Regionale Szenarien: Klima und Gesellschaft · • was sagt der IPCC -Report 2007 zur regionalen Klimaentwicklung? • was sagen regionale Klimamodelle zur regionalen Klimaentwicklung?

Regionale Szenarien: Klima und Gesellschaft

26. April 2010 1GLOWA-Danube Regionalkonferenz

26. April 2010 GLOWA-Danube Regionalkonferenz 2

GLOWA-Danube – Szenarien

• Ein GLOWA-Danube Szenario ist ein Satz von Annahmen für den Verlauf der Zukunft, der beinhalten kann:

• die Entwicklung des Klimas• die Entwicklung der Bevölkerung un der Lebensstile und Konsummuster• die Entwicklung der Landnutzung• die Entwicklung externer Rahmenbedingungen• etc.

• Da der tatsächliche Verlauf der Zukunft unsicher ist, kann ein Szenarioaus einem Ensemble mehreren Realisisierungen bestehen. Sie sind statistisch äquivalent.

• Im Vordergrund steht die mögliche Entwicklung des Klimas

• Ausgangspunkt der Analyse:• was sagt der IPCC-Report 2007 zur regionalen Klimaentwicklung?• was sagen regionale Klimamodelle zur regionalen Klimaentwicklung?• was sagen die gemessenen Klimadaten zur zukünftigen Entwicklung

des Klimas?

• die Wissenschaftler von GLOWA-Danube haben aus der Analyse regionale Klimaszenarien entwickelt

Was wissen wir global? IPCC 2007

DJFJJADJFJJA

Wahrscheinlichste Veränderungen 1990-2090 aus einem Ensemble globaler Modelle, SRES-A1B-scenario (IPCC, 2007)


Was wissen wir regional? REMO-UBA

A1B: Änderung von Temperatur und Niederschlag 2071-2100 vs. 1961-1990

Tempe-ratur

Nieder-schlag

+9.8%

+3.3 °CMAM

+14.0%

+4.7 °CDJF

-26.0%

+4.5 °CJJA

-7.2%

+4.5 °CSON

∆%

∆oC


Was wissen wir historisch? - 1960-2006

Sommertemperatur

Wintertemperatur


Was wissen wir historisch? – 1960-2006

Sommerniederschlag

Winterniederschlag

Zeitraum: 1960 - 200626. April 2010 6GLOWA-Danube Regionalkonferenz

Was wissen wir historisch? - Regionale Klimavariabilität

Beziehung wöchentliche Lufttemperatur vs Niederschlag Obere Donau 1960-2006 y = 0.0017x2 - 0.0892x + 0.6767

R2 = 0.8578

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

Woche im Jahr

Korr

elat

ions

koef

fizie

nt

• Winter: höhere Temperatur => stärkerer Niederschlag• Sommer: höhere Temepratur => gerinerer Niederschlag• Variabilität steckt in der Kovarianz


6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090

Jahr

esm

ittel

tem

pera

tur [

o C]

GLOWA-Danube Klimatrends

Temperaturanstieg 1960-2006: 1.6 oC

A1B-Emissionen Temperaturanstieg 1990 – 2090:IPCC: 3.3 oC REMO-UBA: 4.5 oCMM5: 4.8 oC Fortschreibung: 5.1 oC

Fortschreibungaus 1960-2006

REMO-A1Bregional

IPCC-A1Bregional

MM5-A1Bregional



-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-4 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46

Woche

Nie

ders

chla

gsän

deru

ng [%

] Fortschreibungaus 1960-2006MM5-A1B

regional

REMO-A1Bregional

IPCC-A1Bregional

A1B-Emissionen Niederschlagsänderung 1990 – 2090:IPCC: W:+ 7.0% S:-14% REMO-UBA: W:+2.1% S:-23%MM5: W:+10.4% S:-15% Fortschreibung: W:+2.5% S:-35%


Zusammenfassung GLOWA-Danube Klimatrends

• Grundannahme: Emissionen entwickeln sich nach IPCC A1B Szenario

• Gemeinsamkeiten der Erkenntnisse an der Oberen Donau bis 2100• 3.3 – 5 °CTemperaturanstieg zu erwarten bis 2100• Niederschlagsanstieg im Winter +8% bis +60%• Niederschlagsrückgang im Sommer -13% bis -70%

Klimatrend 1 (IPCC regional):Temperaturanstieg IPCC regional: +3.3 °C Niederschlagsänderung IPCC regional: +7% Winter,-14% Somme

Klimatrend 2 (UBA REMO):Temperaturanstieg REMO: +4.5 °CNiederschlagsänderung REMO regional: +9.8% Winter, -26% Sommer

Klimatrend 3 (MM5):Temperaturanstieg MM5: +4.8 °CNiederschlagsänderung REMO regional: +7.7% Winter, -28.7% Sommer

Klimatrend 4 (Fortschreibung):Temperaturanstieg Messung regional: +5.1 °CNiederschlagsänderung aus Korrelation N -T (1960-2006)



Regionaler Klimawandel

Globaler Klimawandel Regionale Klimafolgen

Globale Emissions-szenarien

Globale Klimamodelle

IPCC Assessment-Prozess

Globaler Konsens zum KlimawandelUnsicherheiten!

Regionaler Klimaantrieb

Regionale Folgenmodelle

Stakeholder Dialog und Assessment

Regionaler Konsens zu den Folgen des

KlimawandelsUnsicherheiten!

Regionaler Klimaantrieb

TemperaturNiederschlag

FeuchteWind

Strahlung∆t = 1 h

∆x = 1 km2011-2060

?????

Aufgabe: aus den regionalen Klimatrends zukünftige Klimadaten für die Klimafolgenmodelle erzeugen Ansatz:1. Downscaling der Ergebnisse der regionalen Klimamodelle2. Statistischer Klimadaten-Generator


Regionale Klimamodelle

Abweichungen zum Klima der Vergangenheit trotz Downscaling

Fazit: zunächst Konzentration auf statistischen Klima-Antriebsgenerator


Ergebnisse von 2 Modellen: REMO und MM5mit gleichem GlobalmodellKaum Spannweite zur Analyse der Unsicherheiten

KLIMAGEN - Stochastischer Klima-Antriebsgenerator

KLIMAGEN macht aus den historischen Messdaten der Klimamessnetzezukünftige regionale Klimaantriebe

• Grundannahme: Klima der Vergangenheit enthält ähnliche wöchentliche Witterungsverläufe wie Klima der Zukunft nur in anderer Abfolge und Häufigkeit (warme-kalte Wochen, feuchte-trockene Wochen).

• Ansatz: Klimatrends bestimmen den zukünftigen Verlauf von Temperaturanstieg und Niederschlagszu- und abnahme.

• Stochastik: Zufallsgenerator simuliert Variabilität des Witterungsverlaufs aufgrund der Kovarianzen der Vergangenheit.

• Viele unterschiedliche Realisierungen eines Klimatrends sind möglich, wenn der Startwert des Zufallsgenerators verändert wird, sie bilden ein Ensemble.


Ensembles mit dem Klima-Antriebsgenerator

Kriterium: Häufigste Durchschnittstemperatur 2011-2035 aus 5000 Realisierungen

250

Klimavariante mit der häufigsten Durchschnittstemperatur 2011-2035: Baseline

0

50

100

150

2009.

04

9.08

9.13

9.17

9.22

9.26

9.31

9.35 9.

4

9.44

9.49

9.53

9.58

9.62

9.67

9.71

9.76 9.

8

9.85

Durchschnitts-Temperatur [oC] 2011-2035

Anza

hl

IPCCREMOFortschreibung

-reg. -reg.


Ensembles mit dem Klima-Antriebsgenerator

Kriterium: Mitteltemperatur der 5 heißesten aufeinander folgenden Sommer aus 5000 Realisierungen

Klimavariante mit wärmsten (5%-Percentile) JJA-Mitteltemperatur von 5 aufeinander folgenden Jahren: 5 heiße Sommer

-reg. -reg.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

17.1

17.2

17.3

17.5

17.6

17.7

17.8

17.9

18.1

18.2

18.3

18.4

18.5

18.7

18.8

18.9 19

19.1

19.3

JJA-Temperatur 5 Jahre [oC]

Anza

hlIPCCREMOFortschreibung

5%-Percentilen


GLOWA-Danube Klimavarianten

Aus einem Ensemble von 5000 Realisierungen wurden für jedender 4 GLOWA-Danube Klimatrends

• IPCC regional UBA-REMO• MM5 Fortschreibung

4 GLOWA-Danube Klimavarianten ausgewählt:1. Variante: BASELINE

mittlere Temperatur aller 5000 Realisierungen zwischen 2011 und 2035

2. Variante: 5 warme Winterdie 5 wärmsten aufeinander folgenden Winter zwischen 2011 und 2035 innerhalb der 5% Quantile

3. Variante: 5 heiße Sommerdie 5 heissesten aufeinander folgenden Jahre zwischen 2011 und 2035 innerhalb der 5% Quantile

4. Variante: 5 trockene Jahredie 5 trockensten aufeinander folgenden Jahre zwischen 2011 und 2035 inerhalb der 5% Quantile


Macht zusammen 16 verschiedene Klimaantriebe, die auf der Basis des IPCC eine breite Palette von möglichen Klimaverläufen repräsentiert


GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien• Grundannahme: Klima wird sich verändern, Klima ist aber nicht alles!

• Gesellschaftliche Entwicklung: auf Grundlage der Sinus Sociovision GmbH

• Bevölkerungsentwicklung bis 2020 aus Microm-Daten, dann extrapoliert

• drei unterschiedliche Einwicklungspfade:• Performance oder Free is fair

(freier Markt, hedonistischere, marktorientierte, materiailistischere Gesellschaft)

• Allgemeinwohl oder Shared destiny(Besinnung auf gesamtgesellschaftliche Verantwortung, Orientierung am Allgemeinwohl, Besinnung auf Vertrauen, Harmonie und Balance)

• Baseline oder es bleibt wie es ist(Mittelweg zwischen den ersten beiden)

Diese Pfade der gesellschaftlichen Entwicklung entsprechen denKlimatrends bei der Klimaänderung


GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien• Frage: wie kann man die Gesellschaftstrends so aufbereiten, dass sie die

Entscheidungen der Akteure in DANUBIA entsprechend beeinflussen?

In jedem Teilprojekt Spezifizierung der Szenarien durch Storylinesz.B. eine Storyline zum Tourismus:


GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien

prägt sich wie folgt in den Grundlagen zur Wirkungsanalyse aus:

bei der Analyse des Wasserverbrauchs der Haushalte und der Industrie, der Wasserversorger und der Landwirte wurde entsprechend vorgegangen.

GLOWA-Danube Szenarien - Fazit

Auswahl 1: Auswahl 2: Auswahl 3 Auswahl 4: Klimatrend Klimavariante Gesellschafts- Maßnahme

szenario


MM5 regional

Fortschreibung

REMO skaliert & biaskorrigiert

IPCC regional

REMO regional

Baseline

5 warme Winter

5 heiße Sommer

5 trockene Jahre

Baseline

Performance

Allgemeinwohl

Maßnahme 1

Maßnahme 2

Maßnahme ...

MM5 skaliert & biaskorrigiert

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