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Klimafolgen und Energielandschaften
Prof. Dr. Daniela Jacob
Climate Service Center, Hamburg
Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg
Professor II, Universität Bergen, Norwegen
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2
1. Beobachtete Klimaänderungen
2. Klimamodelle: Klimaänderungen
global, für Europa und Deutschland
3. Zusammenfassung: Klimaänderungen
4. Das Climate Service Center
Inhalt
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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
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4
Mittl. Jahrestemp
< 10°C
Mittl. Jahrestemp >10°C
Rote Gebiete zeigen die Position der 10°C Isotherme für 1991 bis 2000
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5
source: Spiegel Nr. 7 2003; Quarterly report of the DWD, special topic July 2003
Dresden, August 2002
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2. Klimamodelle
Starkes
Wirtschaftswachstum
Globale
Nachhaltigkeit
Regionale
Wirtschaftsentwicklung
Regionale
Nachhaltigkeit
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7
°C Anstieg der Globaltemperatur
2. Klimamodelle
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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
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Temperaturänderung
Multi-Model-Mittel (2021-2050)-(1961-1990)
Szenario A1B
Standardabweichung
Klimaänderungen:
Ergebnisse für Europa
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10
Niederschlagsänderung
Multi-Model-Mean (2021-2050)-(1961-1990)
Szenario A1B
Übereinstimmung der Modelle
Klimaänderungen:
Ergebnisse für Europa
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Klimaänderungen:
Ergebnisse für
Deutschland
3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland
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Niederschlagsänderung [%] Temperaturänderung [°C] Jahresmittel
Multi-Model- Mittel (2071-2100)- (1961-1990) Szenario A1B
3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland
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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
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Szenario A1B: Veränderungen von Kennzahlen für Karlsruhe
3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland
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15
Niederschlagsänderung [%] Winter Sommer
Multi-Model- Mittel (2071-2100)- (1961-1990) Szenario A1B
3. Klimaänderungen global, für Europa und Deutschland
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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
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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
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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
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Mögliche Änderung im Jahresgang
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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
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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
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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
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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
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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
www.climate-service-center.de