Regionale Szenarien: Klima und Gesellschaft
26. April 2010 1GLOWA-Danube Regionalkonferenz
26. April 2010 GLOWA-Danube Regionalkonferenz 2
GLOWA-Danube – Szenarien
• Ein GLOWA-Danube Szenario ist ein Satz von Annahmen für den Verlauf der Zukunft, der beinhalten kann:
• die Entwicklung des Klimas• die Entwicklung der Bevölkerung un der Lebensstile und Konsummuster• die Entwicklung der Landnutzung• die Entwicklung externer Rahmenbedingungen• etc.
• Da der tatsächliche Verlauf der Zukunft unsicher ist, kann ein Szenarioaus einem Ensemble mehreren Realisisierungen bestehen. Sie sind statistisch äquivalent.
• Im Vordergrund steht die mögliche Entwicklung des Klimas
• Ausgangspunkt der Analyse:• was sagt der IPCC-Report 2007 zur regionalen Klimaentwicklung?• was sagen regionale Klimamodelle zur regionalen Klimaentwicklung?• was sagen die gemessenen Klimadaten zur zukünftigen Entwicklung
des Klimas?
• die Wissenschaftler von GLOWA-Danube haben aus der Analyse regionale Klimaszenarien entwickelt
Was wissen wir global? IPCC 2007
DJFJJADJFJJA
Wahrscheinlichste Veränderungen 1990-2090 aus einem Ensemble globaler Modelle, SRES-A1B-scenario (IPCC, 2007)
26. April 2010 3GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Was wissen wir regional? REMO-UBA
A1B: Änderung von Temperatur und Niederschlag 2071-2100 vs. 1961-1990
Tempe-ratur
Nieder-schlag
+9.8%
+3.3 °CMAM
+14.0%
+4.7 °CDJF
-26.0%
+4.5 °CJJA
-7.2%
+4.5 °CSON
∆%
∆oC
26. April 2010 4GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Was wissen wir historisch? - 1960-2006
Sommertemperatur
Wintertemperatur
26. April 2010 5GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Was wissen wir historisch? – 1960-2006
Sommerniederschlag
Winterniederschlag
Zeitraum: 1960 - 200626. April 2010 6GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Was wissen wir historisch? - Regionale Klimavariabilität
Beziehung wöchentliche Lufttemperatur vs Niederschlag Obere Donau 1960-2006 y = 0.0017x2 - 0.0892x + 0.6767
R2 = 0.8578
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
Woche im Jahr
Korr
elat
ions
koef
fizie
nt
• Winter: höhere Temperatur => stärkerer Niederschlag• Sommer: höhere Temepratur => gerinerer Niederschlag• Variabilität steckt in der Kovarianz
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6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1950 1970 1990 2010 2030 2050 2070 2090
Jahr
esm
ittel
tem
pera
tur [
o C]
GLOWA-Danube Klimatrends
Temperaturanstieg 1960-2006: 1.6 oC
A1B-Emissionen Temperaturanstieg 1990 – 2090:IPCC: 3.3 oC REMO-UBA: 4.5 oCMM5: 4.8 oC Fortschreibung: 5.1 oC
Fortschreibungaus 1960-2006
REMO-A1Bregional
IPCC-A1Bregional
MM5-A1Bregional
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GLOWA-Danube Klimatrends
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-4 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46
Woche
Nie
ders
chla
gsän
deru
ng [%
] Fortschreibungaus 1960-2006MM5-A1B
regional
REMO-A1Bregional
IPCC-A1Bregional
A1B-Emissionen Niederschlagsänderung 1990 – 2090:IPCC: W:+ 7.0% S:-14% REMO-UBA: W:+2.1% S:-23%MM5: W:+10.4% S:-15% Fortschreibung: W:+2.5% S:-35%
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Zusammenfassung GLOWA-Danube Klimatrends
• Grundannahme: Emissionen entwickeln sich nach IPCC A1B Szenario
• Gemeinsamkeiten der Erkenntnisse an der Oberen Donau bis 2100• 3.3 – 5 °CTemperaturanstieg zu erwarten bis 2100• Niederschlagsanstieg im Winter +8% bis +60%• Niederschlagsrückgang im Sommer -13% bis -70%
Klimatrend 1 (IPCC regional):Temperaturanstieg IPCC regional: +3.3 °C Niederschlagsänderung IPCC regional: +7% Winter,-14% Somme
Klimatrend 2 (UBA REMO):Temperaturanstieg REMO: +4.5 °CNiederschlagsänderung REMO regional: +9.8% Winter, -26% Sommer
Klimatrend 3 (MM5):Temperaturanstieg MM5: +4.8 °CNiederschlagsänderung REMO regional: +7.7% Winter, -28.7% Sommer
Klimatrend 4 (Fortschreibung):Temperaturanstieg Messung regional: +5.1 °CNiederschlagsänderung aus Korrelation N -T (1960-2006)
GLOWA-Danube Klimatrends
26. April 2010 10GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Regionaler Klimawandel
Globaler Klimawandel Regionale Klimafolgen
Globale Emissions-szenarien
Globale Klimamodelle
IPCC Assessment-Prozess
Globaler Konsens zum KlimawandelUnsicherheiten!
Regionaler Klimaantrieb
Regionale Folgenmodelle
Stakeholder Dialog und Assessment
Regionaler Konsens zu den Folgen des
KlimawandelsUnsicherheiten!
Regionaler Klimaantrieb
TemperaturNiederschlag
FeuchteWind
Strahlung∆t = 1 h
∆x = 1 km2011-2060
?????
Aufgabe: aus den regionalen Klimatrends zukünftige Klimadaten für die Klimafolgenmodelle erzeugen Ansatz:1. Downscaling der Ergebnisse der regionalen Klimamodelle2. Statistischer Klimadaten-Generator
26. April 2010 11GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Regionale Klimamodelle
Abweichungen zum Klima der Vergangenheit trotz Downscaling
Fazit: zunächst Konzentration auf statistischen Klima-Antriebsgenerator
26. April 2010 12GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Ergebnisse von 2 Modellen: REMO und MM5mit gleichem GlobalmodellKaum Spannweite zur Analyse der Unsicherheiten
KLIMAGEN - Stochastischer Klima-Antriebsgenerator
KLIMAGEN macht aus den historischen Messdaten der Klimamessnetzezukünftige regionale Klimaantriebe
• Grundannahme: Klima der Vergangenheit enthält ähnliche wöchentliche Witterungsverläufe wie Klima der Zukunft nur in anderer Abfolge und Häufigkeit (warme-kalte Wochen, feuchte-trockene Wochen).
• Ansatz: Klimatrends bestimmen den zukünftigen Verlauf von Temperaturanstieg und Niederschlagszu- und abnahme.
• Stochastik: Zufallsgenerator simuliert Variabilität des Witterungsverlaufs aufgrund der Kovarianzen der Vergangenheit.
• Viele unterschiedliche Realisierungen eines Klimatrends sind möglich, wenn der Startwert des Zufallsgenerators verändert wird, sie bilden ein Ensemble.
26. April 2010 13GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Ensembles mit dem Klima-Antriebsgenerator
Kriterium: Häufigste Durchschnittstemperatur 2011-2035 aus 5000 Realisierungen
250
Klimavariante mit der häufigsten Durchschnittstemperatur 2011-2035: Baseline
0
50
100
150
2009.
04
9.08
9.13
9.17
9.22
9.26
9.31
9.35 9.
4
9.44
9.49
9.53
9.58
9.62
9.67
9.71
9.76 9.
8
9.85
Durchschnitts-Temperatur [oC] 2011-2035
Anza
hl
IPCCREMOFortschreibung
-reg. -reg.
26. April 2010 14GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Ensembles mit dem Klima-Antriebsgenerator
Kriterium: Mitteltemperatur der 5 heißesten aufeinander folgenden Sommer aus 5000 Realisierungen
Klimavariante mit wärmsten (5%-Percentile) JJA-Mitteltemperatur von 5 aufeinander folgenden Jahren: 5 heiße Sommer
-reg. -reg.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
17.1
17.2
17.3
17.5
17.6
17.7
17.8
17.9
18.1
18.2
18.3
18.4
18.5
18.7
18.8
18.9 19
19.1
19.3
JJA-Temperatur 5 Jahre [oC]
Anza
hlIPCCREMOFortschreibung
5%-Percentilen
26. April 2010 15GLOWA-Danube Regionalkonferenz
GLOWA-Danube Klimavarianten
Aus einem Ensemble von 5000 Realisierungen wurden für jedender 4 GLOWA-Danube Klimatrends
• IPCC regional UBA-REMO• MM5 Fortschreibung
4 GLOWA-Danube Klimavarianten ausgewählt:1. Variante: BASELINE
mittlere Temperatur aller 5000 Realisierungen zwischen 2011 und 2035
2. Variante: 5 warme Winterdie 5 wärmsten aufeinander folgenden Winter zwischen 2011 und 2035 innerhalb der 5% Quantile
3. Variante: 5 heiße Sommerdie 5 heissesten aufeinander folgenden Jahre zwischen 2011 und 2035 innerhalb der 5% Quantile
4. Variante: 5 trockene Jahredie 5 trockensten aufeinander folgenden Jahre zwischen 2011 und 2035 inerhalb der 5% Quantile
26. April 2010 16GLOWA-Danube Regionalkonferenz
Macht zusammen 16 verschiedene Klimaantriebe, die auf der Basis des IPCC eine breite Palette von möglichen Klimaverläufen repräsentiert
26. April 2010 17GLOWA-Danube Regionalkonferenz
GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien• Grundannahme: Klima wird sich verändern, Klima ist aber nicht alles!
• Gesellschaftliche Entwicklung: auf Grundlage der Sinus Sociovision GmbH
• Bevölkerungsentwicklung bis 2020 aus Microm-Daten, dann extrapoliert
• drei unterschiedliche Einwicklungspfade:• Performance oder Free is fair
(freier Markt, hedonistischere, marktorientierte, materiailistischere Gesellschaft)
• Allgemeinwohl oder Shared destiny(Besinnung auf gesamtgesellschaftliche Verantwortung, Orientierung am Allgemeinwohl, Besinnung auf Vertrauen, Harmonie und Balance)
• Baseline oder es bleibt wie es ist(Mittelweg zwischen den ersten beiden)
Diese Pfade der gesellschaftlichen Entwicklung entsprechen denKlimatrends bei der Klimaänderung
26. April 2010 GLOWA-Danube Regionalkonferenz 18
GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien• Frage: wie kann man die Gesellschaftstrends so aufbereiten, dass sie die
Entscheidungen der Akteure in DANUBIA entsprechend beeinflussen?
In jedem Teilprojekt Spezifizierung der Szenarien durch Storylinesz.B. eine Storyline zum Tourismus:
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GLOWA-Danube Gesellschaftsszenarien
prägt sich wie folgt in den Grundlagen zur Wirkungsanalyse aus:
bei der Analyse des Wasserverbrauchs der Haushalte und der Industrie, der Wasserversorger und der Landwirte wurde entsprechend vorgegangen.
GLOWA-Danube Szenarien - Fazit
Auswahl 1: Auswahl 2: Auswahl 3 Auswahl 4: Klimatrend Klimavariante Gesellschafts- Maßnahme
szenario
26. April 2010 20GLOWA-Danube Regionalkonferenz
MM5 regional
Fortschreibung
REMO skaliert & biaskorrigiert
IPCC regional
REMO regional
Baseline
5 warme Winter
5 heiße Sommer
5 trockene Jahre
Baseline
Performance
Allgemeinwohl
Maßnahme 1
Maßnahme 2
Maßnahme ...
MM5 skaliert & biaskorrigiert