Wissenschaftler, um über den Zusammenhang von
Klimawandel und Zunahme an wirtschaftlichen Schäden zu diskutieren. Dabei wurde
ein bemerkenswerter Konsensus fixiert, u.a.
„1.
Climate change is real, and has a significant human component related to
greenhouse gases.
2.
Direct economic losses of global disasters have increased in
recent decades with particularly large increases since the 1980s.
8.
Analyses of long-term records of disaster losses indicate that societal
change and economic development are the principal factors responsible for the
documented increasing losses to date.
9.
The vulnerability of communities to natural disasters is determined by their
economic development and other social characteristics.
10.
There is evidence that changing patterns of extreme events are drivers for
recent increases in global losses.
13.
In the near future the quantitative link (attribution) of trends in storm and
flood losses to climate changes related to GHG emissions is unlikely to be answered
unequivocally.“

"Regionaler Klimawandel in Norddeutschalnd"