2. UBA Anpassungskonferenz, Dessau-Roßlau, 02.-03. Sept. 2010 1
Klimawandel – Extremwetter –Frühwarnsysteme
Dr. Paul Becker, DWD
HitzewelleAugust 2003
HitzewelleJuli 2010
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1 Trends in Häufigkeit und Intensität beobachteter Extremereignisse
Überblick
32 Entwicklung und Optimierung von
an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Ausblick
Zusammenfassung5
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1 Trends in Häufigkeit und Intensität beobachteter Extremereignisse
Überblick
32 Entwicklung und Optimierung von
an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Azsblick
Zusammenfassung5
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Änderung dermittleren Verhältnisse
Der Klimawandel äußert sich durch:
Änderung der Häufigkeitund Intensität vonExtremereignissen
Auswirkungen auf alle Wetterelemente?
regional unterschiedlicheVeränderungen
Lokale und zeitliche Variabilität des Extremwettergeschehens erschwert Nachweis eines Zusammenhangs mit Klimawandel
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HitzewelleHochwasserTornados
Sommer 2010 – Extremereignisse nehmen zu?
Ende Juni bis zur 3. Julidekade in fast ganz DeutschlandQuelle: www.dwd.de/presse
Große Dürre von Mitte Juni bis zur 3. Julidekade mit Waldbränden in der Heide; im August extremer Niederschlag mit Überschwem-mungen z. B. in Oberlausitz und MünsterlandQuelle: www.dwd.de/presse
In 2010 bisher mind. 26 Tornados und mehr als 100 Tornado-Verdachtsfälle (z. B. am 09.06. 2x in NRW, am 23.08. in Mecklenburg-Vorpommern und in Hessen, am 30.08. in Baden-Württemberg)Quelle: http://www.tornadoliste.de/
Z. B. Handys ermöglichen einfache Dokumentation und rasche Kommunikation von Extremereignissen
Auswirkung auf langjährige Statistiken
Aber
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Beobachtete Änderungen in der Andauer von Hitzeperioden im Sommer (links) und Änderung der Häufigkeit von Frosttagen im Winter (rechts), 1976-2006 im Vergleich zu 1961-1990
Änderung von Hitzeperioden und Frosttagen
Quelle: EEA-JRC-WHO 2008
JR2
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Zahl der Heißen Tage (Temperaturmaximum mind. 30,0 °C), Gebietsmittel Deutschland,1951-2009
Entwicklung der Zahl der Heißen Tage
Quelle: DWD 2010
EinzeljahreLinearer TrendPolynomischer Trend
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Häufigkeit von Starkregen (mind. 60 mm/Tag)1955 - 1964 1975 - 19841965 - 1974 1995 - 20041985 - 1994
Som
mer
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ter
Que
lle: D
WD
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0
0 1 2 3 10 >10 Tage/Dekade
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Mittelwert des Starkregens (nur für >20 mm/Tag)
20-25 25-30 30-35 35-40 >40 mm/Tag
Som
mer
Win
ter
1955 - 1964 1975 - 19841965 - 1974 1995 - 20041985 - 1994
Que
lle: D
WD
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Daten: 37 Messstationen
Gebiet Oberer Main Fläche ca. 50 km x 50 km
Linearer Trend derAnzahl Tage/Jahr mit RR >= 30 mm/TagZeitraum: 1931-2008
Große Unterschiede im Trend extremer Niederschläge von Ort zu Ort
KLIWA
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Zahl der Tage mit Hagel, Gebietsmittel Deutschland,1951-2009
Entwicklung der Zahl der Tage mit Hagel
Quelle: DWD 2010
Einzeljahre Linearer Trend Polynomischer Trend
Intensitäten?
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Entwicklung der Anzahl der Tage mit Windgeschwindigkeit >= Bft 8
Feldberg/Schw. Karlsruhe
0
20
40
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100
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140
160
180
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Anza
hl d
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age
0
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5
6
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Anza
hl d
er T
age
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Entwicklung des 98-%-Perzentils der Windgeschwindigkeit
Zeitreihe des 98 %-Perzentils des geostrophischen Windes in der Deutschen Bucht 1879-2009Jahreswerte, 15-jährig gleitendes Mittel und linearer Trend
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
1879
1883
1887
1891
1895
1899
1903
1907
1911
1915
1919
1923
1927
1931
1935
1939
1943
1947
1951
1955
1959
1963
1967
1971
1975
1979
1983
1987
1991
1995
1999
2003
2007W
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98 %-Perzentil 15-jährig gleitendes Mittel linearer Trend
Que
lle: D
WD
201
0
98-%-Perzentil des geostrophischen Windes, Gebietsmittel Deutsche Bucht,1879-2009
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1 Trends in Häufigkeit und Intensität beobachteter Extremereignisse
Überblick
32 Entwicklung und Optimierung von
an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Ausblick
Zusammenfassung5
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Die vier Elemente eines bevölkerungsorientierten Frühwarnsystems
Quelle: nach ISDR Platform for the Promotion of Early Warning, UN/ISDR 2006.
Kenntnis der Risiken und Gefahren
Überwachungs- und Warndienste
Kommunikation und Information
Befähigungzur Reaktion
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Faktoren der Relevanz von Frühwarnsystemen und ihre Zeitabhängigkeit
Quelle: nach Basher, 2006
Die Faktoren der Relevanz von Frühwarnsystemenund ihre Zeitabhängigkeit
FaktorenZeitskala
Sekunden Stunden Tage Wochen Monate Jahre Dekaden
Seismizität (Erdbeben), Tsunami
Wetter, Ozeane, Überflutungen
Böden, Wasserspeicher, Schneedecken, El Nino
Betroffene Bevölkerung, Konflikte, Migration
LandwirtschaftlicheProduktion, Preise, Reserven, Nahrungsmittelhilfen
Industrie, Städte, Infrastruktur
Raumplanung, Klimawandel
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1. Das Hitzewarnsystem (seit 2005)
2. Brandgefahrenindizes
Spezielle Frühwarnsysteme des DWDAuswahl
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Das deutsche Hitzewarnsystem Zahl der ‘Hitzetoten’ 2003 in Deutschland: wahrscheinlich mehr als 7.000 Zunehmende Wahrscheinlichkeit ähnlich katastrophaler Ereignisse (IPCC)
zwei Warnstufen thermophysiologisch relevant
(vollst. Wärmehaushaltsmodelldes menschl. Körpers mitAkklimatisationsansatz) Vorhersagezeitraum 7 Tage räumliche Auflösung: Warnbezirke zusätzliche Information zu
Raumtemperaturen aus einem Gebäude-Simulationsmodell
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Frühwarnsystem Hitzewarnung:Zusammenarbeit von Bund (DWD) und Ländern
Bund (Deutscher Wetterdienst) Länder
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nach internationaler Gefahrenskala
Vorhersage der Waldbrandgefahr Vorleistung des Bundes (DWD) für Warnungen der Länder
Stufen der Waldbrandgefährdung
sehr geringeGefahr1
2345
geringe Gefahr
mittlere Gefahr
hohe Gefahrsehr hoheGefahr
saisonal: von März bis Oktober
täglich neu
Länderspezifisch unterschiedliches Warnmanagement
Teilweise gibt DWD Warnungen im Auftragder Länder heraus
WARNUNGEN
MASSNAHMEN
GefahrenindizesBund (Deutscher Wetterdienst) Länder
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1 Trends in Häufigkeit und Intensität beobachteter Extremereignisse
Überblick
32 Entwicklung und Optimierung von
an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Ausblick
Zusammenfassung5
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Lufttemperatur, WärmebelastungAuswirkung des Klimawandels auf Städte
Kooperationen desDWD mit mehreren Städten
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Klimaprojektionen: Heiße Tage im Jahr
Quelle: DWD 2009
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Quelle: DWD
Klimaprojektion: Raum Frankfurt/M. Tage2.93.43.94.44.95.45.96.46.97.47.98.48.99.49.9
Differenz der Zahl der Heißen Tage
2021 – 2050bezogen auf1971 – 2000
Bei Projektionsrechnungen von Heißen Tagen ist die Belastbarkeit der Ergebnisse wegen der geringen Stichprobenzahl relativ gering.
CLM, Antrieb durch ECHAM-5(Lauf 1), SRES-Szenario A1B
Gebietsmittel: 7,1 Tage/JahrMinimum: 3,0 Tage/JahrMaximum: 9,8 Tage/Jahr
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Projektion: Änderung der Zahl der Heißen TageStadtgebiet Frankfurt am Main - 2021-2050 im Vergleich zu 1971-2000
Quelle: DWD
Bei Projektionsrechnungen von Heißen Tagen ist die Belastbarkeit der Ergebnisse wegen der geringen Stichprobenzahl relativ gering.
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1 Trends in Häufigkeit und Intensität beobachteter Extremereignisse
Überblick
32 Entwicklung und Optimierung von
an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Ausblick
Zusammenfassung5
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Mittlere Erwärmung! Erhöhte Variabilität?
Unsere Gesellschaft ist besonders vulnerabel gegenüber Veränderungen der Extremwerte!
Klimaprojektionen: Extremwertprojekt
Projekt: Auswertung regionaler Klimaprojektionen für Deutschland hinsichtlich der Änderung des Extremverhaltens von Temperatur, Niederschlag und Windgeschwindigkeit
Behördenarbeitskreis„Klimawandel und Bevölkerungsschutz“
Mittlere Erwärmung! Erhöhte Variabilität?
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SRES-Scenario GCM RCM
A1B
HadCM3Q0CLM
HadRM3Q0
HadCM3Q16
HadRM3Q16
C4IRCA3
HadCM3Q3HadRM3Q3
SMHIRCA
BCMSMHIRCA
HIRHAM5
ECHAM5-r3
SMHIRCA
REGCM3
RACMO2
REMO
ECHAM5-r2REMO
CLM
ECHAM5-r1
CLM
REMO
HIRHAM5
ARPEGEHIRHAM5
RM5.1
Ensemble-Änderungssignale19 Klimaprojektionen, Niederschlag, Sommer; Quelle: DWD
Eintrittswahrscheinlichkeit für die Änderungssignale des Niederschlags: 2021 – 2050 JJA
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Überblick
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an die Zukunft angepassten „Warnsystemen“
Auswirkungen von projizierten Änderungssignalen auf extreme Wetterereignisse: Beispiel „Wärmebelastung in Städten“
Ausblick
Zusammenfassung5
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Extremwertbetrachtungen stellen einen Forschungsschwerpunkt (auch beim DWD) dar, wobei der Vernetzung aller Teilbereiche Klimamonitoring/-diagnose Szenarienrechnungen Wirkmodelle besondere Bedeutung zukommt.
Zusammenfassung
Die Zahl der heißen Tage und der Hitzewellen nimmt in Deutschland zu (Beobachtung und Projektion). Die Trends bei den beobachteten Niederschlagsextrema in Deutschland sind uneinheitlich.
Es existieren schon spezielle operationelle Frühwarnsysteme hoher Qualität (Hitzewarnsystem, Brandgefahrindizes).
Für das Funktionieren von Frühwarnsystemen (Messdaten Maßnahmen) ist die Zusammenarbeit von Bund und Ländern notwendig.
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Viele Dank für Ihre Aufmerksamkeit.