Regionaler Klimawandel inNorddeutschland

Hans von StorchInstitut für Küstenforschung

GKSS Forschungszentrum, Geesthacht

Workshop von DKKV (Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge) und ARL (Akademie für Raumordnung und Landesplanung); Hannover, 30.10.2006

KüstenforschungGKSS, 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

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 

Infrastructure of Institute for Coastal Research

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-

2100PKMnP 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.

Katja WothGlobales Geschehen

Dynamisches Downscaling

Hydrodynamisches Modellder Nordseezirkulation

Empirisches Downscaling

Pegel St. Pauli

Zusammenarbeit u. a. mit BAW, BSH, ALR Husum, FSK Norderney, Hamburg Port Authority u.a.

Aber wie sieht es regional und lokal aus?

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 Projections for the future / surge meteorological forcing: HIRHAM / RCAmeteorological 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; red-positive, 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 20302085

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

Szenarien 2030, 2085

Nur Effekt von Klimaveränderungen,nicht von Veränderungen der Morphologie der Tideelbe.

andere Wettervariable

nNorddeutschla

nd 2030,2085

Erwartete Änderungen in Temperatur, Niederschlag und StarkwindBandbreite aus den 4 Modellsimulationen

Erwartete Änderungenin Temperatur, Niederschlag und StarkwindBandbreite 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

IFK@gkss-Büro ‚Regionaler Klimawandel - Norddeutschland‘

Das Büro ‚Regionaler Klimawandel‘ versteht sich 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 Anwender-seite bezüglich Forschung zum regionalen Klimawandel Norddeutschlands gibt.

Im Mittelpunkt der Arbeit des Büros stehen die Aufgaben: Im Mittelpunkt der Arbeit des Büros stehen die Aufgaben: Vermittlung von wissenschaftlichen Erkenntnissen gegenwärtiger Klima-veränderungen 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 AufbauIm Aufbau

GKSS in GeesthachtCoastDat ist ein modellerzeugter Datensatz, der die Veränderungen des Küstenklimas, speziell Wind-stürme, 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 Downscaling-Kaskade von regionalem Klimamodell, Modell der Hydrodynamik der Nordsee, Seegangsmodelle, Transport- und Transformationsmodell für atmosphärische Transporte. Prozessiert werden globale Re-Analysen des Wetters und globale Szenarien des erwarteten anthropogenen Klimawandels.

www.coastdat.de

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 climatechange in the Baltic Sea region. More than 80 scientists from 12 countries have contributed ona voluntary basis.

The results have not been influenced by either political or special interests.

Rezente und zukünftige Klimaänderungen im

OstseeraumLufttemperaturen 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 inrecent 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.“