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Brigitte Knopf (PIK) 1
Folgen des Klimawandels: Beispiel Indien
Dr. Brigitte Knopf
Potsdam Institut fürKlimafolgenforschung (PIK)
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Folgen des Klimawandels
• Gletscherschmelze• Meeresspiegelanstieg• Veränderung der
Monsun-Dynamik
www.welt-atlas.com
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Gletscherschmelze
• Die Gletscher des Himalaya spielen eine entscheidende Rolle für die Trinkwasserversorgung
• 67 % aller ca. 6000 Gletscher im Himalaya befindensich seit 1850 auf dem Rückzug (WWF, 2005)
• Starke Korrelation zwischen Temperaturanstieg und Gletscherschmelze
• In den letzten drei Jahrzehnten: starker Anstieg derRückzugsgeschwindigkeit (ICSI, 1999)
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Rückzug der Gletscher
Quelle: WWF 2005
Ursprungsgletscher des Ganges: Gangotri-Gletscher, Rückzug seit 1780
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GletscherschmelzeBildung von Gletscherseen mit der Gefahr von Überschwemmungen
Quelle: Nasa
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Gletscherschmelze: Konsequenzen
Ergebnisse einer Modellstudie (SAGARMATHA-Project, 2004)
• Zunächst: vermehrter Wasserzufluss mit Gefahr von Überschwemmungen
• Gegen Ende 2100: 30-90% Reduktion des Wasserflusses
• Stromabwärts geringere Auswirkungen
Weitere Konsequenzen• Bedrohung für Indiens Pläne, Wasserkraft zu nutzen• Bedrohung der Trinkwasserversorgung für 500-600
Millionen Menschen (10% der Weltbevölkerung!)
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Meeresspiegelanstieg
• Gefährdung von Mumbai (IPCC-TAR 2001)
• Flüchtlingsproblematik Bangladesch
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Sommer
Monsun: Phänomen
• große Temperaturunterschiede zwischen Land und Ozean
• halbjährliche Änderung der Windrichtungfeuchte Sommer und relativ trockene Winter
Winterhttp://www.m-forkel.de/klima/zirk_passat.html
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Modell des indischen Monsuns
w2
w1
Tibet
TTib, qTib
T(z), q(z)
Toc, qoc
Indian OceanE
P
A
Fs
Flw
RD
20°N NS
A
z
Fs Solar RadiationFlw Longwave radiationA AdvectionP PrecipitationE EvapotranspirationR RunoffD Percolation
Prognostische Variablen:Ta Temperatur, qa relative Feuchte, w1/w2 Bodenfeuchte
Zickfeld et al. (2005)
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Das Modell: Gleichungen
Atm. Wärme
Atm. Wasserdampf
Bodenfeuchte in oberer BodenschichtBodenfeuchte inunterer Bodenschicht
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Modellvalidierung
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Stabilität des Monsuns
feuchterMonsun
trockenerMonsun
Zwei mögliche Zustände des Monsuns:
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trockenerMonsun
Stabilität des Monsuns
Steigende Aerosol-Emissionen
feuchterMonsun
Albedo Änderung:
Waldrodung / Landnutzungsänderungen
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trockenerMonsun
Stabilität des Monsuns
Steigende CO2-Emissionen
feuchterMonsun
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trockenerMonsun
Worst-case: „Achterbahneffekt“
feuchterMonsun
Steigende Aerosol-Emissionen
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trockenerMonsun
Worst-case: „Achterbahneffekt“
feuchterMonsun
Steigende CO2-Emissionen+Reduzierung der Aerosol-Emissionen
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Aerosol Emissionen
Quelle: NASA
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Stabilität des Monsuns
Oberflächenalbedo As
heut
iger
Zus
tand
stabilinstabil
Bifurkationsdiagramm
Zickfeld et al. (2005)
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Monte Carlo Analyse
Oberflächenalbedo Asanthropogene (PA5)
alle (P40)
Lage der Bifurkation: Vergleich der Parametersätze
Knopf et al. (2006)
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Brigitte Knopf (PIK) 20
Monte Carlo Analyse
Oberflächenalbedo As
Knopf et al. (2006)
heut
iger
Zus
tand
stabilinstabil
alle P40
anthropogene PA5
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Veränderung des Jahresgangs
Knopf et al. (2007), submitted
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Brigitte Knopf (PIK) 22
Stabilität unter Klimawandel
• Bistabilität des Monsuns • Wahrscheinlichkeit des Ausbleibens kann aus
reduziertem Modell nicht geschlossen werden• große Unsicherheit bezüglich der genauen Lage
dieses Kipp-Punktes („tipping point“)
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El Niño und MonsunEl Niño beschreibt Temperaturanomalie im Pazifik
Quelle: NCEP, MPI-MET
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ENSO und Monsun
• El Niño führt zu Dürren, La Niña zu vermehrtem Niederschlag
• Unter Klimawandel: möglicherweise häufigere und stärkere El Niño Ereignisse
• Starke Erwärmung im Zentralen Pazifik könnte zu Dürren führen
• Andererseits: Erwärmung des Indischen Ozeans vermehrter Niederschlag
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Klimawandel und Monsun
• Leichte Zunahme der interannuellen Variabilität (ca. 10% bis 2100)
• Ernteausfälle bis zu 70% in 2100 möglich• Jetzt beobachtbar: Zunahme von heftigen
Niederschlagsereignissen
Quellen: Stern Review on the economics of climate change, 2006Goswami et al., Science, 2006
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Brigitte Knopf (PIK) 26
Zusammenfassung
• Abschmelzende Gletscher• Gefahr durch Meeresspiegelanstieg• Ausbleiben des Monsuns durch erhöhte Aerosol-
Emissionen möglich• Worst-case Szenario: „Achterbahneffekt“• Einfluss von ENSO auf Monsun unter Klimawandel
sehr unsicher• Zunahme von heftigen Niederschlagsereignissen