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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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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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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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