Dürren – gestern – heute - morgen 11.02.2016Deutsches Klima-Konsortium e. V. (DKK)

Dürrengestern – heute - morgen

Dr. Paul Becker Vizepräsident Deutscher Wetterdienst

Dürren – gestern – heute - morgen 11.02.2016Deutsches Klima-Konsortium e. V. (DKK)

Dürre – Was ist das?

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Ein Extremereignis, bei dem durch unterdurchschnittliche Niederschläge eine klimatologische Trockenheit entstanden ist. Dürren sind in Abhängigkeit von Schwellwert und Andauer mit einer Wiederkehrzeit versehen.

� weit über 100 Dürredefinitionen

Art Andauer

Meteorologische Dürren ab 1 Monat

Landwirtschaftliche Dürren ab 2 Monat oder länger

Hydrologische Dürren ab 4 Monat oder länger

Sozio-ökonomische Dürren ab 1 Jahr oder länger

Allgemeine Definition

Dürren – gestern – heute - morgen 11.02.2016Deutsches Klima-Konsortium e. V. (DKK)

Monatlicher Niederschlag - Jahresgang

Wo gibt es Dürren?

Monat

Weltzentrum für Niederschlagsklimatologie

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Dürren hat es schon immer gegeben

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GeburtJesu Christi

0 1100 1876-1878

Dürren inIndien/China

Hungersnötein Ägypten

1876 – 1878 konnten mehrjährige Dürren in Indien (Madras) und China (Mandschurei) noch jeweils weit über 1 Millionen Todesopfer fordern

Quelle: wikipedia

Dürren – gestern – heute - morgen 11.02.2016Deutsches Klima-Konsortium e. V. (DKK)

Dürren hat es schon immer gegeben

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GeburtJesu Christi

0

Hungersnötein Ägypten

1100

Ende der 60er Jahre führten Dürre und Krieg in der Region Biafra im Norden Nigerias zu einer der schwersten Hungersnöte aller Zeiten mit über 8 Millionen betroffenen Menschen.

1876-1878

Dürren inIndien/China

Ende der 1960erJahre

Dürre/KriegBiafra/Nigeria

Quelle: DPA

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Dürren hat es schon immer gegeben

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GeburtJesu Christi

0

Hungersnötein Ägypten

1100

NiedrigwasserbehindertBinnen-Schifffahrt inDeutschland

1876-1878

Dürren inIndien/China

Ende der 1960erJahre

Dürre/KriegNigeria

2011

DürreKalifornien

DürreSão Paulo

2014 2015

DürreDeutschland

Quelle: DPA

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Die Identifikation eines Dürretrends

aus den Beobachtungen ist nicht einfach

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Laut Weltklimarat (IPCC: SREX, 2012; AR5 WGI, 2013) wurde in der Vergangenheit in der Mittelmeerregion und West-Afrika ein verstärktes Auftreten von Dürren identifiziert.

Im Gegenzug werden aber auch Regionen im zentralen Nordamerika und Nordwest-Australien als Gebiete mit sich verringernder Dürregefahr ausgewiesen.

Beides wird mit einer sich vergrößernden Hadley-Zelle in Verbindung gebracht, wodurch sich die Trockengebiete der sub-tropischen

Hochdruckgürtel nördlich und südlich des Äquators polwärts verschieben.

Zusätzlich wird eine stärkere saisonale Nord-Süd Auslenkung der innertropischen Konvergenzzone und damit eine erhöhte Variabilität von Monsun-Niederschlägen beobachtet.

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4

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↑H ↑

↓H↓

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Dürreindizes bestimmen und bemessen Dürren in standardisierter Weise

Der am weitesten verbreitete Index ist der Standard PrecipitationIndex (SPI)

μ

Dürreindizes stellen Vergleichbarkeit her

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μ: Erwartungswert (Median)σ: Standardabweichungen

definieren Schwellwerte und ihre Unterschreitungshäufigkeiten

die Wiederkehrzeiten

μZur Bemessung von Dürren mit demSPI wird die Häufigkeitsverteilungdes Niederschlages auf eine Standardnormalverteilung (unten) transformiert

Andauern: 1, 2, 3, 6, 9, 12, 24 oder 48 Monate

Häufigkeit der Schwellwert Unterschreitungσ<-1 15.87% aller Niederschlägeσ<-2 2.275% aller Niederschlägeσ<-3 0.135% aller Niederschläge

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• Basierend auf Niederschlagsdatenarchiv von knapp 100 000 Stationen aus aller Welt

• Räumliche Auflösung 1.0 Grad (rund 100 km)

• Rückschauperioden von 1, 3, 6, 9, 12, 24 und 48 Monaten für die unterschiedliche Dürretypen (meteorologisch, landwirtschaftlich, hydrologisch, sozio-ökonomisch) wurden betrachtet

Dürrediagnose seit 1952

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Durch das Weltzentrum fürNiederschlagsklimatologie der WMO

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GPCC-Climatology Use Case II

Trend über den WZN Dürreindex identifiziert weltweit, wo die meteorologische Dürregefahr seit 1952 gestiegen und gesunken ist.

Wie haben sich die Dürren seit 1952 entwickelt?

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gestiegen gesunken

Quelle: GPCC/2015/12/17

Erhöhung der Dürregefahr in:

Amerikas:Paz. Kanada und USA, Mittelamerika, Mexiko, Kolumbien, Brasilien, Venezuela, Peru, Chile,

Europa: Gesamt südlich Pyrenäen und Alpen inklusive Mittelmeerraum, Ungarn, Tschechien, Slowakei, Südpolen

Afrika:

Mittelmeerraum, Westafrika, (Sahel), Zentralafrika, Zimbabwe, Mozambique, Madagaskar

Asien & Australien: Indochina, Bangladesch, China, Ost- und Südaustralien

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Sommerhalbjahr April bis September Winterhalbjahr März bis Oktober

Dürren – morgenKönnen Klimamodelle Dürren schon gut projizieren?

zu feucht zu trockengut

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CMIP5 gegenüber WZN/GPCCVergleich Klimamodell (CMIP5) und Beobachtung (WZN) [Box 11.2, Abb.1k,o im IPCC AR5 WGI]

Nur in den grauen

Zonen werden die Beobachtungen von 1950-2010

vom Modell reproduziert

Laut IPCC Sachstandsbericht (AR5 WG1, Kapitel 11, Box 11.2, Abb.1k,o) sind Klimamodelle (CMIP5 hindcasts) und Beobachtungen (WZN/GPCC) bereits in punkto Niederschlagstrends in vielen dürreanfälligen Gebieten für den Zeitraum 1950-2010 sehr uneinig.

Der Weltklimarat ist entsprechend zurückhaltend mit Aussagen zur zukünftigen Dürregefahr basierend auf Modellprojektionen, auch weil die Modelle des CMIP5 Ensembles untereinander in vielen Gebieten stark voneinander abweichen.

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GPCC-Climatology Use Case II

Dürren - morgen

Der Einfluss des Klimawandels auf die Dürreentwicklung ist in den Niederschlagsdatenaufgrund der hohen natürlichen Variabilität bis heute statistisch schlecht nachweisbar.

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Jedoch hat und wird die globale Erwärmung aufgrund der erhöhtenVerdunstung ihren Effekt besonders in den Regionen entfalten, wo die Bodenfeuchte bisher noch ausreichend war und somit auch zur erhöhten Verdunstung beitragen kann.

Bereits ausgetrockneter Boden verdunstet aber auch bei zukünftig höheren Temperaturen nicht mehr,es sei denn, die Verdunstungsverlustewerden durch tiefwurzelnden Bewuchs und/oder Bewässerungswirtschaftvom Menschen aufrecht erhalten.

Klimawandel Erwärmung Boden

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Dürren - morgen

Klimaanpassungsmaßnahmen zur Vermeidung von Verdunstungsverlusten werden eine immer größere Rolle spielen, um die Wirkungskette zwischen globaler Erwärmung und Verdunstungserhöhung zu durchbrechen.

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Abdeckung von Stauseen in Kalifornien�

Quelle: www.youtube.com/watch?v=mEmwJzQjwyw

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• Dürren – auch katastrophale - hat es schon immer gegeben. Ihre Ursachen sind vielfältig, aber dieser Beitrag betrachtet die klimatologischen Aspekte.

• Es gibt systematische Beobachtungen und Diagnosen von Dürren, wie zum Beispiel die hier vorgestellte des Weltzentrums für Niederschlagsklimatologie (WZN) für die Jahre seit 1952.

• Am stärksten von Dürre betroffen sind Regionen mit extrem saisonal geprägtem Niederschlag (Monsun) wie der Sahel, Ostafrika, der indischen Subkontinent, der „fruchtbare Halbmond“ des mittleren Ostens, Indochina und Südostchina aber auch der Südwesten der USA, Mexiko, Brasilien, und der Süden und Osten Australiens.

• Bei allen vorbenannten Regionen außer dem Sahel und dem mittleren Osten spielt auch das ENSO Phänomen eine wesentliche Rolle für das Auftreten von Dürren.

• Die vom WZN beobachteten Zunahmen von Dürren in den letzten 60 Jahren zeigen eine Verschärfung in den vorbenannten Dürregebieten (Trocken wird trockener) und zusätzliche Gefährdungsgebiete entstanden verbreitet in Afrika, in Brasilien, dem Mittelmeerraum, entlang der pazifischen Küsten von Nord- und Südamerika und Indonesien.

• Projektionen von Klimamodellen zur zukünftigen Dürregefahr sind derzeit wenig belastbar.

Zusammenfassung

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Dürren – gestern – heute - morgen 11.02.2016Deutsches Klima-Konsortium e. V. (DKK)

Vielen Dank.

Dr. Paul Becker Vizepräsident Deutscher Wetterdienst