Wetterextreme und Klimawandel

Aus Klimawandel
Version vom 12. April 2012, 14:14 Uhr von Dieter Kasang (Diskussion | Beiträge) (Was sind Wetter- und Klimaextreme?)
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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?

1.1 Definitionen

Es gibt keine einheitliche Definition für Wetter- und Klimaextreme.[1] Grundsätzlich lassen sich zwei Ansätze unterscheiden:

  1. der Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens des Ereignisses,
  2. 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.[2]

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.

Manchmal werden Extremereignisse auch nach ihrer Wirkung definiert, z.B. nach den Schäden, die ein Sturm oder ein Starkniederschlag anrichten. Tatsächlich sind es ja die Folgen von Wetterextremen für menschliche und natürliche Systeme, die ihre Bedeutung ausmachen. Sie sind jedoch nicht nur von den Extremereignissen selbst abhängig, sondern in hohem Maße auch davon, inwieweit Menschen, Pflanzen und Tiere den Wetterereignissen ausgesetzt sind und sich schützen können oder nicht. Ein Hurrikan, der auf dem offenen Atlantik wütet, ist wesentlich harmloser als z.B. der Hurrikan Katrina, der mit voller Wucht die Stadt New Orleans traf. Eine gleich starke Sturmflut wird in Bangladesch wesentlich größere Schäden anrichten als in den durch hohe Deiche und Absperrdämme geschützten Niederlanden. Ein Sturm richtet auf einer kahlen Hochebene weniger Schäden an als in einem Fichtenwald. Bei einer Betrachtung von Extremereignissen im Zusammenhang mit dem Klimawandel empfiehlt es sich daher nicht, von den Auswirkungen auszugehen, da diese zu einem großen Teil von sozialen, ökonomischen und ökologischen Faktoren abhängen. Sinnvoller ist es die meteorologischen Merkmale eines Extremereignisses zugrunde zu legen, da diese unmittelbar von den klimatischen Bedingungen abhängen.

Die Unterscheidung zwischen einem extremen Wetter- und einem extremen Klimaereignis richtet sich nach der Dauer des Ereignisses.[1] 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 Extremereignissen. In den Artikeln auf diesem Klima-Wiki wird in der Regel von 'Wetterextremen gesprochen und nur in Ausnahmefällen, z.B. bei sehr lang anhaltenden Dürren, von Klimaextremen.

1.2 Zusammengesetzte Extremereignisse und Feedbacks

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. Tatsächlich zugenommen haben in jüngster Zeit die 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.[3] 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.

3 Änderungen durch den Klimawandel

Noch schwieriger ist es, einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Wetterereignissen und dem globalen Klimawandel nachzuweisen. Bei einem einzelnen Vorkommen wie etwa der europäischen Hitzewelle im August 2003 oder der Elbeflut im Jahre 2002 ist das nicht möglich, da solche außerordentlichen Ereignisse ebenso ein Ergebnis der 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.

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.[4]

Auf dem Hintergrund zahlreicher Unsicherheiten lässt sich über die Zeit seit etwa 1950 Folgendes sagen:[5] Die Anzahl der Hitzewellen hat seit ca. 1950 über Landgebieten global zugenommen. Ebenso ist die Anzahl der Ereignisse mit 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 Winterstürme zugenommen, wobei gleichzeitig eine Verschiebung der Zugbahnen polwärts festzustellen ist.

Für die Zukunft projizieren Klimasimulationen global eine statistische Zunahme von Extremereignissen.[6] 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.

4 Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 IPCC (2012): Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation
  2. Vgl. hierzu auch: Christian Schönwiese (2007): Wird das Klima extremer? Eine statistische Perspektive., in: Endlicher, W., Gerstengarbe, F.-W. (Hrsg): Der Klimawandel – Einblicke, Rückblicke und Ausblicke, S. 60-66
  3. 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
  4. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, 3.8.1.
  5. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 3.3
  6. IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, FAQ 10.1

5 Weblinks


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