Wetterextreme und Klimawandel: Unterschied zwischen den Versionen

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== Was sind Wetter- und Klimaextreme? ==
 
== Was sind Wetter- und Klimaextreme? ==
Es gibt keine einheitliche Definition für Wetter- und Klimaextreme.<ref name="IPCC 2012">IPCC (2012): http://ipcc-wg2.gov/SREX/ Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation</ref> Grundsätzlich lassen sich zwei Ansätze unterscheiden:
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* Hauptartikel: [[Wetter- und Klimaextreme]]
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Es gibt keine einheitliche Definition für Wetter- und Klimaextreme. Grundsätzlich lassen sich zwei Ansätze unterscheiden:
 
# der Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses,
 
# der Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses,
 
# der Bezug auf einen bestimmten Grenzwert.
 
# der Bezug auf einen bestimmten Grenzwert.
  
Bei dem ersten Ansatz geht es um die statistische Häufigkeit von definierten Werten in einem bestimmten Zeitraum. So kann ein Extremereignis, z.B. eine bestimmte hohe Menge Niederschlag an einem Tag, dadurch definiert werden, dass es einmal in 100 oder einmal in 10 Jahren auftritt. Eine andere Möglichkeit ist die Bestimmung des prozentualen Anteils. So ließen sich die Tage, an denen 5 % der höchsten Tagesmaximum-Temperaturen eines Jahres vorkommen, als ‚heiße Tage’ definieren. Man benutzt hier auch den Ausdruck Perzentil: Heiße Tage liegen dann über dem 95 %-Perzentil aller Tagesmaximum-Temperaturen eines Jahres. Eine weitere Variante ist der Bezug auf die Standardabweichung eines längeren Zeitraumes. Ein extremes Ereignis lässt sich dann durch die doppelte, dreifache etc. Standardabweichung bestimmen.<ref>Vgl. hierzu auch: Christian Schönwiese (2007): [http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima/PDF_Dateien/Sw_Muenster_2006.pdf Wird das Klima extremer? Eine statistische Perspektive.], in: Endlicher, W., Gerstengarbe, F.-W. (Hrsg): [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], S. 60-66</ref>  
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== Schäden durch Wetterextreme ==
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* Hauptartikel: [[Schäden durch Wetterextreme]]
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Hitzewellen, Überschwemmungen und Stürme kommen dem Interesse der Medien entgegen, den Klimawandel als katastrophales Ereignis darzustellen. Und so vermitteln zumindest die Medienberichte den Eindruck, dass die Welt in jüngster Zeit von immer mehr und immer stärkeren Unwettern heimgesucht wurde. Das ist jedoch nicht in jeder Hinsicht zutreffend.
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== Veränderungen von Extremereignissen ==
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[[Bild:Climate extremes trends.jpg|thumb|540px|Abb. 1: Veränderungen in der Häufigkeit bzw. Intensität verschiedener Klimaextreme seit der Mitte des 20. Jahrhunderts (Tropische Wirbelstürme über dem Nordatlantik: seit den 1970er Jahren). Die Pfeile zeigen die Richtung der Veränderung (Zu- bzw. Abnahme) an.]]
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Extremereignisse kommen per Definition selten vor. Das macht es so schwierig, einen Trend nachzuweisen, da über die erforderlichen Zeiträume in vielen Fällen weder von der Menge noch von der Qualität her geeignete Daten vorliegen.<ref> IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.8.1</ref><ref>IPCC (2012): [http://www.ipcc.ch/report/srex/ Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation], 3.2.1</ref>    Gerade bei kurzfristigen Extremereignissen wie [[Starkniederschläge und Hochwasser|Starkniederschlägen]] oder Tagesmaximum-Temperaturen sind zeitlich dichte Datenreihen erforderlich, um eine Veränderung über einen größeren Zeitraum festzustellen. Vielfach gibt es solche Daten aber erst seit der Mitte des 20. Jahrhunderts, in manchen Regionen erst seit den 1970er Jahren. Hinzu kommt, dass in manchen Ländern immer noch zeitlich hoch aufgelöste Datenreihen nicht frei zugänglich sind. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Messungen häufig nicht nach denselben Kriterien vorgenommen wurden.
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Am besten ist die Datenlage noch bei Temperaturen, gefolgt von Niederschlägen. [[Tornados]] und Gewitter jedoch sind in vielen Teilen der Welt nur sehr schlecht beobachtet worden. Über [[außertropische Stürme]] existieren selbst in den entwickelten Ländern geschlossene Datenreihen zumeist erst seit ca. 1950. Noch schwieriger ist die Lage bei [[Tropische Wirbelstürme|tropischen Wirbelstürmen]], weil sich hier die Beobachtungsmethoden, von der Land- und Schiffsbeobachtung über Flugzeuge und Satelliten, im Laufe der Zeit stark geändert haben.
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Wo genügend Daten vorliegen, sind jedoch in vielen Fällen eindeutige Trends nachweisbar.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 3.8</ref><ref>IPCC (2013): Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis, 2.6</ref> So lässt sich über 70 % der globalen Landgebiete seit Mitte des 20. Jahrhunderts auf der einen Seite eine Abnahme kalter Nächte und Frosttage und auf der anderen Seite eine Zunahme hoher Tages- und Nachttemperaturen feststellen. Ähnlich nehmen auch die extremen Kältewellen ab und [[Hitzewellen]] zu. Auch bei Starkniederschlägen kann in vielen Gebieten der mittleren Breiten ein Trend zu häufigeren Ereignissen ausgemacht werden, und zwar auch in solchen Gebieten, in denen die mittleren Niederschläge abnehmen. In vielen Landregionen der Welt haben seit den 1970er Jahren außerdem die Gebiete zugenommen, die von [[Dürren]] betroffen wurden, in anderen wie im zentralen Nordamerika und Nordwest-Australien allerdings abgenommen (vgl. Abb. 1). Bei tropischen Wirbelstürmen konnte eine Zunahme der Gesamtzahl nicht nachgewiesen werden, jedoch eine Zunahme der Stürme der Kategorie 4 und 5. Besonders im Jahrzehnt 2000-2011 wurde eine außergewöhnliche Zahl an extremen Wetterereignissen festgestellt.<ref name="Coumou" /> Insgesamt zeichnet sich bei den extremen Wetterereignissen eine Tendenz ab, die durchaus in Einklang steht mit der globalen Erwärmung. Gibt es aber tatsächlich einen ableitbaren Zusammenhang?
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== Ursachen der Veränderungen ==
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Extremereignisse treten aus verschiedenen Gründen auf, die sowohl regional begrenzt sein, aber auch wie der globale Klimawandel eine weltweite Dimension besitzen können oder aus einer Kombination von beiden bestehen. Der menschliche Einfluss durch die [[Kohlendioxidemissionen|Emission von Treibhausgasen]] auf das mittlere globale Klima in den letzten Jahrzehnten gilt in der Klimaforschung als gesichert. Das gilt insbesondere für die Erhöhung der Temperaturen sowohl im globalen wie im kontinentalen Maßstab. Ebenso gesichert ist, dass anthropogene [[Aerosole]] der Erwärmung entgegen gewirkt haben, die sonst noch höher ausgefallen wäre. Damit im Zusammenhang steht auch der menschliche Einfluss auf den [[Wasserkreislauf|Wasserdampfgehalt der Atmosphäre]]. Bei einem Grad Erwärmung erhöht sich die Aufnahmekapazität der Atmosphäre von Wasserdampf um 7 %. Der höhere Wasserdampfgehalt wiederum beeinflusst den [[Niederschlag]].
  
Der zweite Ansatz bezieht sich auf die Überschreitung eines definierten absoluten Grenzwertes. So kann ein heißer Tag dadurch definiert werden, dass die Maximumtemperatur über 30 °C liegt (s. Kenntage). Für diese Definition spricht die einfache Handhabung. Der Nachteil liegt jedoch darin, dass der Grenzwert für jede Region neu definiert werden muss. Ein heißer Tag in Skandinavien ist etwas anderes als im Mittelmeerraum. Die Eintrittswahrscheinlichkeit arbeitet dagegen mit relativen Werten und passt sich dadurch den jeweiligen klimatischen Gegebenheiten an.  
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Ob der anthropogene globale [[Klimawandel]] als Ursache für die Zunahme von Extremereignissen geltend gemacht werden kann, hängt auch von der Art der Extremereignisse ab. Bei manchen Wetterextremen lassen einfache physikalische Überlegungen einen  solchen Zusammenhang annehmen.<ref name="Coumou">Coumou, D., S. Rahmstorf (2012): [http://www.pik-potsdam.de/~stefan/Publications/Nature/Coumou_Rahmstorf_NCC2012.pdf A decade of weather extremes, Nature Climate Change, doi:10.1038/nclimate1452]</ref>  Bei einer Erhöhung der mittleren Temperatur wird es auch zu einer Zunahme von hohen Temperaturen bzw. [[Hitzewellen]] kommen, wenn alle anderen Faktoren unverändert bleiben. Eine wärmere [[Atmosphäre]] hat eine höhere [[Verdunstung]] zur Folge. Daraus können in manchen Regionen mehr [[Dürren]] entstehen. In anderen Regionen kann es zu stärkeren [[Niederschläge]]n kommen, weil die Atmosphäre mehr Wasserdampf enthält. Außerdem steht in der Atmosphäre durch den Wasserdampf mehr latente Energie als Antrieb von [[Außertropische Stürme|Stürmen]] zur Verfügung. Also könnten auch stärkere Stürme die Folge sein. Diese Zusammenhänge sind jedoch nur dann zwingend, wenn alle anderen Bedingen, z.B. auch die natürlichen klimatischen Verhältnisse, gleich bleiben.
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[[Bild:Extreme_haeufung.gif|thumb|420px|Abb. 2: Klimaänderung und Extreme]]
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Ein verändertes Klima wie die globale Erwärmung durch eine höhere Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre führt also höchstwahrscheinlich auch zu Änderungen der Extremereignisse. Zugleich können aber auch [[natürliche Klimaschwankungen]] zu mehr oder stärkeren Extremen führen. Da natürliche und anthropogene Einflussfaktoren in der Regel immer zusammen wirken, ist es im Einzelfall schwierig, den globalen Klimawandel als Ursache für ein bestimmtes Extremereignis nachzuweisen, das in der Regel nicht aus einer einzigen Ursache wie einer höheren Mitteltemperatur abzuleiten ist.<ref>IPCC (2012): [http://www.ipcc.ch/report/srex/ Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation], FAQ 3.2</ref> So entstand die [[Hitzewellen Europa|europäische Hitzewelle 2003]] durch ein lang anhaltendes [[Hochdruckgebiet|Hochdrucksystem]] in einer [[Blockierende Wetterlage|blockierenden Wetterlage]], das eine starke Sonneneinstrahlung möglich machte, und aufgrund von ausgetrockneten Böden durch eine vorhergehende Trockenheit. Die [[Hitzewellen Europa|Hitzewelle in Russland]] und die starken [[Starkregen Südasien|Überschwemmungen in Pakistan]] im Jahre 2010 waren ebenfalls Folge einer blockierenden Wetterlage mit einem stationären Hoch über Osteuropa und einem anhaltenden Tief über Pakistan. Solche Bedingungen können auch auf natürliche Weise entstehen, sind aber aufgrund veränderter Temperaturverhältnisse zwischen mittleren und hohen Breiten infolge der globalen Erwärmung wahrscheinlicher geworden.<ref name="Coumou" />  Insofern ist auch häufiger mit Hitzewellen wie 2003 in West- und Mittel- und 2010 in Osteuropa durch den Klimawandel zu rechnen. Schon das Ereignis zweier so extremer Hitzeereignisse auf demselben Kontinent in einem Jahrzehnt kann als Beleg dafür verstanden werden. Der anthropogene Klimawandel macht es also wahrscheinlicher, dass bestimmte Extremereignisse intensiver werden und häufiger auftreten. Umgekehrt lässt es sich aber nicht bei einem einzelnen Extremereignis beweisen, dass es durch die globale Erwärmung bedingt ist.
  
Die Unterscheidung zwischen einem extremen Wetter- und einem extremen Klimaereignis richtet sich nach der Dauer des Ereignisses.<ref name="IPCC 2012" /> Ein Wetterextrem dauert weniger als einen Tag bis höchstens wenige Wochen. Typische Beispiele sind Stürme und heftige Niederschläge.  Klimaextreme ereignen sich auf längeren Zeitskalen. Typisch dafür sind z.B. mehrere Monate anhaltende Dürren. Klimatische Extremereignisse können sich aber auch aus mehreren aufeinanderfolgenden Wetterereignissen zusammensetzen, so aus einer Hitzewellen und anschließender Dürre. Da die Abgrenzung zwischen beiden Extremarten oft schwierig ist, verwendet der IPCC in seinem Bericht über Extremereignisse den Begriff Klimaextreme auch für beide Arten von Extremeereignissen.
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== Einzelnachweise ==
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<references/>
  
== Schäden durch Wetterextreme ==
 
  
Hitzewellen, Überschwemmungen und Stürme kommen dem Interesse der Medien entgegen, den Klimawandel als katastrophales Ereignis darzustellen. Und so vermitteln zumindest die Medienberichte den Eindruck, dass die Welt in jüngster Zeit von immer mehr und immer stärkeren Unwettern heimgesucht wurde. Tatsächlich zugenommen haben in jüngster Zeit die [[Kosten des Klimawandels|ökonomischen Kosten]] von wetterbedingten Naturkatastrophen. So haben sich etwa die volkswirtschaftlichen Schäden durch große Überschwemmungskatastrophen von 22 Mrd. US$ in den 1960er Jahren auf 234 US$ in den 1990er Jahren mehr als verzehnfacht.<ref>Berz, G. und W. Kron (2005): Überschwemmungskatastrophen und Klimaänderung: Trends und Handlungsoptionen aus (Rück-)Versicherungssicht, in: Lozán, J.L. u.a.(Hg.): Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg, 264-269</ref> Der Hauptgrund dafür liegt allerdings in der zunehmenden Zahl von Menschen und den höheren Sachwerten in Gebieten, die durch Extremereignisse gefährdet sind. Dazu gehören insbesondere Küstenstreifen und Flussauen, in denen sich Siedlungen und Infrastrukturanlagen konzentrieren. Ob auch die Verursacher dieser Schäden, nämlich die meteorologischen und hydrologischen Extreme, in Anzahl und Stärke zugenommen haben, lässt sich weniger leicht bestimmen und muss bei jedem Typ von Extremereignis für sich entschieden werden.
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== Änderungen durch den Klimawandel ==
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==Klimadaten zum Thema==
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Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/ '''Daten zum Klimawandel'''] eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen:<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/ ''Europa''] nach den neuen [[RCP-Szenarien]]: [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4434288/starkregen-rcp/ Starkregen], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4439710/europa-sturmtage-rcp/ Sturmtage], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-rcp-daten/4432592/europa-heisse-tage-rcp/ heiße Tage] und [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-sres-daten/ mehr].<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/europa-sres-daten/ ''Europa''] nach den älteren [[Klimaszenarien|SRES-Szenarien]]: [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-sres-daten/2731008/temperatur-heisse-tage/ heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-sres-daten/2742536/sturmtage/ Sturmtage] und [http://bildungsserver.hamburg.de/europa-sres-daten/ mehr].<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ ''Afrika'']: [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4454898/afrika-heisse-tage/ heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/afrika-gesamt-daten/4462478/afrika-starkregentage/ Starkregentage] und [http://bildungsserver.hamburg.de/00-afrika-daten/ mehr].<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ ''Asien'']: [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4358706/w-s-asien-heissetage/ heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-west-sued-asien/4275160/w-s-asien-eistage/ Eistage] und [http://bildungsserver.hamburg.de/00-asien-daten/ mehr].<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ ''Nordamerika'']: [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238616/temperatur-heisse-tage/ heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/4238612/temperatur-eistage/ Eistage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/6690050/nordamerika-maximale-windgeschwindigkeit/ maximale Windgeschwindigkeit] und [http://bildungsserver.hamburg.de/00-nordamerika/ mehr].<br>
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[http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ ''Südamerika'']: [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/4491224/suedamerika-heisse-tage/ heiße Tage], [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/8424716/suedamerika-starkregentage/ Starkregentage] und [http://bildungsserver.hamburg.de/00-suedamerika/ mehr].<br>
  
Noch schwieriger ist es, einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Wetterereignissen und dem globalen Klimawandel nachzuweisen. Bei einem einzelnen Vorkommen wie etwa der [[Hitzewellen Europa|europäischen Hitzewelle im August 2003]] oder der Elbeflut im Jahre 2002 ist das nicht möglich, da solche außerordentlichen Ereignisse ebenso ein Ergebnis der [[Natürliche Klimaschwankungen|natürlichen Klimaschwankung]] sein könnten. Erst eine signifikante statistische Häufung von Starkregen, Stürmen oder Dürren im Einklang mit den Veränderung des mittleren Klimas kämen als Grundlage für den Nachweis des Zusammenhangs in Frage. Physikalische Überlegungen legen es zwar nahe, bei einer Zunahme der Durchschnittstemperatur auch eine Zunahme von Hitzeperioden sowie starken Niederschlägen in einigen Regionen und Trockenheit in anderen zu erwarten (bei Stürmen sind die Zusammenhänge schwieriger zu beurteilen) und insofern liegen solche Vorkommnisse in der "Logik" des Klimawandels. Beweisen lässt sich dieser Zusammenhang jedoch gegenwärtig nicht, da Extremereignisse per definitionem sehr selten sind und es daher in den meisten Fällen keine ausreichenden statistischen Datenreihen gibt.  
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Hier finden Sie eine [http://bildungsserver.hamburg.de/daten-zum-klimawandel/4119542/arbeitsanweisungen-panoply/ '''Anleitung zur Visualisierung der Daten'''].
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Da der Klimawandel global ist, macht es wenig Sinn, lokale Zunahmen von Extremereignissen, für die es in Einzelfällen etwas weiter zurückreichende Statistiken gibt, daraus abzuleiten. Globalen Untersuchungen aber fehlen hinreichende Datenserien aus allen repräsentativen Regionen. Vor allem gibt es keine homogenen Daten über mehrere Jahrzehnte, da die Messmethoden sich in vielen Fällen geändert haben. Erst der Beginn der Satellitenära ab ca. 1979 hat die Lage für einige Extremereignisse wie Hurrikane oder Überschwemmungen etwas verbessert.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.8.1.</ref>
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Auf dem Hintergrund zahlreicher Unsicherheiten lässt sich über die Zeit seit etwa 1950 Folgendes sagen:<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 3.3</ref> Die Anzahl der [[Hitzewellen]] hat seit ca. 1950 über Landgebieten global zugenommen. Ebenso ist die Anzahl der Ereignisse mit [[Starkniederschläge und Hochwasser|Starkregen]] deutlich gestiegen. In zahlreichen Gebieten der Nordhalbkugel haben [[Dürren]] zugenommen, besonders im südlichen Eurasien, Nordafrika und nördlichen Nordamerika. Tropische Wirbelstürme zeigen eine Zunahme bei den starken Ereignisse seit ca. 1970, wobei hier der Einfluss großer natürlicher Schwankungen einen deutlichen Einfluss besitzt. Auf der Nordhalbkugel hat die Aktivität der [[Außertropische Stürme|Winterstürme]] zugenommen, wobei gleichzeitig eine Verschiebung der Zugbahnen polwärts festzustellen ist.
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==Schülerarbeiten zum Thema==
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'''Schülerarbeiten zum Thema des Artikels''' aus dem [http://klimaprojekt.de Schulprojekt Klimawandel]:
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* [http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3233446/9a3a9ea618e34ae727d1531ba5e270a0/data/2011-hitzewellen.pdf Mehr Wetterextreme durch den Klimawandel?] Werden die Intensität und Häufigkeit von Hitzewellen zunehmen und lässt sich diese Zunahme auf den globalen Klimawandel zurückführen? (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)
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* [http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113376/3ad73a391d5c182574456e04d4c2a756/data/2007-extremereignisse-und-ihre-folgen.pdf Extremereignisse und ihre Folgen] im Zuge des Klimawandels am Fallbeispiel des Elbhochwassers 2002 (Gymnasium Athenaeum Stade, Stade),
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* [http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3113476/290fef330276527eca819729f81889ff/data/2007-jahrhundertflut-klimawandel.pdf Alle Jahre eine Jahrhundertflut?] Muss man in Zukunft mit vermehrten Hochwasserereignissen an der Elbe rechnen? Und in welcher Weise nimmt der Klimawandel Einfluss darauf? (Stadtteilschule Walddörfer, Hamburg)
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* [http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/3542316/03eedf24de26a8f08198433a070cc1ae/data/2012-wasser-afrika.pdf Einfluss des Klimawandels auf die Wasserversorgung in Afrika und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit] (Gymnasium Osterbek, Hamburg),<br>
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* [http://bildungsserver.hamburg.de/contentblob/7817176/dc6a4c67ef25ef3a54b4c56b559023e3/data/2015-wasserknappheit-in-kalifornien.pdf Wasserknappheit in Kalifornien] Inwiefern beeinflusst der Klimawandel die Dürre in Kalifornien und welche Folgen resultieren daraus? (Cesar Klein Schule, Ratekau)
  
Für die Zukunft projizieren [[Klimamodelle|Klimasimulationen]] global eine statistische Zunahme von Extremereignissen.<ref>IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 10.1</ref> Danach werden sich die beobachteten Trends in Zukunft verstärken. So wird die Hitzewelle in Europa im Jahre 2003 als Vorbote kommender Hitzewellen angesehen, die in einem künftigen Klima mit steigenden Mitteltemperaturen deutlich häufiger auftreten werden. Höhere Temperaturen bedeuten auch zum einen eine höhere Verdunstung und zum anderen eine höhere Kapazität der Atmosphäre zur Aufnahme von Wasserdampf. Das eine führt zu häufigeren und länger anhaltenden Dürren, das andere zu stärkeren Niederschlägen. Dabei werden die heute schon trockenen Gebiete in Zukunft vermehrt unter Trockenheit leiden. Die stärkeren Niederschläge können sowohl in trockenen wie feuchteren Klimazonen auftreten. Besonders für Mittel- und Nordeuropa werden dagegen vor allem starke Winterniederschläge projiziert. Bei den tropischen Zyklonen sagen die Modelle eine geringere Anzahl, aber stärkere Ereignissen mit mehr Niederschlägen voraus. Auch die außertropischen Stürme sollen in der Zahl geringer, in der Intensität größer werden.
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== Einzelnachweise ==
 
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== Weblinks ==
 
== Weblinks ==
* Christian Schönwiese (2007): [http://www.geo.uni-frankfurt.de/iau/klima/PDF_Dateien/Sw_Muenster_2006.pdf Wird das Klima extremer? Eine statistische Perspektive.], in: Endlicher, W., Gerstengarbe, F.-W. (Hrsg): [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], S. 60-66.  
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* Carbon Brief (2019): [https://www.carbonbrief.org/mapped-how-climate-change-affects-extreme-weather-around-the-world Mapped: How climate change affects extreme weather around the world] - Studien zu einzelnen Wetterextremen und deren Zuordnung werden auf einer Weltkarte zugänglich gemacht. Mit einer Einführung in die neue Zuordnungs(Attribution-)Wissenschaft.
* Christian Schönwiese (2005): [http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_spezielle_nutzer_schule_umwelt&T31201558461164718194235gsbDocumentPath=Content%2FOeffentlichkeit%2FKU%2FKU2%2FKU22%2Fklimastatusbericht%2Feinzelne__berichte%2Fksb2005__pdf%2F01__2005.html Klimawandel und Extremereignisse in Deutschland]
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* Carbon Brief (2019): [https://docs.google.com/spreadsheets/d/16HFMt-W8ghSTMI9ZSVPtoFpr95dic2643Ni0PjtZP4M/edit#gid=1550946617 DATA Carbon Brief Attribution Database 2019 update] - Auflistung von Studien zu einzelnen Wetterextremen und deren Zuordnung.
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* Christian Schönwiese (2007): [http://edoc.hu-berlin.de/docviews/abstract.php?lang=ger&id=28160 Wird das Klima extremer? Eine statistische Perspektive.], in: Endlicher, W., Gerstengarbe, F.-W. (Hrsg): [http://edoc.hu-berlin.de/miscellanies/klimawandel/ Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke], S. 60-66.  
 
* M. Jonas, T. Staeger, C. Schönwiese (2005): [http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=2946 Berechnung der Wahrscheinlichkeiten für das Eintreten von Extremereignissen durch Klimaänderungen - Schwerpunkt Deutschland]
 
* M. Jonas, T. Staeger, C. Schönwiese (2005): [http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=2946 Berechnung der Wahrscheinlichkeiten für das Eintreten von Extremereignissen durch Klimaänderungen - Schwerpunkt Deutschland]
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* [http://www.ncdc.noaa.gov/climate-information/extreme-events Extreme Events] National Oceanic and Atmospheric Administration, National Climatic Data Center (neue Homepage)
  
 
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<metakeywords>DBS-Wiki-KW, Hitzewellen, Dürren, Starkniederschläge, Hochwasser, Außertropische Stürme, Tropische Wirbelstürme, Tornados, Wetter- und Klimaextreme, Aktuelle Klimaänderungen, Hitzewellen Europa, Starkregen Südasien, Extremereignisse</metakeywords>
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[[Kategorie:Extremereignisse]]

Aktuelle Version vom 13. April 2019, 11:19 Uhr

Für die regionalen Folgen des Klimawandels von besonderer Bedeutung sind mögliche Veränderungen von Extremereignissen wie Hitzeperioden, Starkniederschläge und Hochwasserereignisse, Stürme (siehe auch Tropische Wirbelstürme, Tornados) und Sturmfluten. Sie können zu Naturkatastrophen mit erheblichen Schäden und dem Verlust von Menschenleben führen. Katastrophen der letzten Zeit wie die Überschwemmungen am chinesischen Jangtse 1998, das Jahrhunderthochwasser am Mississippi 1993, der europäische Hitzesommer 2003 oder die Überschwemmungen in Pakistan 2010 haben nicht nur wegen der Opfer und Schäden, sondern auch wegen der möglichen Beziehung zum anthropogenen Klimawandel in der Öffentlichkeit besondere Aufmerksamkeit erregt. Dabei hat die Frage, ob extreme Wetterereignisse in letzter Zeit zugenommen haben und künftig weiter zunehmen könnten und ob diese Zunahme auf den Klimawandel zurückzuführen ist, eine zentrale Rolle gespielt.

1 Was sind Wetter- und Klimaextreme?

Es gibt keine einheitliche Definition für Wetter- und Klimaextreme. Grundsätzlich lassen sich zwei Ansätze unterscheiden:

  1. der Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses,
  2. der Bezug auf einen bestimmten Grenzwert.

2 Schäden durch Wetterextreme

Hitzewellen, Überschwemmungen und Stürme kommen dem Interesse der Medien entgegen, den Klimawandel als katastrophales Ereignis darzustellen. Und so vermitteln zumindest die Medienberichte den Eindruck, dass die Welt in jüngster Zeit von immer mehr und immer stärkeren Unwettern heimgesucht wurde. Das ist jedoch nicht in jeder Hinsicht zutreffend.

3 Veränderungen von Extremereignissen

Abb. 1: Veränderungen in der Häufigkeit bzw. Intensität verschiedener Klimaextreme seit der Mitte des 20. Jahrhunderts (Tropische Wirbelstürme über dem Nordatlantik: seit den 1970er Jahren). Die Pfeile zeigen die Richtung der Veränderung (Zu- bzw. Abnahme) an.

Extremereignisse kommen per Definition selten vor. Das macht es so schwierig, einen Trend nachzuweisen, da über die erforderlichen Zeiträume in vielen Fällen weder von der Menge noch von der Qualität her geeignete Daten vorliegen.[1][2] Gerade bei kurzfristigen Extremereignissen wie Starkniederschlägen oder Tagesmaximum-Temperaturen sind zeitlich dichte Datenreihen erforderlich, um eine Veränderung über einen größeren Zeitraum festzustellen. Vielfach gibt es solche Daten aber erst seit der Mitte des 20. Jahrhunderts, in manchen Regionen erst seit den 1970er Jahren. Hinzu kommt, dass in manchen Ländern immer noch zeitlich hoch aufgelöste Datenreihen nicht frei zugänglich sind. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Messungen häufig nicht nach denselben Kriterien vorgenommen wurden.

Am besten ist die Datenlage noch bei Temperaturen, gefolgt von Niederschlägen. Tornados und Gewitter jedoch sind in vielen Teilen der Welt nur sehr schlecht beobachtet worden. Über außertropische Stürme existieren selbst in den entwickelten Ländern geschlossene Datenreihen zumeist erst seit ca. 1950. Noch schwieriger ist die Lage bei tropischen Wirbelstürmen, weil sich hier die Beobachtungsmethoden, von der Land- und Schiffsbeobachtung über Flugzeuge und Satelliten, im Laufe der Zeit stark geändert haben.

Wo genügend Daten vorliegen, sind jedoch in vielen Fällen eindeutige Trends nachweisbar.[3][4] So lässt sich über 70 % der globalen Landgebiete seit Mitte des 20. Jahrhunderts auf der einen Seite eine Abnahme kalter Nächte und Frosttage und auf der anderen Seite eine Zunahme hoher Tages- und Nachttemperaturen feststellen. Ähnlich nehmen auch die extremen Kältewellen ab und Hitzewellen zu. Auch bei Starkniederschlägen kann in vielen Gebieten der mittleren Breiten ein Trend zu häufigeren Ereignissen ausgemacht werden, und zwar auch in solchen Gebieten, in denen die mittleren Niederschläge abnehmen. In vielen Landregionen der Welt haben seit den 1970er Jahren außerdem die Gebiete zugenommen, die von Dürren betroffen wurden, in anderen wie im zentralen Nordamerika und Nordwest-Australien allerdings abgenommen (vgl. Abb. 1). Bei tropischen Wirbelstürmen konnte eine Zunahme der Gesamtzahl nicht nachgewiesen werden, jedoch eine Zunahme der Stürme der Kategorie 4 und 5. Besonders im Jahrzehnt 2000-2011 wurde eine außergewöhnliche Zahl an extremen Wetterereignissen festgestellt.[5] Insgesamt zeichnet sich bei den extremen Wetterereignissen eine Tendenz ab, die durchaus in Einklang steht mit der globalen Erwärmung. Gibt es aber tatsächlich einen ableitbaren Zusammenhang?

4 Ursachen der Veränderungen

Extremereignisse treten aus verschiedenen Gründen auf, die sowohl regional begrenzt sein, aber auch wie der globale Klimawandel eine weltweite Dimension besitzen können oder aus einer Kombination von beiden bestehen. Der menschliche Einfluss durch die Emission von Treibhausgasen auf das mittlere globale Klima in den letzten Jahrzehnten gilt in der Klimaforschung als gesichert. Das gilt insbesondere für die Erhöhung der Temperaturen sowohl im globalen wie im kontinentalen Maßstab. Ebenso gesichert ist, dass anthropogene Aerosole der Erwärmung entgegen gewirkt haben, die sonst noch höher ausgefallen wäre. Damit im Zusammenhang steht auch der menschliche Einfluss auf den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre. Bei einem Grad Erwärmung erhöht sich die Aufnahmekapazität der Atmosphäre von Wasserdampf um 7 %. Der höhere Wasserdampfgehalt wiederum beeinflusst den Niederschlag.

Ob der anthropogene globale Klimawandel als Ursache für die Zunahme von Extremereignissen geltend gemacht werden kann, hängt auch von der Art der Extremereignisse ab. Bei manchen Wetterextremen lassen einfache physikalische Überlegungen einen solchen Zusammenhang annehmen.[5] Bei einer Erhöhung der mittleren Temperatur wird es auch zu einer Zunahme von hohen Temperaturen bzw. Hitzewellen kommen, wenn alle anderen Faktoren unverändert bleiben. Eine wärmere Atmosphäre hat eine höhere Verdunstung zur Folge. Daraus können in manchen Regionen mehr Dürren entstehen. In anderen Regionen kann es zu stärkeren Niederschlägen kommen, weil die Atmosphäre mehr Wasserdampf enthält. Außerdem steht in der Atmosphäre durch den Wasserdampf mehr latente Energie als Antrieb von Stürmen zur Verfügung. Also könnten auch stärkere Stürme die Folge sein. Diese Zusammenhänge sind jedoch nur dann zwingend, wenn alle anderen Bedingen, z.B. auch die natürlichen klimatischen Verhältnisse, gleich bleiben.

Abb. 2: Klimaänderung und Extreme

Ein verändertes Klima wie die globale Erwärmung durch eine höhere Konzentration von Treibhausgasen in der Atmosphäre führt also höchstwahrscheinlich auch zu Änderungen der Extremereignisse. Zugleich können aber auch natürliche Klimaschwankungen zu mehr oder stärkeren Extremen führen. Da natürliche und anthropogene Einflussfaktoren in der Regel immer zusammen wirken, ist es im Einzelfall schwierig, den globalen Klimawandel als Ursache für ein bestimmtes Extremereignis nachzuweisen, das in der Regel nicht aus einer einzigen Ursache wie einer höheren Mitteltemperatur abzuleiten ist.[6] So entstand die europäische Hitzewelle 2003 durch ein lang anhaltendes Hochdrucksystem in einer blockierenden Wetterlage, das eine starke Sonneneinstrahlung möglich machte, und aufgrund von ausgetrockneten Böden durch eine vorhergehende Trockenheit. Die Hitzewelle in Russland und die starken Überschwemmungen in Pakistan im Jahre 2010 waren ebenfalls Folge einer blockierenden Wetterlage mit einem stationären Hoch über Osteuropa und einem anhaltenden Tief über Pakistan. Solche Bedingungen können auch auf natürliche Weise entstehen, sind aber aufgrund veränderter Temperaturverhältnisse zwischen mittleren und hohen Breiten infolge der globalen Erwärmung wahrscheinlicher geworden.[5] Insofern ist auch häufiger mit Hitzewellen wie 2003 in West- und Mittel- und 2010 in Osteuropa durch den Klimawandel zu rechnen. Schon das Ereignis zweier so extremer Hitzeereignisse auf demselben Kontinent in einem Jahrzehnt kann als Beleg dafür verstanden werden. Der anthropogene Klimawandel macht es also wahrscheinlicher, dass bestimmte Extremereignisse intensiver werden und häufiger auftreten. Umgekehrt lässt es sich aber nicht bei einem einzelnen Extremereignis beweisen, dass es durch die globale Erwärmung bedingt ist.

5 Einzelnachweise

  1. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.8.1
  2. IPCC (2012): Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation, 3.2.1
  3. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, Table 3.8
  4. IPCC (2013): Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The Physical Science Basis, 2.6
  5. 5,0 5,1 5,2 Coumou, D., S. Rahmstorf (2012): A decade of weather extremes, Nature Climate Change, doi:10.1038/nclimate1452
  6. IPCC (2012): Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation, FAQ 3.2


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