The evolution of storminess since 1880 along Canada's … · zwischen Klimawandel, Energie aus Wasserkraft und Ökologie V40: P. Mayrhofer „PlaneteGES“ - Programm zur Berechnung

Tagungsband

des

12. Österreichischen Klimatags

Klima, Klimawandel, Auswirkungen und Anpassung in Österreich

21. und 22. September 2011

Veranstalter: Klimaforschungsinitiative AustroClim und

Klima- und Energiefonds

gemeinsam mit: Universität für Bodenkultur Wien und

Climate Change Centre Austria

12. Österreichischer Klimatag

vom Klima- und Energiefonds gefördert ii

Inhalt

Vorträge V01 I. Auer, J. Nemec, B. Chimani, K. Türk

HOMSTART - Der homogenisierte StartClim Datensatz - eine neue Datengrundlage für die Österreichische Klimaforschung

V02: M. Themeßl, A. Gobiet, G. Heinrich Error correction of regional climate models and its effect on climate change signal

V03: W. Loibl, H. Formayer, H. Truhetz, W. Schöner, I. Anders, A. Gobiet, G. Heinrich, I. Nadeem, A. Prein, I. Schicker, M. Suklitsch, J. Züger reclip:century - inside: scenario results and uncertainty ranges

V04: M. Zuvela-Aloise, J. Nemec, J. Oberzaucher, G. Weyss Stadtklimamodell für Wien - Validierung der Modellsimulationen

V05: P. Thalmann, M. Vielle, C. Gonseth, A.-K. Faust Adding climate impacts and adaptation possibilities to an economic computable general equilibrium model

V06: J. Köberl, A. Gobiet, G. Heinrich, A. Leuprecht, F. Prettenthaler, C. Töglhofer Impacts of climate variability and change on tourism in Austria

V07: P. Weihs, H.E. Rieder, J.E. Wagner, S. Simic, M. Dameris, E. Rozanov Prediction of future erythemal UV-radiation for Austria

V08: H.-P. Hutter, A. Arnberger, B. Allex, R. Eder, F. Kolland, A. Wanka, B. Blättner, M. Kundi, P. Wallner „In the Heat of the Night“: Wie ältere Menschen Hitze wahrnehmen und welche Maßnahmen sie setzen

V09: F. Pletterbauer, A. Melcher, S. Schmutz Future distribution of Salmo trutta in the Austrian part of the Danube basin based on a large scale species distribution model

V10: W. Haas, U. Weisz, I. Pallua Klimaanpassung in Österreich. Aktivitätsfeldübergreifende Aspekte von Handlungsempfehlungen

V11: Anja Bauer and Reinhard Steurer Governing adaptation to climate change: Regional adaptation partnerships in Canada and the UK

V12: C. Amann, W. Hüttler, W. Haas, I.Pallua, U. Weisz, M. Balas, H. Formayer Anpassung an den Klimawandel im Aktivitätsfeld „Bauen und Wohnen“ - Technische Herausforderungen und Instrumente

V13: E. Burger, M. Bruckner, J. Haslinger, S. Seebauer, A. Kufleitner, V. Kulmer How dirty is the last mile of groceries, textiles and electronic devices in Austrian?

V14: G. Kirchengast, S. Schweitzer, V. Proschek Benchmark der Klimazukunft: Mikrowellen- und Infrarotlaser-Okkultation zum Monitoring von Treibhausgasen und Klimawandel in der freien Atmosphäre

V15: B.C. Lackner, A.K. Steiner, G.C. Hegerl, G. Kirchengast Klimawandeldetektion in der freien Atmosphäre mit GPS Radio-Okkultation

V16: U. Foelsche, B. Scherllin-Pirscher, F. Ladstädter, A.K. Steiner, G. Kirchengast Konsistente Klimatologien der Atmosphäre mittels Radio-Okkultation

V17: G. Wohlfahrt, I. Bamberger, A. Hansel, A. Hammerle, A. Haslwanter, L. Hörtnagl Breathing of the biosphere – a decade of biosphere-atmosphere trace gas exchange research at the LTSER study site Meadow Neustift


vom Klima- und Energiefonds gefördert iii

V18: R. Jandl, F. Mutsch Die Veränderung des Kohlenstoffvorrates von österreichischen Waldböden - Ergebnisse von Simulationsläufen mit Yasso07

V19: R. Seidl Ist der Klimawandel schuld am Störungsanstieg in Waldökosystemen?

V20: H. Scheifinger, C. Matulla, M. Zuvela-Aloise, T. Schöngaßner Direct Attribution of the Anthropogenic climate signal to PHENological observations – DATAPHEN

V21: K. Hülber, S. Dullinger CATS – ein innovativer Ansatz zur Modellierung der Verbreitung von Pflanzenarten im Klimawandel

V22: C. Kettner, D. Kletzan-Slamanig, A. Köppl The EU Emission Trading Scheme – Allocation patterns and trading flows

V23: A. Scharl, S. Sedlacek, A. Hubmann-Haidvogel, A. Weichselbraun, G. Wohlgenannt, S. Seebauer, A. Kufleitner, T. Schauer, M. Aversano-Dearborn Environmental Knowledge Management and Stakeholder Analysis – A Progress Report on the Climate Change Collaboratory

V24: M. Jonas Uncertainty in an Emissions Constrained World: Case Austria

V25: J. Haslinger; E. Burger, W. Pekny, P. Wörgötter Calculating the Ecological Footprint of a Data Centre to identify Hot-Spots of Energy and Resource Use

V26: G. Egger, H. Habersack, K. Angermann, E. Politti, M. Klösch, B. Blamauer, M. Tritthart Risk assessment and management of Riparian ecosystems in condition of climate change in Austria (RIPCLIMA)

V27: Re. Christian, R. Bolz, Ru. Christian Energieautarkie für Österreich?

V28: H. Schume, K. Katzensteiner, B. Matthews Standortssicherung im Kalkalpin (SicAlp) - Forest, Disturbance and Climate: The Potential Impacts of Windthrow Events on Biosphere-Atmosphere Interactions

V29: A. Schindlbacher, S. Zechmeister-Boltenstern, R. Jandl Klimawandel und Kohlenstoff im Waldboden – Ergebnisse aus dem Klima-Manipulations-Experiment Achenkirch

V30: S. Schueler, S. Kapeller, J. Hiebl Intraspecific variation in climate response of Norway spruce: selecting the best provenances for future climate. Analysis from a Norway spruce provenance test

V31: L. Schaller, J. Kantelhardt Economic assessment of the impact of peatland conservation measures on greenhouse-gas emissions

V32: M. Bacher, D. Draxler, M. Falkensteiner, S. Sokratov, F. Best, M. Breiling, M. Harasek, T. Siegmann-Hegerfeld Schneekristallbildung in einer künstlicher Wolke zum Einsatz als Schneeerzeuger

V33: B. Marzeion, M. Hofer, A.H. Jarosch, G. Kaser, T. Mölg Reconstructing two centuries of annual mass balance variability for glaciers in the European Alps

V34: J. Abermann, M. Kuhn, A. Fischer Glaciers and climate change in Austria - what can we learn from 900 well studied glaciers?

V35: P. Stanzel, H.P. Nachtnebel Klimawandel und Wasserkraft: Trends im 21. Jahrhundert


vom Klima- und Energiefonds gefördert iv

V36: M. Kralik, C. Schartner Temperature and O-18 isotope changes in Alpine spring water and precipitation during the last 13-36 years

V37: P. Trummer, R. Kurmayer Modelling the response of stratifying cyanobacteria to changing climate conditions in a deep mesotrophic lake

V38: H. Formayer KlimDatZ Concept for an „Austrian Climate Data Centre“

V39: H. Habersack, B. Wagner, C. Hauer, E. Jäger, G. Krapesch, L. Strahlhofer, M. Volleritsch, P. Holzapfel, S. Schmutz, R. Schinegger, F. Pletterbauer, H. Formayer, T. Gerersdorfer, B. Pospichal, F. Prettenthaler, D. Steiner, J. Köberl, N. Rogler DSS_KLIM:EN: Decision Support System zur Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Klimawandel, Energie aus Wasserkraft und Ökologie

V40: P. Mayrhofer „PlaneteGES“ - Programm zur Berechnung der jährlichen Treibhausgasemissionen von landwirtschaftlichen Betrieben

V41: M. Szerencsits, K.-H. Kettl, A. Allesch Synergetischer Klimaschutz mit Biogas aus Zwischenfrüchten - Bereitstellung erneuerbarer Energie bei gleichzeitiger Verminderung negativer Klima- und Umweltwirkungen der Landwirtschaft

V42: J. Peter, H. Schmid, R. Schilling, J.C. Munch, K.-J. Hülsbergen Treibhausgasflüsse beim Anbau von Winterweizen und Kleegras

V43: M. Schlatzer Tierproduktion und Klimawandel - Ein wissenschaftlicher Diskurs zum Einfluss der Ernährung auf Umwelt und Klima (Buchpräsentation)

Poster: P01 D. Döppes, G. Rabeder, M. Stiller

War es im Mittelwürm in den Alpen wärmer als heute?

P02 C. Egger, P. Schajer, R. Wilcke, T. Marke, U. Strasser Change of temperature and precipitation 1961 - 2050 for the ski resorts in the Schladming area (Styria, Austrian Alps)

P03 J. Eitzinger, T. Gerersdorfer, W. Laube, M. Heinrich, H. Reitner Erstellung und Darstellung des klimatischen Terroirs des Weinbaugebietes Carnuntum durch Messtransekte unter Berücksichtigung topografischer Gegebenheiten

P04 H. Gallaun, B. Klinger, A. Schaumberger, H. Wagner, H. Scheifinger, T. C. Schöngaßner Räumliche Modellierung der Vegetationsentwicklung unter Einbeziehung der Nutzung für das Grünland in Österreich

P05 T. Gerersdorfer, J. Eitzinger, W. Laube Mikroklima im Bereich von Hecken und die Bedeutung für die Sicherung der landwirtschaftlichen Produktion

P06 S. Helgenberger Climate Change Center Austria (CCCA) - Klimaforschungsnetzwerk Österreich

P07 T. Kabas, U. Foelsche, G. Kirchengast Trends saisonaler und jährlicher Temperaturen und Niederschläge von 1951/1971 bis 2007 in der südöstlichen Steiermark

P08 S. Karanitsch-Ackerl, I. Schwarzl, M. Grabner WALD-WASSER-WEINviertel: Niederschlagsrekonstruktion für das Weinviertel mit Jahrringen und (historischen) Aufzeichnungen über Wein und Wetter


vom Klima- und Energiefonds gefördert v

P09 E. Koch, W. Lipa, M. Ungersböck The Pan European Phenological Database PEP725

P10 F. Ortner, H. Ragg2, C. Egger, F. Hanzer, T. Marke, U. Strasser Application of the snow cover models AMUNDSEN and SNOWREG for the simulation of past and future scenario snow conditions (1971 - 2050) in Tyrol and Styria (Austria)

P11 I. Schicker, D. Arnold, P. Seibert The HiRmod project - What high resolution climate simulations run into

P12 H. Berthold, A. Baumgarten, F. Hadacek, G. Bachmann, A. Bruckner, J. Wissuwa, J. Zaller, E. Murer, J. Hösch, B. Kitzler, K. Michel Consequences of climate change on ecosystem functions, water balance, productivity and biodiversity of agricultural soils in the Pannonian area

P13 H. Holzmann, S. Frey, H. Formayer Auswirkungen von möglichen Klimaveränderungen auf das Erzeugungspotential von Wasserkraftwerken

P14 Ch. Irschick, E. Carli, Ch. Eliskases, S. Frischmann, U. Fritsch, A. Gobiet, H. Haas, S. Kapelari, J. Norz, M. Themeßl, M. Zebisch, G. Wohlfahrt GrassClim - Interaktive Effekte von Klimawandel und Bewirtschaftung auf den Ertrag und die Kohlendioxidsenken/quellenstärke von Grünland

P15 G. Karrer, G. Bassler, W. Angeringer, A. Schaumberger, H. Formayer Are changes of plant species composition in mountainous meadows correlated rather to altered management than to climate change?

P16 B. Kogelnig, T. Egginger, M. Oismüller, C. Schraml, M. Wolfsgruber, M. Schneuwly- Bollschweiler, M. Stoffel, A. Gobiet, F. Sinabell, R. Kaitna Assessment of Climate Change Impacts on Torrential Disasters / The ACRP – Deucalion Project

P17 T. Senoner, H. P. Nachtnebel Einfluss des Klimawandels auf das Einzugsgebiet der Wiener Wasserversorgung

P18 S. Simic, M. Fitzka, J. Hadzimustafic, P. Weihs, J. Wagner, H. Formayer, H. Moshammer, D. Haluza, G. Seckmeyer, M. Schrempf Gesundheitsrisiko Hautkrebs durch UV-Strahlung im Kontext eines sich wandelnden Klimas

P19 R. Steffek, H. Reisenzein, G. Strauss, T. Leichtfried, J. Hofrichter, I. Kopacka, M. Schwarz, J. Pusterhofer, R. Biedermann, W. Renner, J. Klement, W. Luttenberger, A. G. Welzl, A. Kleissner, R. Alt VitisCLIM, a project modelling spread and economic impact of Grapevine Flavescence dorée phytoplasma in Austrian viticulture under a climate change scenario

P20 B. Amon, M. Anderl, N. Mitterböck, A. Pöllinger: Emissions from animal husbandry in Austria: assessment and reporting

P21 L. Bohunosvky, I. Omann, J. Wesely Integrated Assessment for Sustainable Development - Combining Integrated Sustainability Assessment (ISA) with Agent- Based Modelling (ABM) to analyse farmers´ decision making under different climate and socio-economic scenarios

P22 S. J. Hörtenhuber, T. Lindenthal, W. Zollitsch Utilization of regionally produced alternative protein sources contribute to a mitigation of greenhouse gas emissions from Austrian dairy production

P23 H.-P. Hutter, M. Kundi, H. Moshammer, T. Gerersdorfer, W. Haas, U. Weisz, P. Wallner Klimawandel und Public Health: Anpassungsempfehlungen zum Schutz der Gesundheit


vom Klima- und Energiefonds gefördert vi

P24 M. Kasper, H. Schmid, B. Freyer, K.J. Hülsbergen, J. K. Friedel Berechnung von Energie- und Treibhausgasbilanzen des Pflanzenbaus in zwei Hauptproduktionsgebieten Österreichs

P25 E. Schmid, G. Kindermann, J. Rüdisser, T. Schauppenlehner, J. Schmidt, M. Schönhart, F. Strauss, G.Streicher, U. Tappeiner, E. Tasser Climate change in agriculture and forestry: an integrated assessment of mitigation and adaptation measures in Austria

P26 M. Schönhart, M. Kuttner, C. Renetzeder, T. Schauppenlehner, E. Schmid, T. Wrbka Analysing climate change mitigation and adaptation strategies for sustainable rural land use and landscape developments in Austria (CC_ILA)

P27 J. Wesely, I. Omann, S. Grünberger Vernetzt im Klimawandel - Die Rolle von Human- und Sozialkapital in Umgang und Anpassung an den Klimawandel

Unter http://www.austroclim.at/index.php?id=klimatag2011 können Sie das Programm als pdf-File herunterladen. Dort werden nach dem Klimatag Vorträge, Poster und Abstracts (in Farbe) veröffentlicht. Zur Abdeckung der anfallenden Kosten für die Organisation ist AustroClim auch auf die Einhebung eines Unkostenbeitrags angewiesen. Der Unkostenbeitrag von 50 Euro wird am Klimatag direkt in bar eingehoben. Für Studierende mit gültigem Studentenausweis beträgt der Unkostenbeitrag 30 Euro. Eine Empfangsbestätigung wird ausgestellt. Veranstaltungsorganisation: Thomas Gerersorfer für Klimaforschungsinitiative AustroClim Universität für Bodenkultur, Department Wasser-Atmosphäre-Umwelt, Institut für Meteorologie (BOKU-Met), 1190 Wien, Peter Jordan-Straße 82, E-Mail: [email protected], Tel.: 01/476 54-5617 Der 12. Österreichische Klimatag wird vom Klima- und Energiefonds unterstützt.

12. Österreichischer Klimatag, 21. + 22. September 2011 an der BOKU

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HOMSTART - Der homogenisierte StartClim Datensatz - eine neue Datengrundlage

für die Österreichische Klimaforschung

Ingeborg Auer, Johanna Nemec, Barbara Chimani, Konrad Türk

Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik

Homogenitätsprüfung und Homogenisierung langer Klimamessreihen sind ein unverzichtbarar

Schritt im Ablauf Messung – Qualitätsprüfung – Homogenisierung – Analyse. Schöner et al

(2003) haben mit Stationsauswahl, der Vollständigkeits- und Qualitätsprüfung von 71

Temperatur- und Niederschlagsmessreihen für den Zeitraum 1948 – 2002 die ersten Schritte zur

Schaffung des StartClim Datensatzes gesetzt. 2010 hat sich die Zentralanstalt für Meteorologie

und Geodynamik einer neuen Herausforderung gestellt, nämlich der Homogenisierung der

täglichen Extremtemperaturen und Niederschlagssummen der StartClim Stationen.

Stationsverlegungen, Instrumentenwechsel sowie Veränderungen in der unmittelbaren

Umgebung der Station sind die häufigsten Ursachen für Inhomogenitäten, die identifiziert und

korrigiert werden müssen. Für die Homogenisierung von Tagesdaten reicht es nicht den

Mittelwert anzupassen – wie das für die Homogenisierung von Monatsdaten ausreichend ist –

sondern es muss die gesamte Häufigkeitsverteilung in Betracht gezogen werden. International

wurden in den letzten Jahren dazu einige Homogenisierungsverfahren entwickelt bzw.

verbessert, die ZAMG hat in Zusammenarbeit mit der COST Aktion ES0601

(www.homogenisation.org) die am weitest verbreiteten verglichen und getestet, und die

Prozedur HOMOP (Gruber et al., 2010) entwickelt. Die Bruchdetektion in HOMOP basiert auf

PRODIGE (Caussinus and Mestre, 2004) unter Anwendung dreier verschiedener Kriterien, für

die weitere Anpassung der inhomogenen Zeitabschnitte kommt für die Temperatur SPLIDHOM

(Mestre et al., 2010) zur Anwendung. Die täglichen Niederschlagssummen werden mit dem

Verfahren nach Vincent (Vincent et al., 2001), das für Niederschlagssummen modifiziert wurde,

korrigiert.

HOMOP nutzt zusätzlich die Information, die aus Metadaten (Aguilar et al., 2003) zu gewinnen

ist. Bei den Temperaturreihen beispielsweise waren mehr als ein Drittel der Inhomogenitäten auf

Stationsverlegungen zurückzuführen, zu weiteren 17% der Brüche trugen Instrumentenwechsel

bei. Nach Abschluss der Homogenisierungsarbeiten wurden die Zeitreihen mit Hilfe von „Climate

Change Detection Indices“ (z.B http://cccma.seos.uvic.ca/ETCCDM/list_27:indices.shtml) in

Hinblick auf Änderung der extremer Wetterwerte ausgewertet. Ausgewählte Beispiele sind in

Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 1. Karte der HOMSTART Stationen


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Literatur

Aguilar E, Auer I, Brunet M, Peterson TC, Wieringa J. 2003. Guidance on metadata and homogenisation.

WCDMP 53, WMO-TD No. 1186, pp. 51.

Caussinus H and Mestre O. 2004. Detection and correction of artificial shifts in climate series, J. Roy. Stat. Soc. C-App., 53: 405-425, DOI:10.1111/j.1467-9876.2004.05155.x.

Gruber C, Auer I, Böhm R. 2010. Endbericht „Aufbau und Installierung eines Tools zur operationellen Homogenisierung von Klimadaten“, ZAMG.

Mestre O, Gruber C, Prieur C, Caussinus H, Jourdain S. 2010. A method for homogenisation of daily temperature observations, accepted by JAMC

Nemec J, Gruber C, Chimani B, Auer I.. Trends in extreme temperature indices in Austria based on a new homogenised dataset of daily minimum and maximum temperature series. submitted to International Journal of Climatology

Vincent LA, Zhang X, Bonsal BR and Hogg WD. 2002. Homogenisation of daily temperatures over Canada. J. Climate 15: 1322-1334

Schöner W, Auer I, Böhm R, Thaler S. 2003. Qualitätskontrolle und statistische Eigenschaften ausge-wählter Klimaparameter auf Tageswertbasis im Hinblick auf Extremwertanalysen. Publizierter Endbericht StartClim.

Danksagung: Die Arbeiten wurden mit finanzieller Unterstützung durch das ACRP Projekt - HOMSTART - Homogenisation of climate series on a daily basis, an application to the StartClim dataset finanziell unterstützt.

Projektnummer A963509, 1st call December 2008

Projektdauer 1.1.2010 – 31.12. 2010 Projektteam: Ingeborg Auer, Johanna Nemec, Barbara Chimani, Konrad Türk, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik; Kontakt: [email protected] Web-site: http://www.zamg.ac.at/forschung/klimatologie/klimawandel/homstart/

Abbildung 2. Beispiel für Trends (1961-2000) kalter Nächte, kalter Tage, warmer Nächte und warmer Tage im Mittel über alle Stationen.


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Error correction of regional climate models and its effect on climate change signal M. Themeßl, Gobiet A., Heinrich G. Email: [email protected] Wegener Center for Climate and Global Change and Institute for Geophysics, Astrophysics and Meteorology/Institute of Physics, University of Graz, Austria. State-of-the-art regional climate models (RCMs) have shown their capability to reproduce mesoscale and even finer climate variability satisfactorily. However, considerable differences between model results and observational data remain, due to scale discrepancies and model errors (e.g., van der Linden and Mitchell 2009; Suklitsch et al. 2008, 2010). This limits the direct utilization of RCM results in climate change impact studies. Besides continuous climate model improvement, empirical-statistical post-processing approaches (model output statistics) offer an immediate pathway to mitigate these model problems and to provide better input data for climate change impact assessments (Maraun et al., 2009). This study presents one selected empirical-statistical downscaling and error correction method (DECM), namely quantile mapping (QM; Themeßl et al. 2011) and recent developments concerning its application to future climate scenarios. Furthermore, we will show QM’s widespread application fields by listing various ongoing climate change impact research projects at the Regional and Local Climate Modeling and Analysis Group (ReLoClim) of the Wegener Center for Climate and Global Change, where error corrected climate data form the basis for further modeling and assessments. QM is evaluated for daily precipitation, temperature as well as for derived indices of extremes. The evaluation is based on the CLM regional climate simulation (Böhm et al. 2006) provided by the ENSEMBLES project (van der Linden and Mitchell 2009) over entire Europe between 1961 and 2000 and the E-OBS European daily gridded observational dataset (Haylock et al. 2008). Furthermore, this study compares corrected and uncorrected climate scenarios until 2050 and quantifies QM’s impact on the climate change signal (CCS). In this context also the issue of generating new extremes outside QM’s calibration range is analyzed. We demonstrate that QM in general reduces RCM errors by one order of magnitude for mean parameters as well as for derived extremes. In most cases the remaining biases are near zero. Furthermore, errors in the respective probability distributions are strongly reduced. By using a simple extrapolation of the error correction function QM produces new extremes outside the historical calibration range, which is essential for the application on future periods, where new extremes are expected to occur. In our example these new extremes are even less biased than the respective uncorrected RCM extremes. Regarding the impacts of QM on the climate change signal, QM changes the CCS of parameters with a distinct trend in the scenario period and with intensity-dependent error characteristics. In the case of mean precipitation and temperature only moderate changes occur due to QM, whereas in the case of the derived extreme indices changes due to QM are more pronounced and can exceed 100% of the uncorrected CCS (compare Figure 1).

mailto:[email protected]


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Figure 1: Annual maps of uncorrected CCS (left column), the difference between uncorrected and corrected CCS (middle column) and the annual cycles of the uncorrected (uncorr) and corrected (corr) CCS for the Iberian Peninsula (IP), Scandinavia (SC), an the Alpine region (AL) for mean temperature, precipitation amount and tropical nights. The sub-regions are selected according to Christensen and Christensen (2007). In the map plots sub-regional mean numbers are indicated for each sub-region. In the lower part of the annual cycle plots change of significance in the monthly CCS is indicated with “o” (unchanged significance), “-“ (loss of significance after correction), and “+” (significance established after correction). Significance is determined by the Wilcoxon rank sum test (Wilks 1995) on the 95 % significance level (from Themeßl et al. 2011 modified).

In order to bridge the gab towards QM’s application in praxis, selected national (e.g., CLEOS, CC-Snow, Deucalion, El.Adapt, or Klimawandelfolgen Steiermark) and international projects (such as ACQWA) will be briefly depicted. References

Böhm U, Kücken M, Ahrens W, Block A, Hauffe D, Keuler, K Rockel B, Will A (2006) Clm – the climate version of lm: Brief description and long-term applications. COSMO Newsletter, 6.

Christensen JH, Christensen OB (2007) A summary of the PRUDENCE model projections of changes in European climate by the end of this century. Climatic Change 81:7–30. doi: 10.1007/s10584-006-9210-7.

Haylock, MR., Hofstra N, Klein Tank AMG, Klok EJ, Jones PD, New M (2008) A European daily high-resolution gridded dataset of surface temperature and precipitation. Journal of Geophysical Research 113:1–12, D20119. doi:10.1029/2008JD10201

Maraun D, Ireson A, Wetterhall F, Bachner S, Kendon E, Rust HW, Venema VKC, Widmann M, Chandler RE, Onof CJ, Osborn TJ, Sautner T, Themeßl M, Thiele-Eich I (2010) Statistical downscaling and modelling of precipitation.


_________________________________V02___________________________________

Bridging the gab between dynamical models and the end users. Reviews of Geophysics 48, RG3003. doi:10.1029/2009RG000314

Suklitsch M, Gobiet A, Leuprecht A, Frei C (2008) High Resolution Sensitivity Studies with the Regional Climate Model CCLM in the Alpine Region. Meteorologische Zeitschrift 17:467─476.

Suklitsch M, Gobiet A, Truhetz H, Awan NK, Göttel H, Jacob D (2010) Error Characteristics of High Resolution Regional Climate Models over the Alpine Area. Climate Dynamics. doi:10.1007/s00382-010-0848-5.

Themeßl M, Gobiet A, Leuprecht A (2010) Empirical-statistical downscaling and error correction of daily precipitation from regional climate models. International Journal of Climatology. doi:10.1002/joc.2168.

Themeßl M, Gobiet A, Heinrich G. (2011) Empirical-statistical downscaling and error correction ofregional climate models and its impact on the climate change signal. Forthcoming in Climatic Change.

van der Linden P, Mitchell JFB (2009) ENSEMBLES: Climate Change and its Impacts: Summary of research and results from the ENSEMBLES project. Met Office Hadley Centre, Exeter.

Wilks DS (1995) Statistical Methods in Atmospheric Science, Volume 59 of International Geophysics Series. Academic Press, San Diego, London.


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reclip:century - inside: scenario results and uncertainty ranges Wolfgang Loibl1), Herbert Formayer2), HeimoTruhetz3), Wolfgang Schöner4), Ivonne Anders4) , Andreas Gobiet3), Georg Heinrich3), Imran Nadeem2), Andreas Prein3), Irene Schicker2), Martin Suklitsch3), Johann Züger1)

1) AIT - Austrian Institute of Technology GmbH, Wien 2) Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur, Wien 3) Wegener Zentrum für Klima- und Globalen Wandel, Karl-Franzens-Universität, Graz 4) Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Wien ACRP-funded Project, Project duration 10/2008 to 5/2011

Corresponding Author: e-mail: [email protected] Project link: http://foresight.ait.ac.at/SE/projects/reclip/

Abstract reclip:century is carried out by the 4 institutions: AIT (project lead), BOKU-Met, WegCenter and ZAMG, to conduct regional climate simulations with 10km grid spacing for the Greater Alpine Region. Hindcast and control runs for 1961-2000 permit validation and uncertainty assessment. Four climate simulations have been carried out for the years 2001-2050, applying two regional climate models (CCLM and MM5), driving data come from two global circulation models (ECHAM5 and HadCM3), based on two IPCC-greenhouse gas (GHG) emission scenarios (A1B, B1). (The current project phase 2 extends the results until 2100 and adds one IPCC-scenario A2). The results allow reviewing effects of applying different global and regional models and different GHG increase expectations at a regional scale. Selected data sets - gridded hourly data for selected decades and 30-year averages of monthly and yearly means of temperature and precipitation and elected indicators - will be made available to the public to provide data sets for climate related research, tailored for Austria and the entire Alps.

The contribution will give certain insights from the uncertainty assessment results and the comparative analysis of the scenario results. Here some examples are presented, what can be expected:

Regarding temperature, the comparison of the hindcast run (based on ERA40 reanalysis data) and the control run by CCLM with gridded E-OBS data (averaged over the Alps) shows certain deviations:

hindcast runs: MM5 - underestimation (summer: -2,°C), CCLM -overestimation (summer: +2,°C),: little

deviation in spring.

control runs: underestimation (up to -1 °C), except HADCM3/CCLM-run: +0,5 °C (summer)

Fig. 1: Comparison of temperature simulations (hindcast and control runs) with measurements (E-OBS 1971-2000) in the Alpine Region Referring to precipitation, the comparison of hindcast runs by both regional models CCLM and MM5 with monitoring data (averaged over the Alps) confirms an overestimation of simulated rainfall totals -with highest deviations along the Alpine main ridge (up to 20%). On the other hand rainfall measurements are proven to record too low, particularly in higher altitudes (up to 40%!), because of drifting rain and snow by wind). The comparison of control runs with hindcast runs shows following deviations: • the ECHAM5 control run overestimates the rainfall except for summer; • the HadCM3 control run shows an underestimation of the rainfall during winter and July to August .

°C 2,0

1,0

0,0

-1,0

-2,0

-3,0

30 Years Monthly Averaged Daily Mean Temperature - Alps Domain



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Fig. 2: Comparison of precipitation simulations (hindcast and control runs) with measurements (1971-2000) in the Alpine Region

The figures below show climate change signals of two scenario simulations in summer: mean temperature increase and rainfall changes between the 30year periods 1971/2000 and 2021/2050.

Fig. 3: Temperature increase in summer simulated by ECHAM5/CCLM/A1B and HadCM3/CCLM/A1B

Fig. 4: Precipitation change in summer simulated by ECHAM5/CCLM/A1B and HadCM3/CCLM/A1B

In summer the scenarios show the highest differences in temperature increase (fig. 3): in eastern Austria the ECHAM5/CCLM/A1B-scenario let expect a temperature increase by 1 °C, while HadCM3/CCLM/A1B predicts a temperature increase of around 2,3 °C. Both CCLM scenarios let expect similar precipitation changes for summer with a rainfall decrease of up to 50 mm for the most regions of Austria (fig. 4). This will turn out as high relative decline for the eastern regions, which show 200-300 mm total summer rainfall.

The presentation will give more insights in temperature and precipitation changes for different seasons and all developed scenarios under consideration of the uncertainty ranges.


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Titel: Stadtklimamodell für Wien - Validierung der Modellsimulationen

Untertitel: Vergleich von simulierten Temperaturverteilungen mit Ergebnissen

von Temperaturmessfahrten durch Wien

Autoren: Maja Zuvela-Aloise, Johanna Nemec, Johanna Oberzaucher, Gernot Weyss

Institution: Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG), Wien

Kontaktperson: Maja Zuvela-Aloise ([email protected])

Projektlaufzeit: 2011-2013

ACRP-Projekt: Ja, 2. Call

Abstract:

Das dynamische lokalskalige Stadtklimamodell MUKLIMO_3 (DWD) wurde für die Untersuchung der zukünftigen Wärmebelastung in der Stadt Wien angewendet. Die Simulation der Zirkulation im urbanen Gebiet basiert auf einem detaillierten Höhenmodell mit 100 m Auflösung, einem Bebauungs- und Landnutzungsdatensatz und wurde mit Klimadaten einer Messstation außerhalb des Stadtgebiets gesteuert. Die hochaufgelösten, klimatologischen Simulationen für Wien wurden geplant, um die Wirksamkeit von möglichen Anpassungsstrategien in der Stadtplanung zur Verminderung des Hitzestress, zu bewerten. Der Einfluss verschiedener Parameter auf das Stadtklima, zum Beispiel Änderung des Vegetationsanteils, der Wasserflächen oder des Versiegelungsgrades, wird mittels systematischen Sensitivitätssimulationen bestimmt. Dafür ist es notwendig eine Referenzsimulation, die im Wesentlichen der aktuellen thermischen Struktur der Stadt entspricht, zu erstellen. Diese Präsentation soll die Fähigkeit des MUKLIMO_3 Modells, typische Merkmale der Temperaturverteilungen in Wien zu simulieren, zeigen. Am 7. Juli 2011, einem Hitzetag mit Temperaturen über 30° C, wurde von elf Klimatologinnen und Klimatologen der ZAMG eine Temperaturmesstour mit dem Fahrrad durch Wien durchgeführt. Jedes Fahrrad wurde mit einem Temperatursensor und einem GPS-Gerät ausgestattet, welche im 5-Sekunden-Intervall die Temperatur und den dazugehörigen Standort registrierten. Die gewählten Routen deckten mit einer Gesamtlänge von über 300 km große Teile der Stadt, mit unterschiedlicher Bebauung, Höhenlage etc. und damit unterschiedlicher Temperaturverteilung ab. Zusätzlich wurde am selben Tag an drei Standorten in den inneren Bezirken Wiens die Temperatur, unter anderem zur Bestimmung des Tagesgangs, gemessen. Die Temperaturdaten wurden zusammen mit Messungen des bestehenden operationellen Beobachtungsmessnetzes zur Validierung des Modells benutzt. Der Fokus der Modellvalidierung lag auf flächenhaften Temperaturgradienten, welche durch unterschiedliche Landnutzungen bzw. Geländehöhen entstehen. Bemerkenswert ist sowohl in den Modellsimulationen als auch in den Messungen der große Unterschied der Temperaturgradienten zwischen bebauter innerer Stadt und ruraler Umgebung im Nordosten bzw. dem Wienerwald im Westen. Auf kleinräumiger Skala wurde der Einfluss von Grünflächen und Parks sowie der Donau auf die Temperatur in deren Umgebung mit Hilfe der Ergebnisse der Messfahrten analysiert. Vergleiche mit simulierten Temperaturverteilungen geben Aufschluss über Stärken und Schwächen des Stadtklimamodells.



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Fig. 1 Streckenverlauf der elf Temperaturmessfahrten vom 7.Juli 2011. http://www.zamg.ac.at/aktuell/index.php?seite=1&artikel=ZAMG_2011-07-11GMT10:22

http://www.zamg.ac.at/aktuell/index.php?seite=1&artikel=ZAMG_2011-07-11GMT10:22


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Adding climate impacts and adaptation possibilities to an economic computable general equilibrium model P. Thalmann1, M. Vielle1, C. Gonseth1, A.-K. Faust2 1 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Switzerland 2 Geneva School of Business Administration, Geneva, Switzerland Contact: Prof. Philippe Thalmann, EPFL ENAC INTER REME, Station 16, CH-1015 Lausanne, Schweiz, [email protected] Projekt finanziert durch Bundesamt für Umwelt, Schweiz, Vertrag 2006-02060/1486/03, 12.2009 – 12.2011 ACRP-Projekt: nein Abstract The objective of this research project is to model the impacts of climate changes and the possibilities and costs of adaptation using GEMINI-E3, a computable general equilibrium (CGE) of the world economy (http://gemini-e3.epfl.ch/). Most large-scale CGE models are purely economic models, without climatic modules or any explicit description of climate impacts and adaptation possibilities. By adding these features to GEMINI-E3, we show how it can be done in other CGE models. As a practical application, we will estimate the economic incidences of climate changes in Switzerland, as well as the effects of adaptation to these changes, the costs and the benefits which result from this. We will stress impacts and adaptation in the following sectors: agriculture, tourism, energy, and infrastructures. Ultimately, the goal of this research is to help prioritize adaptation measures. The first step of this research was to identify the scientific literature on climate change impacts in Switzerland. Ideally, that literature would indicate what changes in climate variables (temperatures, precipitations, extreme events) are expected and what the effects of these changes on diverse sectors of the Swiss economy could be. From that literature, we derive statistical coefficients that relate climate variables to economic variables such as production costs and outputs. These coefficients and the relationships they summarize are added to the equations that describe economic activity and interactions between sectors in the CGE model. We were forced to redefine some sectors and create new ones in the model, in order to isolate those that are likely most affected by climate changes, such as water supply and tourism. When the model is augmented with the climate variables, calibrated and tested, it allows simulating the sectoral and aggregate costs of climate changes. Different scenarios for the evolution of GHG concentrations and the resulting climate effects can be simulated. In a CGE model, economic actors optimize under current conditions. Thus, for instance, if reduced precipitations lower agricultural output, farmers can adjust by using more inputs (fertilizers, irrigation, or labour) and by switching crops. Rising prices for agricultural products encourage them to do so. There is thus endogenous adaption in such a CGE-type economic model. The augmented model will allow assessing domestic climate policies, in terms of costs of mitigation and reduced climate impacts (if any). The final step is to add exogenous adaptation. This will take the form of government support for infrastructure and technological improvement, subsidies, etc. Costs and economic benefits of such measures can then be compared and optimized.


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Illustration: Modelling the different roles of water in electricity generation

Illustration: GDP shares of most climate sensitive sectors in Switzerland


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Impacts of climate variability and change on tourism in Austria1

Judith Köberl, Andreas Gobiet, Georg Heinrich, Armin Leuprecht, Franz Prettenthaler, Christoph

Töglhofer

Joanneum Research, Center for Economic and Innovation Research, Graz

Wegener Center for Climate and Global Change, University of Graz

Contact author: [email protected]

The aim of this paper is to model the impact of climate variability and change both on winter and

summer tourism in Austria. In order to identify homogenous tourism regions within the 35

Austrian NUTS 3 regions, we use a hierarchical cluster analysis which classifies the NUTS 3

regions according to their tourism characteristics (tourism intensity/dependency, seasonal focus,

climate sensitivity, etc.). The resulting four clusters (“Alpine regions with a focus on winter

tourism”, “Alpine regions with a focus on summer tourism”, “Urban and thermal spa tourism”,

“Mixed portfolio of lower intensity tourism”) then serve as a basis for estimating tourism type

specific climate change impact functions by a two-step approach: First, the weather sensitivity of

tourism demand is quantified by means of dynamic, multiple regression models. For the winter

season, data on natural snow conditions in ski areas is used to estimate the impact of weather on

overnight stays for the period 1973-2006, while for the summer season the impact of different

temperature and precipitation indices on monthly overnight stays is examined for the period

1977-2006. Second, the estimated sensitivities are used to project a baseline of tourism demand

under current climate conditions as well as under climate change conditions as indicated by four

different regional climate models (CNRM-RM4.5, ETHZ-CLM, ICTP-REGCM3, SMHI-RCA)

that cover a time horizon until 2050. Results indicate for all four considered climate scenarios

and all four tourism regions a negative climatic effect on tourism demand during the winter

season (Figure 1a). Measured in relative terms, winter overnight stays in the “Alpine regions with

a focus on summer tourism” show the highest reductions due to potential climate change, whereas

absolute decreases are the highest in the “Alpine regions with a focus on winter tourism”.

Concerning tourism demand during the summer season (Figure 1b), results suggest the potential

climate change impacts to be considerably smaller in their extent and less clear in their direction

than for the winter season. Indeed, we are able to show that for the summer season the choice of

the statistical and the baseline modelling approach crucially determines whether summer tourism

is perceived to profit or lose from climate change. While these choices also play a role for the

winter season, the negative direction of the effect is unequivocal and dominates in any case

potential positive effects in the summer season, with an average total annual effect on overnight

stays in the period 2011 to 2050 in the range of –0.75 % to –16.55 %, depending on the cluster

region and climate model (Figure 1c). Related to the estimated sensitivities in the winter season,

1 This work is part of the project „ADAPT.AT – Adaptation to Climate Change in Austria”, which is

sponsored by the Austrian Climate and Energy Funds in the frame of the “ACRP” (1st call)-program. Lead:

Birgit Bednar-Friedl (Wegener Center for Climate and Global Change, University of Graz); Partners: Institute for Sustainable Economic Development (BOKU); Duration: December 2009 – June 2012.


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the paper also discusses to what extent the estimates are already influenced by adaptation

measures (most importantly artificial snow production) and how the economic costs of these

measures can be incorporated in a future modelling framework.

Figure 1: 40-year-averages (2011-2050) with respect to the deviations of overnight stays

simulated under a climate change scenario from overnight stays simulated under a baseline

scenario


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Prediction of future erythemal UV-radiation for Austria Philipp Weihs, Harald E. Rieder, Jochen E. Wagner, Stana Simic, Martin Dameris, Eugene Rozanov E-Mail: Philipp Weihs, [email protected]; ACRP-Projekt nein, EU Projekt SCOUT-O3

Abstract Since the discovery of anthropogenic ozone depletion more than 30 years ago the scientific community and general public has shown an increasing interest in UV-radiation due to multiple environmental and health effects. UV measurements were started at several locations but difficulties in the operation and maintenance of the instruments have limited the length of reliable records two about 2 decades or less, too short and too sparse for a detailed understanding of UV changes. Therefore reconstruction of past UV-doses developed to a major research topic in recent years stimulated also by European Union’s COST Action 726 and the SCOUT-O3 process. The first reconstruction of erythemal UV-doses for two stations in Austria (Hoher Sonnblick, Vienna) was performed by Rieder et al. (2008). Within this study erythemal UV could be reconstructed until the 1960s providing a comprehensive data set for the analysis of past UV changes and short-term to long-term trends. This data set together with the reconstructed UV-data for Davos, Switzerland (Lindfors and Vuilleumier, 2005) was recently analyzed to adress the relationship between high erythemal UV-doses, and changes in total ozone, surface albedo and cloudiness in the Central Alpine Region (Rieder et al., 2010). Within the presented study we developed and evaluated a reconstruction/prediction technique for erythemal UV-doses from Chemistry-Climate Model (CCM) Output. Two different CCMs, SOCOL and E39/C, are used in this study. UV-doses are calculated under clear-sky conditions using the DISORT radiative transfer code (Stamnes et al., 1988) and CCM ozone fields and surface albedo data. In a second step the clear-sky calculations are corrected for cloudiness by the use of a so-called cloud modification factor (CMF). First, we validate our model for backward runs. We compare model input parameters namely stratospheric ozone and global radiation calculated for the period using the CCMs with measurements of stratospheric ozone and of global radiation performed at the stations

The intercomparison of modelled and measured column ozone and global radiation shows an average bias of 10% for ozone and of 30% for global radiation. . The UV reconstruction/prediction method however allows a correction of this bias, introducing a so-called C-value that takes the ratio between the cloud-modficiation factors in the UV-range and global radiation into account. In the end, the comparison of the reconstructed data from the CCM output shows therefore a good agreement with UV ground measurements and with previous results of reconstructed UV by Rieder et al. (2008). In general a stronger decrease in UV in the future is expected at lower elevations than at higher situated locations. We expect a decrease of approximately 1-2% in decadal mean compared to 1980s values at Hoher Sonnblick till 2030and 2-3% in decadal mean for Vienna respectively.

Lindfors, A., and Vuilleumier, L.: Erythemal UV at Davos (Switzerland), 1926-2003, estimated using total ozone, sunshine duration and snow depth, J. Geophys. Res., 110, D02104, 2005.

Rieder, H. E., Holawe, F., Simic, S., Blumthaler, M., Krzyscin, J. W., Wagner, J. E., Schmalwieser, A. W.,

and Weihs, P.: Reconstruction of erythemal UV-doses for two stations in Austria: a comparison between alpine and urban regions, Atmos. Chem. Phys., 8, 6309-6323, 2008.

Rieder, H. E., Staehelin, J., Weihs, P., Vuilleumier, L., Maeder, J. A., Holawe, F., Blumthaler, M., Lindfors, A., Peter, T., Simic, S., Spichtinger, P.,Wagner, J. E.,Walker, D., and Ribatet, M.: Relationship between high daily erythemal UV-doses, total ozone, surface albedo and cloudiness: An analysis of 30 years of data from Switzerland and Austria, Atmos. Res., 98, 9-20, 2010.

Stamnes, K., Tsay, S.C., Wiscombe, W., Jayaweera, K.: Numerically stable algorithmn for discrete-ordinate method radiative transfer in multiple scattering and emitting layered media, Appl. Opt., 27, 2502-2509.


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„In the Heat of the Night“: Wie ältere Menschen Hitze wahrnehmen und welche

Maßnahmen sie setzen

Hans-Peter Hutter1*, Arne Arnberger2, Brigitte Allex2, Renate Eder2, Franz Kolland3,

Anna Wanka3, Beate Blättner4, Michael Kundi1, Peter Wallner1

1Institut für Umwelthygiene, Zentrum für Public Health, Medizinische Universität Wien

2Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungs- und Naturschutzplanung, Universität für Bodenkultur Wien

3Institut für Soziologie, Universität Wien

4Hochschule Fulda, Fachbereich Pflege & Gesundheit

*[email protected]

ACRP-Projekt: 3rd Call Forschungsprojekt Nr. K10AC1K00025

Projekt: Cool towns for the elderly - protecting the health of elderly residents against urban heat (STOPHOT)

Laufzeit: 1.01.2011 bis 30.06.2014

Abstract

Hintergrund: Der heiße Sommer 2003 mit mehr als 50.000 Hitzetoten in ganz Europa

rückte die gesundheitliche Bedeutung von Hitzewellen in den Blickpunkt der

Öffentlichkeit. Am stärksten betroffen waren Personen über 65 Jahre, einsame isolierte

Menschen, sozial schwache (städtische) Bevölkerungsgruppen sowie Menschen mit

chronischen Krankheiten.

Es ist davon auszugehen, dass sich die Situation hinsichtlich erhöhter Morbidität und

Mortalität älterer Menschen während und nach Hitzeperioden in Zukunft verschärfen

wird. Einerseits ist klimawandelbedingt mit mehr Hitzeperioden im Sommer zu rechnen.

Andererseits nimmt die Anzahl älterer Personen und damit auch alleinlebender

hochaltriger Personen sowie auch jener, die in schlechten Wohnverhältnissen leben, zu.

Ziel: Bisherige Studien untersuchten Risikofaktoren für erhöhte Morbidität und

Mortalität. In der Studie „Cool towns for the elderly - protecting the health of elderly

residents against urban heat (STOPHOT)” wurde ein anderer Ansatz gewählt. Ziel ist die

Klärung u.a. der Fragen, ob älteren Menschen die gesundheitlichen und/oder sozialen

Auswirkungen von Hitze bewusst sind, wie sie Hitze wahrnehmen, ob sie ihr Verhalten

der Hitze anpassen und wie sie die Hitzeexposition verringern. Ebenso werden

Wahrnehmung und Maßnahmen etwa der Betreiber von Seniorenwohnhäusern und

Pflegeeinrichtungen hinsichtlich Risiken durch die Hitze untersucht (z.B. Wie wird


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reagiert? Sind Vermeidungsmaßnahmen bekannt bzw. wie werden diese koordiniert und

umgesetzt?).

Basierend auf den Ergebnissen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die von

der untersuchten Bevölkerungsgruppe auch umgesetzt werden können.

Material und Methode: Mittels einer Fragebogenerhebung in vier verschiedenen

Stadtgebieten (unterschiedlicher Grünanteil, unterschiedliche sozioökonomische

Struktur) werden 400 Personen über 65 Jahre, die daheim leben, computergestützt

telefonisch befragt. Als Kontrollgruppe fungieren 300 jüngere Studienteilnehmende (18-

50 Jahre). Zusätzlich werden Face-to-Face-Interviews mit älteren Personen in

Pensionistenwohnhäusern und Pflegeeinrichtungen geführt (n=200). Abgerundet wird

die Befragung durch 15 Tiefeninterviews mit Stakeholdern.

Zur Erstellung des Fragebogens, der u.a. auch Items zu sozialer Eingebundenheit,

Isolation und Diskriminierung älterer Menschen (Konzept der sozialen Lage) im

öffentlichen Raum und Fragen zu Nutzung von Grünraum bei Hitze enthält, wurden

neben standardisierten Fragebatterien (SF6, Einsamkeitsskala nach Jong-Gierfeld,

Zufriedenheit mit dem Wohnumfeld etc.) auch Erfahrungen deutscher und französischer

ExpertInnen mit den Folgen von Hitzeperioden eingearbeitet.

Insbesondere die Erfahrungen aus Frankreich, wo im Jahr 2003 fast 15 000

hitzebedingte Todesfälle registriert wurden, und aus Deutschland flossen in die

Erstellung der Fragebögen ein. Im Rahmen eines Austauschprogramms („Exchange of

Experts of Civil Protection“) wurden Institutionen, die mit den Folgen der Hitzewellen

2003 konfrontiert waren, zu diesen Ereignissen und den daraus gezogenen

Konsequenzen befragt.

Ergebnisse: Erste Ergebnisse aus den Tiefeninterviews mit den Stakeholdern zeigen,

dass das Thema „Hitze in der Stadt und ältere Menschen“ sehr unterschiedlich

wahrgenommen wird und dieses Handlungsfeld dementsprechend eine unterschiedliche

Bedeutung für die Stakeholder hat.

Anlässlich des 12. Österreichischen Klimatages werden auch erste deskriptive

Ergebnisse der Befragungen älterer Menschen vorgestellt.


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Future distribution of Salmo trutta in the Austrian part of the Danube basin based

on a large scale species distribution model

Florian Pletterbauer, Andreas Melcher, Stefan Schmutz Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management (IHG), Department of Water, Atmosphere and Environment, University of Natural Resources and Life Sciences Vienna (BOKU), Max Emanuel Strasse 17, 1180 Vienna, Austria Partners: Ana Filipa Filipe, Núria Bonada Grup de Recerca ‘Freshwater Ecology and Management’ (FEM), Departament d’Ecologia, Facultat de Biologia, Universitat de Barcelona (UB), Diagonal 645, 08028 Barcelona, Catalonia/Spain Danijela Markovic, Jörg Freyhof Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Müggelseedamm 310, 12561 Berlin, Germany Clément Tisseuil UMR BOREA-IRD 207/CNRS 7208/MNHN/UPMC), Muséum National d’Histoire Naturelle, Département Milieux et Peuplements Aquatiques, Paris, France

Kontakt: [email protected]; Telefon: +43 1 47654 5227

Projekt: Biofresh - Biodiversity of Freshwater Ecosystems: Status, Trends, Pressures, and

Conservation Priorities 11/2009 – 05/2014

ACPR-Projekt: nein

Abstract Fish as poikilothermic organisms are, amongst other factors, dependent on water temperature. Therefore, they are particularly vulnerable to climate change (Woodward et al., 2010). Water temperature and water flow alterations due to climate changes are expected to have direct effects on Salmo trutta migrations, reproduction stages, growth and life-history traits, as well as indirect effects on the accessibility of upstream and downstream dispersal (e.g. Elliot & Elliot, 2010). Statistical tools like species distribution models (SDMs) linking current environmental conditions and species distributions to project potential patterns into the future, have been frequently used in several areas of ecology (Pearson & Dawson, 2003). The main objective of the present study was to investigate the potential impacts of future environmental changes on the distribution of European trout, Salmo trutta, using a set of SDMs within an ensemble modeling framework. The riverine Salmo trutta favors well-oxygenation habitats with rocky substrates (http://www.fishbase.org; Kottelat & Freyhof, 2007). Being a cold water species, Salmo trutta occurs within maximum water temperature range of 18-24oC and not exceeding 25oC, the upper limit for survival (Elliot & Elliot, 2010). The European trout has a high recreational and commercial value in most European countries and is also considered as a good biological indicator of river health.


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The stream segments used within this study were taken from a modeled river network, the Catchment Characterization and Modeling 2.1 (CCM2, see Vogt et al., 2003). As potentially relevant for the distribution of Salmo trutta, we selected from CCM2 database the parameters: mean stream segment elevation (‘alt’, m), total upstream area that drains to the stream segment, mean slope of the stream segment and Strahler order of the stream segment (see Matthews 1998).

Information on current climate was obtained from the WorldClim database (Hijmans et al., 2005; version 1.4 obtained from http://www.worldclim.org) with a grid cell resolution of 30 arc seconds (approx. 1km at Equator). We selected annual mean temperature, temperature seasonality, annual precipitation sum, and the precipitation seasonality. For future projections, we used an A1b emission scenario (rapid economic growth, new and efficient technologies, energy requirements balanced across all energy sources; see Nakicenovic et al., 2000). Climate change simulations for the A1b scenario based on the general circulation model ECHAM5 of the Max-Planck Institute (MPI) were obtained via the data portal of the International Centre for Tropical Agriculture with a spatial resolution of 30 arc seconds for 2020’s 2050’s and 2080’s (i.e. 30 years average projection from 2010 to 2039, 2040 to 2069, and 2070 to 2099 respectively) (CIAT, www.ccafs-climate.org).

Spatial distribution patterns of Salmo trutta were modeled using four different statistical approaches: generalized linear models (GLM), generalized additive models (GAM), random forest (RF) and multivariate adaptive regression splines (MARS). Out of these four methods a consensus model was developed. The used presence and absence data for Salmo trutta were merged from several databases resulting in a total number of 2384 stream segments with fish data in three European main river basins, i.e. the Danube, Elbe, and Ebro basin. This dataset should assure a large variability covering the full environmental conditions to avoid erroneous results. To evaluate the impacts of climate change in projected Salmo trutta occurrences from the application of the consensus model, we quantified ‘gain’(the number of stream segments where the species was not currently detected but predicted to occur in the future by the number of stream segments currently with presence) and ‘loss’(rate of the number of stream segments where the species was detected and predicted to be absent in the future by the total number of stream segments where the species was currently detected).

Among the factors that entered in final models, there was a primacy of climate predictors above stream hydro-topography. The annual mean temperature and annual precipitation sum emerge as the main determinants of Salmo trutta current distribution, followed by the stream slope. Our study shows that Salmo trutta future occurrence patterns will probably be severely affected by future climate change, as current distribution ranges are likely to become dramatically reduced throughout future decades. The model results show, that both ‘loss’ and ‘gain’ values resulting from future projections point that Salmo trutta distribution range will be dramatically reduced as a consequence of the future climatic change. Figure 1 shows current and future distribution patterns of Salmo trutta in the Austrian part of the Danube catchment. The length of stream segments which offer adequate habitat conditions is constantly decreasing. 6% till the 2020’s, 13% up to the 2050’s, and 21% till the 2080’s of adequate segment length will be lost in the Austrian part of the Danube catchment. Looking at the different basins in Europe, the situation is even more dramatic: loss of 95% is expected for the Elbe basin, 83% for the Ebro basin and 50% for the whole Danube basin. Therefore, the alpine region could be one of the major retreat areas in Europe for Salmo trutta in the face of climate change.


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Fig.1: Current and future distribution for the A1b IPCC climate change scenario of Salmo trutta in the Austrian part of the Danube basin; dark grey indicates presence, light grey absence

Our study shows that Salmo trutta future occurrence patterns will probably be severely affected by future climate change, as current distribution ranges are likely to become dramatically reduced throughout future decades. In order to plan future mitigation actions, estimations of the potential economic impacts of climate change need to be quantified (see Ficke et al., 2007)

CIAT (International Centre for Tropical Agriculture). 2011. Downscaled GCM data portal. International Centre for Tropical Agriculture. Available at http://gisweb.ciat.cgiar.org/GCMPage (download 1-2-2011). Elliot JM, Elliot JA (2010) Temperature requirements of Atlantic salmon Salmo salar, brown trout Salmo trutta and Arctic charr Salvelinus alpinus: predicting the effects of climate change. Journal of Fish Biology, 77, 1793-1817.

Ficke AD, Christopher A. Myrick CA, Hansen LJ (2007) Potential impacts of global climate change on freshwater

fisheries. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 17, 581-613.

Hijmans RJ, Cameron SE, Parra JL, Jones PG, Jarvis A (2005) Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, 25, 1965–1978. Kottelat,M. & Freyhof,J. (2007) Handbook of European Freshwater Fishes. Publications Kotellat, Cornol, Switzerland. Matthews WJ (1998) Patterns in freshwater fish ecology, first edition. Chapman & Hall, New York. Nakicenovic N, Alcamo J, Davis G et al. (2000) Special Report on Emission Scenarios. Intergovernmental Panel on

Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge. Pearson RG, Dawson TP (2003) Predicting the impacts of climate change on the distribution of species: are bioclimate envelope models useful? Global Ecology & Biogeography, 12, 361-371. Vogt J, Colombo R, Paracchini M L, Jager A, Soille P (2003) CMM River and Catchment Database, EUR 20756 EN,

EC-JRC, Ispra. Woodward G, Perkins DM, Brown,LE (2010) Climate change and freshwater ecosystems: impacts across multiple levels of organization. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 365, 2093-2106.

http://gisweb.ciat.cgiar.org/GCMPage


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Forschung zu „Klima, Klimawandel, Auswirkungen und Anpassung“ in Österreich

AutorInnen: Haas, Willi, Weisz Ulli und Irene Pallua

Institut für Soziale Ökologie Wien, IFF Wien, Alpen-Adria Universität Klagenfurt

Kontakt: DI Willi Haas und Mag. Ulli Weisz

[email protected] 01/522 4000422 und [email protected], 01/522 4000 413

Projektreihe für AustroClim: Entwicklung von Handlungsempfehlungen zur Anpassung an den

Klimawandel: IST-Standserhebung (2008, im Auftrag des BMLFUW), Identifikation von

Handlungsempfehlungen. 1. Phase (2009, im Auftrag des BMLFUW), Weiterentwicklung von

Handlungsempfehlungen (2009-2010, im Auftrag des Klima- und Energiefonds).

ACRP Projekt: nein

Weblinks: http://umwelt.lebensministerium.at/article/archive/7098

Projektpartner

Institut für Soziale Ökologie Wien, IFF, Alpen-Adria Universität Klagenfurt

Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur Wien,

Umweltbundesamt GmbH.

Schlüssel-Experten: Christoph Amann (e7), Franz Essl (Umweltbundesamt GmbH), Hans-Peter Hutter

(Institut für Umwelthygiene, Medizinische Universität Wien), Hermann Knoflacher (Institut für

Verkehrsplanung und Verkehrstechnik, TU Wien), Andreas Pichler

Titel: Klimaanpassung in Österreich. Aktivitätsfeldübergreifende Aspekte von

Handlungsempfehlungen

Abstract

Der Klimawandel stellt sozioökonomische Systeme vor immense Herausforderungen, wollen sie auf seine

Auswirkungen adäquat reagieren. So werden neben Klimaschutzstrategien seit einigen Jahren weltweit auf

nationaler Ebene auch Strategien zur Anpassung zu unvermeidbaren Klimawandelfolgen ausgearbeitet. Im

Jahr 2008 hat das Österreichischen Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und

Wasserwirtschaft eine Projektreihe zur Entwicklung von Handlungsempfehlungen zur Anpassung an den

Klimawandel als Vorbereitung für die nationale Anpassungsstrategie initiiert. Ziel war es,

Handlungsempfehlungen aus rein fachlicher Perspektive zu identifizieren, bevor sie in den politischen

Abstimmungsprozess gelangen. Dies erfolgte mittels breit angelegter ExpertInnenbefragungen und

vertiefender ExpertInnen-Workshops. Bisher wurden zehn Aktivitätsfelder (Land-, Forst-, Wasser-,

Elektrizitätswirtschaft, Tourismus, Bauen und Wohnen, Schutz vor Naturgefahren, Gesundheit,

Verkehrsinfrastruktur und natürliche Ökosysteme/ Biodiversität) im Auftrag des BMLFUW bzw. des

Klima- und Energiefonds für AustroClim behandelt: Die Ergebnisse gingen und gehen in die

Weiterentwicklung des Policy Paper des BMLFUW „Auf dem Weg zu einer nationalen

Anpassungsstrategie“ ein. Im Anschluss an die letzte Projektphase (2009-2010) wurde vom Institut für

Soziale Ökologie Wien ein ExpertInnen-Workshop organisiert, der zum Ziel hatte die behandelten



http://umwelt.lebensministerium.at/article/archive/7098


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Aktivitätsfelder mit ihren wechselseitigen Bezügen gemeinsam zu diskutieren. Aufbauend auf Vorarbeiten

zur Verknüpfung der unterschiedlichen Aktivitätsfelder (Haas et al. 2009) wurde eine neue, einheitliche

Systematisierung der unterschiedlichen Aktivitätsfelder und Sektoren entwickelt. Durch diese Systematik

werden aktivitätsfeldübergreifende Diskussionen erleichtert und erforderliche Koordinationsaufgaben auf

Verwaltungsebene für eine nationale Anpassungsstrategie einfacher bearbeitbar (Haas et al. 2010). Alle

(auch noch zu bearbeitende) Aktivitätsfelder wurden in drei Cluster zusammengefasst (siehe Abbildung

unten). Die Grafik macht deutlich, mit welchem Maß an Komplexität die Entwicklung einer nationalen

Anpassungsstrategie konfrontiert ist, will sie adäquat auf die Herausforderungen des Klimawandels für ein

sozioökonomisches System reagieren.

Abbildung: Anpassung an den Klimawandel: Überblick und Clusterung der Aktivitätsfelder in Überprüfung des

Schutzes für Schutzgüter (Gesundheit, natürliche Ökosysteme/ Biodiversität), Überprüfung etablierter bisheriger

Anpassungsbereiche und Koordination der sektoralen Anpassung (Quelle: Haas et al. 2010, S: 110)

Die Bearbeitung der wechselseitigen Bezüge zwischen den Aktivitätsfeldern im ExpertInnen-Workshop

erfolgte entlang der Themen 1) Aktivitätsfeld übergreifende Maßnahmen und 2) Synergien und Konflikte.

Ein Fazit der SchlüsselexpertInnen ist, dass viele Maßnahmen Potenzial für Synergien aufweisen, jedoch

bei eindimensionaler Umsetzung hohes Konfliktpotenzial besteht. Nutzen von Synergien und Vermeiden

von Konflikten sollte daher bei Umsetzung und Evaluierung als zentrales Prinzip eines

aktivitätsfeldübergreifenden Qualitätsmanagements gewährleistet werden.

In unserem Vortrag wollen wir zunächst kurz auf Hintergrund und Kontext der Projektreihe eingehen,

unseren Vorschlag zur Systematisierung der Aktivitätsfelder vorstellen und die wichtigsten Erkenntnisse

aus dem ExpertInnen-Workshop zur Diskussion stellen.


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Governing adaptation to climate change: Regional adaptation partnerships in

Canada and the UK

Anja Bauer and Reinhard Steurer (Institut für Wald-, Umwelt- und Ressourcenpolitik, Universität

für Bodenkultur, Wien)

Projektpartner: Institut für Wald-, Umwelt- und Ressourcenpolitik, Universität für Bodenkultur,

Wien und Umweltbundesamt

Contact: Anja Bauer ([email protected])

Website: http://www.wiso.boku.ac.at/go-adapt.html

Project: The Governance of Adaptation to Climate Change: Taking Stock and Providing

Guidance (April 2010 till July 2012)

ACRP-Projekt, 1st Call

Abstract

During the last years climate change adaptation has become an integral and important pillar of

climate change policies in many countries. Since adaptation pressures and responses cut

across different jurisdictional levels, from the international via the national to the provincial and

local levels of policy making, the importance of integrating adaptation policies across different

levels of government is widely acknowledged. Scholars and policy makers are aware that

adaptation pressures materialize locally and that many adaptation activities lie within the

responsibilities of sub-national entities such as provinces and municipalities. In addition,

effective adaptation to climate change is also perceived to be reliant on the involvement of non-

state stakeholders. In order to address these challenges of vertical integration and stakeholder

participation, regional adaptation partnerships have emerged as a new governance approach in

several countries.

Within our presentation we discuss insights from a study of regional adaptation partnerships in

Canada and the UK. In Canada, since 2009, six regional adaptation collaboratives (RACs) were

initiated through a national level program by Natural Resources Canada. The objective of the

RACs is to provide information and advice to decision-makers in order to capacitate them to

make policy, operational, and management changes in response to a changing climate. In the

UK, since the early 2000s, regional climate change partnerships (RCCP) have been established

with, among others, the support of UKCIP, Defra and the former regional governments.

Altogether 12 partnerships, covering all nine regions of England as well as Wales, Scotland and

Northern Ireland, aim at investigating and advising on the regional and local impacts of climate

change and the development of respective responses.

Within the presentation we focus on regional adaptation partnerships as new governance

approaches for the adaptation to climate change in two aspects. First, we look at the contribution

of partnerships to the coordination and cooperation at a regional level and between different

levels (local, regional, national) as well as with non-state actors. The collaboratives in Canada


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and the partnerships in the UK to different degrees coordinate with the national level and engage

regional and local governments, communities, industry, business, academia, provinces,

technical experts local and semi-public organizations, all of whom have a role in adaptation. We

highlight the different conditions and different types of involvement of the respective partners as

well as the interactive structures and processes in which the partnerships operate. Partnerships

in both countries have a special role and importance as a mediator between the national or

federal level and the local level. Partnerships work in both directions; they facilitate the diffusion

of information and guidance from the national to the local levels and feed insights from local and

regional level into the national level policy.

The second aspect we aim to discuss is the way and extent in which regional partnerships

contribute to the formulation and implementation of adaptation policies, measures and activities

at the regional and local levels. Again, we find different approaches in Canada and the UK

regarding the scope, direction and types of activities that are promoted by the partnerships. The

Canadian collaboratives strongly focus on concrete projects in order to assess vulnerabilities

and developing guidance tools for municipalities, planners and stakeholders while in the UK

regional adaptation partnerships much more serve the networking and information sharing.

While it is too early to assess the overall effects on adaptation policies and measures, our study

provides some indications for the influence of regional partnerships in terms of better

networking, increased awareness, a better common understanding, increased learning

capacities and the diffusion of adaptation knowledge and guidance.

We conclude our presentation with a reflection on the critical determinants for the performance

of regional adaptation partnerships as well as on the lessons that can be learnt for the

involvement of the regional level in the governance of climate change adaptation in Austria.


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Anpassung an den Klimawandel im Aktivitätsfeld „Bauen und Wohnen“

Technische Herausforderungen und Instrumente

Christof Amann1, Walter Hüttler1, Willi Haas2, Irene Pallua2, Ulli Weisz2, Maria Balas3, Herbert

Formayer4

1 e7 Energie Markt Analyse GmbH, Wien

2 Institut für Soziale Ökologie, IFF Wien, Alpen-Adria-Universität Klagenfurt

3 Umweltbundesamt GmbH

4 Institut für Meteorologie, Universität für Bodenkultur Wien

Kontakt: Christof Amann, [email protected], www.e-sieben.at

Projektlaufzeit: Dezember 2009 bis August 2010

Auftraggeber: Klima- und Energiefonds (Beitrag zur Österreichischen Strategie zur Anpassung

an den Klimawandel)

Abstract

Das Aktivitätsfeld Bauen und Wohnen ist als einer der wirtschaftlichen Schlüsselbereiche von

den in Österreich erwarteten Auswirkungen des Klimawandels in vielfältiger Weise betroffen.

Der erwartete Temperaturanstieg, vor allem in dicht bebauten Regionen, und die Zunahme von

Extremwetterereignissen erfordern gezielte Anpassungsmaßnahmen für dieses Aktivitätsfeld.

Abbildung 1 zeigt, dass das Aktivitätsfeld vom Klimawandel vor allem dadurch betroffen ist, dass

es durch den Anstieg der Durchschnittstemperaturen und der Temperaturmaxima zu einer

Erhöhung der Innenraumtemperatur im Sommerhalbjahr kommen wird und dieser Effekt noch

durch den Wärmeinseleffekt verstärkt wird. Die erwartete Zunahme an Extremwetterereignissen

führt zu einer verstärkten physikalischen Belastung von Gebäudeteilen.

Es ist klar, dass nicht alle Gebäude in gleicher Weise von den Auswirkungen betroffen sein

werden und dass Maßnahmen nicht bei allen Gebäuden in gleicher Weise umgesetzt werden

können. Während im Neubau Anpassungsmaßnahmen z.T. ohne oder nur mit sehr geringem

Mehraufwand umgesetzt werden können, so ist im Gebäudebestand mit starken zeitlichen

Verzögerungen und erschwerten technischen Bedingungen zu rechnen.

Zur umfassenden Anpassung der vorhandenen und neu errichteten Gebäuden an den

(erwarteten) Klimawandel lassen sich zahlreiche Maßnahmen identifizieren, wobei der größte

Bedarf bei der Sicherstellung des thermischen Komforts in Inneräumen besteht. Damit in

unmittelbarem Zusammenhang stehen Maßnahmen zur Verringerung des sogenannten

Wärmeinseleffekts: ohne entsprechendes Mikroklima sind viele Maßnahmen zur Verringerung

der sommerlichen Überhitzung in Innenräumen wirkungslos.

Anpassungsbedarf besteht auch hinsichtlich der Zunahme an Extremniederschlägen, wobei hier

der Schwerpunkt bei Handlungsempfehlungen, die das Gebäude betreffen, liegt.


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Abb. 1: Zusammenhänge zwischen Klimawandel, Aktivitätsfeld und Handlungsfeldern

(Q: eigene Grafik e7)

Die vorgeschlagenen Handlungsempfehlungen gliedern sich einerseits in Maßnahmen, die die

Gebäude bzw. deren Umfeld direkt oder indirekt (z.B. über die Nutzung) betreffen und

andererseits in Instrumente und Rahmenbedingungen, die dazu dienen, dass die Maßnahmen

an und in den Gebäuden und deren Umfeld umgesetzt oder forciert werden. Ohne selbst eine

Anpassungsmaßnahme zu sein, stellt beispielsweise die Forcierung der Gebäudesanierung eine

wesentliche Voraussetzung zur Anpassung an den Klimawandel dar. Das liegt daran, dass neu

errichtete Gebäude nur einen sehr geringen Anteil des Gebäudebestands (ca. 1%) ausmachen

und damit auch die Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen insgesamt sehr begrenzt ist,

wenn solche nur im Neubau angewandt werden. Durch ein forcierte Gebäudesanierung werden

somit die Voraussetzungen geschaffen, mit der Anpassung „in die Breite“ zu gehen, da die

meisten Anpassungsmaßnahmen mit baulichen Veränderungen verbunden sind, die als Einzel-

maßnahmen wesentlich kostenintensiver sind als als Teil eines Gesamtpakets. Und durch die

Reduktion der spezifischen Kosten steigt auch die Wahrscheinlichkeit der Anwendung. Das

gleiche gilt auch für Handlungsfelder wie Öffentlichkeitsarbeit oder Forschung.

Literatur/Quellen

Haas, W.; Weisz, U.; Amann, C.; Pichler, A. (2010): Weiterentwicklung von Handlungsempfehlungen zur Anpassung

an den Klimawandel in Österreich Aktivitätsfeld „Bauen und Wohnen“ und „Schutz vor Naturgefahren“. AustroClim. Im

Auftrag des Klima- und Energiefonds. Wien.

Kronberger, B.; Balas, M.; Prutsch, A. (2010): Auf dem Weg zu einer nationalen Anpassungsstrategie. Policy Paper.

Arbeitspapier 2. Entwurf. Wien.

Handlungsfelder

Maßnahmen Instrumente und Rahmenbedingungen

Auswirkungen des Klimawandels

Auswirkungen auf das Aktivitätsfeld

„Bauen und Wohnen“

Zunahme der Durch-schnittstemperatur und der Temperaturmaxima

Erhöhung der Innenraumtemperatur

im Sommerhalbjahr

Sicherstellung des thermischen

Komforts in Gebäuden

Zunahme an

Extremwetter-ereignissen

Physikalische Belastung von Gebäudebauteilen

Verstärkung Wärmeinseleffekt

Verbesserung des

Mikroklimas durch siedlungsbezogene

Maßnahmen

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Schutz von Gebäuden

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How dirty is the last mile of groceries, textilies and electronic devices in Austrian?

Untertitel: Results from the NE 2020 project EVES (Mobility and Energy Use for Different

Shopping Situations)

Autoren (inkl. Institutionen) und Projektpartner:

Burger, Eva1; Bruckner, Martin1, Haslinger, Julia1, Seebauer, Sebastian2, Kufleitner, Angelika2

and Veronika, Kulmer2

1 Sustainable Europe Research Institute (SERI); Vienna, Austria

2 Wegener Center for Climate and Global Change, University of Graz, Graz, Austria

Kontaktperson: Burger, Eva ([email protected])

Weblink:

http://seri.at/de/projects/ongoing-projects/eves-mobility-and-energy-use-for-different-shopping-

situations/

Laufzeit des Projekts: Jänner 2010 – September 2011

ACRP-Projekt: Nein, KLIEN NE 2020

Keywords: climate change, energy use, carbon footprint, last mile, groceries

Abstract

Our daily consumption and mobility patterns have a major influence on climate change. The food

sector provides high reduction potentials for individual greenhouse gas balances. Several

European initiatives use CO2-labels for products to provide guidance for climate friendly

consumption decisions. Different methodological details affect the total amount of greenhouse

gas emissions (CO2e) being labelled. According to the PAS 2050 the last “dirty” mile is excluded

from B2C carbon footprint assessments, even though the mobility decisions of consumers have

major effects on life cycle greenhouse gas emissions of groceries. In the qualitative socio-

economic study of Burger et al. (2010), the role of the last mile on the B2C carbon footprint of

groceries was highlighted by the experts interviewed.

The project EVES (Mobility and Energy Use for Different Shopping Situations) was founded by

KLIEN. The objective of EVES is to discuss the relevance of the last mile for the energy demand

and greenhouse gas emissions of different products, based on empirical data from Austria.


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EVES identifies the factors which affect this energy use und shows how it can be reduced by

purposefully applied policies and personal action.

Different models will be applied which are structured from the micro to the macro level, and from

the current situation to the future:

In EVES a model of individual shopping decisions – from the choice of product and

shopping situation to the travel decision and actual act of shopping – was developed.

The decision model is based on empirical data of a standardized survey of n=690

households in the investigation area. Individual decision patterns are analyzed using

structural equation models.

The energy balances of shopping situations will be calculated with data for cumulated

energy demand from different data bases (ecoinvent, GEMIS) and supplemented by data

from the literature as well as from companies in the investigation area. The carbon

footprint will be determined on the basis of energy balances and details about the energy

carriers used.

Scenarios will be developed by the project team and validated in a stakeholder

workshop. Primary and secondary impacts are quantified by a General Computable

Equilibrium model which considers all retroactive effects simultaneously.

The results of EVES are used to evaluate the effect of the last mile on the B2C carbon footprint

of products. EVES develops a model of individual shopping decisions – from the choice of

product and shopping situation to the travel decision and actual act of shopping. Individual

shopping and travel decisions result in shopping mobility and different market shares of

shopping situations. For five shopping situations and three product groups (groceries, textiles

and electronic devices) energy balances and carbon footprints were calculated and compared,

taking into account energy consumption from passenger transportation, delivery transportation,

storage and operation of shops. Scenarios generalize the results from the investigation area (the

urban agglomeration of Graz and the Ökoregion Kaindorf) to Austria. The scenarios depict

possible future shopping structures. The results provide a basis for decision making for policy

options that support a sustainable energy use.


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Benchmark der Klimazukunft: Mikrowellen- und Infrarotlaser-Okkultation zum Monitoring von Treibhausgasen und Klimawandel in der freien Atmosphäre

G. Kirchengast, S. Schweitzer, V. Proschek

Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WEGC) und Institutsbereich Geophysik, Astrophysik und Meteorologie/Institut für Physik (IGAM/IP), Universität Graz, Österreich E-mail: [email protected], Web: www.wegcenter.at

Niedrigfliegende Satelliten (Low Earth Orbit, LEO) in tyischerweise 500 bis 600 km Höhe bilden die Basis der LEO-LEO Mikrowellen-Okkultation (LMO) und Infrarotlaser-Okkultation (LIO), die ähnlich zur bekannten GPS Radio-Okkultation das Messprinzip der Signalverdunkelung durch atmosphärische Brechung und Dämpfung nutzen. Die Kombination von LMO und LIO (LMIO, Abb. 1) macht die Methode einzigartig nutzbar für unabhängige Messungen des globalen Klimazustands. Das Wegener Zentrum ist bei der Entwicklung der LMIO Methode international federführend.

Die LMIO Signale durchqueren die Atmosphäre gleichzeitig und werden dabei v.a. durch Brechung und Absorption beeinflusst. Daraus lassen sich Schlüsselvariablen des Klimawandels mit hoher Genauigkeit ableiten: Temperatur, Feuchte, Windstärke, Treibhausgaskonzentrationen (wie CO2, CH4, N2O, H2O, O3) sowie weitere wichtige Variablen. Die global verfügbare Klimabeobachtung und die gute vertikale Auflösung machen LMIO besonders gut für die Klimaforschung geeignet. Im Vortrag wird das LMIO Verfahren vorgestellt und die erwartete Qualität zum Monitoring von Treibhausgasen und Klimaänderungen diskutiert.

Abbildung 1: Low Earth Orbit (LEO) Mikrowellen-Okkultation (LMO) und Infrarotlaser-Okkultation (LIO) ergeben die mächtige LMIO Methode, die zum weltweiten Referenzstandard für das Monitoring des Klimawandels in der freien Atmosphäre im 21. Jahrhundert werden kann (adaptiert aus Kirchengast and Schweitzer 2011).

Im Rahmen der Entwicklung des Verfahrens führten wir zusammen mit internationalen Partnern (Team von Univ. York, Univ. Graz, Univ. Manchester, MPI Biogeochemie Jena) im Juli 2011 ein Infrarotlaser-Experiment auf den Kanarischen Inseln durch, welches die neue LIO Methode erstmals mittels echter Messungen von CO2, CH4 und H2O demonstrierte (Abb. 2). Trotz der Herausforderung der entsprechenden Messungen über eine Strecke von über 140 km in rund 2.4 km Höhe (insbesondere bzgl. der Feinjustierungen der Laserstrahlbündel) konnten erste gute Daten der Treibhausgase gewonnen werden, womit der Basisnachweis der experimentellen Durchführbarkeit von LIO erfolgreich war. Im Vortrag wird auch dieses Pionierexperiment kurz vorgestellt und erste Ergebnisse im Vergleich zu Vor-Ort-Treibhausgasmessungen am Sende- und Empfangsort werden besprochen.


http://www.wegcenter.at/


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Abbildung 2: Überblick über das LIO Exeriment, welches im Juli 2011 auf den Kanarischen Inseln zwischen La Palma und Teneriffa in ca. 2.4 km Seehöhe durchgeführt wurde.

Die Arbeiten werden von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG (aus dem Austrian Space Applications Programme) und der European Space Agency ESA (aus Future Mission Programmes) gefördert. Wir danken allen internationalen Partnern für die Zusammenarbeit (siehe z.B. Kirchengast et al. 2010, inside coverpages, sowie die Acknowledgments in Kirchengast and Schweitzer 2011). Literatur:

Kirchengast, G., and S. Schweitzer (2011), Climate benchmark profiling of greenhouse gases and thermodynamic structure and wind from space, Geophys. Res. Lett., 38, L13701, doi:10.1029/2011GL047617. (www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL047617.shtml)

Kirchengast, G., and International Science Team Partners and Industry Support Team (2010), ACCURATE—climate benchmark profiling of greenhouse gases and thermodynamic variables and wind from space (ESA Earth Explorer Opportunity Mission EE-8 Proposal), Sci. Rep. 36-2010, Wegener Center Verlag, Graz, Austria. (www.wegcenter.at/wcv > Scientific Reports 2010, document wcv-scirep-no36-gkirchengastetal-jul2010.pdf)

Proschek, V., G. Kirchengast, and S. Schweitzer (2011), Greenhouse gas profiling by infrared-laser and microwave occultation: Retrieval algorithm and demonstration results from end-to-end simulations, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 4, 2273-2328, doi:10.5194/amtd-4-2273-2011. (www.atmos-meas-tech-discuss.net/4/2273/2011)

Schweitzer, S., G. Kirchengast, and V. Proschek (2011), Atmospheric influences on infrared-laser signals used for occultation measurements between Low Earth Orbit satellites, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 4, 2689-2747, doi:10.5194/amtd-4-2689-2011. (www.atmos-meas-tech-discuss.net/4/2689/2011)

Schweitzer, S., G. Kirchengast, M. Schwärz, J. M. Fritzer, and M. E. Gorbunov (2011), Thermodynamic state retrieval from microwave occultation data and performance analysis based on end-to-end simulations, J. Geophys. Res., 116, D10301, doi:10.1029/2010JD014850. (www.agu.org/pubs/crossref/2011/2010JD014850.shtml)

Schweitzer, S. (2010), The ACCURATE concept and the infrared laser occultation technique: Mission design and assessment of retrieval performance, Sci. Rep. 34-2010, Wegener Center Verlag, Graz, Austria. (www.wegcenter.at/wcv > Scientific Reports 2010, document wcv-scirep-no34-sschweitzer-jun2010.pdf)

http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL047617.shtml

http://www.wegcenter.at/wcv

http://www.atmos-meas-tech-discuss.net/4/2273/2011



http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2010JD014850.shtml

http://www.wegcenter.at/wcv


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Klimawandeldetektion in der freien Atmosphäre mit GPS Radio-Okkultation

Verwendung einer Fingerprinting Methode zur Detektion des Klimawandels

in Trendmustern von atmosphärischen Variablen.

Bettina C. Lackner1, Andrea K. Steiner

1, Gabriele C. Hegerl

2, Gottfried Kirchengast

1

1 Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WEGC) und Institutsbereich Geophysik, Astrophysik und

Meteorologie/Institut für Physik (IGAM/IP), Universität Graz 2

University of Edinburgh, School of GeoSciences, Edinburgh, U.K.

Email: [email protected]

Web: http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/2011JCLI3966.1?journalCode=clim und

www.wegcenter.at/arsclisys > Projekte > TRENDEVAL

Projekt: 2009–2012 (TRENDEVAL), FWF-Projekte

Die Global Positioning System (GPS) Radio-Okkultation (RO) ermöglicht die Erstellung von

langzeitstabilen und präzisen Zeitreihen atmosphärischer Klimavariablen. Ein Satellit in

niedrigem Orbit (ca. 400 km bis 1000 km Höhe) empfängt Radiosignale von GPS Satelliten (ca.

20000 km) nach deren Durchquerung der Atmosphäre. Die Messgeometrie ermöglicht dabei eine

vertikale Abtastung der Atmosphäre mit einer sehr guten Höhenauflösung von etwa 0.5 km bis

1.5 km. Hochgenaue Atomuhren werden verwendet, um Phasenwegsverlängerungen von GPS

Signalen aufgrund von Brechzahländerungen der Atmosphäre zu messen. Aus

Brechungswinkelprofilen erhält man in Folge atmosphärische Profile von Refraktivität, Dichte,

Druck, geopotentieller Höhe und Temperatur. Die beste Datenqualität wird in der oberen

Troposhäre (UT) und unteren Stratosphäre (LS) zwischen ca. 7 km und 25 km Höhe erreicht.

Eine Messung dauert etwa ein bis zwei Minuten. Pro Tag können mit einem Empfangssatelliten

im optimalen Fall über 600 Einzelprofile gewonnen werden. Für Klimastudien, wie der hier

vorgestellten, werden diese Einzelmessungen meist zu zonalen Monatsmitteln (Breitenbändern

mit einer Auflösung von 10°) kombiniert. Erste RO Beobachtungen wurden mit der GPS/MET

Mission 1995 bis 1997 gemacht. Kontinuierliche Messungen gibt es seit 2001 vom CHAMP

Satelliten, sowie von SAC-C, GRACE-A, der F3C/COSMIC Mission (6 Satelliten) und vom

MetOp Wettersatelliten.

In dieser Studie untersuchen wir die Konsistenz der Trendmuster (siehe Abbildung 1) von RO

Daten und ausgewählten globalen Klimamodellen (GCM) des 4. Sachstandberichtes des

Intergovernmental Panel on Climate Change in 2 Zeiträumen: (1) 10/1995 bis 08/2010 (mit

Datenlücken zwischen 1995 und 2001) und (2) 09/2001 bis 08/2010 (kontinuierliche

Datenverfügbarkeit). Im Höhenbereich von 300 hPa (ca. 9 km) bis 30 hPa (ca. 25 km)

analysieren wir zonal gemittelte Klimatologien (5 Bänder) zwischen 50°S und 50°N sowie das

Gesamtmittel über diesen Breitenbereich. Neben der Temperatur werden Trendfelder von

Refraktivität und geopotentieller Höhe auf konstanten Drucklevels untersucht.

Die verwendete Optimal Fingerprinting Methode ermöglicht eine Verbesserung des Signal-

Rausch Verhältnisses und die Bestimmung der Konsistenz von Trendmustern aus Beobachtungs-

und Modelldaten. Um ein klareres Trendsignal zu bekommen, wurde das El Niño–Southern

Oscillation (ENSO) Signal von RO und GCMs entfernt. Die RO Daten wurden zusätzlich noch


http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/2011JCLI3966.1?journalCode=clim

http://www.wegcenter.at/arsclisys


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vom Signal der Quasi-Biennalen Oszillation (QBO) bereinigt, welches die Klimamodelle noch

nicht reproduzieren können. Diese beiden Atmosphärenmuster tragen im Fall von ENSO bis zu

rund 40 % der UT Variabilität und im Fall der QBO bis zu rund 30% der LS Variabilität bei.

Die Ergebnisse zeigen im Untersuchungszeitraum ein erkennbares Klimaänderungssignal,

welches konsistent mit den anthropogen beeinflussten GCMs ist. Das Signal ist am besten in

Feldern der geopotentiellen Höhe nachweisbar, welche die integrative Erwärmung der

Troposphäre reflektieren. Für diese Variable kann das Klimaänderungssignal auf einem

Vertrauensniveau von 90 % detektiert werden. Auch eine Temperaturänderung kann mit hoher

Signifikanz (95 %) nachgewiesen werden, sofern kleinräumigere Skalen aufgelöst werden. In

diesem Fall übertreffen die Trendwerte der Beobachtungsdaten die der Klimamodelle um einen

Faktor 2. Die Ergebnisse sind robust hinsichtlich unterschiedlicher Auflösungen. Die geringe

natürliche Variabilität (Sonne, Vulkanausbrüche) während der Beobachtungsperiode legt nahe,

dass die detektierten Änderungen auf den menschlichen Einfluss auf das Klima zurückgeführt

werden können. Insgesamt kann also mit Optimal Fingerprinting bereits ein Trendsignal im RO

Datensatz detektiert werden und es ist zu erwarten, dass dessen Signifikanz mit zunehmender

Datensatzlänge ansteigen wird.

Abbildung 1: Änderungen der Temperatur (links) und geopotentiellen Höhe (rechts) aus

Okkultationsmessungen der Satelliten GPS/MET, CHAMP, GRACE und COSMIC. Das

Grundmuster der RO Trends (jeweils links im Panel) findet sich auch in den Trends aus den

Klimamodellen (jeweils rechts im Panel) wieder. Konturlinien negativer Trends sind strichliert

dargestellt.

Publikation:

B. C. Lackner, A. K. Steiner, G. C. Hegerl, and G. Kirchengast (2011), Atmospheric Climate Change Detection by

Radio Occultation Data Using a Fingerprinting Method, J. Climate (24), in press, doi: 10.1175/2011JCLI3966.1


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Konsistente Klimatologien der Atmosphäre mittels Radio-Okkultation Ulrich Foelsche, Barbara Scherllin-Pirscher*, Florian Ladstädter, Andrea K. Steiner, und Gottfried Kirchengast Wegener Zentrum für Klima und Globalen Wandel (WEGC) und Institutsbereich Geophysik, Astrophysik und Meteorologie, Institut für Physik (IGAM/IP), Karl-Franzens-Universität Graz, Österreich. * derzeit: Advanced Study Program, National Center for Atmospheric Research (NCAR) and COSMIC Project Office, University Corporation for Atmospheric Research (UCAR), Boulder, CO, USA

FWF-Projekt BENCHCLIM (Benchmark Climatologies from Radio Occultation Data) Projektleiter: Dr. Ulrich Foelsche Tel.: +43 316 380 8590 e-mail: [email protected]

Klima-Monitoring mit Radio-Okkultationsdaten

Der vom Menschen verursachte Klimawandel führt nicht nur zu Temperaturänderungen an der Erdoberfläche, sondern auch zu Änderungen in der freien Atmosphäre. Bis vor kurzem waren allerdings kaum Daten in ausreichender Qualität vorhanden, um diese Änderungen auch eindeutig nachzuweisen. Radio-Okkultationsdaten (RO) haben das Potential, die Probleme traditioneller Datenquellen zu lösen. Die Grundlage der Radio-Okkultationsmethode (Kursinski et al., 1997) sind Signale von GPS (Global Positioning System) Satelliten, die von einem Satelliten in niedriger Umlaufbahn (Low Earth Orbit, LEO) empfangen werden, nachdem sie die Atmosphäre der Erde durchquert haben und dabei „verdunkelt“ („okkultiert“) wurden. In Okkultationsgeometrie durchqueren die Radiosignale z.B. kurz vor dem Untergang eines GPS Satelliten immer dichtere Atmosphärenschichten und werden dabei entsprechend den Brechungseigenschaften der Atmosphäre gebrochen und verlangsamt. Aus der gemessenen Phasenwegverlängerung werden Profile fundamentaler atmosphärischer Parameter wie Refraktivität, Dichte, Druck und Temperatur berechnet. Die besondere Eignung für die Klimabeobachtung resultiert aus der einzigartigen Kombination aus hoher Genauigkeit, hoher vertikaler Auflösung, Langzeit-Stabilität, globaler Bedeckung und Allwetter-Tauglichkeit. Die Eignung zur Klimabeobachtung wurde durch Simulationsstudien und klimatologische Analysen echter Daten nachgewiesen. Durch die direkte Ableitung von Phasenwegmessungen aus einem äußerst präzisen Zeitnormal (Atomuhren bzw. Wasserstoff-Maser auf GPS Satelliten der neuesten Generation, ultrastabile Oszillatoren auf LEO Satelliten) liefert die Radio-Okkultation selbstkalibrierte, langzeit-stabile Messwerte. Gerade diese Eigenschaft ist für die Überwachung des Klimawandels von besonderer Bedeutung. Die größten Genauigkeiten (z.B. monatliche Temperaturmittel besser als 0,2 °C) werden in Höhen zwischen 8 km und 30 km erzielt, also genau dort, wo ausgehend von Klimamodell-Rechnungen in den nächsten Jahrzehnten besonders große Temperaturänderungen zu erwarten sind.

Das BENCHCLIM Projekt

Ziel des Projektes ist es, basierend auf RO Daten eine absolute Referenz („Benchmark“) für die obere Troposphäre und untere Stratosphäre (engl. UTLS) zu bilden. Dabei soll auch ein besseres Verständnis für verbleibende (kleine) Restfehler entwickelt werden, um diese genau zu charakterisieren und wenn möglich gänzlich zu vermeiden oder zu entfernen (Scherllin-Pirscher et al., 2011). Die WEGC RO Klimatologien sowie Fehler-Abschätzungen werden über die Seite

www.wegcenter.at/globclim bzw. www.globclim.org frei zur Verfügung gestellt (Foelsche et

al., 2008; 2011).

Ergebnisse


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In Foelsche et al. (2011) haben wir die Konsistenz von Klimatologien untersucht, die basierend auf RO Daten von unterschiedlichen Satelliten gebildet wurden – eine wichtige Voraussetzung, um einen qualitativ hochwertigen, zusammenhängenden Datensatz aus Daten unterschiedlicher Satelliten bilden zu können. Abbildung 1 zeigt Abweichungen global gemittelter Monatswerte der Refraktivität von acht unterschiedlichen RO Satelliten vom Satelliten-Mittel [Dort wo der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre vernachlässigt werden kann, ist die Refraktivität direkt proportional zur Dichte]. Der überwiegende Teil der (kleinen) Abweichungen im oberen Teilbild kann darauf zurückgeführt werden, dass die einzelnen Satelliten unterschiedliche Bereiche der Atmosphäre beobachten (und das zu unterschiedlichen Lokalzeiten). Dieser Abtastfehler kann mithilfe von Analyse-Feldern des Europäischen Zentrums für Mittelfrist-Wettervorhersage (ECMWF) sehr genau abgeschätzt werden (Foelsche et al., 2008, Scherllin-Pirscher et al., 2011), was es erlaubt, den berechneten Abtastfehler von den jeweiligen Klimatologien abzuziehen (unteres Teilbild). Nun zeigt sich eine beeindruckende Konsistenz der Daten der einzelnen Satelliten. Auf zwei Nachkommastellen gerundet sind die Mittelwerte über die jeweils verfügbare Periode für alle Satelliten 0,00 %. Auch Temperatur-Klimatologien, die anhand von Daten der unterschiedlichen Satelliten gewonnen wurden, stimmen in Höhen zwischen 10 km und 30 km im Mittel auf wenige Hundertstel Grad überein (Foelsche et al., 2011). Damit ist es möglich, Daten verschiedener Satelliten zu einem ständig wachsenden, konsistenten Datensatz zu kombinieren, der dazu verwendet werden kann, andere Atmosphärendaten zu validieren (Ladstädter et al., 2011). Aufgrund der hohen Qualität der Daten können damit auch schon im vergleichsweise kurzen Zeitraum von ca. 10 Jahren Temperaturtrends in der Atmosphäre eindeutig nachgewiesen werden (Steiner et al., 2009), sowie ein erkennbares Klimaänderungssignal detektiert werden (Lackner et al., 2011).

Abb. 1. Abweichungen global (und zwischen 10 km und 30 km Höhe) gemittelter Monats-Mittelwerte der Refraktivität von Einzel-Satelliten vom Satelliten-Mittel, von Jänner 2007 bis Dezember 2009. Gezeigt sind die Werte für acht RO Satelliten (links aufgelistet, mit den jeweiligen Mittelwerten über die gesamte verfügbare Periode), einmal inklusive Abtastfehler (oben), einmal mit abgezogenem Abtastfehler (unten).


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Literatur Foelsche, U., M. Borsche, A.K. Steiner, A. Gobiet, B. Pirscher, G. Kirchengast, J. Wickert, and

T. Schmidt (2008) Observing Upper Troposphere–Lower Stratosphere Climate with Radio Occultation Data from the CHAMP Satellite, Climate Dynamics, 31, 49–65, doi:10.1007/s00382-007-0337-7

Foelsche, U., B. Scherllin-Pirscher, F. Ladstädter, A.K. Steiner, and G. Kirchengast (2011) Refractivity and temperature climate records from multiple radio occultation satellites consistent within 0.05%, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 4, 1593–1615, doi:10.5194/amtd-4-1593-2011

Kursinski, E.R., G.A. Hajj, J.T. Schofield, R.P. Linfield, and K.R. Hardy (1997) Observing Earth’s atmosphere with radio occultation measurements using the Global Positioning System, J. Geophys. Res., 102, 23429–23465

Lackner, B.C., A.K. Steiner, G.C. Hegerl, and G. Kirchengast (2011) Atmospheric climate change detection by radio occultation data using a fingerprinting method, J. Climate, 24, in press, doi:10.1175/2011JCLI3966.1

Ladstädter, F., A.K. Steiner, U. Foelsche, L. Haimberger, C. Tavolato, and G. Kirchengast (2011) An assessment of differences in lower stratospheric temperature records from (A)MSU, radiosondes, and GPS radio occultation, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 4, 2127–2159, doi:10.5194/amtd-4-2127-2011

Scherllin-Pirscher, B., G. Kirchengast, A.K. Steiner, Y.-H. Kuo, and U. Foelsche (2011) Quantifying uncertainty in climatological fields from GPS radio occultation: An empirical-analytical error model, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 4, 2749–2788, doi:10.5194/amtd-4-2749-2011

Steiner, A.K., G. Kirchengast, B.C. Lackner, B. Pirscher, M. Borsche, and U. Foelsche (2009) Atmospheric temperature change detection with GPS radio occultation 1995 to 2008, Geophys. Res. Lett., 36, L18702, doi:10.1029/2009GL039777

Informationen über das Wegener Center findet man unter: http://www.wegcenter.at Informationen über die Arbeitsgruppe Atmosphärenfernerkundung und Klimasystem, sowie aktuelle Publikationen unter: http://www.wegcenter.at/arsclisys Radio-Okkultations-Klimatologien unter: http://www.wegcenter.at/globclim bzw. http://www.globclim.org

Danksagung

Unser Dank gilt UCAR/CDAAC, Boulder, CO, USA, für die Bereitstellung der RO Rohdaten, sowie dem Europäischen Zentrum für Mittelfrist-Wettervorhersage (ECMWF, Reading, UK) für die Bereitstellung von Analyse- und Vorhersagedaten. Die Arbeit wurde vom FWF (Projekt P22293-N21, BENCHCLIM) finanziell unterstützt, B. S.-P. auch von der (US) National Science Foundation. Die Entwicklung des RO-Datenprozessierungssystems wurde auch aus Mitteln der FFG (Austrian Space Applications Programme) und der Europäischen Weltraumbehörde ESA unterstützt.


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Breathing of the biosphere – a decade of biosphere-atmosphere trace gas exchange research at the LTSER study site Meadow Neustift Autoren: Georg Wohlfahrt1, Ines Bamberger2, Armin Hansel2, Albin Hammerle1,3, Alois Haslwanter1, Lukas Hörtnagl1 1 Universität Innsbruck, Institut für Ökologie 2 Universität Innsbruck, Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik 3 Momentane Adresse: ETH Zürich, Institut für Agrarwissenschaften Kontaktperson: Georg Wohlfahrt ([email protected]) Weblink: www.biomet.co.at Laufzeit: 01/2001-laufend ACRP-Projekt: Nein Bevorzugte Vortragsart: Vortrag Abstract: Land ecosystems provide a number of important both positive and negative feedbacks to climate. Understanding and predicting likely future climate thus requires quantifying and understanding feedbacks terrestrial ecosystems may provide to climate and how these are affected by global changes in land use and climate. To this end we have started quantifying the exchange of several trace gases, water vapour and the energy balance using a variety of micrometeorological methods at a mountain grassland site in Stubai Valley near the village of Neustift in 2001. At the Klimatag we provide a synthesis of the results of the past decade and report some of the highlights. In particular we will provide insights into the drivers of inter-annual variability and the interactive role of grassland management and weather on the carbon dioxide, water vapour and energy exchange of the investigated grassland. Additionally, we will report on the role of the investigated grassland as a source/sink of reactive carbon compounds and the implications for regional air quality and chemistry.


http://www.biomet.co.at/


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Die Veränderung des Kohlenstoffvorrates von österreichischen Waldböden -

Ergebnisse von Simulationsläufen mit Yasso07.

Robert Jandl und Franz Mutsch (Waldforschungszentrum BFW; 1131 Wien)

Kontaktperson: Robert Jandl; [email protected]

Projekte:

1/ Modellierung des Kohlenstoffvorrates österreichischer Waldböden; 2006-2010; gefördert von der

Umweltsektion des BMLUFW

2/ BioSoil 2005-2006; http://www.inbo.be/content/page.asp?pid=EN_MON_forest_soils; ko-finanziert von

ICP Forest

Bei der Berichterstattung über die Treibhausdynamik von Waldböden gilt es, die "Veränderung

des Kohlenstoffvorrates" zu beschreiben. Da in Waldökosystemen enorme Kohlenstoffmengen

im Boden gebunden sind, kann die Bodendynamik dafür verantwortlich sein, ob ein Standort

eine Kohlenstoffquelle oder –senke darstellt. Selbst prozentuell kleine Kohlenstoff-

Vorratsveränderungen wirken sich auf die lokale Kohlenstoffbilanz stark aus. Die Quantifizierung

der Veränderung des Boden-Kohlenstoffvorrates ist stets eine Herausforderung. Weil sich

Böden langsam verändern und noch dazu eine beträchtliche kleinräumige Variation aufweisen,

wären Bodeninventuren mit einem sehr grossen Stichprobenumfang erforderlich, der aufgrund

finanzieller Restriktionen nur für Einzelstandorte geleistet werden kann. Angesichts dieser

Limitation werden im internationalen Reporting von nationalen Treibhausgasbilanzen auch die

Ergebnisse von Simulationsmodellen als Nachweis für die Bodendynamik anerkannt, wennn die

Eignung der verwendeten Modelle befriedigend nachgewiesen kann. Dabei stossen

Simulationsmodelle oft an ihre Grenzen. Eine verlässliche Vorhersage des absoluten

Kohlenstoffvorrates von Waldböden im Simulationsmodell ist bisher nicht gelungen, da der

Kohlenstoffvorrat weder mit Standortsfaktoren (Klima, Lage) noch mit quantitativ erfassten

Eigenschaften der Waldbestände eng korreliert ist. Ausserdem hat die Standortsgeschichte

einen starken Einfluss auf den Boden-Kohlenstoffvorrat. Diese wird mit Ausnahme von

Spezialstandorten nicht homogen dokumentiert. Aus dem Geländebefund ist bekannt, dass

mitunter Standorte mit sehr hohen Kohlenstoffvorräten wenig produktiv sind und umgekehrt auf

humusarmen Standorten sehr produktive Wälder angetroffen werden. Der Kohlenstoffvorrat des

Waldbodens ist demnach keine geeignete Proxy für die Rate des Kohlenstoffumsatzes in einem

Ökosystem, da er ein breites Spektrum von Formen dern organischen Substanz umfasst, dass

in der chemischen Qualität extrem inhomogen ist.

Obwohl Simulationsmodelle den Kohlenstoffvorrat des Bodens nur unbefriedigend abbilden

können, sind einige für die Quantifizierung der ‘Veränderung des Kohlenstoffvorrates’ sehr gut

geeignet. Für die praktische Anwendung für Regionen bzw. für die Treibhausgasbilanz des

ganzen Landes musste ein Modell gewählt werden, dessen Parametrisierung mit dem

Informationsstand des österreichischen Waldes auch bewältigt werden kann. Hoch-komplexe

Simulationsmodelle mit einem grossen Bedarf an Inputparameters schieden daher aus. Die

Kohlenstoffveränderung der österreichischen Waldböden wurde mit Yasso07 (Abbildung 1)


http://www.inbo.be/content/page.asp?pid=EN_MON_forest_soils


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gerechnet. Das Modell wird vom Kohlenstofffluss aus der Bestandesbiomasse und vom Klima

getrieben. Der Kohlenstoffinput wurde aus Daten der Österreichischen Waldinventur geschätzt.

Die Daten beschreiben für eine grosse Anzahl an Standorten den Vorrat an Stammvolumen zu

verschiedenen Zeitpunkten. Der jährliche Kohlenstoff-Input in den Waldboden aus der ober- und

unterirdischen Biomasse wurde mit einem Set an Biomassen-Expansionsfunktionen und einigen

Experten-Annahmen geschätzt. Für die chemische Qualität des Kohlenstoff-Inputs standen

erprobte Labordaten zur Verfügung. Die Klimadaten stammen aus der Reginalisierung von

Werten des Hydrographischen Dienstes. Als Output liefert Yasso07 für jedes Jahr der

Simulation den Kohlenstoffvorrat des Bodens als Summe chemisch unterschiedlicher Fraktionen

der organischen Substanz. Aus der Zeitreihe kann die Veränderung des Kohlenstoffvorrates

errechnet werden.

Abbildung 1 Input/Output-Struktur des Simulationsprogrammes Yasso07.

Die Verifizierung der Ergebnisse der Simulation erfolgte mit den Daten aus dem BioSoil-Projekt,

in dem die Veränderung des Kohlenstoffvorrates mit einer terrestrischen Inventur an 136

Standorten untersucht worden war, die 20 Jahre nach der Erstaufnahme wiederholt worden war.

An zwei Standorten standen zur Validierung Daten von Boden-Respirationsmessungen zur

Verfügung.

Der Bodenkohlenstoffvorrat hat sich in den letzten 20 Jahren nur wenig verändert. Bei der

Betrachtung des statistischen Verteilung ist leichte Abnahme zu erkennen, die sowohl von der

Erwärmung als auch von Veränderungen in der Struktur der Waldbestände hervorgerufen

wurde, da diese beiden Parameter das Modell treiben. Die Variabilität der

Simulationsergebnisse der Einzelstandorte erheblich und nicht immer mit der dokumentierten

Bestandesdynamik erklärbar. Bei der Stratifizierung zu Wuchsgebieten waren die Resultate gut

interpretierbar. Die Ergebnisse werden zum Anlass genommen, die Erwartung an die

Verläßlichkeit von Simulationsergebnissen zu diskutieren. Immerhin würde der Nachweis, dass

die Waldböden insgesamt eine Kohlenstoffsenke darststellen, die österreichische

Treibhausbilanz erheblich belasten. Gleichzeitig ist die Diskussion zu führen, ob die bekanntlich

ebenfalls sehr variablen Daten von terrestrischen Erhebungen für die Zwecke des

Treibhausgas-Reporting belastbarer sind als Simulationsergebnisse.


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Ist der Klimawandel schuld am Störungsanstieg in Waldökosystemen?

Rupert Seidl

Institut für Waldbau, Department für Wald- und Bodenwissenschaften

Universität für Bodenkultur Wien

[email protected]

In Österreich haben Schäden durch Wind und Borkenkäfer in den letzten Jahrzehnten

deutlich zugenommen und auch Waldbrände werden vermehrt zum Problem. Ein

Ansteigen von Störungsschäden ist aber nicht nur in Österreich sondern europaweit zu

beobachten. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stiegen Waldschäden in Europa

im Schnitt um bis zu 5% pro Jahr. Störungen wie Windschäden, Borkenkäferbefall oder

Waldbrand sind stark wetterabhängige Prozesse: Steigende Temperaturen oder

veränderte Niederschlagsmengen und –muster können die bodenfrostbedingte

Widerstandskraft von Waldbeständen gegenüber Winterstürmen verringern, die

Populationszahlen von Schadinsekten nach oben treiben, oder sommerliche

Trockenperioden mit hoher Brandgefahr verlängern. Es liegt daher nahe, die in den

letzten Jahrzehnten bereits stattgefundene Klimaveränderung für den beobachteten

Anstieg der Störungsschäden verantwortlich zu machen. Betrachtet man jedoch

Waldinventurdaten für den gleichen Zeitraum, so ist auch eine deutliche Veränderung

von stehendem Vorrat, Waldstruktur und -zusammensetzung zu beobachten. Nicht nur

das Klima, sondern auch Faktoren welche die Schadanfälligkeit von Waldbeständen

gegenüber Störungen maßgeblich beeinflussen haben sich in den letzten Jahrzehnten

gravierend geändert. Das Ziel der vorliegenden Studie war es daher, die Beiträge von

Klima- und Waldveränderung auf den beobachteten Störungsanstieg in Europa zu

quantifizieren.

Um diese Frage zu klären, wurden europaweite Waldinventurdaten und Klimaserien für

den Zeitraum 1958 bis 2001 herangezogen und einer kontinentalen Datenbank von

Waldschäden gegenübergestellt. Untersucht wurden 23 europäische Länder mit einer

Gesamtwaldfläche von 136.6 Millionen Hektar. In einem zweistufigen Analyseverfahren

wurden unter Anwendung des Machine Learning Algorithmus Random Forest zuerst

jene Indikatoren herausgefiltert, welche einen signifikanten Einfluss auf den

Störungsanstieg erkennen lassen. In einem zweiten Schritt wurden diese Indikatoren –

getrennt nach ihrer Zugehörigkeit zu Klima- bzw. Waldveränderung – mittels Structural

Equation Modeling simultan mit dem beobachteten Störungsanstieg in Verbindung

gesetzt, um so den relativen Einfluss beider Einflussfaktoren abschätzen zu können.

Auf europäischer Ebene zeigte sich, dass der beobachtete Anstieg von Wind- und

Borkenkäferschäden zu ungefähr gleichen Teilen auf Klima- und Waldveränderungen

zurückzuführen ist. Nur der Anstieg von Waldbränden, dem wichtigsten Störungsfaktor


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im mediterranen Raum, war im Untersuchungszeitraum deutlich stärker vom

Klimawandel als von Veränderungen in Waldzusammensetzung und -struktur getrieben.

Interessant ist dabei vor allem, dass erst das Zusammenspiel der gleichzeitig

ablaufenden Änderungen in Wald und Klima den beobachteten Störungsanstieg

erklärte: Mehr als zwei Drittel der gesamteuropäischen Schäden durch Wind und

Borkenkäfer zwischen 1958 und 2001 konnten auf ein gleichzeitiges Auftreten von

erhöhter Schadanfälligkeit des Waldes und Störungen auslösende Wetterbedingungen

zurückgeführt werden. Für Österreich zeigte sich, dass die steigenden Störungsschäden

überproportional stark auf Änderungen in Waldstruktur und -aufbau zurückzuführen sind.

Zunehmendes Bestandesalter und steigender Holzvorrat waren dabei die

bedeutendsten Einflussfaktoren auf Wind- und Borkenkäferschäden. Nichtsdestotrotz ist

auch ein deutlicher Einfluss des Klimawandels auf den Anstieg von Waldschäden in

Österreich nachweisbar: Das stärkste Gewicht haben dabei zunehmender

Trockenstress (Borkenkäferschäden) und höhere Temperaturen während der

Vegetationsperiode (Waldbrand).

Hier muss jedoch berücksichtigt werden, dass gerade für ein stark heterogenes Land

wie Österreich grobskalige, kontinentale Analysen wie die hier vorliegende auf ihre

Grenzen stoßen. Eine detaillierte Analyse der österreichischen Daten in höherer

Auflösung wäre daher wünschenswert. Die Studienergebnisse belegen nichtsdestotrotz,

dass der fortschreitende Klimawandel bereits deutlich zur Intensivierung von

Schadereignissen beigetragen hat, ein Teil dieser Intensivierung aber auch

„hausgemacht“, i.e. Veränderungen in Waldaufbau und -struktur geschuldet ist. Da der

CO2 Gehalt der Atmosphäre auch in naher Zukunft weiter steigen wird und der historisch

bedingte Waldaufbau nur langsam durch Bewirtschaftung beeinflusst werden kann, ist

auch für die Zukunft von einem hohen bzw. weiter steigenden Störungsausmaß

auszugehen. Die Studienergebnisse untermauern jedoch, dass Waldstruktur und -

zusammensetzung – also jene Aspekte, die aktiv durch den Waldbau beeinflussbar sind

– eine deutliche Auswirkung auf die Höhe von Störungsschäden haben. Eine große

Herausforderung für den Waldbau liegt daher darin, dem fortschreitenden Klimawandel

störungsresistentere Wälder entgegenzustellen, um wichtige Waldfunktionen auch unter

intensivierten Störungsregimes bereitstellen zu können. Mehr Informationen zur Studie

finden sich in einer entsprechenden Publikation in Volume 17, Issue 9 der

internationalen Fachzeitschrift Global Change Biology.


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Direct Attribution of the Anthropogenic climate signal to PHENological observations - DATAPHEN

Helfried Scheifinger, Christoph Matulla, Maja Zuvela-Aloise and Thomas Schöngaßner

Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Hohe Warte 38, Vienna, Austria

([email protected], http://www.zamg.ac.at/forschung/klimatologie/klimafolgen/dataphen/)

Project period 2010 – 2011

ACRP 1st call

Warming of the climate system has been widely observed during the last decades. Attribution analyses suggest that the global pattern of warming during the past half century is very likely caused by human-induced greenhouse gas forcing. There is a dearth on direct attribution studies, which quantitatively link the human influence on the climate system with observed impacts for instance on the biosphere. This work intends to apply the direct attribution method via an end-to-end modelling system to quantitatively link anthropogenic forcing with the observed shift of phenological entry dates.

Temperature Sum Models (TSMs) are applied as a means to quantitatively describe the shift of the phenological entry dates during the last decades to earlier dates due to the human impact on the climate. This approach relies on ensembles of climate model runs done under scenarios "natural forcings only" and "all forcings". Before applying TSMs to climate model results, a suitable number of climate model runs needs to be assembled and checked, whether the difference between the various forcing scenarios is sufficiently significant.

As a first step time series of the 2 m temperature have been plotted for comparison purposes. In Fig. 1 and 2 one observational time series, 32 scenario runs 20C3M, extracted from the KNMI data centre (http://climexp.knmi.nl/select.cgi) and the ECHAM5 runs, originally selected for this project, are displayed. The latter consist of 3 20C3M (all forcings) realisations and 3 (natural forcings only) realisations. All runs are available as time series with monthly resolution. In order to calculate the anomalies, the time period from 1901 – 1950 has been chosen as averaging period and time series have been smoothed by a 11 – year moving average procedure.

Fig. 1: Yearly mean 2 m temperature anomalies relative to 1901 – 1950, smoothed with an 11 year moving average. KNMI Climate Explorer 20C3M ensembles (grey) and ensemble mean (light blue, 32 members) and CRU observational data set (blue); 3 ECHAM5 ensembles all forcings (red, ensemble mean thick line), natural forcings only (green, ensemble mean thick line); global (left) and Europe (0-25E, 45-55N, right).


http://www.zamg.ac.at/forschung/klimatologie/klimafolgen/dataphen/

http://climexp.knmi.nl/select.cgi


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Fig. 2. As Fig. 1, but for the spring months (3, 4 and 5).

From the left hand Figures showing the results of the global scope, following conclusions may drawn:

According to Fig. 1 and 2 the trends of the observations and the ensemble means are quite

similar, except that the models are not able to reproduce the temperature maximum around 1940.

The observed temperature increase begins around 1970, modelled temperature increase starts 5

– 10 years earlier.

The trends of the ECHAM5 20C3M simulations are in the lowest range of the KNMI model

ensemble from 1970 – 2000 during the last 30 model years.

In the global case there are no systematic difference visible between the seasons (only spring is

reproduced here).

The ECHAM5 natural only ensemble mean is always clearly sticking out of the KNMI ensemble

showing no temperature increase after 1970.

Restricting the area to Europe, following conclusions may be drawn:

In the yearly mean temperature case ECHAM5 20C3M shows no trend or as slightly decreasing

trend from 1985 to 1995, in contrast to observations and the KNMI ensemble mean. The ECHAM5

20CSMT ensemble mean does show a small upward trend, moving its temperature curve to the

lower margin of the KNMI ensemble.

The grey shaded ensemble and the ensemble mean indicate that even in case of selecting a

region and a season, significant temperature differences still can be expected.

In case of the spring months, there is no difference between ECHAM5 20C3M and 20CSMT

apparent. If the curves were not coloured, one could not relate them to their specific model runs.

The observed trend much larger than any modelled trends after 1980. This is the most decisive

season for phenology, so, if the TSMs are fed with the temperature time series of this phase only

based on the ECHAM5 runs, there is no difference to be expected between the various forcing

scenarios.

Conclusions

Plotting the mean global surface temperature time series the anthropogenic signal is clearly visible in the ECHAM5 runs (total forcings versus natural only), but as soon as a certain area or season is picked out, the signal to noise ratio decreases dramatically. We need a few more "natural only" forcing model runs in order to increase the ensemble and get more relevant temperature differences between the various forcings in spring, the most decisive season for the phenological events.


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CATS – ein innovativer Ansatz zur Modellierung der Verbreitung von Pflanzenarten im Klimawandel Autoren: Karl Hülber°* und Stefan Dullinger*° * Department of Conservation Biology, Vegetation and Landscape Ecology; Faculty Centre of Biodiversity; University of Vienna; Rennweg 14; A-1030 Vienna; Austria. ° Vienna Institute for Nature Conservation & Analyses; Giessergasse 6/7; A-1090 Vienna; Austria.

Kontakt: K. Hülber, Vienna Institute for Nature Conservation & Analyses Giessergasse 6/7, A-1090 Wien Tel.: 0043 – 1 – 402 96 75 Fax: 0043 – 1 – 402 96 75 – 10 Mail: [email protected] www.VINCA.at Projekt: ECOCHANGE - Biodiversity and Ecosystem changes in Europe http://www.ecochange-project.eu/ Ein "Integrated Project" der Europäische Kommission (“Ecochange – FP6-2005-Global-4 – IP – Contract Number: FP6 2006 GOCE 036866”) mit 23 Partnerinstitutionen (http://www.ecochange-project.eu/partners) Laufzeit: Jänner 2007 - Dezember 2011

Abstract Eine zentrale Folge des Klimawandels ist die Veränderung der Verbreitung von Arten mit Auswirkungen auf Ökologie, Ökonomie und Gesundheit. Einerseits kommt es zum Rückgang heimischer Arten bis hin zu deren Aussterben. Andererseits dehnen eingeschleppte Arten, sogenannte Aliens, ihre Areale zum Teil erheblich aus. In beiden Fällen können fundierte, räumlich explizite Prognosen des Ausbreitungsverhaltens und damit des zukünftigen Vorkommens von essentieller Bedeutung für frühzeitige Schutz- bzw. Bekämpfungsmaßnahmen sein.

Ein häufig verwendeter Ansatz zur Vorhersage von Artverbreitungen sind biogeographische Modelle (i.e. species distribution models; Guisan & Zimmermann 2000; Guisam & Thullier 2005). Bei dieser Art der Modellierung werden statistische Beziehungen zwischen aktuellen Klima- sowie anderen Standortsdaten und der Verbreitung von Arten hergestellt und anschließend auf Klimavorhersagen angewendet. Tatsächlich prognostizieren solche Modelle massive Arealverschiebungen auf regionalem und kontinentalem Maßstab (z.B. Thomas et al. 2004, Thuiller et al. 2005). Allerdings geben biogeographische Modelle nur Auskunft über die potentiellen Areale der modellierten Arten, d.h. über die zukünftige geographische Verteilung von geeigneten Standortsbedingungen. Um ihre tatsächliche Verbreitung an potentiell neue, geeignete Gebiete anzupassen, sind die Arten allerdings zur Migration gezwungen (Dullinger et al. 2004). Artspezifische Limits der Migrationsfähigkeit (Dullinger & Hülber 2011, Dullinger et al. 2011) und Ausbreitungsbarrieren bleiben unberücksichtigt.

Die Migration der meisten Arten kann nicht als kontinuierlicher Prozess modelliert werden, sondern muss als Kombination von vereinzelten, sprunghaften Ausbreitungsereignissen über


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längere Distanzen und einem langsameren Prozess des Auffüllens der Zwischenräume abgebildet werden. Integro-Differenzmodelle bieten einen mathematischen Rahmen, um diese Ausbreitungsstrategie zu beschreiben (Kot et al. 1996) sind allerdings räumlich nicht explizit. Die implizite Annahme homogener Flächen ist selbst bei konstanten Klimabedingungen in hohem Maße unrealistisch, da natürliche Landschaften in aller Regel ein Mosaik von Standorten mit sehr unterschiedlicher artspezifischer Eignung darstellen. Klimawandelszenarien sind in diese Modelle daher kaum integrierbar. Ungeeignete Landschaftsteile stellen aber besonders für weniger mobile Arten wie Pflanzen effektive Wanderungsbarrieren dar. Um diese räumliche Heterogenität bei der Simulation von Migrationen adäquat zu berücksichtigen sind räumlich explizite Modelle vom Typ zellulärer Automaten notwendig (z.B. Pearson & Dawson 2005).

CATS (a Cellular Automaton-type Tool for simulating plant Spread) kombiniert die Vorteile der beiden genannten Modelltypen und erlaubt die räumlich explizite Modellierung von unregelmäßigen Migrationsvorgängen unter Berücksichtigung inhomogener Landschaftsstrukturen. CATS basiert auf einem zellulären Automaten, der die lokale Modellierung demographischer Prozesse der Pflanzenentwicklung mit der artspezifischen Simulation der Samenausbreitung kombiniert. Dabei erlaubt die Integration der Ergebnisse von biogeographischen Modellen die raum-zeitliche Variation der demographischen Parameter. Dieser integrative Ansatz stellt einen wesentlichen Fortschritt für die Prognose möglicher Folgen des Klimawandels dar. Die hierarchische Struktur von CATS erlaubt die Modellierung beliebiger Pflanzenarten auf sehr unterschiedlichen geographischen und zeitlichen Skalenniveaus (von Jahren bis Jahrtausenden; von lokal bis kontinental).

Wir möchten die vielseitige Anwendbarkeit dieser Modellumgebung anhand von zwei Beispielen darstellen:

Um die Folgen der Klimaerwärmung auf die Pflanzenwelt alpiner Regionen zu untersuchen, wurde das Areal von 150 alpinen Pflanzenarten (i.e. Arten mit einem Verbreitungsschwerpunkt oberhalb der Baumgrenze) im gesamten Gebiet des Alpenbogens mit einer Auflösung von 100 x 100 m bis zum Jahr 2100 modelliert. Dabei war ein Rückgang der Arealgrößen bei der überwiegenden Mehrzahl der Arten festzustellen. Lokal verbreitete Arten (=Endemiten) der höchsten Lagen zeigten dabei ein besonders hohes Aussterberisiko. Wir konnten auch zeigen, dass der Rückgang der Arten mit deutlicher zeitlicher Verzögerung der Verschlechterung der klimatischen Bedingungen folgt. Am Ende der Simulationen befand sich ein erheblicher Arealanteil aller Arten in Gebieten mit Umweltbedingungen, unter denen diese dauerhaft nicht bestehen können. Die betroffenen Populationen werden daher auf lange Sicht gesehen verschwinden. Folglich wurde das Ausmaß der Klimawandeleffekte auf die Verbreitung von Arten in vielen Fällen deutlich unterschätzt, da Verzögerungen des Arealrückgangs nicht berücksichtigt wurden.

Der gegenteilige Effekt der Arealausweitung wurde anhand dreier weitverbreiteter, invasiver Arten im Schweizer Kanton Zürich untersucht. Die Bekämpfungsmaßnahmen aggressiv einwandernder Arten sind sehr kostspielig. Ziel der Simulationen war daher die Entwicklung eines Konzepts zum möglichst effizienten Einsatz definierter Mittel. Es zeigte sich, dass ein massiver und frühzeitiger Einsatz notwendig war um eine signifikante Reduktion der Bestände zu erreichen. Außerdem hatte die räumliche Anordnung der Bekämpfungsmaßnahmen einen großen Effekt auf deren Erfolg.

Dullinger, S., Dirnböck, T & Grabherr, G. 2004: Modelling climate change driven tree-line shifts: Relative effects of temperature increase, dispersal and invasibility. - Journal of Ecology, 92: 241-252.

Dullinger, S. & Hülber, K. 2011: Experimental evaluation of seed limitation in alpine snowbed plants. - PLoS One 6: e21537. doi:10.1371/journal.pone.0021537.


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Dullinger, S., Mang, T., Dirnböck, T., Ertl, S., Gattringer, A., Grabherr, G., Leitner, M., & Hülber, K. 2011: Patch configuration affects alpine plant distribution. - Ecography, 34: 576-587.

Guisan, A. & Thuiller, W. 2005: Predicting species distributions: offering more than simple habitat models. - Ecology Letters, 8: 993-1009.

Guisan, A., Zimmermann, N.E. 2000: Predictive habitat distribution models in ecology. - Ecological Modelling, 135: 147-186.

Kot, M., Lewis, M.A. & van den Driessche, P. 1996: Dispersal data and the spread of invading organisms. - Ecology, 77: 2027-2042.

Pearson, R.G. & Dawson, T.P. 2005: Long-distance dispersal and habitat fragmentation: identifying conservation targets for spatial landscape planning under climate change. - Biological Conservation, 123: 389-401.

Thomas, C.D., Cameron, A., Green, R.E., Bakkenes, M., Beaumont, L., Collingham, Y.C., Erasmus, B.F.N., de Siqueira, M.F., Grainger, A., Hannah, L., Hughes, L., Huntley, B., van Jaarsveld, A.S., Midgley, G.F., Miles, L., Ortega-Huerta, M.A., 2004: Extinction risk from climate change. - Nature, 427: 145.

Thuiller, W., Lavorel, S., Araújo, M.B., Sykes, M.T. & Prentice, I.C. 2005: Climate change threats to plant diversity in Europe. - Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 102: 8245-8250.

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The evolution of storminess since 1880 along Canada's … · zwischen Klimawandel, Energie aus Wasserkraft und Ökologie V40: P. Mayrhofer „PlaneteGES“ - Programm zur Berechnung